Представители плауновидных растений

Плауновидные и хвощевидные по особенностям жизненного цикла напоминают папоротниковидных: особи бесполого поколения имеют побеги и корни. Особи полового поколения (заростки) небольших размеров и существуют отдельно от особей бесполого поколения.

Размножение. В цикле развития хвощей и плаунов чередуются половое размножение с помощью гамет и бесполое размножение с использованием спор. Одно растение может образовать несколько миллионов спор. Все они очень долго сохраняют способность к прорастанию во влажной теплой среде.

В благоприятных условиях из споры развивается маленькая пластинка — заросток. Вскоре на нижней поверхности заростка в особых органах — гаметангиях — формируются мужские и женские половые клетки (гаметы). С помощью воды (при таянии снега, с дождевой водой) мужские гаметы (сперматозоиды) доставляются к яйцеклеткам. После оплодотворения из зиготы образуется зеленый побег с листьями. Со временем он развивается в крупное зеленое растение, живущее много лет. На листьях растения образуются споры в особых органах — спорангиях. Поэтому данную стадию жизненного цикла, хвощей и плаунов называют спорофитом, а стадию заростка — гаметофитом. Спорофит — многолетняя стадия в их развитии, а заросток (гаметофит) живет несколько дней.

Гаметофит — гаплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из спор и производящая половые клетки, или гаметы. Развивается из гаплоидных спор. На гаметофите в специальных органах гаметангиях развиваются половые клетки, или гаметы.

Спорофит — диплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки или зиготы и производящая споры. Развивается из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы. На спорофите в специальных органах — спорангиях — в результате мейоза развиваются гаплоидные споры. У многих растений (разноспоровые плауны и разноспоровые папоротники, а также голосеменные и цветковые) спорангии делятся на два типа: макро- и микроспорангии. Макроспорангии производят макроспоры, а микроспорангии — микроспоры. Из макроспор развиваются женские гаметофиты, а из микроспор — мужские.

У хвощей и плаунов гаметофит представляет собой небольшое, но самостоятельное растение, иногда называемое заростком. Заростки папоротников и хвощей фотосинтезирующие, однолетние. Заростки плаунов живут под землей, развиваются в течение многих лет и питаются за счет симбиоза с грибами.
В жизненном цикле плауновидных и хвощевидных, как и у папоротниковидных, преобладают особи бесполого поколения. Отличия между представителями этих отделов заключаются прежде всего в строении вегетативных органов.

Отдел Плауновидные.

Плаун булавовидный (Lycopodium clavatum)

Плауны объединены в порядок высших споровых растений. Это многолетние вечнозеленые травянистые растения. Плауны по классификации разделены на два семейства: плауновые и баранцовые. Главный признак растений, относящихся к плауновым, — колоски (стробилы) из спорангиев. Отличительная особенность баранцовых – дважды либо четырежды дихотомически ветвящиеся стебли, имеющие пазушные спорангии, не упакованные в колоски.
Семейство плауновых объединяет четыре рода, в которые входят 200 видов. В семействе баранцовых один род — плаун-баранец, состоящий из 150 видов.
В нашей же стране плауны можно встретить в зеленомошных хвойных лесах. Это представители родов плаун, например, плаун годичный и плаун булавовидный и баранец – баранец обыкновенный.

Плауны являются древнейшей группой растений. Эти растения достигли расцвета в палеозое. В настоящее время плауны произрастают практически повсеместно на нашей планете. Наиболее многочисленная группа плаунов представлена в лесной зоне северного полушария. Это равноспоровые многолетние травянистые растения, в основном, наземные, имеющие цельные листья. Плауны образуют побеги с придаточными корнями. Побеги могут быть прямостоячие, ползучие, лазящие, длина их достигает 10 м. Плауны в возрасте 200-300 лет могут достигать в диаметре 40 м и более. Характерный признак некоторых видов плаунов (сплюснутого, булавовидного), которые растут на обедненных почвах в сосновых борах, вересковых пустошах, — формирование «ведьминых колец».

Значение плаунов в жизни человека очень велико. Плауны с древних времен используются в медицине и ветеринарии. В промышленности эти растения являются средством для получения синей, зеленой и желтой краски. Нашли свое применение плауны в фасонном литье и пиротехнике. В тканях некоторых видов плаунов содержится сильнодействующий яд, поэтому нужно осторожно подходить к выбору лекарственного средства народной медицины и не заниматься самолечением.

Отдел Хвощевидные.

Хвощ полевой

Как и у всех высших споровых растений, у хвощей в жизненном цикле преобладает спорофит.
Современные хвощевидные – многолетние травянистые растения. Все они относятся к роду Хвощ, который включает свыше 30 видов. У особей бесполого поколения хорошо развиты корневище и корни. С помощью корневища хвощ размножается вегетативно. От корневища отходят надземные побеги высотой от 10 см до 4–5 м (у некоторых тропических видов). Главный стебель разветвляется, на боковых стеблях можно заметить маленькие, лишенные хлорофилла клиновидные листочки. Фотосинтез происходит в зеленых стеблях: главном и боковых.

Наиболее распространенными видами в Сибири являются внешне схожие хвощ полевой и хвощ луговой. Встречаются по берегам рек, на лугах, в залежах, зарослях кустарников, как сорняки в посевах. Хвощ луговой обычен также в лесных сообществах. В Красноярском крае встречаются от южных границ до Заполярья, а хвощ луговой — даже до побережья северных морей бассейна Ледовитого океана. Другой распространенный вид — хвощ лесной. В большей степени приурочен к естественным местообитаниям. Часто встречается в лесах, на лугах, по окраинам болот. В тканях хвощей много двуокиси кремния, поэтому они очень жесткие и несъедобны для многих животных.

Некоторые виды хвощей используют в медицине в качестве мочегонного средства. Хвощи – прекрасные показатели (биоиндикаторы) почв с повышенной кислотностью. К началу XX века хвощи использовали для окраски мехов в серо–желтый цвет. В некоторых местностях молодые спороносные побеги и богатые крахмалом расширенные корневища – «клубни» – хвоща полевого употребляют в пищу. Для животных все части хвощей ядовиты, так как содержат вещества, разрушающие некоторые витамины в их организме.

Социальные кнопки для Joomla

Плауновидные

Ещё один отдел высших споровых растений – плауновидные (Lycophyta). Несмотря на некоторое сходство с мхами, плауны являются настоящими сосудистыми растениями. В современной флоре представлены тремя порядками: плауновые, селагинелловые, полушниковые – и почти 1000 видами, распространены по всему земному шару.

Строение плаунка

Современные плауновидные. Слева направо: плаун булавовидный, плаун-баранец, селагинелла селаговидная, полушник озёрный

У современных форм плаунов листья сравнительно небольшие и расположены спиралью вокруг ползучего или приподнимающегося стебля.

Bio-Lessons

Вниз от стебля идут похожие на корни ветвящиеся ризофоры. Споры (у некоторых форм одинаковые, у других – разных размеров) образуются на верхней стороне спорофиллов, собранных в вертикальные колоски или шишечки. Как и у папоротников, споры плауна образуют заростки (гаметофитное поколение) с антеридиями и архегониями; после оплодотворения на заростках из зигот прорастают спорофиты, и цикл повторяется вновь.

Древние плауновидные. Слева направо: зостерофиллофит, дрепанофикус, протолепидодендрон, астероксилон, лепидодендрон

Отпечаток ствола лепидодендрона (чешуедрева)

Плауновидные известны с силура. В девоне вымирают древние плауновидные: дрепанофикусы, пролепидодендроны, циклостигмы. Расцвет плауновидных приходится на карбон, когда сушу покрывали леса древовидных лепидодендронов и сигиллярий высотой до 30 м. Остатки мёртвых растений образовали толщи ископаемого угля. Начиная с триаса, древние плауновидные начинают постепенно исчезать с лица Земли.

Примерно так выглядела ископаемая сигиллярия

Отдел Плауновидные.

Плауновидные — самая древняя группа современных высших растений, ископаемые остатки растений рода плаун известны с конца силура — начала верхнего девона палеозойской эры (примерно 380 млн лет назад). В палеозое Плауновидные процветали, достигали огромных размеров (до 40 м), занимали господствующее положение в растительном покрове Земли. В настоящее время это угасающая группа растений. Все современные плауновидные — травянистые растения численностью примерно 1 тыс. видов. Это самые первые сосудистые растения: кроме хорошо развитых олиственных побегов у них есть настоящие корни. Для плауновидных характерна микрофилия, т.е. относительно мелкие размеры листьев. Листья плауновидных возникли как поверхностные выросты на осевых органах, что делает их уникальной группой. Стебель хорошо развит, листорасположение спиральное, супро­тивное и мутовчатое; ветвление дихотомическое. Молодые побеги нарастают за счет верхушечной меристемы, деятельность которой со временем угасает и поэтому Плауновидные ограничены в росте. Плауновидные не имеют главного корня. От подземного корневища отходят придаточные корни.

В жизненном цикле спорофит (взрослое растение) преобладает над гаметофитом. Спорангии у плауновидных формируются на спе­циализированных спороносных побегах — стробилах в виде колосков. Гаметофит небольших размеров, называется заростком, который отмирает сразу же, как только из него образуется новый спорофит. Для оплодотворения яйцеклетки необходима водная среда.

Внутри отдела два класса: Плауновидные и Полушниковые.

Класс Плауновые объединяет равноспоровые растения. Современные плауновые представлены одним порядком, одним семейством Плауновые и Двумя родами: плаун и филлоглоссум.

У плауновых обоеполые подземные или полуподземные заростки (гаметофиты) созревают в течение 1 — 15 лет. У растений отсутствует камбий. Род плаун включает примерно 200 видов, как правило, это представители влажных тропических и субтропических лесов. В тропиках вертикальные стебли плауновых достигают 1,5 м высоты.

Типичный представитель зеленомошных хвойных лесов умеренного пояса Северного полушария — плаун булавовидный. Это вечнозеленое многолетнее травянистое растение с ползучим стеблем, достигающим 3 м длины. Стебель покрыт мелкими линейно-ланцетными листьями. Прикрепляется к земле боковыми корнями, внешне похожими на придаточные корни, живущими 2—5 лет. От ползучего стебля отходят невысокие вертикальные боковые побеги с дихотомическим ветвлением. На концах боковых побегов расположены спороносные колоски. Колосок состоит из споролистиков (спорофилл), в основании которых находится спорангий со спорами. Споры имеют трехгранную форму. Снаружи они покрыты сетчатым рисунком в результате утолщений стенок спор. При прорастании спор очень медленно (до 18 лет) развиваются обоеполые заростки. Заросток представляет собой беловатый клубенек диаметром до 2 см. На заростке формируются антеридии и архегоний. После оплодотворения из зиготы развивается молодой спорофит — бесполое поколение, на котором впоследствии образуются споры.

Споры плауна используют в медицине для обсыпки пилюль и в качестве детской присыпки. В большом количестве они представляют собой светло-желтый порошок, бархатистый, жирный на ощупь. Этот порошок предотвращает склеивание пилюль. Таким порошком раньше в металлургической промышленности обсыпали формы при выплавке чугуна.

Собирать колоски со спорами нужно очень осторожно, не повреждая самого растения, особенно корневую систему, так как растение восстанавливается очень медленно

Некоторые плауны ядовиты (баранец обыкновенный).

Класс Полушниковые включает разноспоровые травянистые растения.

Отдел Плауновидные – Lycopodiophyta

У некоторых видов в проводящей ткани есть сосуды. Из современно живущих полушниковых в классе два порядка: Селагинелловые и Полушниковые.

В порядке Селагинелловые одно семейство Селагинелловые с одним родом селагинелла. Большинство видов мелких размеров — 5—15 см, с нежными стелющимися побегами, произрастают под пологом влажных лесов, образуя зеленые подушки, похожие на моховые. Встречаются формы с лазающим и вьющимся побегами, достигающими в длину 20 м. Растения открытых сухих местообитаний имеют прямостоячий стебель от 20 см до 3 м в длину. У видов со стелющимся стеблем листья расположены в 4 ряда: более крупные листья в двух нижних рядах, а мелкие в двух верхних. Прикрепляются к почве с помощью тонких дихотомически разветвленнных корней, которые образуются на особых органах — ризофорах (корненосцах). У прямостоячих селагинелл листья мелкие (0,5 — 5 мм длины), спирально расположенные по стеблю. Мозаика листьев позволяет лучше улавливать свет. Некоторые селагинеллы — эпифитные растения.

Селагинеллы — разноспоровые травянистые растения. При бесполом размножении микро- и макроспоры возникают в микроспорангиях на микро- и мегаспорофиллах, в большинстве случаев расположенных на одном стробиле в форме колоска. Колосок может занимать различное положение. Прорастание микро- и макроспор начинается внутри спорангиев. При прорастании микроспоры образуется сильно редуцированный заросток. При первом делении появляются две неравноценные клетки: маленькая — проталлиальная (остаток вегетативного тела заростка), большая — антеридиальная. Антеридиальная клетка дает начало анте­ридию, где формируются многочисленные двужгутиковые сперматозоиды. К моменту созревания клетки стенки антеридия и проталлиальной клетки расплываются, и сперматозоиды плавают в общей массе цитоплазмы. Это и будет мужской гаметофит, похожий на пылинку семенных растений. Из мегаспор развиваются женские заростки. Ткань заростка многоклеточная, и после разрыва оболочки мегаспоры заросток выпячивается наружу, его клетки зеленеют и на нем образуются ризоиды. У некоторых видов этот заросток может выпасть наружу, попасть при благоприятных усло­виях на почву и прикрепиться к ней с помощью ризоидов. Ризоиды выполняют функцию поглощения воды, необходимой для оплодотворения. В данном случае женский заросток питается само­стоятельно. У других видов женский гаметофит остается на мегаспоре, и тогда ризоиды выполняют функцию улавливания пыли­нок; в этом случае женский гаметофит живет за счет материнского растения. В обоих случаях после оплодотворения яйцеклетки развивается зародыш, который состоит из стебелька, листочков и ризофора, на котором впоследствии образуются корни. Сформировавшийся зародыш переходит к самостоятельной жизни.

В порядок Полушниковые — входит одно семейство Полушниковые с единственным родом полушник, представленным примерно 70 видами. Это многолетние травянистые растения с утолщенным прямостоячим стеблем и розеткой линейных шиловидных цилиндрических листьев. У основания стебля находится ризофор, от которого отходят корни. На верхней поверхности в основании листьев расположены многочисленные микро- и мегаспорангии. Гаметофит у полушни-ковых еще более редуцирован, чем у селагинелловых.

Виды полушниковых встречаются в чистых олиготрофных озерах и по опресненным мелководьям морей, поэтому могут относиться к индикаторам чистой воды.

Предыдущая1234567891011121314Следующая

Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 754;

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Тема: Плауны, хвощи, папоротники

Дата	29.06.2016
өлшемі	65.44 Kb.

Тема: Плауны, хвощи, папоротники Задание 1. «Отдел Плауновидные» Запишите номера вопросов и пропущенные слова (или группы слов): Отдел плауновидные насчитывает в настоящее время (_) видов. Вегетативные органы плаунов представлены (_). Проводящие элементы ксилемы плаунов представлены (_), флоэмы (_). В жизненном цикле плаунов преобладает (_). Для плаунов характерно (_) ветвление стебля и корня. Характерная особенность листьев – небольшие размеры, (_). Спорофит плаунов представлен (_). Гаметофит плаунов представлен (_), который развивается в симбиозе с грибами (_) лет. Антеридии и архегонии у плаунов образуются на (_). Споры у плаунов образуются в (_). По морфологическим особенностям спор плауны относятся к (_) растениям. Олимпиадникам. Разноспоровые плауновидные (_) и (_). З адание 2. «Плаун булавовидный» Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы: Что обозначено на рисунке цифрами 1 – 7? Где образуется зародыш нового растения у плауна. Однодомный или двудомный гаметофит плауна булавовидного? Когда происходит мейоз у плаунов? Задание 3. «Отдел Хвощевидные» Запишите номера вопросов и пропущенные слова (или группы слов): Отдел Хвощевидные насчитывает в настоящее время (_) видов. Проводящие элементы ксилемы хвощей представлены (_), флоэмы (_). В жизненном цикле хвощей преобладает (_). Спорофит хвощей представлен (_). Гаметофит хвоща полевого представлен (_). Антеридии и архегонии у хвоща полевого образуются на (_). Споры у хвоща полевого образуются в (_). По морфологическим особенностям спор хвощи относятся к (_) растениям. З адание 4. «Хвощ полевой» Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы: Что обозначено на рисунке цифрами 1 – 7? Чем представлено бесполое и половое поколение хвоща полевого? Каковы особенности листьев хвоща? Каковы особенности спор хвоща полевого? Задание 5. «Отдел Папоротникообразные» Запишите номера вопросов и пропущенные слова (или группы слов): Отдел Папоротникообразные насчитывает в настоящее время (_) видов. Проводящие элементы ксилемы папоротникообразных представлены (_), флоэмы (_). Камбий у папоротникообразных (_). Листья папоротников называются (_) и совмещают две функции – (_) и (_). По размерам листьев папоротники относятся к (_). Жизненные формы папоротникообразных (_). Спорофит папоротников представлен (_), гаметофит – (_). Стробилы у папоротников (_). Антеридии и архегонии у щитовника мужского образуются на (_). Споры у щитовника мужского образуются на нижней части листа в (_), прикрыты покрывалом – (_). Спорангии имеют кольцо, за счет которого спорангии обладают (_) эффектом. По морфологическим особенностям спор щитовник мужской относится к (_) растениям. Олимпиадникам. К разноспоровым водным папоротникам относятся (_), (_), (_). Задание 6. «Щитовник мужской» Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы: Что обозначено на рисунке цифрами 1 – 7? Чем представлен бесполое поколение у папоротников? Ответ поясните. Чем представлен половое поколение у папоротников? Ответ поясните.

Задание 7. «Размножение папоротника»

Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:

1. Что обозначено на рисунке цифрами 1 – 8?
2. Где образуются гаметы у папоротника?
3. Как происходит половое размножение у папоротников?
4. Где образуются споры у папоротника?
5. Как происходит бесполое размножение у папоротников?
6. Где образуется зародыш нового растения у папоротника?

Задание 8. «Бесполое и половое поколения плауна, хвоща, папоротника»

Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:

1. Какие поколения данных растений обозначены буквами А и Б?
2. Какие органы растений обозначены цифрами 1 – 5?
3. Почему бесполое поколение называется спорофитом?
4. Чем представлено половое поколение данных растений?
5. Где образуются зародыши нового растения у данных растений?

З

адание 9. «Строение и размножение
папоротника и мха»

Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:

1. Сравните строение папоротника и мха. В чем отличия?
2. Чем представлен спорофит папоротника и спорофит мха?
3. Чем представлен гаметофит папоротника и гаметофит мха?

Задание 10. «Плауны, хвощи, папоротники»

Дайте ответ одним предложением:

1. От какой группы водорослей произошли высшие наземные растения?
2. Сколько видов насчитывают современные плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные?
3. Чем представлен спорофит и гаметофит плауна булавовидного?
4. Чем представлен спорофит и гаметофит хвоща полевого?
5. Чем представлен спорофит и гаметофит щитовника мужского?
6. Однодомные или двудомные заростки у плауна булавовидного, хвоща полевого, щитовника мужского?
7. Когда происходит мейоз в цикле плауна булавовидного, хвоща полевого, щитовника мужского?
8. Плаун булавовидный, хвощ полевой, щитовник мужской растения равноспоровые?
9. Плауны, хвощи, папоротники – какие из этих растений только равноспоровые?
10. Какие растения имеют споры с элатерами?

Ответы:

Задание 1. 1. Угасающая группа, около 1000 видов. 2. Корнями, стеблями, листьями. 3. Трахеидами; ситовидными трубками. 4. Спорофит. 5. Дихотомическое. 6. Микрофилия. 7. Листостебельным растением. 8. Заростком; 6-15 лет и больше. 9. Однодомных или двудомных гаметофитах. 10. Спорангиях, которые располагаются на верхней стороне спорофилла стробилы. 11. Равно- и разноспоровым растениям. 12. Селагинеллы и полушники.

Задание 2. 1. 1 – листостебельный побег; 2 – придаточные корни; 3 – спороносный колосок; 4 – заросток; 5 – архегонии; 6 – антеридии; 7 – новое растение на заростке. 2. Из оплодотворенной яйцеклетки на заростке. 3. Однодомный. 4. При образовании спор.

Задание 3. 1. 25 видов. 2. Трахеидами; ситовидными клетками. 3. Спорофит. 4. Листостебельным растением. 5. Заростком. 6. Однодомном гаметофите. 7. Спорангиях на спорангиосфорах стробил. 8. К равноспоровым растениям.

Задание 4. 1. 1 – весенний, спороносный побег; 2 – вегетативный побег; 3, 4 – спорангиофоры; 5, 6 – споры с завернутыми и развернутыми элатерами; 7 – гаметофиты; 8 — сперматозоид. 2. Бесполое – спорофит, листостебельное растение, половое – обоеполый гаметофит. 3. Мелкие, чешуевидные, расположены мутовками. 4. Имеют элатеры (гаптеры).

Задание 5. 1. Более 10 000 видов. 2. Трахеидами; ситовидными клетками. 3. Отсутствует. 4. Вайи; спороношения и фотосинтеза. 5. Макрофильным. 6. Травянистые, древовидные, есть водные папоротники. 7. Листостебельным растением, заростком. 8. Отсутствуют.

Плауновидные

9. Однодомном заростке. 10. Сорусах; индузием. 11. Катапультирующем. 12. Равноспоровым. 13. Водные папоротники – марсилея, сальвиния, азолла.

Задание 6. 1. 1 – корневище; 2 – придаточные корни; 3 – листья (вайи); 4 – спорангии; 5 – заросток; 6 — архегонии; 7 – антеридии. 2. Листостебельным растением, в спорангиях образуются споры, размножение спорами – бесполое размножение. 3. Заростком, на котором в архегониях и антеридиях образуются гаметы, размножение гаметами – половое размножение.

Задание 7. 1. 1 – листостебельное растение; 2 – спорангии; 3 – развитие заростка из споры; 4 – заросток; 5 – антеридии; 6 – архегонии; 7 – сперматозоиды; 8 – яйцеклетка. 2. В архегониях и антеридиях заростка. 3. Сперматозоиды по воде попадают в архегонии и сливаются с яйцеклетками. Из зиготы развивается спорофит. 4. В спорангиях спорофита. 5. С помощью спор, из которых развиваются заростки. 6. Из оплодотворенной яйцеклетки архегония на заростке.

Задание8. 1. А – бесполое поколение, спорофит. Б – гаметофиты, половое поколение. 2. 1 – корневище; 2 – придаточные корни; 3 – спороносный колосок; 4 – спорангий; 5 – листья. 3. Размножение спорами – бесполое размножение, а листостебельные растения размножаются спорами. 4. Гаметофитами, заростками. 5. На гаметофитах, из оплодотворенных яйцеклеток.

Задание 9. 1. У мха нет настоящих стебля и листьев (листостебельное растение – гаметофит), нет корней, спорофит паразитирует на гаметофите, преобладает гаметофит. 2. Спорофит папоротника – листостебельное растение, спорофит мха – коробочка на ножке. 3. Гаметофит папоротника – заросток, гаметофит мха – листостебельное растение.

Задание 10. 1. От зеленых водорослей. 2. Плауновидные – около 1 тыс. видов, хвощевидные – 25 видов, папоротниковидные – 12 тыс. видов. 3, 4, 5. Спорофит – листостебельное растение, гаметофит – заросток. 6. У плауна – однодомный, у хвоща полевого – двудомный, у щитовника мужского – однодомный. 7. При образовании спор. 8. Равноспоровые. 9. Только хвощи. 10. Хвощи.

Отдел псилотофиты. Отдел плауновидные

Отдел Псилотофиты

Отдел псилотовидные включает один класс – Psilotopsida, один порядок – Psilotales, одно семейство – Psilotaceae, два рода: псилот ( Psilotum ) и тмезиптерис ( Tmesipteris ).

Псилот распространен в тропических и субтропических странах обоих полушарий. В Южной Испании, Южной Корее, Южной Японии, на Гавайских островах, на юге США. Включает два вида. Спорофит дихотомически ветвится, в надземной части с мелкими чешуевидными выростами и разветвленным подземным корневищеподобным образованием с многочисленными ризоидами и эндотрофной микоривой. У псилота – протостела. В спорангиях на концах коротких веточек появляются одинаковые споры. При прорастании они образуют обоеполый гаметофит, который развивается в симбиозе с гифами гриба. Сперматозоиды псилота многожгутиковые. Молодой спорофит питается за счет гаметофита, позже ведет самостоятельный образ жизни.

Тмезиптерис представлен 10 видами на островах Полинезии, Новой Зеландии, Австралии, доходит до Филиппинских островов. Тмезиптерис, как и псилот, часто являются эпифитами. Растет на стволах древовидных папоротников, саговников и пальм, у основания стволов деревьев, на перегнойной почве или нередко в трещинах скал.

У тмезиптериса также отсутствуют корни. Подземные органы его представляют собой более или менее дихотомически разветвленные и довольно длинные (до 1 м и более) корневищеподобные образования, которые в отличие от настоящих корневищ, лишены каких-либо чешуй, но покрыты многочисленными ризоидами. Они морфологически вполне соответствуют ризомоидам риниофитов.

Представители плауновидных

В клетках наружной коры содержатся гифы (эндотрофная микориза).

В надземной части стебли тмезиптерис дихотомически ветвятся и несут на поверхности более развитые в сравнении с псилотом чашуевидные придатки.

У псилотовых спорангии образуют синангии. Это свидетельствует об определенной эволюционной продвинутости псилотовых.

Гаметофит псилотовых бурый, лишен хлорофилла, микотроф, гифы гриба проникают через ризоиды почти во все клетки.

Гаметофит имеет радиально-симметричное строение, однажды или дважды дихотомически разветвлен и очень похож на кусок ризомоида длиной 18 мм и диаметром 2 мм. Вся поверхность его покрыта одноклеточными ризоидами. Внутренняя дифференциация гаметофита очень слабая – иногда слаборазвитая стела из трахеид, окруженных флоэмой и эндодермой. Антеридии и архегонии рассеяны по всей поверхности гаметофита. В антеридиях развиваются многожгутиковые сперматозоиды. Архегонии погруженные, с короткой выступающей шейкой.

Это древнейшая группа высших равноспоровых растений, которая, по всей вероятности, взяла начало непосредственно от риниофитов и дожила до наших дней. В своей эволюции они продвинулись дальше риниофитов по пути специализации. Представляют собой замкнутую ветвь в эволюции высших растений

Отдел Плауновидные

Почти достоверно предками плауновидных можно считать зостерофиллофитов. Наибольшего развития плауновидные достигли в позднем палеозое. В настоящее время этот отдел представлен небольшим числом родов и видов. Современные представители – многолетние травянистые растения, обычно вечнозеленые. Среди ископаемых были как травянистые, так и мощные древесные формы. Плауновидные представлены как равноспоровыми, так и разноспоровыми растениями.

Слева направо: плаун булавовидный, плаун-баранец, селагинелла селаговидная, полушник озёрный

Гаметофиты равноспоровых ныне живущих плауновидных размером 2-20 мм. Ведут сапрофитный или полусапрофитный образ жизни. Созревают в течение 1-15 лет. Гаметофиты разноспоровых плауновидных однополые, развиваются в течение нескольких недель за счет питательных веществ, содержащихся в споре.

Половые органы – антеридии и архегонии. В антеридиях формируются дву- или многожгутиковые сперматозоиды, в архегониях – яйцеклетки. Оплодотворение возможно при наличии капельно-жидкой воды.

Отдел включает два класса: плауновые ( Lycopodiopsida ) и полушниковые ( Iso ё topsida ).

Класс Плауновые (LYCOPODIOPSIDA)

В класс плауновых входит три порядка: астероксиловые ( Asteroxylales ), плауновые ( Lycopodiales ) и протолепидодендровые ( Protolepidodendrales ). Первый и третий порядки включают полностью вымершие растения.

Порядок астероксиловые (Asteroxylales)

Этот порядок содержит одно семейство астероксиловые ( Asteroxylaceae ) и два рода – астероксилон ( Asteroxylon ) и схизоподиум ( Schizopodium ). Оба рода вымерли около 400 млн. лет назад.

Астероксилон (рис. 18) был травянистым растением с надземной и подземной частями, стеблями и листьями. Листья представляли выросты стебля (энации). Астероксилон, вероятно, дал начало высшим растениям с мелкими листьями – микрофильной линии в эволюции высших растений. Проводящая система его – актиностела.

Порядок плауновые (Lycopodiales)

В этот порядок входит одно семейство – плауновые ( Lycopodiaceae ) и два рода: плаун ( Lycopodium ) и филлоглоссум ( Phylloglossum ), который встречается в Австралии.

Род плаун насчитывает около 400 видов: В странах СНГ представлен 10-12 видами, в Республике Беларусь – 3 рода и 5 видов.

Современные плауны – небольшие травянистые растения.

В тропических лесах встречается Lycopodium volubile, достигающий 9 м (лиана).

В нашей стране широко распространен плаун булавовидный ( L. clavatum ), произрастающий в хвойных, чаще сосновых лесах.

У плауна булавовидного от стелющихся дихотомически ветвящихся побегов отходят боковые корни, живущие 2-5 лет.

Новые корни возникают только из меристемы апекса побега. При дихотомировании меристемы побег и корень возникают одновременно как зачатки двух равноценных органов. Если корень формируется на плагиотропном побеге, то он сразу же изгибаясь, углубляется в почву и внешне выглядит как придаточный. Если же корень возникает на вершине ортотропного побега, то он, также изгибаясь, переходит по коре вдоль всего побега и выходит у самого его основания, тем более напоминая придаточный корень.

Заложение и развитие корня и побега как двух равноценных органов подтверждается сходством анатомического строения стебля и самой базальной части корня. По мере заглубления корня в почву анатомическое строение его меняется в связи со специфической средой обитания.

Стебель и ветви густо покрыты мелкими линейно-шиловидными листьями. Растение как бы плывет по земле. Отсюда, вероятно, и название плауна.

Анатомическое строение стебля еще примитивно. Молодые стебли имеют протостелическое, а взрослые – плектостелическое строение. Снаружи стебель одет эпидермисом. Далее следует мощная кора. Клетки внутренних слоев коры имеют сильно утолщенные стенки и образуют механическое кольцо. Центральная часть стебля занята концентрическим проводящим пучком (стела). Ксилема в пучке расположена в виде лент, соединяющихся друг с другом. Между участками ксилемы и, окружая ее с периферии, расположена флоэма. Сердцевины нет, камбия в пучке нет. За флоэмой идет один слой перицикла, далее – эндодерма, отграничивает пучок от коры.

В коре стебля – листовые следы — пучки проводящей ткани, идущие к жилкам листа. Корни придаточные с корневыми волосками.

Листья снаружи одеты эпидермисом с устьицами. Мезофилл многослойный с межклетниками.

Спороношение у плауна наблюдается в середине лета. Спороносные колоски по одному, реже по два-три возникают на верхушках ветвей. На оси колоска расположены спорофиллы. Они мельче вегетативных листьев, имеют треугольно-яйцевидную форму, заостренные, окрашены в желтый цвет.

На верхней стороне спорофиллов развиваются спорангии почковидной формы на короткой ножке. Внутри спорангия из спорогенной ткани путем мейоза в большом количестве формируются мелкие одинаковые споры. Они имеют округло-тетраэдрическую форму желтоватой окраски. Споры имеют две оболочки – экзоспорий и эндоспорий. Внутреннее содержимое споры – из протоплавмы, ядра, пластид, капелек жира. Зрелый спорангий вскрывается поперечной трещиной. К этому времени ось колоска несколько разрастается, спорофиллы раздвигаются, и споры легко высеиваются. На поверхности земли спора токами воды уносится в углубления (трещины) почвы, где на глубине в несколько сантиметров прорастает. Образуется заросток (обоеполый гаметофит) в виде комочка клеток. Жизнь заростка возможна только при симбиовес гифами гриба.

Зрелый заросток имеет кубаревидную форму, напоминает игрушечный волчек. На верхней стороне заростка образуются антеридии и архегонии. Антеридии погружены в ткань заростка. В них развиваются многочисленные двужгутиковые сперматозоиды. Архегонии брюшком также погружены в ткань заростка. В брюшке архегония формируется яйцеклетка и брюшная канальциевая клетка. В шейке – 6-8 канальцевых клеток. Антеридии и архегонии обычно развиваются не одновременно: сначала гаметофит функционирует как мужской, позднее – как женский.

Оплодотворенная яйцеклетка делится и формирует зародыш, состоящий из подвеска, ножки, зародышевых стебелька, листочка и корешка. На первых этапах зародыш питается за счет питательных веществ заростка. Заростки плаунов развиваются очень медленно. От прорастания спор до молодого спорофита проходит 15-18 лет. В связи с этим виды плаунов требуют охраны.

В Красную книгу Республики Беларусь включены баранец обыкновенный ( Huperzia selago ), ликоподиелла заливаемая ( Lycopodiella inundata ).

Плауновые имеют практическое применение. Споры плауна используют в качестве детской присыпки. Ими пересыпают таблетки. В металлургии при отливке ответственных деталей формы посыпают спорами плауна,применяют в пиротехнике. В сельской местности часто плауном обвивают арки, портреты для украшения, что делать нельзя по причине уничтожения растений.

Класс Полушниковые (ISOTOЁPSIDA)

К полушниковым относятся разноспоровые многолетние травянистые растения. Класс включает порядки селагинелловые ( Selaginellales ) и полушниковые ( Iso ё tales ).

Порядок селагинелловые (Selaginellales)

Порядок включает одно семейство селагинелловые ( Sellaginellaceae ) с одним родом селагинелла ( Selaginella ). Он содержит до 700 видов, произрастающих в тропических и субтропических областях. Немногие виды встречаются в умеренной зоне. В странах СНГ встречается 8 видов селагинеллы.

В ископаемом виде селагинелловые встречаются с верхнего карбона.

Селагинеллы довольно разнообразны по внешнему виду. Есть ползучие и прямостоячие формы. Размер их от 5-10 см до 2-20 м длины. Взрослые растения(спорофит) селагинеллы по внешнему виду очень сходны с плауном.

Селагинелла селагинелловидная ( S. selaginoides ) встречается главным образом в умеренных областях, заходя местами в Арктику. Это многолетнее растение. У нее, как и у плауна булавовидного, стебель дихотомически ветвится. Побеги дорсивентральные и несут четырехрядно расположенные листья: два ряда более мелких спинных и два ряда более крупных брюшных листьев. Мелкие спинные листья не затеняют брюшные листья. От стебля отходят корненосцы (ривофоры), от них – придаточные, также дихотомически разветвленные корни.

В сравнении с плауном селагинелла отличается и другими особенностями. Стебель ее с поверхности покрыт однослойной эпидермой. Далее следует кора, наружный слой которой приобретает механический характер, и, наконец, проводящий пучок (стела), расположенный в воздушной полости в подвешенном состоянии при помощи однорядных зеленых клеток трабекулярных нитей (клетки эндодермы). Листья имеют среднюю жилку. Снаружи лист одет эпидермисом. В клетках листа один-два пластинчатых хроматофора, как у водорослей. Устьица на нижней стороне листа.

У основания листа – группа рыхлых клеток (подушечка), к которой подходит из стебля трабекулярная ткань, через которую происходит поступление воздуха внутрь стебля.

Селагинелла – разноспоровое растение. У нее формируются микро-спорангии и мега спорангии. В микро спорангиях развиваются микроспоры в большом количестве. В мега спорангиях образуется 4 крупные мегаспоры. Однако у некоторых видов селагинелл имеется тенденция к сокращению числа мегаспор до одной.

Спорангии расположены в пазухе спорофиллов и собраны в колоски.

Микро- и мегаспорангии большей частью в одном колоске. Тогда микроспорангии находятся в верхней части или же в другом ряду одного и того же колоска, а мегаспорангии в нижней его части или же занимают другой ряд.

При прорастании микроспоры на земле или внутри микроспорангия образуется сильно редуцированный мужской заросток. Он не покидает оболочки споры. При первом делении микроспоры образуется 2 клетки — одна маленькая проталлиальная (ризоидальная) клетка и более крупная — антеридиальная. В дальнейшем антеридиальная клетка делится, образуя антеридий. Сперматогенные клетки в результате последующего деления формируют большое количество двужгутиковых сперматозоидов.

Мегаспора при прорастании образует женский варосток. Чаще этот процесс идет на земле. Ядро мегаспоры многократно делится, возникают перегородки и формируется многоклеточный заросток, не покидающий мегаспоры. Клетки усиленно делятся и прорывают оболочку мегаспоры, выпячиваются наружу, зеленеют. На нем возникают ризоиды, и он ведет самостоятельный образ жизни. В верхней части женского заростка развиваются немногочисленные архегонии, погруженные в ткань заростка. Оплодотворение происходит во время дождя.

Оплодотворенная яйцеклетка делится. Верхняя клетка образует подвесок. Из нижней формируется зародыш из стебелька, листочков, ножки и ризофора. При помощи ножки зародыш всасывает питательные вещества из заростка. Впоследствии зародыш переходит к самостоятельной жизни и дает взрослое растение селагинеллы.

У некоторых видов селагинелл развитие заростков и оплодотворение происходит на материнском растении. И лишь после этого мегаспорангий опадает.

Из семейства полушниковых в Красную книгу Республики Беларусь внесен редкий реликтовый вид полушник озерный ( Iso ё tes lacustris ).

У селагинелловых, как и во всех прочих группах равноспоровых растений, прослеживается закономерная связь между равноспоровостью, равдельнополостью гаметофитов и их в начительной редукцией, которая у семенных растений достигла наивысшей степени. Эти три процесса имеют важной биологическое значение. В микроспорангиях образуется большое количество очень мелких спор, дающих начало сильно редуцированным мужским гаметофитам – пылинкам, которые легко разносятся ветром. Массовость гаметофитов повышает эффективность полового процесса. Большая скорость развития мужских гаметофитов,значительная их редукция (кутинизиованная оболочка микроспор) обеспечивает им защиту от высыхания. Незначительные размеры мужского гаметофита способствуют экономии пластического материала.

В мегаспорангии происходит резкое сокращение количества мегаспор до 4-1 в сочетании с увеличением их размеров и содержанием в них питательных веществ. Это способствует развитию более крупного, более жизнеспособного женского гаметофита, который также находится под оболочкой мегаспоры. После оплодотворения яйцеклетки на этом гаметофите может сформироваться полноценный зародыщ нового спорофита.Раздельнополость гаметофитов обеспечивает новому поколению расширение, обогащение генетического потенциала.

В верхнем палеозое (350-280 млн. лет назад) плауновидные достигли своего расцвета. Из класса полушниковых следует отметить лепидодендрон, или чешуедрев ( Lepidodendron ), сигиллярию ( Sigillaria ) из пермского периода, плевромейю ( Pleuromeia ) из мезозоя. Это были мощные древесные растения, которые участвовали в образовании каменного угля. В конце палеозойской эры и в начале мезозойской все крупные представители плауновидных вымерли, уступив место более конкурентноспособным голосеменным. Мелкие травянистые плауновидные смогли пережить не только эру господства голосеменных, но и успешно приспособиться в дальнейшем к жизни в сложно организованных сообществах с преобладанием цветковых растений.

Семейство полушниковые (Isoёtaceae) в Беларуси представлено 1 родом и одним видом – полушник озерный (Isoёtes lacustris), включенным в Красную книгу нашей страны.



Отдел Плауны

Общая характеристика и особенности распространения на планете. Разнообразие.Этот отдел объединяет около 100 современных видов, которые дошли к нам из девонского периода. Плауны возникли из псилофитов и были распространены в палеозойскую эру, начиная с силурийского периода. Современные Плауны – это многолетние вечнозеленые травянистые растения с ползущим стеблем. Древесные формы отдела занимали доминирующее положение и создавали леса в каменноугольный период.

Особенности строения и процессов жизнедеятельности на примере плауна булавовидного.Этот представитель часто встречается в хвойных лесах на увлажненных почвах. Это многолетнее вечнозеленое растение. Его доминирующим поколением является спорофит, который состоит из ветвистого ползучего стебля, от которого отходят дополнительные корни и дихотомично разветвленные побеги, которые заканчиваются спороносными колосками. Литься жесткие, мелкие, линейные, расположены спирально и очень густо. Спороносные колоски состоят из споролистиков, возле основания которых находятся спорангии, где формируются одинаковые гаплоидные споры. Вегетативно плаун размножается частями ползущего стебля.

Плауновидные растения: виды, внешние характеристики, где произрастают

Попав в почву, споры прорастают в заросток (гаметофит однодомный) только через несколько лет. Заросток имеет ризоиды и питается сапрофитно. Развитию зародыша способствует внутренняя микориза, но развивается он очень медленно, и только через 12-15 лет на нем образуются антеридии и архегонии. После оплодотворения из зиготы развивается новое вечнозеленое растение – спорофит. У некоторых видов заростки двудомные и развиваются за счет питательных веществ споры в течение нескольких недель.

Роль Плаунов в природе и жизни человека:

— надземные вегетативные органы образуют значительную биомассу, но некоторые виды содержат алкалоиды и поэтому не используются животными;

— споры плаунов, которые содержат невысыхающее масло, используют в медицине как детскую присыпку и при повреждениях кожи как подсушивающее и болеутоляющее средство;

— иногда споры используют в металлургической промышленности при фасонном литье для обсыпания стенок формы, чтобы детали были гладкими и легко вынимались;

— использование плаунов для изготовления венков и гирлянд привело к резкому уменьшению количества этих растений, поэтому они нуждаются в бережном отношении и охране.

Предыдущая26272829303132333435363738394041Следующая

Дата добавления: 2015-02-13; просмотров: 1308;

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ: