Розділ «Тема 32. РІЗНОМАНІТНІСТЬ РОСЛИН. ВИЩІ СПОРОВІ РОСЛИНИ. МОХОПОДІБНІ»

Вищі рослини

Вищі рослини – це багатоклітинні рослинні організми, які пристосувалися до життя на суходолі, у зв'язку з чим у них з'явилися тканини, органи і чергування нестатевого та статевого поколінь. Предками вищих рослин стали водорості, які пристосувалися до життя на суходолі. У водному середовищі водорості досягли значного різноманіття будови, що дало їм змогу заселити різні водойми. Але поверхня материків і дно океану з часом змінювалися. Піднімалися нові материки, зникали під водою ті, що існували раніше. Унаслідок коливань земної кори на місці морів виникав суходіл. Перехід рослин до наземного способу життя, очевидно, був пов'язаний з тим, що існували ділянки суші, які періодично заливалися водою й звільнялися від неї. Тому в деяких водоростей почали з'являтися пристосування до життя на суші. Основними передумовами виходу рослин на суходіл були такі події:

1) утворення в прибережних частинах водойм шару мулу, який став основою первісних ґрунтів;

2) накопичення в повітрі внаслідок життєдіяльності водоростей достатньої кількості кисню;

3) утворення навколо Землі озонового шару, що став надійним захистом для живих організмів від шкідливих променів Сонця,

4) існування на великих площах суходолу постійного вологого і теплого клімату.

Це, а також здатність водоростей витримувати певні періоди пересихання мілких водойм, створило передумови для виходу рослин на суходіл. Перші вищі рослини виникли від багатоклітинних зелених водоростей. Найдавнішими і найпримітивнішими вищими рослинами вважаються риніофіти. Риніофіти були невеликими рослинами без листків та коренів.

До ґрунту вони прикріплювалися ризоїдами. Внутрішня будова у них вже була складніша, ніж у водоростей, що дозволило їм вижити на суші. Так, у покривній тканині риніофітів з'являються продихи, переміщення речовин відбувається за допомогою провідних тканин тощо.

Розмножувалися риніофіти спорами, які утворювалися на верхівках пагонів. Учені вважають, що всі відділи сучасних наземних рослин походять саме від риніофітів. Вперше риніофіти були знайдені в Канаді ще в 1859 році. Але тоді ця знахідка залишилася поза увагою вчених. І знову їх відкрили вже на початку XX сторіччя у Шотландії поблизу населеного пункту Райні, через що вони й отримати свою назву.

Вихід рослин на суходіл відбувся вперше близько 400 млн років тому. Перші наземні рослини зростали на берегах водойм і мілководдях, що час від часу затоплювалися або підсихали. Умови життя на суші дуже відмінні від умов життя у воді – вони мінливіші та різноманітніші. Найбільшою проблемою, яка виникає у зв'язку з переходом від водного способу життя до наземного, є зневоднення. Будь-яка рослина, тіло якої незахищене тим чи іншим способом, дуже швидко висохне і загине. Тому всі надземні частини вищих рослин захищені від несприятливих умов покривни-

Риніофіти

ми тканинами. Однак ці покриви утруднюють газообмін між рослиною і середовищем. Тому у вищих рослин формуються спеціальні отвори – продихи, які можуть відкриватися та закриватися, регулюючи потреби рослин у кисні, СO2, а також беруть участь у випаровуванні води з метою запобігання перегріву рослин. Зв'язок між надземною і підземною частинами рослини забезпечують провідні тканини, ксилема, по якій вода рухається вгору до листків, і флоема, яка транспортує органічні речовини від листків до кореня. Між покривними і провідними тканинами формуюються основні тканини, які виповнюють тіло рослини і спеціалізуються на виконанні таких функцій, як фотосинтез, газообмін, запасання поживних речовин та води тощо. Дуже важливе значення має для вищих рослин виникнення твірних тканин на верхівках коренів і пагонів. Вони забезпечують постійне подовження рослин, у результаті чого корені весь час відшукують нові джерела води і солей, а фотосинтезуючі органи завжди тягнуться до світла. Постійний ріст рослин веде до збільшення розмірів їхнього тіла, але, на противагу воді, повітря аж ніяк не підтримує рослину, тому для життя на суші у вищих рослин формуються механічні тканини.

Тіло вищих рослин, на відміну від нижчих, складається із тканин і почленоване на органи. Це пояснюється тим, що для життя на суші вищим рослинам потрібні світло, СO2, вода – для фотосинтезу, кисень – для дихання та мінеральні солі – для регуляції процесів життєдіяльності. Світло, СO2, кисень рослини на суходолі отримують через або з повітря, тому рослина або окрема частина її тіла має бути піднесеною над землею. А вода і мінеральні солі знаходяться в ґрунті, тому в наземних рослин мають бути утвори, які розташовуються в землі. Надземним органом, що виник як пристосування до життя у повітряному середовищі, є пагін. Стебло, як осьова частина пагона, пристосоване до пересування речовин по рослині й до утримання на собі листків. Бокові частини пагона – листки – набувають особливостей будови, які допомагають найкраще здійснювати функції фотосинтезу, дихання та випаровування води. Бруньки виникли пізніше, ніж стебло та листки, і завдяки їн пагін може галузитися і утворювати надземну систему рослини, збільшуючи площу повітряного живлення. Корінь є підземним органом, який виник як пристосування до життя у ґрунтовому середовищі. Вони закріплюють рослину в ґрунті і поглинають воду та розчинені солі. Отже, у всіх вищих рослин, що освоїли сушу, відбувається розчленування тіла на надземну та підземну частини відповідно до двох частин середовища – повітряного і ґрунтового.

Ще однією ознакою вищих рослин є наявність у життєвому циклі двох поколінь – статевого (гаметофіту) та нестатевого (спорофіту). Вони відрізняються від подібних фаз розвитку деяких водоростей тим, що мають багатоклітинні гаметангії та спорангії, і тим, що зигота дає початок багатоклітинному зародку, з якого розвивається спорофіт.

Порівняно з нижчими рослинами, кількість видів вищих рослин дуже велика і перевищує 300 тис. видів.

Отже, вищі рослини відрізняються від нижчих наявністю тканин, органів то чергуванням спорофіту й гаметофіту.

Особливості поширення, будови і процесів життєдіяльності вищих спорових рослин.

Вищі спорові рослини – це група наземних вищих рослин, які розмножуються та розселюються за допомогою спор. Ці рослини поширені в різних кліматичних умовах, однак більшість із них мешкає на вологих ділянках суходолу, оскільки для статевого розмноження їм необхідна вода. У водоростей статеве розмноження здійснювалося за участю води, зазвичай, перед настанням несприятливих умов. Сперматозоїди перепливали до яйцеклітин і відбувалося запліднення. Але на суходолі в повітряному середовищі, яке є досить сухим і сприяє випаровуванню води, статевий процес значно ускладнюється. Тому у вищих спорових рослин формуються стійкі проти висихання спори. Вони розсіюються, потрапляють у сприятливі умови, і з них виростає покоління, що утворює гамети. І саме на цьому етапі вода для них є вирішальним чинником існування, оскільки забезпечує зустріч чоловічих гамет із жіночими. Із гамет після запліднення утворюється зигота, яка дає початок спороутво- рюючому поколінню. Спори – це особливі округлі клітини, які служать для нестатевого розмноження та розселення рослин. Вони мають одну чи дві оболонки для захисту від несприятливих умов, хлоропласти, ядро, запас поживних речовин.

Особливості будови і процесів життєдіяльності вищих спорових рослин пов'язані з наявністю упродовж життя двох поколінь – нестатевого і статевого. Сукупність цих поколінь становить цикл відтворення. У циклі відтворення вищих спорових рослин чергуються особини нестатевого (спорофіту) та статевого (гаметофіту) поколінь, які розмножуються відповідно нестатевим і статевим способами. Нестатеве покоління має багатоклітинні спорангії, у яких шляхом мейозу утворюються спори для нестатевого розмноження. Статеве ж покоління має гаметангії, які утворюють гамети, забезпечуючи таким чином статеве розмноження.