Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Рослини


Різноманіття рослин

План:


Введення

Рослини ( лат. Plantae або лат. Vegetabilia ) - Одна з основних груп багатоклітинних організмів, що включає в себе в тому числі мохи, папороті, хвощі, плауни, голонасінні і квіткові рослини. Нерідко до рослин відносять також всі водорості або деякі їх групи. Рослини (в першу чергу квіткові) представлені численними життєвими формами - серед них є дерева, чагарники, трави, та ін

Рослини є об'єктом дослідження науки ботаніки.


1. Загальні ознаки

1. Клітини рослин мають щільні целюлозні оболонки.
2. В клітинах знаходяться зелені пластиди хлоропласти, в них зелений пігмент хлорофіл, тому можливий фотосинтез (одержання енергії з неорганічних речовин на світлі за участю фотосинтетичних пігметов).
3. В основному ведуть прикріплений спосіб життя.
4. Запасні речовини в клітинах накопичуються у вигляді крохмалю.


2. Визначення

2.1. Історія

Питання про те, що ж називати рослиною, виглядає не таким однозначним, як це здається на перший погляд. Першим на це запитання спробував відповісти давньогрецький філософ і вчений Аристотель, помістивши рослини в проміжний стан між неживими предметами і тваринами. Він визначив рослини як живі організми, нездатні самостійно пересуватися (на противагу тваринам) [2]. Пізніше були відкриті бактерії та археї, які ніяк не підпадали під загальноприйняте поняття рослин. Вже в другій половині XX століття гриби та деякі типи водоростей були виділені в окремі категорії, оскільки не мають судинної і кореневої системи, яка присутня в інших рослин [3].


2.2. Сучасність


2.2.1. Визначальні ознаки

  • Наявність щільною, не пропускає тверді частинки, клітинної оболонки (як правило, складається з целюлози)
  • Рослини - продуценти. Вони отримують органічні речовини з допомогою вуглекислого газу і енергії сонця в процесі фотосинтезу. Гриби і велика частина бактерій останнім часом відноситься до окремих царствам. Раніше гриби і бактерії вважалися рослинами.
  • Ціанобактерії, або синьо-зелені водорості, для яких, як і для більшості рослин властивий фотосинтез, відповідно до сучасних класифікацій також не відносяться до рослин (ціанобактерії включені в царство Бактерії в ранзі відділу).
  • Інші ознаки рослин - нерухомість, постійний ріст, чергування поколінь та інші - не є унікальними, але в цілому дозволяють відрізнити рослини від інших груп організмів [4].

3. Поява і еволюція

3.1. Архейська ера (2500-3800 млн років назад)

Судячи з палеонтологічними знахідками, поділ живих істот на царства відбулося більше 3 млрд років тому. Першими автотрофними організмами стали фотосинтезуючі бактерії (зараз вони представлені пурпуровими і зеленими бактеріями, ціанобактеріями). Зокрема, в мезоархее (2800-3200 млн років назад) вже існували ціанобактеріальние мати.


3.2. Протерозойська ера (570-2500 млн років назад)

Єдиної, відповідає на всі питання, теорії походження еукаріотичних фотоавтотрофної організмів (рослин) поки немає. Одна з них ( теорія симбиогенеза) передбачає виникнення еукаріотичних фототрофов як перехід еукаріотичної гетеротрофне амебоідная клітини до фототрофних типу харчування через симбіоз з фотосинтезуючої бактерією, яка згодом перетворилася в хлоропласт. Відповідно до цієї теорії, таким же чином виникають і мітохондрії з аеробних бактерій. Так з'являються водорості - перші справжні рослини. У протерозойський еру широко розвиваються одноклітинні і колоніальні синьо-зелені водорості, з'являються червоні і зелені водорості.


3.3. Палеозойська ера (230-570 млн років назад)

В кінці Силуру (405-440 млн років тому) на Землі відбуваються інтенсивні горотворні процеси, що призвели до виникнення Скандинавських гір, гір Тянь-Шань, Саян, а також до обміління і зникнення багатьох морів. У результаті, деякі водорості (подібні з сучасними харові водорості) виходять на сушу, і заселяють літоралі і супраліторалі, що стало можливим завдяки діяльності бактерій і ціанобактерій, що утворили на поверхні суші грунтовий субстрат. Так виникають перші вищі рослини - Рініофіти. Особливість рініофітов полягає в появі тканин та їх диференціювання на покривні, механічні, провідні і фотосинтезуючі. Це було спровоковано різким відзнакою повітряного середовища від водної. Зокрема:

  • підвищеної сонячної радіацією, для захисту від якої у перших наземних рослин повинен був виділятися і відкладатися на поверхні кутин, що і було першим етапом формування покривних тканин ( епідерми);
  • відкладання Кутіна унеможливлює поглинання вологи всією площею (як у водоростей), що призводить до зміни функції ризоидов, які тепер не тільки прикріплюють організм до субстрату, але і поглинають з нього воду;
  • поділ на підземну і надземну частини спровокувало необхідність доставки мінеральних речовин, води і продуктів фотосинтезу по всьому організму реалізовану з'явилися провідними тканинами - ксілемой і флоемой;
  • відсутність виштовхувальної сили води і відповідно неможливість плавати, в ході конкуренції видів за сонячне світло, призвело до появи механічних тканин з метою "піднятися" над сусідами, ще одним фактором було поліпшене освітлення активізувати процес фотосинтезу і привело до надлишку вуглецю, що і дозволило утворитися механічним тканинам ;
  • в ході всіх вищеперелічених ароморфозов фотосинтезуючі клітини виділяються в окрему тканину;

Найдавніше відоме наземна рослина - куксонія. Куксонія виявлена ​​в 1937 р. в силурійських пісковиках Шотландії (вік близько 415 млн років). Подальша еволюція вищих рослин розділилася на дві лінії: гаметофітную (моховидні) і спорофітную (судинні рослини). Перші голонасінні рослини з'являються на початку Мезозою (приблизно 220 млн років назад). Перші покритонасінні (квіткові) виникають в юрському періоді.


4. Класифікація

4.1. Еволюція систем класифікації

Геккель (1894)
Три царства
Уїттекер (1969)
П'ять царств
Воуз (1977)
Шість царств
Воуз (1990)
Три домену
Кавальє-Сміт (1998)
Два домену
і сім царств
Тварини Тварини Тварини Еукаріоти Еукаріоти Тварини
Рослини Гриби Гриби Гриби
Рослини Рослини Рослини
Найпростіші Найпростіші Хромисті
Найпростіші Найпростіші
Monera Археї - Археї Прокаріоти Археї
Еубактеріі Еубактеріі Еубактеріі

5. Різноманітність

Станом на початок 2010 року за даними Міжнародного союзу охорони природи (IUCN) було описано близько 320 тисяч видів рослин, з них близько 280 тисяч видів квіткових, 1 тисяча видів голонасінних, близько 16 тисяч мохоподібних, близько 12 тисяч видів вищих спорових рослин ( Плауноподібні, Папоротеподібні, Хвощеподібні) [5]. Однак, це число збільшується, оскільки постійно відкриваються нові види.

Різноманітність сучасних рослин
Відділи Російське
назва
Число
видів
Зелені водорості Chlorophyta Зелені водорості 13 000 - 20 000 [6]
Charophyta Харові водорості 4000-6000 [7]
Мохоподібні Marchantiophyta Печінкові мохи 6000-8000 [8]
Anthocerotophyta Антоцеротовие мохи 100-200 [9]
Bryophyta Моховидні 10000 [10]
Вищі спорові рослини Lycopodiophyta Плауноподібні 1200 [11]
Pteridophyta Папоротеподібні 11000 [11]
Equisetophyta Хвощеподібні 15 [12]
Насінні Cycadophyta Саговніковідние 160 [13]
Ginkgophyta Гінкговідние 1 [14]
Pinophyta Хвойні 630 [11]
Gnetophyta Гнетовідние 70 [11]
Magnoliophyta Квіткові рослини 281821 [5]



6. Будова рослин

Для клітин рослин характерний великий відносний розмір (іноді до декількох сантиметрів), наявність жорсткої клітинної оболонки з целюлози, присутність хлоропластів і великої центральної вакуолі, що дозволяє регулювати тургор. Під час ділення перегородка утворюється за рахунок злиття численних бульбашок (фрагмопласт). Сперматозоїди рослин дво-(у мохоподібних і Плауноподібні) або многожгутіковие (у решти папоротеподібних, саговникових і гінкгових), причому ультраструктура жгутикового апарата дуже схожа на таку в жгутикових клітинах харових водоростей (відділ Зелені водорості).

Клітини рослин об'єднуються в тканини. Тканини рослин характеризуються практично повною відсутністю міжклітинної речовини, великою кількістю мертвих клітин (тканини, такі як склеренхіма і пробка, складаються майже виключно з мертвих клітин), а також тим, що, на відміну від тварин, тканина рослини може складатися з різних типів клітин (наприклад, ксилема складається з водопровідних елементів, волокон деревини і деревинної паренхіми).

Більшість рослин характеризується значним розчленуванням тіла. Існують кілька типів організації тіла рослин: талломний, при якому окремі органи не виділяються і тіло являє собою зелену пластину (деякі мохоподібні, заростки папороті), листостеблових, при якому тіло являє собою втеча з листям ( коріння відсутні; більшість мохоподібних), і корнепобеговий, коли тіло ділиться на кореневу і побеговой систему. Втеча більшості рослин складається з осьової частини ( стебла) і бічних фотосинтезуючих органів (листя), які можуть виникати або як вирости зовнішніх тканин стебла (у мохоподібних), або як наслідок злиття укорочених бічних гілок (у папоротеподібних). Зачаток втечі прийнято вважати особливим органом - ниркою. [4]


7. Життєвий цикл рослин

7.1. Розмноження

Для рослин характерні два види розмноження : статеве і безстатеве. Для вищих судинних рослин єдиною формою статевого процесу є оогамія. З форм безстатевого розмноження широко поширене вегетативне розмноження.

Крім вегетативних, рослини мають спеціалізовані генеративні органи, будова яких пов'язане з протіканням життєвого циклу. В життєвому циклі рослин чергується статеве, гаплоидное покоління ( гаметофіт) і безстатеве, диплоидное покоління ( спорофіт). На гаметофите утворюються статеві органи - чоловічі антеридии та жіночі архегонії (відсутні у деяких Гнетоподібні і у покритонасінних). Сперматозоїди (їх немає у хвойних, Гнетоподібні і покритонасінних) запліднюють знаходиться в архегонії яйцеклітину, в результаті утворюється диплоидная зигота. Зигота формує зародок, який поступово розвивається в спорофіт. На спорофіті розвиваються спорангії (часто на спеціалізованих спороносних листках, або спорофіллах). У спорангіях відбувається мейоз, і утворюються гаплоїдні спори. У разноспорових рослин ці суперечки двох типів: чоловічі (з них розвиваються гаметофіту тільки з Антеридій) і жіночі (з них розвиваються гаметофіту, що несуть тільки архегонії); у равноспорових суперечки однакові. З спори розвивається гаметофит, і все починається спочатку. Такий життєвий цикл мають Мохоподібні і Папоротеподібні, причому у першої групи в життєвому циклі домінує гаметофіт, а у другої - спорофіт. У насіннєвих рослин картина ускладнюється за рахунок того, що жіночий (несучий архегонії) гаметофіт розвивається прямо на материнському спорофіті, а чоловічий гаметофіт ( пилкове зерно) повинен бути доставлений туди в процесі запилення. Спорофілли у насіннєвих рослин часто складно влаштовані і об'єднуються в так звані стробіли, а у покритонасінних рослин - у квітки, які можуть, у свою чергу, об'єднуватися в суцвіття. Крім того, у насінних рослин виникає спеціалізована, що складається з декількох генотипів структура - насіння, яке можна умовно віднести до генеративних органів. У покритонасінних рослин квітка після запилення дозріває і формує плід. [4]


8. Значення

Існування світу тварин, включаючи людину, було б неможливо без рослин, чим і визначається їх особлива роль у житті нашої планети. З усіх організмів тільки рослини і фотосинтезуючі бактерії здатні акумулювати енергію Сонця, створюючи при її посередництві органічні речовини з речовин неорганічних; при цьому рослини витягують з атмосфери CO 2 і виділяють O 2. Саме діяльністю рослин була створена атмосфера, яка містить O 2, і їх існуванням вона підтримується в стані, придатному для дихання. Рослини - основне, визначальна ланка в складному ланцюгу харчування всіх гетеротрофних організмів, включаючи людину. Наземні рослини утворюють степу, луки, лісу та інші рослинні угруповання, створюючи ландшафтне різноманіття Землі і нескінченну різноманітність екологічних ніш для життя організмів всіх царств. Нарешті, при безпосередній участі рослин виникла і утворюється грунт.


8.1. Харчова промисловість

8.1.1. Одомашнення рослин

Людиною одомашнена понад 200 видів рослин, що відносяться до більш ніж 100 ботанічним пологах. Їх широкий спектр таксономічний відображає різноманітність місць, де вони були одомашнені. Основні продовольчі рослини, використовувані в культурі в даний час були одомашнені в країнах південно-західній Азії. В даний час це території Іраку, Ірану, Йорданії, Ізраїлю і Палестини. Ймовірно, древнім хліборобам було відомі переваги вегетативного розмноження (клонування) і близькоспорідненого схрещування ( інбридингу). Приклади рослин, репродукується клонуванням: картопля, фруктові дерева. Майже всі поживні речовини одержувані людьми з їжею в цих країнах надходили від високо вуглеводних злаків з досить високим вмістом білка ( пшениця, ячмінь). Тим не менш, білки злаків не повністю збалансовані за амінокислотним складом (низький вміст лізину і метіоніну). Ці злаки стародавні землероби доповнили бобовими рослинами - горох, сочевиця, вика. Єдиний культурний злак - жито виник набагато пізніше, ніж пшениця та інші культурні рослини. Самоопилітель льон має насіння багаті жиром, що доповнило харчову тріаду ранніх землеробів (жири, білки, вуглеводи). Ранні землероби склали набір одомашнених рослин, які задовольняють основним потребам людини в їжі і сьогодні. Надалі мало місце поступове поширення культурних рослин з вогнища їх виникнення в нові райони. У результаті, одні й ті ж рослини стали харчовими для населення всього світу. Частина культурних рослин пройшли одомашнення в країнах Південно-Східної Азії. Сюди відносяться такі самоопилітель як бавовна, рис, сорго, арахіс.


8.1.2. Сучасні культури рослин

З величезного розмаїття царства рослин особливе значення у повсякденному житті мають насінні і головним чином Квіткові рослини (покритонасінні). Саме до них відносяться майже всі рослини, введені людиною в культуру. Перше місце в житті людини належить хлібним рослинам ( пшениця, рис, кукурудза, просо, сорго, ячмінь, жито, овес) і різним круп'яних культур. Важливе місце в харчовому раціоні людини займає в країнах з помірним кліматом картопля, а в більш південних областях - батат, ямс, ока, таро і ін Широко вживаються багаті рослинними білками зернобобові ( квасоля, горох, нут, сочевиця тощо), цукроносні ( цукровий буряк і цукрова тростина), численні олійні ( соняшник, арахіс, маслина та ін), плодові, ягідні, овочеві та інші культурні рослини.

Сучасне суспільство важко уявити без тонізуючих рослин - чаю, кави, какао, так само як без винограду - основи виноробства, або без тютюну.

Тваринництво базується на використанні дикорослих і культивованих кормових рослин.


8.2. Легка промисловість

Бавовник, льон, коноплі, рами, джут, кенаф, сизаль і багато інших волокнисті рослини забезпечують людину одягом і технічними тканинами.

8.3. Деревообробна промисловість

Щорічно споживається величезна кількість лісу - в якості будівельного матеріалу, джерела отримання целюлози та ін

8.4. Енергетика

Дуже важливе значення для людини має одне з головних джерел енергії - кам'яне вугілля, а також торф, про які можна сказати, що вони являють собою акумульовану в рослинних залишках минулого енергію Сонця.

8.5. Медицина і хімія

До цих пір не втратив свого економічного значення видобувається з рослин природний каучук. Цінні смоли, камеді, ефірні масла, барвники та інші продукти, отримані в результаті переробки рослин, займають чільне місце в господарській діяльності людини. Велике число рослин служать основними постачальниками вітамінів, а інші ( наперстянка, раувольфія, алое, беладона, пілокарпус, валеріана і сотні інших) - джерелом необхідних ліків, речовин і препаратів.


9. Екологія

Рослинний покрив збагачує атмосферу киснем і є основним джерелом енергії та органічного матеріалу майже для всіх екосистем. Фотосинтез радикально змінив склад ранньої земної атмосфери, яка містить в даний час близько 21% кисню. Тварини і багато інших аеробні організми мають потребу в кисні, анаеробні форми відносно рідкі. У багатьох екосистемах рослини є основою харчових ланцюгів.

Наземні рослини є ключовими компонентами водного та інших біохімічних циклів. Деякі рослини еволюціонували спільно з азотфіксуючими бактеріями і включені в кругообіг азоту. Коріння рослин відіграють істотну роль у розвитку грунту та запобігання її ерозії.


9.1. Розподіл

9.2. Екологічні взаємозв'язку

Багато тварин еволюціонували спільно з рослинами. Багато комах запилюють квітки в обмін на їжу у формі пилку або нектару. Тварини їдять фрукти і поширюють насіння з фекаліями. Більшість видів рослин виробили симбіоз з різними видами грибів ( мікориза). Гриби допомагають рослині витягувати воду і мінеральні речовини з грунту, а рослина постачає гриби вуглеводнями, виробленими в результаті фотосинтезу. Існують також симбіотичні гриби - ендофіти, які живуть всередині рослин і сприяють росту організму-господаря.


9.3. Паразитизм

Рослини-паразити існують як серед нижчих, так і серед вищих рослин. Такі рослини приносять великої шкоди сільському господарству.

9.3.1. Хижі рослини

Існує понад 500 видів хижих рослин. Виростають хижі рослини зазвичай на грунтах, бідних поживними речовинами і мінеральними солями. "Хижість" рослин обумовлена ​​нестачею азоту в грунтах, саме тому рослини-хижаки пристосувалися отримувати азот з комах, яких вони ловлять за допомогою різноманітних хитромудрих пасток.

Найвідомішим хижим рослиною лісів Росії є Росичка круглолиста ( Drosera rotundifolia ). Ця рослина виділяє по краях листя липку рідину, схожу на росу, - кислий травний сік. Комаха сідає на крапельку "роси", приклеюється і стає жертвою росички.

Інші відомі рослини-хижаки - венерина мухоловка, дарлінгтонія, жірянка, росоліст.


10. Цікаві факти

Elysia chlorotica - морський черевоногих молюск, що живе уздовж атлантичного узбережжя Північної Америки, - асимілює хлоропласти водорості, які фотосінтезіруют в клітинах травної системи. Геном цього морського слимака кодує білок, необхідний хлоропластах для фотосинтезу, відповідний ген з'явився в геномі тварини шляхом горизонтального перенесення. [15]


Примітки

  1. У сучасних класифікаціях ця група рослин зазвичай включається в клас Псілотовідние відділу Папоротніковідние в ранзі порядку. Див Ужовніковие ( Ophioglossales ).
  2. University of Hamburg Department of Biology " First Scientific Descriptions - www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e01/01a.htm "Прочитано 2007-11-22
  3. Microbiology - Helium " Why algae, fungi and microbes are not considered plant life - www.helium.com/tm/264610/algae-fungi-microbes-under Прочитано 2007-11-23 "
  4. 1 2 3 Шипунов А. Б. Рослини / / Біологія: Шкільна енциклопедія / Белякова Г. та ін - М .: БРЕ, 2004. - 990 с. - ISBN 5-85270-213-7.
  5. 1 2 lnternational Union for Conservation of Nature and Natural Resources, 2010.1. IUCN Red List of Threatened Species: Summary Statistics - www.iucnredlist.org/documents/summarystatistics/2010_1RL_Stats_Table_1.pdf (Англ.)
  6. Van den Hoek, C., DG Mann, & HM Jahns, 1995. Algae: An Introduction to Phycology. pages 343, 350, 392, 413, 425, 439, & 448 (Cambridge: Cambridge University Press). ISBN 0-521-30419-9
  7. Van den Hoek, C., DG Mann, & HM Jahns, 1995. Algae: An Introduction to Phycology. pages 457, 463, & 476. (Cambridge: Cambridge University Press). ISBN 0-521-30419-9
  8. Crandall-Stotler, Barbara. & Stotler, Raymond E., 2000. "Morphology and classification of the Marchantiophyta". page 21 in A. Jonathan Shaw & Bernard Goffinet (Eds.), Bryophyte Biology. (Cambridge: Cambridge University Press). ISBN 0-521-66097-1
  9. Schuster, Rudolf M., The Hepaticae and Anthocerotae of North America, volume VI, pages 712-713. (Chicago: Field Museum of Natural History, 1992). ISBN 0-914868-21-7.
  10. Buck, William R. & Bernard Goffinet, 2000. "Morphology and classification of mosses", page 71 in A. Jonathan Shaw & Bernard Goffinet (Eds.), Bryophyte Biology. (Cambridge: Cambridge University Press). ISBN 0-521-66097-1
  11. 1 2 3 4 Raven, Peter H., Ray F. Evert, & Susan E. Eichhorn, 2005. Biology of Plants, 7th edition. (New York: WH Freeman and Company). ISBN 0-7167-1007-2.
  12. Equisetopsida: інформація - www.mobot.org / MOBOT / Research / APweb / orders / Sporing.html # EqutoPol на сайті APWeb (Англ.)
  13. Gifford, Ernest M. & Adriance S. Foster, 1988. Morphology and Evolution of Vascular Plants, 3rd edition, page 358. (New York: WH Freeman and Company). ISBN 0-7167-1946-0.
  14. Taylor, Thomas N. & Edith L. Taylor, 1993. The Biology and Evolution of Fossil Plants, page 636. (New Jersey: Prentice-Hall). ISBN 0-13-651589-4.
  15. Rumpho ME, Worful JM, Lee J, et al. (November 2008). " Horizontal gene transfer of the algal nuclear gene psbO to the photosynthetic sea slug Elysia chlorotica - www.pnas.org/content/105/46/17867.abstract ". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 (46): 17867-17871. DOI : 10.1073/pnas.0804968105 - dx.doi.org/10.1073/pnas.0804968105. PMID 19004808. Перевірено 2008-11-24.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Тайнобрачние рослини
Водні рослини
Декоративні рослини
Зелені рослини
Комахоїдні рослини
Культурні рослини
Насіннєві рослини
Лікарські рослини
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru