Aspetto piante superiori ha segnato una nuova era nella vita del pianeta. La loro presenza è associata ai cambiamenti geologici nella struttura dei continenti e alla necessità di adattarsi alle caratteristiche della vita fuori dall'acqua.

La diversità delle condizioni di vita sulla Terra contribuisce alla formazione di molte forme di esistenza degli organismi viventi.

Piante superiori: definizione, struttura, caratteristiche e caratteristiche

Le piante terrestri multicellulari che sono in grado di utilizzare la luce nel processo della vita, che possiedono organi e tessuti sviluppati e caratterizzate da tipi di riproduzione alternati sono chiamate superiori.

Lo sviluppo è avvenuto nel tentativo di adattarsi all'esistenza terrestre.

Il risultato sono state trasformazioni nella struttura:

• radici che assorbono acqua e minerali, oltre a rafforzare la pianta nel terreno;
• foglie capaci di sintetizzare sostanze organiche da quelle inorganiche;
• steli: conducono materia organica e acqua.

Le piante terrestri sono caratterizzate dall'alternanza di generazioni e dalla nutrizione autotrofa.

Origine delle piante sporali superiori

La teoria afferma che gli antenati delle piante terrestri, gli streptofiti, furono costretti a causa dei cambiamenti geologici ad adattarsi ad altre condizioni di vita. L'importante era che sopravvivessero solo le alghe più adatte.

Si svilupparono forme transitorie pellicola protettiva- cutina depositata sulla superficie. Formazione del film dentro grandi quantità interferito con lo scambio di gas, causando la morte della pianta. Negli organismi la cui cutina si è formata moderatamente, si è formata un'epidermide con stomi, un tessuto complesso che protegge dall'essiccamento e inoltre non interferisce con lo scambio di gas.

L'aspetto dell'epidermide ha impedito l'assorbimento di acqua in tutto il corpo, favorendo così la formazione di filamenti unicellulari: rizoidi. Il risultato del processo di sviluppo è stata la formazione di un sistema più complesso: le radici.

L'illuminazione sulla terra supera significativamente lo stesso indicatore nell'acqua, per questo motivo il numero e le dimensioni degli organi fotosintetici - le foglie - sono aumentati in modo significativo. La distribuzione delle sostanze formate durante la fotosintesi e dell'acqua assorbita dalle radici viene effettuata dall'organo conduttore: lo stelo.

Il rapido aumento delle specie e la diffusione degli organismi superiori è spiegato dallo sviluppo degli organi vegetativi e dai cambiamenti nel sistema riproduttivo, che, in condizioni terrestri, devono avere una protezione affidabile.

Gli organi riproduttivi multicellulari delle piante terrestri - gametangi e sporangi - hanno un guscio di cellule viventi che protegge le spore dall'essiccamento.

In che modo le piante superiori differiscono da quelle inferiori?

Elenchiamo i principali:

1. I tessuti e gli organi che compongono le piante hanno una struttura multicellulare complessa.
2. L'habitat è prevalentemente terraferma.
3. Durante lo sviluppo si verifica un'alternanza di generazioni: gametofito e sporofito.
4. La spora è protetta da una membrana multicellulare dura.

Divisioni delle piante superiori

Secondo la classificazione, il sottoregno delle piante superiori comprende 9 divisioni.

I rappresentanti delle prime tre divisioni si estinsero completamente. I restanti sei costituiscono organismi viventi.

Riniofite

Le prime piante superiori che hanno dato origine ad altre divisioni sono le Riniofite o Rhiniaceae. Sono caratterizzati da un aspetto erbaceo primitivo, raggiungendo un'altezza di 60 cm. Avevano la struttura più semplice. Non c'erano foglie e radici vere e proprie; al posto delle radici c'era un organo rivomoide, da cui si estendevano i rivoidi verso il basso e gli steli si estendevano verso l'alto.

La fotosintesi veniva effettuata da un fusto che si ramificava principalmente in due germogli. Gli sporangi si attaccavano agli assi e al loro interno si sviluppavano spore.

La presenza di tessuti tegumentari, così come di stomi, suggerisce che i rappresentanti del dipartimento siano cresciuti sulla terra. Il rappresentante più antico del dipartimento è considerato Cooksonia.

Zosterofillofite

Hanno molto in comune con i rinofiti. Alcuni scienziati ritengono che le zosterofillofite abbiano dato origine alle licofite. Si differenziano per il fatto che avevano un fusto eretto ricoperto da uno spesso strato di cuticola.

Gli sporangi, raccolti in formazioni a forma di punta, hanno un gambo corto e spore identiche. Un rappresentante è Goslinglia, non ha radici e gli steli hanno rami con cime contorte.

Briofite

Una particolarità è la predominanza della fase aploide (generazione sessuale); la fase diploide è poco sviluppata. Per il processo sessuale dei muschi è necessario un ambiente umido, quindi devono crescere in luoghi bassi e paludosi, il che è facilitato dalle loro piccole dimensioni.

Le principali differenze tra briofite e altre divisioni:

• la scarsa illuminazione è sufficiente per la formazione della materia organica;
• l'acqua viene assorbita da tutto il corpo;
• la capacità di crescere su terreni poveri di nutrienti e di assumere uno stato di animazione sospesa per un lungo periodo. Tutto ciò garantisce competitività rispetto ad altri rappresentanti dei dipartimenti.

Le briofite si dividono in tre classi:

1. Classe epatica. I gametofiti sono caratterizzati da una struttura dorsoventrale. Le foglie sono sempre monostrato, i rizoidi sono unicellulari. Crescono ai tropici, aggrovigliando il terreno, i tronchi e le foglie degli alberi in un tappeto continuo. Questi includono la piccola Blassia (Blassia pusilla).
2. Classe delle Antocerotacee. Ai bordi dei talli lamellari a forma di rosetta sono presenti cellule meristematiche che formano lobi che si sovrappongono tra loro e conferiscono al tallo un aspetto riccio. Il più comune è il genere Antoceros.
3. Lezione sul muschio. Sono caratterizzati dalla presenza di tralci fogliari a simmetria radiale. I rizoidi si trovano su foglie e steli - sempre multicellulari. La maggior parte dei muschi cresce alle latitudini settentrionali e temperate. Un rappresentante sorprendente è lo sfagno; i loro tipi differiscono non solo nella struttura, ma anche nella loro associazione con le condizioni naturali.

Muschio-muschio

Ancora oggi si possono trovare forme erbacee di licofite. Hanno germogli con foglie e radici piccole.

Le foglie sono una lamina fogliare singola con una base espansa a forma di cuscinetto. Sono divisi in due classi: muschio-muschio e mezzo muschio.

Psilotoides

Le Psilotophyta sono rappresentate da una sola famiglia: le Psilotaceae. Non ci sono radici, quindi spesso crescono su altri alberi. Si possono trovare sia su terreni ricchi di sostanza organica che sulle rocce delle foreste tropicali. L'acqua deve essere coinvolta nel processo di fecondazione.

Uno dei rappresentanti è Psilot nudo, una felce decorativa. Ha preso il nome dalla mancanza di foglie. Cresce alla base dei tronchi delle palme o su terreni ricchi di humus. Si riproduce per spore.

Equiseti

Il dipartimento è diviso in due classi: Sphenophyllaceae ed Equisetaceae.

Un rappresentante di spicco è l'equiseto, una pianta erbacea perenne con radici. Serve come indicatore di terreni acidi.

I fusti sono divisi in internodi, dai quali emergono foglie poco sviluppate, scure, simili a chiodi di garofano. Le spore si trovano nella spighetta contenente le spore. La riproduzione avviene quando alta umidità: pioggia o forte rugiada.

Felci

Erbacea perenne, meno comune piante arboree. Sono caratterizzati da macrophyllia: foglie fortemente sviluppate di lunghezza relativamente breve. Loro foglie grandi(fronde) possono essere intere o fortemente sezionate, attorcigliate come una chiocciola sul nascere.

Nella maggior parte delle felci, le foglie svolgono due funzioni: fotosintesi e sporulazione. Sono distribuiti in tutto il mondo, ma la massima diversità di specie si trova ai tropici.

Il dipartimento ha cinque classi: Cladoxyleaaceae, Zygopteriaceae, Uzhovniaceae, Marattiaceae e Polypodiaceae.

Gimnosperme

La biologia moderna comprende quattro classi: Cicadacee, Ginkgoacee, Conifere e Gnetacee. Nell'antichità comprendevano altre due classi, già estinte: le felci da seme e le Bennettitaceae.

La riproduzione delle gimnosperme viene effettuata da semi: organi multicellulari contenenti il ​​rudimento dell'embrione, l'endosperma e la pelle multistrato. Costituiscono il dipartimento più altamente organizzato nelle loro caratteristiche morfologiche, avvicinandosi al dipartimento delle angiosperme.

Pino Kokha (Crimea)

Rappresentanti tipici del nostro paese sono l'abete rosso e il pino.

Conclusione

Il sottoregno delle piante superiori ha fatto molta strada nel processo della sua evoluzione. Nei rappresentanti più sviluppati puoi vedere un fiore, un seme, un frutto. Tutti i cambiamenti nel corpo sono avvenuti per prendere piede sulla terra: l'aspetto delle radici, delle foglie e il miglioramento del metodo di riproduzione.

Solo le piante superiori sono in grado di produrre materia organica da materia inorganica.

licosperme, gimnosperme e angiosperme).

Le piante superiori in alcuni sistemi di classificazione sono considerate un taxon di rango di sottoregno.

L'ampia varietà di condizioni per l'esistenza della vita terrestre spiega la straordinaria ricchezza di forme vegetali. Ma nonostante la diversità dell'aspetto, tutte le piante superiori sono caratterizzate da un tipo di processo sessuale (oogamia) e due varianti di un tipo di cambiamento delle fasi nucleari, o "cambio di generazioni" (cicli di sviluppo eteromorfi con predominanza di sporofiti o gametofito). In tutti i casi, entrambe le "generazioni" - ematofita e sporofito - differiscono morfologicamente, citologicamente e biologicamente. Nell'evoluzione di quasi tutti i reparti delle piante superiori (ad eccezione delle briofite), lo sporofito predomina nei cicli di sviluppo.

Muschi

Tra le piante superiori, le Briofite hanno la struttura più primitiva ( Bryophyta senso lato) - sono privi di radice (hanno rizoidi), e le Marchantiaceae, le Anthoceroteceae e alcuni muschi Jungermannia non hanno una divisione in foglie e fusto - sono tallosi, come le alghe o i licheni. L'apparato stomatico è estremamente primitivo, il sistema di conduzione non è sviluppato, le funzioni di conduzione sono svolte dal parenchima.

Spore vascolari

Piante da seme

Un'importante svolta evolutiva delle piante sulla via della conquista della terra fu l'apparizione del seme e del guscio del granello di polline. Dato che d'ora in poi il gametofito (ora costituito solo da poche cellule) cominciò a essere completamente contenuto all'interno del guscio che trattiene l'umidità, le piante poterono sviluppare zone desertiche e fredde.

In alcune gimnosperme e in quasi tutte le piante da fiore, nelle strutture conduttrici compaiono vasi e tubi setacciati: elementi conduttori cavi costituiti dalle pareti di cellule morte, grazie ai quali i loro sistemi di conduzione agiscono in modo estremamente efficiente.

Appunti

Letteratura

• Elenevskij A.G. Botanica. Sistematica delle piante superiori o terrestri: libro di testo. per studenti più alto ped. manuale istituzioni / A. G. Elenevsky, M. P. Solovyova, V. N. Tikhomirov. -Ed. 4°, riv. - M.: Centro editoriale "Accademia", 2006. - 464 p. - 3000 copie. - ISBN 5-7695-2141-4-UDC 596(075.8)

Fondazione Wikimedia. 2010.

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Enciclopedia moderna

Piante superiori- PIANTE SUPERIORI, sottoregno del mondo vegetale. A differenza delle piante inferiori, il corpo delle piante superiori è suddiviso in organi specializzati: foglie, fusto e radice. Oltre 300mila specie. Le piante superiori includono muschi, felci, gimnosperme,... ... Dizionario enciclopedico illustrato

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piante superiori- piante il cui corpo è differenziato in organi e tessuti, con organi multicellulari di riproduzione asessuata e sessuale e un embrione relativamente ben definito. Ci sono spore superiori (divisioni: Bryophyta - Bryophyta, Psilote - ... ... Anatomia e morfologia delle piante

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Il regno vegetale stupisce per la sua grandezza e diversità. Ovunque andiamo, non importa in quale angolo del pianeta ci troviamo, possiamo trovare ovunque rappresentanti del mondo vegetale. Anche il ghiaccio dell'Artico non fa eccezione per il loro habitat. Cos'è questo regno vegetale? Le specie dei suoi rappresentanti sono diverse e numerose. Cosa è caratteristiche generali regno vegetale? Come possono essere classificati? Proviamo a capirlo.

Caratteristiche generali del regno vegetale

Tutti gli organismi viventi possono essere divisi in quattro regni: piante, animali, funghi e batteri.

Le caratteristiche del regno vegetale sono le seguenti:

• sono eucarioti, cioè le cellule vegetali contengono nuclei;
• sono autotrofi, cioè formano sostanze organiche da sostanze inorganiche durante la fotosintesi utilizzando l'energia della luce solare;
• condurre uno stile di vita relativamente sedentario;
• illimitato nella crescita per tutta la vita;
• contengono plastidi e pareti cellulari di cellulosa;
• l'amido viene utilizzato come nutriente di riserva;
• presenza di clorofilla.

Classificazione botanica delle piante

Il regno vegetale è diviso in due sottoregni:

• piante inferiori;
• piante superiori.

Sottoregno "piante inferiori"

Questo sottoregno comprende le alghe: le più semplici nella struttura e le piante più antiche. Tuttavia il mondo delle alghe è molto vario e numeroso.

La maggior parte di loro vive dentro o sull'acqua. Ma ci sono alghe che crescono nel terreno, sugli alberi, sulle rocce e perfino nel ghiaccio.

Il corpo delle alghe è un tallo o tallo, che non ha né radici né germogli. Le alghe non hanno organi né tessuti vari; assorbono sostanze (acqua e sali minerali) su tutta la superficie del corpo.

Il sottoregno “piante inferiori” è composto da undici divisioni di alghe.

Significato per l'uomo: rilascio di ossigeno; vengono mangiati; utilizzato per produrre l'agar-agar; vengono utilizzati come fertilizzanti.

Sottoregno "piante superiori"

Le piante superiori comprendono organismi che hanno tessuti, organi (vegetativo: radice e germoglio, generativo) e sviluppo individuale ben definiti (ontogenesi) che sono divisi in periodi embrionali (embrionali) e postembrionali (post-embrionali).

Le piante superiori si dividono in due gruppi: piante con spore e piante con semi.

Le piante spore si diffondono attraverso le spore. La riproduzione richiede acqua. Piante da seme diffuse dai semi. L'acqua non è necessaria per la riproduzione.

Le piante sporali sono suddivise nelle seguenti sezioni:

• briofite;
• licofiti;
• equiseto;
• simile a una felce.

I semi sono suddivisi nelle seguenti sezioni:

• angiosperme;
• gimnosperme.

Diamo un'occhiata a loro in modo più dettagliato.

Dipartimento "briofite"

Le briofite sono piante erbacee a crescita bassa, il cui corpo è diviso in fusto e foglie; hanno una specie di radici - rizoidi, la cui funzione è quella di assorbire l'acqua e ancorare la pianta al terreno. Oltre al tessuto fotosintetico e macinato, i muschi non hanno altri tessuti. La maggior parte dei muschi sono piante perenni e crescono solo in zone umide. Le briofite sono il gruppo più antico e più semplice. Allo stesso tempo, sono piuttosto diversi e numerosi e sono secondi solo alle angiosperme in termini di numero di specie. Ci sono circa 25mila delle loro specie.

Le briofite sono divise in due classi: fegato e fillofite.

Le epatiche sono i muschi più antichi. Il loro corpo è un tallo piatto ramificato. Vivono principalmente ai tropici. Rappresentanti delle epatiche: muschi Merchantia e Riccia.

I muschi frondosi hanno germogli costituiti da steli e foglie. Un tipico rappresentante è il muschio di lino del cuculo.

Nei muschi è possibile la riproduzione sessuata e asessuata. Asessuale può essere vegetativo, quando la pianta si riproduce per parti di fusti, tallo o foglie, oppure sporigeno. Durante la riproduzione sessuale nelle briofite si formano organi speciali in cui maturano uova immobili e sperma mobile. Gli spermatozoi si muovono attraverso l'acqua fino alle uova e le fecondano. Quindi sulla pianta cresce una capsula con spore che, dopo la maturazione, si disperdono e si diffondono su lunghe distanze.

I muschi preferiscono i luoghi umidi, ma crescono nei deserti, sulle rocce e nelle tundre, ma non si trovano nei mari e su terreni altamente salini, nelle sabbie mobili e nei ghiacciai.

Importanza per l'uomo: la torba è ampiamente utilizzata come combustibile e fertilizzante, nonché per la produzione di cera, paraffina, vernici, carta e nell'edilizia viene utilizzata come materiale termoisolante.

Divisioni "mocofite", "a coda" e "a felce"

Queste tre divisioni di piante sporali hanno struttura e riproduzione simili, la maggior parte cresce in luoghi ombrosi e umidi. Le forme legnose di queste piante sono molto rare.

Felci, muschi ed equiseti sono piante antichissime. 350 milioni di anni fa erano grandi alberi, costituivano le foreste del pianeta, inoltre oggi sono la fonte dei depositi di carbone.

Le poche specie vegetali sopravvissute fino ai giorni nostri delle divisioni felce, equiseto e licofita possono essere chiamate fossili viventi.

Esternamente tipi diversi muschi, equiseti e felci sono diversi l'uno dall'altro. Ma sono simili struttura interna e riproduzione. Hanno una struttura più complessa delle briofite (hanno più tessuti nella loro struttura), ma più semplici delle piante da seme. Appartengono alle piante spore, poiché formano tutte spore. Per loro è possibile anche la riproduzione sessuata e asessuata.

I rappresentanti più antichi di questi ordini sono i muschi. Al giorno d'oggi, il muschio club si trova nelle foreste di conifere.

Gli equiseti si trovano nell'emisfero settentrionale ora sono rappresentati solo dalle erbe; Gli equiseti possono essere trovati nelle foreste, nelle paludi e nei prati. Un rappresentante degli equiseti è l'equiseto, che di solito cresce in terreni acidi.

Le felci sono un gruppo abbastanza ampio (circa 12mila specie). Tra loro ci sono sia erbe che alberi. Crescono quasi ovunque. I rappresentanti delle felci sono lo struzzo e le felci.

Significato per l'uomo: le antiche pteridofite ci hanno dato giacimenti di carbone, che viene utilizzato come combustibile e preziose materie prime chimiche; alcune specie sono utilizzate per il cibo, utilizzate in medicina e utilizzate come fertilizzanti.

Dipartimento "angiosperme" (o "fioritura")

Le piante da fiore sono il gruppo di piante più numeroso e altamente organizzato. Esistono più di 300mila specie. Questo gruppo costituisce la maggior parte della vegetazione del pianeta. Quasi tutti i rappresentanti del mondo vegetale che ci circondano nella vita di tutti i giorni, sia selvatici che piante da giardino, sono rappresentanti delle angiosperme. Tra questi puoi trovare tutte le forme di vita: alberi, arbusti ed erbe aromatiche.

La principale differenza tra le angiosperme è che i loro semi sono ricoperti da un frutto formato dall'ovaio del pistillo. Il frutto protegge il seme e ne favorisce la distribuzione. Le angiosperme producono fiori, l'organo della riproduzione sessuale. Sono caratterizzati da una doppia fecondazione.

Le piante da fiore dominano la copertura vegetale come le più adatte alle moderne condizioni di vita del nostro pianeta.

Valore per l'uomo: utilizzato per l'alimentazione; rilasciare ossigeno in ambiente; utilizzato come materiale da costruzione e combustibile; utilizzato nell'industria medica, alimentare e dei profumi.

Dipartimento "Gimnosperme"

Le gimnosperme sono rappresentate da alberi e arbusti. Non ci sono erbe tra loro. La maggior parte delle gimnosperme ha foglie sotto forma di aghi. Tra le gimnosperme spicca un folto gruppo di conifere.

Circa 150 milioni di anni fa conifere dominava la vegetazione del pianeta.

Importanza per l'uomo: forma foreste di conifere; rilasciare grandi quantità di ossigeno; utilizzato come combustibile, materiali da costruzione, costruzione navale e produzione di mobili; utilizzato in medicina e nell'industria alimentare.

Diversità della flora, nomi delle piante

Continua la classificazione di cui sopra; i dipartimenti sono divisi in classi, le classi in ordini, seguiti dalle famiglie, poi dai generi ed infine dalle specie vegetali.

Il regno vegetale è vasto e diversificato, quindi è consuetudine utilizzare nomi botanici per le piante che hanno un doppio nome. La prima parola nel nome indica il genere delle piante e la seconda la specie. Ecco come apparirà la tassonomia della famosa camomilla:

Regno: piante.
Dipartimento: fioritura.
Classe: dicotiledoni.
Ordine: astroflora.
Famiglia: Asteraceae.
Genere: camomilla.
Tipologia: camomilla.

Classificazione delle piante in base alle loro forme di vita, descrizione delle piante

Il regno vegetale viene classificato anche in base alle forme di vita, cioè in base all'aspetto esteriore dell'organismo vegetale.

• Gli alberi sono piante perenni con parti aeree lignificate e un unico tronco distinto.
• Anche gli arbusti sono piante perenni con parti aeree lignificate, ma, a differenza degli alberi, non hanno un tronco unico ben definito, la ramificazione inizia vicino al suolo e si formano più tronchi uguali.
• Gli arbusti sono simili agli arbusti, ma sono a crescita bassa - non più alti di 50 cm.
• I sottoarbusti sono simili agli arbusti, ma differiscono in quanto solo le parti inferiori dei germogli sono lignificate e le parti superiori muoiono.
• Le liane sono piante con fusti aggrappati, rampicanti e rampicanti.
• Le piante grasse sono piante perenni con foglie o steli che immagazzinano acqua.
• Le erbe sono piante con germogli verdi, succulenti e non legnosi.

Piante selvatiche e coltivate

Anche l’uomo ha contribuito alla diversità del mondo vegetale e oggi le piante possono essere suddivise in selvatiche e coltivate.

Selvatico: piante in natura che crescono, si sviluppano e si diffondono senza l'aiuto dell'uomo.

Le piante coltivate provengono da piante selvatiche, ma sono ottenute attraverso la selezione, l'ibridazione o l'ingegneria genetica. Queste sono tutte piante da giardino.

Nell'aspetto, nella struttura e nelle caratteristiche biologiche, le piante superiori sono molto diverse. Le piante superiori che vivono oggi sono muschi, muschi, equiseti, felci, gimnosperme e piante angiosperme (da fiore). Il numero totale delle loro specie supera i 285mila.

A differenza delle "piante inferiori", quelle superiori sono caratterizzate da una serie di caratteristiche di un'organizzazione superiore. Il loro corpo è diviso in organi: germoglio e radice (ad eccezione delle briofite). Questi organi contengono molti tessuti diversi.

Le piante superiori hanno un sistema di conduzione ben sviluppato, rappresentato dallo xilema (tracheidi o vasi) e dal floema (tubi cribrosi con cellule accompagnanti). Insieme al sistema di conduzione esiste un complesso sistema di tessuti tegumentari, un complesso apparato stomatico; Quelli meccanici hanno ricevuto un forte sviluppo.

Caratteristica piante superiori - il corretto cambio di generazioni (gametofito e sporofito) nel loro ciclo di sviluppo. Il gametofito - la generazione sessuale su cui si formano antheridia e archegonia - viene sostituito dalla generazione asessuata dello sporofito, su cui si formano sporangi con spore. Il gametofito è sempre una pianta aploide, lo sporofito è una pianta diploide.

Nelle briofite domina il gametofito ciclo vitale, e lo sporofito occupa una posizione subordinata e vive sul gametofito. Muschi, equiseti e felci sono caratterizzati dall'indipendenza biologica sia dello sporofito che del gametofito, ma lo sporofito predomina nel ciclo vitale e il gametofito è ridotto a vari livelli. Nelle piante superiori più altamente organizzate (gimnosperme, angiosperme) si osserva la maggiore riduzione del gametofito.

Divisioni delle piante superiori

Le piante superiori sono solitamente divise in 9 divisioni, due delle quali combinano solo forme estinte: rinofite, zosterofillofite; sette divisioni sono rappresentate da piante viventi: briofite, licofite, psilotoidi, equiseti, pteridofite, gimnosperme, ecc.

Divisione Rhyniophyta

Le riniofite (psilofite) si estinsero nel Devoniano medio. Queste prime piante superiori avevano una struttura molto semplice. Si riproducevano per spore e avevano corpi ramificati in modo dicotomico con sporangi apicali. Non c'era differenziazione in radici, steli e foglie.

Si ritiene che i rinofiti siano il gruppo ancestrale originario da cui discendono le briofite, le licofite, gli equiseti e le pteridofite.

Divisione Zosterophyllophyta

Questo dipartimento comprende un piccolo gruppo di piante che esistevano nel Devoniano inferiore e medio. Avevano molto in comune con le riniofite. Forse le piante di questo gruppo vivevano nell'acqua. Come i rinofiti, non avevano foglie, le loro germogli fuori terra ramificati in modo dicotomico. Gli sporangi delle zosterofillofite, che avevano una forma sferica o a forma di fagiolo, erano situati lateralmente su steli corti, questa è la loro differenza dai rinofiti.

Divisione Briofita

Le briofite sono piante sempreverdi, autotrofe, per lo più perenni. Contano circa 25.000 specie e sono conosciuti fin dal Carbonifero. Questo gruppo di piante superiori discende apparentemente da antiche alghe verdi.

Il corpo delle briofite è un tallo (tallo) pressato sul substrato o un gambo con foglie; non ci sono radici, ci sono solo rizoidi. Si tratta di piccole piante, le loro dimensioni vanno da 1 mm a diverse decine di centimetri. Le briofite hanno un'organizzazione interna relativamente semplice. Il loro corpo contiene tessuto di assimilazione, ma i tessuti conduttivi, meccanici, di stoccaggio e tegumentari sono debolmente espressi rispetto ad altre piante superiori.

A differenza di tutte le altre divisioni delle piante superiori, il corpo vegetativo delle briofite è rappresentato dal gametofito, che domina nel loro ciclo vitale, mentre lo sporofito occupa una posizione subordinata, sviluppandosi sul gametofito.

Sul gametofito delle briofite si sviluppano gli organi riproduttivi: maschio (anteridi) e femmina (archegonia). Negli anteridi si formano un gran numero di spermatozoi biflagellati. Ogni archegonia produce un uovo. In condizioni umide (durante la pioggia), gli spermatozoi, entrando, penetrano nell'uovo situato all'interno dell'archegonio. Uno di loro si fonde con lei, producendo la fecondazione. Da un uovo fecondato (zigote) cresce uno sporofito, cioè una generazione asessuata rappresentata da una capsula posta su un gambo. Le spore si formano nella scatola.

Quando una spora germina, appare un protonema: un sottile filo ramificato (meno spesso un piatto). Sul protonema si formano numerose gemme che danno origine a gametofiti: germogli fogliari o talli a forma di piatto.

I gametofiti delle briofite sono capaci di propagazione vegetativa e il loro ciclo di sviluppo a lungo può verificarsi senza formazione di sporofiti.

Le briofite combinano 3 classi: Antocerotacee, Epatiche E Muschi fogliari.

IN classe Anthocerotidae(Antocerotae) si contano circa 300 specie. Sono distribuiti principalmente nelle regioni temperate e tropicali del globo. Nel nostro Paese si trova solo il genere Antoceros, rappresentato da 3-4 specie.

Il gametofito degli antoceroti è un tallo (tallo). Nelle specie del genere Anthoceros, il tallo è a forma di rosetta, di 1-3 cm di diametro, meno spesso a forma di foglia, verde scuro, strettamente aderente al terreno. Le capsule (sporogonia) sono numerose, leggermente ricurve, setolose. Conferiscono ai muschi antoceroti un aspetto distintivo.

IN classe Epatiche(Heraticae) si contano oltre 6mila specie. Le epatiche sono molto diffuse. A differenza di altre briofite, nella maggior parte delle epatiche il protonema è poco sviluppato e di breve durata. Il gametofito ha forma talliforme o a stelo fogliare. La struttura del gametofito nei muschi epatici è molto varia, ma lo sporofito è dello stesso tipo.

Ad esempio, possiamo considerare un rappresentante della sottoclasse Marchantiidae: Marchantia polymorpha. Questa è una delle epatiche più comuni nella nostra flora (nelle paludi e nelle foreste nei luoghi degli incendi). Il corpo di Marchantia è rappresentato da un tallo a forma di piatto verde scuro.

La Marchantia è una pianta dioica. Su alcuni esemplari si forma l'archegonia, su altri l'anteridia. Archegonia si sviluppa su un supporto speciale, la cui sommità ricorda una stella a più raggi. Il supporto maschile con anteridi sembra un disco piatto.

La sottoclasse Jungermanniidae contiene sia tallo che piante a foglia. La maggior parte delle Jungermanniaceae hanno germogli dorsoventrali reclinati. La forma e la loro attaccatura al fusto sono varie, la forma della scatola va da sferica a cilindrica, si apre solitamente con 4 ante.

A classe Muschi frondosi(Musci) comprendono 3 sottoclassi: muschi Sfagno, andreico e brie; Di queste prenderemo in considerazione due sottoclassi: Sfagno e Briaceae.

La sottoclasse Sphagnidae è rappresentata da un'unica famiglia, le Sphagnaceae, con un unico genere, Sphagnum. Nel nostro Paese sono presenti 42 specie. I muschi di sfagno sono diffusi nelle regioni temperate e fredde dell'emisfero settentrionale, formando una copertura continua nelle paludi e nelle foreste umide.

I fusti dei muschi di sfagno sono eretti, con rami fogliari a forma di fascicolo. Nella parte superiore i rami sono accorciati e riuniti in un cespo piuttosto denso.

Le foglie sono monostrato e hanno due tipi di cellule: clorofilliana e acquifero (ialina). Le cellule contenenti clorofilla sono strette, a forma di verme e contengono cloroplasti. Si trovano tra cellule acquifere ampie e incolori, prive di contenuto cellulare. Grazie alle sue numerose cellule portatrici d'acqua, lo sfagno può assorbire rapidamente grandi quantità di acqua (quasi 40 volte il suo peso a secco).

Nella parte superiore degli steli si formano antheridia e archegonia. Dopo la fecondazione dell'uovo, dall'archegonio cresce una capsula.

La sottoclasse Bryidae è rappresentata nel vostro Paese da circa 2mila specie. I muschi verdi sono spesso piante perenni con un'altezza compresa tra 1 mm e 50 cm. Il loro colore è solitamente verde. Sono molto diffusi e formano una copertura continua in paludi, foreste di conifere, prati, montagne e tundre.

I muschi verdi sono caratterizzati da un protonema ramificato ben sviluppato, spesso filamentoso. I muschi verdi sono molto diversi nella struttura dei loro organi vegetativi.

Come esempio che riflette le caratteristiche più importanti delle piante di questa sottoclasse, si consideri il muschio di lino del cuculo (Polytrichum commune), diffuso nelle umide foreste di conifere e lungo i bordi delle paludi. Il fusto di questo muschio è eretto, non ramificato, raggiunge un'altezza di 30-40 cm. È densamente ricoperto di foglie lineari-lanceolate.

Il lino Kukushkin è una pianta dioica. Gli archegoni si formano sulla sommità degli steli di alcune piante e gli antheridia su altre. Dopo la fecondazione, dallo zigote si sviluppa una capsula, appoggiata su un gambo. Le spore maturano nella scatola. La spora, una volta sul terreno umido, germina dando origine ad un protonema filamentoso. I germogli si formano sul protonema, da cui si sviluppano in foglie.

L'importanza dei muschi in natura è grande. I rappresentanti delle briofite crescono quasi ovunque. L'eccezione è rappresentata dagli habitat salini con substrato mobile; le briofite marine sono sconosciute. I muschi sono abbondanti nelle paludi e nelle foreste. Spesso dominano la copertura del suolo delle foreste di conifere (abete rossi, pinete, ecc.). I muschi abbondano nella tundra, in alta montagna. La zona della tundra e gli altopiani umidi sono giustamente chiamati il ​​regno dei muschi e dei licheni.

La capacità delle briofite di assorbire rapidamente l'acqua e di trattenerla saldamente fa sì che il tappeto erboso di muschio diventi torboso dal basso e si decomponga debolmente. La copertura di muschio può contribuire al ristagno idrico delle aree. I muschi di sfagno hanno proprietà antibiotiche e sono usati in medicina. Partecipando alla formazione della copertura di muschio nelle torbiere alte, sono formatori di torba. La torba di sfagno è ampiamente utilizzata come combustibile e in agricoltura.

Molti muschi verdi formano un tappeto continuo nelle torbiere di pianura, dove formano depositi di torba di pianura ricca di sostanze nutritive. La torba di pianura è ampiamente utilizzata in agricoltura come fertilizzante. I muschi hanno anche un significato negativo. Crescendo in un tappeto denso e continuo, impediscono l'aerazione del terreno, facendolo inacidire. Ciò influisce negativamente sulla vita di molte piante. Il ruolo delle epatiche nella copertura vegetale è generalmente molto inferiore al ruolo dello sfagno e dei muschi verdi.

Divisione Lycopodiophyta

I licopodi sono uno dei gruppi vegetali più antichi. Le prime licofite erano piante erbacee. Durante il periodo Carbonifero apparvero specie simili ad alberi, ma si estinsero e i loro resti formarono depositi di carbone. La maggior parte delle licofite sono ormai estinte. Sono sopravvissute solo poche specie di muschi club e selaginella.

Tutti i rappresentanti moderni dei licofiti sono piante erbacee perenni, solitamente sempreverdi. Alcuni di loro assomigliano in apparenza ai muschi verdi. Le foglie dei licofiti sono relativamente piccole, questo è tipico di questo gruppo di piante. Anche la ramificazione dicotomica (biforcuta) è caratteristica dei licopodi. Nella parte superiore degli steli di molte licofite si formano spighette (strobile) in cui maturano le spore.

Tra le licofite si distinguono piante omospore ed eterospore. Nelle specie omosessuali le spore non differiscono morfologicamente; durante la loro germinazione si formano gametofiti bisessuali; Nelle specie eterospore, le spore piccole danno origine a gametofiti maschili portanti antheridia, mentre quelle grandi danno origine a gametofiti femminili portanti archegonia. Gli spermatozoi bi o multiflagellati si formano negli anteridi e le uova negli archegoni. Dopo la fecondazione, dallo zigote risultante cresce una nuova generazione: lo sporofito.

La sezione Mossaceae comprende due classi: Mossaceae e Polusniformes. Dalla classe Plaunov considereremo l'ordine Plaunov e dalla classe Polushnikov - l'ordine Selaginella, i cui rappresentanti vivono attualmente.

Ordina le licofite(Lycopodiales) è caratterizzato dall'omosessualità. È rappresentato da una famiglia: le Lycopodiaceae. Questa famiglia comprende il genere Lycopodium, che conta circa 400 specie. Nel nostro Paese sono presenti 14 specie di muschi.

Molti muschi sono piccoli piante erbacee. Le loro foglie sono relativamente piccole. Lungo la foglia corre una nervatura centrale costituita da tracheidi e cellule del parenchima.

Consideriamo uno dei tipi di muschio del club: muschio del club (Lycopodium clavatum). Questa specie è molto diffusa e si trova nelle foreste di conifere (solitamente pini) su terreni poveri. Il muschio è una pianta erbacea perenne sempreverde con uno stelo strisciante lungo fino a 1-3 m. Su questo stelo si formano germogli fuori terra alti fino a 20 cm, che terminano in spighette portatrici di spore. Tutti i germogli sono densamente ricoperti da piccole foglie a forma di subulato. Le spighette contengono sporangi a forma di rene, in cui si formano un gran numero di piccole spore gialle identiche.

Le spore cadono a terra dopo la maturazione. Quando germinano si forma un escrescenza (gametofito). La crescita del muschio è perenne e si presenta come un piccolo nodulo (2-5 mm di diametro) con rizoidi. È incolore, privo di clorofilla e non può nutrirsi da solo. Il suo sviluppo inizia solo dopo che le ife fungine (micorriza endotrofica) penetrano nel corpo.

Sulla superficie superiore del protallo, nelle profondità del suo tessuto, si formano anteridi e archegonia. La fecondazione avviene in presenza di acqua. Dall'uovo fecondato si sviluppa un embrione che cresce fino a diventare una pianta sempreverde perenne: lo sporofito.

Nei licofiti c'è un cambiamento generazionale chiaramente espresso. Il ciclo di sviluppo è dominato dallo sporofito. La divisione di riduzione avviene nello sporangio durante la formazione delle spore.

Gli steli e le foglie dei muschi club contengono alcaloidi utilizzati in medicina. Le spore vengono utilizzate come polvere per polveri e per cospargere pillole. Per proteggere le riserve di muschi club, quando si raccolgono le spore, è necessario tagliare con cura solo le spighette contenenti spore.

Ordina le Selaginellaceae(Selaginellales), appartenente alla classe Polushnikovye, è caratterizzato da eterosporità. È rappresentato da una famiglia, le Selaginellaceae. Il genere Selaginella comprende quasi 700 specie, per lo più originarie delle regioni tropicali e subtropicali. Nel nostro Paese sono presenti 8 specie di questo genere. Le Selaginella hanno un aspetto molto diverso. La maggior parte di loro sono piccole piante erbacee, solitamente striscianti. Le foglie sono semplici, intere, piccole, lunghe fino a 5 mm. La riproduzione asessuata tramite spore è il principale metodo di riproduzione della Selaginella.

Diamo uno sguardo più da vicino Selaginella selaginoides(Selaginella selaginoides). Questa pianta ha fusti corti e striscianti ricoperti da foglie ovate allungate. Nella parte superiore del germoglio si formano spighette contenenti spore. La differenza principale tra Selaginella e muschi club è che la stessa spighetta contiene due tipi di sporangi. Alcuni di essi sono più grandi (megasporangi) e contengono 4 spore grandi (megaspore). Altri sporangi sono più piccoli (microsporangi) e contengono numerose microspore.

Durante la germinazione la microspora forma un protallo maschile molto ridotto, sul quale si sviluppa un anteridio. Dalla megaspora cresce un protallo femminile sul quale si sviluppano alcuni archegoni. Il movimento degli spermatozoi avviene nell'acqua dopo la pioggia o la rugiada. Nel tempo, una pianta adulta cresce da un uovo fecondato.

Così nella Selaginella si formano due tipi di spore – microspore e megaspore – e si sviluppano prothle unisessuali. I talli, soprattutto quelli maschili, sono molto ridotti, che è la direzione principale dell'evoluzione delle piante superiori. Ciò può essere visto chiaramente in altri dipartimenti delle piante superiori. Le selaginella sono poco utilizzate dall'uomo.

Divisione Psilotophyta

Il reparto Psilotidae comprende 12 specie. Comprende due generi: Psilotum e Tmesipteris. I rappresentanti di questi generi sono distribuiti fuori dal nostro paese nei tropici e nelle regioni subtropicali. Sono disposti in modo semplice e assomigliano alle riniofite. La loro struttura conserva caratteristiche estremamente primitive, che ne indicano l'origine antichissima.

La psilota sporofita non ha radici né foglie. È costituito da una parte aerea ramificata in modo dicotomico con piccole escrescenze simili a scaglie e un sistema ramificato di rizomi con numerosi rizoidi.

La Psilot è una pianta omosessuale. Le spore si formano negli sporangi situati all'estremità dei corti rami laterali. Dalla spora cresce un gametofito sotterraneo, sulla cui superficie si trovano anteridi e archegonia. Gli spermatozoi sono multiflagellati e necessitano di acqua per raggiungere l'uovo.

Tmesipteris è simile allo psilot, differendo da esso per le appendici fogliari più grandi.

Divisione Equisetofita

Le Equisetaceae sono caratterizzate dalla divisione in internodi e nodi ben definiti con foglie a spirale.

Attualmente, gli equiseti sono rappresentati sulla Terra da una classe Equisetopsida, che comprende un ordine Equisetales e una famiglia Equisetales. In questa famiglia esiste un solo genere: l'equiseto (Equisetum), che comprende circa 30 specie, 17 delle quali si trovano nella nostra flora (nelle paludi, nelle foreste, nei prati, nei seminativi, ecc.).

Gli equiseti raggiunsero il massimo sviluppo nel periodo Carbonifero. Quindi molti di loro erano rappresentati da grandi alberi. Successivamente le forme ad albero si estinsero. I loro resti morti hanno dato origine a depositi di carbone. Si estinsero anche molte forme erbacee.

Gli equiseti moderni sono erbe rizomatose perenni con un gambo alto fino a diverse decine di centimetri. Ai nodi del fusto sono presenti spirali di rami. Le foglie a forma di piccola scala crescono insieme alle guaine in un tubo; la funzione della fotosintesi è svolta dai germogli verdi. Alcuni germogli terminano con una spighetta contenente spore (strobilo), costituita da sporangi. Gli equiseti moderni sono piante omosessuali.

La generazione sessuale (gametofito) negli equiseti moderni è rappresentata da germogli verdi unisessuali o bisessuali di breve durata, molto piccoli, di diversi millimetri di dimensione. Su di essi si formano antheridia e archegonia. Gli spermatozoi multiflagellati si sviluppano negli anteridi e le uova si sviluppano negli archegoni. La fecondazione avviene in presenza di goccioline d'acqua liquida e dallo zigote cresce una nuova generazione asessuata: lo sporofito.

La struttura degli equiseti e il loro ciclo vitale possono essere considerati utilizzando l'esempio dell'equiseto (Equisetum arvense). Questa è una pianta rizomatosa perenne che cresce nei campi, nei prati e nei terreni incolti. Dal rizoma all'inizio della primavera compaiono germogli bruno-rosati, corti e diritti, alla sommità dei quali si forma una spighetta contenente spore. Sull'asse della spighetta sono presenti sporofille che sembrano scudi esagonali. Gli sporofille contengono sporangi, che contengono spore.

Esteriormente, tutte le controversie sono le stesse. Ciascuno ha due appendici sotto forma di nastri stretti chiamati elater. Le spore sono morfologicamente identiche, ma fisiologicamente diverse. Alcuni di loro, quando germinano, producono germogli maschili, altri - germogli femminili.

Il protallo maschile è una piccola lamina verde, divisa in lobi e attaccata al suolo tramite rizoidi. All'estremità dei lobi si sviluppano anteridi contenenti spermatozoi poliflagellati. Il protallo femminile è più grande e porta archegonia. La fecondazione avviene in presenza di umidità. Dallo zigote si sviluppa uno sporofito perenne. Dai rizomi dell'equiseto si sviluppano germogli vegetativi verdi, privi di spighette.

Altri tipi di equiseto hanno un solo tipo di germoglio. È sia sporifero che assimilativo. Il valore pratico degli equiseti è piccolo.

Divisione Tipo felce (Polypodiophyta)

Le felci sono piante antichissime. Una parte significativa di essi si è ormai estinta. Al giorno d'oggi, le felci superano di gran lunga in numero di specie tutti gli altri gruppi di spore moderne. piante vascolari; Si conoscono più di 12mila specie. Nella nostra flora ci sono circa 100 specie di questo gruppo.

I rappresentanti di questo dipartimento sono molto diversi nell'aspetto, nelle forme di vita e nelle condizioni di vita. Tra questi ci sono molte piante erbacee perenni e ci sono anche alberi. Le felci arboree tropicali sono alte fino a 25 me il diametro del tronco raggiunge i 50 cm. Tra le specie erbacee si trovano piante molto piccole di diversi millimetri.

A differenza delle licofite e degli equiseti, le pteridofite sono caratterizzate da “foglie grandi”. Le “foglie” delle felci sono di origine fusto e sono chiamate “fronde”. La loro origine è confermata dalla crescita apicale.

Le dimensioni delle fronde delle felci vanno da pochi millimetri a 30 cm. La loro forma e struttura sono varie. Le fronde di molte felci combinano le funzioni di fotosintesi e sporulazione. Alcune specie (ad esempio lo struzzo) hanno due tipi di fronde: fotosintetiche e spore. Le foglie delle fronde sono abbastanza spesso piumate, spesso sezionate più volte.

La maggior parte delle felci forestali delle regioni temperate hanno rizomi carnosi che formano ogni anno nuove rosette di fronde, che di solito prevalgono in peso e dimensioni rispetto allo stelo delle felci.

Quasi tutte le felci, ad eccezione di quelle acquatiche, sono piante omosessuali. I loro sporangi si trovano spesso sulla superficie inferiore delle fronde e sono raccolti in gruppi - sori. Le spore della felce danno origine a escrescenze bisessuali a vita libera (gametofiti) contenenti anteridi e archegonia. Per la fecondazione è necessaria la presenza di goccioline d'acqua liquida, in cui gli spermatozoi multiflagellati possono muoversi.

Uno sporofito si sviluppa da un uovo fecondato. Man mano che lo sporofito cresce, diventa indipendente e il gametofito muore.

La divisione delle felci è divisa in 7 classi. Di queste, 4 classi sono rappresentate esclusivamente da forme fossili, che differivano nell'aspetto dalle tipiche felci.

Consideriamo più da vicino la felce scudo maschio (Dryopteris filix-mas), che per struttura generale e ciclo di sviluppo è tipica delle felci. Forma uno spesso rizoma strisciante, alla fine del quale ogni anno appare una rosetta di grandi “foglie” doppiamente sezionate. Le foglie giovani hanno la forma di una chiocciola all'estremità e crescono dall'alto (come uno stelo). Le radici avventizie si estendono dai rizomi.

In estate si formano sori rotondi sulla superficie inferiore delle fronde. Spore identiche si formano all'interno dello sporangio. La felce scudo maschio è una felce tipicamente omosessuale. Una volta accesa, la spora germina e si forma un germoglio. È una placca verde a forma di cuore di circa 1 cm di dimensione. Archegonia e antheridia si formano sulla superficie inferiore del protallo. Negli anteridi si sviluppano spermatozoi multiflagellati contorti elicoidalmente. La fecondazione avviene in presenza di acqua. Un grande sporofito perenne cresce gradualmente da un uovo fecondato.

Le felci acquatiche sono piante eterospore. Questo è un piccolo gruppo. Un esempio è la salvinia galleggiante (Salvinia natans), che appartiene all'ordine Salviniales. Questa è una piccola pianta che galleggia sull'acqua.

I gametofiti maschili e femminili si sviluppano da micro e megaspore, che si formano in micro e megasporangi. Il gametofito maschile, sviluppandosi da una microspora, è notevolmente ridotto.

Il gametofito femminile si sviluppa all'interno di una megaspora ed è multicellulare. Dopo la fecondazione si sviluppa uno sporofito perenne. Il processo di germinazione delle spore, fecondazione e sviluppo degli sporofiti avviene in acqua.

L'importanza pratica delle felci è piccola. Vengono mangiate le foglie giovani di alcune piante erbacee, nonché il nucleo delle felci arboree. Alcune felci sono piante medicinali.

Nelle felci, negli equiseti e nei muschi la riproduzione sessuale può avvenire solo in presenza di acqua al momento della fecondazione.

L'ulteriore evoluzione delle piante superiori ha seguito il percorso volto a garantire l'indipendenza della riproduzione sessuale dalla disponibilità di acqua.

Questa possibilità è stata realizzata nelle piante da seme. Qui continua la direzione generale dello sviluppo evolutivo della linea sporofitica: il progressivo sviluppo dello sporofito e l'ulteriore riduzione del gametofito. Lo sporofito raggiunge la sua struttura più complessa nelle angiosperme.

Tra le piante superiori solo due divisioni sono caratterizzate dalla presenza di un seme: le gimnosperme e le angiosperme. Il seme ha determinato la dominanza delle piante da seme nella moderna copertura vegetale, poiché al suo interno è già presente un embrione sporofito e contiene una riserva significativa nutrienti.

Le piante da seme sono eterospore. Producono microspore, che danno origine al gametofito maschile, e megaspore, che danno origine al gametofito femminile.

Le megaspore delle piante da seme si sviluppano in formazioni speciali: ovuli (ovuli), che sono megasporangi modificati. La megaspora rimane permanentemente racchiusa nel megasporangio. Nel megasporangio avviene lo sviluppo del gametofito femminile, il processo di fecondazione e lo sviluppo dell'embrione. Tutto ciò garantisce l'indipendenza della fecondazione dall'acqua liquida.

Durante lo sviluppo l'ovulo si trasforma in seme. Il seme contiene un embrione: uno sporofito giovane, embrionale, molto piccolo. Ha una radice, una gemma e foglie embrionali (cotiledoni). Un apporto sufficiente di sostanze nutritive nel seme garantisce le prime fasi dello sviluppo dell'embrione. Pertanto, i semi forniscono una dispersione delle piante più affidabile rispetto alle spore.

Divisione Gimnosperme (Pinophyta o Gimnosperme)

Le gimnosperme sono sempreverdi, meno spesso alberi o arbusti decidui e raramente liane. Le foglie delle gimnosperme variano notevolmente per forma, dimensione, caratteristiche morfologiche e anatomiche. Pertanto, la forma delle foglie può essere squamosa, aghiforme, pennata, doppia pennata, ecc.

Le gimnosperme appartengono alle piante eterospore. Le microspore si formano nei microsporangi situati sulle microsporofille e le megaspore si formano nei megasporangi formati sulle megasporofille. Micro e megasporofille attaccate all'asse sono un germoglio spore accorciato (strobilo o cono). La struttura degli strobili nelle gimnosperme è varia.

Il dipartimento delle Gimnosperme comprende 6 classi e le classi Felci da seme (Pteridospermae) e Bennettiti (Bennettitopsida) sono completamente estinte. Le gimnosperme viventi odierne, che contano circa 700 specie, appartengono alle classi Cycadopsida, Gnetopsida, Ginkgopsida e Pinoposida.

Felci da seme di classe raggiunse il suo massimo sviluppo durante il periodo Carbonifero. Queste piante si estinsero completamente nel periodo Triassico. Erano rappresentati da alberi e viti. Le loro forme arboree somigliavano alle moderne felci arboree. A differenza delle felci moderne, si riproducono attraverso i semi.

Le felci da seme avevano foglie grandi, per lo più piumate. Le foglie assimilanti differivano nettamente dalle foglie portatrici di spore (sporofille). Questi ultimi erano di due tipi: microsporofille e megasporofille.

Dai semi delle felci si sono evoluti gruppi primitivi di gimnosperme, caratterizzati da veri strobili, o coni (Bennettiaceae, Cycadaceae).

Classe Bennettite- piante completamente estinte. Erano rappresentati principalmente da forme arboree. Molti di loro avevano tronchi alti e sottili sormontati da grandi foglie piumate nella parte superiore.

Molte Bennettiti avevano strobili bisessuali, che ricordavano nella struttura il fiore delle moderne angiosperme. Le microsporofille erano situate in gran numero lungo la periferia dello strobilo e le megasporofille ridotte erano situate al centro dello strobilo. Ogni megasporofillo aveva un ovulo. I semi di Bennettite contenevano un embrione che riempiva l'intero seme.

Le Bennettiti hanno un aspetto simile alle cicadee e si pensa che le due classi discendano dalle felci da seme.

Classe Cicadacee- un gruppo di piante un tempo diffuso. Attualmente, questa classe comprende circa 120 specie di 10 generi, presenti nelle regioni tropicali e subtropicali del globo. Le cicadee sono piante arboree simili alle palme. Le loro foglie sono grandi, dure, sempreverdi. Nella maggior parte delle cicadee, gli sporofille sono raccolti in strobili (coni), che si formano all'estremità del tronco tra le foglie. Le Cicadee sono piante dioiche. Gli strobili maschili e femminili si formano su individui diversi.

Uno dei tipici rappresentanti della classe è la cicadee ricadente (Cycas revoluta), diffusa nell'Asia orientale. Questo è un albero con un tronco colonnare alto fino a 3 m. Nella parte superiore del tronco è presente una corona di foglie piumate lunghe fino a 2 m. Negli esemplari maschi si formano strobili maschili lunghi 50-70 cm.

Le microspore fuoriescono dal microsporangio e vengono trasferite per un metro nell'ovulo, dove il protallo maschile si sviluppa ulteriormente.

Le megasporofille in tutte le specie del genere cycas si trovano in piccolo numero all'apice del fusto, in alternanza con le foglie vegetative. Le megasporofille sono pennate, differiscono dalle foglie vegetative per dimensioni più piccole e sono di colore giallo o rossastro. Nella parte inferiore della megasporofilla, sui suoi rami, si trovano i megasporangi (ovuli). Sono grandi, lunghi fino a 5-6 cm.

Al centro dell'ovulo si trova il tessuto multicellulare - l'endosperma (un protallo femminile modificato), nella parte superiore del quale si formano due archegoni con grandi uova. La fecondazione viene effettuata da spermatozoi mobili dotati di numerosi flagelli. Un embrione si sviluppa da un uovo fecondato. Presenta tutte le parti inerenti ad una pianta adulta: le prime foglie (cotiledoni) e il fusto rudimentale (sottocotiledone), che si trasforma in radice.

Pertanto, nelle cicadee la generazione sessuale è notevolmente ridotta. Il gametofito maschile è ridotto a tre cellule, due delle quali sono anteridio. Il gametofito femminile è una piccola formazione situata all'interno del macrosporangio sullo sporofito. Il gametofito femminile ha perso la capacità di esistere in modo indipendente.

A Classe Gnetovye includono rappresentanti di tre generi: Ephedra, Welwitschia e Gnetum.

La classe è caratterizzata dai seguenti caratteri generali: presenza di tegumenti simili a perianzio attorno alle microsporofille e alle megasporofille; ramificazione dichasiale dei gruppi strobili; embrioni dicotiledoni; la presenza di vasi nello xilema secondario; assenza di passaggi resina.

Ci sono 40 specie nel genere Ephedra, originario delle regioni aride e desertiche del globo. La maggior parte delle specie sono rappresentate da arbusti bassi e molto ramificati, che ricordano gli equiseti.

Le efedra sono piante dioiche, meno spesso monoiche. Sugli esemplari maschili si formano i microstrobili, sugli esemplari femminili i megastrobili. Nella parte superiore del megastrobilo c'è un ovulo, o ovulo (megasporangium). Da un uovo fecondato si sviluppa un embrione e da un ovulo si sviluppa un seme, circondato da un rivestimento esterno succoso e di colore rosso.

Nel genere Welwitschia esiste una sola specie: la straordinaria Welwitschia (Welwitschia mirabilis), che vive nei deserti dell'Africa sudoccidentale. Ha una radice piuttosto lunga e un gambo corto e grosso. Nella parte superiore dal fusto si estendono due foglie nastriformi opposte, lunghe fino a 2-3 m, che giacciono a terra e crescono per tutta la vita. La Velvichia è una pianta dioica. Micro e megastrobili, formando complessi complessi ramificati, appaiono direttamente sopra le basi delle foglie, come se fossero nella loro ascella. L'embrione maturo è circondato dall'endosperma e ha due cotiledoni, un sottocotiledone, una radice primaria e un gambo.

Il genere Gnetum conta circa 30 specie. Crescono nelle foreste pluviali tropicali. Questo piccoli alberi, arbusti e viti. Hanno foglie larghe e coriacee disposte in modo opposto. Le piante sono dioiche. I microstrobili sono a forma di amento e complessi. Sull'asse del megastrobilo, che sembra un orecchino allungato, ci sono gli ovuli (megasporangio). Dopo la fecondazione si sviluppa un embrione con due cotiledoni. Gli ovuli si trasformano in semi rosa brillante.

L'unico rappresentante moderno classe Ginkgoidae è Un'antica pianta relitta - ginkgo biloba (Ginrgo biloba). È un albero deciduo, che raggiunge un'altezza di oltre 30 me un diametro del tronco superiore a 3 m. Le foglie del Ginkgo sono picciolate, la lama è a forma di ventaglio, generalmente bilobata all'apice. Il Ginkgo è una pianta dioica. I microstrobili sono a forma di amento. Gli ovuli (solitamente due) si sviluppano sui megastrobili. All'interno di ciascun ovulo si formano due archegoni. Gli spermatozoi sono mobili. Uno di loro feconda l'uovo. Dall'ovulo si forma un seme, che nella sua struttura ricorda un frutto di prugna. Lo strato esterno del guscio che ricopre il seme è succoso, sotto c'è un guscio duro e pietroso e uno strato interno sottile. L'embrione è costituito da una radice, un gambo e due cotiledoni.

Classe Conifere comprende due sottoclassi: Cordaitales e Conifere (Pinidae). Le cordaiti sono piante estinte da tempo. Raggiunsero il massimo sviluppo durante il periodo Carbonifero. Le cordaiti erano grandi alberi con un fusto ramificato monopodialmente e una chioma alta. Tra le foglie sui rami c'erano organi riproduttivi: complesse raccolte di strobili a forma di amento.

Le conifere sono la sottoclasse più estesa e ricca tra tutte le gimnosperme. In termini di importanza nella natura e nella vita umana, questo gruppo è al secondo posto dopo le piante da fiore. Attualmente le conifere contano circa 610 specie appartenenti a 56 generi e 7 famiglie. Formano foreste su vaste aree dell'Eurasia settentrionale e del Nord America e si trovano nelle regioni temperate dell'emisfero meridionale. In termini di antichità, le conifere sono superiori a tutti i gruppi viventi di piante da seme, conosciute fin dal Carbonifero;

La struttura anatomica degli steli di conifere è abbastanza uniforme. Il legno è costituito per il 90-95% da tracheidi. La corteccia e il legno di molte specie di conifere contengono numerosi condotti resinosi orizzontali e verticali.

Gli strobili delle conifere sono esclusivamente dioici. Le piante sono monoiche, meno spesso dioiche. Gli strobili variano notevolmente per forma e dimensione.

Le caratteristiche principali del ciclo vitale delle conifere possono essere considerate usando l'esempio del pino silvestre (Pinus sylvestris). È un albero snello, che raggiunge un'altezza di 40 m. Alle estremità dei rami di pino ci sono dei germogli che danno origine a nuovi germogli ogni anno.

In primavera, alla base di alcuni giovani germogli, si formano raccolte di coni maschili giallo-verdastri - strobili. Sull'asse del cono maschile sono presenti microsporofille, sulla superficie inferiore di ciascuna sono presenti due microsporangi (sacche polliniche). Le microspore si formano all'interno dei microsporangi dopo la divisione della riduzione. La microspora inizia a germinare all'interno del microsporangio e alla fine si trasforma in un granello di polline che ha due cellule: vegetativa e generativa (da quest'ultima si sviluppano due gameti maschili - sperma). Il granello di polline (polline) lascia il microsporangio (antera). Il polline maturo del pino ha due gusci: quello esterno è l'esina, quello interno è l'intina. L'esina forma due sacche d'aria che facilitano il trasferimento del polline da parte del vento.

I megastrobili sono chiamati coni femminili. Sono raccolti in gruppi di 1-3 all'estremità dei giovani germogli. Ciascun cono rappresenta un asse da cui si estendono in tutte le direzioni squame di due tipi: sterili (copertura) e portatrici di semi. Su ciascuna scaglia di seme si formano all'interno due ovuli. Al centro dell'ovulo si sviluppa l'endosperma o protallo (gametofito femminile). È formato da una megaspora e le sue cellule hanno un insieme aploide di cromosomi. Nella parte superiore dell'endosperma vengono deposti due archegoni con uova grandi.

Dopo il processo di impollinazione, inizia il processo di fecondazione. Il periodo tra l'impollinazione e la fecondazione dura circa un anno. Un lungo tubo pollinico cresce dal granello pollinico e si muove verso l'archegonio. Due spermatozoi si muovono lungo il tubo pollinico fino all'uovo. La punta del tubo pollinico, che raggiunge l'uovo, si rompe e rilascia lo sperma. Uno degli spermatozoi si fonde con l'ovulo e l'altro muore. Come risultato della fecondazione, si forma uno zigote diploide e da esso nasce un embrione.

L'embrione maturo è costituito da un pendolo, una radice primaria, un gambo e cotiledoni. Il ciondolo educativo è uno dei caratteristiche distintive tutte le conifere. Parallelamente allo sviluppo dell'embrione, il tegumento dell'ovulo si trasforma nel tegumento del seme. L'intero ovulo si trasforma in un seme. Dopo che i semi sono maturi, le squame dei coni si separano e i semi fuoriescono. Un seme maturo ha un'ala trasparente.

La sottoclasse Conifere comprende sette ordini, due dei quali estinti. Attualmente sono presenti: Araucariaceae, Nogocarpaceae, Pino, Cipresso e Tasso. Gli ultimi tre ordini sono i più comuni.

Ordina Pino(Pinales) è rappresentato da una famiglia: Pino (Pinaceae). In questa famiglia ci sono 11 generi e circa 260 specie. I generi più grandi sono Pino (Pinus), Abete rosso (Picea), Abete (Abies) e Larice (Larix).

Il più grande di questa famiglia è il genere Pine, che comprende circa 100 specie. Molto diffuso nel nostro Paese è il pino silvestre, i cui aghi vengono raccolti in coppia. Nella parte asiatica del Paese è abbastanza diffuso il pino siberiano (il cosiddetto “cedro siberiano”), i cui aghi sono raccolti in mazzi di cinque. Il pino siberiano produce legno pregiato e semi commestibili: i pinoli.

Il genere Abete rosso comprende circa 50 specie che vivono nell'emisfero settentrionale. Questi sono alberi alti e snelli. Caratteristico degli abeti rossi forma piramidale corone Gli aghi sono tetraedrici, appuntiti all'estremità. Nel nostro Paese le due specie più diffuse sono: l'abete rosso (Picea abies) e l'abete rosso siberiano (Picea obovata).

Il genere Abete comprende 40 specie che vivono nell'emisfero settentrionale. Questi sono grandi alberi ad alto fusto. Sono simili nell'aspetto all'abete rosso, ma i loro aghi sono piatti, morbidi, con due strisce di stomi sul lato inferiore. L'abete siberiano (Abies sibirica) è molto diffuso in Russia. Cresce principalmente nelle regioni meridionali della Siberia occidentale e nel nord-est della parte europea del paese.

Il genere Larch è rappresentato da 15 specie che vivono nell'emisfero settentrionale. Si tratta di alberi grandi, dal tronco dritto, che perdono gli aghi in inverno. Gli aghi di larice sono morbidi e piatti. Si trovano in mazzi su germogli corti e singolarmente su germogli allungati. Nel nostro Paese le specie più comuni sono il larice siberiano (Larix sibirica) e il larice dahuriano (Larix dahurica).

Ordina Cipresso(Cupressales) è rappresentato da due famiglie. La famiglia delle Taxodiaceae comprende attualmente 10 generi e 14 specie. Le tassodiacee moderne sono grandi alberi, meno spesso arbusti. Tra questi, dovremmo menzionare il sequojadendron giganteum, o "albero del mammut", una delle piante più grandi e longeve del mondo. Interessante è anche il Taxodium distichum. Cresce lungo le rive dei fiumi e le paludi nel sud-est del Nord America. In questo albero, le radici orizzontali formano escrescenze verticali di forma conica o a forma di bottiglia - radici respiratorie alte fino a 0,5 m.

La famiglia del Cipresso (Cupressaceae) comprende 19 generi e circa 130 specie, ampiamente distribuite negli emisferi meridionale e settentrionale. Cipresso: arbusti e alberi sempreverdi. Le foglie sono squamose o aghiformi, piccole, disposte in modo opposto o in spirali di tre, raramente quattro.

I generi Cipresso e Ginepro contengono numerose specie (rispettivamente 20 e 55 specie). I tipi di cipresso sono alberi sempreverdi monoici con corona piramidale o diffusa, meno spesso arbusti. Nella cultura, il più famoso è il cipresso piramidale sempreverde. Il genere Juniper è rappresentato da piccoli alberi o arbusti sempreverdi, talvolta striscianti. Le foglie sono aghiformi o squamose. Nei ginepri, dopo la fecondazione, le scaglie delle megasporofille diventano carnose e crescono insieme formando il cosiddetto “coneberry”. I ginepri sono molto diffusi. Sono fotofili, resistenti alla siccità, al gelo e poco impegnativi per le condizioni del suolo.

Ordina Yew(Taxales) comprende alberi e arbusti sempreverdi di due famiglie, 6 generi e 26 specie. Il genere più famoso è Tiss; è rappresentato da 8 specie. Nel nostro Paese il tasso più comune, o tasso comune (Taxus baccata), ha aghi piatti. Questo albero ha un legno duro e pesante che è quasi resistente alla decomposizione. I semi sono circondati da un rivestimento carnoso di colore rosso vivo, che li fa sembrare delle bacche. La bacca di tasso è l'albero più tollerante all'ombra di tutte le conifere.

Quelli superiori comprendono tutte le piante fogliari terrestri che si riproducono tramite spore o semi. La moderna copertura vegetale della Terra è costituita da piante superiori, la cui caratteristica biologica comune è la nutrizione autotrofa. Nel processo di evoluzione adattativa a lungo termine delle piante autotrofe nell'habitat aria-terra, è stata sviluppata la struttura generale delle piante superiori, espressa nella loro divisione morfologica in germogli di foglie e sistema radicale e nel complesso struttura anatomica i loro organi. Nelle piante superiori, adattate alla vita sulla terra, sorgono organi speciali per assorbire soluzioni minerali dal substrato: rizoidi (nel gametofito) o peli radicali (nello sporofito). Assimilazione diossido di carbonio dall'aria viene trasportato dalle foglie, costituite principalmente da cellule contenenti clorofilla. La protostele del fusto primario e della radice è formata dal tessuto conduttivo che collega i due più importanti apparati terminali – il pelo radicale e la cellula verde della foglia – e dal tessuto di sostegno che assicura la posizione stabile della pianta nel terreno e in l'aria. Lo stelo, con la sua ramificazione e disposizione delle foglie, garantisce il miglior posizionamento delle foglie nello spazio, ottenendo l'uso più completo dell'energia luminosa, e la ramificazione della radice fornisce l'effetto di posizionare un'enorme superficie di aspirazione dei peli radicali in una posizione relativamente piccolo volume di terreno. Le piante superiori primarie ereditarono dai loro antenati alghe la forma più alta del processo sessuale - oogamia e un ciclo di sviluppo a due fasi, caratterizzato dall'alternanza di due generazioni interdipendenti: il gametofito, che trasporta gli organi riproduttivi con gameti, e lo sporofito, che trasporta sporangi con spore. Dallo zigote si sviluppa solo lo sporofito, dalla spora il gametofito. Nelle fasi iniziali apparvero due direzioni di evoluzione delle piante superiori:

• 1) il gametofito gioca un ruolo predominante nella vita dell'organismo,
• 2) la pianta “adulta” predominante è lo sporofito.

Le moderne piante superiori sono suddivise nei seguenti tipi:

• 1) Briofite,
• 2) Felci,
• 3) Gimnosperme,
• 4)Angiosperme, o Fiorite.

Le somiglianze più importanti tra le piante superiori e quelle inferiori

La teoria più comune sull'origine delle piante superiori le associa alle alghe verdi. Ciò è spiegato dal fatto che sia le alghe che le piante superiori sono caratterizzate dalle seguenti caratteristiche: il principale pigmento fotosintetico è la clorofilla a; il principale carboidrato di riserva è l'amido, che si deposita nei cloroplasti e non nel citoplasma, come in altri eucarioti fotosintetici; la cellulosa è un componente essenziale della parete cellulare; la presenza di pirenoidi nella matrice dei cloroplasti (non in tutte le piante superiori); formazione del fragmoplasto e della parete cellulare durante la divisione cellulare (non in tutte le piante superiori). Sia la maggior parte delle alghe che le piante superiori sono caratterizzate da un'alternanza di generazioni: uno sporofito diploide e un gametofito aploide.

Le principali differenze tra piante superiori e inferiori:

Habitat: tra quelli inferiori - acqua, tra quelli superiori - prevalentemente terra.

Sviluppo di vari tessuti nelle piante superiori: conduttivo, meccanico, tegumentario.

La presenza di organi vegetativi nelle piante superiori - radice, foglia e stelo - divisione delle funzioni tra diverse parti del corpo: radice - fissazione e nutrizione acqua-minerale, foglia - fotosintesi, stelo - trasporto di sostanze (correnti ascendenti e discendenti).

Le piante superiori hanno un tessuto tegumentario, l'epidermide, che svolge funzioni protettive.

Maggiore stabilità meccanica del fusto delle piante superiori grazie alla spessa parete cellulare impregnata di lignina (fornisce rigidità allo scheletro di cellulosa della cellula).

Organi riproduttivi: nella maggior parte delle piante inferiori sono unicellulari, nelle piante superiori sono multicellulari. Le pareti cellulari delle piante superiori proteggono in modo più affidabile i gameti e le spore in via di sviluppo dall'essiccamento.

Le piante superiori apparvero sulla terra nel periodo Siluriano sotto forma di riniofite, di struttura primitiva. Trovandosi in un nuovo ambiente aereo, i rinofiti si adattarono gradualmente all'ambiente insolito e nel corso di molti milioni di anni diedero origine a un'enorme varietà di piante terrestri di varie dimensioni e complessità strutturale.

Uno degli eventi chiave nella fase iniziale dell'emergenza delle piante sulla terra è stata la comparsa di spore con gusci durevoli che hanno permesso di tollerare condizioni aride. Le spore delle piante superiori possono essere diffuse dal vento.

Le piante superiori hanno tessuti diversi (conduttivi, meccanici, tegumentari) e organi vegetativi(stelo, radice, foglia). Il sistema conduttivo garantisce il movimento dell'acqua e della materia organica nelle condizioni del terreno. Il sistema di conduzione delle piante superiori è costituito dallo xilema e dal floema. Le piante superiori hanno protezione dall'essiccamento sotto forma di un tessuto di copertura: l'epidermide e una cuticola insolubile in acqua o un tappo formato durante l'ispessimento secondario. L'ispessimento della parete cellulare e l'impregnazione con lignina (dando rigidità allo scheletro di cellulosa della parete cellulare) hanno conferito alle piante una maggiore resistenza meccanica.

Le piante superiori (quasi tutte) hanno organi multicellulari di riproduzione sessuale. Gli organi riproduttivi delle piante superiori si formano in diverse generazioni: sul gametofito (anteridi e archegonia) e sullo sporofito (sporangi).

L'alternanza delle generazioni è caratteristica di tutte le piante terrestri superiori. Durante il ciclo vitale (cioè il ciclo dallo zigote di una generazione allo zigote della generazione successiva), un tipo di organismo viene sostituito da un altro.

La generazione aploide è chiamata gametofito perché è capace di riproduzione sessuale e forma gameti negli organi multicellulari della riproduzione sessuale - antheridia (gameti mobili maschili - si formano gli spermatozoi) e archegonia (gameti femminili immobili - si formano le uova). Quando la cellula matura, l'archegonio si apre all'apice e avviene la fecondazione (fusione di uno spermatozoo con un uovo). Di conseguenza, si forma uno zigote diploide, da cui cresce una generazione di sporofito diploide. Lo sporofito è capace di riproduzione asessuata con formazione di spore aploidi. I successori danno origine ad una nuova generazione gametofitica.

Una di queste due generazioni prevale sempre sull'altra e rappresenta la maggior parte del ciclo vitale. Nel ciclo vitale dei muschi predomina il gametofito; nel ciclo delle olosperme e delle angiosperme predomina lo sporofito.