A magasabb rendű növények vegetatív szervei. Növényi szervek Ismertesse a fő növényi szervek funkcióit!
A magasabb rendű növények közé tartozik minden szárazföldi leveles növény, amely spórákkal vagy magvakkal szaporodik.
A főbb különbségek a magasabb és alacsonyabb növények között:
1) Élőhely: az alacsonyabbakban - víz, a magasabbakban - többnyire szárazföld.
2) Különféle szövetek fejlődése magasabb rendű növényekben- vezetőképes, mechanikus, integumentáris, amelyekből a szervek állnak.
3) A vegetatív szervek jelenléte magasabb rendű növényekben:
- Gyökér- rögzítés a talajban és víz-ásványi táplálkozás
- Lap- fotoszintézis
- Származik- be-be szállítás (emelkedő és csökkenő áramok)
(szár levelekkel + bimbók = hajtás)
4) A magasabban fekvő növényeknek van belső szövete- az epidermisz, amely védelmi funkciókat lát el
5) A magasabban fekvő növények szárának fokozott mechanikai stabilitása a vastag sejtfalnak köszönhetően, ligninnel impregnálva.
6) Reproduktív szervek: a legtöbb alsóbbrendű növényben - egysejtű, magasabb rendű növényekben - többsejtű. A magasabb rendű növények reproduktív szervei különböző generációkban alakulnak ki: gametofita(anteridia és archegonia) és sporofita(sporangiumok).
A magasabb rendű növények jellemzői alapján sztóma-, csíra-, hajtás-, telom- és edényes növényeknek nevezzük őket.
edényes növények- minden magasabb rendű növény, a mohák kivételével.
A magasabb rendű növények zöld, édesvízi vagy brakkvízi heterotrikus algák leszármazottai. Az első magasabb növények voltak rhinophyták- lombtalan, biochotóm növények. Ezen növények terminális ágait ún tellomák.
Az összes magasabb rendű növény fejlődési ciklusában, a mohák kivételével, sporofita. Csak a mohákban van túlsúlyban a gametofit a sporofittal szemben.
A növények azok : 1) Equosporous- ugyanazokat a spórákat képezik, és mindegyik spóra különböző ivarú gametofitává csírázik.
2) Heteroszpórusos Női spórából női gametofiton, hím spórából hím gametofiton fejlődik ki.
A spóra egy egymagvú, haploid sejt (n), 2 héjjal.
Spóra növények:
Rhyniophyta - fosszilis növények (Rhyniophyta)
Bryophytes
pszilofida
Lycopsformes
lófarok
Páfrányok
A műtrágyázáshoz víz szükséges
Magasabb magvú növények:
Virágzási osztály (Angiosperms)
A műtrágyázás nem igényel vizet
1. Az osztály általános jellemzői Bryophyta Osztály Bryophyta - Mohafélék
BRYOSH- a magasabb rendű növények legprimitívebb, legrégebbi csoportja, mintegy 400 millió évvel ezelőtt jelent meg.
A fajok száma: Jelenleg a bryológusok körülbelül 20 ezer mohafajt írtak le.
Moha élőhelye: A moha mindenhol elterjedt (talajon, sziklákon, tuskókon, fákon telepednek meg), kivéve a tengereket és az erősen sós talajokat, még az Antarktiszon is megtalálhatók. A mohák az árnyékos, nedves helyeket kedvelik.
Moha test felépítése: a mohák alacsony növekedésű évelő lágyszárú növények, amelyek mérete 1 mm-től több centiméterig terjed, ritkábban 60 cm-ig vagy nagyobb. A mohatestet vagy szárra (caulidia) és kis levelekre (filloidokra) osztják, mint például sphagnum és kakukklen, vagy pedig szervre nem osztott tallus (marchantia) képviseli. Minden moha jellemző tulajdonsága- a gyökerek hiánya. A víz felszívódását és az aljzathoz való kötődést rizoidok végzik, amelyek az epidermisz kinövései. A víz felszívódását és elpárologtatását a gametofiton teljes felülete végzi.
A mohák nem rendelkeznek fejlett vezetőrendszerrel (tracheidák, edények, szitacsövek). Vannak egylaki és kétlaki növények is. Belső felépítésük viszonylag egyszerű. A bryophytákra, mint minden magasabb rendű növényre, jellemző az ivaros és ivartalan generációk helyes váltakozása. A fejlődési ciklust a haploid gametofita uralja (amely a növény fő testét alkotja). Sporophyte - nem tartalmaz klorofillt, és életre a gametofitonhoz kapcsolódik, és abból táplálkozik.
A mohák fejlődése nagyon érdekes. A megtermékenyítés csak víz jelenlétében lehetséges, mivel a spermiumok mozoghatnak benne. Az egyik növényen zászlós hím sejtek képződnek, a másik növényen a legtetején nagy női sejtek érnek. Eső vagy köd idején a mobil hím sejtek egy vízcseppben a női sejtekhez rohannak, és egyesülnek velük. A megtermékenyített női sejtből (zigóta) sporofita fejlődik ki, amelyet ún sporogon(ő van doboz lábakkal, a lábfej alján kinyújtva - haustoria, melynek segítségével a gametofiton ragaszkodva annak rovására él).
(kaliptra- az archegonium hasának maradványa)
A gametofiták és a sporofiták közötti kapcsolat nagyon korlátozott. A gametofiton nemcsak táplálja, hanem védi is a sporofita nemzedéket, segíti a spórák szétszóródását (a „hamis láb” a dobozt a növény fölé emeli, a hasával kitörő archegonium takarja a dobozt).
A dobozban hatalmas mennyiségű spóra képződik. Mindegyik spóra kisebb, mint egy búzadara. Amikor a spórák beérnek, kinyílik a doboz fedele, vagy kis pórusok képződnek benne, amelyeken keresztül a spórák a szabadba repülnek. Kedvező körülmények között a vita kicsírázik. A bryofiták egyéni élete a spórák kikelésével kezdődik. Leggyakrabban, amikor a spóra megduzzad, az exin felrobban, és az intine a spóra tartalmával együtt megnyúlik, és egysoros filamentumot vagy egyrétegű rizoidokat hordozó lemezt eredményez. Ez a gametofiták fejlődésének kezdeti szakasza, ún protonema(görögül protos - elsődleges, nema - szál). Fokozatosan alakul kifejlett thallus gametofitonná (májférgékben), vagy rügyek képződnek a protonémán, és egy kifejlett leveles gametofiton keletkezik.
A bryophyták vegetatívan szaporodnak speciális szervek (költésbimbók, levelek, levélrészek, gallyak) segítségével, és a sporofita (láb) is képes vegetatív szaporodásra.
A mohák számos anyagot képesek felhalmozni, beleértve a radioaktív anyagokat is. Néhány moha (Sphagnum) antibiotikus tulajdonságokkal rendelkezik, és az orvostudományban használják. A főként sphagnum mohák által képzett tőzegtelepeket régóta hasznosítják tüzelőanyag- és szerves trágyaforrásként. A bryophyte osztály három osztályra oszlik: 1) Szarvasvirág(Anthocerotes); 2 )májfű(Marchantia változatos); 3) Leveles mohák(kakukklen, sphagnum).
A növényvilág feltűnő a maga nagyszerűségében és sokszínűségében. Bármerre járunk, a bolygó bármely szegletében találjuk magunkat, mindenhol találkozhatunk a növényvilág képviselőivel. Még az Északi-sark jege sem kivétel az élőhelyükön. Mi a növényvilág? Fajai változatosak és számosak. Mi a Általános jellemzők növényvilág? Hogyan lehet őket besorolni? Próbáljuk meg kitalálni.
A növényvilág általános jellemzői
Minden élő szervezet négy birodalomra osztható: növények, állatok, gombák és baktériumok.
A növényvilág jelei a következők:
- eukarióták, azaz a növényi sejtek magokat tartalmaznak;
- autotrófok, vagyis a napfény energiája hatására a fotoszintézis folyamatában szervetlen szerves anyagokból szerves anyagokat képeznek;
- viszonylag ülő életmódot vezet;
- korlátlan növekedés az egész életen át;
- plasztidokat és cellulózból készült sejtfalakat tartalmaznak;
- a keményítőt tartalék tápanyagként használják;
- klorofill jelenléte.
A növények botanikai osztályozása
A növényvilág két albirodalomra oszlik:
- alsóbbrendű növények;
- magasabb rendű növények.
Alkirályság "alsó növények"
Ez az albirodalom magában foglalja az algákat – a legegyszerűbb szerkezetűeket és a legősibb növényeket. Az algák világa azonban nagyon változatos és számos.
Legtöbbjük vízben vagy vízen él. De vannak algák, amelyek a talajban, fákon, sziklákon és még jégben is szaporodnak.
Az algák teste tallus vagy tallus, amelynek nincs sem gyökere, sem hajtása. Az algáknak nincsenek szerveik és különféle szöveteik, a test teljes felületén keresztül szívják fel az anyagokat (vizet és ásványi sókat).
Az "alsó növények" albirodalom tizenegy algaosztályból áll.
Jelentősége az ember számára: oxigén felszabadulása; élelmiszerekhez használják; agar-agar előállítására használják; műtrágyaként használják.
Alkirályság "magasabb növények"
A magasabb rendű növények közé tartoznak azok az organizmusok, amelyek jól körülhatárolható szövetekkel, szervekkel (vegetatív: gyökér és hajtás, generatív) és egyedfejlődéssel (ontogenezis) rendelkeznek, amelyek embrionális (embrionális) és posztembrionális (posztembrionális) időszakokra oszlanak.
A magasabb növényeket két csoportra osztják: spóra és mag.
A spórás növények spórákkal terjednek. A szaporodáshoz víz szükséges. A magnövényeket magvakkal szaporítják. A szaporodás nem igényel vizet.
A spórás növények a következő részekre oszthatók:
- bryofiták;
- likopszid;
- lófarok;
- páfrányok.
A vetőmagok a következő osztályokra oszthatók:
- zárvatermők;
- gymnosperms.
Tekintsük őket részletesebben.
"Bryofiták" osztály
A bryophyták méret alatti lágyszárú növények, amelyek teste szárra és levelekre van felosztva, egyfajta gyökerük van - rizoidok, amelyek feladata a víz felszívása és a növény rögzítése a talajban. A fotoszintetikus és alapszöveten kívül a moháknak nincs más szövete. A legtöbb moha évelő, és csak nedves helyeken nő. A bryophyták a legrégebbi és legegyszerűbb csoport. Ugyanakkor meglehetősen változatosak és számosak, és a fajok számában csak a zárvatermőknél alacsonyabbak. Körülbelül 25 ezer fajuk van.
A mohafélék két osztályra oszthatók - májra és levelesre.
A májfű a legősibb mohák. Testük elágazó lapos tallus. Főleg a trópusokon élnek. A májfű képviselői: moha merchantsia és riccia.
A leveles mohák hajtásai szárból és levelekből állnak. Tipikus képviselője a kakukk lenmoha.
A mohák ivarosan és ivartalanul is szaporodhatnak. Az ivartalan lehet vegetatív, amikor a növény szárrészekkel, thallusszal vagy levelekkel, vagy spórákkal szaporodik. A mohákban az ivaros szaporodás során speciális szervek képződnek, amelyekben a mozdulatlan peték és a mozgékony spermiumok érnek. A spermiumok a vízen keresztül eljutnak a petékhez, és megtermékenyítik őket. Ezután egy doboz spórákkal nő a növényen, amelyek érés után összeomlanak és nagy távolságokra szétterülnek.
A mohák a nedves helyeket kedvelik, de sivatagokban, sziklákon és tundrában nőnek, de nem találhatók meg a tengerekben és erősen sós talajokon, laza homokban és gleccserekben.
Jelentősége az ember számára: a tőzeget széles körben használják tüzelőanyagként és műtrágyaként, valamint viasz, paraffin, festékek, papír előállításához, az építőiparban hőszigetelő anyagként használják.
A "lycosform", a "lófarok" és a "páfrány" osztályok
A spóranövények e három osztálya hasonló felépítésű és szaporodású, többségük árnyékos és párás helyen nő. Ezeknek a növényeknek a fás formái nagyon ritkák.
A páfrányok, a mohák és a zsurló ősi növények. 350 millió évvel ezelőtt még nagy fák voltak, ők alkották a bolygó erdőit, ráadásul manapság a széntelepek forrásai.
A páfrány-, zsurló- és ütőszerű osztályok néhány máig fennmaradt növényfaja élő kövületnek nevezhető.
Külsőleg különböző típusok a klubmohák, a zsurló és a páfrányok különböznek egymástól. De belső szerkezetükben és szaporodásukban hasonlóak. Bonyolultabbak, mint a mohafélék (több szövet van a szerkezetükben), de egyszerűbbek, mint a magnövények. Spórás növényekhez tartoznak, mivel mindegyik spórát képez. Szexuálisan és ivartalanul is szaporodhatnak.
E csoportok legősibb képviselői a klubmohák. Manapság a tűlevelű erdőkben találkozhatunk klub alakú mohával.
A zsurló az északi féltekén található, ma már csak gyógynövények képviselik őket. A zsurló megtalálható erdőkben, mocsarakban és réteken. A zsurló képviselője a mezei zsurló, amely általában savas talajon nő.
A páfrányok meglehetősen nagy csoportot alkotnak (körülbelül 12 ezer faj). Vannak köztük gyógynövények és fák is. Szinte mindenhol nőnek. A páfrányok képviselői a strucc és a közönséges korpa.
Jelentősége az ember számára: az ősi páfrányok szénlelőhelyeket adtak nekünk, amelyet üzemanyagként és értékes vegyi nyersanyagként használnak fel; egyes fajokat élelmiszerként, gyógyászatban, műtrágyaként használnak.
"Angiosperms" (vagy "virágzás") osztály
virágzó növények- Ez a növénycsoportok közül a legtöbb és leginkább szervezett. Több mint 300 ezer faj létezik. Ez a csoport a fő része növénytakaró bolygók. A mindennapi életben minket körülvevő növényvilág szinte minden képviselője, mind a vadon élő, mind a kerti növények, a zárvatermők képviselői. Köztük minden életforma megtalálható: fák, cserjék és füvek.
A zárvatermők közötti fő különbség az, hogy magjaikat a bibe petefészkéből képződött termés borítja. A gyümölcs védi a magokat és elősegíti azok terjedését. Az angiospermák virágokat képeznek - az ivaros szaporodás szerve. Jellemzőjük a kettős megtermékenyítés.
A virágos növények uralják a növénytakarót, mivel a leginkább alkalmazkodtak bolygónk modern életkörülményeihez.
Érték a személy számára: élelmiszerekben használják; oxigént bocsát ki a környezetbe; építőanyagként, üzemanyagként használják; az orvosi, élelmiszer- és parfümiparban használják.
"gymnosperms" osztály
A gymnospermeket fák és cserjék képviselik. Nincs köztük gyógynövény. A legtöbb gymnosperms levelei tűk (tűk) formájában vannak. A gymnospermek közül kiemelkedik a tűlevelűek nagy csoportja.
Körülbelül 150 millió évvel ezelőtt a tűlevelű növények uralták a bolygó növénytakaróját.
Jelentősége az ember számára: tűlevelű erdőket alkotnak; nagy mennyiségű oxigént bocsátanak ki üzemanyagként, építőanyagként, hajógyártásban, bútorgyártásban használják; alkalmazzák az orvostudományban, az élelmiszeriparban.
A növényvilág sokszínűsége, növénynevek
A fenti besorolásnak van folytatása, az osztályok osztályokra, az osztályok rendekre, majd családokra, majd nemzetségekre, végül növényfajokra tagolódnak.
A növényvilág hatalmas és változatos, ezért szokás olyan botanikai növényneveket használni, amelyeknek kettős neve van. Az első szó a névben a növények nemzetségét jelenti, a második pedig a fajt. Így fog kinézni a jól ismert kamilla taxonómiája:
Királyság: növények.
Osztály: virág.
Osztály: kétszikű.
Rendelés: astrocolor.
Család: őszirózsa.
Nemzetség: kamilla.
Típus: kamilla.
A növények osztályozása életformák szerint, növények leírása
A növényvilágot életformák szerint is osztályozzák, vagyis a növényi szervezet külső megjelenése szerint.
- A fák évelő növények, lignified légi részekkel és kifejezett egyetlen törzstel.
- A cserjék szintén évelő növények, lignifikált föld feletti részekkel, de a fákkal ellentétben nincs kifejezett egyetlen törzsük, az elágazás a talajon kezdődik, és több egyenértékű törzs képződik.
- A cserjék hasonlóak a cserjékhez, de alulméretezettek - legfeljebb 50 cm.
- A félcserjék hasonlóak a cserjékhez, de abban különböznek, hogy csak a hajtások alsó részei lignizálódnak, míg a felső részek elhalnak.
- A liánok kapaszkodó, mászó és mászó szárú növények.
- A pozsgás növények évelő növények, amelyek levelei vagy szárai vizet tárolnak.
- A gyógynövények zöld, zamatos és nem fás hajtású növények.
Vadon élő és termesztett növények
A növényvilág sokszínűségébe az ember is beleszólt, ma már a növényeket is fel lehet osztani vadon élőkre és termesztettekre.
Vadon termő - növények a természetben, amelyek emberi segítség nélkül nőnek, fejlődnek és terjednek.
A termesztett növények vadon élő növényekből származnak, de szelekcióval, hibridizációval vagy géntechnológiával nyerik őket. Ezek mind kerti növények.
A Föld bioszférája legalább 5 (inkább 20, sőt esetleg 50) milliót foglal magában. különféle fajtákÉlőlények. A növényvilág gazdag és változatos (több mint 500 ezer faj). A növényvilágot (Vegetabilia, Plantae vagy Phytobiota) gyakran három albirodalomra osztják: Vörös algák vagy Bíbor (Rhodobionta), Valódi algák (Phycobionta) és Magasabb növények, vagy Csíraszervezetek (Embryobionta). Az első két albirodalmat az alsóbbrendű növények közé sorolják (thallus vagy tallus növények - Thallophyta). Ebbe a csoportba tartoznak a legegyszerűbben szervezett növények (egysejtűek, gyarmati és többsejtűek), amelyek a vízi környezetben, különösen a tengerekben és óceánokban élnek. Néhány modern rendszerek A szerves világban ennek csak történelmi jelentősége van, hiszen a régebbi eukarióta egysejtű, mozgékony formák, ma már az összes alacsonyabb rendű növény is gyakran szerepel a Protista birodalmában.
A magasabb rendű növényeket hajtásnak vagy levelesnek is nevezik (Cormobionta, Cormophyta); telomenia (Telobionta, Telomophyta); szárazföldi növények.
A Higher Plants alkirályságot a következő főbb jellemzők jellemzik.
Többnyire földi életforma. A magasabb növények a levegő lakói. Egy hosszú evolúciós folyamat során új fajok jelentek meg, amelyek alkalmazkodtak a szárazföldi élethez. A vízi formák jelenléte a magasabb rendű növények között (tó, elodea, vodokras és mások) másodlagos jelenség.
A szárazföldi élőhelyek körülményeiből való kilépés erőteljes lendületet adott az üzem teljes szervezetének átalakításához. Szárazföldi körülmények között javult a növények megvilágítása, ami beindította a fotoszintézis folyamatát, az asszimilátumok, a növények egészének térfogatának növekedéséhez vezetett, és további morfológiai osztódásukat tette szükségessé. Kiderült, hogy a növény vegetatív teste két részre oszlik (földi és földalatti), amelyek különböző funkciókat látnak el. Így a magasabb rendű növényeket két fő vegetatív szervre való morfológiai felosztás jellemzi: gyökérre és hajtásra. A szár és a levelek a hajtás összetevői (mintha azonos rendű szervek lennének). Minden levélszárú magasabb növény a morfológiai csoportba tartozik - hajtások. E csoportba tartozó modern növények között az erősen szervezett formák dominálnak, amelyek jól alkalmazkodnak a föld különböző életkörülményeihez. Jellemzőjük a fő szervek és azok összetevőinek (gumók, szárak, tüskék, bajuszok, pikkelyek, hagymák és mások) számos módosítása. Számos egyszerűbb szervezetű primitív képviselő is létezik, amelyeknek nincs gyökere. A leveles bryophyták (kakukklen és mások) elsősorban gyökértelen növények. Rizoidokat képeznek, hogy felszívják a vizet. A pemphigus egy másodlagos gyökértelen növény (a víz felső rétegeiben él).
Nem minden magasabb rendű növénynek van a légi része is vegetatív szervekre osztva. A májmohákat gyakran egy zöld, kétszínűen elágazó lemez képviseli, amely a talajon kúszik, és rizoidokkal kapcsolódik hozzá. Thallusok vagy talluszok morfológiai csoportját alkotják.
A magasabb rendű növényeket a szövetek bonyolultabb anatómiai differenciálódása jellemzi. A levegő környezetét számos környezeti tényező nagy volatilitása, nagyobb kontrasztja jellemzi. Szárazföldi körülmények között a növények komplex szövetrendszert fejlesztettek ki. A legfontosabb speciális integumentáris szövet, amely nélkül a talajfejlődés lehetetlen, az epidermisz. Evolúciós szempontból nagyon ősi eredete van. Az első ismert szárazföldi növények (rinofiták) testét hám borította, amely sztómákkal szabályozta a gázcserét és a transzspirációt. Ezt követően másodlagos (periderma) és harmadlagos integumentáris (rhytidoma) szövetek képződtek.
A szárazföldi környezetben a magasabb rendű növények többségében a vezető, mechanikai, kiválasztó, belső határ és más típusú szövetek komplexei is a legösszetettebb fejlődésben részesültek.
A föld alatti és föld feletti szervek normális működéséhez a víz, ásványi és szerves anyagok gyors mozgása szükséges. Ezt a magasabb rendű növények testében speciális vezető szövetek kifejlesztésével érik el: xilém, vagy fa, floém vagy háncs. Felfelé, a xilem mentén a víz a benne oldott ásványi anyagokkal, a gyökerek által a talajból felszívott és a maguk gyökerei által termelt szerves anyagokkal mozog. Lefelé, a floém mentén az asszimilációs termékek, elsősorban a szénhidrátok mozognak. A xilém speciális vízvezető elemei képződnek - légcső, majd légcső vagy erek. Gyűrűs és spirális tracheidák és erek alkotják a protoxylemet, porózus, különböző típusú laterális porozitással (létra, ellentétes, szabályos, néha véletlenszerű) - metaxylem. A pórustracheidák legősibb típusa a skalariforma. A legtöbb magasabb spórás növény metaxilemére jellemzőek.
A spóranövények közül egyes páfrányok metaxilémjében találhatók létraedények (például páfrányok). Az erek megtalálhatók a magasan szervezett gymnospermek (ephedra, gnetum és velvichia) másodlagos xilémjében is. A megjelölt páfrányokban és gymnospermekben azonban az edények nem sokak, és a fő funkcionális terhelést a légcsövek viselik. Rhinophytákban már megtalálták őket.
Úgy tartják, hogy a növényvilág fejlődési folyamatában az asszimilációs termékeket szállító elemek korábban jelentek meg, mint a vizet szállítók. A rhiniában megnyúlt vékonyfalú sejteket találtak plazmodesmenális tubulusokkal és pórusokkal, amelyek valószínűleg részt vettek a szerves anyagok oldatainak áthaladásában. A levélmohákban ezt a funkciót hosszú, vékony falú sejtek látják el, amelyek a végén kissé kitágultak. Ezen sejtek közül több egy hosszanti egysoros szálat alkot. A többi magasabb spóra és gymnosperm esetében a szitasejtek képződése jellemző. Csak zárvatermőkben képződnek szitacsövek, amelyek szegmensei szitasejtekből keletkeztek. Átalakulásuk folyamata hasonló a tracheidák vaszkuláris szegmensekké történő átalakulásának folyamatához. A szitacsövek hatékonyabbak, mint a szitacellák a fotoszintézis termékeinek végrehajtásában. Ezenkívül minden szegmenshez egy vagy több műholdcella is társul.
A vezető elemek, a mechanikai szövetek és a parenchima szabályos kombinációkba vannak csoportosítva - vaszkuláris rostos kötegek (radiális, koncentrikus, kollaterális, bicollateralis). A leggyakoribbak a biztosítékok, a nyitott (kétoldalú) és zárt típusok(egyszikű) növények. Megjelenik egy központi henger - egy sztélé, először egyszerű protosztele formájában. A jövőben a szár szerkezetének növekedése és összetettsége miatt szifonostelák, dictyostelák, eustela és atactostela képződnek.
A magasabb rendű növényekben a mechanikai szövetek is erőteljes fejlődésen estek át. Vízi környezetben élve kicsi volt ezekre a szövetekre az igény, mivel a víz jól tartotta a testüket. Levegő környezetben, amelynek sűrűsége sokszor kisebb, mint a víz, a mechanikai szövetek biztosítják a növény ellenállását a statikus (gravitációs) és dinamikus (azaz gyorsan változó) terhelésekkel (széllökések, záporfújások, állati hatások stb.) szemben. Az evolúció során speciális mechanikai szövetek (szklerenchima és kollenchima) keletkeztek és fejlődtek ki a növények progresszív osztódása és tömegének növekedése kapcsán.
A szervekhez hasonlóan a szövetek sem jelentek meg és nem fejlődtek ki azonnal. A thallus magasabb növényei nem rendelkeznek fejlett vezetőrendszerrel. A mechanikai szövetek is gyengén fejlettek. A kis méretű, nedves körülmények között élő növények szilárdságát nagymértékben az élő sejteket alkotó, vízzel telített membránok rugalmassága biztosítja. A kihalt fosszilis növények tanulmányozása közbenső formák egész sorát tárja fel, amelyek bemutatják a különböző szervek és szövetek eredetét és fejlődési szakaszait.
A magasabb rendű növények spórái összetettebb szerkezetűek, mint az alacsonyabbak (algák). Mozdulatlanok, zászlók nélkül. A magasabb spórás növények (bryofiták, lycopsids, zsurló, páfrányok és psziloták) spóráit többrétegű sejthártya (sporoderma) borítja. Két fő rétegből áll: egy kemény külső (exospóra) és egy vékony belső (endospóra). A cellulózból álló exospóra jellegzetes vonása a sporolinin jelenléte, amely egy rendkívül ellenálló, nagy molekulájú vegyület; fizikai és kémiai tulajdonságaiban hasonló a cutinhoz. Az alsóbbrendű növényekben zoospórák és aplanospórák képződnek (korongoktól mentes). Nincs poliszacharid héjuk. Az Exosporium rendkívül tartós, vízálló, ellenáll a magas hőmérsékletek, vegyszerek, mikroorganizmusoknak való kitettség. Ezért a szárazföldi növények spórái hosszú ideig (néha évtizedekig) életképesek maradhatnak. Ez hozzájárul a csírázás szempontjából kedvezőtlen időszakok túléléséhez, ami különösen fontos a szárazföldi élőhelyek körülményei között. Mikroszkopikus méretük miatt gyakran jelentős távolságokra szállítják őket. Így a szárazföldi életkörülmények között drasztikus adaptív változásokra volt szükség a spóraszerkezetben. A spórák segítségével a fajok áttelepítése és a kedvezőtlen körülmények áthelyezése történik. A spórák héja (különösen annak külső rétegei) geológiai rétegekben is jól megőrződött, kövületi állapotban. Sok régóta kihalt növény csak a sporoderma maradványairól ismert.
A primitívebb magasabbrendű növények méretükben és élettani jellemzőiben is ugyanazokat a spórákat (izospórákat) termelik (morfológiailag izospórák). Kedvező körülmények között az izospórák "kihajtanak" - osztódnak, kétivarú kinövések (gametofiták) képződnek. A klubmohákban, zsurlókban, páfrányokban és pszilotákban a sporofitatól függetlenül önállóan élnek. Különböző módon táplálkoznak: autotróf (földi, zöld), mikotróf - szimbiózis gombákkal (föld alatti, színtelen) és mixotróf (félig föld alatti) növekedésekkel.
A szárazföldi növények között azonban számos morfológiailag heterosporos forma létezik, amelyekben különböző méretű és mindig eltérő spórák képződnek. funkcionális jellemzői(heterospórák). A kis méretű spórák (mikrospórák) a csírázás során hím kinövéseket, a nagyok (megaspórák) nőstényeket eredményeznek. Egy vagy különböző egyedeken alakulnak ki, mikro-, illetve megasporangiumokban.
A modern zsurlót az élettani sokféleség jellemzi. Az azonos spórák különböző trofikus és vízellátottságú szubsztrátumokon különböző típusú növedékeket képeznek: hím (rossz növekedési körülmények között), nőstény és biivarú (kedvező körülmények között). Ez annak köszönhető, hogy a petesejtben felhalmozódnak a megtermékenyítés után fejlődő embrióhoz szükséges tápanyagok. A modern zsurló fiziológiai sokfélesége őseik morfológiai sokféleségének "visszhangja".
Az evolúció folyamatában a spórák sokfélesége a kinövések, különösen a hímek csökkenésével jár együtt. Gyakran csak a vegetatív test egyetlen sejtjéből és egy antheridiumból állnak. A nőstény csírának a petesejt kialakulásán kívül biztosítania kell a zigóta biztonságát és a korai szakaszban önálló életre nem képes embrió fejlődését. Heterospórák esetén a lycopsform és a páfrányszerű kinövések a megaspórán belül fejlődnek ki, vagy részben túlnyúlnak a héjon. Megbízhatóbban védettek, mint a morfológiailag izospórusos növények biivarú növekedései. A lycopsformes és a páfrányok megaspórái is ellátják a fajtelepítő funkciót. A magnövényekben a megaspóra soha nem hagyja el az anyasporofitont.
A szárazföldi növényeket alapvetően új, többsejtű szaporítószervek, vagy az ivartalan és ivaros folyamatok szervei (azaz sporangiumok és gametangia) képződése jellemzi. Ennek oka a spórák és az ivarsejtek külső hatásokkal szembeni védelme egy összetett szárazföldi élőhelyen. A külső rétegeket sterilizálják (falat alakítanak ki); csak a belső szövetek képesek spórákat és ivarsejteket termelni. A fal szilárdan megtartja a nedvességet, és megvédi a fejlődő spórákat és ivarsejteket a kiszáradástól. Ez a tulajdonság az egyik legfontosabb a földi lét feltételei között.
A sporangium fala egyrétegű vagy többrétegű. A sporangiumokban a spórák száma változó. Az izospórusos magasabb rendű növényekben csak nagyon ritkán 8 spóra képződik a sporangiumban, általában legalább 32 spóra. Sok - kétszer vagy négyszer több, Néhány primitív páfrány - akár 15 000 spórát. Heterosporózus formákban minden mikrosporangiumban legalább 32 mikrospóra is képződik. Megasporangiumonként azonban általában egy megaspóra termelődik.
A magasabb rendű növények szexuális folyamatának szervei mindig kétfélék: hím - antheridia és nőstény - archegonia. Az antheridiumban hím csírasejtek (férfi ivarsejtek) képződnek - spermiumok, és az archegoniumban - női csírasejtek (női ivarsejtek) - a tojás. Az Antheridia ovális vagy gömb alakú. Az antheridium egyrétegű fala alatt spermatogén szövet képződik, melynek sejtjeiből flagellált spermiumok képződnek. Érésük idejére nedvesség jelenlétében a fal kinyílik, és a spermiumok a flagellák segítségével az archegónia felé haladnak.
Az Archegonia lombik alakú. A felső keskeny rész a nyak, az alsó kiterjesztett rész a has. Egyrétegű fal védelme alatt a méhnyakon belül nyaki tubulussejtek, a hasban pedig egy-két hasüregi tubulussejtek és egy nagy gömb alakú petesejt alakul ki. A petesejt érésének idejére a nyaki, hasi tubulussejtek, valamint a fal felső sejtjei nyálkásodnak. A nyálka egy része az archegoniumon kívül választódik ki. A nyálka olyan anyagokat tartalmaz, amelyek pozitív kemotaktikus hatást fejtenek ki a spermiumokra. A nyaki nyálka mentén felúsznak az archegoniumig, és a tojás felé haladnak.
Az életciklus során a sporangiumok és a gametangia a fejlődés különböző fázisaira (formáira vagy generációira) korlátozódnak. A gametangia heterosporózus formáiban is csökken. Minden gymnospermben az antheridia csökkent, az archegonia - a gnetumban, a velvichia. Az összes zárvatermő egyáltalán nem képez gametangiát.
A magasabb rendű növények nem képeznek izogametákat és heterogametákat (különböző ivarú, eltérő méretű mozgékony csírasejtek), amelyek az alacsonyabb rendű növényekben találhatók meg. A magasabb rendű növények szexuális differenciálódása fokozódott, és az ivarsejtek éles dimorfizmusához vezetett. A tojások tápanyagokat halmoznak fel, ezért nagyobbak és mozdulatlanabbak. A spermiumok és a spermiumok szinte nélkülözik a tartalék tápanyagokat. Így a magasabb rendű növényeket az anizogaméták jellemzik, amelyek méretükben és mobilitásuk mértékében különböznek egymástól.
Az ivarsejtek dimorfizmusának nagy biológiai jelentősége van. A tápanyagok egyenetlen eloszlása a hím és női ivarsejtek között nagyobb számú ivarsejtek fúzióját eredményezi, mint az azonos tömegű tápanyag egyenletes eloszlása az ivarsejtek között. A növények evolúciója során az ivarsejtek dimorfizmusa megnőtt.
Az ivaros differenciálódás erősödésével a gametangiumban nőtt a hím ivarsejtek száma, míg a női ivarsejtek száma éppen ellenkezőleg csökkent. Az arhegonium egy nagy és mozdulatlan petesejttel keletkezett. Az archegonium nagyszámú tojása csak kóros esetekben lehet. A spermiumok számának növekedése növelte a szexuális folyamat valószínűségét. Ezt méretük csökkenése kísérte, ami hozzájárult a spermiumok mozgásához a legvékonyabb vízrétegekben. A tápanyagok koncentrációja egy nagy tojásban hozzájárul a teljesebb utódok kialakulásához.
A szárazföldi növényekre az oogámia jellemző. A megtermékenyítés (szingamia) folyamata az archegonium belsejében történik. A primitív magasabb rendű növényekben a megtermékenyítés nedves időben, esőben vagy erős harmatban történik. Mobil hím ivarsejtek a flagellákkal (spermatozoák) függetlenül mozognak egy vízrétegben, és elérik az archegóniát. A legtöbb gymnospermben és minden zárvatermőben a szárazföldi élethez való alkalmazkodás eredményeként egy speciális oogámia - szifonogámia - alakult ki. A hím ivarsejtek elvesztik mobilitásukat. A megtermékenyítés folyamata cseppfolyós közeg jelenléte nélkül történik. A hím ivarsejtek szállításának és védelmének funkcióját a pollencső képződése miatt maga a gametofiton (pollenszemcse) látja el. Ezek a műtrágyázási folyamat nagyobb megbízhatóságát érik el.
Az ivaros folyamat eredményeként zigóta képződik, amely magasabb rendű növények többsejtű embrióját eredményezi. A zigótához hasonlóan az embrió minden sejtjét diploid kromoszómakészlet jellemzi, amely a szülők nem azonos genetikai természetű örökítőanyagát tartalmazza. Ez biztosítja a genetikailag heterogénebb utódok megjelenését a szülői gének rekombinációja miatt. Kedvező feltételeket teremtenek a természetes szelekcióhoz. Pontosan ez a nemi folyamat biológiai szerepe.
Az embrió a következő generáció fiatal sporofita. A jövőben fokozatosan kialakul egy felnőtt sporofita. A magasabb rendű növények sajátossága - a többsejtű embrió jelenléte - lehetővé tette, hogy W. Zimmermann német botanikus, A. Takhtadzhyan szovjet botanikus és A. Cronquist amerikai botanikus elnevezze a magasabb rendű növények albirodalmát - az embrionális szervezeteket ( Embryobionta).
Magasabb növényekben a kritikusan korai stádiumban a fiatal embrió (sporofita) a női gametangiumban fejlődik ki az anya védelme alatt. A magasabb spórákban az anyaszervezet a gametofiton, a magnövényekben pedig maga a sporofiton (mivel a gametofita rendkívül redukált).
A magasabb rendű növényeket heteromorf életciklus jellemzi (1. ábra). Spórás növényekben spóráról spórára, magnövényeknél magról magra folytatódik. Két szaporodási folyamatot foglal magában: ivartalan (sporuláció) és szexuális. jellemző tulajdonság A magasabb rendű növények a fejlődési fázisok helyes változásának jelenléte, vagy a generációk váltakozása: ivaros (gametofita = kinövés = haplont = haplofázis) és ivartalan (sporofita = diplont = diplofázis). Mint fentebb megjegyeztük, számos magasabb rendű növényben (mohák, zsurló, páfrányok stb.) ezek a generációk mintegy különálló, fiziológiailag független organizmusok, és a szaporodási folyamatok nemcsak térben, hanem időben is elkülönülnek egymástól.
Rizs. 1. ábra Egy morfológiailag izospórusos növény - csaposmoha (Lycopodium clavatum) életciklusának vázlata: 1 - sporofita (kifejlett növény); 2 - sporofill sporangiummal; 3-6 - spórák fejlődése az anyasejtből (sporocita) meiózissal; 7 - vita; 8 - spórák csírázása; 9 - biszexuális gametofita (növekedés); 10 - antheridium; 11 - spermium; 12 - archegonium tojással; 13 - archegonium tojással és spermával; 14 - a zigóta felosztása (az embrió fejlődése); 15 – a kinövés maradványai; 16 - fiatal sporofita.
1–7,14,16 - a sporofita szervei és szerkezetei; 8–13.15 – a kinövés szervei és szerkezetei.
A mohákban és különösen a magnövényekben az egyik nemzedék alá van rendelve a másiknak, és fiziológiai értelemben mintegy a szervére redukálódik. A mohákban a gametofiton dominál, minden más magasabb rendű növényben a sporofiton, amely gyakran eléri nagy méretek. Minden magasabb rendű növényben a redukciós osztódás (meiózis) helye a spóraképződés során van. A spórák egyik diploid anyasejtjéből haploid spórák tetradja (4 meiospóra) képződik.
A szaprofita az ontogenetikai fejlődést egy többsejtű spórás sporangium képződésével teszi teljessé. A legtöbb magasabb rendű növényben, a bryofiták kivételével, a sporangiumok speciális szerveken - sporangoforokon (a sporangiumok hordozói) keletkeznek. A sporangioforok eredete, szerkezete és alakja változatos. Gyakrabban lapos levél alakúak, sporofileknek nevezik őket.
A haploid spórák csírázása után kialakul a haploid ivaros nemzedék, a gametofita. Csak a mohafélékben fejlődik ki a spórákból a protonéma (előhajtás) - egy fonalas vagy lamellás képződmény, amely gametofitot eredményez. A ciklus megismétlődik.
Az alacsonyabb rendű növényektől eltérően a magasabb növények spórái nem végzik el a szaporodási folyamatot („saját fajtájuk szaporodása”). Még azokban az esetekben is, amikor a spórák (morfológiailag izospórákban) és a megaspórák (morfológiailag heterospórákban) a növények látják el az ülepedés funkcióját, kétivarú vagy nőstény gametofiták (növekedések) keletkeznek belőlük - olyan generációk, amelyek morfológiai, citológiai és citológiailag élesen eltérnek a sporofitától. funkcionális jellemzők , amelyek sporangjaiban keletkezett.
Nem jellemző a magasabb rendű növényekre és az ivaros szaporodásra. A zigótából nem fejlődik ki a szülőhöz hasonló egyed, a heteromorf életciklus következő generációja a sporofita.
A faj új egyedeinek megjelenése csak két szaporodási folyamat - a sporuláció és az ivaros folyamat - kombinációja eredményeként valósul meg. A magasabb spórás növényekben a szaporodás gametosporia (ha a gametofita dominál - bryofiták) vagy sporogámia (ha a sporofita dominál - a spórák többi része) eredményeként történik (Sautkina, Poliksenova, 2001). A magasabb spóratermő növényekben a spórásodás és az ivaros folyamat térben elkülönül, és különböző generációkban megy végbe.
A magnövények evolúciója során nagy aromorfózis lép fel - egy speciális típusú megasporangium (megasynangia) jelenik meg - egy pete (pete). A megaspórák, a női gametofiton, az ivarsejtek (peték) képződési folyamatai, a megtermékenyítés folyamata, az embrió fejlődése egyetlen szervben zajlik. Ennek eredményeként a petesejtek magvakká alakulnak. A sporuláció és az ivaros folyamat már nem választható el, és ezek alapján egy speciális szaporodási típus jön létre - a mag. A zárvatermőkben ezek a folyamatok nemcsak térben, hanem időben is kombinálódnak. Mindkét folyamat nagyon gyorsan, szinte megszakítás nélkül követi egymást. A hajtások erősen lecsökkennek, fejlődésük időszaka élesen lecsökken. Az angiospermiumok élénken mutatják a heterosporózusság végeredményét - az életciklus időtartamának csökkenését. A megaspóra elvesztette a fajok szétszóródásának képességét is, ezt a funkciót a mag látja el.
A legtöbb magasabb rendű növényre jellemző a vegetatív szaporodás. Kivételt képez sok gymnosperms, és a zárvatermők közül az egynyári és kétéves növények. A természetes vegetatív szaporítás formái rendkívül változatosak és gyakran specializálódtak, különösen a zárvatermőkben. A magasabb rendű növények vegetatív szervek (thalli, gyökerek, hajtások) és részeik segítségével szaporodhatnak. A vegetatív szaporítás egy nem specializált formája széles körben elterjedt - a fragmentáció véletlenszerű mechanikai tényezők hatására (szél, áramlatok, állatok mozgása és rágása stb.), valamint egyesek elhullása következtében. sejteket. A vegetatív szaporítás speciális formái a haploid és diploid generációkra is széles körben jellemzőek, dominanciájukkal. A spórás növényekben fiasítási rügyek, gallyak, levelek, költéstestek, gyökerező hajtások, járulékos (járulékos) rügyek (páfrányok), földalatti rizómák és egyéb adaptációk képződnek. A zárvatermők leányszervezetei mindig rügyekből fejlődnek ki, amelyeket a vegetatív szervek különböző részein (gyökerek, szárak, levelek) raknak. Kialakulása gyakran a szerv mechanikai (természetes és mesterséges) károsodásával jár. A rizómák, a föld alatti és föld feletti stólonok (bajusz), hagymák, gumók, gumók, gyökérkúpok és mások a virágos növények vegetatív szaporodásának elterjedt speciális szervei.
A magasabb rendű növények az algákból származtak, ugyanis a növényvilág földtörténetében a magasabb rendű növények korszakát az algák korszaka előzte meg. Ezek a hipotézisek a 19. század végén jelentek meg (F. Bower, F. Fritsch, R. Wettstein). Az első megbízható szárazföldi növények csak spórákból ismertek, és a paleozoikum korszakának szilur korszakának elejéről származnak (430 millió évvel ezelőtt). Szárazföldi növényeket írtak le a felső-szilur és az alsó-devon lerakódásokból a megmaradt mikromaradványok vagy szervlenyomatok alapján. Az első magasabb rendű növények a rhinophyták csoportjában egyesülnek. A szerkezet morfológiai és anatómiai egyszerűsége ellenére tipikus szárazföldi növények voltak. Vágott hámjuk volt sztómákkal, fejlett vezetőrendszerrel, többsejtű sporangiumok spórákkal, erős védőmembránnal. Ezért feltételezhető, hogy a földfejlődés folyamata sokkal korábban - a korai paleozoikumban (az ordovícium vagy a kambrium korszakában) kezdődött.
A magasabb növényeknek komplexük van közös vonásai, ami egy ősi csoportból való eredetük egységét sugallja (monofil eredet). A polifiletikus eredetre vonatkozó nézeteknek azonban számos követője van, többek között a magasabb rendű növények bizonyos csoportjain belül (moha, zárvatermő). Véleményük szerint az algák eredeti csoportja különböző típusú szaporodási ciklusokkal rendelkezett, és két független evolúciós vonalat adott.
Sokáig a barna algákat tekintették a magasabb rendű növények kezdeti csoportjának (G. Shenk, G. Potonier). K.I. is e nézetek híve volt. Meyer. Összetett fejlődési ciklusok jellemzik őket, beleértve a heteromorfokat is. A generációk váltakozásának minden fajtája létezik. Ez az algák egyik legösszetettebb csoportja, mind külsőleg, mind belsőleg. Jellemző a soksejtű, gyakran komplexen szár- és levélalakú szervekre bontott tallus. Sok barna alga szöveti szerkezettel rendelkezik (az asszimilációs, raktározó, mechanikai és vezető szöveteket megkülönböztetjük). Ennek az osztálynak a képviselői többsejtű sporangiumokkal és gametangiákkal rendelkeznek. A természetben azonban gyakran a „specializálatlan ős” törvénye működik. Ezenkívül az első magasabb rendű növényeket primitív külső és belső szerkezet jellemezte. A hipotézis elfogadásának egyik nehézsége a pigmentösszetétel és a tartalék tápanyagok különbsége is: a barna algák klorofill A-t és C-t tartalmaznak (utóbbi nem található meg a növényekben), egy további pigment a fukoxantin, a tartalék termékek a laminarin és a hexatomic. az alkohol hívogat (nincs bennük keményítő) . A barna algák is kizárólag tengeri, nem édesvízi élőlények. Az archegonális növények között nincsenek a tengeri flóra képviselői. Csak a zárvatermők közül 20-30 faj él sós vizekben. Kétségtelen, hogy ezek másodlagos, magasan szervezett vízi növények.
Az új információk megjelenésével a huszadik század második felében a zöld algákat ismét a magasabb rendű növények őseinek tekintették (L. Stebbins; M. Shafedo és mások). Mind a magasabb rendű növényekre, mind a zöld algákra jellemző a hasonló pigmentek jelenléte (a fő fotoszintetikus pigment a klorofill A, a segédpigmentek a klorofill B, az α- és a β-karotin, hasonló xantofilek), plasztidjaik jól körülhatárolható belső rendszerrel rendelkeznek. membránok. Az asszimiláció terméke (a fő tároló szénhidrát) a keményítő, amely a kloroplasztiszokban rakódik le, és nem a citoplazmában, mint más fotoszintetikus eukariótákban. A magasabbrendű növényekben és egyes zöldalgákban a cellulóz a sejtfal legfontosabb alkotóeleme. Az elágazás jellegében is van hasonlóság egyes rhinophytes egyes zöldalgákkal. Néhány modern kaetofor (Chaetophorales rend) többkamrás gametangiával rendelkezik. Egyes képviselők életciklusában is van hasonlóság. A zöld algák a mozgékony zoospórák mellett mozdulatlan aplanospórákkal is rendelkeznek, amelyek annyira jellemzőek a magasabb rendű növényekre. Főleg édesvízi tározókban élnek, szárazföldön is előfordulnak. A morfológiai és ökológiai sokféleség, életstratégiáik sokfélesége lehetővé tette számukra, hogy különböző irányba fejlődjenek. Tehát a legtöbb modern botanikus szerint a magasabb rendű növények valószínű ősei lehetnek édesvízi vagy brakkvízi többsejtű, heterotrich (többszálas) tallus szerkezetű zöld algák.
Széles körben elfogadottá vált az a hipotézis is, hogy a magasabb rendű növények az élő lilefélékhez hasonló szervezetekből származnak. Mindkét csoportot az intercelluláris pektinlemez képződésének jellege hozza össze (a phragmoplat részt vesz - a mitotikus orsó ekvatoriális síkjában található mikrotubulusok rendszere). A fejlődés irányai megegyeznek - a központtól a perifériáig (centrifugálisan). Az intercelluláris lemez hasonló formája az Ulotrix osztály egyes képviselőinél is megtalálható, amelyet sokféle tallus szerkezet jellemez (szálas, ritkábban lamellás vagy csőszerű).
A thallus szerkezetének összetett morfológiai felosztása mellett a charofitákat többsejtű ivaros szaporodási szervek jellemzik, mint a magasabb rendű növények. Fontos jellemzőik még a protonema stádium, vagy előnövekedés jelenléte a fejlődés folyamatában, a thallus haploid jellege (zigotikus redukció). Édes és sós vizekben élnek. Néhányuk szárazföldi nedves élőhelyekre korlátozódik. A paleozoikum korszakának szilur kori lelőhelyeiről ismertek fosszilis charofiták maradványai. Azt is feltételezik, hogy a modern kaetoforokhoz hasonló, rendkívül szervezett örvénylő zöld algákból származhattak.
A magasabbrendű növények eredetére vonatkozó más nézeteket is lefordították a szakirodalom. Úgy gondolják, hogy őseik valamiféle hipotetikus csoport lehet, amely egyesíti a barna és zöld algák jellemzőit. Más kevésbé gyakori hipotézisek is ismertek.
Felmerült az is, hogy a magasabb rendű növények algás ősének átmenetét a szárazföldi lét feltételei közé jelentősen elősegítette a gombákkal való szimbiózis (a szimbiogenezis elmélete). Mint tudják, a gombákkal való szimbiózis széles körben elterjedt a természetben. Az intracelluláris szinten a föld alatti szervekkel (endomikorrhiza) a legtöbb magasabb rendű növényre jellemző. A paleozoikum korszakának kezdetén összetett, többsejtű algák kezdtek kolonizálni a tengerparti szárazföldet egy endomikorrhiza társulás részeként. A legősibb magasabb növények maradványainak vizsgálata kimutatta, hogy az etdomikorrhiza nem kevésbé fordult elő bennük, mint a modern növényekben. A gombahifák jelenléte a föld alatti szerv szöveteiben valószínűleg hozzájárult a korai paleozoikum korszakának tápanyagban szegény szubsztrátumaiban található ásványi anyagok, különösen a foszfátok intenzívebb felhasználásához. Emellett feltételezhető, hogy ez jobb vízfelvételt is biztosíthat, elősegítheti a magasabban fekvő növény kiszáradási ellenállásának növelését, ami rendkívül fontos a szárazföldi életkörülmények között. Hasonló összefüggések figyelhetők meg a modern növényekben is, amelyek elsőként kolonizálják a rendkívül rossz talajokat. Az endomikorrhizában szenvedő fajoknak sokkal nagyobb esélyük van a túlélésre ilyen körülmények között. Így lehetséges, hogy nem egy organizmus, hanem egy egész szimbiotikus komplexum telepedett meg először a szárazföldön.
A szárazföldi növények megjelenésének számos előfeltétele volt. A növényvilág fejlődésének önálló menete új, tökéletesebb formák megjelenését készítette elő. Az algák fotoszintézisének hatására a bolygó légkörében megnőtt az oxigéntartalom, ami lehetővé tette a szárazföldi élet kialakulását. A proterozoikum korszakban (900 millió évvel ezelőtt) a légkör oxigénkoncentrációja csak 0,001 volt a jelenlegi szinthez képest, a kambriumban (a paleozoikum korszak első időszaka) - 0,01, a szilúrban pedig már 0,1. Az oxigéntartalom növekedése korrelált az ózonréteg kialakulásával, amely megfogja az ultraibolya sugárzás egy részét. A földi élet kialakulásának kezdeti szakaszában hozzájárult a biológiai makromolekulák kialakulásához, és egyúttal az evolúciót korlátozó tényezőként működött megfelelő mennyiségű oxigén hiányában a légkörben. Elsősorban a sejtmag és a sejt osztódásához szükséges.
A szárazföldi növények megjelenése időben egybeesik a fenolos vegyületek, köztük a tanninok, antocianinok, flavonoidok stb. metabolizmusának fejlődésével. Szabályozzák a növekedési folyamatokat, elősegítik a növényvédelmi reakciók kialakulását, többek között a mutagén tényezők – ionizáló sugárzás, ultraibolya sugárzás – ellen. , egyes vegyi anyagok.
BAN BEN Utóbbi időben Egyre több támogató nyeri el azt a hipotézist, hogy az alsóbbrendű élőlények voltak az elsők, amelyek uralták a földet - különféle algák, gombák és baktériumok, amelyek együtt alkotnak szárazföldi ökoszisztémákat. Előkészítettek egy szubsztrátumot, amelyet később a növények fejlesztettek ki. A paleoszolok a kora prekambrium óta ismertek.
A fosszilis flóra ismert ismerője, S.V. Meyen (1987) valószínűbb, hogy a magasabb rendű növények kialakulásának folyamata nem az algák szárazföldi megjelenése során ment végbe, hanem a szárazföldi algapopulációban. Kialakulásuk idejét a szilur korábbi időszakaihoz kell kötni.
A paleozoikum korszak kezdetén hatalmas területeken nagy hegyépítési folyamatok zajlottak. Felmerültek a skandináv hegyek, Sayans, Altaj, a Tien Shan északi része stb.. Ez sok tenger fokozatos sekélyesedését és szárazföld megjelenését okozta a korábbi sekély víztestek helyén. Ahogy a tengerek sekélyebbé váltak, a sekély vizekben élő többsejtű algák hosszabb ideig maradtak a szárazföldön. Csak azok a növények maradtak életben, amelyek képesek voltak alkalmazkodni az új életkörülményekhez. A magasabb rendű növények őseinek először kellett alkalmazkodniuk a sós, majd a belső élethez friss víz, torkolatokban, sekély vizekben vagy víztestek nedves partjain.
Az új élőhely alapvetően különbözött az eredeti vízi élőhelytől. Jellemzői: napsugárzás, nedvességhiány, kétfázisú talaj-levegő környezet komplex kontrasztjai. A leszállás korai szakaszának egyik kulcsmomentuma az erős védőtakaróval rendelkező spórák kialakulása volt, hiszen a nedvességhiány volt a fő kritikus tényező a földfelszín fejlődésében. A spórák a szél hatására szétterjedtek a szárazföldön, és elviselték a száraz körülményeket. A spórák szétszóródásához a sporangiumokat az aljzat fölé kell emelni. Ezért a sporofita fejlődése méretének növekedésével járt. Ehhez több levegő és ásványi táplálék kellett. A növény felszínének ebből adódó növekedését a legtöbb felosztásával érte el egyszerű módon- föld feletti és földalatti tengelyek villás elágazása. A növények méretének növekedésével és differenciálódásával olyan struktúrák jelentek meg, amelyek hozzájárulnak a spórák hatékonyabb kibocsátásához és szétszóródásához. Egy másik fontos evolúciós folyamat, amely hozzájárult a föld fejlődéséhez, a kutin növények általi bioszintézise és egy általában összetett speciális szövet - sztómákkal rendelkező epidermisz - képződése volt. Képes megvédeni a szárazföldi növényeket a kiszáradástól és gázcserét végezni. A magasabban fekvő növények stabilizálták nedvességtartalmukat, és viszonylag függetlenek lettek a légköri és talajnedvesség-ingadozásoktól. Az alacsonyabb szárazföldi növényekben a vízanyagcsere nem stabilizálódik. Életfolyamatuk intenzitása teljes mértékben az élőhely nedvességtartalmától függ. Az aszály beálltával elveszítik a nedvességet, és felfüggesztett animációba esnek.
A szárazföldi növények morfológiai felosztása a zöldalgák heterotrich tallusából származott. Úgy gondolják, hogy kúszó részeik thallus (thallus) formákat eredményeztek, és emelkedő - sugárirányú. A lamelláris tali biológiailag kilátástalannak bizonyult, mivel fokozott versenyt okozna a fényért. Ezzel szemben az emelkedő szakaszokat továbbfejlesztették, és később radiálisan elágazó axiális struktúrákat alakítottak ki.
A magasabb rendű növények szárazföldre kerülése óta két fő irányba fejlődtek, és két fő evolúciós ágat alkottak: haploid és diploid.
A magasabb rendű növények evolúciójának haploid ágát a gametofiták progresszív fejlődése jellemzi, és a mohafélék képviselik. A szexuális folyamat biztosítása mellett a gametofita ellátja a vegetatív szervek fő funkcióit - fotoszintézist, vízellátást és ásványi táplálkozást. Fokozatosan javultak, összetettebbé váltak, növelve az asszimilációs felületet, morfológiailag boncolták, hogy biztosítsák a táplálkozást és a spóraképződést a fejlődő sporofita által. Ezzel szemben a sporofita redukción ment keresztül. Alapvetően a spóraképzésre korlátozódott, és nem önálló nemzedék. A spórák jobb szétterítésére különféle eszközöket fejlesztett ki.
A bryofitákban a szexuális folyamat cseppfolyós nedvesség jelenlétében megy végbe (a hím ivarsejtek mozgékonyak - biflagellált spermiumok). Ezért a gametofit gyakran nedves élőhelyekhez kapcsolódik, és nem érheti el a nagy méretet. A haploid gametofiton szintén kisebb genetikai potenciállal rendelkezik, mint a diploid sporofiton. Ezért a magasabb rendű növények fejlődési vonala a gametofiton dominanciájával oldalsó, zsákutca.
Minden más magasabb rendű növényben a sporofita dominál a szaporodási ciklusban. A diploid kromoszómakészlet az asszimiláció aktiválásával együtt kiterjesztette az alakítási folyamatok lehetőségeit. A sporofita szárazföldi körülmények között sokkal életképesebbnek bizonyult.
A szárazföldi növények evolúciójának fordulópontja a sejtek ligninszintetizáló képességének megjelenése volt. Vezető és támasztó szöveteket alkottak. A devon korszak óta a sporofita föld alatti részei gyökerekké alakultak, amelyek abszorpciós és rögzítési funkciót látnak el. A magasabb növények föld feletti részein levelek keletkeztek. Tehát a magasabb rendű növények testének növekedésével az anatómiai és morfológiai differenciálódás összetett speciális szövetek és szervek kialakulásához vezetett. Ez megerősítette a magasabb rendű növények pozícióját a szárazföldi környezetben, és hozzájárult a hatékonyabb fotoszintézishez. A bőséges elágazás és a nagy sporofiták létrejötte ismételten a diaszpórák kolosszális termelékenységéhez és hatékony eloszlásához vezetett. A legtöbb szárazföldi növénytársulást a sporofiták uralják.
Ezzel szemben a gametofita az evolúció során fokozatosan csökkent és leegyszerűsödött. Az izospórusos mohákban, zsurlókban, páfrányokban, gametofitákban úgy néznek ki, mint egy apró, differenciálatlan vagy rosszul differenciált zöld tallusz, amely a kinövés vagy prothallium (prothallium) nevet kapta. A gametofiták maximális csökkenése a nemek megoszlásával függ össze. Céljuk a fő funkció - a szexuális folyamat biztosítása - végrehajtásában korlátozott. Az egyivarú gametofiták mindkét típusa (hím és nőstény) sokkal kisebb, mint az izospórusos szárazföldi növények gametofitái. Heteroszpórákban a spórahéj alatt, míg izospórában azon kívül fejlődnek.
Az egyivarú gametofiták csökkenése és leegyszerűsítése az evolúció folyamatában felgyorsult ütemben ment végbe. Klorofillt veszítettek, fejlődésük pedig a sporofita tápanyagai miatt következett be. A gametofita legnagyobb csökkenése a magnövényekben figyelhető meg. A hím gametofitont egy pollenszem képviseli, a nőstény gametofit a gymnospermekben az elsődleges haploid endospermium, a zárvatermőkben pedig a petesejtek embriózsákja.
A szárazföldi növények földfejlesztésének első szakaszában nem volt verseny. A spórák egyöntetűsége és bősége a geológiai lerakódásokban jelentéktelen sokféleségükről és a talaj gyors fejlődéséről tanúskodik. A devon korszakban (400-345 millió évvel ezelőtt) a diploid fejlődési vonal magasabb spórás növényei egyre sokrétűbbé és változatosabbá váltak. Először jelenik meg a morfológiai változatosság. A jövőben ismételten előfordul az edényes növények különböző, egymással nem rokon csoportjaiban. A változatosság nagy biológiai jelentőséggel bír. A jobban szervezett növényekben a petesejtek, magvak stb. csak heterosporia alapján keletkeznek.
A növényi formák éles differenciálódása a közép-devonban következett be. Az alacsony növésű orrszarvúakat felváltják a faszerű magas (legfeljebb 40 m magas) lycopsform és zsurló formái. A késő devon időben a faszerű növények igazi erdőket alkotnak. Viszonylag rövid idő alatt (késő devon - karbon (karbon)) számos páfrány taxonómiai csoportjának képviselői jelennek meg. Elkezdték uralni a föld lakható részét. A bolygó kezdett zöldülni. Ezt az időszakot joggal nevezik páfrányok idejének. A növénytakaró a karbon időszak végén érte el legpompásabb fejlődését. A magasfa-szerű botszerű (lepidodendron, sigillaria stb.), a zsurlószerű (calamites), a páfrányok és a magpáfrányok dús növénytársulásokat alkottak, sok tekintetben hasonlóak a modern trópusok növényvilágához. Ekkor jelent meg a fenyőszerű.
A paleozoikum korszak végén (perm korszak) a szárazföldön szinte mindenütt a gymnospermek kezdtek uralkodni. Lecserélték az addig uralkodó páfrányokat. A gymnospermek formáinak legnagyobb változatossága a mezozoikumban (a gymnospermek korszakában) létezett. Úgy gondolják, hogy a flóra éles változása nagyrészt az éghajlat szárazságának növekedésével jár. A fejlettebb vezetőrendszerrel rendelkező tornaspermékek jobban alkalmazkodtak a megváltozott életkörülményekhez. Fontos adaptív tulajdonságok jellemzik a pollencső segítségével történő belső megtermékenyítés folyamatát, amely számos képviselőre jellemző. Végül petesejteket és magvakat fejlesztettek ki, amelyek táplálják a sporofita embriót, és megvédik a szárazföldi élet viszontagságaitól. Ezek a magnövények fő biológiai előnyei
Még jobban alkalmazkodva a körülményekhez környezet virágzók vagy zárvatermők. Feltűnő méretük, életformájuk változatossága, alkalmazkodásuk a beporzáshoz, a diaszpórák terjedéséhez, a kedvezőtlen éghajlati időszakok átültetéséhez stb.. Mindezek a tulajdonságok lehetővé teszik a virágos növények számára, hogy teljes mértékben ki tudják használni evolúciós és alkalmazkodóképességüket. Kiderült, hogy ők az egyetlen olyan növénycsoport, amely képes összetett többrétegű közösségeket kialakítani (főleg a trópusok síkvidéki erdeiben), amelyek főként, néha szinte teljes egészében képviselőikből állnak. Ez hozzájárult az élőhely intenzívebb és teljesebb kihasználásához, valamint a területek sikeresebb meghódításához. Egyetlen növénycsoport sem tudott ilyen sokféle alkalmazkodást kifejleszteni bizonyos környezeti tényezőkhöz. Csak nekik sikerült másodszor elsajátítaniuk a tengeri környezetet - a zárvatermő növények tucatjai nőnek együtt algákkal a sekély tengerek sós vizeiben. A mezozoikum korszak kréta időszakának kezdetén megjelentek (ezt a megbízhatóan meghatározott fosszilis maradványaik alapján ítélik meg), a kréta időszak végére általában uralják a legtöbb ökoszisztémát. Viszonylag rövid geológiai idő alatt, tíz-két millió évre becsülik, átestek a fő evolúciós differenciálódáson, és széles körben elterjedtek. a földgömb gyorsan eléri az Északi-sarkot és az Antarktiszt. Uralmuk a szárazföld növénytakarójában a mai napig tart. Életműködésüktől függ a bioszféra anyagcsere- és energiaátalakítási folyamatainak lefolyása, a légkör gázösszetétele, az éghajlat, a talaj vízjárása, a talajfolyamatok jellege. A legtöbb szárazföldi állat csak a zárvatermőknek köszönhetően létezik. Élőhelyüket alkotják, különféle trofikus és egyéb konzorciális kapcsolatok kötik össze őket. Sok állatcsoport csak akkor jelent meg, amikor a virágos növények uralják a földet. Számos ízeltlábú (főleg rovarok) és egyes gerincesek (főleg madarak) esetében a zárvatermőkkel kapcsolatos evolúció jellemző. Az ember, mint biológiai faj csak a zárvatermő növények bőségességének köszönhetően keletkezhet és létezhet.
Ahogy a növényvilágban, úgy az állatvilágban is párhuzamos fejlődési irány figyelhető meg – a petesejttől az életre kelőig. Növényekben - a spóraképzőtől a magképződésig. A magnövények a spóranövényeket váltották fel. Hiszen a viták túlnyomó többsége, nem találva a kedvező feltételeket, elhal. A spórák nem rendelkeznek megfelelő tápanyagellátással. A gametofiton fejlődése, a spórákban történő megtermékenyítés folyamata is megkövetel bizonyos feltételeket, amelyeket szárazföldön nem mindig lehet biztosítani. A magvak általában rendelkeznek tápanyag-utánpótlással (gymnospermiumban ez az elsődleges haploid endospermium, zárvatermőben a másodlagos triploid endospermium, perispermium vagy magában az embrióban). A maghéj, amely gyakrabban alakul ki az integumentum (integument) szöveteiből, megbízható védelem a környezet káros hatásaitól. A mag sokkal jobban alkalmazkodott, mint a spóra (egy sejt). A legtöbb magra többé-kevésbé hosszú nyugalmi időszak jellemző. A nyugalmi időszak nagy biológiai jelentőséggel bír, mivel lehetővé teszi a kedvezőtlen évszak túlélését, és hozzájárul a távolabbi letelepedéshez is. A mag a megtelepedéshez leginkább alkalmas növényi szerv.
Eközben a gametofiton nemzedék mérete fokozatosan csökkent, és egyre inkább a sporofitoktól függött a táplálkozás és a védelem tekintetében.
Így a földi, vagy magasabb rendű növények megjelenése egy új korszak kezdetét jelentette a bolygó életében. A szárazföldi növények fejlődését új állatfajok megjelenése kísérte. A növények és állatok konjugált evolúciója az életformák kolosszális változatosságához vezetett a Földön, és megváltoztatta a megjelenését. A magasabb rendű növényeket az ember is széles körben használja a háztartásban és a mindennapi életben. Ráadásul szinte minden kultúrnövény, az egyes vörös (porfír stb.) és zöldalgák (chlorella, scenedesmus stb.) kivételével magasabb rendű növény.
A magasabb rendű növények alkirálysága legalább 350 ezer fajt egyesít. A legtöbb taxonómus 8 osztályra osztja őket: moha, rhyniform, lycosform, zsurló, páfrány, siloform, gymnosperms, angiosperms vagy virágzó növények. A modern tudományos publikációkban azonban az osztályok száma 5 és 14 között változik. A fosszilis növények tanulmányozása során a paleobotanikusok (S.V. Meyen et al.) megjegyzik, hogy a lycosformok, a zsurló és a páfrányok között nincs egyetlen nemzetség, amelyek köztes helyet foglalnak el, és kombinálódnak. különböző osztályok jeleit, közelebb hozva őket. Ezért gyakran egyesítik egy osztályba. Emellett szaporodási ciklusuk általános sajátossága az önállóan élő heteromorf generációk egymást követő váltakozása. Ezzel szemben az orrszarvúakat gyakran 2 vagy 3 független részre osztják, a mohaféléket pedig 3, 4 részre. Ez vonatkozik a gymnospermekre is, amelyek 5 osztályra vannak osztva (A.L. Takhtadzhyan). A közelmúltban a legősibb magnövények két új osztályát azonosították - az Archaeopteridophyta és az Archaeospermatophyta (N.S. Snigirevskaya).
Erek és (vagy) tracheidák jelenléte miatt az összes osztály képviselőit, a moha kivételével, gyakran magasabb érrendszerű növényeknek (Tracheophyta) nevezik. A mohák nem rendelkeznek fejlett belső vezetőrendszerrel. A gymnospermek és zárvatermők a magnövények közé, a többi részleg magasabb spórák közé tartoznak. A mohaféléken és a magnövényeken kívül más osztályok képviselőit is egyesítik a spórás edényes növények csoportjába. Az archegonia csökkenése miatt a zárvatermők ellentétesek az összes többi részleggel - archegoniális növényekkel.
A „Belarusz magasabb rendű növényeinek kulcsa” című dokumentumban szereplő növények élőhelyeinek elemzése kimutatta, hogy Fehéroroszország flórájában körülbelül 1220 helyi vagy őshonos edényes növény található. A növénytakaró épségének megsértése következtében az ember aktív gazdasági tevékenysége következtében a természetes flóra kimerül, és egyben idegen vagy járulékos fajokkal gazdagodik. Egyes fajok véletlenül kerülnek be, különösen szállítás közben (vasúti, közúti, vízi, légi). Fehéroroszország területének körülbelül egyharmadát kultúrnövények (élelmiszer, takarmány, gyógyászati, dísznövény, műszaki) foglalják el. Sokan behatolnak a szinantróp élőhelyekbe (puszták, szemétlerakók, vasúti utak, autópályák, mezőutak stb.). D. I. Tretyakov tanulmányainak eredményei szerint a flóra járulékos része több mint 800 fajt tartalmaz. Az edényes növények mellett Fehéroroszország flórájában mintegy 430 mohafaj található (G.F. Rykovsky, O.M. Maslovsky). Így jelenleg Fehéroroszország növényvilágában több mint 2450 magasabbrendű növényfaj található.
A természeti erőforrások intenzív felhasználása mellett a növényvédelem problémája egyre sürgetőbbé válik. Ő történetesen az szerves része környezetvédelem. Ez egy átfogó intézkedésrendszer a természeti erőforrások ésszerű felhasználására, helyreállítására és sokszorosítására. A társadalom fejlődésének jelenlegi szakaszában az emberi gazdasági tevékenység a természeti erőforrások állapotát meghatározó egyik meghatározó tényező. Teremtés tudományos rendszer tevékenység, amely megfelel a természet és a társadalom fejlődésének alapvető törvényszerűségeinek és azok gyakorlati megvalósításának, és a természetvédelem tárgya. A Vörös Könyv a fő dokumentum, amely alapján a ritka és veszélyeztetett fajok jogi védelme megvalósul. A fehéroroszországi Vörös Könyvben 171 magasabb rendű növényfaj szerepel (ebből 15 moha, 12 spóra edényes és 144 magfaj: 1 faj gymnosperms, 143 zárvatermő). 2000 óta dolgoznak a Fehéroroszországi Vörös Könyv harmadik kiadásának előkészítésén, amely a tervek szerint 200 magasabb edényes növényfajt tartalmaz. Folyamatban van a Fehéroroszország Zöld Könyvének létrehozása, amely meghatározza a ritka és veszélyeztetett növénytársulások helyzetét. 2004. június 1-től Fehéroroszországban a fokozottan védett természeti területek jelenlegi rendszere mintegy 1500 objektumot foglal magában (ebből 1 bioszféra-rezervátum, 5 nemzeti park, köztársasági és helyi jelentőségű rezervátum stb.). Fehéroroszország területének mintegy 8%-át foglalják el, ami a nemzetközi ajánlások szerint megközelíti az optimális szintet.
A szerv a növény olyan része, amely funkciójának megfelelően bizonyos külső (morfológiai) és belső (anatómiai) szerkezettel rendelkezik. A növénynek vegetatív és szaporítószervei vannak.
A fő vegetatív szervek a gyökér és a hajtás (szár levelekkel). Biztosítják a táplálkozási, vezetési és a benne oldott anyagok folyamatait, valamint a vegetatív szaporodást.
A szaporítószervek (spóratermelő kalászok, strobili vagy tobozok, virág, termés, mag) a növények ivaros és ivartalan szaporodásával kapcsolatos funkciókat látják el, biztosítják a faj egészének létét, szaporodását és elterjedését.
A növények testének szervekre való feldarabolása, felépítésük bonyodalma a növényvilág fejlődési folyamatában fokozatosan következett be. Az első szárazföldi növények - a rhinofiták vagy pszilofiták - testét nem gyökerekre és levelekre osztották, hanem elágazó axiális szervek - telomok - rendszere képviselte. Ahogy a növények felbukkannak a szárazföldön és alkalmazkodnak a levegőben való élethez és talajkörnyezetek a telómák megváltoztak, ami szervek kialakulásához vezetett.
Az algákban, gombákban és zuzmókban a test nem differenciálódik szervekre, hanem egy tallus, vagy nagyon változatos megjelenésű tallus képviseli.
A szervek kialakulása során néhány általános mintázat található. A növény növekedésével a test mérete és súlya nő, a sejtek osztódnak és egy bizonyos irányba nyúlnak. Minden neoplazma első szakasza a sejtszerkezetek térbeli orientációja, azaz a polaritás. A magasabb magvú növényeknél a polaritás már a zigótában és a fejlődő embrióban is megtalálható, ahol két kezdetleges szerv képződik: a csúcsrügyű hajtás és a gyökér. Számos anyag mozgása a vezetőpályák mentén polárisan történik, azaz. egy bizonyos irányba.
Egy másik minta a szimmetria. Az oldalrészek tengelyhez viszonyított elhelyezkedésében nyilvánul meg. A szimmetriának többféle típusa létezik: radiális - két (vagy több) szimmetriasík rajzolható meg; kétoldalú - csak egy szimmetriasík; ugyanakkor megkülönböztetik a háti (dorsalis) és a ventrális (hasi) oldalt (például a leveleket, valamint a vízszintesen növekvő, azaz plagiotróp növekedésű szerveket). , függőlegesen növekvő - ortotróp - radiális szimmetriájú.
A főszervek újhoz való alkalmazkodása kapcsán bizonyos feltételek funkciójuk megváltozik, ami módosulásukhoz, metamorfózisokhoz vezet (gumók, hagymák, tüskék, bimbók, virágok stb.). A növénymorfológiában homológ és hasonló szerveket különböztetnek meg. A homológ szervek azonos eredetűek, de formájukban és funkciójukban eltérőek lehetnek. A hasonló szervek ugyanazokat a funkciókat látják el, és azonosak kinézet de eredetében eltérő.
A magasabb rendű növények szerveit az orientált növekedés jellemzi ( , amely a külső tényezők (fény, gravitáció, páratartalom) egyoldalú hatására adott válasz. Az axiális szervek fény felé történő növekedését pozitívnak (hajtások) és negatívnak (fő) határozzuk meg. gyökér) fototropizmus.A növény axiális szerveinek orientált növekedését, amelyet a gravitációs erő egyoldalú hatása okoz, geotropizmusnak nevezzük.A gyökér pozitív geotropizmusa a középpont felé irányított növekedését okozza, a szár negatív geotropizmusa - tól a közép.
A hajtás és a gyökér gyerekcipőben jár az embrióban az érett magban. Az embrionális hajtás egy tengelyből (embrionális szár) és sziklevél levelekből, vagy sziklevelekből áll. A magnövények embriójában a sziklevelek száma 1 és 10-12 között mozog.
Az embrió tengelyének végén található a hajtás növekedési pontja. A merisztéma alkotja, és gyakran domború felületű. Ez a növekedés kúpja vagy csúcsa. A hajtás tetején (csúcson) a levelek kezdete gumók vagy gerincek formájában rakódik le a szikleveleket követve. Jellemzően a levélrügyek gyorsabban nőnek, mint a szár, a fiatal levelek fedik egymást és a növekedési pontot, és az embrió rügyét alkotják.
A tengely azon részét, ahol a sziklevelek tövei találhatók, sziklevél csomópontnak nevezzük; a csíratengely többi részét, a sziklevelek alatt, hipokotil vagy hipokotil térdnek nevezik. Alsó vége átmegy a csíragyökérbe, amelyet eddig csak egy növekedési kúp képvisel.
Amikor a mag kicsírázik, az embrió összes szerve fokozatosan növekedni kezd. A magból először a csíragyökér emelkedik ki. Erősíti a fiatal növényt a talajban, és elkezdi felvenni a vizet és a benne oldott ásványi anyagokat, így keletkezik a főgyökér. A fő gyökér és a szár határán lévő területet gyökérgallérnak nevezzük. A legtöbb növényben a fő gyökér elkezd elágazni, míg a második, harmadik és magasabb rendű oldalgyökerek megjelennek, ami a gyökérrendszer kialakulásához vezet. A hipokotilon, a gyökér régi részein, a száron, esetenként a leveleken már elég korán kialakulhatnak járulékos gyökerek.
Szinte egyidejűleg fejlődik ki a csírabimbóból (csúcsból) az elsőrendű hajtás, vagy a főhajtás, amely szintén elágazik, új második, harmadik és magasabb rendű hajtásokat képezve, ami a főhajtásrendszer kialakulásához vezet. .
Ami a magasabb spórás hajtásokat (mohák, zsurló, páfrányok) illeti, testük (sporofita) a zigótából fejlődik ki. A sporofiták életének kezdeti szakaszai a kinövések (gametofiták) szöveteiben zajlanak. Az embrió egy kezdetleges hajtásból és gyökérpólusból álló zigótából fejlődik ki.
Tehát bármely magasabb rendű növény teste hajtásokból és (kivéve mohos) gyökérrendszerekből áll, amelyek ismétlődő struktúrákból - hajtásokból és gyökerekből - épülnek fel.
Egy magasabb rendű növény minden szervében három szövetrendszer - integumentáris, vezető és fő - folyamatosan folytatódik szervről szervre, tükrözve a növényi szervezet integritását. Az első rendszer a növények külső védőburkolatát képezi; a második, beleértve a floémot és a xilémet, az alapszövetek rendszerébe merül. A gyökér, szár és levél szerkezetének alapvető különbségét e rendszerek eltérő eloszlása határozza meg.
Az elsődleges növekedés során, amely a gyökerek és a szárak csúcsai közelében kezdődik, elsődlegesek képződnek, amelyek a növény elsődleges testét alkotják. Az elsődleges xilém és primer floém, valamint a hozzájuk kapcsolódó parenchimális szövetek alkotják az elsődleges növényi test szárának és gyökerének központi hengerét vagy sztélét. A sztélének többféle típusa van.
A szövetek a magasabb rendű növények szerveit alkotják. A növények nagyon változatosak: a vízen lebegő kis békalencsetől a különböző lágyszárú növényeken (búza, lóhere, rózsa, réce), cserjéken (málna, vadrózsa, galagonya, orgona) a magas fákig (fenyő, nyír, juhar, tölgy, nyárfa).
A növényeknek különböző életformái vannak, amelyek biztosítják a létfeltételekhez való alkalmazkodást. És mindegyik ugyanazokból a szervekből áll: gyökereik, hajtásaik és szerveik vannak, amelyeknek köszönhetően ivaros és ivartalan szaporodásuk megtörténik.
A szexuális szaporodás az ivarsejtek - csírasejtek: hím (sperma vagy sperma) és nőstény (peték) részvételével történik. Az ivartalan szaporodás egyetlen sejt - egy spóra - segítségével történik, amelyből egy új szervezet nő. Minden szerv fel van osztva vegetatív és generatív.
A vegetatív szervek gyökerekből és hajtásokból állnak, és a növekedés, a táplálkozás, az anyagcsere funkcióit látják el. A vegetatív szervek nem vesznek részt az ivaros szaporodásban, mégis képesek úgynevezett vegetatív módon szaporodni (például rizómák, gumók, hagymák, bajuszok stb. segítségével). Ezzel a módszerrel a szülő egyed többsejtű részéből új organizmus nő ki.
A gyökér fő funkciója az ásványi anyagok oldatainak felszívódása, vezetése a légi részekben és a növények talajban való rögzítése. A levél (a hajtás oldalsó része) fotoszintézist, gázcserét és vízpárolgást végez. A szár (a hajtás axiális része) kapcsolatot biztosít a növény minden része között, megnöveli a légi rész felszínét, meghatározott módon formálja és rendezi el a leveleket és a virágokat. A főbbeken kívül a vegetatív szervek további funkciókat is ellátnak.
A generatív szervek biztosítják az ivaros szaporodást. A zárvatermők generatív szervei virágok, amelyek magvakkal termést képeznek. A virágzó növények ivaros szaporodása a virágzási időszakban (azaz a virágok kinyílásakor) történik. A virág alakja, mérete, színe és szerkezeti jellemzői nagyon változatosak. A virág szerkezetének és fejlődésének fő pontjai azonban minden növénynél ugyanazok.
A virágokon porzók, bibék és körmük van, amely körülveszi őket. A porzók fő funkciója a pollenszemek képzése, amelyek hím csírasejteket tartalmaznak. A magcsírák a bibében találhatók, női nemi sejteket tartalmaznak. A megtermékenyítés után a magcsírából egy mag keletkezik, melyben a bőr alatt embrió és endospermium található.
A petehártya falaiból képződött perikarpium magja veszi körül. A mag és a gyümölcs együtt alkotja a gyümölcsöt. A nyugalmi időszak után a magból kedvező körülmények között fiatal növény fejlődik. Sok más növény (például mohák, zsurló, páfrányok) generatív szervei eltérő felépítésűek.
Virágos növények vegetatív szervei. A növényekben a vegetatív szervek azok, amelyek az egyéni élet fenntartását szolgálják. A virágos növényekben ezek a gyökerek és a hajtás (amely szárból, rügyekből, levelekből áll).
Gyökér- ez egy tengelyirányú, sugárszimmetrikus földalatti növényi szerv. A gyökér fő funkciója a növények talajban való rögzítése és ásványi anyagok oldatával való ellátása (talajtáplálás). Az oldatok növényeken keresztüli felfelé irányuló mozgását az élő gyökérsejtek aktív injektálása az erekbe (ún. gyökérnyomás) biztosítja. A növények gyökere a szárazföldi élethez való alkalmazkodásként keletkezett.
Magasabb spórás növényeknél a gyökerek csak járulékosak (a növény bármely részén keletkeznek, kivéve a gyökeret), a gymnospermeknél a fő gyökér fejlődik (a magból származik és mindig egy). Az oldalgyökerek elágaznak a fő és a kiegészítő gyökerekből.
Az angiospermeknek mindhárom gyökértípusa lehet. A növény gyökereinek összessége formálódik gyökérrendszer. Formájában lehet rúd és rostos. A magrendszer jól fejlett főgyökérrel rendelkezik, amely különbözik a többi gyökértől (pitypang, alma, bojtorján). Ha a fő gyökér hiányzik vagy rosszul fejlett és nem feltűnő a további gyökerek között, akkor az ilyen gyökérrendszert rostosnak nevezik (búzában, rozsban, kukoricában, útifűben).
A gyökér a fő funkciókon kívül további funkciókat is elláthat: tartalék anyagokat halmoz fel a sejtekben, szintetizálja a növény számára létfontosságú vegyületeket (aminosavak, hormonok, vitaminok stb.). A gyökér további funkciókat is elláthat, bizonyos új szerkezeti jellemzőket szerezve, amelyeket a gyökér módosításainak neveznek.
Gyökértermés — komplex oktatás: a törzsgyökérben és a hajtás tövében tartalék tápanyagok rakódnak le, megvastagodik (sárgarépa, cékla, petrezselyem, retek). A gyökérgumók akkor jönnek létre, amikor a tartalék tápanyagok további oldalgyökerekben rakódnak le, amelyek gumós formákat öltenek (dália, édesburgonya, tavaszi köles).
Egyes mocsári növényekben légzőgyökerek találhatók, amelyek légzést biztosítanak a növény föld alatti részének. Ezek oldalsó gyökerek, amelyek felfelé nőnek és a talaj (vagy víz) felszíne fölé emelkednek. Támogató gyökerek - a száron kialakuló járulékos gyökerek: bengáli ficus lógó gyökerei; tűzött gyökerek a kukorica további támogatásához; gumificus táblaszerű gyökerei; nyűgös gyökerek a szár mentén kúszónövények(a borostyánnál).