Vzhledově, ve své struktuře a biologických vlastnostech jsou vyšší rostliny velmi rozmanité. Mezi ně kromě kvetoucích a nahosemenných patří také kapradiny, přesličky, mechy a mechy. Hlavním rozdílem mezi nahosemennými rostlinami a rostlinami s vyššími výtrusy je rozmnožování semen. Počet druhů dosahuje 300 tisíc a podle některých botaniků nejméně 500 tisíc.
Obsah
- Obecná charakteristika
- Důvody pro rozdělení rostlin na vyšší a nižší
- Nedostatek svalové a nervové tkáně
- Význam v přírodě a lidském životě
- Životní cyklus
- Původ
- Proč jsou mechy a kvetoucí rostliny klasifikovány jako vyšší výtrusy?
- Vlastnosti suchozemských rostlin
- Klasifikace a formy života
- Zaniklá oddělení
- Bryophyta (Bryophyta)
- Lycopodiophyta
- Psilotophyta
- Přesličky (Equisetophyta)
- Kapradiny (Polypodiophyta)
- Gymnospermae (Gymnospermae)
- Krytosemenné (Angiospermae)
Obecná charakteristika
Vyšší rostliny si vyvinuly mnoho různých adaptací a vlastností pro život v různých podmínkách země. Největšího rozvoje a adaptability na suchozemský způsob života dosáhly krytosemenné rostliny.
Charakteristické rysy vyšších rostlin:
- Diferenciace na orgány a tkáně;
- vodivý systém sestávající z xylému a floému;
- správná výměna generací;
- orgány pohlavního rozmnožování: antheridia a archegonia;
- Tělo rostliny se vyznačuje strukturou listů a stonků.
Důvody pro rozdělení rostlin na vyšší a nižší
Všichni zástupci rostlinného světa, v závislosti na jejich struktuře, jsou rozděleni do 2 skupin – nižší a vyšší.
Hlavním kritériem, podle kterého jsou rostliny klasifikovány jako vyšší, je přítomnost složité tkáňové struktury. Představují ji vodivé a mechanické tkáně. Charakteristickým rysem je také přítomnost průdušnic, tracheid a sítových trubic, které rychle dodávají živiny z kořene do listů, květenství a stonků.
Ty nižší mají zase primitivní strukturu, skládající se z jedné buňky, existují mnohobuněčné organismy, jejichž tělo se nazývá stélka. Nemají kořeny, stonky a listy.
Nedostatek svalové a nervové tkáně
Vyšší rostliny jsou skupinou živých organismů, které zaujímají v přírodě zvláštní místo. Zástupci rostlinného světa jsou schopni fotosyntézy, přeměňují energii slunečního záření na organické látky a kyslík. Výživu získávají z půdy a životního prostředí, takže se při hledání potravy nemusí pohybovat. Hnojení se provádí pomocí hlodavců, hmyzu a větru, takže jejich svalová a nervová tkáň není vyvinuta. Na rozdíl od zvířat, která za potravou a hledáním vhodných míst pro rozmnožování a výchovu potomků cestují na obrovské vzdálenosti.
Význam v přírodě a lidském životě
- Obohacení atmosférického vzduchu kyslíkem.
- Nedílný článek v potravinových řetězcích.
- Používá se jako stavební materiál, surovina pro výrobu papíru, nábytku atd.
- Aplikace prospěšných vlastností v medicíně.
- Výroba přírodních tkanin (len, bavlna).
- Čistí vzduch od prachových nečistot.
Životní cyklus
Vyšší rostliny se vyznačují přítomností jasně vyjádřeného střídání dvou generací: sexuální (gametofyt) a nepohlavní (sporofyt). Sporofyt postupně zaujal dominantní postavení nad gametofytem. Výjimkou jsou pouze mechorosty, u kterých gametofyt dosahuje většího rozvoje a sporofyt je naopak výrazně redukován.
V procesu evoluce se sexuální proces stal složitějším, vyvinuly se mnohobuněčné reprodukční orgány, které dobře chrání vejce před vysycháním. Samičí gameta – vajíčko – je nehybná. Postupně došlo k významným změnám ve struktuře a fyziologii mužských zárodečných buněk.
Životní cyklus a generační výměna
U pokročilejších typů vyšších rostlin (angiospermů) se pohyblivé spermie s bičíky změnily na spermie bez bičíků, které ztratily schopnost samostatného pohybu. A jestliže u starších suchozemských zástupců (mechy, mechy, přesličky a kapradiny) stále existuje závislost aktu oplození na vodním prostředí, pak u organizovanějších typů (většina nahosemenných a všechny krytosemenné rostliny) úplná nezávislost pohlavního rozmnožování na spadnutí – je pozorována kapalná voda.
Sporofyt je nepohlavní diploidní generace, na které se tvoří orgány nepohlavního rozmnožování – sporangia. Po redukčním dělení v nich vznikají haploidní spory. Z nich se vyvine haploidní gametofyt.
Původ
Asi před 400 miliony let se objevily první formy rostlin přizpůsobené životu na souši. Výstup z vody vedl k adaptivním změnám ve struktuře určitých druhů, které k přežití potřebovaly nové konstrukční prvky.
Rostlinný svět tedy opustil vodní prostředí a začal osidlovat rozlohy země. Takovými „pátrači“ byli nosorožci, kteří rostli poblíž břehů nádrží.
Jedná se o přechodnou formu života mezi nižšími rostlinami (řasami) a vyššími. Struktura nosorožců má mnoho podobností s řasami: skutečné stonky, listy a kořenové systémy nebyly viditelné. K půdě byly přichyceny pomocí rhizoidů, kterými přijímaly živiny a vodu. Nosorožci měli krycí pletiva, která je chránila před vysycháním. Rozmnožovali se pomocí spor.
Rhiniofyty se následně upravily a daly vzniknout kyjovým mechům, přesličkám a kapradinám, které již měly stonky, listy a kořeny. Jednalo se o předky moderních výtrusných rostlin.
Proč jsou mechy a kvetoucí rostliny klasifikovány jako vyšší výtrusy?
Mechy jsou vyšší rostliny, které mají nejprimitivnější strukturu. Neexistuje žádný kořenový systém. Od řas se odlišují přítomností rhizoidů, tělo je rozlišeno na orgány a tkáně. Mechy se stejně jako vyšší rostliny rozmnožují výtrusy.
Kvetoucí zástupci mají tělo rozdělené na orgány. Vegetativní orgány jsou kořeny a výhonky, které zajišťují růst a vývoj. Stejně tak rozmnožovací orgány – plody, semena, květy, které jsou zodpovědné za množení.
V dávných dobách byl celý povrch planety pokryt oceánem. Na Zemi vzkvétaly vodní formy života. Postupem času, v důsledku změn topografie, se rozloha země stávala stále početnější. Organismy byly nuceny zvládnout nové prostředí a přizpůsobit se cizím životním podmínkám. Zástupci podříše vyšších rostlin (embryofytů) se díky diferenciaci pletiv a vývoji jednotlivých orgánů dokázali úspěšně rozšířit a obsadit svou niku v biosféře.
- Vlastnosti suchozemských rostlin
- Klasifikace a formy života
- Zaniklá oddělení
- Bryophyta (Bryophyta)
- Lycopodiophyta
- Psilotophyta
- Přesličky (Equisetophyta)
- Kapradiny (Polypodiophyta)
- Gymnospermae (Gymnospermae)
- Krytosemenné (Angiospermae)
Vlastnosti suchozemských rostlin
Řasy podle zastaralé klasifikace patří k nižším rostlinám. Jejich obvyklá stanoviště jsou oceány, moře a další vodní plochy. Vzhledem k vlastnostem prostředí a způsobu, jakým se živí, mají tyto starověké organismy spíše primitivní strukturu. Tělo (thallus) se skládá z buněk stejného typu schopných fotosyntézy, nejsou zde žádné ochranné obaly a specifické orgány nutné pro transport živin.
Mezi hlavní charakteristiky vyšších rostlin (lat. Embryophyta) patří jejich složitá stavba, která se vyvinula v důsledku evoluce. Aby bylo možné normálně existovat ve vzduchu, byla potřeba aktivní výměna tepla a také ochrana před vysycháním (epidermis a průduchy). Pro zásobování celého těla živinami se vyvinul transportní systém sestávající ze specializovaných vodivých tkání.
Hlavním rozdílem mezi skupinou suchozemských rostlin a řas je jejich rozdělení na kořeny, stonky a listy. Vlastnosti vyšších rostlin:
- Většina druhů žije na souši.
- Dostupnost různých látek s jasnou specializací.
- Pohlavní a nepohlavní reprodukční orgány.
- Zygota se mění v mnohobuněčné embryo sestávající z homogenních buněk, které se během vývoje diferencují.
- Střídání pohlavních (gametofyt), vycházející ze spory, a nepohlavní (sporofyt), vycházející ze zygoty, generací.
- V životním cyklu dominuje sporofyt (kromě mechorostů).
- Rozdělení těla na tři hlavní části.
Na rozdíl od oceánu, kde všechny živé organismy pocházejí, jsou životní podmínky na souši proměnlivější. Právě tento faktor je zodpovědný za neuvěřitelnou rozmanitost a bohatství rostlinných životních forem. Navzdory obrovským rozdílům ve vzhledu však povaha reprodukce u všech vyšších rostlin zůstává nezměněna.
Klasifikace a formy života
Od doby, kdy se vyšší rostliny dostaly na pevninu, se vyvíjely dvěma hlavními směry. Daly vzniknout dvěma evolučním větvím – haploidní a diploidní. První představuje oddělení mechorostů, ve kterém v životním cyklu převažuje haploidní pohlavní generace, gametofyt. Druhá, která zahrnuje všechna ostatní oddělení, se vyznačuje převahou asexuální generace – sporofyt. Klasifikace vyšších rostlin v biologii:
- Rhyniophyta.
- Zosterophyllophyta.
- Bryophyta (Bryophyta).
- Mech-mech (Lycopodiophyta).
- Psilotophyta.
- Přesličky (Equisetophyta).
- Kapradiny (Polypodiophyta).
- Nahosemenné nebo borovicovité (Gymnospermae nebo Pinophyta).
- Krytosemenné nebo kvetoucí rostliny (Angiospermae nebo Magnoliophyta).
První dvě položky na seznamu patří do vyhynulých tříd. Vyskytovaly se v raném a středním devonu a výrazně se lišily od moderních druhů, byly na nižším stupni vývoje. Možná zástupci těchto oddělení žili ve vodě.
Vzhledem k různým vzorcům rozmnožování lze veškerou suchozemskou vegetaci rozdělit na dva typy – výtrus a semena. Každý druh má v závislosti na svém původu a stanovišti řadu jedinečných odlišností. U embryofytů lze rozlišit několik charakteristických forem života:
- Strom je vytrvalý a poměrně velký organismus, který má pevný kmen a korunu skládající se z tenčích větví (topol, bříza, javor).
- Keř je menší. Skládá se z mnoha tenkých stonků vysokých od 0,5 do 6 metrů (líska, šeřík).
- Keř se vyznačuje nízkým vzrůstem (ne vyšším než půl metru) a mohutným kořenovým systémem (brusinky, brusinky).
- Tráva je velká skupina rostlin s tenkým a měkkým kmenem. Tato forma je velmi rozmanitá – od ročních po víceleté. Výška se může lišit od centimetru do několika metrů (kopr, pivoňka, máta, banán, cukrová třtina).
V závislosti na kritériích existuje několik různých taxonomií forem života rostlin. Někteří zástupci embryofytů se vrátili do vodního prostředí a začali se vzhledem podobat svým nižším předkům. Jejich struktura se výrazně liší od primitivních řas.
Zaniklá oddělení
První zástupci suchozemské vegetace zmizeli ve středním devonu. Organismus těchto rostlin byl dosti primitivní, neměl složitou stavbu a připomínal řasy. Obvyklé dělení na kořen, stonek a listy ještě neexistovalo. Předpokládá se, že nosorožci jsou společným předkem mechů, přesliček, mechů a kapradin.
Zosterofylofyty se objevily ve starším devonu. Jedná se o malou skupinu, jejíž zástupci měli stejně jako nosorožci jednoduchou stavbu a žili ve vodě nebo na břehu. Měli vzpřímené, krátké stonky pokryté silnou ochrannou vrstvou s špicatými sporangiemi nahoře. Proces fotosyntézy probíhal po celém povrchu rostliny.
Bryophyta (Bryophyta)
Hlavním znakem mechorostů je její reprodukční cyklus s převahou pohlavní generace. K provedení reprodukčního procesu rozhodně vyžadují vlhké prostředí. Proto mechy rostou na vlhkých a bažinatých místech a jsou malé velikosti. Oddělení mechorostů zahrnuje tři třídy:
- Játrovky rostou v tropických oblastech a pokrývají stromy, půdu a další povrchy hustým kobercem.
- Existuje asi 300 druhů Antocerotes. Žijí v teplém podnebí. V Rusku najdete jen několik zástupců této třídy.
- Mechy rostou v severních a mírných zeměpisných šířkách.
Zástupci oddělení jsou docela nenároční a dokážou přežít i v těch nejextrémnějších podmínkách, v případě potřeby upadnou do pozastavené animace. To zajišťuje vysoké přežití a konkurenceschopnost.
Lycopodiophyta
Jedno z nejstarších oddělení je v současné době zastoupeno pouze několika druhy Sellaginella a mechy. Zbývající zástupci už dávno vymřeli.
Moderní lykofyty jsou bylinné stálezelené rostliny, které žijí několik let a svým vzhledem připomínají mechy.. Oddělení zahrnuje dvě třídy:
- Lykofyty zahrnují asi 400 druhů.
- Poloskořápky – ne více než 700 druhů.
Všechny klubomy se vyznačují přítomností kořenů, rozvětveným větvením stonku a malými listy. Existují homosporní a heterosporní druhy. V dávných dobách byly tyto rostliny velmi běžné. V karbonu rostlo mnoho stromovitých forem, které následně vytvořily kolosální ložiska uhlí.
Psilotophyta
Toto oddělení je početně malé, zahrnuje dva rody a celkem 12 druhů, rozšířených v tropických šířkách. Psilotoidi se vyznačují jednoduchou stavbou těla, což svědčí o jejich extrémně dávném původu. Jsou velmi podobné vyhynulým rhyniofytům.
Kvůli nedostatku kořenů zástupci divize Psilotophyta rostou na jiných stromech, ale mohou se usadit na půdě a kamenech. Chybí i listy. Větvící se vzdušná část má mnohočetné výrůstky připomínající šupiny a také rozsáhlý systém vzdušných oddenků. Proces reprodukce se provádí pomocí spór.
Příkladem je okrasná kapradina nebo pilot glabra. Tato rostlina vděčí za svůj název absenci listů.
Přesličky (Equisetophyta)
V moderní flóře je oddělení zastoupeno jediným rodem, který zahrnuje 30 druhů. Rostou na nejrůznějších místech – od bažin po lesy a ornou půdu. Všechny přesličky jsou vytrvalé byliny. Výška stonku se pohybuje od několika centimetrů až po metr nebo více. Listy srostlé do trubiček mají šupinovitý tvar a nejsou velké velikosti.
Rostliny se vyznačují bočním větvením. V některých vegetativních funkcích jsou podobné obilninám. Tkáně a orgány jsou dobře diferencované a mají vysokou úroveň dokonalosti. Rozmnožují se pomocí výtrusů nesených větrem.
Přesličkám se dařilo v období karbonu. V těch vzdálených dobách bylo možné najít stromovité exempláře dosahující více než 25 metrů na výšku.
Kapradiny (Polypodiophyta)
Oddělení je zastoupeno 12 tisíci druhy a lze jej právem nazvat nejrozšířenějším mezi moderními sporovými rostlinami. Kapradiny se vyznačují neuvěřitelnou rozmanitostí forem života. Kromě vytrvalé trávy existují i skutečné stromy s výškou 20-30 metrů a průměrem kmene až 50 cm, velikost některých druhů přitom nepřesahuje pár milimetrů.
Charakteristickým znakem kapradin je malý výhon. Jsou rozšířeni po celé zeměkouli, zejména v tropických zeměpisných šířkách. Polypodiophyta zahrnuje několik tříd:
- zhovnikovye;
- kladoxyleaaceae;
- marattiaceae;
- zygopteriaceae;
- polypodiální.
Kapradiny nemají pro člověka téměř žádnou praktickou hodnotu. Dužina některých druhů je vhodná pro lidskou spotřebu. Rostlina může být použita pro léčebné účely.
Gymnospermae (Gymnospermae)
Oddělení lze nazvat typickým příkladem vyšších rostlin, vyznačujících se vysoce vyvinutou strukturou. Jejími zástupci jsou převážně stálezelené keře a stromy, ale někdy se vyskytují i opadavé druhy a dokonce i vinná réva. Tvar listů je velmi rozmanitý – od jehličí po šupiny. Všechny nahosemenné rostliny mají podle definice otevřená vajíčka a rozmnožují se semeny. Oddělení má 6 tříd:
- semenné kapradiny;
- Bennettit;
- tísnivý;
- cykasy;
- jehličnany;
- gingivální.
První dvě třídy jsou dnes zcela vymřelé. Dnes věda zná asi 700 druhů nahosemenných rostlin. Nejznámějšími zástupci rostoucími v Rusku jsou smrk a borovice.
Krytosemenné (Angiospermae)
V moderní flóře jsou krytosemenné nebo kvetoucí rostliny nejrozšířenějším a nejpočetnějším oddělením vyšších rostlin. Poprvé se objevily asi před 140 miliony let a postupně dosáhly apoteózy vývoje. Mezi jejich hlavní rysy patří přítomnost reprodukčních orgánů ve formě květů a také dvojité hnojení. Klasifikační tabulka:
| Třídní dvouděložné | Třída Monocots |
| Magnolidy | Chastukhovye |
| Asteridy | palmy |
| Hamamelidids | Liliidy |
| karyofylidy | Zrzavý |
| Dilleneids | Commeline |
| Rosides |
Dnes existuje asi 352 tisíc druhů kvetoucích rostlin. Tak velká rozmanitost je spojena s efektivní adaptací zástupců oddělení na měnící se prostředí.
