Морфолого-анатомическая дифференциация тела ВСР в связи с выходом на сушу

ОГЛАВЛЕНИЕ
*Введение
*Первые растения на суше
*Морфология у отделов высших споровых растений
*Анатомия у отделов высших споровых растений
*Вывод
*Словарь использованных терминов
*Список использованной литературы

Цель: ознакомиться с морфолого-анатомическими особенностями высших споровых растений
Задачи:
*Прочитать разную литературу и интернет ресурсы
*Написать общие признаки ВСР. Прогрессивные и примитивные черты
*Перечислить морфологические и анатомические особенности строения каждого отдела ВСР
*Сделать вывод по каждому отделу
*Написать обобщенный вывод
Введение

Общие примитивные и прогрессивные черты в
анатомии и морфологии ВСР
Растениям, которые покинули привычную водную среду обитания, нужно было приспособиться к новым
условиям жизни на суше, которые резко отличались от привычных. Им нужно было защищаться от
высыхания, закрепляться в почве, приспосабливаться к поглощению минеральных веществ и воды из
почвы, а кислорода и углекислого газа — из воздуха. Солнечный свет был отличен от воды. Кроме того, растениям необходима была опора, так
как воздух, в отличие от воды, не мог их поддерживать. Что же они сделали?

Прогрессивные черты:
*Надземные и подземные органы(побег (с листьями и стеблем) и корни)
*Покровная ткань эпидерма (защита от высыхания) с устьицами(ф. газообмена)
*Первичная кора: защищает стелу. Из паренхимы и механической ткани
*Проводящие ткани (транспорт воды с органическими и минеральными в-вами).
*Механические ткани (опора и защита)
*Наличие разных типов стели

Примитивные черты:
*Таллом и ризоиды
*Дихотомическое ветвление
*Поглощение воды всей поверхностью тела
*Оплодотворение при капельно – жидкой среде
*Отсутствие тех или иных типов тканей и органов

основные признаки, отличающие высшие споровые растения от низших:
■ приспособленность к обитанию в наземной среде;
■ наличие четко дифференцированных тканей, выполняющих конкретные специализированные функции;
■ наличие многоклеточных органов размножения — полового (гаметангий и бесполого (спорангий). мужские гаметангии высших растений называются антеридиями, женские — архегониями. гаметангии высших растений (в отличие от низших) защищены оболочками из стерильных (бесплодных) клеток и (у отдельных групп растений) могут быть редуцированы, т.е. уменьшены и упрощены;
■ превращение зиготы в типичный многоклеточный зародыш, клетки которого первоначально не дифференцированы, но генетически детерминированы на специализацию в определенном направлении;
■ правильное чередование двух поколений — гаплоидного полового (гаметофит), развивающегося из споры, и диплоидного бесполого (спорофит), развивающегося из зиготы;
■ доминирование в жизненном цикле спорофита (у всех отделов кроме моховидных);
■ разделение тела спорофита (у большинства отделов высших растений) на специализированные вегетативные органы — корень, стебель и листья

Отдел Риниофиты (Rhyniophyta)
Считаются первенцами сухопутных растений.
Вегетативное тело спорофита риниофитов представлено безлистными цилиндрическими
дихотомически ветвящимися, первично васкуляризованными осевыми структурами.
Наземные оси выполняли в первую очередь функцию воздушного питания. Их конечные ответвления – теломы, а соединяющие их части, расположенные между точками ветвления –мезомы. Одни теломы были стерильными, другие – фертильными и заканчивались спорангиями. Стерильные теломы осуществляли только функцию фотосинтеза. Горизонтально расположенные на поверхности или в почве влажных местообитаний теломы получили название ризомоиды (т. е. корневищеподобные). От них отходили многочисленные простые (несептированные) одноклеточные ризоиды, осуществляя функцию минерального питания– прототип корня, ризоиды – прототипы корневых волосков.

*Риния
1-реконструкция растения
2-разрез через спорангий
3-тетрады спор
4-анатомическое строение стебля
5-фрагмент эпидермы с устьицем
с-спорангий
рм-ризомоид
р-ризоид
эп-эпидерма
к-кора
пр-протостела

Вывод по ринифоитам
*Таким образом, теломы, мезомы и ризомоиды были первыми конструктивными элементами
спорофита наземных растений. Возникновение этих элементарных органов было крупным
ароморфозом в эволюции растительного мира.
*Наличие устьиц в первую очередь отличает эпидерму высшего растения от наружного слоя
клеток многоклеточных талломов (слоевищ) водорослей
*Проводящая система слабо развита и построена по типу гаплостели, которая была началом
развития всех остальных типов стели.
*И в общем считается, что растения отдела риниофиты первые обитатели суши и предки ныне
живущих высших споровых растений. И хотя, у них довольно примитивная организация, из
риниофитов посредством длительной эволюции возникли более прогрессивные и
приспособленные для жизни на суше растения.

Отдел Моховидные
Прогрессивные черты для приспособления к наземному существованию и примитивные черты
указывающие на зависимость в воде. По представителям разных классов:
1. Класс Печеночники, пред. Маршанция многообразная
Таллом дорзовентрального строения
Дихотомически ветвится
Густой войлок ризоидов с амфигастриями
Внутреннее строение:
Покрыт эпидермой
Под эпидермой воздушные камеры с перегородкой
В центе каждой камеры примитивное устьице(дыхальце).
Паренхима ф. Запасания и проводящая
Слизевые клетки поглощение влаги

Морфология и поперечный срез таллома маршанции

2. Класс Листостебельные мхи
Подкласс Сфанговые мхи
Представитель Сфагнум
Прямостоячий стебель с мутовками веточек на котором распологаются мелкие листья без жилок
Без ризоидов
Диморфизм ветвей(отстоящие(горизонтальные) и свисающие)
Листья однослойные из двух типов клеток: хлороцисты и гиалоцисты
Внутреннее строение: гиалодерма, склеродерма, сердцевина из тонкостенных живых клеток.

3. Класс Листостебельные мхи
Подкласс Бриевые мхи
Представитель Кукушкин лён
Прямостоячий зеленый стебель ралиального строения со спирально расположенными листьями. Листья
жесткие, узкие, линейно-ланцентные
Лист со средней жилкой
Ризоиды
Анатомия:
Эпидермис без устьиц и кутикулы
Кора из двух зон.
Наружная кора из примитивных механических клеток
Внутренняя кора из паренхимы
Проводящая система из гидроидов(“ксилема”) и лептоидов(“флоэма”)

Морфология сфагнума и кукушкиного льна

Анатомия кукушкиного льна и сфагнума

Вывод по моховидным
Хоть и мхи почти что первые обитатели суши, они все равно зависят от воды.
Оплодотворонение, как и у всех ВСР происходит при наличии капельно-жидкой среды
Листья примитивные и зачастую играют больше влагособирающую роль, нежели
фотосинтезирующую.
Они поглощают влагу всей поверхностью тела и у них нет настоящих корней, но есть аналог,
который помогает прикрепиться к субстрату.
Появляются зачатки проводящих тканей.
Проводящей системы как таковой нет, но есть что-то примитивное подобное ему, поэтому при
высыхании мхи крепко засыпают или погибают.

Отдел Плауновидные
1.Класс Плауновые
Представитель Плаун булавовидный
Морфология: Равноспоровое растение с дихотомически ветвящимся ползучим стеблем и
спирально расположенными мелкими листьями.
Листья без язычков. Не образуют ризофоры.
Анатрмия: Покрыт однослойной эпидермой
Первичная кора: Наружная и внутренняя состоят из механической ткани, средняя кора из
паренхимы и заканчивается кольцом эндодермы.
Центральный цилиндр: Наружный слой из перицикла.
К ней примыкает ксилема окруженная массивом флоэмы.
Ксилема раздоблена. Тип строения стели плектостель.

2. Класс Шильниковые
Представитель селагинелла наскальная
Морфология: Миниатюрные, стебли дорзовентрального строения, листья с язычками,боковые
большие и спинные мелкие.
Корнеподобные ризофоры с прид. Корнями.
Анатомия: Эпидерма без устьиц
Первичная кора: наружная механическая, внутренняя из паренхимы.
В средней части стебля проходит полость аэренхима
На зеленых нитях трабекулах подвешена стель
От протостелы.до эктофлойной сифоностели.

Плаун булавовидный Селагинелла наскальная

Анатомия
Плаун
Селагинелла

Вывод по Плауновидным
Кроме хорошо развитых оливственных побегов, у них появились настоящие корни. Что
доказывает, независимость от воды.
Оплодотворение как у других пред. ВСР при наличии воды.
Листья примитивные, мелкие микрофильного происхождения, что доказывает малую
фотосинтезирующую и проводящую роль
В анатомии стебля наблюдается относительно развитый каркас(2 слоя внутренний и наружный
из мех. ткани) и настоящие структуры проводящей системы. Ксилемы и флоэмы. Стель разного
типа, что доказывает диагностические различия и высокую проводимость в купе с прочностью
растения.

Отдел Хвощевидные
Класс Хвощевые
Представитель Хвощ полевой
Морфология: Стебель, боковые побеги и корневище метамерны. Сильно выражены междоузлия и узлы.
Стебель ребристый, подфй, с апикальным ростом.
На поверхности стебля тянуться параллельно ребрышки и ложбинки.
Листья также расположены мутовчато и редуцированы до чешуек
Расположение боковых зеленых ветвей мутовчато
Диморфизм побегов: весенние спороносные и летние вегетативные
Подземные органы - корневище с почками и многочисленные корни с клубеньками.

Анатомия: Эпидерма с кремнеземом у ребрышек и устьицами у ложбинок
Первичная кора состоит из двух слоев. 1. наружное – это чередование механической и
фотосинтезирующей ткани
На фотосинтезирующей нходятся устьице, а под ней валлекулярные воздухоносные полости.
Внутренняя кора паренхима потом заканчивается эндодермой
Центральный цилиндр: модифицированная эвстела – арстростела. С закрытыми колатеральными пучками. В
профодящем пучке протоксилема и часть метаксилемы разрушаются, образуя каринальную полость, по которой
передвигается вола.

Морфология и анатомия хвоща

Вывод по Хвощевидным
Таким образом, хвощи приспособились к наземной среде за счет:
Увеличения фотосинтезирующей поверхности – наличие большого количества фотосинтезирующих,
мутовчатых веточек, но все же листья так же примитивны и редуцированы до чешуй.
Мощное корневище с клубеньками и с корнями питает весенний побег, что позволяет ему
спороносить и выживать в плохих условиях среды
Чередование ложбинок и устьиц, так же увеличивает фотосинтезирующую поверхность и придает
прочность и защиту стеблю.
Стель развита. Чередует в себе и высокую прочность и хорошую проводимость
Но все же оплодотворение у них так же в присутствии воды

Отдел папоротниковидные
Морфология: Листья папоротников (часто их называют вайями) крупные с перисто-рассеченной
листовой пластинкой и хорошо развитой проводящей системой. Общий черешок листа(рахис)
прикрепляется к подземному стеблю, представляющему собой корневище. Корни у папоротников
придаточные, а листья, возникшие в результате уплощения крупных ветвей(теломов), растут, своей
верхушкой образуя характерную разворачивающуюся «улитку».
Анатомия: подземный орган корневище играет роль стебля и несет в себе вайи.
Лист макрофильного теломного кладодификационного происхождения

Эпидерма
Первичная кора: наружная и внутренняя. Наружная утолщена функция механической ткани,
внутренняя – паренхимная и вней распологаются профодящие пучки – меристели.
От коры каждый пучок отграничен хорошо выраженной эндодермой.
Стель – Диктиостела.
Каждая меристела имеет вид закрытого концентрического пучка, внутри которого находится ксилема,
окруженная флоэмой, перициклом и эндодермой.
У орляка и некоторых видов щитовника в ксилеме кроме трахеид имеются сосуды

Морфология и анатомия папоротниковых

Вывод по папоротниковидным
Макрофильность вай – это огромный ароморфоз для растений, которые вышли на сушу. За счет этого
у них разнообразие жизненных форм, увеличевается фотосинтезирующая поверхность и сросшиеся
теломы увеличивает также проводимость воды и минеральных веществ.
У некоторых, например у орляка, вместо трахеид появляются настоящие сосуды(трахеи), что также
является прогрессивной чертой и усиливает проводящую функцию.
Проводящая система хорошо развита за счет листовых прорывов. эволюции сосудистых растений
прослеживается тенденция к увеличению высоты листовых прорывов, в результате чего стела
приобретает вид ажурного цилиндра из отдельных сосудистых пучков.

Вывод
Таким образом высшие рстения это-это многоклеточные фототрофные организмы, приспособленные к жизни в наземной среде и характеризующиеся правильным чередованием полового и бесполого поколений и наличием дифференцированных тканей и органов
Несмотря на существенные прогрессивные адаптации спорофитного поколения к воздуш­ной среде,
гаметофит сосудистых растений, на­зываемый заростком, все еще сталкивался с большими
проблемами. Он еще меньше по раз­мерам и менее стоек к обезвоживанию, чем га­метофит у
моховидных. На заростках образуют­ся спермии, которые, как и у моховидных, мо­гут достичь
женских гамет, только подплыв к ним.
Дифференциация на органы и ткани позволило ВСР увеличить свои размеры, крепко прикрепиться к
субстрату и распространиться повсеместно.

Терминологический словарь:
Теломы - конечные элементы надземных дихотомически ветвящихся цилиндрических осевых органов тела
древнейших вымерших высших растений
Мезомы - расположенные между точками ветвления – мезомы (от греч. mesos – средний).
Ризомоиды - Горизонтально расположенные на поверхности или в почве влажных местообитаний теломы
получили название ризомоиды (т. е. корневищеподобные).
Ризоиды - нитевидные образования из одной или нескольких однорядных клеток; служат для прикрепления к
субстрату и поглощения из него воды и питательных веществ
Таллом - слоевище, вегетативное тело водорослей, слизевиков, грибов, лишайников, нек-рых моховидных, не
дифференцированное на органы (стебель, лист, корень) и не имеющее настоящих тканей.

Побег - один из основных вегетативных органов высших растений, состоящий из стебля с
расположенными на нем листьями и почками
Корни - осевой, подземный вегетативный орган высших растений, обладающий неограниченным
ростом в длину и положительным геотропизмом.
Корневище - видоизменённый побег, обычно подземный, с чешуевидными, недоразвитыми или рано
отмирающими листьями, верхушечными или пазушными почками, придаточными корнями.
Спора - особое образование, посредством которого совершается бесполое размножение бесцветковых
растений и некоторых одноклеточных животных.
Оплодотворение - это процесс объединения мужской и женской гамет, который приводит к
формированию зиготы и последующему развитию нового организма

Эпидерма - внешняя первичная покровная ткань растений, обычно однослойная, покрывающая
молодые стебли и остальные наземные органы
Устьица - ботанике это по́ра, находящаяся на нижнем или верхнем слое эпидермиса листа растения,
через которую происходит испарение воды и газообмен с окружающей средой.
Паренхима - у растений основная ткань, внутри которой дифференцируются
высокоспециализированные проводящие ткани;
Кутикула – прозрачная пленка из жироподобных веществ кутина. Синтезируется клетками
эпидермиса.
Ксилема - проводящая ТКАНЬ растений, которая переносит воду и растворы минеральных солей от
корней ко всем органам растения и обеспечивает ему опору.
Флоэма - ткань, главная функция которой состоит в проведении пластических веществ (нисходящий
ток).

Гидроиды. – мертвые прозенхимные клетки с утолщенными продольными стенками, но без пор, находятся в
центральном цилиндре стебля, проводят воду.
Лептоиды – живые удлиненные клетки в стебле мхов, проводящий низходящий ток веществ.
Гиалиновые клетки – широкие мертвые клетки со спиральными, кольчатыми утолщениями оболочки и порами
в наружных стенках. Для поглощения и удержания воды. Сфагновые мхи.
Хлороцисты
Амфигастрии – бесцветные чешуйки из одного ряда клеток на брюшной стороне таллома, окружающие тяжи
ризоидов.
. Анизофиллия – неравнолистность – различие в форме размерах и структуре листьев нижней и верхней сторон
горизонтальных и косо расположенных побегов.

Артростель – тип стели хвощей, являющаяся модификацией эустели, с центральной воздухоносной
полостью вместо разрушенной сердцевины и кольцом мелких изолированных, закрытых, колатеральных
проводящих пучклв с каринальными водоносными каналами и валлекулярными полостями в коре.
Перицикла в ней нет.
Вайи – лист папоротника, крупный, расчлененный, с хорошо развитой проводящей системой. Вайя
кладодификационного, теломного происхождения.
Валлекулярные полости – воздухоносные полости, расположенные в первичной коре в ложбинках.
Высшие споровые растения – высшие архегониальные растения, размножающиеся спорами.
Высшие сосудистые растения – высшие растения, имеющие проводящую ткань. Искл моховидные
Диктиостела – тип стели с сердцевиной и листовыми лакунами. Модификация сифоностели.
Диморфизм – наличие двух разновидностей одной структуры

Дифференциация – разделение однородных структур на неоднородные с разными функциями.
Дихотомическое ветвление – ветвление, при котором главная ось на верхушке разделяется на две,
обычно одинаково развитые оси, а сама прекращает свой рост.
Дорзальный – спинной, нижний. В талломе печеночников дорсальной является спинная сторона.
Дорзовентральное строение – строение, когда имеется лишь одна плоскость симметрии вдоль
продольной оси, в результате чего обе.боковые стороны зеркально одинаковы, а спинная и брюшная
сторона различны.
Закрытый проводящий пучок – пучок состоящий только из первичных проводящих тканей, между
ксилемой и флоэмой отств камбий, поэтому вторичного утолщения нет.
Каринальные каналы – водоносные каналы в проводящих пучках хвощей, возникающее на месте
разрущенной протоксилемы, расположены в первичной коре вдоль ребрышек.
Кладодификация – срастание и дальнейшее уплощениецелой системы теломов.
Коллатеральный пучок – проводящий пучок, в которой ксилема и флоэма соприкасаются друг с
другом по одной стороне, боком.

Стела – совокупность первичных проводящих пучков вместе с заключенными между ними прочими
тканями и примыкающим к коре перициклом.
эктофлойная (флоэма охватывает ксилему снаружи),
амфифлойная (флоэма окружает ксилему снаружи и изнутри).
ГАПЛОСТЕЛА (греч.гаплос - простой) - наиболее примитивная форма протостелы, состоящая из
центрального пучка первичной ксилемы,окруженного цилиндром флоэмы.
ПЛЕКТОСТЕЛА - ксилема рассечена на лентовидные тяжи, характерна для плаунов.
Ассимиляционная ткань - ткань, основной функцией которых является фотосинтез, у высших
растений они имеют обычно зеленую окраску, поэтому могут быть названы хлорофиллоносной
паренхимой (хлоренхимой).

Список использованной литературы
В. Е. Кардашевская. “Практический курс по систематике высших споровых и голосеменных
растений”
https://studopedia.ru/3_40781_razvitie-formi-tela-u-rasteniy.html
https://studopedia.ru/9_46894_otdel-rinieobraznie-riniofiti--Rhyniophyta.html
https://studfiles.net/preview/1725149/page:27/
https://www.agrojour.ru/nauka/botanika/differenciaciya-tela-rasteniya-v-svyazi-s-vykhodom-na-sushu-vozni
knovenie-organov.html
https://studfiles.net/preview/4022254/page:11/