Систематика высших растений

1.

Систематика
высших растений
Пашковская Т.А., 2017 г

2.

Положение высших растений в
современной систематике

3.

Жизненный цикл
Зигота
Гамета
Спорофит
Споры
Гамета
Гаметангий
Спорангий
Гаметофит

4.

5.

6.

7.

Высшие растения
Отделы:
Антоцеротовые мхи
Мохообразные
Мхи
Печеночные мхи
Плауновидные
Сосудистые споровые
Папоротниковидные
Гинкговые
Сосудистые растения
Гнетовые
Семенные
Саговниковые
Хвойные
Покрытосеменные

8.

Мохообразные
Отдел Печеночники (Marchantiophyta)
Отдел Мхи (Bryophyta)
Отдел Антоцеротовые (Anthocerotophyta)

9.

Мохообразные
1. Спорофит расположен на гаметофите в течение всего
жизненного цикла (от зиготы до окончания спорогенеза)
• спорофит получает питание от гаметофита (воду, минеральные
вещества и немного органики)
• нет симпластной связи между гаметофитом и спорофитом, только
апопласт
• спорофит мохобразных имеет специальное название = спорогоний
2. Половое воспроизведение (на 1 женском гаметофите возникает 1
спорофит) и бесполое размножение
3. На каждом спорофите - только 1 спорангий → изоспоровые
растения
4. Всасывают воду поверхностью тела за счёт капиллярных сил, при
высыхании впадают в криптобиоз, тк отсутствуют настоящие
проводящие ткани, вместо них имеются лептоиды и гидроиды без
крупных пор и ситовидных полей (нет и лигнина)

10.

11.

12.

13.

Лист сфагнума: гиалоцисты и хлороцисты

14.

Печеночные мхи

15.

16.

17.

Антоцеротовые мхи

18.

Сосудистые растения
1. Преобладает спорофит
2. Сложная гистологическая и морфологическая
организация спорофита, у всех современных
представителей есть побеги и корни
3. Прочная кутикула, суберин и лигнин
(склереиды, волокна, трахеальные элементы)

19.

Риниофиты

20.

Зоостерофиллофиты

21.

Плауновидные
• микрофилльные листья
• дихотомическое ветвление
• экзархная ксилема стебля
• протостела (гапло-, актино- или плектостела; нет
сердцевины)

22.

23.

Плауновидные
Класс Selaginellopsida - Селагинелловые
Класс Isoёtopsida - Полушниковые
Класс Lycopodiopsida - Плауновые

24.

Плауновые
• равноспоровые
• 2 рода (Lycopodium - 200-500 видов и Phylloglossum 1 вид)
• дихотомическое апикальное ветвление (изо- или
анизотомия)
• мутовчатые или очередные листья
• нет лигулы
• протостела (гаплостела в очень тонких осях,
актиностела - в более крупных, плектостела - в
развитых)
на ранних стадиях роста спорофит подкармливается
гаметофитом
гаметофит - обоеполый, всегда в сожительстве с
грибами; есть фотосинтезирующие (живут год),
есть микогетеротрофные (живут 6-8 лет) формы

25.

26.

27.

28.

Селагинелловые
• разноспоровые травянистые формы, лигула имеется

29.

Полушниковые
• разноспоровые травянистые розеточные формы, имеется
лигула с глоссоподием (таинственная структура,
возможно, выделение), имеется вторичное утолщение

30.

Полушниковые
Вымершие формы – лепидодендроны
Lepidocarpon

31.

Эуфиллофиты (папоротники +
семенные)
• синтеломные листья с несколькими
жилками
• исходно в стебле центрархная ксилема,
современые - мез- или эндархная
• имеются стелы с сердцевиной

32.

Папоротниковидные
Класс
Класс
Класс
Класс
Класс
Equisetopsida (Хвощевые)
Zygopteridopsida (Зигоптерисовые)
Ophioglossopsida (Ужовниковые)
Marratiopsida (Марратиевые)
Polypodiopsida (Многоножковые)

33.

Хвощевые
25 современных видов, повсеместно, кроме Австралии
Спорофит
• артростела
- в каждом узле меристелы нижерасположенного междоузлия
распадаются на 3 части: левая уходит налево, правая - направо,
центральная отходит в лист
- меристелы вышерасположенного междоузлия собираются между
старыми из их "левых" и "правых" частей
• стебель ребристый; рёбра на междоузлии расположены над меристелой
• листья расположены мутовчато, каждый лист отходит точно над ребром
нижерасположенного междоузлия
• листья мелкие, основную фотосинтезирующую функцию несёт стебель
• боковые почки закладываются между основаниями листьев
• на поверхности побега имеются отложения SiO2 (защита от поедания)
• стебель имеет несколько типов каналов:
- центральная полость - воздухоносная
- валлекулярные полости - расположены в паренхиме коры под
"ложбинками" между рёбрами стебля, воздухоносные

34.

35.

Хвощевые
• у некоторых хвощей имеется побеговый диморфизм
(вегетативные и репродуктивные побеги), пример - хвощ полевой
• генеративные побеги оканчиваются спорангиофорами,
спорангиофор состоит из ножки и щитка, несущего эуспорангии
• спорангиофоры собраны в спороносные колоски
• споры имеют 2 гаптеры - неживые придатки,
разворачивающиеся при высыхании и сворачивающиеся при
намокании
Гаметофит
• обоеполый
• лопастный
• недолгоживущий

36.

37.

38.

39.

40.

Ужовниковые
- 1 лист, имеющий вегетативную и
спороносную части

41.

Многоножковые
300 родов, 15000 видов
Спорофит
• отсутствуют стробилы, спорангии расположены на спорофиллах
• сифоно- (в удлинённых побегах) или диктиостела (в укороченных
побегах)
• лист долгое время нарастает верхушкой → доказательство
синтеломности; именуется вайей
• спорангии собраны в сорусы, прикрыты индузием = плёнчатым
покрывалом, расположены на абаксиальной стороне спорофилла
• лептоспорангии, часто имеется кольцо из толстостенных клеток и
устье, споры вылетают
Большинство видов - равноспоровые, но 2 водных порядка:
Марсилиевые и Сальвиниевые - разноспоровые

42.

43.

Salvinia sp.
Cyathea sp.
Vittaria appalachiana

44.

45.

Гаметофиты
• антеридии и архегонии
развиваются
последовательно, чтобы
избежать
самооплодотворения
Budwardia - протогиния
Все остальные протерандрия
С этой же целью споры
прорастают не
одновременно
• архегонии выделяют
антеридиоген →
стимуляция развития
антеридиев и
блокирование развития
архегониев на других
заростках
Всё это →
физиологический
гетероталлизм

46.

47.

Семенные растения
• разноспоровость
• имеется семяпочка = мегаспорангий,
окружённый дополнительным покровом
(интегументом)
• семя - структура, развивающаяся из семяпочки
после оплодотворения, состоящая из элементов 3
поколений (семенная кожура - материнский
спорофит; эндосперм - женский гаметофит или
особая триплоидная ткань; зародыш - дочерний
спорофит)
• имеются пыльцевые зёрна = подвижные
эндоспорические мужские гаметофиты
• нет антеридиев
• эвстела или атактостела

48.

49.

Семяпочка
Певичная роль интегумента: увеличение шанса попадания пыльцы в
семяпочку
Мегаспорангий → нуцеллус
На верхушке семяпочки в интегументе имеется отверстие = микропиле
Противоположная микропиле часть семяпочки = халаза
В мегаспорангии образуется 4 мегаспоры, из них 3 умирает, выживает
только халазальная
Халазальная мегаспора развивается в женский гаметофит:
• голосеменные: женский гаметофит = эндосперм, в нём - 2 архегония
с яйцеклетками
• покрытосеменные: женский гаметофит = зародышевый мешок, в нём
1 яйцеклетка, 2 синергиды, 3 антиподы и центральная клетка