Bách khoa toàn thư về an toàn cháy nổ

Chức năng của các cơ quan chính của cây. Đặc điểm chung của thực vật bậc cao. Sự khác nhau giữa thực vật bậc cao và thực vật bậc thấp. Phân loại thực vật theo dạng sống, mô tả thực vật

Vương quốc thực vật nổi bật về sự vĩ đại và đa dạng của nó. Bất cứ nơi nào chúng ta đi, ở bất cứ nơi nào trên hành tinh, chúng ta tìm thấy chính mình, ở mọi nơi bạn có thể gặp đại diện của thế giới thực vật. Ngay cả băng ở Bắc Cực cũng không phải là ngoại lệ cho môi trường sống của chúng. Vương quốc thực vật là gì? Loài của nó rất đa dạng và nhiều. Đặc điểm chung của giới thực vật là gì? Làm thế nào họ có thể được phân loại? Hãy cố gắng tìm ra nó.

Đặc điểm chung của giới thực vật

Tất cả các sinh vật sống có thể được chia thành bốn vương quốc: thực vật, động vật, nấm và vi khuẩn.

Các dấu hiệu của giới thực vật như sau:

  • là sinh vật nhân thực, tức là tế bào thực vật có chứa nhân;
  • chúng là sinh vật tự dưỡng, tức là chúng tạo thành các chất hữu cơ từ các chất hữu cơ vô cơ trong quá trình quang hợp nhờ năng lượng của ánh sáng mặt trời;
  • có lối sống tương đối ít vận động;
  • tăng trưởng không giới hạn trong suốt cuộc đời;
  • chứa plastid và thành tế bào làm bằng cellulose;
  • tinh bột được dùng làm chất dinh dưỡng dự trữ;
  • sự hiện diện của chất diệp lục.

Phân loại thực vật của thực vật

Vương quốc thực vật được chia thành hai tiểu vương quốc:

  • thực vật bậc thấp;
  • thực vật bậc cao.

Tiểu vương quốc "hạ thực vật"

Tiểu vương quốc này bao gồm tảo - cấu trúc đơn giản nhất và thực vật cổ xưa nhất. Tuy nhiên, thế giới tảo rất đa dạng và nhiều.

Hầu hết chúng sống trong hoặc trên mặt nước. Nhưng có những loại tảo mọc trong đất, trên cây, trên đá và thậm chí trong băng.

Cơ thể của tảo là thallus hoặc thallus, không có rễ và chồi. Tảo không có các cơ quan và các mô khác nhau, chúng hấp thụ các chất (nước và muối khoáng) qua toàn bộ bề mặt cơ thể.

Tiểu vương quốc "thực vật bậc thấp" bao gồm mười một bộ phận của tảo.

Ý nghĩa đối với con người: giải phóng oxi; được sử dụng cho thực phẩm; được sử dụng để thu được agar-agar; được sử dụng làm phân bón.

Tiểu vương quốc "thực vật bậc cao"

Thực vật bậc cao bao gồm các sinh vật có các mô, cơ quan được xác định rõ (thực vật: rễ và chồi, thế hệ) và sự phát triển cá thể (ontogenesis) được chia thành các giai đoạn phôi thai (phôi thai) và hậu phôi thai (hậu phôi thai).

Thực vật bậc cao được chia thành hai nhóm: bào tử và hạt giống.

Cây bào tử phát tán nhờ bào tử. Sinh sản cần nước. Cây giống được nhân giống bằng hạt. Sinh sản không cần nước.

Thực vật bào tử được chia thành các phần sau:

  • tảo bẹ;
  • lycosid;
  • đuôi ngựa;
  • dương xỉ.

Hạt được chia thành các bộ phận sau:

  • thực vật hạt kín;
  • hạt trần.

Hãy xem xét chúng chi tiết hơn.

Bộ phận "bryophytes"

Bryophytes là loại cây thân thảo chưa trưởng thành, cơ thể được chia thành thân và lá, chúng có một loại rễ - thân rễ, có chức năng hút nước và cố định cây trong đất. Ngoài mô quang hợp và mô cơ bản, rêu không có mô nào khác. Hầu hết rêu là cây lâu năm và chỉ mọc ở những nơi ẩm ướt. Bryophytes là nhóm lâu đời nhất và đơn giản nhất. Đồng thời, chúng khá đa dạng và nhiều và chỉ thua kém về số lượng loài so với thực vật hạt kín. Có khoảng 25 nghìn loài của chúng.

Bryophytes được chia thành hai lớp - gan và lá.

Rêu gan là loại rêu cổ xưa nhất. Cơ thể của họ là một thallus phẳng phân nhánh. Chúng sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới. Đại diện của rêu gan: rêu thương gia và riccia.

Rêu lá có chồi bao gồm thân và lá. Một đại diện điển hình là rêu lanh cúc cu.

Rêu có thể sinh sản cả hữu tính và vô tính. Sinh sản vô tính có thể là sinh dưỡng, khi cây sinh sản bằng các bộ phận của thân, thallus hoặc lá hoặc bào tử. Trong quá trình sinh sản hữu tính ở rêu, các cơ quan đặc biệt được hình thành trong đó trứng bất động và tinh trùng di động trưởng thành. Tinh trùng di chuyển trong nước đến trứng và thụ tinh cho chúng. Sau đó, một hộp có bào tử mọc trên cây, sau khi trưởng thành sẽ vỡ vụn và lan rộng trên một khoảng cách dài.

Rêu thích những nơi ẩm ướt, nhưng chúng mọc ở sa mạc, trên đá và ở vùng lãnh nguyên, nhưng chúng không được tìm thấy ở biển và trên đất có độ mặn cao, trong cát lỏng lẻo và sông băng.

Ý nghĩa đối với con người: than bùn được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu và phân bón, cũng như để sản xuất sáp, parafin, sơn, giấy, trong xây dựng, nó được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt.

Các bộ phận "lycosform", "đuôi ngựa" và "dương xỉ"

Ba ngành thực vật bào tử này có cấu tạo và cách sinh sản tương tự nhau, hầu hết đều mọc nơi râm mát và ẩm ướt. Dạng thân gỗ của những cây này rất hiếm.

Dương xỉ, rêu câu lạc bộ và đuôi ngựa là những loài thực vật cổ xưa. 350 triệu năm trước, chúng là những cây lớn, chính chúng đã tạo nên những khu rừng trên hành tinh, ngoài ra, chúng còn là nguồn cung cấp than đá ở thời điểm hiện tại.

Một số loài thực vật thuộc các ngành giống dương xỉ, giống đuôi ngựa và giống câu lạc bộ còn tồn tại cho đến ngày nay có thể được gọi là hóa thạch sống.

Bên ngoài, các loại rêu câu lạc bộ, đuôi ngựa và dương xỉ khác nhau. Nhưng chúng giống nhau về cấu tạo bên trong và sinh sản. Chúng phức tạp hơn so với bryophytes (chúng có nhiều mô hơn trong cấu trúc của chúng), nhưng đơn giản hơn thực vật có hạt. Chúng thuộc về thực vật bào tử, vì chúng đều hình thành bào tử. Chúng cũng có thể sinh sản cả hữu tính và vô tính.

Các đại diện lâu đời nhất của các nhóm này là rêu câu lạc bộ. Ngày nay, trong các khu rừng lá kim, bạn có thể tìm thấy rêu hình câu lạc bộ.

Đuôi ngựa được tìm thấy ở Bắc bán cầu, bây giờ chúng chỉ được đại diện bởi các loại thảo mộc. Đuôi ngựa có thể được tìm thấy trong rừng, đầm lầy và đồng cỏ. Đại diện của cỏ đuôi ngựa là cỏ đuôi ngựa, thường mọc trên đất chua.

Dương xỉ là một nhóm khá lớn (khoảng 12 nghìn loài). Trong số đó có cả thảo mộc và cây cối. Chúng phát triển gần như ở khắp mọi nơi. Đại diện của dương xỉ là đà điểu và dương xỉ thông thường.

Ý nghĩa đối với con người: dương xỉ cổ đại đã cho chúng ta mỏ than, được sử dụng làm nhiên liệu và nguyên liệu hóa học có giá trị; một số loài được dùng làm thực phẩm, dùng làm thuốc, làm phân bón.

Bộ phận "thực vật hạt kín" (hoặc "ra hoa")

Thực vật có hoa là nhóm thực vật có số lượng nhiều nhất và có tổ chức cao. Có hơn 300 nghìn loài. Nhóm này chiếm phần lớn lớp phủ thực vật của hành tinh. Hầu như tất cả các đại diện của thế giới thực vật bao quanh chúng ta trong cuộc sống hàng ngày, cả thực vật hoang dã và thực vật trong vườn, đều là đại diện của thực vật hạt kín. Trong số đó, bạn có thể tìm thấy tất cả các dạng sống: cây cối, cây bụi và cỏ.

Sự khác biệt chính giữa thực vật hạt kín là hạt của chúng được bao phủ bởi một quả hình thành từ bầu nhụy hoa. Quả là nơi bảo vệ hạt và thúc đẩy sự lây lan của chúng. Thực vật hạt kín hình thành hoa - cơ quan sinh sản hữu tính. Chúng được đặc trưng bởi sự thụ tinh kép.

Thực vật có hoa thống trị lớp phủ thực vật là loài thích nghi nhất với điều kiện sống hiện đại trên hành tinh của chúng ta.

Giá trị cho con người: được sử dụng trong thực phẩm; thải khí oxi ra môi trường; được sử dụng làm vật liệu xây dựng, chất đốt; được sử dụng trong ngành công nghiệp y tế, thực phẩm, nước hoa.

Bộ phận "thực vật hạt trần"

Thực vật hạt trần được đại diện bởi cây và cây bụi. Không có loại thảo mộc nào trong số đó. Hầu hết các cây hạt trần có lá ở dạng kim (kim). Trong số các loài thực vật hạt trần, một nhóm lớn các loài cây lá kim nổi bật.

Khoảng 150 triệu năm trước, cây lá kim thống trị thảm thực vật trên hành tinh.

Ý nghĩa đối với con người: hình thành rừng lá kim; giải phóng một lượng lớn oxy dùng làm chất đốt, vật liệu xây dựng, đóng tàu, sản xuất đồ mộc; được ứng dụng trong y học, trong công nghiệp thực phẩm.

Sự đa dạng của thế giới thực vật, tên thực vật

Sự phân loại trên có sự tiếp nối, các bộ phận được chia thành các lớp, các lớp thành các bộ rồi đến các họ, các chi và cuối cùng là các loài thực vật.

Vương quốc thực vật rất rộng lớn và đa dạng, vì vậy người ta thường sử dụng tên thực vật có tên kép. Từ đầu tiên trong tên có nghĩa là chi thực vật và từ thứ hai - loài. Đây là cách phân loại của hoa cúc nổi tiếng sẽ như thế nào:

Vương quốc: thực vật.
Bộ phận: hoa.
Lớp: dicot.
Thứ tự: màu thiên văn.
Gia đình: aster.
Chi: hoa cúc.
Loại: hoa cúc.

Phân loại thực vật theo dạng sống, mô tả thực vật

Giới thực vật cũng được phân loại theo dạng sống, tức là theo hình dáng bên ngoài của sinh vật thực vật.

  • Cây cối là cây lâu năm với các bộ phận trên không được xếp lớp và một thân cây rõ rệt.
  • Cây bụi cũng là cây lâu năm có các bộ phận trên mặt đất được xếp lớp, nhưng không giống như cây gỗ, chúng không có thân đơn rõ rệt và sự phân nhánh bắt đầu từ chính mặt đất và một số thân tương đương được hình thành.
  • Cây bụi tương tự như cây bụi, nhưng quá nhỏ - không cao hơn 50 cm.
  • Bán cây bụi tương tự như cây bụi, nhưng khác ở chỗ chỉ có phần dưới của chồi được xếp lớp, trong khi phần trên chết đi.
  • Dây leo là loại cây có thân bám, leo và leo.
  • Cây mọng nước là cây lâu năm có lá hoặc thân chứa nước.
  • Thân thảo là loại cây có chồi non màu xanh, mọng nước và không hóa gỗ.

Cây dại và cây trồng

Con người cũng góp phần tạo nên sự đa dạng của thế giới thực vật, và ngày nay thực vật cũng có thể được chia thành hoang dã và được trồng trọt.

Mọc hoang - thực vật trong tự nhiên sinh trưởng, phát triển và lan rộng mà không cần sự trợ giúp của con người.

Cây trồng có nguồn gốc từ thực vật hoang dã, nhưng thu được bằng cách chọn lọc, lai tạo hoặc kỹ thuật di truyền. Đây đều là cây trồng trong vườn.

bài kiểm tra

660-01. Cơ quan chuyên biệt dinh dưỡng không khí của cây là
A) lá xanh
B) cây lấy củ
b) một bông hoa
D) trái cây

Câu trả lời

660-02. Rễ có vai trò gì đối với đời sống thực vật?
A) hình thành các hợp chất hữu cơ từ các hợp chất vô cơ
B) cây mát
B) dự trữ chất hữu cơ
D) thu khí cacbonic và thải khí oxi

Câu trả lời

660-03. Chức năng chính của rễ là
A) bảo quản thực phẩm
B) đất dinh dưỡng cây trồng
C) hấp thụ chất hữu cơ từ đất
D) oxi hóa các chất hữu cơ

Câu trả lời

660-04. Vai trò quan trọng nhất của lá đối với đời sống của cây là gì?
A) cho phép nước bay hơi
B) thực hiện chức năng hỗ trợ
B) được sử dụng như một cơ quan bảo vệ
D) hút nước và muối khoáng

Câu trả lời

660-05. Trong những điều kiện nào nước có thể dâng lên trong một nhà máy?
A) trong trường hợp không có sự bay hơi nước
B) nước bay hơi liên tục
B) chỉ trong ngày
D) chỉ khi khí khổng đóng

Câu trả lời

660-06. Vai trò chính của lá đối với đời sống thực vật là
A) thở
B) lưu trữ
B) quang hợp
D) nhân giống sinh dưỡng

Câu trả lời

660-07. Sự thoát hơi nước của lá góp phần
A) chuyển động của muối khoáng trong cây
B) cung cấp chất hữu cơ cho lá
C) sự hấp thụ khí cacbonic của lục lạp
D) tăng tốc độ hình thành các chất hữu cơ

Câu trả lời

660-08. Chức năng chính của thân cây là
A) dinh dưỡng không khí của thực vật
B) dự trữ nước và chất dinh dưỡng
B) mang nước và chất dinh dưỡng
D) sự bay hơi của nước

Câu trả lời

660-09. Điều nào sau đây là sự thích nghi với điều kiện khô hạn?
A) lá rộng
B) nhiều khí khổng
B) thân thịt
D) thân bò

Câu trả lời

660-10. Nấm hình thành mycorrhiza được lấy từ rễ cây
Nước
b) thuốc kháng sinh
b) muối khoáng
D) chất hữu cơ

Câu trả lời

660-11. Vai trò của thân đối với đời sống thực vật là
A) củng cố cây trồng trong đất
B) sự hình thành các chất hữu cơ
B) sự chuyển động của các chất trong cây
D) hấp thụ nước và muối khoáng

Sinh quyển của Trái đất bao gồm ít nhất 5 (chứ không phải 20 và thậm chí có thể 50) triệu loài sinh vật khác nhau. Thế giới thực vật phong phú và đa dạng (trên 500 nghìn loài). Thường giới thực vật (Vegetabilia, Plantae hay Phytobiota) được chia thành ba tiểu vương quốc: Tảo đỏ, hay Crimson (Rhodobionta), Thực tảo (Phycobionta) và Thực vật bậc cao, hay Sinh vật mầm (Embryobionta). Hai phân giới đầu tiên được phân loại là thực vật bậc thấp (thallus, hoặc thực vật thallus - Thallophyta). Nhóm này bao gồm các loài thực vật có tổ chức đơn giản nhất (đơn bào, thuộc địa và đa bào) sống trong môi trường nước, đặc biệt là ở biển và đại dương. Trong một số hệ thống hiện đại của thế giới hữu cơ, nó chỉ có ý nghĩa lịch sử, vì các dạng di động, đơn bào nhân chuẩn trước đó, và bây giờ là tất cả các loài thực vật bậc thấp, thường được đưa vào vương quốc Protista.

Thực vật bậc cao còn gọi là chồi, hay lá (Cormobionta, Cormophyta); đầu sợi (Teloboonta, Telomophyta); cây trồng trên cạn.

Tiểu vương quốc Thực vật bậc cao được đặc trưng bởi các tính năng chính sau đây.

Chủ yếu là lối sống trên cạn. Thực vật bậc cao là cư dân của không khí. Trong quá trình tiến hóa lâu dài, các loài mới đã phát sinh thích nghi với đời sống ở điều kiện trên cạn. Sự hiện diện của các dạng thủy sinh giữa các loài thực vật bậc cao (ao, elodea, vodokras, v.v.) là một hiện tượng thứ cấp.

Thoát khỏi các điều kiện của môi trường sống trên cạn đã tạo động lực mạnh mẽ cho việc tái cấu trúc toàn bộ tổ chức của nhà máy. Trong điều kiện trên cạn, ánh sáng của thực vật được cải thiện, kích hoạt quá trình quang hợp, dẫn đến sự gia tăng các chất đồng hóa, khối lượng của toàn bộ thực vật và đòi hỏi sự phân chia hình thái hơn nữa của chúng. Cơ thể sinh dưỡng của cây hóa ra được chia thành hai phần (trên mặt đất và dưới lòng đất), thực hiện các chức năng khác nhau. Do đó, thực vật bậc cao được đặc trưng bởi sự phân chia hình thái thành hai cơ quan sinh dưỡng chính: rễ và chồi. Thân và lá là các thành phần của chồi (như thể các cơ quan cùng thứ tự). Tất cả các thực vật bậc cao có thân lá đều thuộc nhóm hình thái - chồi. Trong số các loài thực vật hiện đại thuộc nhóm này, các dạng có tổ chức cao, thích nghi tốt với các điều kiện sống khác nhau của đất chiếm ưu thế. Chúng được đặc trưng bởi nhiều sửa đổi của các cơ quan chính và các thành phần của chúng (củ, tấm bia, gai, râu, vảy, củ, v.v.). Ngoài ra còn có một số đại diện nguyên thủy với một tổ chức đơn giản hơn, không có nguồn gốc. Bryophytes lá (lanh cúc cu và các loại khác) chủ yếu là thực vật không có rễ. Chúng tạo thành rhizoids để hút nước. Pemphigus là một loại cây không có rễ thứ cấp (sống ở tầng trên của nước).


Không phải thực vật bậc cao nào cũng có phần trên không được phân chia thành cơ quan sinh dưỡng. Rêu gan thường được biểu hiện bằng một phiến phân nhánh màu xanh lá cây, bò dọc theo mặt đất và gắn vào nó bằng các thân rễ. Chúng tạo thành một nhóm hình thái của thallus, hoặc thực vật thallus.

Thực vật bậc cao được đặc trưng bởi sự phân biệt giải phẫu phức tạp hơn của các mô. Môi trường không khí được phân biệt bởi sự biến động lớn của nhiều yếu tố môi trường, độ tương phản lớn hơn của chúng. Trong điều kiện trên cạn, thực vật đã phát triển một hệ thống phức tạp gồm các mô tích hợp. Mô tích hợp chuyên biệt quan trọng nhất mà không có sự phát triển của đất là không thể, là lớp biểu bì. Về mặt tiến hóa, nó có nguồn gốc rất cổ xưa. Cơ thể của thực vật trên cạn đầu tiên được biết đến (rhinophytes) được bao phủ bởi lớp biểu bì, có khí khổng để điều chỉnh quá trình trao đổi khí và thoát hơi nước. Sau đó, các mô thứ cấp (ngoại bì) và thứ ba (rhytidoma) được hình thành.

Ở môi trường trên cạn, ở phần lớn thực vật bậc cao, các phức hợp dẫn, cơ, bài tiết, ranh giới bên trong và các loại mô khác cũng phát triển phức tạp nhất.

Đối với hoạt động bình thường của các cơ quan dưới lòng đất và trên mặt đất, sự di chuyển nhanh chóng của nước, khoáng chất và các chất hữu cơ là cần thiết. Điều này đạt được nhờ sự phát triển của các mô dẫn đặc biệt bên trong cơ thể của thực vật bậc cao: xylem, hoặc gỗ, phloem hoặc libe. Theo hướng đi lên, dọc theo xylem, nước di chuyển cùng với các khoáng chất hòa tan trong đó, được rễ cây hấp thụ từ đất và chất hữu cơ do chính rễ cây tạo ra. Theo hướng đi xuống, dọc theo phloem, các sản phẩm đồng hóa, chủ yếu là carbohydrate, di chuyển. Các yếu tố dẫn nước chuyên dụng của xylem được hình thành - khí quản, sau đó là khí quản hoặc mạch. Các khí quản và mạch vòng và xoắn ốc tạo nên protoxylem, xốp, với các loại lỗ bên khác nhau (bậc thang, đối diện, đều đặn, đôi khi ngẫu nhiên) - metaxylem. Loại khí quản lỗ rỗng cổ xưa nhất là dạng vô hướng. Chúng là đặc trưng của metaxylem của hầu hết các thực vật bào tử bậc cao.

Trong số các thực vật có bào tử, các mạch bậc thang được tìm thấy trong metaxylem của một số loài dương xỉ (ví dụ, dương xỉ). Tàu cũng được tìm thấy trong xylem thứ cấp của thực vật hạt trần có tổ chức cao (ephedra, gnetum và velvichia). Tuy nhiên, trong các loài dương xỉ và thực vật hạt trần đã lưu ý, các mạch không nhiều và tải trọng chức năng chính do khí quản chịu. Chúng đã được tìm thấy trong rhophytes.

Người ta tin rằng các yếu tố vận chuyển các sản phẩm đồng hóa trong quá trình tiến hóa của thế giới thực vật xuất hiện sớm hơn các yếu tố mang nước. Ở rhinia, người ta đã tìm thấy các tế bào có thành mỏng kéo dài với các ống plasmodesmenal và lỗ chân lông, có thể liên quan đến việc truyền các dung dịch chất hữu cơ. Ở rêu lá, chức năng này được thực hiện bởi các tế bào dài có thành mỏng, hơi phình ra ở hai đầu. Một vài trong số các tế bào này tạo nên một chuỗi đơn hàng dọc. Phần còn lại của bào tử bậc cao và hạt trần được đặc trưng bởi sự hình thành các tế bào rây. Chỉ trong thực vật hạt kín, các ống sàng được hình thành, các đoạn của chúng phát sinh từ các tế bào sàng. Quá trình biến đổi của chúng tương tự như quá trình biến đổi khí quản thành các đoạn mạch máu. Các ống sàng hiệu quả hơn các tế bào sàng trong việc thực hiện các sản phẩm quang hợp. Ngoài ra, mỗi phân đoạn được kèm theo một hoặc nhiều ô vệ tinh.

Các yếu tố dẫn điện, mô cơ học và nhu mô được nhóm lại thành các tổ hợp thông thường - bó sợi mạch máu (xuyên tâm, đồng tâm, thế chấp, song phương). Phổ biến nhất là cây thế chấp, cây mở (hai lá mầm) và cây kín (một lá mầm). Một hình trụ trung tâm xuất hiện - một tấm bia, đầu tiên ở dạng một tấm bia đơn giản. Trong tương lai, do sự gia tăng và phức tạp của cấu trúc thân cây, siphonostela, dictyostele, eustela và atactostela được hình thành.

Ở thực vật bậc cao, các mô cơ học cũng đã phát triển mạnh mẽ. Khi sống trong môi trường nước, nhu cầu về các mô này là nhỏ, vì nước hỗ trợ tốt cho cơ thể chúng. Trong môi trường không khí, mật độ của nó nhỏ hơn nhiều lần so với nước, các mô cơ học cung cấp cho thực vật khả năng chống lại tải trọng tĩnh (trọng lực) và động (tức là thay đổi nhanh chóng) (gió giật, gió thổi, tác động của động vật, v.v.). Trong quá trình tiến hóa, các mô cơ học chuyên biệt (sclerenchyma và collenchyma) phát sinh và phát triển liên quan đến sự phân chia dần dần và tăng khối lượng của thực vật.

Giống như các cơ quan, các mô không xuất hiện và phát triển ngay lập tức. Thực vật bậc cao Thallus thiếu một hệ thống dẫn phát triển. Các mô cơ học cũng kém phát triển. Có kích thước nhỏ, sống trong điều kiện ẩm ướt, sức mạnh của những loài thực vật này phần lớn được đảm bảo bởi tính đàn hồi của màng tạo nên tế bào sống của chúng, bão hòa nước. Nghiên cứu về các loài thực vật hóa thạch đã tuyệt chủng cho thấy một loạt các dạng trung gian, cho thấy nguồn gốc và các giai đoạn phát triển của các cơ quan và mô khác nhau.

Bào tử của thực vật bậc cao có cấu trúc phức tạp hơn bào tử của thực vật bậc thấp (tảo). Chúng bất động, không có roi. Bào tử của thực vật bào tử bậc cao (bryophytes, lycopsids, horsetails, ferns, and psilotes) được bao phủ bởi một màng tế bào nhiều lớp (sporoderm). Nó bao gồm hai lớp chính: lớp ngoài cứng (exospore) và lớp trong mỏng (endospore). Một tính năng đặc trưng của exospore, bao gồm cellulose, là sự hiện diện của sporollinin, một hợp chất cao phân tử có sức đề kháng đặc biệt; tính chất vật lý và hóa học tương tự như cutin. Ở thực vật bậc thấp, động bào tử và aplanospores được hình thành (không có Flagella). Chúng không có vỏ polysacarit. Exosporium cực kỳ bền, chống nước, chịu được nhiệt độ cao, hóa chất và vi sinh vật. Do đó, bào tử của thực vật trên cạn có thể tồn tại trong một thời gian dài (đôi khi trong nhiều thập kỷ). Điều này góp phần vào sự tồn tại của các giai đoạn nảy mầm không thuận lợi, điều này đặc biệt quan trọng trong điều kiện môi trường sống trên cạn. Do kích thước cực nhỏ của chúng, chúng thường được vận chuyển trên một khoảng cách đáng kể. Do đó, những thay đổi mạnh mẽ để thích nghi trong cấu trúc bào tử là cần thiết trong điều kiện sống trên cạn. Với sự trợ giúp của các bào tử, việc tái định cư các loài và chuyển các điều kiện bất lợi được thực hiện. Vỏ bào tử (đặc biệt là các lớp bên ngoài của nó) cũng được bảo quản tốt trong các lớp địa chất, ở trạng thái hóa thạch. Nhiều loài thực vật đã tuyệt chủng từ lâu chỉ được biết đến từ phần còn lại của lớp bào tử của chúng.

Thực vật bậc cao nguyên thủy hơn tạo ra các bào tử giống nhau (đồng bào tử) cả về kích thước và đặc điểm sinh lý (thực vật đẳng bào tử hình thái). Trong điều kiện thuận lợi, các isospores "nảy mầm" - phân chia, các giao tử lưỡng tính (giao tử) được hình thành. Trong rêu câu lạc bộ, đuôi ngựa, dương xỉ và psilots, chúng sống độc lập, bất kể bào tử. Chúng ăn khác nhau: tự dưỡng (trên mặt đất, màu xanh lá cây), mycotrophic - cộng sinh với nấm (dưới đất, không màu) và sinh trưởng hỗn hợp (bán ngầm).

Tuy nhiên, trong số các loài thực vật trên cạn có nhiều dạng dị bào tử về hình thái, trong đó các bào tử được hình thành có kích thước khác nhau và luôn có các đặc điểm chức năng (dị bào tử). Các bào tử có kích thước nhỏ (microspores) trong quá trình nảy mầm tạo ra sự phát triển vượt trội của con đực, những con lớn (megaspores) thành con cái. Chúng được hình thành trên một hoặc trên các cá thể khác nhau, tương ứng ở dạng vi bào tử và megasporangia.

Đuôi ngựa hiện đại được đặc trưng bởi sự đa dạng về sinh lý. Các bào tử giống hệt nhau trên các chất nền dinh dưỡng và lượng nước khác nhau hình thành các kiểu sinh trưởng khác nhau: đực (trong điều kiện sinh trưởng kém), cái và lưỡng tính (trong điều kiện thuận lợi). Điều này là do trứng tích lũy các chất dinh dưỡng cần thiết cho phôi phát triển sau khi thụ tinh. Sự đa dạng sinh lý của đuôi ngựa hiện đại là một "tiếng vang" của sự đa dạng về hình thái của tổ tiên chúng.

Trong quá trình tiến hóa, sự đa dạng của bào tử đi kèm với việc giảm số lượng sinh trưởng, đặc biệt là nam giới. Thường thì chúng chỉ bao gồm một tế bào duy nhất của cơ thể sinh dưỡng và một bao phấn. Mầm cái ngoài việc hình thành trứng còn phải đảm bảo an toàn cho hợp tử và sự phát triển của phôi, giai đoạn đầu phôi chưa có khả năng sống độc lập. Ở dạng dị bào tử lycopsform và các phần phụ giống như dương xỉ phát triển bên trong megaspore hoặc nhô ra một phần bên ngoài lớp vỏ. Chúng được bảo vệ một cách đáng tin cậy hơn so với sự phát triển lưỡng tính của thực vật đẳng bào tử về mặt hình thái. Megaspores của lycopsformes và dương xỉ cũng thực hiện chức năng định cư của loài. Ở thực vật có hạt, đại bào tử không bao giờ rời khỏi thể bào tử mẹ.

Thực vật trên cạn được đặc trưng bởi sự hình thành các cơ quan sinh sản đa bào mới về cơ bản, hoặc các cơ quan của quá trình vô tính và hữu tính (tức là túi bào tử và giao tử). Điều này là do sự bảo vệ của các bào tử và giao tử khỏi các tác động bên ngoài trong môi trường sống trên cạn phức tạp. Các lớp bên ngoài được khử trùng (một bức tường được hình thành); chỉ các mô bên trong mới có khả năng sinh bào tử và giao tử. Bức tường chắc chắn giữ ẩm và bảo vệ các bào tử và giao tử đang phát triển khỏi bị khô. Tính năng này là một trong những tính năng quan trọng nhất trong điều kiện tồn tại trên cạn.

Thành túi bào tử là một lớp hoặc nhiều lớp. Số lượng bào tử trong túi bào tử thay đổi. Ở thực vật bậc cao đẳng bào tử, chỉ có 8 bào tử và rất hiếm khi hình thành trong túi bào tử, thường ít nhất là 32 bào tử. Nhiều - gấp đôi hoặc gấp bốn lần, Một số dương xỉ nguyên thủy - lên đến 15.000 bào tử. Ở dạng dị bào tử, ít nhất 32 microspores cũng được hình thành trong mỗi microsporangium. Tuy nhiên, một megaspore thường được sản xuất trên mỗi megasporangium.

Các cơ quan của quá trình tình dục của thực vật bậc cao luôn có hai loại: đực - antheridia và cái - archegonia. Trong antheridium, các tế bào mầm đực (giao tử đực) được hình thành - tinh trùng và trong archegonium - tế bào mầm cái (giao tử cái) - trứng. Antheridia có hình bầu dục hoặc hình cầu. Dưới bức tường một lớp của bao phấn, mô sinh tinh được hình thành, từ các tế bào hình thành tinh trùng được gắn cờ. Vào thời điểm trưởng thành của chúng, khi có độ ẩm, bức tường mở ra và tinh trùng di chuyển về phía archegonia với sự trợ giúp của Flagella.

Archegonia có hình bình cầu. Phần hẹp phía trên là cổ, phần mở rộng phía dưới là bụng. Dưới sự bảo vệ của thành một lớp, các tế bào hình ống cổ tử cung phát triển bên trong cổ tử cung, và một hoặc hai tế bào hình ống bụng và một tế bào trứng hình cầu lớn phát triển trong bụng. Vào thời điểm trưởng thành của trứng, các tế bào ống cổ tử cung, bụng, cũng như các tế bào trên của thành trở nên nhầy. Một phần của chất nhầy được tiết ra bên ngoài archegonium. Chất nhầy chứa các chất có tác dụng hóa học tích cực đối với tinh trùng. Chúng bơi đến vòm cổ dọc theo chất nhầy ở cổ và di chuyển về phía trứng.

Trong vòng đời, túi bào tử và thể giao tử bị giới hạn trong các giai đoạn phát triển khác nhau của nó (dạng hoặc thế hệ). Ngoài ra còn có giảm giao tử ở các thể dị giao tử. Trong tất cả các thực vật hạt trần, antheridia giảm, archegonia - trong gnetum, velvichia. Tất cả các thực vật hạt kín hoàn toàn không hình thành giao tử.

Thực vật bậc cao không hình thành đồng giao tử và dị giao tử (tế bào mầm di động của các giới tính khác nhau có kích thước khác nhau), được tìm thấy ở thực vật bậc thấp. Sự phân hóa giới tính ở thực vật bậc cao tăng lên và dẫn đến sự dị hình rõ rệt của giao tử. Trứng tích lũy chất dinh dưỡng và do đó lớn hơn và bất động hơn. Tinh trùng và tinh trùng gần như không còn chất dinh dưỡng dự trữ. Do đó, thực vật bậc cao được đặc trưng bởi dị giao tử khác nhau về kích thước và mức độ di động.

Sự lưỡng hình giao tử có tầm quan trọng sinh học lớn. Sự phân bố chất dinh dưỡng không đồng đều giữa giao tử đực và giao tử cái sẽ tạo ra số lượng giao tử hợp nhất nhiều hơn so với sự phân bố đồng đều khối lượng chất dinh dưỡng giữa các giao tử. Trong quá trình tiến hóa của thực vật, sự dị hình của giao tử tăng lên.

Với sự tăng cường phân biệt giới tính, số lượng giao tử đực trong giao tử tăng lên, trong khi số lượng giao tử cái thì ngược lại, giảm đi. Archegonium phát sinh với một noãn lớn và bất động. Một số lượng lớn trứng trong archegonium chỉ có thể xảy ra trong những trường hợp bất thường. Sự gia tăng số lượng tinh trùng làm tăng khả năng của một quá trình tình dục. Nó đi kèm với việc giảm kích thước của chúng, góp phần vào sự di chuyển của tinh trùng trong các màng nước mỏng nhất. Nồng độ chất dinh dưỡng trong một quả trứng lớn góp phần vào sự phát triển của con cái hoàn thiện hơn.

Thực vật trên cạn được đặc trưng bởi oogamy. Quá trình thụ tinh (syngamy) xảy ra bên trong archegonium. Ở thực vật bậc cao nguyên thủy, quá trình thụ tinh diễn ra khi thời tiết ẩm ướt, khi mưa hoặc sương nhiều. Các giao tử đực di động với Flagella (tinh trùng) di chuyển độc lập trong màng nước và đến vi khuẩn cổ. Ở hầu hết các loài thực vật hạt trần và trong tất cả các loài thực vật hạt kín, do sự thích nghi với cuộc sống trong điều kiện đất đai, một loại oogamy đặc biệt đã phát sinh - siphonogamy. Giao tử đực mất khả năng vận động. Quá trình thụ tinh xảy ra mà không có sự hiện diện của môi trường chất lỏng. Chức năng giao và bảo vệ giao tử đực được thực hiện bởi chính giao tử (hạt phấn), do sự hình thành của một ống phấn hoa. Những đạt được độ tin cậy cao hơn của quá trình thụ tinh.

Kết quả của quá trình tình dục, một hợp tử được hình thành, tạo ra phôi đa bào của thực vật bậc cao. Giống như hợp tử, tất cả các tế bào của phôi được đặc trưng bởi một bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội chứa vật liệu di truyền của bố mẹ có bản chất di truyền không giống hệt nhau. Điều này đảm bảo sự xuất hiện của những đứa con không đồng nhất về mặt di truyền do sự tái tổ hợp của các gen của bố mẹ. Điều kiện thuận lợi cho chọn lọc tự nhiên được tạo ra. Đây chính xác là vai trò sinh học của quá trình tình dục.

Phôi là một bào tử trẻ của thế hệ tiếp theo. Trong tương lai, một bào tử trưởng thành dần dần được hình thành. Tính đặc thù của thực vật bậc cao - sự hiện diện của phôi đa bào - đã khiến nhà thực vật học người Đức W. Zimmermann, nhà thực vật học Liên Xô A. Takhtadzhyan và nhà thực vật học người Mỹ A. Cronquist đặt tên cho vương quốc phụ của thực vật bậc cao - sinh vật phôi thai ( phôi thai).

Ở thực vật bậc cao ở giai đoạn đầu cực kỳ quan trọng, phôi non (túi bào tử) phát triển bên trong thể giao tử cái dưới sự bảo vệ của cây mẹ. Ở các bào tử cao hơn, sinh vật mẹ là giao tử và ở thực vật có hạt, chính là thể bào tử (vì giao tử cực kỳ giảm).

Thực vật bậc cao được đặc trưng bởi vòng đời dị hình (Hình 1). Ở thực vật bào tử tiếp tục từ bào tử này sang bào tử khác, ở thực vật có hạt thì từ hạt này sang hạt khác. Bao gồm hai quá trình sinh sản: vô tính (sinh bào tử) và hữu tính. Một đặc điểm đặc trưng của thực vật bậc cao là sự hiện diện của sự thay đổi chính xác trong các giai đoạn phát triển hoặc sự xen kẽ của các thế hệ: hữu tính (giao tử = phát triển = haplont = haplophase) và vô tính (sporophyte = diplont = diplophase). Như đã lưu ý ở trên, ở nhiều loài thực vật bậc cao (rêu, đuôi ngựa, dương xỉ, v.v.), các thế hệ này dường như là các sinh vật độc lập về mặt sinh lý riêng biệt và các quá trình sinh sản không chỉ được phân tách theo không gian mà còn theo thời gian.

Cơm. Hình 1. Sơ đồ vòng đời của một loài thực vật có hình thái bình thường - rêu câu lạc bộ (Lycopodium clavatum): 1 - bào tử (cây trưởng thành); 2 - túi bào tử với túi bào tử; 3-6 - sự phát triển của bào tử từ tế bào mẹ (tế bào bào tử) bằng quá trình giảm phân; 7 - tranh chấp; 8 - sự nảy mầm của bào tử; 9 - giao tử lưỡng tính (sinh trưởng); 10 - bao phấn; 11 - tinh trùng; 12 - archegonium với một quả trứng; 13 - archegonium với trứng và tinh trùng; 14 - sự phân chia hợp tử (sự phát triển của phôi); 15 – phần còn lại của sự phát triển; 16 - bào tử non.

1–7,14,16 - các cơ quan và cấu trúc của thể bào tử; 8–13.15 – các cơ quan và cấu trúc của phần phát triển.

Ở rêu, và đặc biệt là ở thực vật có hạt, một trong các thế hệ này phụ thuộc vào thế hệ kia và về mặt sinh lý học, có thể nói là bị thu nhỏ thành cơ quan của nó. Ở rêu, giao tử chiếm ưu thế, ở tất cả các thực vật bậc cao khác là thể bào tử, thường đạt kích thước lớn. Ở tất cả các loài thực vật bậc cao, nơi xảy ra quá trình phân chia giảm phân (giảm phân) là trong quá trình hình thành bào tử. Từ một tế bào mẹ lưỡng bội của bào tử, một bộ bốn bào tử đơn bội (4 meiospores) được hình thành.

Sinh vật hoại sinh hoàn thành quá trình phát triển bản thể với sự hình thành túi bào tử đa bào với các bào tử. Ở hầu hết các loài thực vật bậc cao, ngoại trừ bryophytes, túi bào tử phát sinh trên các cơ quan đặc biệt - túi bào tử (người mang túi bào tử). Nguồn gốc, cấu trúc và hình dạng của túi bào tử rất đa dạng. Thông thường chúng có dạng hình lá phẳng, chúng được gọi là bào tử.

Sau khi các bào tử đơn bội nảy mầm, thế hệ hữu tính đơn bội, thể giao tử, được hình thành. Chỉ ở bryophytes, một protonema (presprout) phát triển từ các bào tử - một sự hình thành dạng sợi hoặc lamellar tạo ra một giao tử. Chu kỳ được lặp lại.

Không giống như thực vật bậc thấp, bào tử ở thực vật bậc cao không thực hiện quá trình sinh sản (“sinh sản của chính mình”). Ngay cả trong những trường hợp khi các bào tử (ở dạng đồng bào tử về mặt hình thái) và megaspores (ở dạng dị bào tử về mặt hình thái) thực hiện chức năng định cư, các giao tử lưỡng tính hoặc cái (tăng trưởng) được hình thành từ chúng - các thế hệ khác biệt rõ rệt với thể bào tử về hình thái, tế bào học và các tính năng chức năng , trong đó túi bào tử được hình thành.

Không đặc trưng cho thực vật bậc cao và sinh sản hữu tính. Một cá thể tương tự như bố mẹ không phát triển từ hợp tử và thế hệ tiếp theo của vòng đời dị hình là thể bào tử.

Sự xuất hiện của các cá thể mới của loài chỉ được thực hiện do sự kết hợp của hai quá trình sinh sản - sinh bào tử và quá trình hữu tính. Ở thực vật có bào tử cao hơn, quá trình sinh sản được thực hiện do giao tử (nếu thể giao tử chiếm ưu thế - bryophytes) hoặc thể bào tử (nếu thể bào tử chiếm ưu thế - phần còn lại của bào tử) (Sautkina, Poliksenova, 2001). Ở thực vật mang bào tử bậc cao, quá trình tạo bào tử và hữu tính được phân tách về mặt không gian và tiến hành ở các thế hệ khác nhau.

Trong quá trình tiến hóa của thực vật có hạt, một sự biến đổi lớn xảy ra - một loại megasporangium (megasynangia) thuộc loại đặc biệt - một noãn (noãn) xuất hiện. Các quá trình hình thành đại bào tử, thể giao tử cái, sự hình thành giao tử (trứng), quá trình thụ tinh, sự phát triển của phôi diễn ra trong một cơ quan duy nhất. Kết quả là noãn tự biến thành hạt. Bào tử và quá trình hữu tính không còn tách biệt được nữa, và trên cơ sở của chúng, một kiểu sinh sản đặc biệt phát sinh - hạt giống. Trong thực vật hạt kín, các quá trình này được kết hợp không chỉ theo không gian mà còn theo thời gian. Cả hai quá trình nối tiếp nhau rất nhanh, hầu như không bị gián đoạn. Các mầm giảm mạnh, các thời kỳ phát triển của chúng giảm mạnh. Thực vật hạt kín thể hiện một cách sinh động kết quả cuối cùng của tính không đồng nhất - giảm thời gian của vòng đời. Megaspore cũng đã mất khả năng phân tán loài; chức năng này được thực hiện bởi hạt giống.

Hầu hết các thực vật bậc cao được đặc trưng bởi nhân giống sinh dưỡng. Các trường hợp ngoại lệ là nhiều thực vật hạt trần, và trong số các thực vật hạt kín - thực vật hàng năm và hai năm một lần. Các hình thức nhân giống sinh dưỡng tự nhiên vô cùng đa dạng và thường chuyên biệt hóa, đặc biệt là ở thực vật hạt kín. Thực vật bậc cao có thể sinh sản với sự trợ giúp của các cơ quan sinh dưỡng (thalli, rễ, chồi) và các bộ phận của chúng. Một hình thức nhân giống sinh dưỡng không chuyên biệt đang phổ biến - sự phân mảnh, do tác động của các yếu tố cơ học ngẫu nhiên (ảnh hưởng của gió, dòng chảy, chuyển động và sự gặm nhấm của động vật, v.v.), và do cái chết của một số tế bào. Các hình thức nhân giống sinh dưỡng chuyên biệt cũng là đặc trưng rộng rãi của các thế hệ đơn bội và lưỡng bội, với sự thống trị của chúng. Ở thực vật bào tử, chồi bố mẹ, cành cây, lá, thân bố mẹ, chồi rễ, chồi ngẫu nhiên (bất định) (dương xỉ), thân rễ ngầm và các cơ chế thích nghi khác được hình thành. Các sinh vật con của thực vật hạt kín luôn phát triển từ chồi, được đặt trên các bộ phận khác nhau của cơ quan sinh dưỡng (rễ, thân, lá). Sự khởi đầu của chúng thường liên quan đến tổn thương cơ học đối với cơ quan (tự nhiên và nhân tạo). Thân rễ, tấm bia dưới đất và trên mặt đất (râu), củ, thân, củ, nón rễ, và những thứ khác là những cơ quan chuyên biệt phổ biến về sinh sản sinh dưỡng của thực vật có hoa.

Thực vật bậc cao có nguồn gốc từ tảo, bởi vì trong lịch sử địa chất của thế giới thực vật, thời đại của thực vật bậc cao có trước thời đại của tảo. Những giả thuyết này xuất hiện vào cuối thế kỷ 19 (F. Bower, F. Fritsch, R. Wettstein). Thực vật trên cạn đáng tin cậy đầu tiên chỉ được biết đến từ bào tử và có niên đại từ đầu kỷ Silur của kỷ nguyên Cổ sinh (430 triệu năm trước). Các loài thực vật trên cạn đã được mô tả từ các trầm tích kỷ Silur Thượng và kỷ Devon hạ dựa trên các dấu vết vi mô hoặc cơ quan được bảo tồn. Thực vật bậc cao đầu tiên được hợp nhất trong nhóm tê giác. Mặc dù cấu trúc đơn giản về hình thái và giải phẫu, chúng là những loài thực vật trên cạn điển hình. Chúng có lớp biểu bì cutin với khí khổng, hệ thống dẫn truyền phát triển, túi bào tử đa bào với các bào tử có màng bảo vệ chắc chắn. Do đó, có thể giả định rằng quá trình phát triển đất đai đã bắt đầu sớm hơn nhiều - vào đầu Cổ sinh (trong kỷ Ordovic hoặc Cambri).

Thực vật bậc cao có nhiều đặc điểm chung, điều này cho thấy sự thống nhất về nguồn gốc của chúng từ một nhóm tổ tiên (nguồn gốc đơn ngành). Tuy nhiên, có nhiều người theo quan điểm về nguồn gốc đa ngành, bao gồm cả trong một số nhóm thực vật bậc cao (bryophytes, thực vật hạt kín). Theo quan điểm của họ, nhóm tảo ban đầu có các kiểu chu kỳ sinh sản khác nhau và đưa ra hai hướng tiến hóa độc lập.

Trong một thời gian dài, tảo nâu được coi là nhóm đầu tiên của thực vật bậc cao (G. Shenk, G. Potonier). K.I. cũng là người ủng hộ những quan điểm này. Mayer. Chúng được đặc trưng bởi các chu kỳ phát triển phức tạp, bao gồm cả dị hình. Có tất cả các loại xen kẽ của các thế hệ. Đây là một trong những nhóm tảo phức tạp nhất, cả bên ngoài lẫn bên trong. Một thallus đa bào, thường được chia cắt phức tạp thành các cơ quan giống như thân và hình lá là đặc trưng. Nhiều loại tảo nâu có cấu trúc mô (mô đồng hóa, lưu trữ, cơ học và mô dẫn được phân biệt). Đại diện của bộ phận này có bào tử đa bào và giao tử. Tuy nhiên, trong tự nhiên, quy luật “tổ tổ tông không chuyên” vẫn thường vận hành. Ngoài ra, các thực vật bậc cao đầu tiên được đặc trưng bởi cấu trúc bên ngoài và bên trong nguyên thủy. Một trong những khó khăn để chấp nhận giả thuyết này cũng là sự khác biệt về thành phần sắc tố và chất dinh dưỡng dự trữ: tảo nâu có chất diệp lục A và C (không có ở thực vật), sắc tố bổ sung là fucoxanthin, sản phẩm dự trữ là laminarin và hexatomic. rượu vẫy gọi (chúng không có tinh bột) . Tảo nâu cũng chỉ là sinh vật biển, không phải sinh vật nước ngọt. Trong số các loài thực vật cổ xưa không có đại diện nào của hệ thực vật biển. Chỉ trong số thực vật hạt kín, 20–30 loài sống ở vùng nước mặn. Không còn nghi ngờ gì nữa, đây là những loài thực vật thủy sinh thứ cấp có tổ chức cao.

Với sự ra đời của thông tin mới vào nửa sau của thế kỷ XX, tảo xanh một lần nữa được coi là tổ tiên của thực vật bậc cao (L. Stebbins; M. Shafedo và những người khác). Cả thực vật bậc cao và tảo lục đều được đặc trưng bởi sự hiện diện của các sắc tố tương tự nhau (sắc tố quang hợp chính là diệp lục A, sắc tố phụ là diệp lục B, α- và β-caroten, xanthophyll tương tự), lạp thể của chúng có một hệ thống nội bào được xác định rõ ràng. màng. Sản phẩm của quá trình đồng hóa (carbohydrat dự trữ chính) là tinh bột, được lắng đọng trong lục lạp chứ không phải trong tế bào chất như ở các sinh vật nhân chuẩn quang hợp khác. Ở thực vật bậc cao và một số tảo lục, xenlulô là thành phần quan trọng nhất của thành tế bào. Ngoài ra còn có một số điểm tương đồng của một số loài tê giác với một số loài tảo lục trong bản chất của sự phân nhánh. Một số tế bào gốc hiện đại (bộ Chaetophorales) có thể giao tử nhiều ngăn. Ngoài ra còn có một sự tương đồng trong vòng đời của một số đại diện. Cùng với các động bào tử di động, tảo lục còn có các bào tử aplano bất động, rất đặc trưng của thực vật bậc cao. Chúng sống chủ yếu ở các hồ chứa nước ngọt, chúng cũng được tìm thấy trên đất liền. Sự đa dạng về hình thái và sinh thái, sự đa dạng trong chiến lược sống của chúng cho phép chúng phát triển theo những hướng khác nhau. Vì vậy, theo hầu hết các nhà thực vật học hiện đại, tổ tiên có thể xảy ra của thực vật bậc cao có thể là tảo xanh đa bào nước ngọt hoặc nước lợ với cấu trúc thallus dị hình (đa sợi).

Giả thuyết về nguồn gốc của thực vật bậc cao từ các sinh vật tương tự như characeae sống cũng đã được chấp nhận rộng rãi. Cả hai nhóm được kết hợp với nhau bởi bản chất của sự hình thành của tấm pectin gian bào (phragmoplat có liên quan - một hệ thống các vi ống nằm trong mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào). Các hướng phát triển là như nhau - từ trung tâm đến ngoại vi (ly tâm). Một kiểu hình thành tương tự của tấm gian bào cũng được tìm thấy trong số một số đại diện của lớp Ulotrix, được đặc trưng bởi sự đa dạng của cấu trúc thallus (dạng sợi, ít gặp hơn là dạng phiến hoặc dạng ống).

Cùng với sự phân chia hình thái phức tạp của cấu trúc thallus, charophytes được đặc trưng bởi các cơ quan sinh sản hữu tính đa bào, giống như thực vật bậc cao. Các tính năng quan trọng của chúng cũng là sự hiện diện của giai đoạn protonema, hoặc tiền phát triển, trong quá trình phát triển, bản chất đơn bội của thallus (giảm hợp tử). Chúng sống ở vùng nước ngọt và nước lợ. Một số bị giới hạn trong môi trường sống ẩm ướt trên cạn. Phần còn lại của charophytes hóa thạch được biết đến từ các trầm tích của thời kỳ Silurian của thời đại Cổ sinh. Người ta cũng cho rằng chúng có thể có nguồn gốc từ một số loại tảo lục có tổ chức cao, tương tự như tảo xoắn hiện đại.

Các quan điểm khác về nguồn gốc của thực vật bậc cao cũng đã được dịch trong tài liệu. Người ta tin rằng tổ tiên của chúng có thể là một nhóm giả thuyết nào đó kết hợp các đặc điểm của tảo nâu và xanh lục. Các giả thuyết khác ít phổ biến hơn cũng được biết đến.

Cũng có ý kiến ​​cho rằng sự chuyển đổi từ tổ tiên tảo của thực vật bậc cao sang điều kiện tồn tại trên cạn được tạo điều kiện thuận lợi đáng kể nhờ sự cộng sinh với nấm (thuyết cộng sinh). Như bạn đã biết, sự cộng sinh với nấm phổ biến trong tự nhiên. Ở cấp độ nội bào với các cơ quan ngầm (endomycorrhiza), nó là đặc trưng của hầu hết các loài thực vật bậc cao. Vào đầu kỷ nguyên Cổ sinh, tảo đa bào phức tạp bắt đầu xâm chiếm vùng đất ven biển như một phần của hiệp hội endomycorrhizal. Các nghiên cứu về phần còn lại của các loài thực vật bậc cao cổ xưa nhất cho thấy rằng ethdomycorrhiza xảy ra ở chúng không kém gì ở những loài hiện đại. Sự hiện diện của sợi nấm trong các mô của cơ quan dưới lòng đất có lẽ đã góp phần vào việc sử dụng nhiều hơn các khoáng chất, đặc biệt là phốt phát, chứa trong các chất nền nghèo dinh dưỡng của thời đại Cổ sinh sớm. Ngoài ra, người ta cho rằng điều này còn có thể giúp khả năng hút nước tốt hơn, giúp tăng khả năng chống khô hạn của cây bậc cao, điều cực kỳ quan trọng trong điều kiện sống trên cạn. Các mối quan hệ tương tự có thể được quan sát thấy ở các loài thực vật hiện đại, là loài đầu tiên xâm chiếm các loại đất cực kỳ nghèo dinh dưỡng. Các loài bị endomycorrhiza có cơ hội sống sót cao hơn nhiều trong những điều kiện như vậy. Do đó, có thể không phải một sinh vật mà cả một quần thể cộng sinh là sinh vật đầu tiên định cư trên đất liền.

Có một số điều kiện tiên quyết cho sự xuất hiện của thực vật trên cạn. Quá trình tiến hóa độc lập của thế giới thực vật đã chuẩn bị cho sự xuất hiện của các dạng mới và hoàn hảo hơn. Do quá trình quang hợp của tảo, hàm lượng oxy trong bầu khí quyển của hành tinh tăng lên, cho phép sự sống trên cạn phát triển. Trong kỷ nguyên Proterozoi (900 triệu năm trước), nồng độ oxy trong khí quyển chỉ bằng 0,001 so với mức hiện tại, ở kỷ Cambri (thời kỳ đầu tiên của đại Cổ sinh) - 0,01 và ở kỷ Silur - đã là 0,1. Sự gia tăng hàm lượng oxy tương quan với sự hình thành của tầng ôzôn, tầng giữ lại một phần bức xạ cực tím. Ở giai đoạn đầu của quá trình phát triển sự sống trên Trái đất, nó đã góp phần hình thành các đại phân tử sinh học, đồng thời đóng vai trò là yếu tố hạn chế quá trình tiến hóa khi không có đủ lượng oxy trong khí quyển. Nó cần thiết chủ yếu cho sự phân chia nhân và tế bào.

Sự xuất hiện của thực vật trên cạn trùng khớp với sự phát triển của quá trình chuyển hóa các hợp chất phenolic, bao gồm tanin, anthocyanin, flavonoid, v.v. , một số chất hóa học.

Gần đây, ngày càng có nhiều người ủng hộ giả thuyết rằng vùng đất đầu tiên được làm chủ bởi các sinh vật thấp hơn - nhiều loại tảo, nấm và vi khuẩn, cùng nhau hình thành các hệ sinh thái trên cạn. Họ đã chuẩn bị một chất nền, sau đó được thực vật phát triển. Paleosols đã được biết đến từ Tiền Cambri sớm.

Theo người sành sỏi nổi tiếng về hệ thực vật hóa thạch S.V. Meyen (1987) nhiều khả năng quá trình hình thành thực vật bậc cao không xảy ra trong quá trình xuất hiện tảo trên đất liền, mà là trong quần thể tảo của đất. Thời gian hình thành của chúng nên được quy cho các giai đoạn trước của Silurian.

Vào đầu thời đại Cổ sinh, các quá trình tạo núi lớn đã diễn ra ở những khu vực rộng lớn. Các dãy núi Scandinavi, Sayans, Altai, phần phía bắc của Tien Shan, v.v ... Điều này gây ra sự cạn dần của nhiều vùng biển và sự xuất hiện của đất liền ở vị trí của các vùng nước nông trước đây. Khi biển trở nên nông hơn, tảo đa bào sinh sống ở vùng nước nông sẽ ở trên đất liền trong thời gian dài hơn. Chỉ những cây sống sót có khả năng thích nghi với điều kiện sống mới. Tổ tiên của thực vật bậc cao trước tiên phải thích nghi với đời sống ở nước lợ, sau đó là nước ngọt, cửa sông, vùng nước nông hoặc trên bờ hồ ẩm ướt.

Môi trường sống mới về cơ bản khác với môi trường sống dưới nước ban đầu. Nó được đặc trưng bởi: bức xạ mặt trời, thiếu độ ẩm, sự tương phản phức tạp của môi trường hai pha đất-không khí. Một trong những thời điểm quan trọng của giai đoạn đầu khi đổ bộ là sự hình thành các bào tử có lớp vỏ bảo vệ chắc chắn, vì thiếu độ ẩm là yếu tố quan trọng chính đối với sự phát triển của bề mặt trái đất. Các bào tử có thể phát tán trên bề mặt đất nhờ gió và chịu được điều kiện khô cằn. Để phát tán bào tử, túi bào tử phải nhô lên trên giá thể. Do đó, sự phát triển của thể bào tử đi kèm với sự gia tăng kích thước của nó. Điều này đòi hỏi nhiều không khí và thức ăn khoáng. Kết quả là sự gia tăng bề mặt của nhà máy đạt được bằng cách phân chia nó theo cách đơn giản nhất - phân nhánh rẽ nhánh của các trục trên mặt đất và dưới lòng đất. Với sự gia tăng kích thước thực vật và sự khác biệt của chúng, các cấu trúc đã xuất hiện góp phần giải phóng và phân tán bào tử hiệu quả hơn. Một quá trình tiến hóa quan trọng khác góp phần vào sự phát triển của đất là quá trình sinh tổng hợp cutin của thực vật và sự hình thành một mô chuyên biệt phức tạp nói chung - biểu bì có khí khổng. Nó có thể bảo vệ thực vật trên cạn khỏi bị khô và thực hiện trao đổi khí. Thực vật bậc cao ổn định độ ẩm của chúng và trở nên tương đối độc lập với sự dao động của độ ẩm trong khí quyển và đất. Ở thực vật ở cạn, quá trình chuyển hóa nước không ổn định. Cường độ của các quá trình sống của chúng phụ thuộc hoàn toàn vào sự hiện diện của độ ẩm trong môi trường sống. Khi hạn hán bắt đầu, chúng bị mất độ ẩm và rơi vào trạng thái hoạt hình lơ lửng.

Sự phân chia hình thái của thực vật trên cạn bắt nguồn từ thallus dị hợp tử của tảo lục. Người ta tin rằng các bộ phận leo của chúng đã tạo ra các dạng thallus (thallus) và tăng dần - xuyên tâm. Lamellar thalli về mặt sinh học được chứng minh là không có triển vọng, vì chúng sẽ gây ra sự cạnh tranh cao độ về ánh sáng. Ngược lại, các phần tăng dần được phát triển thêm và sau đó hình thành các cấu trúc trục phân nhánh xuyên tâm.

Từ khi phát sinh thực vật bậc cao lên cạn, chúng phát triển theo hai hướng chính và hình thành hai nhánh tiến hóa chính: đơn bội và lưỡng bội.

Nhánh đơn bội của quá trình tiến hóa của thực vật bậc cao được đặc trưng bởi sự phát triển tiến bộ của giao tử và được đại diện bởi bryophytes. Cùng với việc đảm bảo quá trình hữu tính, giao tử thực hiện các chức năng chính của cơ quan sinh dưỡng - quang hợp, cung cấp nước và dinh dưỡng khoáng. Chúng hoàn thiện dần, trở nên phức tạp hơn, tăng bề mặt đồng hóa, bị chia cắt về mặt hình thái để đảm bảo dinh dưỡng và sự hình thành bào tử của thể bào tử đang phát triển. Thể bào tử, ngược lại, trải qua quá trình giảm thiểu. Về cơ bản, nó bị giới hạn trong quá trình hình thành bào tử và không phải là một thế hệ độc lập. Để phát tán bào tử tốt hơn, ông đã phát triển nhiều thiết bị khác nhau.

Quá trình tình dục ở bryophytes được thực hiện với sự có mặt của hơi ẩm lỏng (giao tử đực có khả năng vận động - tinh trùng lưỡng cực). Do đó, giao tử thường gắn liền với môi trường sống ẩm ướt và không thể đạt kích thước lớn. Thể giao tử đơn bội cũng có ít tiềm năng di truyền hơn thể bào tử lưỡng bội. Do đó, con đường tiến hóa của thực vật bậc cao với ưu thế của thể giao tử là đường bên, đường cụt.

Ở tất cả các thực vật bậc cao khác, thể bào tử chiếm ưu thế trong chu kỳ sinh sản. Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội, cùng với việc kích hoạt quá trình đồng hóa, đã mở rộng khả năng của các quá trình định hình. Thể bào tử trong điều kiện trên mặt đất tỏ ra khả thi hơn nhiều.

Bước ngoặt trong quá trình tiến hóa của thực vật trên cạn là sự xuất hiện khả năng tổng hợp lignin của tế bào. Họ hình thành các mô dẫn điện và hỗ trợ. Kể từ kỷ Devon, phần dưới lòng đất của thể bào tử đã biến thành rễ thực hiện chức năng hấp thụ và cố định. Lá đã hình thành trên các bộ phận trên mặt đất của thực vật bậc cao. Vì vậy, khi kích thước cơ thể của thực vật bậc cao tăng lên, sự khác biệt về mặt giải phẫu và hình thái dẫn đến sự hình thành các mô và cơ quan chuyên biệt phức tạp. Điều này củng cố vị trí của thực vật bậc cao trong môi trường trên cạn và góp phần vào quá trình quang hợp hiệu quả hơn. Sự phân nhánh dồi dào và việc tạo ra các bào tử có kích thước lớn lặp đi lặp lại dẫn đến năng suất khổng lồ của các bào tử và sự phân bố hiệu quả của chúng. Hầu hết các cộng đồng thực vật trên đất liền bị chi phối bởi bào tử.

Ngược lại, giao tử giảm dần và đơn giản hóa trong quá trình tiến hóa. Trong câu lạc bộ đẳng bào tử, rêu, đuôi ngựa, dương xỉ, thể giao tử trông giống như một thallus xanh nhỏ bé không phân biệt hoặc phân biệt kém, được đặt tên là phát triển tự nhiên hoặc prothallium (prothallium). Sự giảm phân tối đa của giao tử gắn liền với sự phân chia của giới tính. Mục đích của họ bị hạn chế trong việc thực hiện chức năng chính - đảm bảo quá trình tình dục. Cả hai loại giao tử đơn tính (đực và cái) đều nhỏ hơn nhiều so với giao tử của thực vật trên cạn. Ở thể dị bào tử, chúng phát triển dưới lớp vỏ bào tử, trong khi ở thể đồng bào tử, chúng phát triển bên ngoài nó.

Quá trình giảm thiểu và đơn giản hóa các giao tử đơn tính diễn ra trong quá trình tiến hóa với tốc độ nhanh. Chúng bị mất chất diệp lục và sự phát triển của chúng diễn ra do chất dinh dưỡng của thể bào tử. Sự giảm thiểu lớn nhất của giao tử được quan sát thấy ở thực vật có hạt. Giao tử đực được đại diện bởi một hạt phấn hoa, giao tử cái trong thực vật hạt trần là nội nhũ đơn bội chính và trong thực vật hạt kín, nó là túi phôi của noãn.

Ở giai đoạn đầu tiên của sự phát triển đất đai của các nhà máy đất, không có sự cạnh tranh. Tính đồng nhất và sự phong phú của các bào tử trong trầm tích địa chất chứng tỏ sự đa dạng không đáng kể và sự phát triển nhanh chóng của chúng trên đất liền. Vào kỷ Devon (400–345 triệu năm trước), thực vật bào tử bậc cao của dòng tiến hóa lưỡng bội trở nên nhiều và đa dạng hơn. Lần đầu tiên, sự đa dạng về hình thái xuất hiện. Trong tương lai, nó xảy ra lặp đi lặp lại trong các nhóm thực vật có mạch không liên quan khác nhau. Sự đa dạng có tầm quan trọng sinh học lớn. Ở những thực vật có tổ chức cao hơn, noãn, hạt, v.v., chỉ phát sinh trên cơ sở dị bào tử.

Sự khác biệt rõ rệt của các dạng thực vật xảy ra ở Trung Devon. Các loài tê giác phát triển thấp được thay thế bằng các dạng lycopsform và đuôi ngựa cao giống như cây (cao tới 40 m). Vào cuối kỷ Devon, thực vật dạng cây tạo thành những khu rừng thực sự. Trong một thời gian tương đối ngắn (Devonia muộn - Carboniferous (Carboniferous)), đại diện của nhiều nhóm phân loại dương xỉ xuất hiện. Họ bắt đầu thống trị phần đất có thể ở được. Hành tinh bắt đầu chuyển sang màu xanh. Thời kỳ này được gọi đúng là thời kỳ của dương xỉ. Lớp phủ thực vật đạt đến sự phát triển tuyệt vời nhất vào cuối kỷ Than đá. Cây cao giống như câu lạc bộ (lepidodendrons, sigillaria, v.v.), giống đuôi ngựa (calamites), dương xỉ và dương xỉ có hạt đã hình thành nên các cộng đồng thực vật tươi tốt, ở nhiều khía cạnh tương tự như thế giới thực vật của vùng nhiệt đới hiện đại. Lúc này giống thông xuất hiện.

Vào cuối đại Cổ sinh (kỷ Permi), thực vật hạt trần bắt đầu chiếm ưu thế ở hầu hết mọi nơi trên đất liền. Họ đã thay thế dương xỉ đã thống trị cho đến lúc đó. Sự đa dạng lớn nhất của các dạng thực vật hạt trần tồn tại trong Mesozoi (kỷ nguyên của thực vật hạt trần). Người ta tin rằng sự thay đổi mạnh mẽ của hệ thực vật chủ yếu liên quan đến sự gia tăng độ khô của khí hậu. Thực vật hạt trần với hệ thống dẫn điện phát triển hơn hóa ra lại thích nghi hơn với điều kiện sống thay đổi. Các tính năng thích nghi quan trọng đặc trưng cho quá trình thụ tinh bên trong với sự trợ giúp của ống phấn hoa, đây là đặc điểm của nhiều đại diện. Và cuối cùng, chúng phát triển các noãn và hạt nuôi dưỡng phôi thể bào tử và bảo vệ nó khỏi những thăng trầm của đời sống trên cạn. Đây là những lợi ích sinh học chính của cây giống

Thích nghi hơn nữa với điều kiện môi trường là thực vật có hoa, hoặc thực vật hạt kín. Sự đa dạng về kích thước, dạng sống, sự thích nghi của chúng đối với sự thụ phấn, sự lây lan của các loài di cư, sự chuyển giao của các giai đoạn khí hậu bất lợi, v.v... Tất cả những đặc điểm này cho phép thực vật có hoa phát huy hết tiềm năng tiến hóa và thích nghi của chúng. Hóa ra chúng là nhóm thực vật duy nhất có khả năng hình thành các cộng đồng nhiều tầng phức tạp (đặc biệt là ở các khu rừng đất thấp của vùng nhiệt đới), bao gồm chủ yếu và đôi khi gần như toàn bộ các đại diện của chúng. Điều này đã góp phần vào việc sử dụng môi trường sống một cách chuyên sâu và đầy đủ hơn, cũng như chinh phục các vùng lãnh thổ thành công hơn. Không có nhóm thực vật nào có thể phát triển nhiều cách thích nghi như vậy đối với các yếu tố môi trường nhất định. Chỉ có họ mới làm chủ được môi trường biển lần thứ hai - hàng chục đại diện của thực vật hạt kín phát triển cùng với tảo trong vùng nước mặn của biển nông. Đã xuất hiện vào đầu kỷ Phấn trắng của thời đại Trung sinh (điều này được đánh giá dựa trên các di tích hóa thạch được xác định một cách đáng tin cậy của chúng), vào cuối kỷ Phấn trắng, chúng thường thống trị hầu hết các hệ sinh thái. Trong một khoảng thời gian địa chất tương đối ngắn, ước tính khoảng mười đến hai triệu năm, chúng đã trải qua quá trình phân hóa tiến hóa chính và phân bố rộng khắp địa cầu, nhanh chóng đến Bắc Cực và Nam Cực. Sự thống trị của chúng trong lớp phủ thực vật của vùng đất vẫn tiếp tục cho đến hiện tại. Quá trình của các quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng trong sinh quyển, thành phần khí của khí quyển, khí hậu, chế độ nước của đất, bản chất của các quá trình đất phụ thuộc vào hoạt động sống còn của chúng. Hầu hết động vật trên cạn chỉ tồn tại nhờ thực vật hạt kín. Chúng tạo thành môi trường sống của chúng, được kết nối với chúng bằng nhiều mối quan hệ chiến lợi phẩm và các mối quan hệ phối ngẫu khác. Nhiều nhóm động vật chỉ xuất hiện khi thực vật có hoa thống trị mặt đất. Đối với nhiều loài động vật chân đốt (đặc biệt là côn trùng) và một số động vật có xương sống (đặc biệt là chim), sự tiến hóa liên quan đến thực vật hạt kín là đặc trưng. Con người với tư cách là một loài sinh học chỉ có thể phát sinh và tồn tại nhờ vào sự phong phú của thực vật hạt kín.

Giống như trong thế giới thực vật, một hướng tiến hóa song song cũng được quan sát thấy trong thế giới động vật - từ đẻ trứng sang hoạt bát. Ở thực vật - từ hình thành bào tử đến hình thành hạt. Cây hạt thay thế cây bào tử. Rốt cuộc, phần lớn các tranh chấp, không tìm thấy điều kiện thuận lợi, sẽ chết. Các bào tử không có đủ nguồn cung cấp chất dinh dưỡng. Sự phát triển của thể giao tử, quá trình thụ tinh trong bào tử, cũng đòi hỏi những điều kiện nhất định không phải lúc nào cũng có sẵn trên đất liền. Hạt thường có nguồn cung cấp chất dinh dưỡng (ở thực vật hạt trần, đây là nội nhũ đơn bội sơ cấp, ở thực vật hạt kín, đó là nội nhũ tam bội thứ cấp, ngoại nhũ hoặc trong chính phôi). Lớp vỏ hạt, được hình thành thường xuyên hơn từ các mô của lớp vỏ (tích phân), là lớp bảo vệ đáng tin cậy chống lại các tác động bất lợi của môi trường. Hạt thích nghi hơn nhiều so với bào tử (một tế bào). Hầu hết các hạt giống được đặc trưng bởi một thời gian ngủ đông ít nhiều dài. Thời kỳ ngủ đông có tầm quan trọng sinh học lớn, vì nó có thể sống sót qua mùa bất lợi, đồng thời góp phần định cư xa hơn. Hạt giống là cơ quan thực vật thích nghi nhất để định cư.

Trong khi đó, thế hệ giao tử giảm dần về kích thước và ngày càng phụ thuộc vào thể bào tử để được dinh dưỡng và bảo vệ.

Do đó, sự xuất hiện của thực vật trên cạn hoặc thực vật bậc cao đã đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên mới trong sự sống của hành tinh. Sự phát triển của thực vật trên cạn đi kèm với sự xuất hiện của các loài động vật mới. Sự tiến hóa liên hợp của thực vật và động vật đã dẫn đến sự đa dạng khổng lồ của các dạng sống trên Trái đất và đã thay đổi diện mạo của nó. Thực vật bậc cao cũng được con người sử dụng rộng rãi trong gia đình và cuộc sống hàng ngày. Hơn nữa, hầu hết tất cả các loài thực vật được trồng trọt, ngoại trừ tảo đỏ (porphyry, v.v.) và tảo lục (chlorella, scenedesmus, v.v.), đều là thực vật bậc cao.

Tiểu vương quốc của thực vật bậc cao hợp nhất ít nhất 350 nghìn loài. Hầu hết các nhà phân loại chia chúng thành 8 bộ phận: Bryophyte, Rhyniform, Lycosform, Horsetail, Fern, Psiloform, Thực vật hạt trần, Thực vật hạt kín hoặc Thực vật có hoa. Tuy nhiên, trong các ấn phẩm học thuật hiện đại, số lượng các bộ phận thay đổi từ 5 đến 14. Nghiên cứu thực vật hóa thạch, các nhà cổ sinh vật học (S.V. Meyen và cộng sự) lưu ý rằng không có chi đơn lẻ nào giữa lycosforms, đuôi ngựa và dương xỉ, chiếm vị trí trung gian, kết hợp dấu hiệu của các phòng ban khác nhau, đưa họ đến gần hơn. Do đó, chúng thường được kết hợp thành một bộ phận. Ngoài ra, đặc điểm chung của chu kỳ sinh sản của chúng là sự xen kẽ liên tiếp của các thế hệ dị hình sống độc lập. Rhiniformes, ngược lại, thường được chia thành 2 hoặc 3 phần độc lập, bryophytes - thành 3, 4 phần. Điều này cũng áp dụng cho thực vật hạt trần, được chia thành 5 bộ phận (A.L. Takhtadzhyan). Gần đây, hai bộ phận mới của thực vật có hạt cổ xưa nhất đã được xác định - Archaeopteridophyta và Archaeospermatophyta (N.S. Snigirevskaya).

Do sự hiện diện của các mạch và (hoặc) khí quản, đại diện của tất cả các bộ phận, ngoại trừ bryophytes, thường được gọi là thực vật có mạch cao hơn (Tracheophyta). Bryophytes không có hệ thống dẫn điện bên trong phát triển. Thực vật hạt trần và hạt kín được xếp vào lớp thực vật có hạt, các bộ phận còn lại được xếp vào lớp bào tử bậc cao. Ngoài bryophytes và thực vật hạt giống, đại diện của các bộ phận khác đôi khi được kết hợp thành một nhóm thực vật có mạch bào tử. Do sự giảm thiểu của archegonia, thực vật hạt kín đối lập với tất cả các bộ phận khác - thực vật nguyên sinh.

Một phân tích về môi trường sống của thực vật được đưa ra trong "Chìa khóa dẫn đến thực vật bậc cao của Belarus" cho thấy có khoảng 1220 loài thực vật có mạch địa phương hoặc bản địa trong hệ thực vật của Belarus. Do sự vi phạm tính toàn vẹn của lớp phủ thực vật, do hoạt động kinh tế tích cực của con người, hệ thực vật tự nhiên bị cạn kiệt và đồng thời được làm giàu bởi các loài ngoại lai hoặc ngẫu nhiên. Một số loài được giới thiệu một cách tình cờ, đặc biệt là trong quá trình vận chuyển (đường sắt, đường bộ, đường thủy, đường hàng không). Khoảng một phần ba lãnh thổ của Bêlarut là cây trồng (thực phẩm, thức ăn gia súc, dược liệu, trang trí, kỹ thuật). Nhiều người trong số họ xâm nhập vào môi trường sống đồng loại (đất hoang, bãi rác, lề đường sắt, đường cao tốc và đường nội đồng, v.v.). Theo kết quả nghiên cứu của D.I. Tretyakov, phần ngẫu nhiên của hệ thực vật bao gồm hơn 800 loài. Ngoài thực vật có mạch, có khoảng 430 loài bryophytes trong hệ thực vật của Belarus (G.F. Rykovsky, O.M. Maslovsky). Do đó, hiện tại có hơn 2450 loài thực vật bậc cao trong hệ thực vật của Belarus.

Trong điều kiện sử dụng cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, vấn đề bảo vệ hệ thực vật ngày càng trở nên cấp thiết. Nó là một phần không thể thiếu trong bảo vệ môi trường. Đây là một hệ thống toàn diện các biện pháp nhằm sử dụng hợp lý, phục hồi và nhân rộng tài nguyên thiên nhiên. Ở giai đoạn phát triển của xã hội hiện nay, hoạt động kinh tế của con người là một trong những nhân tố quyết định trạng thái của các nguồn tài nguyên thiên nhiên. Tạo ra một hệ thống khoa học các biện pháp tương ứng với các quy luật cơ bản của sự phát triển tự nhiên và xã hội và đưa chúng vào thực tiễn và tạo thành chủ đề bảo vệ thiên nhiên. Sách đỏ là tài liệu chính theo đó việc bảo vệ hợp pháp các loài quý hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng được thực hiện. 171 loài thực vật bậc cao được liệt kê trong Sách đỏ Belarus (bao gồm 15 loài bryophytes, 12 bào tử mạch và 144 loài hạt kín: 1 loài là hạt trần, 143 loài là hạt kín). Kể từ năm 2000, công việc chuẩn bị cho ấn bản thứ ba của Sách Đỏ Belarus đã được tiến hành, dự kiến ​​bao gồm 200 loài thực vật có mạch bậc cao. Công việc đang được tiến hành để tạo ra Sách Xanh của Belarus, xác định tình trạng của các cộng đồng thực vật quý hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng. Kể từ ngày 1 tháng 6 năm 2004, hệ thống các lãnh thổ tự nhiên được bảo vệ đặc biệt hiện có ở Belarus bao gồm khoảng 1.500 đối tượng (bao gồm 1 khu dự trữ sinh quyển, 5 công viên quốc gia, khu bảo tồn có ý nghĩa cộng hòa và địa phương, v.v.). Chúng chiếm khoảng 8% lãnh thổ Belarus, gần đạt mức tối ưu theo khuyến nghị quốc tế.

Thực vật bậc cao bao gồm tất cả các loài thực vật có lá trên cạn sinh sản bằng bào tử hoặc hạt.

Sự khác biệt chính giữa thực vật bậc cao và thấp hơn:

1) Môi trường sống: ở những vùng thấp hơn - nước, ở những vùng cao hơn - chủ yếu là đất.

2) Sự phát triển của các mô khác nhau ở thực vật bậc cao- dẫn điện, cơ học, tích hợp, trong đó các cơ quan được cấu tạo.

3) Sự có mặt của cơ quan sinh dưỡng ở thực vật bậc cao:

- Nguồn gốc- cố định trong đất và nước-dinh dưỡng khoáng

- Tờ giấy- quang hợp

- Thân cây- vận chuyển vào trong (dòng chảy lên và xuống)

(thân có lá + chồi = chồi)

4) Thực vật bậc cao có mô liên kết- lớp biểu bì, thực hiện các chức năng bảo vệ

5) Tăng cường sự ổn định cơ học của thân thực vật bậc cao do thành tế bào dày, tẩm lignin.

6) Cơ quan sinh sản: ở hầu hết thực vật bậc thấp - đơn bào, ở thực vật bậc cao - đa bào. Cơ quan sinh sản của thực vật bậc cao được hình thành qua các thế hệ: giao tử(anteridia và archegonia) và thể bào tử(túi bào tử).

Dựa trên các đặc điểm mà thực vật bậc cao có, chúng được gọi là: khí khổng, mầm, chồi, telomoous và thực vật có mạch.

thực vật co mạch ông- tất cả các loài thực vật bậc cao, ngoại trừ rêu.

Thực vật bậc cao có nguồn gốc từ tảo dị dưỡng màu lục, nước ngọt hoặc nước lợ. Thực vật bậc cao đầu tiên là thực vật mũi- thực vật không có lá, sinh dưỡng. Các nhánh cuối cùng của các nhà máy này được gọi là u bã đậu.

Trong chu kỳ phát triển của tất cả các loài thực vật bậc cao, trừ rêu, thể bào tử. Chỉ ở rêu thì thể giao tử mới chiếm ưu thế so với thể bào tử.

Thực vật là : 1) Đại bào tử- Chúng hình thành các bào tử giống nhau và mỗi bào tử nảy mầm thành một thể giao tử khác giới tính.

2) Dị thể Một giao tử cái phát triển từ một bào tử cái, và một giao tử đực phát triển từ một bào tử đực.

Bào tử là tế bào (n) đơn nhân, đơn bội, có 2 lớp vỏ.

Cây bào tử:

    Rhyniophyta - thực vật hóa thạch (Rhyniophyta)

    tảo bẹ

    psilophyd

    Lycopsformes

    đuôi ngựa

    dương xỉ

Bón phân cần nước

Thực vật hạt cao:

    Bộ phận ra hoa (Thực vật hạt kín)

Bón phân không cần nước

1. Đặc điểm chung của ngành Bryophyta Ngành Bryophyta - Bryophytes

BRYOSH- nhóm thực vật bậc cao nguyên thủy nhất, lâu đời nhất, xuất hiện cách đây khoảng 400 triệu năm.

Số loài: Hiện tại, các nhà sinh vật học đã mô tả khoảng 20 nghìn loài rêu.

Môi trường sống của rêu: bryophytes phân bố ở khắp mọi nơi (định cư trên đất, đá, gốc cây, cây cối), ngoại trừ biển và đất có độ mặn cao, chúng được tìm thấy ngay cả ở Nam Cực. Rêu thích những nơi ẩm ướt râm mát.

Cấu tạo cơ thể rêu: rêu là loại cây thân thảo lâu năm phát triển thấp có kích thước từ 1 mm đến vài cm, ít gặp hơn tới 60 cm trở lên. Cơ thể rêu hoặc được chia thành thân (caulidia) và lá nhỏ (phylloids), chẳng hạn như sphagnum và lanh cúc cu, hoặc được đại diện bởi một thallus không được chia thành các cơ quan (marchantia). Một tính năng đặc trưng của tất cả các bryophytes- thiếu rễ. Sự hấp thụ nước và sự gắn kết với chất nền được thực hiện trong chúng bởi các thân rễ, là phần phát triển của lớp biểu bì. Sự hấp thụ và bay hơi nước được thực hiện bởi toàn bộ bề mặt của thể giao tử.

Bryophytes không có hệ thống dẫn phát triển (khí quản, mạch, ống sàng). Có cả thực vật đơn sắc và lưỡng tính. Cấu trúc bên trong của chúng tương đối đơn giản. Đối với bryophytes, cũng như đối với tất cả các loài thực vật bậc cao, sự xen kẽ chính xác của các thế hệ hữu tính và vô tính là đặc trưng. Chu trình phát triển do thể giao tử đơn bội (tạo thành cơ thể chính của cây) chi phối. Thể bào tử - không chứa chất diệp lục và được gắn vào giao tử suốt đời và ăn nó.

Sự phát triển của rêu rất thú vị. Quá trình thụ tinh chỉ có thể thực hiện được khi có nước, vì tinh trùng có thể di chuyển trong đó. Trên một cây, các tế bào đực có roi được hình thành, trên cây kia, trên ngọn, các tế bào cái lớn trưởng thành. Trong mưa hoặc sương mù, các tế bào nam di động trong một giọt nước lao đến các tế bào nữ và hợp nhất với chúng. Từ tế bào cái đã thụ tinh (hợp tử) phát triển một bào tử, được gọi là bào tử(Anh ấy là hộp có chân, mở rộng ở dưới cùng của bàn chân - nhà kho, với sự giúp đỡ của nó, anh ta, gắn bó với giao tử, sống với cái giá phải trả của nó).

(caliptra-phần còn lại của bụng của archegonium)

Mối quan hệ giữa thể giao tử và thể bào tử rất hạn chế. Thể giao tử không chỉ nuôi dưỡng mà còn bảo vệ thế hệ thể bào tử, giúp phát tán bào tử (“chân giả” nâng hộp phía trên cây, archegonium, bung ra bằng bụng, che kín hộp).

Một lượng lớn bào tử được hình thành trong hộp. Mỗi bào tử nhỏ hơn một hạt semolina. Khi các bào tử trưởng thành, nắp hộp mở ra hoặc các lỗ nhỏ hình thành trong đó, qua đó các bào tử bay ra ngoài tự do. Khi gặp điều kiện thuận lợi, tranh chấp nảy mầm. Cuộc sống riêng lẻ của bryophytes bắt đầu bằng sự nảy mầm của bào tử. Thông thường, khi bào tử phình ra, phần ngoài vỡ ra và phần bên trong, cùng với nội dung của bào tử, sẽ dài ra và tạo thành sợi một hàng hoặc tấm một lớp mang thân rễ. Đây là giai đoạn đầu tiên của sự phát triển thể giao tử được gọi là protonema(từ tiếng Hy Lạp protos - sơ cấp, nema - sợi chỉ). Nó dần dần biến thành giao tử thallus trưởng thành (ở gan), hoặc chồi được hình thành trên protonema, tạo ra giao tử lá trưởng thành).

Bryophytes sinh sản sinh dưỡng với sự trợ giúp của các cơ quan đặc biệt (chồi non, lá, các bộ phận của lá, cành cây) và thể bào tử (chân) cũng có thể sinh sản sinh dưỡng.

Rêu có khả năng tích tụ nhiều chất, kể cả chất phóng xạ. Một số tảo bryophytes (Sphagnum) có đặc tính kháng sinh và được sử dụng trong y học. Các mỏ than bùn, được hình thành chủ yếu bởi rêu sphagnum, từ lâu đã được khai thác làm nguồn nhiên liệu và phân bón hữu cơ. Bộ phận bryophyte được chia thành ba lớp: 1) Hoa loa kèn(Anthocerote); 2 )rêu gan(Marchantia rất đa dạng); 3) Lá rêu(lanh cúc cu, sphagnum).

Cơ quan là một bộ phận của cây có cấu trúc bên ngoài (hình thái) và bên trong (giải phẫu) nhất định phù hợp với chức năng của nó. Có cơ quan sinh dưỡng và sinh sản của cây.

Các cơ quan sinh dưỡng chính là rễ và chồi (thân có lá). Chúng cung cấp các quá trình dinh dưỡng, dẫn truyền và các chất hòa tan trong đó, cũng như nhân giống sinh dưỡng.

Các cơ quan sinh sản (gai mang bào tử, mầm hoặc nón, hoa, quả, hạt) thực hiện các chức năng liên quan đến sinh sản hữu tính và vô tính của thực vật, đồng thời đảm bảo sự tồn tại của loài nói chung, sinh sản và phân bố của nó.

Sự phân cắt cơ thể thực vật thành các cơ quan, sự phức tạp về cấu trúc của chúng xảy ra dần dần trong quá trình phát triển của thế giới thực vật. Cơ thể của thực vật trên cạn đầu tiên - rhophytes, hay psilophytes - không được chia thành rễ và lá, mà được thể hiện bằng một hệ thống các cơ quan trục phân nhánh - telomes. Khi thực vật xuất hiện trên đất liền và thích nghi với cuộc sống trong môi trường không khí và đất, các telome đã thay đổi, dẫn đến sự hình thành các cơ quan.

Ở tảo, nấm và địa y, cơ thể không được phân biệt thành các cơ quan mà được biểu hiện bằng thallus hoặc thallus có hình dạng rất đa dạng.

Trong quá trình hình thành các cơ quan, một số mô hình chung được tìm thấy. Cùng với sự lớn lên của cây, kích thước và trọng lượng của cơ thể tăng lên, các tế bào phân chia và kéo dài theo một hướng nhất định. Giai đoạn đầu tiên của bất kỳ khối u nào là sự định hướng của các cấu trúc tế bào trong không gian, tức là phân cực. Ở thực vật hạt cao hơn, tính phân cực đã được tìm thấy trong hợp tử và phôi đang phát triển, nơi hai cơ quan thô sơ được hình thành: một chồi với chồi đỉnh và rễ. Sự chuyển động của nhiều chất xảy ra dọc theo các đường dẫn điện một cách cực đoan, tức là theo một hướng nhất định.

Một mô hình khác là đối xứng. Nó thể hiện ở vị trí của các bộ phận bên so với trục. Có một số loại đối xứng: xuyên tâm - có thể vẽ hai (hoặc nhiều) mặt phẳng đối xứng; song phương - chỉ có một mặt phẳng đối xứng; đồng thời, mặt lưng (lưng) và mặt bụng (bụng) được phân biệt (ví dụ: lá, cũng như các cơ quan phát triển theo chiều ngang, tức là có sự phát triển của đạo văn). , mọc thẳng đứng - trực hướng - có tính chất đối xứng xuyên tâm.

Liên quan đến sự thích nghi của các cơ quan chính với các điều kiện cụ thể mới, chức năng của chúng thay đổi, dẫn đến sự biến đổi hoặc biến chất của chúng (củ, củ, gai, chồi, hoa, v.v.). Trong hình thái thực vật, các cơ quan tương đồng và tương tự được phân biệt. Các cơ quan tương đồng có cùng nguồn gốc, nhưng có thể khác nhau về hình thức và chức năng. Các cơ quan tương tự thực hiện các chức năng giống nhau và có hình dạng giống nhau, nhưng khác nhau về nguồn gốc.

Các cơ quan của thực vật bậc cao được đặc trưng bởi sự phát triển có định hướng ( , là phản ứng đối với tác động đơn phương của các yếu tố bên ngoài (ánh sáng, trọng lực, độ ẩm). Sự phát triển của các cơ quan dọc trục về phía ánh sáng được xác định là dương (chồi) và âm (chính gốc) phototropism. Sự phát triển có định hướng của các cơ quan dọc trục của cây, gây ra bởi tác động đơn phương của lực hấp dẫn, được định nghĩa là geotropism. Geotropism tích cực của rễ gây ra sự phát triển có hướng của nó về phía trung tâm, geotropism tiêu cực của thân cây - từ Trung tâm.

Chồi và rễ đang ở giai đoạn phôi thai trong hạt trưởng thành. Chồi phôi bao gồm một trục (cuống phôi) và các lá mầm hay còn gọi là lá mầm. Số lượng lá mầm trong phôi của cây có hạt dao động từ 1 đến 10-12.

Cuối trục của phôi là điểm sinh trưởng của chồi. Nó được hình thành bởi mô phân sinh và thường có bề mặt lồi. Đây là hình nón của sự tăng trưởng, hoặc đỉnh. Ở đỉnh của chồi (đỉnh), các lá thô sơ được xếp dưới dạng củ hoặc đường gờ dọc theo lá mầm. Thông thường, chồi lá phát triển nhanh hơn thân, với các lá non bao bọc nhau và điểm phát triển, tạo thành chồi phôi.

Phần của trục nơi đặt các gốc của lá mầm được gọi là nút lá mầm; phần còn lại của trục mầm, bên dưới các lá mầm, được gọi là hypocotyl, hoặc hypocotyl knee. Đầu dưới của nó đi vào rễ mầm, cho đến nay chỉ được biểu thị bằng một hình nón phát triển.

Khi hạt nảy mầm, tất cả các cơ quan của phôi bắt đầu phát triển dần dần. Rễ mầm xuất hiện đầu tiên từ hạt giống. Nó củng cố cây non trong đất và bắt đầu hấp thụ nước và khoáng chất hòa tan trong đó, tạo ra rễ chính. Khu vực trên ranh giới giữa rễ chính và thân được gọi là cổ rễ. Ở hầu hết các loài thực vật, rễ chính bắt đầu phân nhánh, trong khi rễ bên của bậc thứ hai, thứ ba và cao hơn xuất hiện, dẫn đến sự hình thành hệ thống rễ. Trên lá mầm, trên các phần già của rễ, trên thân và đôi khi trên lá, rễ bất định có thể hình thành khá sớm.

Gần như đồng thời, một chồi bậc một hay chồi chính phát triển từ chồi mầm (đỉnh), chồi này cũng phân nhánh, tạo thành các chồi mới bậc hai, bậc ba và cao hơn, dẫn đến sự hình thành hệ thống chồi chính. .

Đối với các chồi bào tử cao hơn (rêu, đuôi ngựa, dương xỉ), cơ thể của chúng (đào bào tử) phát triển từ hợp tử. Các giai đoạn đầu tiên của cuộc sống của một bào tử diễn ra trong các mô của sự phát triển (giao tử). Một phôi phát triển từ một hợp tử, bao gồm một chồi sơ khai và một cực gốc.

Vì vậy, cơ thể của bất kỳ thực vật bậc cao nào bao gồm chồi và hệ thống rễ (trừ rêu), được xây dựng từ các cấu trúc lặp lại - chồi và rễ.

Trong tất cả các cơ quan của thực vật bậc cao, ba hệ thống mô - tích hợp, dẫn truyền và chính - liên tục tiếp tục từ cơ quan này sang cơ quan khác, phản ánh tính toàn vẹn của sinh vật thực vật. Hệ thống đầu tiên tạo thành lớp vỏ bảo vệ bên ngoài của thực vật; thứ hai, bao gồm phloem và xylem, được ngâm trong hệ thống các mô cơ bản. Sự khác biệt cơ bản trong cấu trúc của rễ, thân và lá được xác định bởi sự phân bố khác nhau của các hệ thống này.

Trong quá trình sinh trưởng sơ cấp, bắt đầu gần ngọn của rễ và thân, những mầm sơ cấp được hình thành để tạo nên thân sơ cấp của cây. Xylem sơ cấp và phloem sơ cấp và các mô nhu mô liên quan của chúng tạo thành hình trụ trung tâm, hoặc tấm bia, của thân và rễ của cơ thể thực vật sơ cấp. Có một số loại bia.

Để chia sẻ với bạn bè:
Bài viết tương tự