Появление растений на суше

Древнейшие растения нашей планеты – водоросли – появились в воде. В течение миллионов лет водную среду оставалось основным местом, где было сосредоточено растительную жизнь на Земле.

Суша стала местом пребывания растений около 360 000 000 лет назад. Приспособления к жизни на суше было очень сложной задачей, ведь условия жизни в этой среде и в воде существенно отличаются.

Вода создает все условия для роста, развития и размножения водорослей. И жизненно важные вещества, и энергия Солнца равной степени доступны каждой клетке водорослей. В воде с легкостью передвигаются и сливаются гаметы. Поэтому в водорослей и не образовывались ни специальные ткани, ни вегетативные органы: для жизни в водной среде они не нужны.

Другое дело – среда растений, живущих на суше. В почве находятся вода и растворенные в ней минеральные вещества, но туда не попадает солнечный свет, очень мало кислорода и углекислого газа. В атмосфере достаточно света, кислорода и углекислого газа, но вода в жидком состоянии практически отсутствует.

В чем сложность приспособления к такому неоднородной среды? Чтобы получить воду с растворенными в ней минеральными веществами, растению нужно жить в почве. Чтобы создавать питательные вещества с помощью фотосинтеза, используя солнечный свет и углекислый газ, растению необходимо находиться в атмосфере.

Растения смогли найти выход из этой противоречивой ситуации.

Приспособлением к выживанию на суше стала специализация клеток – образование клеток разных видов. В почве находятся те из них, впитывают воду, но не способны к фотосинтезу. Пример таких клеток можно привести сами: это корневые волоски. Над поверхностью почвы – клетки, содержащие хлорофилл. Такие клетки вы проявляли в листьях растений, из них образованы фотосинтезирующие ткани.

Каждый из этих видов клеток может выполнить свою работу только в том случае, если они связаны между собой. Для их связи растениям понадобились клетки особого строения. Вы уже знаете, что эти клетки проводящих тканей – ксилемы и флоэмы. Строение клеток этих тканей приспособлена для лучшего транспорта воды и питательных веществ.

В отличие от водной среды, в среде суши постоянно существует опасность высыхания, механического повреждения растений. Чтобы уберечься от него, нужна защита. Его обеспечивают клетки покровных тканей.

В воздушной среде растению необходимо не только находиться в вертикальном положении, но и противостоять порывам ветра, ливням. Это задачи они решают, образуя механические ткани, предоставляющих растениям прочность.

Чтобы пережить изменения температуры, влажности, характерные для суши, растения приспособились запасать питательные вещества, откладывая их в специальных тканях.

Получается, чтобы выжить на суше, у растений должны были появиться ткани – покровная, фотосинтезирующая, ведущая, запасная, механическая. Из этих тканей и формируются вегетативные органы растения.

Но не только появление тканей и вегетативных органов позволила растениям приспособиться к жизни на суше. Произошли изменения и в процессах их размножения. В этом среде обитания размножение невозможно без особых генеративных органов. Они защищают гаметы от высыхания, создают условия и для оплодотворения, и для выживания зиготы. Так растения уменьшили зависимость успешности размножения от наличия воды.

Мы определили общий план строения, характерный для растений, приспособившихся к жизни на суше. Такое строение имеют растения, размножаются с помощью семян, например, яблоня, сосна, одуванчик, дуб. Но семенах растения можно считать наиболее приспособленными к условиям суши – не случайно они занимают большую часть территории, пригодной для жизни растений.

Как приспособлены к жизни на суше растения, далекие предки которых, по мнению биологов, были пионерами в освоении этого среды обитания? Группу таких организмов, являются потомками растений – первопроходцев, называют высшими споровыми растениями. В нее входят мхи, плауны, хвощи и папоротники. Биологи тщательно исследовали их внутреннее строение и установили, что, в отличие от Талом водорослей, тело этих растений расчленено на органы. Органы образованы тканями, состоящие из специализированных клеток.

Жизнь на суше определила и особенности в строении органов полового размножения высших споровых растений. У растений этой группы на Гаметофит расположены мужские и женские половые органы, в которых образуются яйцеклетки и сперматозоиды. Половые органы защищают гаметы от высыхания. И оплодотворения, и развитие зиготы происходит внутри женских половых органов. Защищенная ними зигота получает питательные вещества и воду от окружающих материнских тканей в течение всего срока развития зародыша. Это повышает надежность полового размножения высших споровых растений по сравнению с водорослями.

Однако половое размножение у высших споровых растений сохранило зависимость от воды. Вода необходима их сперматозоидам, чтобы «добраться» до женских половых органов, где находятся яйцеклетки.

Организмы растений этой группы устроены значительно сложнее, чем водоросли, но проще, чем семенах растения. От семенных растений высшие споровые отличаются прежде всего тем, что в них плохо развиты проводящие ткани. Поэтому растения этой группы обычно небольшие по размерам.

В отличие от семенных растений, гаметофит и спорофит во всех высших споровых (кроме мхов) – это отдельные растения, живущие независимо друг от друга. При половом размножении этих растений семена не образуется. Из зиготы на гаметофитом сразу вырастает новое растение – спорофит.

Высшие споровые растения могут жить в разных климатических условиях, но главная их требование к среде обитания – это хотя бы временное присутствие влаги. Без нее половое размножение этих растений невозможно.

Особенности строения и размножения этих растений привели к тому, что территории, заселенные мхами, плауны, хвощами и папоротниками небольшие по сравнению с теми, которые заняты семенными растениями.

Посилання на основну публікацію