25.4D: Папороті та інші безнасінні судинні рослини

Last updated
Save as PDF

Page ID: 5011

Boundless
Boundless

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Папороті, клубні мохи, хвощі та віночкові папороті - це безнасінні судинні рослини, які розмножуються спорами і знаходяться у вологих середовищах.

Цілі навчання

Визначте типи безнасінних судинних рослин

Ключові моменти

Клубні мохи, які є найбільш ранньою формою безнасінних судинних рослин, - це лікофіти, які містять стебло і мікрофіли.
Хвощі часто зустрічаються на болотах і характеризуються з'єднаними порожнистими стеблами з мутовчастими листям.
Фотосинтез відбувається в стеблах віночкових папоротей, у яких відсутні коріння і листя.
Більшість папоротей мають розгалужені коріння і утворюють великі складні листя, або листя, які виконують фотосинтез і несуть репродуктивні органи рослини.

Ключові умови

сорус: скупчення спорангій, пов'язаних з листом папороті
лікофіт: підрозділ трахеофітів Королівства Планти; найстаріший існуючий (живий) поділ судинних рослин у віці близько 410 мільйонів років
спорангія: вольєри, в яких утворюються спори

Папороті та інші безнасінні судинні рослини

Вода потрібна для запліднення безнасінних судинних рослин; більшість сприяє вологому середовищі. До сучасних безнасінних трахеофітів відносяться лікофіти і монілофіти.

Ликоподіофіта Ликоподіофіта: Клубні мохи

Клубні мохи, або phylum Lycopodiophyta, є найбільш ранньою групою безнасінних судинних рослин. Вони панували в ландшафті кам'яновугільних, виростаючи у високі дерева і утворюючи великі болотні ліси. Сьогоднішні клубні мохи - це зменшувально-вічнозелені рослини, що складаються зі стебла (який може бути розгалуженим) і мікрофілів (листя з єдиною нерозгалуженою жилкою). Філум Lycopodiophyta складається з близько 1200 видів, включаючи перо (Isoetales), клубні мохи (Lycopodiales) та колосові мохи (Selaginellales), жоден з яких не є справжніми мохами або мохоподібними.

Лікофіти дотримуються закономірності чергування поколінь, що спостерігається у мохоподібних, хіба що спорофіт є основним етапом життєвого циклу. Гаметофіти не залежать від спорофіта за поживними речовинами. Деякі гаметофіти розвиваються під землею і утворюють мікоризні асоціації з грибами. У клубних мохів спорофіт породжує спорофіли, розташовані в стробилі, конусоподібних структурах, які дають класу свою назву. Лікофіти можуть бути гомоспорими або гетероспористими.

зображення — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Strobili клубних мохів: У деяких клубних мохів, таких як *Lycopodium clavatum*, спорангії розташовані в скупченнях, званих стробілі.

Phylum Monilophyta: Клас Equisetopsida (Хвощі)

Хвощі, віночкові папороті та папороті належать до Phylum Monilophyta, причому хвощі поміщені в клас Equisetopsida. Єдиний збереглися рід Equisetum є виживачем великої групи рослин, які виробляли великі дерева, чагарники та лози в болотних лісах у вугільних. Рослини зазвичай зустрічаються у вологих середовищах і болотах.

Стебло хвоща польового характеризується наявністю суглобів або вузлів, звідси і стара назва Arthrophyta (arthro- = «суглоб»; -фіта = «рослина»). Листя і гілки виходять у вигляді мутовки з рівномірно розташованих суглобів. Голкоподібні листя не дуже сприяють фотосинтезу, більшість з яких відбувається в зеленому стеблі.

Кремнезем накопичується в клітині епідермісу, сприяючи жорсткості рослин хвоща польового. Підземні стебла, відомі як кореневища, закріплюють рослини до землі. Сучасні хвощі гомоспорні і виробляють бісексуальні гаметофіти.

Phylum Monilophyta: Клас Псилотопсіда (віночком папороті)

Хоча більшість папоротей утворюють великі листя і гіллясті коріння, віночкові папороті класу Psilotopsida не мають як коренів, так і листя, які, ймовірно, були втрачені внаслідок скорочення. Фотосинтез відбувається в їх зелених стеблах; маленькі жовті ручки утворюються на кінчику стебла гілки і містять спорангії. Віночкові папороті вважалися ранніми птерофітами. Однак недавній порівняльний аналіз ДНК свідчить про те, що ця група, можливо, втратила як листя, так і коріння в процесі еволюції і більш тісно пов'язана з папоротями.

Phylum Monilophyta: Клас Поліподіопсіди (Папороті)

З великими листям папороті є найбільш легко впізнаваними безнасінними судинними рослинами. Понад 20 000 видів папоротей мешкають у середовищах, починаючи від тропіків і закінчуючи помірними лісами. Хоча деякі види виживають у сухому середовищі, більшість папоротей обмежені вологими затіненими місцями. Папороті з'явилися в викопному записі в девонський період і розширилися під час вугільної.

Домінуючою стадією життєвого циклу папороті є спорофіт, який зазвичай складається з великих складених листя, які називаються листям. Листя виконують подвійну роль; вони є фотосинтетичними органами, які також несуть репродуктивну структуру. Стебло може бути закопано під землею як кореневище, з якого виростають додаткові коріння, щоб поглинати воду та поживні речовини з ґрунту, або вони можуть рости над землею як стовбур у папоротей дерев. Додаткові органи - це ті, які ростуть в незвичайних місцях, таких як коріння, що ростуть з боку стебла. Більшість папоротей виробляють однотипні суперечки і, отже, гомоспористі. Диплоїдний спорофіт - найбільш помітна стадія життєвого циклу. На нижній стороні його зрілих листя сорі (сингулярний, сорус) утворюються як невеликі скупчення, де розвиваються спорангії. Спорангії в сорусі виробляють спори мейозом і випускають їх у повітря. Ті, що приземляються на відповідний субстрат, проростають і утворюють серцеподібний гаметофіт, який прикріплений до землі тонкими нитчастими кореневищами. Непримітний гаметофіт ховає обидві статеві гаметангії. Джгутикові сперматозоїди звільняються і плавають на вологій поверхні туди, де яйцеклітина запліднена. Новоутворена зигота переростає в спорофіт, який виходить з гаметофіта, зростаючи мітозом в спорофіт наступного покоління.