Какие растения называют споровыми? Споровые растения и их классификация
Всем, кто хотя бы немного касался вопросов ботаники, приходилось слышать о таком разграничении растений, как цветковые и нецветковые. При этом последние имеют еще и другое название, отражающее суть их способа размножения, - споровые. Какие растения называют споровыми? Те, которые для размножения и распространения своих семян выбрали самый древний в эволюционном плане способ - образование крошечных, разнообразных по форме структур - спор.
Какие растения называют споровыми?
Чтобы ответить на этот вопрос как можно полнее, начнем с определения самой споры (в переводе с греческого spora - "семечка", "семя", "посев"). Это мелкая структура размером не более 1 мкм (10-3 миллиметра), разнообразная по форме и цвету, которая играет роль семени у всех споровых, давая начало развития зародыша будущего растения.
Формировать споры - прерогатива далеко не всех видов существующих ныне растений. Считается, что такая способность вообще пришла к представителям флоры из далекого прошлого, когда еще только начинали появляться первые наземные растения, и жизнь помимо воды зарождалась на суше.
Известно, что самыми древними растениями являются водоросли, хвощи, плауны и папоротники. Именно их исторические корни уходят в такие периоды, как меловой, карбона и силура. И именно они по сей день являются жителями лесов, равнин, болот, степей и полярного края разных континентов.
Такое долгое существование стало для них возможным, отчасти, потому, что они как раз относятся к споровым. Поэтому на вопрос о том, какие растения называют споровыми, мы можем дать вполне определенный ответ. Это папоротники, мхи, плауны, хвощи (из категории высших), а также водоросли и лишайники из категории низших.
Отличительные черты
К основным особенностям, отличающим все споровые растения, относят следующие:
- Благодаря формированию таких структур, как споры, эти растения никогда не образуют цветов (биологически к этому не приспособлены). Поэтому все мифы о цветущем папоротнике в ночь на Ивана Купалу - просто сказки.
- Жизненный цикл данных растений имеет свои особенности. Споровые растения отличаются чередованием поколений в жизненном цикле. Так, гаметофит - половое поколение, образующееся при слиянии сперматозоида (антеридий) и яйцеклетки (архегоний) - со временем формирует взрослое растение, производящее споры. Из споры прорастает спорофит - бесполое поколение, которое образует мелкие споры в специальных структурах и дает начало новому растению. Такая смена полового и бесполого поколения сопровождает споровые растения на протяжении всего периода их существования.
- Для размножения им обязательно нужна вода. Именно по жидкости сперматозоид добирается до архегоний, в которых скрыта яйцеклетка. Без воды процесс оплодотворения у споровых невозможен. Это является еще одним доказательством того, что это самые древние представители флоры, жизнь которых всегда была тесно связана с водной средой. Именно оттуда и ведут свое происхождение все растения.
Это основные черты, отличающие споровые растения от семенных. Теперь рассмотрим подробнее основных представителей этого надотдела.
Папоротники
Папоротники - самые широко известные как в декоративных целях, так и в исторически сложившихся представлениях о древней флоре споровые растения. Примеры растений известны всем садоводам-любителям и ценителям природы и лесного уединения. Орляк, кочедыжник, страусник - шикарные по объемам растения, привлекающие пышностью и сочностью зелени листвы. Они повсеместно распространены на лесных территориях в местностях с умеренным климатом и повышенной влажностью.
Тот, кто любит домашние горшочные цветы, наверняка также имеет у себя или видел у других нефролепис - самый распространенный комнатный папоротник. Помимо внешней красоты такие растения довольно неприхотливы и требуют только обильного и постоянного полива. Как и все споровые, они не способны размножаться без воды.
На листьях папоротников очень хорошо видны спорангии со спорами. Они расположены на обратной стороне вайи (листа) и имеют вид небольших округлых мешочков коричневого или темно-оранжевого цвета. В них мелким желтым порошком густо насыпаны споры. После созревания спорангий раскрывается, и споры высыпаются во внешнюю среду.
Всего папоротников насчитывают более 10 тысяч видов, объединенных в 300 родов.
Мхи
Очень интересные и красивые растения, формирующие настоящую лесную подстилку, похожую на ковер, - мхи. Споровые растения, которые имеют очень мелкие структуры - стебель, листья, стебелек со спорангием в виде коробочки, - это все о них. Поэтому их мало кто различает по внешнему виду, разве что настоящие эксперты по мхам.
Цвет этих растений насыщенный, сочно-зеленый, листики жесткие, мелкие, клиновидные. Хотя есть и другой формы, это зависит от вида мха. Основные группы на данный момент следующие:
- политриховые;
- бриевые;
- гипновые;
- сфагновые.
Всего мхов насчитывают около ста видов, поэтому приведенный список включает лишь самые распространенные и имеющие практическое значение.
Интересной особенностью этих растений является то, что их спорангии похожи на кружки с крышечками различных форм. Когда споры созревают, крышечка открывается, а стебелек, на верхушке которого расположен спорангий, наклоняется, и споры высыпаются наружу.
Водоросли
Водоросли - споровые растения, насчитывающие на сегодняшний день около ста видов, объединенных в 11 основных отделов. Главная отличительная особенность этих представителей флоры - жизнь в водной среде на самой различной глубине. Тело их представлено талломом, оно не имеет листьев и корней. Функцию последних у этих растений выполняют полупрозрачные цепкие крючочки, носящие название ризоидов.
Водоросли относятся к низшим растениям именно из-за отсутствия подразделения тела на органы. Размножаются они также спорами. Основные четыре отдела водорослей, которые наиболее широко распространены и применимы в практической деятельности человека, следующие:
- Зеленые.
- Бурые.
- Красные.
- Диатомовые.
Хвощи
Вместе с папоротниками эта группа споровых растений когда-то заселяла всю сушу, но постепенно ушла на формирование залежей торфа и каменного угля. Сегодня хвощи представлены небольшим числом видов - их около тридцати.
Самый распространенный в России - хвощ полевой. Он имеет вид невысокого растения с жестким прямостоячим стеблем, разделенным на небольшие членики междоузлиями, из которых выходят пучки листьев, похожих на иголки. Поэтому в целом хвощ полевой напоминает небольшую елочку.
Разделение тела на небольшие сегменты - это отличительная особенность всех указанных представителей флоры. Размножается хвощ, как другие споровые растения, при помощи смены поколений, то есть и бесполым путем (спорами), и половым (сперматозоидами и яйцеклетками).
Плауны
Интересная группа болотных растений, которые отличаются от всех других споровых своим внешним видом. У них красивые, усеянные мелкими листиками стебли. Каждый из них будто стелется по земле.
Всего насчитывают около сорока пяти видов плаунов. Биология растения ничем не отличается от таковой у уже рассмотренных нами ранее споровых. Они также имеют в жизненном цикле смену спорофита и гаметофита, зависят от воды, поэтому растут только на болотистых и очень влажных почвах. Их спорангии представляют собой небольшие плотные удлиненные структуры. После созревания спор они лопаются, и споры выходят наружу.
Лишайники
Приблизительно 26 тысяч видов данных растений, объединенных в 400 родов, насчитывает современная биология. Растения эти имеют отличные от всех других особенности строения и образа жизни. Дело в том, что они представляют собой продукт тесного взаимовыгодного сотрудничества, партнерства между двумя видами живых существ - одноклеточных водорослей и грибов.
Такой симбиоз имеет ряд преимуществ:
- терпимость к колебаниям температур (лишайники способны выживать в условиях крайнего Заполярья);
- постоянный обмен питательными веществами (водоросль отдает грибу органические, а гриб ей - минеральные вещества);
- приспособленность к различным почвам.
Поэтому лишайники являются хоть и низшими споровыми растениями, однако обладают несомненными преимуществами перед высшими в плане образа жизни.
Филогенез
Именно со споровых растений начала свое существование современная флора нашей планеты. По ряду теорий, жизнь зародилась в океане. Там же возникли первые растения, которыми были низшие споровые, - водоросли. Постепенно они перебирались на сушу, у них формировались листья и корни для удержания в почве. Однако для размножения все еще была нужна вода.
Затем водоросли дали начало древним папоротникам, хвощам, мхам и плаунам, которые в процессе отмирания на несколько миллионов лет сформировали целые залежи полезных ископаемых. Если предковые формы споровых растений имели древесную структуру, то современные не имеют к деревьям никакого отношения.
Весь процесс филогенеза описываемых представителей флоры занял около четырехсот миллионов лет. Однако сейчас общая характеристика споровых растений позволяет выделить их в надотдел, еще не потерявший окончательной связи с предками (для размножения по-прежнему нужна вода), но уже сформировавшийся и имеющий новые признаки.
Области применения в быту
Характеристика споровых растений позволяет понять, что они имеют не такое глобальное практическое значение, как цветковые. Однако все же сферы их использования многочисленны:
- Древесные формы споровых растений середины селура и каменноугольного периода сформировали огромные залежи каменного угля, которыми человек пользуется до сих пор.
- Молодые побеги папоротников можно употреблять в пищу.
- Разные части растений хвоща и папоротника используются в медицине как болеутоляющие, мочегонные, вяжущие, противовоспалительные и другие средства.
- Плауны имеют очень мелкие и мягкие по текстуре споры, которые можно применять в качестве детской присыпки.
Таким образом, мы получили полный и развернутый ответ на вопрос о том, какие растения называют споровыми.