Les premières plantes terrestres supérieures. Quelle est la différence entre les plantes inférieures et les plantes supérieures ?

Les plantes inférieures (Tallobionta) sont un groupe collectif de divisions indépendantes, qui diffèrent les unes des autres par un ensemble de caractéristiques, de propriétés vitales et d'origine, et se caractérisent en même temps par la présence de caractéristiques communes qui permettent de combiner ces divisions. en une seule catégorie - les plantes inférieures.

Un trait caractéristique des représentants des plantes inférieures est l'absence de division de leur corps en racines, tiges et feuilles, caractéristique des plantes à feuilles supérieures. Le corps des plantes inférieures, non divisé en organes séparés, est appelé thalle ou thalle, c'est pourquoi les plantes inférieures sont souvent appelées thalle ou thalle. Le thalle peut être unicellulaire ou multicellulaire et présente des tailles différentes (de quelques micromètres à 30 m, comme par exemple chez les algues brunes). Les plantes inférieures ont une différenciation cellulaire peu développée et manquent de faisceaux vasculaires. L'organe reproducteur féminin, l'oogonie, est généralement unicellulaire.

Selon la méthode de nutrition, les représentants des plantes inférieures sont divisés en 2 groupes très différents : les plantes hétérotrophes et autotrophes. Certains représentants des plantes inférieures (la plupart des bactéries, moisissures visqueuses et champignons) ne contiennent pas de chlorophylle et sont donc incapables de photosynthèse ; Ces plantes se nourrissent de substances organiques prêtes à l'emploi - de manière hétérotrophe. Les autres représentants de la division végétale inférieure possèdent de la chlorophylle et sont donc capables de photosynthèse, c'est-à-dire qu'ils se nourrissent de manière autotrophe (algues et lichens).

La plupart des représentants des plantes inférieures se caractérisent également par une large répartition géographique dans une grande variété de conditions.

Les plantes supérieures (Embryobionta) diffèrent des plantes inférieures par la structure complexe de leur corps, qui est divisé en une tige, une feuille et, dans la grande majorité, une racine. Un trait caractéristique des plantes supérieures est également leur mode de vie terrestre. Ce sont généralement des plantes terrestres ; elles se développent dans les airs. Au cours d'une longue évolution, les plantes supérieures ont développé de nombreuses adaptations différentes au mode de vie terrestre ; simultanément à la différenciation des organes, la complexité et structure anatomique. Par conséquent, les plantes supérieures sont également appelées plantes à feuilles, ou cormophytes.

Il existe plusieurs théories sur l’origine des plantes supérieures. On pense actuellement que les plantes supérieures avaient une origine monophylithique, c'est-à-dire qu'elles descendaient d'un ancêtre commun. Un tel ancêtre des plantes supérieures était l’algue, mais lequel n’a pas encore été établi avec précision. Il est fort probable que les plantes supérieures aient évolué à partir de formes éteintes d’algues brunes.

L’émergence des plantes sur terre s’est faite progressivement. Les premières plantes terrestres avaient encore une structure en thalle. Peu à peu, les formes du thalle sont devenues plus complexes, ont acquis une division corporelle et ont formé des formes feuille-tige.

La « conquête » des terres fut un événement monumental dans la vie des plantes. Les gagnants ont été les plantes qui se sont adaptées aux nouvelles conditions de vie grâce au développement d'organes spécialisés : 1) les feuilles, à l'aide desquelles s'effectue la photosynthèse ; 2) tiges sur lesquelles se forment les feuilles et grâce auxquelles s'effectue la connexion entre les feuilles et les racines dans le mouvement des nutriments ; 3) les racines situées dans le sol dans lequel elles étaient fixées et dont elles absorbaient les nutriments ; 4) organes reproducteurs - graines, chez les plantes supérieures plus hautement organisées, ainsi que fleurs et fruits (chez les angiospermes).

La présence de formes aquatiques dans les plantes à fleurs existantes (lentilles d'eau, nénuphar, etc.). - un phénomène secondaire.

Les représentants des plantes supérieures sont des organismes multicellulaires. Ils possèdent une variété de tissus spécialisés, notamment un système conducteur bien défini, des tissus mécaniques et tégumentaires, qui se sont développés et améliorés au fur et à mesure de l'évolution des plantes supérieures.

Le processus sexuel est devenu plus compliqué, des organes reproducteurs multicellulaires sont apparus - les archégones, dans lesquelles se développe l'ovule, et les anthéridies (de nombreux spermatozoïdes s'y forment).

L'archégone a la forme d'un flacon, sa partie inférieure élargie s'appelle l'abdomen et l'œuf s'y développe ; la partie supérieure étroite s'appelle le cou. Au moment de la fécondation, le col de l'archégone est recouvert de mucus à l'intérieur, ce qui facilite la pénétration des spermatozoïdes jusqu'à l'ovule. Par conséquent, chez la plupart des plantes, l’ovule est protégé par l’archégone. L'anthéridie est un organe de forme ovale doté d'une ouverture pour la sortie des spermatozoïdes matures.

Au cours du processus d'évolution, une réduction progressive des organes reproducteurs des plantes supérieures s'est produite et les angiospermes, en tant que plus hautement organisées, n'ont plus ni anthéridies ni archégones.

Peu à peu, des changements importants se sont produits dans la structure des gamètes mâles. Les spermatozoïdes mobiles dotés de flagelles, caractéristiques des plantes inférieures et supérieures sporulées, sont remplacés chez les plantes supérieures plus avancées (gymnospermes et angiospermes) par des spermatozoïdes dépourvus de flagelles. Les spermatozoïdes ont perdu la capacité de se déplacer dans l'eau. Et si chez les plantes supérieures plus anciennes, comme les mousses, les mousses, les prêles et les fougères, il existe encore une dépendance du processus sexuel à l'égard du milieu aquatique, alors pour les plantes plus organisées (l'écrasante majorité des gymnospermes et toutes les angiospermes) une indépendance totale La reproduction sexuée à partir de gouttes d'eau liquide est caractéristique. Dans ces groupes de plantes, les gamètes mâles - les spermatozoïdes - se déplacent vers l'œuf à l'aide d'un tube pollinique.

Chez les plantes supérieures, un changement rythmique de génération s'exprime bien : sexuel (gamétophyte) et asexué (sporophyte).

Pour la plupart des plantes supérieures, lors de l'alternance des générations, la dominance du sporophyte sur le gamétophyte est caractéristique. Seules les bryophytes font exception, car chez elles le gamétophyte atteint un développement plus important et le sporophyte, au contraire, est considérablement réduit.

Les plantes supérieures hautement organisées se caractérisent par la présence d'un nouvel organe - une graine avec un embryon, apparu à la suite du développement historique.

Les premières plantes terrestres sont considérées comme des psilophytes éteintes, qui possédaient un système conducteur, des tissus tégumentaires et étaient déjà suffisamment adaptées au mode de vie terrestre.

Les plantes supérieures sont représentées par une grande variété et occupent une position dominante sur terre. Il existe plus de 300 000 espèces de plantes supérieures, le plus grand nombre qui appartient au département des angiospermes (floraison).

Toutes les plantes supérieures, selon la nature de leur reproduction, sont classiquement divisées en 2 grands groupes : les plantes à spores supérieures et les plantes à graines. Les plantes à spores supérieures comprennent 5 divisions : 1) les bryophytes ; 2) les psilophytoformes ; 3) lycophytes ; 4) prêles ; 5) en forme de fougère.

Caractéristique distinctive plantes à graines est la présence d’une graine, absente chez les plantes évoquées précédemment. Les plantes à graines se reproduisent et se propagent principalement par graines, c'est leur principale différence avec les plantes à spores supérieures, qui se reproduisent par spores.

Du point de vue du développement évolutif, la formation de graines chez les plantes est une adaptation progressive dans la lutte pour l'existence par rapport à la reproduction par spores. Une spore est une cellule unique et une graine, contrairement à une spore, est une formation multicellulaire. La graine porte l'embryon, qui possède à ses débuts tous les organes de la plante : racine, tige, feuilles. De plus, l'embryon bénéficie d'un apport de nutriments dont il a besoin pendant la germination et pendant la première période d'existence de sa plantule. Ainsi, l’apparition de graines dans les plantes a contribué à leur installation dans des endroits plus secs.

Le processus de fécondation des plantes à graines n'est pas associé à Environnement aquatique: les gamètes mâles (spermatozoïdes) ont perdu leur mobilité et sont transférés au gamète femelle (ovule) par un tube pollinique, ce qui constituait un grand avantage pour les plantes à graines dans leur lutte pour « conquérir » les terres. Avec l'apparition des graines dans les plantes à graines, la génération sexuée (gamétophyte) a diminué encore plus et, à l'inverse, la génération asexuée (sporophyte) est devenue plus développée. Le sporophyte - la plante elle-même - dans les plantes à graines atteint souvent grandes tailles- un arbre de pin, de chêne, etc., tandis que le gamétophyte est une formation microscopiquement petite.

Ce groupe de plantes combine 2 divisions de plantes supérieures : les gymnospermes et les angiospermes, qui diffèrent significativement les unes des autres dans les deux cas. caractéristiques morphologiques, et selon les caractéristiques physiologiques.

La photo montre des psilophytes - des plantes disparues.

À l'aide d'un fragment de tableau géochronologique, établir l'époque et la période d'apparition de ces organismes, ainsi qu'un éventuel ancêtre du niveau de division végétale.

Indiquez par quelles caractéristiques les psilophytes sont classés comme plantes à spores supérieures.

Tableau géochronologique

ÈRE, âge en millions d'années	Période	Monde végétal
Mésozoïque, 240	Craie	Les angiospermes apparaissent et se propagent ; Les fougères et les gymnospermes sont en déclin
	Yura	Les gymnospermes modernes dominent, les gymnospermes anciennes disparaissent
	Trias	Les gymnospermes antiques dominent ; des gymnospermes modernes apparaissent ; les fougères à graines sont en train de disparaître
Paléozoïque, 570	permien	D’anciennes gymnospermes apparaissent ; une grande variété de graines et de fougères herbacées ; les prêles des arbres, les mousses massues et les fougères disparaissent
	Carbone	La floraison des fougères arborescentes, des lymphes et des prêles (formant des « forêts de charbon ») ; des fougères à graines apparaissent; les psilophytes disparaissent
	dévonien	Développement puis extinction des psilophytes ; l'émergence des principaux groupes de plantes à spores - lycophytes, prêles, fougères ; l'apparition des premiers gymnospermes primitifs ; apparition de champignons
	Silur	Dominance des algues ; l'émergence de plantes sur terre - l'apparition de rhiniophytes (psilophytes)
	Ordovicien	Floraison d'algues
	Cambrien	Evolution divergente des algues ; émergence de formes multicellulaires
Protérozoïque, 2600		Les algues et bactéries unicellulaires bleu-vert et vertes sont répandues ; des algues rouges apparaissent

Explication.

Utilisons le tableau et trouvons les psilophytes dans la troisième colonne ; On détermine par les deuxième et première colonnes l'époque et la période où vivaient les psilophytes

Répondre:

1) Ère : Paléozoïque

Période : Silurien

2) Les ancêtres des psilophytes sont des algues vertes multicellulaires.

3) Les caractéristiques des plantes à spores supérieures sont :

Diviser le corps en deux parties – aérienne et souterraine

La présence d'organes reproducteurs multicellulaires - sexuels (gamétanges) et asexués (sporange)

Système conducteur primitif, tissu tégumentaire

Note.

Les psilophytes avaient une forme semblable à celle d'un arbre ; des processus individuels en forme de fil leur servaient à s'attacher au sol et à absorber l'eau et minéraux. Parallèlement à la formation d'un semblant de racines, de tiges et d'un système conducteur primitif, les psilophytes ont développé un tissu tégumentaire qui les protège du dessèchement.

Les plantes supérieures sont des organismes phototrophes multicellulaires adaptés à la vie en milieu terrestre et caractérisés par l'alternance correcte de générations sexuées et asexuées et par la présence de tissus et d'organes différenciés.

Les principales caractéristiques qui distinguent les plantes supérieures des plantes inférieures :

Adaptation à la vie en milieu terrestre;

La présence de tissus clairement différenciés qui remplissent des fonctions spécialisées spécifiques ;

La présence d'organes reproducteurs multicellulaires - sexuels (gamétanges) et asexués (sporange). Les gamétanges mâles des plantes supérieures sont appelées anthéridies, les gamétanges femelles sont appelées archégones. Les gamétanges des plantes supérieures (contrairement aux plantes inférieures) sont protégées par des membranes de cellules stériles (stériles) et (dans certains groupes de plantes) peuvent être réduites, c'est-à-dire réduit et simplifié;

Transformation du zygote en un embryon multicellulaire typique, dont les cellules sont initialement indifférenciées, mais sont génétiquement déterminées à se spécialiser dans une certaine direction ;

Alternance correcte de deux générations - haploïde sexuelle (gamétophyte), se développant à partir d'une spore, et diploïde asexuée (sporophyte), se développant à partir d'un zygote ;

Dominance dans le cycle de vie du sporophyte (dans toutes les divisions sauf les Bryophytes) ;

Division du corps du sporophyte (dans la plupart des départements des plantes supérieures) en organes végétatifs spécialisés - racine, tige et feuilles.

Source : Examen d'État unifié - 2018, je résoudrai l'examen d'État unifié

Valéria Roudenko 15.06.2018 16:32

Bonjour. Je ne comprends pas, comment déterminer l’ancêtre des plantes, pourquoi prend-on des algues vertes multicellulaires ?

Natalia Evgenievna Bachtannik

Nous utilisons des connaissances biologiques et le dessin montre une faible différenciation du corps

Vassili Rogojine 09.03.2019 13:39

Bien entendu, les ancêtres des psilophytes, comme de toutes les plantes supérieures, ne sont pas d’anciennes algues vertes, mais des Characées, qui forment désormais un département indépendant.

Et en plus de la réponse sur les différences entre les plantes supérieures et les plantes inférieures, il convient de noter que « la présence de tissus clairement différenciés » n'est pas absolue aujourd'hui. poinçonner ces groupes de plantes. Les algues brunes, par exemple, appartenant aux plantes inférieures, possèdent de véritables tissus (type tissulaire de différenciation du thalle). La présence d'organes - oui, ce n'est qu'un signe de plantes supérieures, mais les plantes supérieures et inférieures peuvent avoir de vrais tissus.

Est-ce que tout le monde sait quelles plantes sont appelées les plus hautes ? Ce type a ses propres caractéristiques. Aujourd'hui, les plantes supérieures comprennent :

• Mousses de mousse.
• Fougères.
• Prêles.
• Gymnospermes.
• Angiospermes.

Il existe plus de 285 espèces de ces plantes. Ils se distinguent par une organisation bien supérieure. Leur corps contient des pousses et des racines (sauf les mousses).

Caractéristiques

Les plantes supérieures vivent sur terre. Cet habitat est différent du milieu aquatique.

Caractéristiques des plantes supérieures :

• Le corps est constitué de tissus et d'organes.
• Avec l'aide des organes végétatifs, la nutrition et les fonctions métaboliques sont assurées.
• Les gymnospermes et les angiospermes se reproduisent à l'aide de graines.

La plupart des plantes supérieures ont des racines, des tiges et des feuilles. Leurs organes sont de construction complexe. Cette espèce possède des cellules (trachéides), des vaisseaux et leurs tissus tégumentaires forment un système complexe.

La principale caractéristique des plantes supérieures est qu’elles passent de la phase haploïde à la phase diploïde, et vice versa.

Origine des plantes supérieures

Tous les signes des plantes supérieures indiquent qu’elles pourraient avoir évolué à partir d’algues. Les représentants disparus appartenant au groupe le plus élevé ressemblent beaucoup aux algues. Ils ont une alternance de générations similaire et bien d’autres caractéristiques.

Il existe une théorie selon laquelle les plantes supérieures seraient apparues à partir d'eau douce. Les rhinophytes sont apparus en premier. Lorsque les plantes ont atterri sur terre, elles ont commencé à se développer rapidement. Les mousses ne se sont pas révélées aussi viables car elles ont besoin d’eau sous forme de gouttelettes pour survivre. Pour cette raison, ils apparaissent dans des endroits très humides.

Aujourd’hui, les plantes se sont répandues sur toute la planète. On peut les observer dans le désert, sous les tropiques et dans les régions froides. Ils forment des forêts, des marécages, des prairies.

Malgré le fait qu'en réfléchissant aux plantes appelées les plus élevées, on puisse nommer des milliers d'options, elles peuvent toujours être combinées en certains groupes.

Mousses

Pour déterminer quelles plantes sont appelées plus hautes, il ne faut pas oublier les mousses. Il en existe environ 10 000 espèces dans la nature. Extérieurement, c'est une petite plante, sa longueur ne dépasse pas 5 cm.

Les mousses ne fleurissent pas, elles n’ont ni racine ni système conducteur. La reproduction se fait à l'aide de spores. Le gamétophyte haploïde prédomine dans le cycle de vie des mousses. C'est une plante qui vit plusieurs années et peut avoir des excroissances semblables à des racines. Mais le sporophyte des mousses ne vit pas longtemps, il se dessèche, n'a qu'une tige, une capsule où mûrissent les spores. La structure de ces représentants de la faune est simple, ils ne savent pas s'enraciner.

Les mousses jouent le rôle suivant dans la nature :

• Ils créent une biocénose particulière.
• La couverture de mousse absorbe les substances radioactives et les retient.
• Ils régulent le bilan hydrique des paysages en absorbant l’eau.
• Ils protègent le sol de l’érosion, ce qui permet un transfert uniforme du débit d’eau.
• Certains types de mousses sont utilisés pour des préparations médicinales.
• Avec l'aide de la tourbe se forme.

Plantes en forme de mousse

En plus des mousses, il existe d'autres plantes supérieures. Les exemples peuvent être différents, mais ils sont tous quelque peu similaires les uns aux autres. Par exemple, les mousses ressemblent aux mousses, mais leur évolution est plus avancée, puisqu’il s’agit d’espèces vasculaires. Ils sont constitués de tiges couvertes de petites feuilles. Ils ont des racines et du tissu vasculaire à travers lesquels se produit la nutrition. En présence de ces composants, les mousses ressemblent beaucoup aux fougères.

Sous les tropiques, on distingue les mousses épiphytes. Ils sont suspendus aux arbres, créant une apparence frangée. Ces plantes ont les mêmes spores.

Certaines plantes de clubmoss sont répertoriées dans le Livre rouge.

Plantes psilotes

Ce type de plante vit plus d'un an. Cela comprend 2 genres de représentants des tropiques. Ils ont des tiges dressées semblables à des rhizomes. Mais ils n’ont pas de véritables racines. Le système conducteur est situé dans la tige et est constitué du phloème et du xylème. Mais l’eau ne pénètre pas dans les appendices foliaires des plantes.

La photosynthèse se produit dans les tiges et des spores se forment sur les branches, qui se transforment en branches cylindriques.

Fougères

Quelles plantes sont aussi appelées supérieures ? Il s'agit notamment des fougères, incluses dans département vasculaire. Ils sont herbacés et ligneux.

Le corps de la fougère comprend :

• Pétiole.
• Plaques de feuilles.
• Racines et pousses.

Les feuilles de fougère étaient appelées frondes. La tige est généralement courte et les frondes poussent à partir des bourgeons du rhizome. Ils atteignent de grandes tailles et effectuent la sporulation et la photosynthèse.

Le cycle de vie alterne entre sporophyte et gamétophyte. Certaines théories suggèrent que les fougères ont évolué à partir de mousses. Bien que certains scientifiques pensent que de nombreuses plantes supérieures proviennent de psilophytes.

De nombreux types de fougères servent de nourriture aux animaux et certaines sont toxiques. Malgré cela, ces plantes sont utilisées en médecine.

Equisétacées

Les plantes supérieures comprennent également les prêles. Ils sont constitués de segments et de nœuds, ce qui les distingue des autres plantes d'espèces supérieures. Les représentants de la prêle ressemblent à certains conifères et algues.

C'est une sorte de représentant de la nature vivante. Ils ont des caractéristiques végétatives similaires à celles des céréales. La longueur des tiges peut atteindre plusieurs centimètres et atteindre parfois plusieurs mètres.

Gymnospermes

Les gymnospermes se distinguent également des plantes supérieures. Aujourd'hui, il en existe peu de types. Malgré cela, divers scientifiques ont soutenu que les angiospermes ont évolué à partir des gymnospermes. En témoignent divers restes végétaux découverts. Des études ADN ont été menées, après quoi certains scientifiques ont proposé des théories selon lesquelles cette espèce appartiendrait à un groupe monophylétique. Ils sont également divisés en plusieurs classes et départements.

Angiospermes

Ces plantes sont aussi appelées plantes à fleurs. Ils sont classés comme une espèce supérieure. Ils se distinguent des autres représentants par la présence d'une fleur qui sert à la reproduction. Ils ont une particularité : la double fécondation.

La fleur attire les agents de pollinisation. Les parois de l'ovaire grandissent, se transforment et se transforment en fruit. Cela se produit si la fécondation a eu lieu.

Il existe donc différentes plantes supérieures. Des exemples d'entre eux peuvent être répertoriés depuis longtemps, mais ils ont tous été divisés en certains groupes.

Les plantes ont évolué depuis leur arrivée sur terre et leurs corps ont été divisés en segments, chacun ayant sa propre fonction. Mais les algues n'ont pas une telle division et leur corps est entièrement constitué d'un seul type de tissu. C'est pourquoi elles sont considérées comme des plantes inférieures.

Classification obsolète des plantes inférieures

Jusqu'au milieu du 20e siècle, la catégorie des plantes inférieures, outre les algues, comprenait des organismes tels que :

• Bactéries ;
• Lichens ;
• Champignons.

Cependant, avec le développement de la technologie et des méthodes de recherche, il est devenu clair que parmi tout cela, seules les algues sont des plantes. Les champignons et les bactéries ont été classés dans des règnes distincts, et les lichens sont inclus dans une catégorie distincte car Il s'agit d'un organisme hétérogène, représentant une symbiose d'algues avec un champignon ou une bactérie.

Différence entre les plantes inférieures et supérieures

DANS monde moderne Les scientifiques utilisent rarement le terme « plantes inférieures » et uniquement en relation avec les algues, comme mentionné ci-dessus. Puisque ces organismes vivent dans l’eau, leur corps entier (thalle) est constitué d’un seul type de tissu qui remplit toutes les fonctions, telles que :

• La reproduction;
• Photosynthèse;
• Synthèse de substances utiles à partir de l'eau.

La densité de l'eau leur permet de rester en surface ou de se fixer au fond, mais sans perdre leur forme.

Lorsqu’elles ont atteint la surface, les conditions environnementales ont forcé les plantes à suivre un chemin d’évolution différent. Par exemple, sur terre, il y a de l'eau et matériel utile concentrés dans le sol auquel les plantes sont attachées, mais les rayons du soleil n'y pénètrent pas. Ainsi, chez les plantes supérieures, les racines se spécialisaient dans l’absorption de l’eau et des minéraux, tandis que les feuilles, au contraire, étaient engagées dans la photosynthèse. Pour résister au vent, la tige est devenue dure et de nombreuses plantes ont développé des vaisseaux pour relier les racines aux feuilles.

Les plantes supérieures comprennent actuellement :

• Fougères;
• Gymnospermes ;
• Angiospermes.

Parmi les types répertoriés, les mousses sont les plus primitives et les plus proches des algues. Leur corps n'est pas divisé en un grand nombre de sections, c'est pourquoi on les appelle souvent plantes à spores inférieures.

Toutes les plantes de notre planète sont divisées en deux groupes : inférieures et supérieures.

Les plantes inférieures n'ont pas de véritables tissus ni organes et peuvent être unicellulaires ou multicellulaires. Leur corps s'appelle le thalle. Les plantes inférieures comprennent des algues.

Les plantes supérieures possèdent des tissus (éducatifs, conducteurs, tégumentaires, basiques, mécaniques) et des organes (pousse et racine). Ceux-ci incluent les mousses, les mousses, les prêles, les fougères - plus élevées plantes à spores; et gymnospermes, angiospermes - plantes à graines supérieures.

Par apparence, par structure et caractéristiques biologiques les plantes supérieures sont très diverses. Les plantes supérieures vivant aujourd'hui sont les mousses, les mousses, les prêles, les fougères, les gymnospermes et les plantes angiospermes (à fleurs). Nombre total leurs espèces dépassent 285 mille.

Contrairement aux « plantes inférieures », les plantes supérieures se caractérisent par un certain nombre de caractéristiques d'une organisation supérieure. Leur corps est divisé en organes : pousse et racine (à l'exception des bryophytes). Ces organes contiennent de nombreux tissus différents.

Les plantes supérieures ont un système conducteur bien développé, représenté par le xylème (trachéides ou vaisseaux) et le phloème (tubes criblés accompagnés de cellules). Outre le système conducteur, il existe un système complexe de tissus tégumentaires, un appareil stomatique complexe ; Les mécaniques ont connu un fort développement.

Un trait caractéristique des plantes supérieures est le changement correct de générations (gamétophytes et sporophytes) dans leur cycle de développement. Le gamétophyte - la génération sexuée sur laquelle se forment les anthéridies et les archégones - est remplacé par la génération asexuée du sporophyte, sur laquelle se forment des sporanges avec des spores. Le gamétophyte est toujours une plante haploïde, le sporophyte est une plante diploïde.

Chez les bryophytes, le gamétophyte domine le cycle de vie et le sporophyte occupe une position subordonnée et vit sur le gamétophyte. Les mousses, les prêles et les fougères sont caractérisées par l'indépendance biologique du sporophyte et du gamétophyte, mais le sporophyte prédomine dans le cycle de vie et le gamétophyte prédomine dans divers degrés réduit Chez les plantes supérieures les plus organisées (gymnospermes, angiospermes), on observe la plus grande réduction du gamétophyte.

Divisions des plantes supérieures

Les plantes supérieures sont généralement divisées en 9 divisions, dont deux combinent uniquement des formes éteintes - rhinophytes, zostérophyllophytes ; sept divisions sont représentées par les plantes vivantes - bryophytes, lycophytes, psilotoïdes, prêles, ptéridophytes, gymnospermes, etc.

Département de Rhyniophyta

Les rhiniophytes (psilophytes) ont disparu au Dévonien moyen. Ces premières plantes supérieures avaient une structure très simple. Ils se reproduisaient par spores et avaient des corps à ramifications dichotomiques avec des sporanges apicaux. Il n’y avait aucune différenciation entre racines, tiges et feuilles.

On pense que les rhiniophytes constituent le groupe ancestral d’origine dont descendent les bryophytes, les lycophytes, les prêles et les ptéridophytes.

Division Zostérophyllophyta

Ce département comprend un petit groupe de plantes qui existaient au Dévonien inférieur et moyen. Ils avaient beaucoup de points communs avec les rhyniophytes. Peut-être que les plantes de ce groupe vivaient dans l'eau. Comme les rhiniophytes, ils n’avaient pas de feuilles ; leurs pousses aériennes se ramifiaient de manière dichotomique. Les sporanges des zostérophyllophytes, qui avaient une forme sphérique ou en forme de haricot, étaient situés latéralement sur des tiges courtes, c'est leur différence avec les rhinophytes.

Division Bryophytes

Les bryophytes sont des plantes à feuilles persistantes, autotrophes, pour la plupart vivaces. Ils comptent environ 25 000 espèces et sont connus depuis le Carbonifère. Ce groupe de plantes supérieures descend apparemment d’anciennes algues vertes.

Le corps des bryophytes est soit un thalle (thalle) pressé contre le substrat, soit une tige avec des feuilles ; il n'y a pas de racines, il n'y a que des rhizoïdes. Ce sont de petites plantes, leurs tailles varient de 1 mm à plusieurs dizaines de centimètres. Les bryophytes ont une organisation interne relativement simple. Leur corps contient du tissu d'assimilation, mais les tissus conducteurs, mécaniques, de stockage et tégumentaires sont faiblement exprimés par rapport aux autres plantes supérieures.

Contrairement à toutes les autres divisions des plantes supérieures, le corps végétatif des bryophytes est représenté par le gamétophyte, qui domine dans leur cycle de vie, tandis que le sporophyte occupe une position subordonnée, se développant sur le gamétophyte.

Sur le gamétophyte des bryophytes, des organes reproducteurs se développent - mâles (anthérides) et femelles (archégones). Un grand nombre de spermatozoïdes biflagellés se forment dans les anthéridies. Chaque archégone produit un œuf. Dans des conditions humides (sous la pluie), les spermatozoïdes, en entrant, pénètrent dans l'ovule situé à l'intérieur de l'archégone. L'un d'eux fusionne avec elle, produisant la fécondation. À partir d'un œuf fécondé (zygote), naît un sporophyte, c'est-à-dire une génération asexuée représentée par une capsule posée sur une tige. Des spores se forment dans la boîte.

Lorsqu'une spore germe, un protonème apparaît - un mince fil ramifié (moins souvent une plaque). De nombreux bourgeons se forment sur le protonème, donnant naissance à des gamétophytes - pousses feuillues ou thalles en forme de plaque.

Les gamétophytes des bryophytes sont capables de multiplication végétative, et leur cycle de développement longue durée peut se produire sans formation de sporophytes.

Les bryophytes regroupent 3 classes : Anthocérotacées, Hépatiques Et Mousses de feuilles.

DANS classe Anthocérotidés(Antocerotae), il existe environ 300 espèces. Ils sont distribués principalement dans les régions tropicales et tempérées chaudes du globe. Dans notre pays, on ne trouve que le genre Antoceros, représenté par 3-4 espèces.

Le gamétophyte des anthocérotes est un thalle (thalle). Chez les espèces du genre Anthoceros, le thalle est en forme de rosette, de 1 à 3 cm de diamètre, moins souvent en forme de feuille, vert foncé, étroitement adjacent au sol. Les capsules (sporogonie) sont nombreuses, légèrement courbées, en forme de poils. Ils donnent aux mousses anthocérotes un aspect distinctif.

DANS classe hépatiques(Heraticae), il existe plus de 6 000 espèces. Les hépatiques sont répandues. Contrairement aux autres bryophytes, chez la plupart des hépatiques, le protonème est peu développé et de courte durée. Le gamétophyte a une forme thalliforme ou tige foliaire. La structure du gamétophyte dans les mousses hépatiques est très diversifiée, mais le sporophyte est du même type.

A titre d'exemple, nous pouvons considérer un représentant de la sous-classe des Marchantiidae - Marchantia polymorpha. C'est l'une des hépatiques les plus répandues dans notre flore (dans les marécages et les forêts sur les sites d'incendie). Le corps de Marchantia est représenté par un thalle en forme de plaque vert foncé.

Marchantia est une plante dioïque. Sur certains spécimens, des archégones se forment, sur d'autres, des anthéridies. Les archégones se développent sur un support spécial dont le sommet ressemble à une étoile à rayons multiples. Le peuplement mâle avec anthéridies ressemble à un disque plat.

La sous-classe des Jungermanniidae contient à la fois des thalles et des plantes à feuilles. La plupart des Jungermanniacées ont des pousses dorsoventrales couchées. La forme et leur fixation à la tige sont variées, la forme de la boîte est de sphérique à cylindrique, elle ouvre généralement par 4 portes.

À classe Mousses feuillues(Musci) comprend 3 sous-classes : mousses de sphaigne, d'andréique et de brie ; Parmi celles-ci, nous considérerons deux sous-classes : les Sphaignes et les Briacées.

Sous-classe Sphaignes(Sphagnidae) est représenté par une famille des Sphagnaceae avec un seul genre Sphagnum. Il existe 42 espèces trouvées dans notre pays. Les sphaignes sont répandues dans les régions tempérées et froides de l'hémisphère nord, formant une couverture continue dans les marécages et les forêts humides.

Les tiges des sphaignes sont dressées et portent des branches feuillues en forme de fascicules. Au sommet, les branches sont raccourcies et rassemblées en une tête plutôt dense.

Les feuilles sont monocouches et possèdent deux types de cellules : chlorophylliennes et aquifères (hyalines). Les cellules porteuses de chlorophylle sont étroites, en forme de ver et contiennent des chloroplastes. Ils sont situés entre de larges cellules aquifères incolores, dépourvues de contenu cellulaire. Grâce à ses nombreuses cellules aquifères, la sphaigne peut absorber rapidement de grandes quantités d’eau (près de 40 fois son poids sec).

Des anthéridies et des archégones se forment dans la partie supérieure des tiges. Après la fécondation de l'œuf, une capsule se développe à partir de l'archégone.

La sous-classe des Bryidae est représentée dans votre pays par environ 2 000 espèces. Les mousses vertes sont le plus souvent des plantes vivaces d'une hauteur de 1 mm à 50 cm, leur couleur est généralement verte. Ils sont répandus et forment une couverture continue dans les marécages, les forêts de conifères, les prairies, les montagnes et la toundra.

Les mousses vertes sont caractérisées par un protonème ramifié bien développé, souvent filamenteux. Les mousses vertes sont très diverses dans la structure de leurs organes végétatifs.

À titre d'exemple reflétant les caractéristiques les plus importantes des plantes de cette sous-classe, considérons la mousse de lin coucou (commune de Polytrichum), répandue dans les forêts humides de conifères et en bordure des marécages. La tige de cette mousse est dressée, non ramifiée, atteint une hauteur de 30 à 40 cm et est densément couverte de feuilles linéaires-lancéolées.

Le lin Kukushkin est une plante dioïque. Les archégones se forment au sommet des tiges de certaines plantes et les anthéridies sur d'autres. Après la fécondation, une capsule se développe à partir du zygote, posée sur une tige. Les spores mûrissent dans la boîte. La spore, une fois sur un sol humide, germe, donnant naissance à un protonème filamenteux. Des bourgeons se forment sur le protonème, à partir duquel ils se transforment en feuilles.

L'importance des mousses dans la nature est grande. Les représentants des bryophytes poussent presque partout. L'exception concerne les habitats salins avec substrat mobile ; les bryophytes marins sont inconnus. Les mousses sont abondantes dans les marécages et les forêts. Ils dominent souvent le couvert végétal des forêts de conifères (forêts d'épicéas, forêts de pins, etc.). Les mousses sont abondantes dans la toundra et en haute montagne. La zone de toundra et les hautes terres humides sont appelées à juste titre le royaume des mousses et des lichens.

La capacité des bryophytes à absorber rapidement l'eau et à la retenir fermement fait que le gazon mousse devient tourbeux par le bas et se décompose faiblement. La couverture de mousse peut contribuer à l’engorgement des zones. Les sphaignes ont des propriétés antibiotiques et sont utilisées en médecine. Participant à la formation du couvert mousseux des tourbières surélevées, ce sont des tourbiers. La tourbe de sphaigne est largement utilisée comme combustible et en agriculture.

De nombreuses mousses vertes forment un tapis continu dans les tourbières de plaine, où elles forment des dépôts de tourbe de plaine riche en nutriments. La tourbe de plaine est largement utilisée en agriculture comme engrais. Les mousses ont aussi une signification négative. Poussant dans un tapis dense et continu, ils gênent l'aération du sol, le provoquant ainsi. Cela affecte négativement la vie de nombreuses plantes. Le rôle des hépatiques dans le couvert végétal est généralement bien moindre que celui des sphaignes et des mousses vertes.

Division Lycopodiophyta

Les Lycopodes sont l'un des groupes de plantes les plus anciens. Les premiers lycophytes étaient des plantes herbacées. Au cours de la période carbonifère, des espèces arborescentes sont apparues, mais elles ont disparu et leurs restes ont formé des gisements de charbon. La plupart des lycophytes ont aujourd'hui disparu. Seules quelques espèces de mousses massues et de sélaginelles ont survécu.

Tous les représentants modernes des lycophytes sont des plantes herbacées vivaces, généralement à feuilles persistantes. Certains d’entre eux ressemblent à des mousses vertes. Les feuilles des lycophytes sont relativement petites, ce qui est typique de ce groupe de plantes. Les ramifications dichotomiques (fourchues) sont également caractéristiques des lycopodes. Au sommet des tiges de nombreux lycophytes se forment des épillets (strobilles), dans lesquels mûrissent les spores.

Parmi les lycophytes, il existe des plantes homosporées et hétérosporées. Chez les espèces homospores, les spores ne diffèrent pas morphologiquement ; lors de leur germination, des gamétophytes bisexuels se forment ; Chez les espèces hétérosporées, les petites spores donnent naissance à des gamétophytes mâles portant des anthéridies, et les grosses spores donnent naissance à des gamétophytes femelles portant des archégones. Les spermatozoïdes bi- ou multiflagellés se forment dans les anthéridies et les ovules se forment dans les archégones. Après la fécondation, une nouvelle génération naît du zygote résultant : le sporophyte.

La section Mossaceae comprend deux classes : les Mossaceae et les Polusniformes. De la classe des Plaunovs, nous considérerons l'ordre des Plaunovs et de la classe des Polushnikovs - l'ordre des Selaginella, dont les représentants vivent actuellement.

Ordre des Lycophytes(Lycopodiales) est caractérisée par l'homosporosité. Il est représenté par une seule famille - les Lycopodiaceae. Cette famille comprend le genre Lycopodium, qui compte environ 400 espèces. Il existe 14 espèces de mousses trouvées dans notre pays.

Beaucoup de mousses sont petites plantes herbacées. Leurs feuilles sont relativement petites. Une nervure médiane constituée de trachéides et de cellules de parenchyme s'étend le long de la feuille.

Considérons l'un des types de mousse des clubs - la mousse des clubs (Lycopodium clavatum). Cette espèce est répandue et se trouve dans les forêts de conifères (généralement des pins) sur des sols pauvres. La mousse de mousse est une plante herbacée vivace à feuilles persistantes avec une tige rampante atteignant 1 à 3 m de long sur laquelle se forment des pousses aériennes montantes atteignant 20 cm de haut, se terminant par des épillets porteurs de spores. Toutes les pousses sont densément couvertes de petites feuilles subulées. Les épillets contiennent des sporanges en forme de rein, dans lesquels se forment un grand nombre de petites spores jaunes identiques.

Après maturation, les spores tombent au sol. Lorsqu'ils germent, une excroissance (gamétophyte) se forme. La croissance de la mousse est vivace et ressemble à un petit nodule (2 à 5 mm de diamètre) avec des rhizoïdes. Il est incolore, manque de chlorophylle et ne peut pas se nourrir seul. Son développement ne commence qu'après la pénétration des hyphes fongiques (mycorhizes endotrophiques) dans l'organisme.

Sur la surface supérieure du prothalle, dans les profondeurs de ses tissus, se forment des anthéridies et des archégones. La fécondation se produit en présence d'eau. À partir de l'œuf fécondé, un embryon se développe et devient une plante vivace à feuilles persistantes - le sporophyte.

Chez les lycophytes, il y a un changement de génération clairement exprimé. Le cycle de développement est dominé par le sporophyte. La division de réduction se produit dans le sporange lors de la formation des spores.

Les tiges et les feuilles des mousses club contiennent des alcaloïdes utilisés en médecine. Les spores sont utilisées sous forme de poudre pour les poudres, ainsi que pour saupoudrer des pilules. Pour protéger les réserves de mousses massues, lors de la collecte des spores, il est nécessaire de couper soigneusement uniquement les épillets porteurs de spores.

Ordre des Sélaginellacées(Selaginellales), appartenant à la classe Polushnikovye, se caractérise par une hétérosporité. Il est représenté par une seule famille, les Sélaginellacées. Il existe près de 700 espèces dans le genre Selaginella, principalement originaires des régions tropicales et subtropicales. Il existe 8 espèces de ce genre dans notre pays. Les Selaginella ont une apparence très diversifiée. La plupart d’entre elles sont de petites plantes herbacées généralement rampantes. Les feuilles sont simples, entières, petites, jusqu'à 5 mm de long. Reproduction asexuéeà l'aide de spores, c'est la principale méthode de reproduction de Selaginella.

Regardons de plus près Selaginella sélaginoides(Selaginella sélaginoides). Cette plante a de courtes tiges rampantes couvertes de feuilles ovales allongées. Des épillets porteurs de spores se forment au sommet de la pousse. La principale différence entre Selaginella et les mousses massues est que le même épillet contient deux types de sporanges. Certains d'entre eux sont plus gros (mégasporanges) et contiennent 4 grosses spores (mégaspores). D'autres sporanges sont plus petits (microsporanges) et contiennent de nombreuses microspores.

Pendant la germination, la microspore forme un prothalle mâle très réduit, sur lequel se développe une anthéridie. Un prothalle femelle se développe à partir de la mégaspore, sur laquelle se développent quelques archégones. Le mouvement des spermatozoïdes se produit dans l'eau après la pluie ou la rosée. Au fil du temps, une plante adulte se développe à partir d’un œuf fécondé.

Ainsi, chez Selaginella, deux types de spores se forment - les microspores et les mégaspores - et des prothles unisexuées se développent. Les thalles, notamment mâles, sont considérablement réduits, ce qui constitue la direction principale de l'évolution des plantes supérieures. Cela se voit clairement dans d’autres départements des usines supérieures. Les Selaginella sont peu utilisées par l'homme.

Division Psilotophyta

Le département des Psilotidae comprend 12 espèces. Il comprend deux genres : Psilotum et Tmesipteris. Les représentants de ces genres sont répartis en dehors de notre pays dans les régions tropicales et subtropicales. Ils sont disposés simplement et ressemblent à des rhyniophytes. Leur structure conserve des traits extrêmement primitifs, qui témoignent de leur origine très ancienne.

Le sporophyte psilota n'a ni racines ni feuilles. Il se compose d'une partie aérienne dichotomiquement ramifiée avec des excroissances en forme de petites écailles et d'un système ramifié de rhizomes avec de nombreux rhizoïdes.

Le Psilot est une plante homosporée. Les spores se forment dans des sporanges situés aux extrémités de courtes branches latérales. Un gamétophyte souterrain se développe à partir de la spore, à la surface de laquelle se trouvent des anthéridies et des archégones. Les spermatozoïdes sont multiflagellés et ont besoin d’eau pour atteindre l’ovule.

Tmesipteris est similaire au psilot, s'en différenciant par des appendices plus grands en forme de feuilles.

Division Equisétophyta

Les Equisetaceae se caractérisent par une division en entre-nœuds et nœuds clairement définis avec des feuilles verticillées.

Actuellement, les prêles sont représentées sur Terre par une classe Equisetopsida, qui comprend un ordre Equisetales et une famille Equisetales. Il n'existe qu'un seul genre dans cette famille - la Prêle (Equisetum), qui comprend environ 30 espèces dont 17 se retrouvent dans notre flore (dans les marécages, forêts, prairies, terres arables, etc.).

Les prêles ont atteint leur plus grand développement au Carbonifère. Beaucoup d’entre eux étaient alors représentés par de grands arbres. Plus tard, les formes arborescentes ont disparu. Leurs dépouilles ont donné naissance à des gisements de charbon. De nombreuses formes herbacées ont également disparu.

Les prêles modernes sont des herbes rhizomateuses vivaces dont la tige atteint plusieurs dizaines de centimètres de haut. Aux nœuds de la tige se trouvent des verticilles de branches. Les feuilles en forme de petites écailles poussent avec des gaines dans un tube ; la fonction de photosynthèse est assurée par les pousses vertes. Certaines pousses se terminent par un épillet porteur de spores (strobilus), constitué de sporanges. Les prêles modernes sont des plantes homosporées.

La génération sexuée (gamétophyte) des prêles modernes est représentée par de très petites pousses vertes unisexuées ou bisexuelles de courte durée, mesurant plusieurs millimètres. Des anthéridies et des archégones s'y forment. Les spermatozoïdes multiflagellés se développent dans les anthéridies et les ovules se développent dans les archégones. La fécondation se produit en présence de gouttelettes d'eau liquide et une nouvelle génération asexuée se développe à partir du zygote - le sporophyte.

La structure des prêles et leur cycle de vie peuvent être envisagés à l'aide de l'exemple de la prêle (Equisetum arvense). C'est une plante vivace à rhizome qui pousse dans les champs, les prairies et les jachères. À partir du rhizome, au début du printemps, apparaissent des pousses courtes et droites brun rosé, au sommet desquelles se forme un épillet porteur de spores. Sur l'axe de l'épillet se trouvent des sporophylles qui ressemblent à des écailles hexagonales. Les sporophylles contiennent des sporanges, qui contiennent des spores.

Extérieurement, toutes les disputes sont les mêmes. Chacun possède deux appendices en forme de rubans étroits appelés elater. Les spores sont morphologiquement identiques, mais physiologiquement différentes. Certains d'entre eux, lors de la germination, produisent des pousses mâles, d'autres des pousses femelles.

Le prothalle mâle est une petite plaque verte, divisée en lobes et fixée au sol par des rhizoïdes. Des anthéridies contenant des spermatozoïdes polyflagellés se développent aux extrémités des lobes. Le prothalle femelle est plus grand et porte des archégones. La fécondation se produit en présence d'humidité. Un sporophyte vivace se développe à partir du zygote. Les plantes vertes se développent à partir des rhizomes de prêle pousses végétatives dépourvu d'épillets.

Les autres types de prêle n'ont qu'un seul type de pousse. Il est à la fois sporulé et assimilateur. La valeur pratique des prêles est faible.

Division en forme de fougère (Polypodiophyta)

Les fougères sont des plantes anciennes. Une partie importante d’entre eux a aujourd’hui disparu. De nos jours, les fougères dépassent de loin en nombre d'espèces tous les autres groupes de spores modernes. plantes vasculaires; Plus de 12 000 espèces sont connues. Il existe environ 100 espèces de ce groupe dans notre flore.

Les représentants de ce département sont très divers en termes d'apparence, de formes de vie et de conditions de vie. Beaucoup d'entre eux sont herbacés plantes vivaces, il y a aussi des arbres. Les fougères arborescentes tropicales mesurent jusqu'à 25 m de haut et le diamètre du tronc atteint 50 cm. Parmi les espèces herbacées, il existe de très petites plantes mesurant plusieurs millimètres.

Contrairement aux lycophytes et aux prêles, les ptéridophytes se caractérisent par de « grandes feuilles ». Les « feuilles » des fougères proviennent de tiges et sont appelées « frondes ». Leur origine est confirmée par une croissance apicale.

La taille des frondes des fougères varie de quelques millimètres à 30 cm, leur forme et leur structure sont variées. Les frondes de nombreuses fougères combinent les fonctions de photosynthèse et de sporulation. Certaines espèces (par exemple l'autruche) ont deux types de frondes : photosynthétiques et sporulées. Les feuilles des frondes sont assez souvent plumeuses, souvent disséquées à plusieurs reprises.

La plupart des fougères forestières des régions tempérées ont des rhizomes charnus qui forment chaque année de nouvelles rosettes de frondes, qui prévalent généralement en poids et en taille sur la tige des fougères.

Presque toutes les fougères, sauf aquatiques, - plantes homosporé. Leurs sporanges sont souvent situés sur la face inférieure des frondes et sont rassemblés en groupes - sori. Les spores de fougère donnent naissance à des excroissances bisexuelles libres (gamétophytes) portant des anthéridies et des archégones. Pour la fécondation, la présence de gouttelettes d'eau liquide est nécessaire, dans laquelle les spermatozoïdes multiflagellés peuvent se déplacer.

Un sporophyte se développe à partir d'un œuf fécondé. Au fur et à mesure que le sporophyte grandit, il devient indépendant et le gamétophyte meurt.

La division Fougère est divisée en 7 classes. Parmi celles-ci, 4 classes sont représentées exclusivement par des formes fossiles, dont l'apparence diffère des fougères typiques.

Regardons de plus près la fougère bouclier mâle (Dryopteris filix-mas), qui plan global la structure et le cycle de développement sont typiques des fougères. Il forme un rhizome rampant épais, au bout duquel apparaît chaque année une rosette de grandes « feuilles » doublement pennées. Les jeunes feuilles ont une forme d'escargot à leur extrémité et poussent à partir du sommet (comme une tige). Des racines adventives s'étendent à partir des rhizomes.

Des sores ronds se forment sur la face inférieure des frondes en été. Des spores identiques se forment à l'intérieur du sporange. La fougère bouclier mâle est une fougère typiquement homosporée. Une fois allumée, la spore germe et une pousse se forme. Il s'agit d'une plaque verte en forme de cœur d'environ 1 cm. Des archégones et des anthéridies se forment sur la surface inférieure du prothalle. Des spermatozoïdes multiflagellés tordus en hélice se développent dans les anthéridies. La fécondation se produit en présence d'eau. Un grand sporophyte vivace se développe progressivement à partir d'un œuf fécondé.

Les fougères aquatiques sont des plantes hétérosporées. Il s'agit d'un petit groupe. Un exemple est la salvinia flottante (Salvinia natans), qui appartient à l'ordre des Salviniales. C'est une petite plante qui flotte sur l'eau.

Les gamétophytes mâles et femelles se développent à partir de micro et mégaspores, qui se forment dans les micro et mégasporanges. Le gamétophyte mâle, développé à partir d'une microspore, est fortement réduit.

Le gamétophyte femelle se développe à l'intérieur d'une mégaspore et est multicellulaire. Après la fécondation, un sporophyte vivace se développe. Le processus de germination des spores, de fécondation et de développement des sporophytes se déroule dans l’eau.

L'importance pratique des fougères est faible. Les jeunes feuilles de certaines plantes herbacées, ainsi que le noyau des fougères arborescentes, sont consommées. Certaines fougères sont des plantes médicinales.

Chez les fougères, les prêles et les mousses, la reproduction sexuée ne peut avoir lieu qu'en présence d'eau au moment de la fécondation.

L'évolution ultérieure des plantes supérieures a suivi la voie consistant à assurer l'indépendance de la reproduction sexuée par rapport à la disponibilité de l'eau.

Cette possibilité a été réalisée dans les plantes à graines. Ici, la direction générale du développement évolutif de la lignée sporophytique se poursuit - le développement progressif du sporophyte et la réduction ultérieure du gamétophyte. Le sporophyte atteint sa structure la plus complexe chez les angiospermes.

Parmi les plantes supérieures, seules deux divisions sont caractérisées par la présence d'une graine : les gymnospermes et les angiospermes. La graine a déterminé la dominance des plantes à graines dans la végétation moderne, car elle contient déjà un embryon de sporophyte et contient un apport important de nutriments.

Les plantes à graines sont hétérosporées. Ils produisent des microspores, qui donnent naissance au gamétophyte mâle, et des mégaspores, qui donnent naissance au gamétophyte femelle.

Les mégaspores des plantes à graines se développent éducation spéciale- les ovules (ovules), qui sont des mégasporanges modifiés. La mégaspore reste enfermée en permanence dans le mégasporange. Dans le mégasporange, se produisent le développement du gamétophyte femelle, le processus de fécondation et le développement de l'embryon. Tout cela garantit l'indépendance de la fertilisation vis-à-vis des gouttes d'eau liquide.

Au cours du développement, l'ovule se transforme en graine. La graine contient un embryon - un jeune sporophyte embryonnaire de très petite taille. Il possède une racine, un bourgeon et des feuilles embryonnaires (cotylédons). Un apport suffisant de nutriments dans la graine assure les premières étapes du développement de l'embryon. Ainsi, les graines assurent une dispersion des plantes plus fiable que les spores.

Division Gymnospermes (Pinophyta ou Gymnospermae)

Les gymnospermes sont des arbres ou des arbustes à feuilles persistantes, moins souvent à feuilles caduques, et rarement des lianes. Les feuilles des gymnospermes varient considérablement en forme, taille, caractéristiques morphologiques et anatomiques. Ainsi, la forme des feuilles peut être en forme d'écailles, d'aiguilles, pennées, doubles pennées, etc.

Les gymnospermes appartiennent aux plantes hétérosporées. Les microspores se forment dans les microsporanges situées sur les microsporophylles, et les mégaspores se forment dans les mégasporanges formées sur les mégasporophylles. Les micro- et mégasporophylles attachées à l'axe sont une pousse raccourcie portant des spores (strobilus ou cône). La structure des strobiles chez les gymnospermes est variée.

Le département des Gymnospermes comprend 6 classes, et les classes Fougères à graines (Pteridospermae) et Bennettites (Bennettitopsida) sont complètement éteintes. Les gymnospermes vivants d'aujourd'hui, au nombre d'environ 700 espèces, appartiennent aux classes Cycadopsida, Gnetopsida, Ginkgopsida et Pinoposida.

Fougères à graines de classe a atteint son plus grand développement au cours de la période carbonifère. Ces plantes ont complètement disparu au cours de la période du Trias. Ils étaient représentés par des arbres et des vignes. Leurs formes arborescentes ressemblaient à des fougères arborescentes modernes. Contrairement aux fougères modernes, elles se reproduisent par graines.

Les fougères à graines avaient de grandes feuilles, principalement plumeuses. Les feuilles assimilatrices différaient nettement des feuilles portant des spores (sporophylles). Ces dernières étaient de deux types : les microsporophylles et les mégasporophylles.

Les groupes primitifs ont évolué à partir des fougères à graines gymnospermes, qui se caractérisent par de vrais strobiles, ou cônes (Bennettite, cycas).

Classe Bennettite- des plantes complètement éteintes. Ils étaient principalement représentés par des formes arborescentes. Beaucoup d’entre eux avaient un tronc mince et haut surmonté de grandes feuilles plumeuses au sommet.

De nombreux Bennettites avaient des strobiles bisexuels, rappelant par leur structure la fleur des angiospermes modernes. Microsporophylles dans grandes quantitésétaient situés le long de la périphérie du strobilus et des mégasporophylles réduites étaient situées au centre du strobilus. Chaque mégasporophylle avait un ovule. Les graines de Bennettite contenaient un embryon qui remplissait toute la graine.

Les bennenites ressemblent en apparence aux cycas, et on pense que les deux classes descendent des fougères à graines.

Classe Cycadacées- un groupe de plantes autrefois répandu. Actuellement, cette classe comprend environ 120 espèces appartenant à 10 genres, présentes dans les régions tropicales et subtropicales du globe. Les cycadales sont des plantes arborescentes semblables aux palmiers. Leurs feuilles sont grandes, dures et persistantes. Chez la plupart des cycadales, les sporophylles sont rassemblées dans des strobili (cônes), formés à l'extrémité du tronc parmi les feuilles. Les cycadales sont des plantes dioïques. Les strobiles mâles et femelles se forment sur des individus différents.

L'un des représentants typiques de la classe est le cycas tombant (Cycas revoluta), répandu en Asie de l'Est. Il s'agit d'un arbre avec un tronc en forme de colonne atteignant 3 m de haut. Au sommet du tronc se trouve une couronne de feuilles plumeuses atteignant 2 m de long. Chez les spécimens mâles, des strobiles mâles de 50 à 70 cm de long se forment.

Les microspores s'échappent du microsporange et sont transférées d'un mètre jusqu'à l'ovule, où le prothalle mâle se développe davantage.

Les mégasporophylles de toutes les espèces du genre cycas sont situées en petit nombre au sommet de la tige, en alternance avec des feuilles végétatives. Les mégasporophylles sont pennées, diffèrent des feuilles végétatives par leur taille plus petite et sont de couleur jaune ou rougeâtre. Dans la partie inférieure de la mégasporophylle, sur ses branches, se trouvent des mégasporanges (ovules). Ils sont grands, mesurant jusqu'à 5 à 6 cm de long.

Au centre de l'ovule se trouve un tissu multicellulaire - l'endosperme (un prothalle femelle modifié), dans la partie supérieure duquel se forment deux archégones avec de gros œufs. La fécondation est réalisée par des spermatozoïdes mobiles possédant de nombreux flagelles. Un embryon se développe à partir d'un œuf fécondé. Elle possède toutes les parties inhérentes à une plante adulte : les premières feuilles (cotylédons) et la tige rudimentaire (sous-cotylédon), qui se transforme en racine.

Ainsi, chez les cycas, la génération sexuelle est considérablement réduite. Le gamétophyte mâle est réduit à trois cellules, dont deux anthéridies. Le gamétophyte femelle est une petite formation située à l'intérieur du macrosporange du sporophyte. La femelle gamétophyte a perdu la capacité d’exister de manière indépendante.

À Classe Gnetovye comprennent des représentants de trois genres : Ephedra, Welwitschia et Gnetum.

La classe est caractérisée par les caractères généraux suivants : la présence de téguments de type périanthe autour des microsporophylles et des mégasporophylles ; ramification dichasiale des assemblées de strobiles ; embryons dicotylédones; la présence de vaisseaux dans le xylème secondaire ; absence de passages de résine.

Il existe 40 espèces dans le genre Ephedra, originaires des régions arides et désertiques du globe. La plupart des espèces sont représentées par des arbustes bas et très ramifiés, rappelant les prêles.

Les éphédras sont des plantes dioïques, moins souvent monoïques. Sur les spécimens mâles, des microstrobiles se forment, sur les spécimens femelles, des mégastrobiles. Au sommet du mégastrobile se trouve un ovule, ou ovule (mégasporange). Un embryon se développe à partir d’un œuf fécondé et une graine se développe à partir d’un ovule, entouré d’une enveloppe extérieure juteuse de couleur rouge.

Il n'existe qu'une seule espèce dans le genre Welwitschia - l'étonnante Welwitschia (Welwitschia mirabilis), qui vit dans les déserts du sud-ouest de l'Afrique. Il possède une racine assez longue et une tige courte et épaisse. Dans la partie supérieure, deux feuilles opposées en forme de ruban s'étendent à partir de la tige, mesurant jusqu'à 2-3 m de long, reposant sur le sol et poussant tout au long de la vie. Velvichia est une plante dioïque. Les micro- et mégastrobiles, formant des assemblages ramifiés complexes, apparaissent directement au-dessus de la base des feuilles, comme à leur aisselle. L'embryon mature est entouré d'endosperme et possède deux cotylédons, un sous-cotylédon, une racine primaire et une tige.

Le genre Gnetum compte environ 30 espèces. Ils poussent dans les forêts tropicales humides. Ce petits arbres, arbustes et vignes. Ils ont de larges feuilles coriaces disposées de manière opposée. Les plantes sont dioïques. Les microstrobilies sont en forme de chaton et complexes. Sur l'axe du mégastrobile, qui ressemble à une boucle d'oreille allongée, se trouvent des ovules (mégasporange). Après la fécondation, un embryon se développe avec deux cotylédons. Les ovules se transforment en graines rose vif.

Le seul représentant moderne la classe Ginkgoidae est Une ancienne plante relique - le ginkgo biloba (Ginrgo biloba). C'est un arbre à feuilles caduques, atteignant une hauteur de plus de 30 m et ayant un diamètre de tronc de plus de 3 M. Les feuilles du Ginkgo sont pétiolées, le limbe est en forme d'éventail, généralement bilobé au sommet. Le Ginkgo est une plante dioïque. Les microstrobiles sont en forme de chaton. Les ovules (généralement au nombre de deux) se développent sur les mégastrobiles. Deux archégones se forment à l'intérieur de chaque ovule. Les spermatozoïdes sont mobiles. L'un d'eux féconde l'œuf. Une graine est formée à partir de l'ovule, qui dans sa structure ressemble à une prune. La couche externe de la coque recouvrant la graine est juteuse, en dessous se trouve une coque dure et pierreuse et une fine couche interne. L'embryon est constitué d'une racine, d'une tige et de deux cotylédons.

Classe Conifère comprend deux sous-classes : Cordaitales et Conifères (Pinidae). Les cordaites sont des plantes disparues depuis longtemps. Ils ont atteint leur plus grand développement au cours de la période carbonifère. Les cordaites étaient de grands arbres avec une tige ramifiée de manière monopodiale et une couronne haute. Entre les feuilles des branches se trouvaient des organes reproducteurs - des collections complexes de strobiles en forme de chaton.

Les conifères constituent la sous-classe la plus étendue et la plus riche parmi tous les gymnospermes. En termes d'importance dans la nature et dans la vie humaine, ce groupe se classe au deuxième rang après les plantes à fleurs. Actuellement, les conifères comptent environ 610 espèces appartenant à 56 genres et 7 familles. Ils forment des forêts sur de vastes étendues Eurasie du Nord et en Amérique du Nord, se trouvent dans les régions tempérées de l'hémisphère sud. En termes d'ancienneté, les conifères sont supérieurs à tous les groupes vivants de plantes à graines ; ils sont connus depuis le Carbonifère.

La structure anatomique des tiges de conifères est assez uniforme. Le bois est constitué de 90 à 95 % de trachéides. L'écorce et le bois de nombreuses espèces de conifères contiennent de nombreux canaux résineux horizontaux et verticaux.

Les strobiles des conifères sont exclusivement dioïques. Les plantes sont monoïques, moins souvent dioïques. Les strobiles varient considérablement en forme et en taille.

Caractéristiques principales cycle de vie Les conifères peuvent être envisagés à l’exemple du pin sylvestre (Pinus sylvestris). C'est un arbre élancé, atteignant une hauteur de 40 m. Aux extrémités des branches de pin se trouvent des bourgeons qui donnent chaque année de nouvelles pousses.

Au printemps, des collections de cônes mâles jaune verdâtre – les strobili – se forment à la base de certaines jeunes pousses. Sur l'axe du cône mâle se trouvent des microsporophylles, sur la surface inférieure de chacune se trouvent deux microsporanges (sacs polliniques). Les microspores se forment à l'intérieur des microsporanges après division par réduction. La microspore commence à germer à l'intérieur du microsporange et se transforme finalement en un grain de pollen qui comporte deux cellules : végétative et générative (à partir de cette dernière, deux gamètes mâles - spermatozoïdes) se développent. Le grain de pollen (pollen) quitte le microsporange (anthère). Le pollen de pin mature a deux coques : la externe est l'exine, la interne est l'intina. L'exine forme deux sacs aériens qui facilitent le transfert du pollen par le vent.

Les mégastrobiles sont appelés cônes femelles. Ils sont collectés en groupes de 1 à 3 aux extrémités des jeunes pousses. Chaque cône représente un axe à partir duquel s'étendent dans toutes les directions des écailles de deux types : stériles (couvrantes) et porteuses de graines. Sur chaque échelle de graines avec à l'intérieur deux ovules se forment. Au centre de l'ovule se développe l'endosperme ou prothalle (gamétophyte femelle). Il est formé d’une mégaspore et ses cellules possèdent un ensemble haploïde de chromosomes. Dans la partie supérieure de l'endosperme, sont pondues deux archégones avec de gros œufs.

Après le processus de pollinisation, le processus de fécondation commence. La période entre la pollinisation et la fécondation dure environ un an. Un long tube pollinique se développe à partir du grain de pollen et se dirige vers l'archégone. Deux spermatozoïdes se déplacent le long du tube pollinique jusqu'à l'ovule. L'extrémité du tube pollinique, qui atteint l'ovule, se rompt et libère des spermatozoïdes. L'un des spermatozoïdes fusionne avec l'ovule et l'autre meurt. À la suite de la fécondation, un zygote diploïde se forme et un embryon en naît.

L'embryon mature est constitué d'un pendule, d'une racine primaire, d'une tige et de cotylédons. Le pendentif éducatif est l'un des caractéristiques distinctives tous les conifères. Parallèlement au développement de l'embryon, le tégument de l'ovule se transforme en tégument. L'ovule entier se transforme en graine. Une fois les graines mûries, les écailles des cônes se séparent et les graines se répandent. Une graine mature a une aile transparente.

La sous-classe des Conifères comprend sept ordres, dont deux sont éteints. Actuellement, on distingue les Araucariacées, les Nogocarpacées, le Pin, le Cyprès et l'If. Les trois dernières commandes sont les plus courantes.

Commander du pin(Pinales) est représenté par une seule famille - le pin (Pinaceae). Il existe 11 genres et environ 260 espèces dans cette famille. Les genres les plus importants sont le pin (Pinus), l'épicéa (Picea), le sapin (Abies) et le mélèze (Larix).

Le plus grand de cette famille est le genre Pine, qui comprend environ 100 espèces. Le pin sylvestre, dont les aiguilles sont récoltées par paires, est répandu dans notre pays. Dans la partie asiatique du pays, le pin de Sibérie (appelé « cèdre de Sibérie »), dont les aiguilles sont collectées par grappes de cinq, est assez répandu. Le pin de Sibérie donne bois précieux et graines comestibles - pignons de pin.

Le genre Spruce comprend environ 50 espèces vivant dans l’hémisphère nord. Ce sont de grands arbres élancés. Les épicéas se caractérisent par une forme de couronne pyramidale. Les aiguilles sont tétraédriques, pointues au bout. Dans notre pays, les deux espèces les plus répandues sont : l'épicéa de Norvège (Picea abies) et l'épicéa de Sibérie (Picea obovata).

Le genre Fir comprend 40 espèces vivant dans l'hémisphère nord. Ce sont de grands arbres de grande taille. Ils ressemblent en apparence à l'épicéa, mais leurs aiguilles sont plates, molles, avec deux bandes de stomates sur la face inférieure. Le sapin de Sibérie (Abies sibirica) est répandu en Russie. Il pousse principalement dans les régions méridionales de la Sibérie occidentale et dans le nord-est de la partie européenne du pays.

Le genre Mélèze est représenté par 15 espèces vivant dans l'hémisphère nord. Ce sont de grands arbres au tronc droit qui perdent leurs aiguilles en hiver. Les aiguilles de mélèze sont douces et plates. Ils sont situés en grappes sur des pousses courtes et individuellement sur des pousses allongées. Dans notre pays, les espèces les plus courantes sont le mélèze de Sibérie (Larix sibirica) et le mélèze de Dahurie (Larix dahurica).

Commander du cyprès(Cupressales) est représenté par deux familles. La famille des Taxodiaceae comprend actuellement 10 genres et 14 espèces. Les taxodiacées modernes sont de grands arbres, moins souvent des arbustes. Parmi eux, il faut citer le sequojadendron giganteum, ou « arbre à mammouth », l'une des plantes les plus grandes et les plus anciennes au monde. Taxodium distichum est également intéressant. Il pousse le long des berges des rivières et des marécages du sud-est de l’Amérique du Nord. Chez cet arbre, les racines horizontales forment des excroissances verticales de forme conique ou en forme de bouteille - racines respiratoires atteignant 0,5 m de haut.

La famille des cyprès (Cupressaceae) comprend 19 genres et environ 130 espèces, largement répartis dans les hémisphères sud et nord. Cyprès - arbustes et arbres à feuilles persistantes. Leurs feuilles sont en forme d'écailles ou d'aiguilles, petites, disposées de manière opposée ou en verticilles de trois, rarement quatre.

Les genres Cypress et Juniper contiennent de nombreuses espèces (respectivement 20 et 55 espèces). Les types de cyprès sont des arbres monoïques à feuilles persistantes avec une couronne pyramidale ou étalée, moins souvent des arbustes. En culture, le plus connu est le cyprès pyramidal à feuilles persistantes. Le genre Genévrier est représenté par de petits arbres ou arbustes à feuilles persistantes, parfois rampants. Les feuilles sont en forme d'aiguilles ou d'écailles. Chez les genévriers, après la fécondation, les écailles des mégasporophylles deviennent charnues et grandissent ensemble, formant ce qu'on appelle les « coneberry ». Les genévriers sont répandus. Ils aiment la lumière, résistent à la sécheresse, au gel et sont peu exigeants envers les conditions du sol.

Commander de l'if(Taxales) comprend des arbres et arbustes à feuilles persistantes de deux familles, 6 genres et 26 espèces. Le genre le plus connu est Tiss, il est représenté par 8 espèces. Dans notre pays, l'if le plus répandu, ou if commun (Taxus baccata), possède des aiguilles plates. Cet arbre a un bois dur et lourd qui résiste presque à la pourriture. Les graines sont entourées d’une enveloppe charnue rouge vif qui les fait ressembler à des baies. L'if est l'arbre le plus tolérant à l'ombre de tous les conifères.