6.2. Высшие споровые растения

Определения и обозначения

Высшие споровые растения — растения, имеющие органы или их зачатки и размножающиеся спорами. К ним относят мхи, папоротники, хвощи и плауны. Их строение помогает жить на суше, хотя для некоторых этапов размножения нужна вода.

Спора — особая клетка, из которой без оплодотворения может развиться новое растение. Споры помогают растению размножаться и расселяться. Они не являются семенами: у них нет зародыша и запаса питательных веществ.

Спорангий — орган или участок растения, где образуются и созревают споры. Когда споры созрели, они могут высыпаться или разноситься окружающей средой. Поэтому спорангий можно представить как место, в котором растение готовит материал для размножения.

Заросток — небольшое самостоятельное растение папоротника, развивающееся из споры и участвующее в половом размножении. На заростке происходит оплодотворение. Из него затем развивается молодой папоротник, поэтому заросток — важное звено жизненного цикла.

Как это устроено

Водоросли обычно живут в воде, а высшие споровые растения приспособлены к жизни на суше. Их тело имеет органы или их зачатки, которые помогают закрепляться, поддерживать растение и получать необходимые вещества. Например, у многих групп есть стебли и листья, а у папоротников, хвощей и плаунов — настоящие корни. Такое строение позволяет осваивать наземные места, хотя размножение всё ещё связано с влажностью.

Споры образуются в спорангиях — специальных органах или участках растения. Созрев, они отделяются и могут разноситься ветром, водой или другими способами. Если спора попадает в подходящее место, где есть достаточно влаги и подходящие условия, она прорастает. Так начинается развитие нового растения или, у папоротников, сначала заростка.

У мхов нет настоящих корней, потому что их тело устроено проще, чем у папоротников, хвощей и плаунов. Вместо корней мхи прикрепляются к поверхности тонкими выростами — ризоидами. Они помогают удержаться на почве или камне и участвуют в поглощении воды. Поэтому мох может расти на влажной почве, даже не имея корней.

У папоротника под землёй находится корневище — видоизменённый стебель, от которого отходят корни и листья. Крупные листья папоротника называют вайями. На нижней стороне листьев часто видны группы спорангиев, в которых созревают споры. Такое расположение помогает образовать споры на листьях, а затем высвободить их в окружающую среду.

Для оплодотворения большинства высших споровых растений нужна вода. Она создаёт влажную дорожку, по которой мужские половые клетки могут добраться до женской клетки. После их слияния образуется оплодотворённая клетка, из которой развивается новое растение. У папоротника до этого этапа из споры вырастает заросток, на котором и происходит половое размножение.

Сравнение основных групп высших споровых растений

Сравнивайте группы по нескольким признакам сразу: наличию корней, строению стеблей и листьев, а также месту образования спор. В таблице приведены общие особенности, а у отдельных видов могут быть свои отличия. По сочетанию признаков легче определить группу растения, даже если один признак не очень заметен.

Разбор задач

Задача 1. Определить группу растения с листьями-вайями, подземным корневищем и спорангиями на нижней стороне листа.

1. Сначала отмечаем листья-вайи: это характерные крупные листья папоротников.
2. Затем проверяем признак корневища. У папоротника корневище — подземный стебель, от которого растут корни и листья.
3. Наконец, спорангии на нижней стороне листа подтверждают определение: у папоротников они часто собраны там в группы.

Ответ: это папоротник. Совпали сразу несколько признаков, поэтому вывод надёжнее, чем если бы мы опирались только на форму листа.

Задача 2. Объяснить, почему мох может расти на влажной почве, хотя у него нет настоящих корней.

1. Различаем настоящие корни и ризоиды: у мха есть ризоиды, но это не корни.
2. Вспоминаем их роль: ризоиды помогают растению удерживаться на поверхности и поглощать воду.
3. Учитываем, что влажная почва даёт мху воду, необходимую для жизни и размножения.

Ответ: мох закрепляется ризоидами, а воду получает с влажной поверхности. Отсутствие настоящих корней не мешает ему расти там, где достаточно влаги.

Задача 3. Расположить этапы размножения папоротника: образование спор, прорастание споры, развитие заростка, оплодотворение, появление молодого папоротника.

1. Сначала в спорангиях образуются споры, затем спора попадает в подходящее место и прорастает.
2. Из проросшей споры развивается заросток. Он участвует в половом размножении папоротника.
3. Для оплодотворения нужна вода: по ней мужская половая клетка достигает женской. После оплодотворения развивается молодое растение.

Ответ: образование спор → прорастание споры → развитие заростка → оплодотворение → появление молодого папоротника. Вода необходима именно на этапе, когда половые клетки должны встретиться.

Типичные ошибки

Называть споры семенами — ошибка: спора не содержит зародыша с запасом питательных веществ. Такое сравнение возникает потому, что и спора, и семя могут дать начало новому растению. Проверь себя: если речь идёт об одной клетке без зародыша, это спора, а не семя.

Считать мхи полностью безорганизменными тоже неверно. У них есть стебельчатые и листоподобные части, хотя настоящих корней нет. Мхи иногда кажутся простыми из-за небольшого размера. Проверь себя: отсутствие корней не означает отсутствие всех частей растения.

Не путай спорангий со спорой: спорангий образует и содержит споры, а спора служит для размножения и расселения. Ошибка возникает из-за похожих слов и их связи друг с другом. Чтобы проверить себя, спроси: это место образования или сама клетка?

Неверно утверждать, что высшие споровые растения размножаются только спорами. Споры участвуют в их жизненном цикле, но также происходит половое размножение, а оплодотворению обычно нужна вода. Можно упустить этот этап, если запомнить только рассеивание спор. Проверь себя: вспомни, откуда появляется новое растение и какую роль играет оплодотворение.

Связь с другими темами

Чтобы понять эту тему, нужно знать, чем растения отличаются от водорослей, и помнить, для чего служат корень, стебель и лист. Эти знания помогают сравнивать строение мхов, папоротников, хвощей и плаунов. Также пригодится представление о размножении: спора и оплодотворение — разные этапы жизненного цикла.

Дальше тема поможет разобраться в семенных растениях и в чередовании поколений — смене этапов жизни растения. Сравнение споровых и семенных растений показывает, как растения приспосабливались к жизни на суше. Эти сведения также связаны с историей развития растительного мира.

Что запомнить

• Высшие споровые растения размножаются спорами и имеют органы или их зачатки.
• К основным группам относят мхи, папоротники, хвощи и плауны.
• Споры образуются в спорангиях.
• У мхов вместо настоящих корней есть ризоиды.
• У папоротников спорангии часто расположены на нижней стороне листьев.
• Для оплодотворения большинства высших споровых растений нужна вода.
• Из споры папоротника развивается заросток.