§ 18. Многообразие растений

Определения и обозначения

Споровые растения — растения, размножающиеся спорами. Спора может дать начало новому растению, если условия подходят, но семян у таких растений не образуется. Поэтому при определении группы важно выяснить, появляются ли у растения семена.

Семенные растения — растения, размножающиеся семенами. В семени находятся зародыш будущего растения и запас питательных веществ, а покровы защищают зародыш. Благодаря этому он может начать развитие, когда условия станут благоприятными.

Голосеменные растения — семенные растения, у которых семена развиваются открыто, обычно на чешуях шишек. Они не заключены в плод, однако у каждого семени есть собственные покровы. Расположение семян помогает отличать голосеменные от цветковых растений.

Покрытосеменные растения — растения, у которых семена развиваются внутри плода, образующегося из цветка. Цветок участвует в образовании семян, а плод окружает их и защищает. Наличие цветков и плодов — удобный признак этой группы.

Как это устроено

Многообразие растений заметно в том, как устроено их тело, где они живут и как размножаются. Эти особенности связаны с условиями среды: например, растение, живущее в воде, не нуждается в таких же органах для поглощения воды, как наземное. Сравнивая признаки, учёные объединяют растения в группы. При этом группы помогают упорядочить разнообразие, а не превращают его в простую последовательность ступеней.

У водорослей тело не разделено на настоящие корни, стебли и листья. Их простое строение связано с тем, что вода окружает растение и может участвовать в обмене веществ и размножении. Водоросли бывают разными по форме и размеру, но отдельные части их тела не выполняют все функции органов наземных растений. Поэтому нельзя определять настоящие корни только по внешнему сходству с выростами водоросли.

У мхов, папоротников, хвощей и плаунов тело состоит из органов или частей, похожих на органы, однако семян у них нет: они размножаются спорами. Для оплодотворения этим растениям необходима вода, поэтому их размножение связано с влажными условиями. У мхов нет настоящих корней, а папоротники обычно имеют крупные листья. Хвощи и плауны отличаются строением побегов, но, как и папоротники, относятся к споровым растениям.

Появление семени стало важным приспособлением: зародыш получил защиту и запас питания, а размножение перестало быть обязательно связанным с водой. У голосеменных семена лежат открыто, чаще всего на чешуях шишек, и цветков с плодами у них нет. У покрытосеменных семена развиваются внутри плода, который формируется из цветка. Поэтому при сравнении этих групп нужно смотреть не только на способ размножения, но и на то, где находятся семена.

Если сравнивать группы по строению и размножению, можно заметить общие направления усложнения: от тела без настоящих органов к растениям с органами, а от спор — к семенам. Это не означает, что современные группы обязательно сменяют друг друга, словно ступени лестницы. Водоросли, мхи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные существуют сегодня и приспособлены к разным условиям. Сравнение показывает различия и особенности, а не то, что одна современная группа обязательно произошла от другой.

Основные группы растений и их признаки

Сначала сравните строение тела, затем найдите в таблице способ размножения. Если указаны семена, проверьте, находятся ли они в плоде или развиваются открыто. Примеры помогают соотнести признаки с конкретными растениями.

Разбор задач

Задача 1. Распределите мох, сосну и цветковое растение по группам: споровые или семенные. Нужно проверить, чем размножается каждое растение, а не судить по размеру или месту обитания. Затем сопоставьте найденный способ с определениями групп.

1. Мох не образует семян и размножается спорами, значит, он споровый.
2. У сосны есть семена, развивающиеся на чешуях шишек, поэтому она семенная.
3. Цветковое растение также образует семена, обычно внутри плода, и относится к семенным.

Ответ: мох — споровое растение, сосна и цветковое растение — семенные. Наличие цветка не отменяет того, что цветковое растение размножается семенами. Определяющим для деления на эти две группы служит именно способ размножения.

Задача 2. Сравните папоротник и сосну по способу размножения и объясните, почему сосна относится к семенным растениям. Внешний вид здесь не главный: оба растения могут быть крупными, но их органы размножения устроены по-разному. Нужно найти, образует ли каждое из них споры или семена.

1. Папоротник не имеет цветков и семян; он размножается спорами.
2. У сосны образуются шишки, на чешуях которых развиваются семена.
3. Сопоставьте это с определением: растения, размножающиеся семенами, называют семенными.

Ответ: папоротник относится к споровым, а сосна — к семенным растениям. Семена в шишках подтверждают принадлежность сосны к семенным. Шишка не является плодом, поэтому сосна относится к голосеменным.

Задача 3. Растение образует цветки, а его семена находятся внутри плода. Определите группу растения и назовите признаки, подтверждающие ответ. Чтобы не ошибиться, используйте оба признака из условия, а не только слово «семена»: семена есть и у голосеменных. Важно установить, где именно они развиваются.

1. Наличие цветков указывает на размножение, связанное с образованием семян.
2. Плод, внутри которого находятся семена, отличает покрытосеменные от голосеменных.
3. Сверьте сочетание признаков с определением покрытосеменных растений.

Ответ: это покрытосеменное растение. Ответ подтверждают цветки и развитие семян внутри плода. Одного наличия семян было бы недостаточно, чтобы отличить эту группу от голосеменных.

Типичные ошибки

Ошибка — называть споры семенами, потому что и те и другие участвуют в размножении. Но спора не содержит зародыша и запаса питательных веществ, характерных для семени. Проверьте себя вопросом: есть ли внутри зародыш, который защищён покровами, и запас питания? Если нет, речь не о семени.

Иногда считают, что у голосеменных семена совсем без оболочки, потому что они называются открытыми. Слово «открытые» означает, что семена не заключены в плод, а не то, что у них отсутствуют собственные покровы. Чтобы проверить ответ, уточните: семя лежит на чешуе шишки или находится внутри плода? У сосны оно не заключено в плод, но имеет покровы.

Крупные листья папоротника могут напоминать листья цветкового растения, поэтому папоротник иногда ошибочно относят к цветковым. Однако внешнее сходство не доказывает наличие цветков, плодов или семян. Проверьте способ размножения: папоротник образует споры и не образует цветков. Значит, он относится к споровым растениям.

Выросты на теле водорослей могут казаться корнями, стеблями и листьями, но это не настоящие органы наземного растения. Ошибка возникает, если судить лишь по форме, не учитывая строение и функции частей. Проверяйте, разделено ли тело на настоящие органы. У водорослей такого разделения нет.

Связь с другими темами

Чтобы сравнивать группы растений, полезно знать, какие органы выполняют основные функции, и отличать размножение от роста. Рост увеличивает размеры растения, а размножение приводит к появлению новых организмов. Это различие помогает понять, почему споры и семена относятся к способам размножения.

Тема связана со строением цветка и образованием плода и семени. Знание того, как эти части связаны, помогает объяснить признаки покрытосеменных растений. Условия среды тоже важны: они влияют на то, где растение может жить и размножаться.

Знакомство с группами растений пригодится при изучении их классификации и жизненных циклов — последовательности этапов развития. Оно также помогает объяснять роль растений в природных сообществах. Различия между группами показывают, как растения приспособлены к своим условиям обитания.

Что запомнить

• Растения различаются строением тела и способом размножения.
• Водоросли не имеют настоящих корней, стеблей и листьев.
• Мхи, папоротники, хвощи и плауны размножаются спорами.
• Семенные растения размножаются семенами.
• У голосеменных семена не заключены в плод.
• У покрытосеменных семена развиваются внутри плода.
• Цветки и плоды характерны для покрытосеменных растений.