<<
>>

Вищі рослини

Для вищих рослин характерна диференціація тіла на тканини, що складаються з груп спеціалізованих клітин, які виконують різні функції. За рідким виключенням, вищі рослини поділяються на корінь, стебло і листя.

Роль кожної частини рослин і способи розмноження відомі з шкільної ботаніки. Ми лише відзначимо, що спорам належить менша роль у розмноженні, бо швидко висихають і гинуть. Насіння деяких рослин може зберігатись десятками років і зійти при сприятливих умовах. Появившись в кінці девону, насіння рослин сприяли поширенню рослинності на великих територіях материків – навіть в тих місцях, де клімат був посушливим, або й сухим.

Відділ ринієподібних (Rhyniophyta) – це найдавніші з наземних рослин, у яких ще не бело чіткого поділу на стебло, корінь і листя. Вищі рослини мають устя, елементи провідної тканини (трахеїди) і спори з трьохпроменевою щілиною, що покрита екзиною.

Будова провідної тканини риніофітів свідчить про наземне або напівводне існування. У них стебло було голим або покрите колючками. Коренева система не розвинута. Зазвичай характерні корневища (підземні стебла) з ризоїдами. Споранги групуються у вигляді своєрідних колосків на вершині стебла. Спори трьохпроменеві. Характерним представником цього типу є ринія, яка відома з раннього девону Шотландії, а її предок куксонія – з силурійського періоду. Вимерли представники риніофітів у середині девону. Тобто, цим першим рослинам суші належить стратиграфічна роль, але в зв’язку з обмеженістю їх поширення, породоутворююча роль майже відсутня.

Відділ мохоподібних (Bryophyta) – дуже поширені і дуже давні наземні рослини, існування яких на земній кулі відоме з кам’яновугільного періоду. Можливо пішли від водоростей, але не мають філогенетичних зв’язків з іншими групами рослин. Рослини мають сланевий або листостебловий вигляд. Розмножуються спорами. Поділяються на три класи: антоцератові, печіночні (найдавніші) і листостеблові або справжні мохи.

Перші поділяються на кілька родів (близько 320 видів) і мають сланевий гематофіт та видовжений спорогон; другі – на 2 підкласи (близько 10 тис видів) і мають сланеве або листостеблове вегетативне тіло; треті – це клас, що поділяється на 3 підкласи: андреєвих (близько 100 видів), сфагнових(понад 350 видів) і справжніх мохів (13500 видів). Останні найбільше зустрічаються у кайнозойських відкладах, відіграючи велику роль в утворенні родовищ бурого вугілля та сучасного торфу. Їх поділяють на 3 порядки: сфагнові, андреєві і зелені.

Відділ плауноподібних ( Lycopodiophyta) – рослини, які зараз представлені трав’янистими, а в палеозої вони були деревними формами з добре розвиненим стеблом, що покривалось звичайними листками (лише в деяких протолепідодендронових – вилчастими). Спорангії розміщувались з верхнього боку спорофілів при їхній основі.

Плауноподібні поділяються на 2 класи: плаунових і полушникових та на 5 порядків. До плаунових відносять протолепідодендронових – викопних девонського віку примітивних рослин з простими або вилчастими листками і спорангіями. Далі палеоботаніки виділяють астероксилових і невеликих плаунових. До класу полушникових відносять порядки полушникових і селагінелових, що мали бульбовидне стебло і широкі листки з язичком. За ними добре вивчені лепідодендронові – великі деревовидні різноспорові рослини з лінійними листками і також з язичками, що жили упродовж пізнього палеозою. До цього порядку належать викопні лепідокарпові, у яких макроспорангії були подібні до насінних зачатків.

Плаунові найбільшого розвитку досягли в кам’яновугільному періоді, утворюючи ліси і, таким чином, відіграли велику роль в утворенні кам’яного вугілля. З усіх деревовидних рослин тільки селагінела збереглась до наших днів.

Відділ хвощеподібних (Eguisetaophyta) появився в пермському періоді. З того часу представники цього відділу розповсюдились по усіх материках. Однак Північна півкуля на ці рослини багатша від Південної. Їх можна зустріти в різних природних зонах, але обов’язково біля води або на зволожених грунтах.

В процесі еволюції рослини поділились на численні групи, які відрізняються будовою стебла, листків і органів розмноження. Серед сучасних хвощів є невеликі трав’янисті рослини висотою в 5-15 см, а є й такі, що мають довжину лежачого стебла до 9 м (в тропічних зонах). На кінцях стебла або гілочках вони несуть шишкоподібні стробіли, які складаються з щитоподібних спорангіофорів.

Членистість стебла характерна ознака хвощевидних. В зв’язку з цією особливістю в старих підручниках з палеонтології частину хвощевих відносили до окремого типу членистостеблових. Тільки у гієніопсид, що існували в середньому девоні, членистість стебла виражена слабо.

У більшості рослин стебло порожнє. Листки переважно суцільні лінійні або клиновидні, нерідко дрібні (редуковані), розташовані мутовками.

Характерна риса членистостеблових – наявність своєрідних спорангіофорів, в яких знаходяться спорангії. Мутовки спорангіофорів утворюють на стеблі спороносні зони або сидять на кінцях осей, утворюючи чисті або змішані стробіли.

Клас астерокаламітових (Asterocalamitales) – деревні і частково трав’янисті рослини, що були поширені в пізньому девоні і ранньому карбоні. Дерева на стовбурі мали добре виражену поздовжню ребристість. Серцевина стебла, як і у каламітових, у викопному стані відсутня, а замість неї – внутрішній зліпок (ядро) стебла. Листя у дерев були вузькими, прості або дихотомічно розгалужені. Спороносні шишки були досить різноманітними. Одні з них нагадують шишки сучасних хвощів, а інші - представників родини каламітових. У зв’язку з такою схожістю, допускається, що серед астерокаламітових були предки хвощів і каламітів.

Клас клинолисткових (Sphenophyllales) – викопні деревні і повзучі рослини, що характеризуються членистим ребристим стеблом. На вузлах стебла розташовані мутовки зазвичай клиновидних листків, що розширені в дистальному напрямі. В поперечному розрізі скам’янілого стебла добре видно, що первинна деревина має форму трикутника, а навколо неї розташована вторинна деревина.

Ребристість стовбура така як і у астерокаламітових, а тому листя розташовані одне над другим. Кількість їх кратна 3. Спороносні шишки схожі з каламітовими і мають довжину до 12 см при діаметрі до 1 см. Спорангіофори шишки несуть по одному спорангію, в якому знаходиться велика кількість спор.

Клинолисткові відомі в шарах віком від пізнього девону до пізньої пермі (за іншими даними – від пізнього карбону до ранньої пермі). Але одне несумнівно – вони були важливими породоутворюючими рослинами.

До класу хвощевих відносять каламітових (Calamitaceae) – чисельну видами родину, до якої відносяться викопних роду каламітів пізнього палеозою. На стеблі дерев цього роду були вузли мутовок простих невеликих листків без черешка. Серцевина у дорослих дерев зникає. Навколо порожнини утворюються окремі провідні пучки. У викопному стані трапляються скам’янілі частини деревини з внутрішньою порожниною або тільки внутрішнє ядро (зліпок) серцевинної порожнини з слідами підвузлових каналів листя. Дерева мали висоту 20-30 м, а на скам’янілих стовбурах нерідко добре видно численні плоскі поздовжні ребра, що відділені неглибокими борознами.

Серед представників цього роду у карбоні і пермі були поширені дерева, що мали висоту до 30 м. Розрізняють види каламітів, перш за все, по характерному чергуванню ребер у міжвузлях.

Відділ папоротеподібних (Polipodiophyta) - це найчисленніший і дуже різноманітний відділ рослинного світу. Його представники пристосовані до різних грунтово-кліматичних умов і характеризуються дуже різноманітною морфологічною і анатомічною будовою. Листя папоротеподібних утворились від гілок шляхом їх сплющення на відміну від плауноподібних і членистостеблових, у яких листя росте із стебла. Розміри папоротей змінюються від кількох міліметрів до 25 метрів.

Папоротеподібні розвинулись від ринієподібних і відомі з девонського періоду. Їх поділять на різну кількість класів – від 3 до 7. Якщо взяти поділ на 3 класи – вужачкових, маратієвих і багатоніжкових, то в них відображено найбільші еволюційні ступені розвитку рослин цього відділу. А взагалі відзначимо, що класифікація папоротеподібних досить заплутана. Однак, на даний час, їх нараховується близько 300 родів і понад 10000 видів.

Представники класу вужачкових поширені практично на всіх материках, де є умови для їх існування. Цей клас має тільки один порядок і одну родину, яка об’єднує 3 роди і близько 90 видів.

Представники класу мараттієвих були деревними формами або такими, що не мали стовбура і перисто-розсічене листя розходилось від кореневища. Жили ці папороті в тропічних лісах пізнього палеозою і мезозою, а зараз – в помірних (трав’янисті) і в тропічних зонах (деревні і епіфіти). Окремі представники класу пристосувались до життя у водних умовах, а інші на суходолі і живуть до сьогоднішнього дня.

Клас багатоніжкових розпочав своє існування ще в кам’яновугільному періоді. Розмір їх досягав 20-25 м. Рослини рівноспорові або в меншій мірі різноспорові, поділяються на 3 підкласи.

Відділ пінофітів (Pinophyta) або голонасінних (Cymnospormae). Голонасінні відрізняються від спорових тим, що у них є насіння, яке розвивається від незахищеного зачатку (мікроспорангії) і розташоване відкрито на плодолистиках, але незамкнені у зав’язі (як у покритонасінних).

Поява рослин, що почали розмножуватися насінням було важливим етапом у еволюції, бо покрите захисною оболонкою насіння мало достатню кількість поживних речовин, щоб дати початок життя рослині. Це дало насінним рослинам велику перевагу перед споровими у боротьбі за існування і поширення. Крім того, насіння, при сприятливих умовах, довго може бути життєздатним.

Розмноження рослин починається у насінному зачатку, який представляє собою мегаспорангій або ядро насінного зародку (нуціллус) після того, як у нього попадає пилок. Він являє собою мікрогематофіт що складається із 3 – 4-х клітин, які виникли в результаті проростання мікроспори в спорангії.

Голонасінні представленні деревними рослинами, чагарниками або ліанами.

Деревина розвивається з відкритих колатеральних пучків і завдяки діяльності камбію може вторинно потовщуватися. У більшості голонасінних вона складається з трахеїд. Справжні судини (трахеї), як правило, відсутні.

Поява голонасінних рослин відбулась у девонському періоді після кількох важливих еволюційних подій. Перш за все – виникнення різноспорових у середньому і пізньому девоні. У цих рослин уже був камбій. Деревні форми, які досягли у висоту спочатку більше 10 м (аневрофіт германський), пізніше (в кінці середнього девону) уже мали висоту до 30м. Це були археоптеріси – деревовидні папороті, яких палеоботаніки назвали так тому, що у них листя було схоже на рівномірно розчленовану пір’їну (з лат. Аrcheopteris – перисторозчленоване). Рослини мали ті ж самі органи розмноження, що і різноспорові папороті і типову для голонасінних деревину, що складалась із трахеїд. У пізньому девоні голонасінні починають набувати значного розповсюдження.

Походження цих рослин від типових папоротей зараз відхиляється, але допускається така можливість від найдавніших представників папоротеподібних. Саме серед них є різноспорові дерев’янисті форми з вторинною деревиною.

Отже, появившись у пізньому девоні, голонасінні набули максимального поширення в мезозойській ері і стали пануючими рослинами на усіх материках. Серед сучасної рослинності суші їх відомо близько 800 видів. Разом з викопними їх поділяють на порядки (класи): насінні папороті (або птеридосперми), бенетити, кордаїти, цикадові (саговники), гінкгові і хвойні. Однак такий поділ голонасінних не є одностайним серед вчених. Деякі систематики з хвойних виділяють тисові, а гнетові виділяють в окрему групу оболонконасінних.

З саговникових у наш час в тропічних умовах росте близько 90 видів, а з гінкгових, що були дуже поширені в юрському періоді, зберігся тільки один вид – гінкго. Гнетових, які відомі з палеогенового періоду, тепер існує близько 100 видів, а хвойних, що появились у пермському періоді – понад 400 видів.

Щодо стратиграфічного, породоутворюючого і палеогеографічного значення найголовніших голонасінних, то ми охарактеризуємо їх тільки в загальних рисах.

Порядок насінних папоротей або птеридоспермів (Cycadofilicales) - це найпримітивніші вимерлі голонасінні, які мали листя папоротеподібного виду, що нерідко не відрізнялися від дійсних папоротей. Розмножувались насінням, яке поодинці розташовувалось на кінці пагонів. Серед рослин були і трав’янисті форми. Найбільш типовими родами є Callipteris і Neuropteris. Перший характерний для пермського, а другий – для кам’яновугільного і пермського періодів.

Систематика насінних папоротей розроблена недостатньо. Через схожість відбитків листя застосовують виділення формальних родів. Більше того, з порядку птеридосперм виділені ще два порядки (на основі різновидностей листя): Caytoniales – з пальчасто-розчленованими листками і Clossopteridales – з простими листками. В обох нових порядків листя має сітчасте жилкування. Ці рослини мають відбитки листя і кори стовбурів у відкладах, що нагромадились в інтервалі від девону до юри, але найбільше породоутворююче значення вони мали в карбоні і пермі.

Порядок хвойних (Coniferales) за поширенням в природі займає друге місце після квіткових. Хвойні нараховують 8 родин, близько 55 родів і близько 600 видів у сучасному рослинному світі. Найбільшого розвитку вони досягли у мезозойській ері, а найкраще збереглись навколо Тихого океану, де кліматичні умови з того часу змінились найменше. Саме там росте найбільше видів сосни, ялини, ялиці і модрини.

Появились хвойні ще в кам’яновугільному періоді, а на початку мезозою уже відігравали значну роль у рослинності Північної півкулі. В середині мезозою вони набули найбільшої різноманітності, утворивши два центри поширення: в Південній – араукарієвих і подокарпових, а в Північній – соснових, таксодієвих, тисових і кипарисових, де хвойні були поширені значно більше, ніж зараз – навіть в полярних областях.

Серед сучасних хвойних найдавнішими є араукарієві, подокарпові і особливо соснові. Найдавніші з них соснові, що збереглись майже без змін більше 300 млн років. Багато видів сосни росте на материках завдяки різноманітності екологічних умов і географічній ізоляції.

Серед хвойних є гігантська каліфорнійська секвойя вічнозелена, що досягає у висоту більше 100 м при діаметрі стовбура до 11 м. Але по товщині його ця рослина уступає мамонтовому дереву, яке досягає 12 м, а ще більше – таксодіуму мексиканському з діаметром до 16 м. Деякі екземпляри мамонтового дерева мають вік 3000-4000 років. Але один з видів сосни, яку назвали сосною довговічною (Pinus longaeva), що збереглась у східній частині штату Невада в єдиному екземплярі, почав своє життя близько 4900 років тому назад.

З пізньокрейдової епохи соснові набувають ще більшого поширення – тих видів, які ростуть в наш час: сосна, ялина, ялиця. В палеогені і неогені в умовах помірного і теплого клімату набули поширення таксодієві.

Відділ покритонасінних (Angiospermae) охоплює більше 300 000 видів, які пристосовані до різних умов життя, причому не тільки на суходолі, а й у воді. До цього відділу входять дерева, чагарники і трави.

Появившись у ранньокрейдовій епосі, ці рослини до кінця періоду стали панівними у рослинному світі.

У викопному стані зустрічаються переважно відбитки листків, в меншій мірі – насіння, і ще в меншій – плоди. Зате пилок знаходиться у великій кількості. Хоч відбитки листків трапляються в осадочних породах порівняно часто, визначення покритонасінних досить складне. При цьому особливу у вагу звертають на будову листків. Вони можуть бути цілими або розсіченими (розчленованими) з різною глибиною вирізів – аж до основи пластинки (у складнолистих), перисто-розсіченими, пальчасто-розсіченими. Особливу увагу палеоботаніки звертають на форму жилкування.

Покритонасінні, як відомо, ще з шкільної ботаніки, поділяються на однодольні і дводольні. До перших належать переважно трав’янисті форми (охоплює 10 порядків), а до других – деревні, чагарники, трави (більше 50 порядків).

<< | >>
Источник: Лекції з геолгії.

Еще по теме Вищі рослини:

  1. Модели движения воздуха в воздушных пространствах конструкций вентфасадов при турбулентном режиме
  2. Моделирование теплопотерь в конструкции вентфасада с учетом скорости ветра и термического сопротивления вентилируемого воздушного пространства с отражательной теплоизоляцией
  3. Выводы по главе
  4. Влияние активаторов на зарядно-разрядные процессы
  5. 3.4. Обращения граждан.
  6. Заключение
  7. 9.3. Виды административного принуждения
  8. Общая характеристика исследования
  9. 16.2. Способы обеспечения законности и дисциплины в государственном управлении.
  10. Проблема выявления собственно церковнославянизмов и церковнославяно-русских полисемантов в идиолексиконе Вяземского: некоторые процедуры и результаты
  11. ПРИЛОЖЕНИЕ
  12. Формирование представлений о личностных и профессионально важных качествах идеального школьного учителя в 1900-1920 гг.