Что относят к растениям
Что называют растениями? Общие характеристики, основные группы, строение и факты
Растения – это обширное царство живых организмов, которые встречаются на большей части суши планеты Земля, а также в водных средах обитания. Вы видите их повсюду. К ним относятся трава, деревья, цветы, кустарники, папоротники, мох и многие другие.
Существует около 320 000 видов растений, из которых подавляющее большинство, около 260–290 тысяч, дают семена. Зеленые растения обеспечивают значительную часть мирового кислорода и являются основой большинства экосистем Земли.
Что делает растение растением? Общие признаки
Вот несколько главных особенностей, которые делают живой организм растением:
Растения являются продуцентами, производящими органические вещества с помощью углекислого газа и энергии солнечного света в процессе фотосинтеза.
Растительная клетка
Клетки растений имеют жесткие клеточные стенки состоящими из целлюлозы, хлоропласты (которые помогают в фотосинтезе), ядра и большие вакуоли, заполненные водой.
Одна из важнейших функций большинства растений – фотосинтез. Растения используют его для создания энергии непосредственно из солнечного света.
Виды растений
Есть много разных видов растений. Часто их подразделяют на две основные группы: сосудистые и несосудистые.
Также растения принято подразделять на следующие группы:
Основная структура растений
Лист – это орган растения, который специализируется на фотосинтезе. Листья улавливают энергию солнечного света, а также захватывают углекислый газ из атмосферы. Многие листья имеют плоскую форму, чтобы улавливать как можно больше солнечного света. Однако листья бывают разных форм, в том числе длинные тонкие иглы, которые можно найти на хвойных растениях.
Стебель – это основная часть, поддерживающая листья, цветы и плоды. У стеблей есть сосудистые ткани, которые перемещают питательные вещества и воду через растение, помогая ему расти. Растения часто хранят питательные вещества в стеблях.
Корень – осевой, как правило, подземный часть растений. Корни помогают удерживать растение и собирают воду или минеральные вещества из почвы. Некоторые растения хранят пищу в своих корнях. Есть два основных типа корней – это волокнистые корни и стержневые корни. Главный корень, как правило, имеет один большой стержень, который растет очень глубоко, в то время как волокнистые корни имеют много ответвлений, растущих в разных направлениях.
Растительные организмы
| Надцарство: | Эукариоты |
| Царство: | Растения |
Содержание
Определение
История
Современность
Определяющие признаки
Появление и эволюция
Разнообразие
Предполагают, что в целом на Земле распространено более 350 тыс. видов растений. К 2004 году учёным удалось классифицировать 287 655 видов, среди них 258 650 цветковых, 16 000 мохообразных, 11 000 папоротников и 8000 зелёных водорослей.
| Отделы | Русское название | Число видов | |
|---|---|---|---|
| Зелёные водоросли | Chlorophyta | Зелёные водоросли | 3800 [4] |
| Charophyta | Харовые водоросли | 4000—6000 [5] | |
| Мохообразные | Marchantiophyta | Печёночные мхи | 6000—8000 [6] |
| Anthocerotophyta | Антоцеротовые мхи | 100—200 [7] | |
| Bryophyta | Моховидные | 10 000 [8] | |
| Высшие споровые растения | Lycopodiophyta | Плауновидные | 1200 [9] |
| Pteridophyta | Папоротникообразные | 11 000 [9] | |
| Equisetophyta | Хвощевидные | 16 | |
| Семенные растения | Cycadophyta | Саговниковидные | 160 [10] |
| Ginkgophyta | Гинкговидные | 1 [11] | |
| Pinophyta | Хвойные | 630 [9] | |
| Gnetophyta | Гнетовидные | 70 [9] | |
| Magnoliophyta | Цветковые растения | 258 650 [12] |
Строение растений
Жизненный цикл растений
Размножение
Для растений характерны два вида размножения: половое и бесполое. Для высших сосудистых растений единственной формой полового процесса является оогамия. Из форм бесполого размножении широко распространено вегетативное размножение.
Происхождение
Трудами многих поколений ботаников выявлены основные вехи становления и развития отдельных структур, органов и растений в целом, начиная от одноклеточных микроскопических водорослей и кончая высокоразвитыми цветковыми растениями, у которых физиолого-биохимические процессы и морфологические образования достигли высокого уровня развития. В основе понимания развития мира растений в целом, как во времени, так и в пространстве, лежит современное эволюционное учение. Его данными, в частности, твёрдо установлена сопряжённая эволюция мира растений и животных (особенно насекомых, птиц и млекопитающих).
Значение
Существование мира животных, включая человека, было бы невозможно без растений, чем и определяется их особая роль в жизни нашей планеты. Из всех организмов только растения и фотосинтезирующие бактерии способны аккумулировать энергию Солнца, создавая при её посредстве органические вещества из веществ неорганических; при этом растения извлекают из атмосферы CO2 и выделяют O2. Именно деятельностью растений была создана атмосфера, содержащая O2, и их существованием она поддерживается в состоянии, пригодном для дыхания. Растения — основное, определяющее звено в сложной цепи питания всех гетеротрофных организмов, включая человека. Наземные растения образуют степи, луга, леса и другие растительные группировки, создавая ландшафтное разнообразие Земли и бесконечное разнообразие экологических ниш для жизни организмов всех царств. Наконец, при непосредственном участии растений возникла и образуется почва.
Пищевая промышленность
Одомашнивание растений
Человеком одомашнено свыше 200 видов растений, относящихся к более чем 100 ботаническим родам. Их широкий таксономический спектр отражает разнообразие мест, где они были одомашнены. Основные продовольственные растения, используемые в культуре в настоящее время были одомашнены в странах юго-западной Азии. В настоящее время это территории Ирака, Ирана, Иордании, Израиля и Палестины. Вероятно, древним земледельцам было известны преимущества вегетативного размножения (клонирования) и близкородственного скрещивания (инбридинга). Примеры растений, репродуцируемых клонированием: картофель, фруктовые деревья. Почти все питательные вещества получаемые людьми с пищей в этих странах поступали от высоко углеводных злаков с довольно высоким содержанием белка (пшеница, ячмень). Тем не менее, белки злаков не полностью сбалансированы по аминокислотному составу (низкое содержание лизина и метионина). Эти злаки древние земледельцы дополнили бобовыми растениями — горох, чечевица, вика. Единственный культурный злак — рожь возник гораздо позже, чем пшеница и другие культурные растения. Самоопылитель лён имеет семена богатые жиром, что дополнило пищевую триаду ранних земледельцев (жиры, белки, углеводы). Ранние земледельцы составили набор одомашненных растений, которые удовлетворяют основным потребностям человека в пище и сегодня. В дальнейшем имело место постепенное распространение культурных растений из очага их возникновения в новые районы. В итоге, одни и те же растения стали пищевыми для населения всего мира. Часть культурных растений прошли одомашнивание в странах юго-восточной Азии. Сюда относятся такие самоопылители как хлопок, рис, сорго, арахис.
Современные культуры растений
Из огромного разнообразия царства растений особое значение в повседневной жизни имеют семенные и главным образом цветковые (покрытосеменные) растения. Именно к ним относятся почти все растения, введённые человеком в культуру. Первое место в жизни человека принадлежит хлебным растениям (пшеница, рис, кукуруза, просо, сорго, ячмень, рожь, овёс) и различным крупяным культурам. Важное место в пищевом рационе человека занимает в странах с умеренным климатом картофель, а в более южных областях — батат, ямс, ока, таро и др. Широко употребляются богатые растительными белками зернобобовые (фасоль, горох, нут, чечевица и др.), сахароносные (сахарная свёкла и сахарный тростник), многочисленные масличные (подсолнечник, арахис, маслина и др.), плодовые, ягодные, овощные и иные культурные растения.
Современное общество трудно представить без тонизирующих растений — чая, кофе, какао, равно как без винограда — основы виноделия, или без табака.
Животноводство базируется на использовании дикорастущих и культивируемых кормовых растений.
Лёгкая промышленность
Деревообрабатывающая промышленность
Ежегодно потребляется огромное количество леса — в качестве строительного материала, источника получения целлюлозы и др.
Энергетика
Очень важное значение для человека имеет один из главных источников энергии — каменный уголь, а также торф, о которых можно сказать, что они представляют собой аккумулированную в растительных остатках прошлого энергию Солнца.
Медицина и химия
До сих пор не утратил своего экономического значения добываемый из растений естественный каучук. Ценные смолы, камеди, эфирные масла, красители и другие продукты, получаемые в результате переработки растений, занимают видное место в хозяйственной деятельности человека. Большое число растений служат основными поставщиками витаминов, а другие (наперстянка, раувольфия, алоэ, белладонна, пилокарпус, валериана и сотни других) — источником необходимых лекарств, веществ и препаратов.
Экология
Растительный покров обогащает атмосферу кислородом и является основным источником энергии и органического материала почти для всех экосистем. Фотосинтез радикально изменил состав ранней земной атмосферы, которая содержит в настоящее время около 21 % кислорода. Животные и многие другие аэробные организмы нуждаются в кислороде, анаэробные формы относительно редки. Во многих экосистемах растения являются основой пищевых цепей.
Наземные растения являются ключевыми компонентами водного и других биохимических циклов. Некоторые растения эволюционировали совместно с азотфиксирующими бактериями и включены в кругооборот азота. Корни растений играют существенную роль в развитии почвы и предотвращении её эрозии.
Распределение
Наземные растения дают приют многочисленным насекомым и животным и создают обстановку, благоприятную для жизни всех
Экологические взаимосвязи
Паразитизм
Хищные растения
Существует более 500 видов хищных растений. Произрастают хищные растения обычно на почвах, бедных питательными веществами и минеральными солями. «Хищность» растений обусловлена недостатком азота в почвах, именно поэтому растения-хищники приспособились получать азот из насекомых, которых они ловят с помощью разнообразных хитроумных ловушек.
Самым известным хищным растением лесов России является Росянка круглолистная ( Drosera rotundifolia ). Это растение выделяет по краям листьев липкую жидкость, похожую на росу, — кислый пищеварительный сок. Насекомое садится на капельку «росы», приклеивается и становится жертвой росянки.
Другие известные растения-хищники — венерина мухоловка, дарлингтония, жирянка, росолист.
Растения
Расте́ния (лат. Plantae или Vegetabilia ) — одна из основных групп многоклеточных организмов, включающая в себя в том числе мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные и цветковые растения. Нередко к растениям относят также все водоросли или некоторые их группы. Растения (в первую очередь цветковые) представлены многочисленными жизненными формами — среди них есть деревья, кустарники, травы, и др.
Содержание
Общие признаки
1. Клетки растений имеют плотные целлюлозные оболочки.
2. В клетках находятся зелёные пластиды — хлоропласты, в них зелёный пигмент хлорофилл, поэтому возможен фотосинтез (получение энергии из неорганических веществ на свету при участии фотосинтетических пигментов).
3. В основном ведут прикреплённый образ жизни.
4. Запасные вещества в клетках накапливаются в виде крахмала.
5. Растут в течение всей жизни.
6. Жизнедеятельность регулируется фитогормонами.
Определение
История
Современность
Определяющие признаки
Появление и эволюция
Архейская эра (3800-2500 млн лет назад)
Судя по палеонтологическим находкам, разделение живых существ на царства произошло более 3 млрд лет назад. Первыми автотрофными организмами стали фотосинтезирующие бактерии (сейчас они представлены пурпурными и зелёными бактериями, цианобактериями). В частности, в мезоархее (2800—3200 млн лет назад) уже существовали цианобактериальные маты.
Протерозойская эра (2500-570 млн лет назад)
Единой, отвечающей на все вопросы, теории происхождения эукариотических фотоавтотрофных организмов (растений) пока нет. Одна из них (теория симбиогенеза) предполагает возникновение эукариотических фототрофов как переход эукариотической гетеротрофной амёбоидной клетки к фототрофному типу питания через симбиоз с фотосинтезирующей бактерией, которая впоследствии превратилась в хлоропласт. Согласно этой теории, таким же образом возникают и митохондрии из аэробных бактерий. Так появляются водоросли — первые настоящие растения. В протерозойскую эру широко развиваются одноклеточные и колониальные сине-зелёные водоросли, появляются красные и зелёные водоросли.
Палеозойская эра (570-230 млн лет назад)
В конце Силура (405—440 млн лет назад) на Земле происходят интенсивные горообразовательные процессы, приведшие к возникновению Скандинавских гор, гор Тянь-Шань, Саян, а также к обмелению и исчезновению многих морей. В результате, некоторые водоросли (сходные с современными харовыми водорослями) выходят на сушу, и заселяют литорали и супралиторали, что стало возможным благодаря деятельности бактерий и цианобактерий, образовавших на поверхности суши почвенный субстрат. Так возникают первые высшие растения — риниофиты. Особенность риниофитов заключается в появлении тканей и их дифференцировки на покровные, механические, проводящие и фотосинтезирующие. Это было спровоцировано резким отличием воздушной среды от водной. В частности:
Древнейшее известное наземное растение — куксония. Куксония обнаружена в 1937 г. в силурийских песчаниках Шотландии (возраст порядка 415 млн лет). Дальнейшая эволюция высших растений разделилась на две линии: гаметофитную (моховидные) и спорофитную (сосудистые растения). Первые голосеменные растения появляются в начале Мезозоя (примерно 220 млн лет назад). Первые покрытосеменные (цветковые) возникают в юрском периоде.
Классификация
Эволюция систем классификации
| Геккель (1894) Три царства | Уиттекер (1969) Пять царств | Вёзе (1977) Шесть царств | Вёзе (1990) Три домена | Кавалье-Смит (1998) Два домена и семь царств | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Животные | Животные | Животные | Эукариоты | Эукариоты | Животные | |
| Растения | Грибы | Грибы | Грибы | |||
| Растения | Растения | Растения | ||||
| Простейшие | Простейшие | Хромисты | ||||
| Протисты | Протисты | |||||
| Monera | Археи | — | Археи | Прокариоты | Археи | |
| Эубактерии | Эубактерии | Эубактерии | ||||
Разнообразие
| Отделы | Русское название | Число видов | |
|---|---|---|---|
| Зелёные водоросли | Chlorophyta | Зелёные водоросли | 13 000 — 20 000 [6] |
| Charophyta | Харовые водоросли | 4000—6000 [7] | |
| Мохообразные | Marchantiophyta | Печёночные мхи | 6000—8000 [8] |
| Anthocerotophyta | Антоцеротовые мхи | 100—200 [9] | |
| Bryophyta | Моховидные | 10 000 [10] | |
| Высшие споровые растения | Lycopodiophyta | Плауновидные | 1200 [11] |
| Pteridophyta | Папоротникообразные | 11 000 [11] | |
| Equisetophyta | Хвощевидные | 15 [12] | |
| Семенные растения | Cycadophyta | Саговниковидные | 160 [13] |
| Ginkgophyta | Гинкговидные | 1 [14] | |
| Pinophyta | Хвойные | 630 [11] | |
| Gnetophyta | Гнетовидные | 70 [11] | |
| Magnoliophyta | Цветковые растения | 281 821 [5] |
Строение растений
Для клеток растений характерен большой относительный размер (иногда до нескольких сантиметров), наличие жёсткой клеточной оболочки из целлюлозы, присутствие хлоропластов и крупной центральной вакуоли, позволяющей регулировать тургор. Во время деления перегородка образуется за счёт слияния многочисленных пузырьков (фрагмопласт). Сперматозоиды растений дву- (у мохообразных и плауновидных) или многожгутиковые (у остальных папоротникообразных, саговниковых и гинкговых), причём ультраструктура жгутикового аппарата очень похожа на таковую в жгутиковых клетках харовых водорослей (отдел Зелёные водоросли).
Клетки растений объединяются в ткани. Ткани растений характеризуются практически полным отсутствием межклеточного вещества, большим количеством мёртвых клеток (некоторые ткани, такие как склеренхима и пробка, состоят почти исключительно из мёртвых клеток), а также тем, что, в отличие от животных, ткань растения может состоять из разных типов клеток (например, ксилема состоит из водопроводящих элементов, волокон древесины и древесинной паренхимы).
Жизненный цикл растений
Размножение
Для растений характерны два вида размножения: половое и бесполое. Для высших сосудистых растений единственной формой полового процесса является оогамия. Из форм бесполого размножении широко распространено вегетативное размножение.
Значение
Существование мира животных, включая человека, было бы невозможно без растений, чем и определяется их особая роль в жизни нашей планеты. Из всех организмов только растения и фотосинтезирующие бактерии способны аккумулировать энергию Солнца, создавая при её посредстве органические вещества из веществ неорганических; при этом растения извлекают из атмосферы CO2 и выделяют O2. Именно деятельностью растений была создана атмосфера, содержащая O2, и их существованием она поддерживается в состоянии, пригодном для дыхания. Растения — основное, определяющее звено в сложной цепи питания всех гетеротрофных организмов, включая человека. Наземные растения образуют степи, луга, леса и другие растительные группировки, создавая ландшафтное разнообразие Земли и бесконечное разнообразие экологических ниш для жизни организмов всех царств. Наконец, при непосредственном участии растений возникла и образуется почва.
Пищевая промышленность
Одомашнивание растений
Человеком одомашнено свыше 200 видов растений, относящихся к более чем 100 ботаническим родам. Их широкий таксономический спектр отражает разнообразие мест, где они были одомашнены. Основные продовольственные растения, используемые в культуре в настоящее время были одомашнены в странах юго-западной Азии. В настоящее время это территории Ирака, Ирана, Иордании, Израиля и Палестины. Вероятно, древним земледельцам было известны преимущества вегетативного размножения (клонирования) и близкородственного скрещивания (инбридинга). Примеры растений, репродуцируемых клонированием: картофель, фруктовые деревья. Почти все питательные вещества получаемые людьми с пищей в этих странах поступали от высоко углеводных злаков с довольно высоким содержанием белка (пшеница, ячмень). Тем не менее, белки злаков не полностью сбалансированы по аминокислотному составу (низкое содержание лизина и метионина). Эти злаки древние земледельцы дополнили бобовыми растениями — горох, чечевица, вика. Единственный культурный злак — рожь возник гораздо позже, чем пшеница и другие культурные растения. Самоопылитель лён имеет семена богатые жиром, что дополнило пищевую триаду ранних земледельцев (жиры, белки, углеводы). Ранние земледельцы составили набор одомашненных растений, которые удовлетворяют основным потребностям человека в пище и сегодня. В дальнейшем имело место постепенное распространение культурных растений из очага их возникновения в новые районы. В итоге, одни и те же растения стали пищевыми для населения всего мира. Часть культурных растений прошли одомашнивание в странах Юго-Восточной Азии. Сюда относятся такие самоопылители как хлопок, рис, сорго, арахис.
Современные культуры растений
Из огромного разнообразия царства растений особое значение в повседневной жизни имеют семенные и главным образом Цветковые растения (покрытосеменные). Именно к ним относятся почти все растения, введённые человеком в культуру. Первое место в жизни человека принадлежит хлебным растениям (пшеница, рис, кукуруза, просо, сорго, ячмень, рожь, овёс) и различным крупяным культурам. Важное место в пищевом рационе человека занимает в странах с умеренным климатом картофель, а в более южных областях — батат, ямс, ока, таро и др. Широко употребляются богатые растительными белками зернобобовые (фасоль, горох, нут, чечевица и др.), сахароносные (сахарная свёкла и сахарный тростник), многочисленные масличные (подсолнечник, арахис, маслина и др.), плодовые, ягодные, овощные и иные культурные растения.
Современное общество трудно представить без тонизирующих растений — чая, кофе, какао, равно как без винограда — основы виноделия, или без табака.
Животноводство базируется на использовании дикорастущих и культивируемых кормовых растений.
Лёгкая промышленность
Деревообрабатывающая промышленность
Ежегодно потребляется огромное количество леса — в качестве строительного материала, источника получения целлюлозы и др.
Энергетика
Очень важное значение для человека имеет один из главных источников энергии — каменный уголь, а также торф, о которых можно сказать, что они представляют собой аккумулированную в растительных остатках прошлого энергию Солнца.
Медицина и химия
До сих пор не утратил своего экономического значения добываемый из растений естественный каучук. Ценные смолы, камеди, эфирные масла, красители и другие продукты, получаемые в результате переработки растений, занимают видное место в хозяйственной деятельности человека. Большое число растений служат основными поставщиками витаминов, а другие (наперстянка, раувольфия, алоэ, белладонна, пилокарпус, валериана и сотни других) — источником необходимых лекарств, веществ и препаратов.
Экология
Растительный покров обогащает атмосферу кислородом и является основным источником энергии и органического материала почти для всех экосистем. Фотосинтез радикально изменил состав ранней земной атмосферы, которая содержит в настоящее время около 21 % кислорода. Животные и многие другие аэробные организмы нуждаются в кислороде, анаэробные формы относительно редки. Во многих экосистемах растения являются основой пищевых цепей.
Наземные растения являются ключевыми компонентами водного и других биохимических циклов. Некоторые растения эволюционировали совместно с азотфиксирующими бактериями и включены в кругооборот азота. Корни растений играют существенную роль в развитии почвы и предотвращении её эрозии.
Распределение
Экологические взаимосвязи
Паразитизм
Растения-паразиты существуют как среди низших, так и среди высших растений. Такие растения приносят большой вред сельскому хозяйству.
Хищные растения
Существует более 500 видов хищных растений. Произрастают хищные растения обычно на почвах, бедных питательными веществами и минеральными солями. «Хищность» растений обусловлена недостатком азота в почвах, именно поэтому растения-хищники приспособились получать азот из насекомых, которых они ловят с помощью разнообразных хитроумных ловушек.
Самым известным хищным растением лесов России является Росянка круглолистная ( Drosera rotundifolia ). Это растение выделяет по краям листьев липкую жидкость, похожую на росу, — кислый пищеварительный сок. Насекомое садится на капельку «росы», приклеивается и становится жертвой росянки.