Sujet : Plantes supérieures. Origine des plantes terrestres supérieures. Département Bryophytes. Plantes supérieures - définition, caractéristiques et caractéristiques Quelles plantes sont les ancêtres des plantes supérieures

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Plantes supérieures- les organismes qui ont une division morphologique du corps en organes végétatifs, dont les principaux sont la pousse et la racine.
Particularités plantes supérieures :

• avoir toujours une division morphologique du corps en organes végétatifs (pousse, racine, feuille, tige, bourgeon). Les algues (plantes inférieures) n’ont pas de véritables racines, pousses, feuilles, tiges ou bourgeons.

• avoir toujours une structure multicellulaire d'organes de reproduction sexuée et asexuée (gamétanges : mâle - anthéridies, femelle - archégones).

• toujours dans le processus de fusion des gamètes, un zygote se forme, qui donne toujours naissance à un embryon (dans les plantes inférieures, après la division du zygote, les cellules sont immédiatement utilisées pour construire le thalle)

• ont toujours deux phases de vie qui se remplacent naturellement - gamétophyte et sporophyte (chez les plantes inférieures, les changements de phase se produisent à différents stades et on distingue donc plusieurs types de réduction - gamétique, sporique, zygotique).

• avoir toujours des tissus, des groupes principaux : éducatifs, basiques, conducteurs, tégumentaires, mécaniques, excréteurs (non présents chez les algues unicellulaires primitives)

1. division des bryophytes
Caractéristiques des bryophytes:

• Les bryophytes sont la seule division des plantes supérieures dans laquelle (la phase de vie haploïde) est la génération prédominante.

• simplicité de la structure cellulaire

• simplicité de la structure du corps - l'absence de véritables organes végétatifs (la "tige" n'est pas une vraie "tige" - et la "feuille" n'est pas une vraie "feuille" - dans les plus simples le corps est un thalle)

• n'ont pas de racines (attachées au substrat par des filiformes)

• la majorité manque de tissus conducteurs et mécaniques et les autres tissus sont peu développés

2. département ptéridophytes

• classe des ptéridophytes

• classe lycophytes

• classe Equisetae (segmenté)

Caractéristiques des fougères:

• Chez toutes les plantes, la génération prédominante est le sporophyte (phase de vie diploïde)

• n'ont pas de vraies feuilles (leurs « feuilles » sont appelées planum, ou pré-pousse)

• n'ont ni fleurs ni graines.

• Ils se reproduisent uniquement par des spores (sporanges).

• La fertilisation n'est possible qu'en présence d'eau liquide goutte à goutte.

3. département des gymnospermes

• classe de conifères

Caractéristiques des gymnospermes:

• Le département ne comprend que les formes ligneuses des plantes (arbres et arbustes).

• la plupart sont des plantes à feuilles persistantes (adaptations qui augmentent la résistance à l'hiver).

• n'ont ni fleurs ni fruits, les graines sont situées ouvertement - dans des écailles ou des cônes (mâles et femelles).

• il n'y a pas de véritables vaisseaux dans le bois (adaptation - feuilles en forme d'aiguilles pour moins d'évaporation de l'humidité).

4. département des angiospermes(floraison)

• dicotylédones de classe

• monocotylédones de classe

Caractéristiques de la graine:

• reproduction avec formation de graines.

• toujours une fécondation interne.

• En plus des graines, des spores se forment également.

• les phases de vie se remplacent toujours successivement (le sporophyte prédomine toujours, et le gamétophyte subit une forte réduction et se développe à l'intérieur de la spore)

• toutes les plantes à graines sont hétérosporées

• Dans le processus de reproduction, il y a une étape - la pollinisation

Regardons des exemples .

Bryophytes	Marchantia, lin coucou, sphaigne, etc.
Fougères	Fougères	Bouclier mâle, fougère, salvinia (fougère aquatique), actiniopteris du sud, etc.
	Mousse-mousse	Mousse clubmoss, sélaginelle, polushnik, etc.
	Prêles (segmentées)	Prêle, prêle des marais, prêle des forêts, etc.
		Epicéa, pin, mélèze, cyprès, cèdre, sapin, genévrier, séquoia, if, kauri, etc.
Angiospermes (floraison)	Dicotylédones	Cypripède véritable, blé dur, maïs comestible, papillon des marais, etc.
	Monocotylédones	Amborella, nénuphar blanc, renoncule rampante, clou de girofle, sarrasin, rhubarbe, épinards, géranium, bouleau, aulne, charme, calendula, tournesol…

Livres d'occasion :
1.Biologie : un ouvrage de référence complet pour préparer l'examen d'État unifié. / G.I. Lerner. - M. : AST : Astrel ; Vladimir ; VKT, 2009 2.Biologie : Plantes, bactéries, champignons, lichens : manuel. pour les classes 6-7. enseignement général Institutions / T.I.Serebryakova, A.G.Elenevsky, M.A. Gulenkova et autres - 5e éd. - M. : Education, 1999. 3. Biologie pour ceux qui entrent à l'université. Cours intensif / G.L.Bilich, V.A.Kryzhanovsky. - M. : Maison d'édition Onyx, 2006. 4. Biologie : manuel / manuel de référence / A.G. Lebedev. M. : AST : Astrel. 2009. 5.Biologie. Cours complet de l'école secondaire générale : un manuel pour les écoliers et les candidats / M.A. Valovaya, N.A. Sokolova, A.A. Kamenski. - M. : Examen, 2002.
Ressources Internet utilisées :
Wikipedia, l'encyclopédie libre

Liens Wikipédia. Sporophyte http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B8%D1%82 Wikipédia. Gamétophyte http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%BE%D1%84%D0%B8%D1%82 Nature et animaux

En apparence, dans leur structure et leurs caractéristiques biologiques, les plantes supérieures sont très diverses. Ceux-ci, en plus des fleurs et des gymnospermes, comprennent également les fougères, les prêles, les mousses et les mousses. La principale différence entre les gymnospermes et les plantes à spores supérieures est la reproduction des graines. Le nombre d'espèces atteint 300 000 et, selon certains botanistes, au moins 500 000.

caractéristiques générales

Les plantes supérieures ont développé de nombreuses adaptations et propriétés différentes pour vivre dans diverses conditions terrestres. Les angiospermes ont atteint le plus grand développement et la plus grande adaptabilité à un mode de vie terrestre.

Caractéristiques caractéristiques des plantes supérieures :

• Différenciation en organes et tissus ;
• système conducteur constitué de xylème et de phloème ;
• changement correct de générations;
• organes de reproduction sexuée : anthéridies et archégones ;
• Le corps de la plante est caractérisé par une structure feuille-tige.

Motifs pour diviser les plantes en supérieures et inférieures

Tous les représentants du monde végétal, selon leur structure, sont divisés en 2 groupes - inférieur et supérieur.

Le principal critère selon lequel les plantes sont classées comme supérieures est la présence d'une structure tissulaire complexe. Il est représenté par des tissus conducteurs et mécaniques. Une autre caractéristique distinctive est la présence de trachées, de trachéides et de tubes criblés, qui transportent rapidement les nutriments de la racine aux feuilles, aux inflorescences et aux tiges.

Les inférieurs, à leur tour, ont une structure primitive, constituée d'une seule cellule, il existe des organismes multicellulaires dont le corps est appelé thalle. Ils sont dépourvus de racines, de tiges et de feuilles.

Manque de tissu musculaire et nerveux

Les plantes supérieures constituent un groupe d'organismes vivants qui occupent une place particulière dans la nature. Les représentants du monde végétal sont capables de photosynthèse, ils convertissent l'énergie du soleil en substances organiques et en oxygène. Ils se nourrissent du sol et de leur environnement, ils n’ont donc pas besoin de se déplacer à la recherche de nourriture. La fécondation est réalisée à l'aide de rongeurs, d'insectes et de vent, de sorte que leurs tissus musculaires et nerveux ne sont pas développés. Contrairement aux animaux qui parcourent de grandes distances pour obtenir de la nourriture et rechercher des endroits favorables pour se reproduire et élever leur progéniture.

Signification dans la nature et la vie humaine

1. Enrichissement de l'air atmosphérique en oxygène.
2. Un maillon essentiel des chaînes alimentaires.
3. Utilisé comme matériau de construction, matière première pour la fabrication de papier, de meubles, etc.
4. Application des propriétés bénéfiques en médecine.
5. Production de tissus naturels (lin, coton).
6. Nettoie l’air des poussières polluantes.

Cycle de vie

Les plantes supérieures se caractérisent par la présence d'une alternance clairement exprimée de deux générations : sexuée (gamétophyte) et asexuée (sporophyte). Le sporophyte a progressivement pris une position dominante sur le gamétophyte. Seules les bryophytes font exception, car chez elles le gamétophyte atteint un développement plus important et le sporophyte, au contraire, est considérablement réduit.

Au cours du processus d'évolution, le processus sexuel est devenu plus complexe, des organes reproducteurs multicellulaires se sont développés, qui protègent bien l'œuf du dessèchement. Le gamète femelle – l’œuf – est immobile. Peu à peu, des changements importants se sont produits dans la structure et la physiologie des cellules germinales mâles.

Dans les types plus avancés de plantes supérieures (angiospermes), les spermatozoïdes mobiles avec flagelles se sont transformés en spermatozoïdes sans flagelles, qui ont perdu la capacité de se déplacer de manière indépendante. Et si chez les représentants terrestres plus anciens (mousses, mousses, prêles et fougères) il existe encore une dépendance de l'acte de fécondation vis-à-vis du milieu aquatique, alors chez les types plus organisés (la plupart des gymnospermes et toutes les angiospermes) une indépendance totale de la reproduction sexuée vis-à-vis de la chute -on observe de l'eau liquide.

Le sporophyte est une génération diploïde asexuée sur laquelle se forment les organes de reproduction asexuée - les sporanges. Après division par réduction, des spores haploïdes s'y forment. À partir d’eux se développe un gamétophyte haploïde.

Origine

Il y a environ 400 millions d’années, sont apparues les premières formes de plantes adaptées à la vie terrestre. La sortie de l'eau a entraîné des changements adaptatifs dans la structure de certaines espèces, qui avaient besoin de nouveaux éléments structurels pour survivre.

Le monde végétal quitte alors le milieu aquatique et commence à peupler les étendues terrestres. Ces « éclaireurs » étaient des rhinophytes qui poussaient près des rives des réservoirs.

Il s’agit d’une forme de vie transitoire entre les plantes inférieures (algues) et les plantes supérieures. La structure des rhinophytes présente de nombreuses similitudes avec celle des algues : les véritables tiges, feuilles et systèmes racinaires n'étaient pas visibles. Ils étaient attachés au sol à l'aide de rhizoïdes, à travers lesquels ils recevaient des nutriments et de l'eau. Les rhinophytes possédaient des tissus tégumentaires qui les protégeaient du dessèchement. Ils se reproduisaient à l'aide de spores.

Les rhiniophytes se sont ensuite modifiés et ont donné lieu au développement de massues, de prêles et de fougères, qui possédaient déjà des tiges, des feuilles et des racines. Ce sont les ancêtres des plantes à spores modernes.

Pourquoi les mousses et les plantes à fleurs sont-elles classées comme spores supérieures ?

Les mousses sont des plantes supérieures qui ont la structure la plus primitive. Il n'y a pas de système racine. Elles se distinguent des algues par la présence de rhizoïdes ; le corps est différencié en organes et tissus. Les mousses, comme les plantes supérieures, se reproduisent par spores.

Les représentants fleuris ont un corps divisé en organes. Les organes végétatifs sont des racines et des pousses qui assurent la croissance et le développement. Ainsi que les organes reproducteurs - fruits, graines, fleurs, responsables de la propagation.

Similitudes et différences avec les algues

Différences:

1. Les algues ne sont pas différenciées en organes et tissus ; le corps est souvent représenté par une seule cellule ou un groupe de celles-ci. Les plantes supérieures sont dotées de tissus bien développés, ont des racines, des feuilles et des tiges.
2. Chez les algues, la reproduction asexuée prédomine, en divisant la cellule mère d'origine. Ils se caractérisent également par une division végétative et sexuelle. Les plantes à spores supérieures se caractérisent par une stricte alternance de générations sexuées et asexuées.
3. Quels organites sont absents dans les cellules supérieures, mais sont caractéristiques des espèces inférieures ? Ce sont des centrioles également présents chez les animaux.

Similitudes:

1. Méthode de nutrition - les deux groupes de plantes sont photoautotrophes.
2. Structure cellulaire : présence de paroi cellulaire, de chlorophylle, de nutriments.
3. Ils ne peuvent pas bouger activement ; deux phases alternent dans leur cycle de vie : gamétophyte et sporophyte.

Les plantes supérieures comprennent toutes les plantes feuillues terrestres qui se reproduisent par spores ou graines.

Les principales différences entre les plantes supérieures et inférieures :

1) Habitat: les niveaux inférieurs ont de l'eau, les niveaux supérieurs ont principalement de la terre.

2) Développement de divers tissus chez les plantes supérieures- conducteurs, mécaniques, tégumentaires, dont sont composés les organes.

3) La présence d'organes végétatifs chez les plantes supérieures:

- Racine- fixation dans le sol et nutrition hydro-minérale

- Feuille- la photosynthèse

- Tige- transport in-in (courants ascendants et descendants)

(tige avec feuilles + bourgeons = pousse)

4) Les plantes supérieures ont un tissu couvrant– l’épiderme, qui remplit des fonctions protectrices

5) Stabilité mécanique améliorée de la tige des plantes supérieures grâce à la paroi cellulaire épaisse, imprégné de lignine.

6) Organes reproducteurs: dans la plupart des plantes inférieures, ils sont unicellulaires, chez les plantes supérieures, ils sont multicellulaires. Les organes reproducteurs des plantes supérieures se forment en différentes générations : gamétophyte(anthéridies et archégones) et sur sporophyte(sporanges).

Sur la base des caractéristiques que possèdent les plantes supérieures, elles sont appelées : plantes stomatiques, embryonnaires, à pousses, tellomes et vasculaires.

Plantes vasculaires- toutes les plantes supérieures, à l'exception des mousses.

Les plantes supérieures sont issues d'algues hétérotriches vertes, d'eau douce ou d'eau saumâtre. Les premières plantes supérieures furent rhiniophytes– des plantes biochotomiques sans feuilles. Les branches terminales de ces plantes étaient appelées tellomes.

Dans le cycle de développement de toutes les plantes supérieures, à l'exception des mousses, sporophyte Ce n'est que dans les mousses que le gamétophyte prédomine sur le sporophyte.

Il y a des plantes : 1) Homosporé– ils forment des spores identiques et chaque spore germe en un gamétophyte de sexe différent.

2) Hétérosporeux- à partir d'une spore femelle se forme un gamétophyte femelle, à partir d'une spore mâle se forme un gamétophyte mâle.

Une spore est une cellule haploïde mononucléée (n) dotée de 2 membranes.

Plantes à spores :

Rhiniophytes – plantes fossiles (Rhyniophyta)

Bryophytes

Psilotophide

Mousse-mousse

Prêles

Fougères

L'eau est nécessaire pour la fertilisation

Plantes à graines supérieures :

Département Floraison (Angiospermes)

Aucune eau n'est nécessaire pour la fertilisation

1. Caractéristiques générales du département Bryophyta Département Bryophyta - Bryophyta

Bryophytes- le groupe de plantes supérieures le plus primitif et le plus ancien, est apparu il y a environ 400 millions d'années.

Nombre de types : Actuellement, les bryologues ont décrit environ 20 000 espèces de mousses.

Habitat de mousse : Les bryophytes sont réparties partout (elles s'installent sur le sol, les rochers, les souches, les arbres), à l'exception des mers et des sols très salins, et se retrouvent même en Antarctique. Les mousses préfèrent les endroits ombragés et humides.

Structure corporelle des mousses: les mousses sont des plantes herbacées vivaces à croissance basse dont la taille varie de 1 mm à plusieurs centimètres, moins souvent jusqu'à 60 cm ou plus. Le corps des mousses est soit divisé en une tige (caulidia) et de petites feuilles (phylloïdes), comme la sphaigne et le lin coucou, soit représenté par un thalle non divisé en organes (marschantia). Un trait caractéristique de toutes les bryophytes- manque de racines. L'absorption de l'eau et la fixation au substrat sont réalisées par des rhizoïdes, qui sont des excroissances de l'épiderme. L'absorption et l'évaporation de l'eau se produisent sur toute la surface du gamétophyte.

Les bryophytes n'ont pas de système conducteur développé (trachéides, vaisseaux, tubes criblés). Il existe des plantes monoïques et dioïques. Leur structure interne est relativement simple. Les bryophytes, comme toutes les plantes supérieures, se caractérisent par une alternance correcte de générations sexuées et asexuées. Le cycle de développement est dominé par le gamétophyte haploïde (il constitue le corps principal de la plante). Le sporophyte ne contient pas de chlorophylle et est attaché au gamétophyte pour la vie et s'en nourrit.

Le développement des mousses est très intéressant. La fécondation n’est possible qu’en présence d’eau, car les spermatozoïdes peuvent s’y déplacer. Sur une plante, des cellules mâles avec des flagelles se forment, sur une autre plante, tout en haut, de grandes cellules femelles mûrissent. Lors de pluie ou de brouillard, les cellules mâles mobiles contenues dans une goutte d'eau se précipitent vers les cellules femelles et fusionnent avec elles. À partir d'une cellule femelle fécondée (zygote), se développe un sporophyte appelé sporogon(il est boîte avec une jambe, élargi en bas jusqu'au pied - haustoria, à l'aide duquel il, s'en tenant au gamétophyte, vit à ses dépens).

(calyptre-reste de l'abdomen de l'archégone)

La relation entre gamétophyte et sporophyte est très limitée. Le gamétophyte non seulement nourrit, mais protège également la génération sporophytique, aide à disperser les spores (« fausse patte » soulève la capsule au-dessus de la plante, l'archégone, éclatant de son abdomen, recouvre la capsule).

Un grand nombre de spores se forment dans la boîte. Chaque spore est plus petite qu'un grain de semoule. Lorsque les spores mûrissent, le couvercle de la boîte s'ouvre ou de petits pores s'y forment, à travers lesquels les spores volent librement. Une fois dans des conditions favorables, la spore germe. La vie individuelle des bryophytes commence par la germination d'une spore. Le plus souvent, lorsque la spore gonfle, l'exine éclate et l'intine, avec le contenu de la spore, s'étire et donne naissance à un filament à une seule rangée ou à une plaque monocouche portant des rhizoïdes. Cette étape initiale du développement des gamétophytes est appelée protonème(du grec protos - primaire, nema - fil). Soit il se transforme progressivement en gamétophyte de thalle adulte (dans les hépatiques), soit des bourgeons se forment sur le protonème, donnant naissance à un gamétophyte feuillu adulte).

Végétativement Les bryophytes se reproduisent à l'aide d'organes spéciaux (bourgeons, feuilles, parties de feuilles, brindilles) ; le sporophyte (patte) est également capable de se reproduire végétativement.

Les mousses sont capables d'accumuler de nombreuses substances, notamment radioactives. Certaines bryophytes (Sphaignes) ont des propriétés antibiotiques et sont utilisées en médecine. Les gisements de tourbe, formés principalement de sphaignes, sont exploités depuis longtemps comme source de combustible et d’engrais organiques. Le département des bryophytes est divisé en trois classes : 1) Fleurs en corne(Anthocérotacées); 2 )Hépatiques(marches multiples); 3)Mousses à feuilles(coucou lin, sphaigne).

Les plantes supérieures sont des habitants du milieu terrestre-air, fondamentalement différent du milieu aquatique.

Les plantes supérieures sont des plantes feuillues, beaucoup ont des racines. Sur la base de ces caractéristiques, ils sont appelés en latin Cormophyte (du grec kormos - tronc, tige, phyton - plante) contrairement aux algues - Thallophyta (du grec thallos - thalle, thalle, phyton - plante).

Les organes des plantes supérieures ont une structure complexe. Leur système conducteur est représenté par des cellules spéciales - trachée et barrages, ainsi que des vaisseaux et des tubes criblés. Les éléments conducteurs sont regroupés en combinaisons régulières - des faisceaux vasculaires-fibreux. Chez les plantes supérieures, un cylindre central apparaît sur le corps. Premièrement, le cylindre central est simple - proto stèle (du grec protos - simple, stèle - colonne, pilier). Apparaissent ensuite des stèles plus complexes : actino stela (du grec actis - ray), plekto stela (du grec plectos - twist, twist), s et pho n o - st e la a (du grec. siphon - tube), art h o st e la (du grec arthrus - articulé), dict t i o st e la (du grec diktyon - réseau), e v st e la (du grec eu - réel) et a t a k to st e la (du grec ataktos - désordonné).

Les plantes supérieures ont un système complexe de tissus tégumentaires (épiderme, périderme, croûte) et un appareil stomatique complexe apparaît. Dans les conditions de la vie terrestre et aérienne, des tissus mécaniques puissamment développés apparaissent chez les plantes supérieures.

Les organes reproducteurs des plantes supérieures - anthères multicellulaires (mâles) et archégones (femelles) - proviennent probablement d'algues gamétanges multicellulaires telles que dictyota et ectocorpus (issus d'algues brunes).

Un trait caractéristique des plantes supérieures est l'alternance de générations dans le cycle de développement - gamétophyte (sexuel) et sporophyte (asexué) et le changement correspondant des phases nucléaires (haploïde et diploïde). La transition de la phase nucléaire haploïde à la phase diploïde se produit lorsque l'ovule est fécondé par du sperme ou du sperme. Et vice versa, la transition de la phase nucléaire diploïde à la phase haploïde se produit lors de la formation de spores à partir de tissu sporogène - a r x e -spores par méiose avec une réduction du nombre de chromosomes.

Origine des plantes supérieures.

Les plantes supérieures ont probablement évolué à partir d’une sorte d’algue. En témoigne le fait que dans l'histoire géologique du monde végétal, les plantes supérieures ont été précédées par les algues. Les faits suivants soutiennent également cette hypothèse : la similitude du groupe éteint le plus ancien de plantes supérieures - les rhiniophytes - avec les algues, la nature très similaire de leurs ramifications ; similitude dans l'alternance de générations de plantes supérieures et de nombreuses algues ; la présence de flagelles et la capacité de nager de manière indépendante dans les cellules germinales mâles de nombreuses plantes supérieures ; similitudes dans la structure et la fonction des chloroplastes.

On suppose que les plantes supérieures proviennent très probablement d’algues vertes, d’eau douce ou saumâtre. Ils avaient des gamétanges multicellulaires, une alternance isomorphe de générations dans le cycle de développement.

Les premières plantes terrestres trouvées sous forme fossile furent les rhiniophytes (rhinia, hornea, horneophyton, sporogonytes, psilophyte, etc.).

Après avoir atteint la terre ferme, les plantes supérieures se sont développées dans deux directions principales et ont formé deux grandes branches évolutives : haploïde et diploïde.

La branche haploïde de l'évolution des plantes supérieures est représentée par le département des bryophytes (Bryophytes) . Dans le cycle de développement des mousses, le gamétophyte, la génération sexuée (la plante elle-même), prédomine, et le sporophyte, la génération asexuée, est réduit et est représenté par un sporogon en forme de boîte sur une tige. Le développement des bryophytes est allé vers une indépendance croissante du gamétophyte et sa division morphologique progressive, une perte d'indépendance du sporophyte et son apprivoisement morphologique. Le gamétophyte est devenu une phase indépendante et complètement autotrophe du cycle de vie des bryophytes, et le sporophyte a été réduit au niveau d'un organe gamétophyte.

Les mousses, en tant que représentantes de la branche haploïde de l'évolution des plantes supérieures, se sont révélées moins viables et moins adaptées aux conditions de vie sur Terre. Leur distribution est associée à la présence de gouttes d'eau liquide libres, nécessaires non seulement aux processus de croissance, mais également au processus sexuel. Ceci explique leur confinement écologique dans des endroits où règne une humidité constante ou périodique.

La deuxième branche évolutive des plantes supérieures est représentée par toutes les autres plantes supérieures.

Le sporophyte dans des conditions terrestres s'est avéré plus viable et adapté à diverses conditions environnementales. Ce groupe de plantes a conquis les terres avec plus de succès. Leur sporophyte est souvent de grande taille et possède une structure interne et externe complexe. Le gamétophyte, au contraire, a subi une simplification et une réduction.

Sous des formes plus simples (plantes sporulées), le gamétophyte a encore une existence indépendante et est représenté par un prothalle autotrophe ou symbiotrophe. (Lycopodiophyte, équisétophyta, Polypodiophyte) , et chez les représentants hétérosporés de ces départements, il est considérablement simplifié et réduit. Dans les plantes à graines plus organisées, le gamétophyte a perdu son mode de vie indépendant et se développe sur le sporophyte, et dans les angiospermes (plantes à fleurs), il est réduit à plusieurs cellules.

Dans les nouvelles conditions, on a observé une augmentation progressive de la complexité des plantes terrestres avec une prédominance du sporophyte dans le cycle de développement. Ils ont donné naissance à un certain nombre de groupes indépendants (divisions) de plantes adaptés aux différentes conditions de vie sur terre.

Actuellement, les plantes supérieures comptent plus de 300 000 espèces. Ils dominent la Terre, l'habitant des territoires arctiques à l'équateur, des tropiques humides aux déserts secs. Ils forment divers types de végétation - forêts, prairies, marécages et remplissent les plans d'eau. Beaucoup d'entre eux atteignent des tailles gigantesques (séquoiadendron - 132 m avec une circonférence de 35 m, eucalyptus géant - 152 m (Flindt, 1992), wolfia sans racines - 0,1-0,15 cm (Identificateur des plantes de Biélorussie, 1999).

Malgré l'énorme diversité d'apparence et de structure interne, toutes les plantes supérieures conservent une certaine unité de structure. Les plantes supérieures sont divisées en 9 divisions. Cependant, ils sont relativement facilement liés les uns aux autres, ce qui indique l'unité d'origine des plantes supérieures.

En apparence, 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). Le nombre total de leurs espèces dépasse 285 000.

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 est réduit à des degrés divers. 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 reproduction végétative et leur cycle de développement peut se dérouler longtemps sans formation de sporophyte.

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.

La sous-classe des Sphagnidae est représentée par une seule famille, les 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.

De nombreuses mousses massues sont de 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. La reproduction asexuée via les spores 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. Des pousses végétatives vertes, dépourvues d'épillets, se développent à partir des rhizomes de la prêle.

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. Aujourd'hui, les ptéridophytes sont de loin plus nombreux que tous les autres groupes de plantes vasculaires sporulées modernes en nombre d'espèces ; 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. Parmi eux, il y a de nombreuses plantes herbacées vivaces, ainsi que 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, à l'exception des fougères aquatiques, sont des plantes homospores. 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.

Examinons de plus près la fougère bouclier mâle (Dryopteris filix-mas), qui, par sa structure générale et son cycle de développement, est typique 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 dans des formations spéciales - des ovules (ovules), qui sont des mégasporanges modifiées. 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.

À partir des fougères à graines, des groupes primitifs de gymnospermes ont évolué, caractérisés par de véritables strobiles, ou cônes (Bennettiaceae, Cycadaceae).

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. Les microsporophylles étaient localisées en grand nombre le long de la périphérie du strobile, et des mégasporophylles réduites étaient situées au centre du strobile. 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 dotés 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 sont de 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 zones du nord de l’Eurasie et de l’Amérique du Nord et 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.

Les principales caractéristiques du cycle de vie des conifères peuvent être envisagées à l'aide de 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 écaille de graine, deux ovules se forment à l'intérieur. 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. La formation de suspensions est l’une des caractéristiques distinctives de 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 produit du bois précieux et des graines comestibles - les 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.