Представители сосудистых растений
Сосудистые растения в науке принято разделять на несколько видов:
- Низшие сосудистые растения, т.е. несеменные, получившие название криптогамы,
- Высшие сосудистые растения, т.е. те, которые размножаются при помощи семян, получившие название фанерогамы,
Так, в группы низших растений включаются папоротники, псилофиты, плауновидные и хвощи, причем последние три группы принято называть птеродофитаами – это связано с тем, что подобные растения размножаются свободными спорангиями, т.е. расщепляющимися спорами.
Папоротник – низшее сосудистое растение
Хотя такие сосудистые растения вполне адаптированы к жизни на суше, они напоминают другой вид – моховидные – в том, что в качестве атавизма, напоминающего о водном периоде жизни, их мужские гаметы нуждаются в жидкой среде для процесса оплодотворения.
Видов сосудистых растений настолько много, что проще говорить не о видах, а о типах растений, которые можно встретить на всей поверхности планеты:
Дерево, или растений со сформированным деревянистым стеблем, ветвящимся на определенном уровне (приблизительно около 5 м).
Крона такого растения может быть любого типа – от пирамидального до округлого, и обычно состоит из ветвей, снабженных тоже самыми разнообразными видами листвы – от вечнозеленой до листопадных.
На деревьях можно встретить самые разнообразные цветы разных размеров и сортов, причем многие из деревьев отличаются съедобными плодами (яблоко, груша).
Куст, который является древесным растением, высотой не превышающие пять метров с низкорослыми ветвями и довольно густой кроной.
Листва кустарников обычно вечнозеленая или листопадная, а вот формы и цвета листьев варьируются в значительной степени в зависимости от вида. Обычно кустарники характеризуются наличием цветов, выполняющих в большей степени декоративную ценность. Именно по этой причине кустарники выращиваются на территориях садов и террас (азалия, например).
Кактус, являющийся куккулентом: обычно колючее растения со стеблями различной формы – от шаровидной до столбчатой или кустарниковой, с незначительными цветами самого разного окраса.
Кактус может вырасти до 20 метров, а может быть около 3 см – и обычно его выращивают исключительно с декоративной целью в садах и на балконах.
Структура жилок в листах
В листьях растений находятся жилки, которые обеспечивают транспортные функции. Жилки представляют собой набор сосудисто-волокнистых пучков, которые расположены внутри листа и служат для доставки воды и питательных веществ во все его части.
Существуют два типа жилок — открытые и закрытые. Открытые жилки представляют собой сосудистые пучки, которые находятся на поверхности листа и видны невооруженным глазом. Они имеют вид системы ветвлений и образуют характерную сетку на листе. Этот тип жилок обычен для большинства видов растений.
Закрытые жилки состоят из сосудистых пучков, которые находятся внутри листа и не видны снаружи. Они представляют собой параллельные или веерообразные структуры и характерны для некоторых групп растений, например, для монокотиленных растений.
Структура жилок в листах растений имеет важное значение для их функционирования. Они обеспечивают транспорт воды и питательных веществ из корней в остальные части растения, а также транспорт продуктов фотосинтеза из листьев в другие органы
Жилки играют также роль в поддержке листа и его формировании. Они служат своеобразным каркасом, который поддерживает его структуру и позволяет ему эффективно выполнять все свои функции.
Сосудистые и волокнистые пучки
В листах растений сосудистые и волокнистые пучки играют важную роль в транспортировке воды и питательных веществ.
Сосудистые пучки, также известные как жилки, представляют собой закрытую систему каналов, которая расположена внутри листа. Они состоят из сосудов, через которые происходит транспортировка воды и минеральных веществ из корней к листьям, а также транспортировка органических веществ из листьев к остальным органам растения.
Волокнистые пучки, или ксилема, состоят из волокон и клеток, которые обеспечивают прочность и опору листу. Они располагаются около сосудистых пучков и помогают поддерживать структуру листа.
Различия между закрытыми и открытыми сосудистыми пучками заключаются в их внутренней структуре и способе транспортировки. Волокнистые пучки обычно открытые, что означает, что они имеют открытым концом ксилему, то есть водопровод заканчивается вдоль листа. Закрытые сосудистые пучки, наоборот, имеют закрытую систему, что делает их более эффективными для транспорта веществ.
В целом, сосудистые и волокнистые пучки являются ключевыми элементами в жизненном процессе растений, обеспечивая их выживание и развитие.
Различия между сосудистыми и волокнистыми пучками
Жилки в листах растений могут быть представлены в виде сосудистых или волокнистых пучков. Эти два типа жилок имеют свои особенности и функции.
Открытые сосудистые пучки представляют собой сеть каналов, которые пронизывают всю поверхность листа. Внутри сосудистого пучка находятся транспортные сосуды, которые отвечают за проведение воды и питательных веществ по растению. Такие пучки позволяют эффективно перемещать воду и другие ресурсы внутри растения.
Закрытые волокнистые пучки, напротив, представляют собой группу волокон, которые окружены тканью. Внутри волокнистого пучка находятся клетки, которые служат для поддержки и укрепления растения
Такие пучки не обеспечивают проведение воды и питательных веществ, но имеют важное значение для стабильности и поддержки растения
Оба типа пучков, открытые сосудистые и закрытые волокнистые, выполняют важные функции для растений. Сосудистые пучки обеспечивают транспортировку воды и питательных веществ, а волокнистые пучки поддерживают структурную целостность растения. Эти различия в структуре жилок в листах растений позволяют растениям адаптироваться к различным условиям и выполнять свои жизненные функции.
Строение
К сосудистым растениям принято относить организмы, которые обладают сосудами, или, проще говоря, трубками, которые обеспечивают внутри организма перенос жидкости и питательных веществ.
К сосудистым растениям принято относить все высшие растения:
- Высшие споровые (включая папоротники и плауны),
- Семенные растения
- гинкговидные,
- гнетевидные,
- саговниковидные,
- хвойные,
- покрытосеменные.
К растениям, у которых нет сосудов, в науке принято относить мхи, антоцеротовидные и печеночников, а также высшие зеленые водоросли и несколько других отличающихся особенностями видов.
Абсолютное большинство высших растений вне зависимости от их вида характеризуются наличием сосудистой системы, куда входят ксилема и флоэма, располагающейся во всех органах – от корней до листьев.
Если говорить о строении сосудистых растений, то оно чрезвычайно разнообразно, и способно кардинально отличатся даже в пределах растений одного вида.
Многие исчезнувшие представители древней флоры вообще не отличались наличием четко дифференцированного на определенные органы организма, а если говорить просто, то у них полностью отсутствовала система корней, листьев и так далее.
Сосудистые же растения в наше время отличаются высокой приспособленностью к окружающей среде – и наличие специализированных органов как раз и отражает уровень их приспособленности к условиям наземно-воздушного окружающего пространства. Это связано, прежде всего, с тем, что основной проблемой для любого растения является получение воды – и для ее растения у сосудистых существуют корни, а любые другие системы (листья, стебли, плоды и т.д.) демонстрируются высокий уровень изменчивости от вида к виду в зависимости от окружающих условий.
Причем форма и строение всей структуры растения контролируется на генном уровне, однако некоторые из характеристик (если говорить о размерах или цветовом решении) обладают все-таки достаточным показателем гибкости при изменениях.
Любые сосудистые растения формируются из нескольких крупных систем, части которых, в свою очередь, подразделяются на менее значительные органы:
Корневая система,
Эта система обеспечивает закрепление растений путем проникновения в почву – а также гарантирует поглощение живым организмом воды и других веществ (тех же ионов), которые имеют главенствующее значение для всего растения.
Корневая система эволюционировала немного позже всей структуры побегов в качестве адаптационных мер для существования на суше.
Система побега.
Эта система, в свою очередь, состоит из нескольких не менее важных структур, к которым, в первую очередь, относят стебли, которые, в свою очередь, являются площадкой для размещения листьев, играющих основную роль в осуществлении процесса фотосинтеза.
Причем местоположение, параметры, и многие другие характеристики, имеющие критическое значение для процесса продуктивной выработки веществ органического свойства. Другие органы растения – цветы, плоды и семена – являются репродуктивными органами, которые так же формируются на побеге.
Если говорить о вегетативном побеге, то в его составе – а, точнее, в структуру повторяющегося узла входят междоузлия, узлы, лист и почка. И именно пазушная почка представляет собой боковую вершину побега, с помощью которой растение получает возможность ветвится, а также обеспечивающая возможность заменить главный побег в случае, если он пострадал или был съеден.
И корневая система, и побеги, осуществляют свое развитие посредством окончаний, являющихся основой для развития верхушечных мерисистем, получивших название апексы.
Сосудистые растения характеризуются наличием многих видов тканей:
- покровные,
- проводящие,
- механические,
- секреторные,
- сосудистые.
Типы клеток этих тканей существенно различаются по своим параметрам, положению касательно других клеток, а также по толщине их клеточной стенки.
Так, клетки механической ткани, обеспечивающих поддержку растения, обладают более массивными клеточными стенками с наличием нескольких уровней целлюлозы, а также многих усиливающих молекул (к примеру, лигнин и пектин).
Покровные и сосудистые клетки наполняют корень и стебель – и благодаря этому они получили название тканевых систем. Основную покровную ткань растений представляет собой эпидермис – и в большинстве организмов он представлен одним слоем клеток, создающим защиту внешнего свойства.
Именно в задачи клеток основной ткани входит осуществление процесса фотосинтеза, а также придание механической прочности всему растению, а сосудистые ткани обеспечивают проведение необходимых жидкостей; образовательные клетки обеспечивают пополнение новыми клетками других тканей.
Сосудистые пучки у растений
Сосудистые пучки представляют собой волокно проводящей ткани, обеспечивающей процесс поставки жидкости в организм (включая минеральные соли и питательные вещества) любого сосудистого растения, тянущиеся от корней, через ствол по направлению к листьям. Это своеобразный эквивалент других систем, имеющихся у животных – кровеносной и лимфатической.
В состав сосудистого пучка входит два типа ткани:
ксилемы, или ткани, способные проводить жидкость от корней к росткам, местоположением которых является центр пучка,
Ксилема обычно формируется из сосудов (если речь идет о цветочных растениях) либо из трахеидов (другие сосудистые организмы) – все они представляют собой неживые полые клетки, обеспеченные плотными стенками с содержанием полимера лигнина, и формирующие трубки, благодаря которым происходит транспортировка воды.
флоэмы, или ткани, в задачи которых входит обеспечение переноса питательных веществ и формирование внешней оболочки пучка,
Флоэма формируется из живых клеток, составляющие элементы сита-трубочки, между составными частями которой сформированы ситовые пластины, снабженная порами, дающими возможность пропуска через них молекул.
Компоненты ситовидных трубок не снабжены привычными составляющими, такими как ядро или рибосомы, однако рядом расположены клетки-компаньоны, которые как раз и функционируют для того, чтобы поддерживать существование ситовидных трубок.
Интересно, что у тех растений, у которых формируется вторичное утолщение, эти два вида ткани разделены между собой незначительным слоем другой ткани – камбия – из которой создается новая такая сосудистого типа.
В отдельных случаях можно встретить и неполный проводящий пучок, в создании которого участвует только какой-то один вид ткани – или ксилема, или флоэма, а иногда в тканях подобного рода создаются и паренхимные клетки.
Сам проводящий пучок формируется из прокамбия, т.е. первичных проводящих тканей – протофлоэмы, из которой позже развиваются протоксилемы, сменяющиеся со временем максилемой и металоэмой.
В зависимости от расположения двух тканей – ксилемы и флоэмы – и от наличия камбия принято выделять такие виды проводящих пучков:
- коллатеральные, т.е. пучки, где флоэма сформирована снаружи по отношению к ксилеме,
- открытые (при наличии камбия),
- закрытые (без камбия), в большей степени характерные для однодольных растений
- биколлатеральные, т.е. пучки, где флоэма тесно прилегает к ксилеме с двух сторон (изнутри и снаружи), при этом камбий находится между ними, и такой пучок является открытым.
- Радиальные, т.е. пучки, в большей части характерный для корней, где первичные ксилема и флоэма перемежаются с радиальными тяжами равными частями.
Исчезающие сосудистые растения
Растения в своей большей части характеризуются возможность формировать органическую материю – и не удивительно, что они занимают важнейшее место среди других компонентов окружающего пространства.
Растительные ресурсы и их возможности колоссальны – они способны обеспечить существование огромного количества живых организмов на планете – людей, животных – конечно, в том случае, если эти ресурсы применять с умом и не забывать о мерах, необходимых для их защиты и воспроизводства.
Но в последнее время под воздействием самых разнообразных факторов (и, прежде всего, решающую роль здесь сыграли, конечно, антропогенные), многие из распространенных ранее видов растений просто исчезают и гибнут.
Именно поэтому последнее время вопрос сохранения разнообразия жизни на планете, стал достаточно остро и превратился в актуальную проблему для многих государств мира. Так, в прошлом веке МСОП (т.е. Международный Союз Охраны) выдвинул предложение многим государствам принять активное участие в процессе создания списков видов живой природы (и растений в том числе), которые относятся к исчезающим. Именно таким образом появились Красные Книги.
В Красных Книгах все редкие представители флоры и фауны на планете выделены в несколько групп:
- Редкие и исчезающие виды животных и растений.
- Растения и животные, которые нуждаются в особых мерах по охране.
Адаптации связанные с типом жилок
Растения с закрытыми жилками в листах имеют более компактную систему сосудов, что облегчает передачу воды и питательных веществ от корней ко всем клеткам листа. Это позволяет этим растениям адаптироваться к сухим условиям, таким как пустыни или аридные регионы. Закрытые жилки также помогают предотвратить потерю влаги и защищают клетки листа от повреждений.
Растения с открытыми жилками в листах имеют более распространенную систему сосудов, которая обеспечивает более эффективную циркуляцию воды и питательных веществ. Это помогает растениям адаптироваться к влажным условиям, таким как тропические леса или болота. Открытые жилки также способствуют более эффективной обмену газами и фотосинтезу.
Таким образом, тип жилок в листах растений играет важную роль в их адаптации к различным условиям окружающей среды. Закрытые жилки помогают растениям выживать в сухих условиях, а открытые жилки позволяют им приспособиться к влажным условиям.
Адаптации растений с закрытыми жилками
Растения с закрытыми жилками обладают особыми адаптациями, которые помогают им выживать в различных условиях:
1. Уменьшение испарения воды: В составе листа растений с закрытыми жилками находится так называемая кутикула, тонкий восковый слой, который покрывает поверхность листа. Кутикула снижает испарение воды из листа и помогает сохранить влагу.
2. Защита от вредителей: Листья с закрытыми жилками имеют более плотную структуру, что помогает растению защититься от вредоносных насекомых. Кроме того, закрытые жилки образуют прочный каркас, который делает лист более устойчивым к повреждениям.
3. Обеспечение эффективности фотосинтеза: Жилки в растениях с закрытыми жилками располагаются таким образом, чтобы обеспечить оптимальное распределение питательных веществ и воды по всему листу. Это помогает растению максимально эффективно осуществлять фотосинтез.
Растения с закрытыми жилками имеют свои уникальные адаптации, которые позволяют им выживать и процветать в различных условиях. Закрытые жилки помогают растениям сохранять влагу, обеспечивать защиту от насекомых и максимально эффективно осуществлять фотосинтез.
Адаптации растений с открытыми жилками
Одним из преимуществ открытых жилок является их эффективность в транспортировке веществ. Поскольку пучки находятся близко к поверхности листа, они могут легко взаимодействовать с внешней средой и эффективно поставлять необходимые ресурсы в каждую клетку листа
Это особенно важно для фотосинтеза, так как растения должны получать достаточное количество света, воды и углекислого газа
Еще одним преимуществом открытых жилок является их способность к адаптации к различным условиям водного режима. В ярких и сухих местах открытые жилки помогают растениям максимально использовать доступный им свет и усваивать воду через внешнюю поверхность листа. В то же время, в сырых условиях они способствуют регулированию потока воды, предотвращая ее потерю.
Кроме того, растения с открытыми жилками имеют большую поверхность листа, что способствует усваиванию большего количества солнечной энергии. Это позволяет им максимально использовать энергию света для выполнения фотосинтеза и обеспечения своего роста и развития.
Таким образом, адаптации растений с открытыми жилками позволяют им успешно существовать в различных экологических условиях, обеспечивая эффективную транспортировку и усвоение веществ, оптимальное использование света и регулирование потока воды в организме растения.
Размножение сосудистых растений
Любой живой организм от момента зарождения до момента гибели в обязательном порядке проходит через определенную цепь последовательностей генетически запрограммированных событий, касающихся формирования и развития организма, которые и составляют цикл жизни.
Так, все сосудистые растения характеризуются совершенно одинаковым жизненным циклом размножения, или воспроизведения, который отличается чередованием двух фаз:
- Гаплофаза, или гаплоидная,
- Диплофаза, или диплоидная
Переход между дипло- и гаплофазами обычно происходит благодаря мейозу гаплоидных спор, а в обратном порядке это происходит в сопровождении слияния гамет посредством формирования диплоидной зиготы.
Жизненный цикл растения начинается с момента формирования споры, из которой формируется гаплоидный гаметофит, который продуцирует половые клетки – т.е. происходит половое размножение. И из сформированной зиготы развивается диплоидный спорофит, не имеющий половых органов и продуцирующий споры.
У большинства сосудистых именно спорофит является доминирующим в их жизненном развитии: эта клетка сложнее и крупнее гаметофита. Именно спорофиты и представляют привычные нам растения – кустарники, деревья, цветы. Но нужно учитывать, что и гаметофиты являются свободноживущими организмами.
Значение сосудистых растений
К сосудистым растениям относятся огромное количество организмов: как высшие споровые растения (папоротник и плаун), а так и все семенные, и каждая из групп этого отдела обладает своими особенностями, что связана с диплоидной или гаплоидной фазой онтогенеза. Данные отдел является весь распространенной – и ее значение в природе и жизни человека сложно недооценить.
В соответствии с этим сосудистые растения принято разделять на группы:
- Птеридофиты, т.е. те, размножение которых происходит за счет спор,
- Сперматофиты,
- Голосеменные, у которых отсутствуют плоды, и цветы которых являются однополыми,
- Покрытосеменные, у которых цветы являются гермафродитами, и почти всегда защищены семенами,
- Монодольные, т.е. те, которые имеют один зародышевый лист,
- Декотиледоны, т.е. те, которые обладают двумя семядолями – деревья и кустарники,
Признаки и характеристика
Исследователями принято определять сосудистые растения в зависимости от нескольких основных морфологические характеристик:
Наличие сосудистых тканей, которые создают возможность распределять ресурсы и обеспечивают эволюционное развитие растения.
Процесс эволюции подобной ткани позволил сосудистым растениям достигать более значительных размеров, нежели другие виды растений, которые отличаются отсутствием специализированных проводящих моментов – и они ограничены более скромными размерами.
Два типа тканей, которые составляют сосудистые ткани тесно связаны между собой и их комбинация (одна ксилема и одна нить флоэмы) и формируют так называемый сосудистый пучок.
Практически постоянное нахождение сосудистых растений в основной фазе генерации – а именно в состоянии спорофита, т.е. клетки с несколькими наборами хромосом, благодаря которой и производятся споры.
У всех других, несосудистых, растений главной и основной фазой развития является гаметофит, производящий гаметы, т.е. клетка, снабженные только одним набором хромосом.
При этом транспорт жидкости в клетках этих растений проходит или в ксилеме, которая несет водные и другие растворы вверх по растению по направлению к листьям, либо во флоэме, которая переносит органические соединения в противоположном направлении.
Наличие полноценной корневой системы, листьев и стеблей – даже при условии, что некоторые группы этих растений вторично лишились этих признаков – полностью или частично.
Жидкость и питательные соединения неорганического типа извлекаются из почвы благодаря корневой системе растения и далее поставляется в ткани организма при помощи ксилемы. А вот те элементы органических веществ, которые производятся благодаря жизнедеятельности растения (к примеру, та же сахароза, появляющаяся в процессе фотосинтеза в листьях) распределяются благодаря флоэме – и она действует как раз в обратном направлении.
Возможные методы диагностики и лечения нарушений сосудисто волокнистых пучков
Диагностика нарушений сосудисто волокнистых пучков
Для диагностики нарушений сосудисто волокнистых пучков используются различные методы и исследования, которые помогают определить причины и степень повреждения этих структур.
- Медицинское обследование – врач проводит осмотр пациента, собирает анамнез и задает вопросы о симптомах, что помогает предположить возможные нарушения.
- Инструментальные методы исследования:
- Ультразвуковое исследование (ультразвук) – позволяет оценить состояние сосудов и определить наличие стеноза или закупорки, а также оценить протяженность поражения сосудисто волокнистых пучков;
- Дуплексное сканирование – комбинирует ультразвук и допплерографию для изучения кровеносных сосудов и оценки скорости кровотока;
- Компьютерная томография (КТ) – осуществляется при подозрении на гематомы или другие внутренние повреждения;
- Магнитно-резонансная томография (МРТ) – позволяет получить более детальные изображения сосудисто волокнистых пучков и определить степень повреждения;
- Ангиография – внедрение контрастного вещества для изучения кровеносных сосудов с последующим проведением рентгенологического исследования.
Лечение нарушений сосудисто волокнистых пучков
Методы лечения нарушений сосудисто волокнистых пучков, как правило, зависят от степени повреждения и причины возникновения проблемы.
- Лекарственная терапия – применяется для лечения основного заболевания, которое может быть причиной нарушений сосудисто волокнистых пучков. Это может включать назначение противовоспалительных, противоотечных и противоэксудативных препаратов, а также препаратов, улучшающих микроциркуляцию.
- Хирургическое лечение – проводится в случаях, когда консервативные методы неэффективны или невозможны. Операция может включать обходные анатомические пути, восстановление поврежденных сосудов или удаление гематомы.
- Физиотерапия – предоставляет возможность улучшить кровообращение и микроциркуляцию за счет применения различных физических методов, таких как ультразвук, лазерное лечение, электромагнитная терапия и др.
- Лечение подкожных гематом – если нарушения сосудисто волокнистых пучков вызваны кровоизлиянием в подкожную ткань, может потребоваться местное лечение, включая применение холода, компрессии и лекарственных препаратов с противовоспалительными и рассасывающими свойствами.
Важно понимать, что выбор метода диагностики и лечения нарушений сосудисто волокнистых пучков зависит от множества факторов, и только квалифицированный врач может определить наиболее подходящий подход в конкретной ситуации. Поэтому, при возникновении симптомов или подозрении на эти нарушения, необходимо обратиться к специалисту для получения профессиональной помощи и консультации
Среда обитания сосудистых растений
Биологической средой обитания организма принято называть наземно-воздушную среду, которая формируется на поверхности планеты и в начальных, нижних, слоях воздуха, т.е. в атмосфере: именно здесь обитает большая часть живых организмов – растений, животных, грибов и простейших.
Средой обитания организма обычно называют экологическую нишу, т.е. территорию, где обитают отдельные виды растений и животных; как правило это относится к зоне, где обитает конкретный организм, и где он находит себе питание, защиту и возможность для размножения. Проще говоря, это природная, или физическая среда, которая поддерживает популяцию вида.
Модификация всех систем организма сосудистых растений (корни, стебли, листва) дают возможность их видам без проблем выживать в самых различных окружающих условиях – и такие условия весьма многообразны, вплоть до самых экстремальных. И именно способность сосудистых организмов нормально существовать в самых различных средах можно считать основным фактором, обеспечивающим момент доминации этой группы.