Классификация растений
Шесть групп растений — от водорослей до цветковых: чем они отличаются, кто размножается спорами, а кто семенами, и почему сосна обошла мох в высоту в сотни раз.
Апрельский лес обманывает глаз: под ногами зелёный бархат мха высотой не больше 5 сантиметров, у ручья торчат «ёлочки» хвощей, а над всей этой компанией — сосна, дотянувшаяся до 35 метров. В семьсот раз выше мха, а по происхождению все они родственники: только шли на сушу с разным багажом. Разберёмся, на какие группы делят растения и почему одна группа заняла все материки, а другая так и осталась у «плинтуса».
Разобраться в этом изобилии помогает классификация — наука о сортировке живого. Её основная единица — вид: группа похожих организмов, которые скрещиваются между собой и дают плодовитое потомство. Шведский естествоиспытатель Карл Линней в 1735 году выпустил книгу «Система природы» и ввёл двойные имена: имя рода плюс видовой эпитет, как у человека имя и фамилия. Сосна обыкновенная и кедровая сосна — два вида одного рода: родня, но не близнецы. Над видом стоят категории покрупнее — род, семейство, класс, отдел, царство: чем выше ступень, тем более далёкая родня собирается под ней.
Шесть групп — одна лестница
Водоросли — выходцы из воды: тело — слоевище без органов и настоящих тканей, живут в морях, реках и даже в луже. Мхи сделали первый шаг на сушу: у кукушкиного льна есть стебель и листья, но корней нет — вместо них ризоиды, нитевидные выросты, которые лишь цепляются за грунт. Папоротники, хвощи и плауны обзавелись настоящими корнями, стеблями и листьями с проводящими пучками: в каменноугольных лесах 300 млн лет назад их предки росли деревьями. Голосеменные — сосна, ель, лиственница: семена лежат открыто на чешуях шишек, а листья превратились в хвою. Покрытосеменные, или цветковые, добавили цветок и плод, внутри которого прячется семя, — это самая молодая и самая многочисленная группа: около 350 тысяч видов.
Водоросли заслуживают отдельного взгляда, ведь это целый сбор разных древних жителей воды. Хламидомонада — одна клетка с красным глазком и парой жгутиков, хлорелла — неподвижный зелёный шарик, спирогира — нить с ленточными хроматофорами, ламинария — бурая лента длиной в несколько метров. Морскую капусту-ламинарию специально разводят на морских фермах: в слоевище копится йод, которого жителям далёких от моря городов часто не хватает. Дыша, ты каждый раз сотрудничаешь с фитопланктоном океана: эти микроскопические водоросли дают больше половины кислорода планеты.
Споровые против семенных
По способу размножения растения делятся на два лагеря. Споровые — водоросли, мхи, папоротники, хвощи и плауны — выпускают споры: крошечные одиночные клетки без запаса питания. Им досталось тяжело: чтобы оплодотворение состоялось, между клетками нужен плёночный водяной мостик, поэтому мхи селятся в сырости и растут по пояс. Семенные — голосеменные и покрытосеменные — упаковали зародыш в семя с запасом еды и прочной кожурой. Семя терпит засуху и мороз, путешествует с ветром, водой и зверями и стартует без всякой лужи под рукой. Вот почему семенные господствуют на суше, а споровые держатся за влагу.
| Группа | Главный признак | Примеры |
|---|---|---|
| водоросли | тело без органов и тканей | хламидомонада, ламинария |
| мхи | стебель и листья, корней нет | кукушкин лён, сфагнум |
| папоротники, хвощи, плауны | корни, стебли, листья; размножение спорами | орляк, хвощ полевой, плаун |
| голосеменные | семена лежат открыто на чешуях шишек | сосна, ель, лиственница |
| покрытосеменные | семя внутри плода, есть цветок | яблоня, пшеница, ромашка |
Нажми на элемент, затем на категорию. Нажми на разложенный элемент — вернётся в пул.
Группы в масштабе: числа и рекорды
Мхи — коллективный чемпион по площади: их на планете больше двадцати тысяч видов, и все они отказались от гонки за высотой. Кукушкин лён стоит зелёными столбиками в сыром ельнике, сфагнум строит болота: его мёртвые клетки-губки впитывают воду в двадцать раз больше собственной массы, а отмирающие части годами слёживаются в торф. Без крепких проводящих пучков воду высоко не поднять, поэтому выше пары десятков сантиметров мхи не прыгнули — и не расстроились: в своей нише они непобедимы.
Папоротники, хвощи и плауны — чемпионы древности. Триста миллионов лет назад их предки стояли настоящими деревьями: лепидодендроны поднимались на тридцать метров, а хвощи-каламиты заполняли топкие низины; из погибших лесов вышли пласты каменного угля, который мы жжём в котельных до сих пор. Сегодня папоротников больше десяти тысяч видов, хвощей осталось около тридцати, плаунов — несколько сотен. Споры у всех трёх групп расселяются одинаково: спорангии папоротника прячутся в бугорках-сорусах на нижней стороне листа, у хвоща — в колоске на весеннем побеге, у плауна — в колосках на верхушках веточек.
Голосеменные сделали ставку на семя и получили за это целую тайгу. Сосна обыкновенная живёт триста-четыреста лет и мирится с песками, ель растёт в тени и образует густые сумрачные леса, лиственница выдерживает морозы за шестьдесят градусов и сбрасывает хвою на зиму. Калифорнийская секвойя поднимается выше сотни метров, а возраст её дальних родственников перевалил за три тысячи лет. Всего голосеменных около тысячи видов — немного, но их леса покрывают громадную часть суши на севере планеты.
Покрытосеменные — молодость царства: они оформились около ста миллионов лет назад и уже разбились на четыреста с лишним семейств и триста пятьдесят тысяч видов. Их два козыря — цветок и плод: цветок нанимает опылителей, и насекомые переносят пыльцу прицельно, а плод расселяет семена с ветром, водой и зверями. Почти вся еда человечества из этой группы: злаки дали хлеб, бобовые — суп и белок, розоцветные — сады, паслёновые — картофель и томаты. Прогуляйся по рынку: почти каждый прилавок — витрина цветковых растений.
- Вид#
- группа похожих организмов, дающих плодовитое потомство; основная единица классификации
- Двойное название#
- имя вида из двух слов: имя рода и видовой эпитет; ввёл Линней
- Ризоиды#
- нитевидные выросты мхов и водорослей: держат за грунт, но не всасывают
- Спорангий#
- мешочек со спорами; у папоротника прячется в сорусе на нижней стороне листа
- Хвоя#
- узкий лист-игла голосеменных с восковым налётом
- Слоевище#
- тело водоросли без органов и настоящих тканей
Как это спрашивают на контрольной
- Задание: определи группу растения по описанию — вечнозелёное, размножается семенами, семена лежат на чешуях шишек открыто.
- Семена бывают только у семенных групп: голосеменных и покрытосеменных.
- Плодов и цветков у растения нет — значит, это не покрытосеменные; остаётся голосеменная, например сосна или ель.
- Проверь по названию группы: «голосеменные» — семя голое, без плода. Описание сходится.
- Обратная задача: у яблони семя лежит внутри плода — значит, она покрытосеменная, хотя тоже цветёт и даёт семена.
- «Перечисли группы растений от простых к сложным» — лестница: водоросли, мхи, папоротники с хвощами и плаунами, голосеменные, покрытосеменные
- «Чем споровые отличаются от семенных» — спора без запаса против семени с зародышем и едой
- «Почему мхи низкорослые» — нет корней и крепких проводящих пучков
- «Шишка — это плод?» — нет: у голосеменных плодов не бывает, семя лежит открыто
- «Определи группу по описанию» — ищи главный признак: слоевище, ризоиды, споры, открытое семя, цветок и плод
Образец полного ответа на вопрос «почему семенные господствуют на суше»: споровым для размножения нужна вода — сперматозоид должен доплыть до яйцеклетки, а спора не имеет запаса питания и прорастает только во влаге. Семя устроено иначе: внутри зародыш и запас еды, снаружи прочная кожура, поэтому семя терпит засуху, мороз и ждёт своего часа годами. Голосеменные добавили к семени хвою, покрытосеменные — цветок и плод, и каждая ступень уменьшала зависимость от воды. Вот почему семенные растут от пустынь до тундры, а мхи остались в сырых местах.
Теперь любой парк читается как лестница: лужа с водорослями, камень в тени с мхом, папоротник у забора, ель у дороги и цветочные клумбы поверх всего. Каждая ступень добавляла то, чего не хватало жизни на суше: ткани, корни, семя, цветок и плод. Дальше по программе — как эти группы делят роли в экосистемах и почему без древних папоротников каменноугольного периода у нас не было бы угля.
Проверь себя
Клавиши 1–9 выбирают вариант, Enter — «Проверить»
1 Какое растение обходится без корней?
2 Какие выросты заменяют мху корни?
3 Шишка сосны — это плод.
4 Расставь группы растений по пути усложнения от простых к устроенным.
5 Соедини группу растений и её признак.
Нажми на элемент слева, затем на его пару справа. Повторное нажатие отменяет связь.
6 Распредели растения по способу размножения.
Разложи элементы по категориям: нажми на элемент, потом на категорию.
7 Дополни сравнение споровых и семенных.
Выбери подходящее слово в каждом пропуске.
У папоротника в спорангиях созревают , а у сосны семена лежат открыто на шишки.
Было понятно? Скажи — так мы видим, какие темы переписать.
Частые вопросы
Почему мхи не вырастают высокими?
У мхов нет настоящих проводящих тканей и корней: ризоиды только цепляются за грунт, а воду мох впитывает всей поверхностью. Поднимать воду на высоту некому, поэтому выше пары десятков сантиметров кукушкин лён не растёт.
Есть ли у хвойных листья?
Есть — это хвоя: узкие иглы с восковым налётом. Такая форма экономит воду зимой, поэтому сосна и ель остаются зелёными круглый год и хвою не сбрасывают.
Почему папоротники не цветут?
Цветы бывают только у покрытосеменных, а папоротники размножаются спорами, которые созревают в спорангиях на нижней стороне листа. История про цветок папоротника в ночь на Ивана Купалу — красивая легенда без ботаники.
Чем спора отличается от семени?
Спора — одна крошечная клетка без запаса питания: прорастает только во влаге. Семя — готовый зародыш с запасом еды и кожурой: переживает засуху и мороз и трогается в рост в любую погоду.