Растения

Растения как царство живых организмов

Основной источник раздела: Большая российская энциклопедия

РАСТЕ́НИЯ (Plantae, Vegetabilia) – одно из царств эукариотных организмов. Как правило, автотрофы, способные к синтезу органический веществ (глюкозы) из диоксида углерода и воды в процессе фотосинтеза. Некоторые растения перешли к вторичному гетеротрофному способу питания (облигатный паразитизм, микогетеротрофность). Основным источником минер. питания растений служат почвенные растворы, из которых они получают и доступный азот в виде ионов NO₃^– и NH₄⁺. Для растительных клеток характерно наличие плотных клеточных стенок, состоящих главным образом из целлюлозы; у некоторых растительных тканей стенки могут пропитываться лигнином, кремнезёмом и другими веществами, что даёт им возможность сохранять некоторые функции (в том числе покровную, опорную, проводящую) после гибели клеток. Часть массы и объёма тела растений (иногда существенная и преобладающая, например, у древесных растений) представлена тканями из мёртвых клеток (вторичные и третичные покровные ткани, склеренхима, ксилема). Центральная вакуоль, занимающая большую часть объёма растительной клетки, участвует в регуляции водно-солевого обмена, поддержании тургорного давления клетки (внутренний гидроскелет) и накоплении конечных или токсичных продуктов метаболизма. В цитоплазме присутствуют специальные органеллы – пластиды.

Строение, жизненные формы и жизненный цикл растений

Тело большинства растений с выраженным расчленением. Существуют 3 типа его организации: талломный, при котором отдельные органы не выделяются и тело представлено зелёной пластиной (некоторые моховидные, заростки папоротниковидных); листостебельный, представляющий собой побег с листьями (корни отсутствуют; большинство моховидных), и корнепобеговый, когда тело состоит из корней и системы побегов (у большинства растений). Зачаток побега принято называть почкой (см. Почка растений).

Растения обладают неограниченным ростом главным образом за счёт образовательных тканей – меристем, клетки которых сохраняют постоянную способность к делению. Будучи закреплёнными в субстрате, растения вынуждены быть биоморфологически пластичными; они формируют различные адаптивные корнепобеговые системы – жизненные формы: деревья, кустарники, кустарнички, стланики, полукустарники, лианы, эпифиты и др. Их прикреплённым образом жизни определяются многие анатомо-морфологические и эколого-биологические свойства. Реакция растений на воздействие тех или иных экологических факторов проявляется в виде направленного роста к источнику воздействия (например, положительный фототропизм) или от такового (например, отрицательный гелиотропизм). В жизненном цикле растений имеют промежуточный тип редукции (в результате мейоза образуются споры), при котором чередуются гаплоидное половое (гаметофит) и диплоидное бесполое (спорофит) поколения.

Классификация растений в системе организмов

Общепринятого мнения по поводу того, какие группы организмов включать в царство растений, до сих пор не существует. До середины 20 века все растения делили на низшие (бактерии, водоросли, слизевики, грибы и лишайники) и высшие (риниофиты, моховидные, псилотовые, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и цветковые, или покрытосеменные). Ныне термин «низшие растения» может представлять лишь исторический интерес. Согласно одной из распространённых современных классификаций системы организмов (например, система Р. Уиттекера, состоящая из 5 царств), царство растений объединяет лишь представителей высших растений. Бактерии и грибы выделяются в самостоятельные царства, часть водорослей и слизевики относятся к протистам, лишайники рассматриваются отдельно как лихенизированные грибы. По другой современной классификации (например, А. Л. Тахтаджяна, выделившего 4 царства), в царство растений входят 3 подцарства: багрянки (красные водоросли), настоящие водоросли и высшие растения. Однако многочисленные сходства разных групп водорослей с различными группами простейших и грибов (например, эвгленовых с кинепластидами, бурых водорослей с оомицетами, красных водорослей с высшими грибами) свидетельствуют в пользу первой классификации.

Возникновение растений

Возникновение растений, по-видимому, связано с силурийским периодом. Предками растений предположительно были харовые водоросли, приспособившиеся к жизни в приливно-отливной полосе. Первые наземные растения (тримерофитовые, или псилофитовые) не имели листьев и дифференцированных корней и, скорее всего, дали начало как моховидным, так и папоротниковидным. В девоне растения были уже весьма разнообразны, имели корни и зачатки сосудов; в конце этого периода появились семенные растения. В карбоне они постепенно вытеснили папоротники, а в мезозойскую эру стали господствовать на суше. В триасе и юре некоторые голосеменные растения (возможно, предки современных гнетовых) постепенно приобрели все важнейшие признаки цветковых (замкнутые мегаспорофиллы – плодолистики с завязью и рыльцем, двойное оплодотворение, плоды и т. д.), которые в середине – конце мелового периода (100–70 млн. лет назад) превратились, наряду с хвойными, в доминирующую группу растительного мира. При непосредственном участии растений прошлых геологических эпох сформировались торф, месторождения бурого и каменного углей, растения сыграли и продолжают играть важную роль в почвообразовании. Современное разнообразие растений в основных чертах сложилось в неогене и испытало резкие зональные изменения на суше в плиоцене – плейстоцене. Многие биологи считают, что все растения появились в результате симбиоза (скорее всего, неоднократного) с цианобактериями, а хлоропласты в их клетках – это изменённые при симбиозе цианобактерии. Известно более 400 тысяч современных видов растений. Ботаники мира ежегодно открывают и описывают около 2 тысяч новых видов.

Роль растений в биосфере

Наряду с фотосинтезирующими прокариотами, растения играют исключительную роль в формировании и функционировании биосферы Земли. Их способность преобразовывать в процессах фотосинтеза энергию солнечного излучения в энергию химических связей в молекулах углеводов и осуществлять ферментативный фотолиз воды с выделением в атмосферу свободного кислорода определяет существование всех гетеротрофных организмов (в т. ч. человека) и устойчивость биосферы в целом; будучи первичными продуцентами органического вещества, растения являются определяющим звеном во всех трофических цепях и биогеохимических циклах, потоках вещества и энергии. Выделяемый растениями кислород позволяет осуществлять эффективное клеточное дыхание для получения энергии аэробными организмами.

Все растения планеты в совокупности образуют растительный покров, определяющий ландшафтное разнообразие Земли. В последние несколько миллионов лет сложились обособленные флористические комплексы субпланетарного уровня, называемые в системе флористического районирования суши флористическими царствами.

Растения в жизни человека

Из огромного разнообразия Р. наибольшее значение для человека имеют семенные растения. В разных регионах земного шара человек использует в качестве экономически значимых и полезных (в том числе пищевые, декоративные, лекарственные, медоносные, волокнистые, технические растения) свыше 17 тыс. видов дикорастущих растений; этот богатейший генофонд – источник для выведения путём длительной селекции и гибридизации сотен тысяч сортов культурных растений. Интенсивная и часто непродуманная деятельность человека привела к нарушению или уничтожению естественного растительного покрова на огромных площадях и поставила под угрозу исчезновения многие виды растений. В ряде стран мира (в том числе в России) созданы городские, региональные и национальные Красные книги растений; с 1964 издаётся Красная книга МСОП. Эти документы служат научной и юридической основой для планирования мероприятий по охране и восстановлению биологического разнообразия растительного мира. Комплекс биологических наук, изучающих растения, называется ботаникой. См. также Земля, Водоросли, Голосеменные, Моховидные, Папоротниковидные, Плауновидные, Хвощевидные, Цветковые растения.

Библиография статьи Большой российской энциклопедии

• Ботаника. 35-е изд. М., 2007–2008. Т. 1–4.

См. также

• Растительный мир

Ссылки

• Тихо шелестел ордовикский камыш — Палеонтология для любителей 08.11.2020.

Чувствительность растений

• Доказано наличие у растений громкого «крика боли» — Lenta.ru 09.12.2019.
• Могут ли растения испытывать боль? — Бджола на Facebook, 30.09.2015.