БОТАНІКА. МОРФОЛОГІЯ РОСЛИН - О. А. Шевчук - 2014

ОСНОВНІ НАПРЯМКИ МОРФОЛОГІЧНОЇ ЕВОЛЮЦІЇ

Існуючі види рослин залежно від рівня організації умовно поділяють на дві великі групи - вищі та нижчі рослини.

У нижчих рослин, сланевих або таломних (Thallobionta) тіло не диференційоване на корінь, стебло і листки, а також немає складної тканинної будови. Примітивні форми складаються із однієї клітини. Статевими органами нижчих рослин є гаметангії.

У вищих рослин (у більшості мохів (Bryophyta), плаунів (Lycopodiophyta), хвощів (Equisetophyta), папоротеподібних (Polypodiophyta), голонасінних (Pinophyta), квіткових (Magnoliophiyta) тіло диференційоване на вегетативні органи — листкостеблові пагони і корені — та генеративні. Вони складаються з різних тканин.

Вихід організмів на сушу став одним із головних факторів, який обумовив прискорену диференціацію та еволюцію рослин. Під час водного способу життя всі частини тіла рослини знаходяться приблизно в однакових умовах забезпеченням водою, повітрям та світлом. Тому вони виконують одні і ті ж самі функції і мають однакову будову. На суходолі на рослину діє більша кількість факторів. На суходолі рослини відчувають нестаток у воді. Деякий більш або менш постійний запас води є лише у ґрунті. В таких умовах відносно краще пристосовані і переважно виживають рослини, у яких тіло частково знаходиться у ґрунті. Тому у процесі пристосування до умов життя на суходолі у вищих рослин відбувся поділ на надземну та підземну частини. Підземні частини рослин втратили здатність до фотосинтезу і служать для всмоктування води, тобто забезпечують ґрунтове живлення. У сучасних вищих рослин такими підземними органами є корені. Вони прикріплюють рослину до ґрунту, всмоктують воду і мінеральні речовини. Середовище існування і функції накладають характерний відбиток на зовнішню та внутрішню будову кореня.

У надземних частинах тіла - пагонах - відбувається процес фотосинтезу, утворюються і накопичуються органічні речовини. Пагони забезпечують повітряне живлення рослини. Між надземними та підземними органами відбувається енергетичний обмін органічними та мінеральними речовинами. У зв’язку з посиленням відтоку цих речовин надземні органи диференціюються на стебла і листки. Листки - органи фотосинтезу. Для них характерна більша зовнішня поверхня, що сприяє газообміну.

Стебла виконують роль посередників між листками і коренями. Вони забезпечують рух речовин від листків до коренів і навпаки. За допомогою стебла листки розміщуються найбільш сприятливо по відношенню до світла. Збільшення площі контакту із зовнішнім середовищем відбувається у результаті видовження і галуження рослинного організму.

Рослинні одноклітинні організми втрачали рухливість і переходили до прикріпленого способу життя. Відсутність рухливих форм у вегетативному стані, лінійний ріст, галуження та прикріплений спосіб життя обумовили ще одну характерну особливість рослин, а саме здатність до необмеженого росту.

У нижчих рослин відбулася диференціація тіла у трьох напрямках:

1) без суттєвого збільшення розмірів одноклітинного рослинного організму;

2) збільшення розмірів організму відбувалося, однак, він залишався одноклітинним. У цьому випадку клітини містили велику кількість ядер та інших органоїдів. Це неклітинні організми. Їх форма різноманітна;

3) з’явилися багатоклітинні організми, у яких виникли неоднорідні структури з різними функціями.

Слід відмітити, що проміжне положення між багатоклітинними та одноклітинними організмами зайняли колоніальні форми, у яких клітини після поділу не розходяться, а залишаються зв’язаними між собою.

Фізіологічно та морфологічно відокремлені частини в системі цілісного організму називають органами рослин. Органи рослин виникли в процесі еволюції. Первинні примітивні нижчі рослини (водорості, гриби, лишайники, печіночники) ще не утворюють органів. Їх тіло представлене у вигляд талому. Отже, такі рослини називають таломними.

У вищих рослин існує дві групи органів: вегетативні та генеративні. До вегетативних органів відносять корінь і пагін. Пагін складається із стебла, бруньок та листків. Вегетативні органи виконують функцію живлення і забезпечують індивідуальний розвиток рослин.

У квіткових рослин генеративними органами є квітка, насіння та плід. Ці органи забезпечують статеве розмноження рослин.

Між вегетативними і генеративними органами існує тісний зв’язок і взаємозалежність. Діяльність вегетативних органів веде до накопичення органічних речовин, які є обов’язковою умовою утворення генеративних органів. В свою чергу в результаті розвитку генеративних органів утворюється зародок, із якого розвиваються вегетативні органи нового покоління.

Корінь і стебло - осьові органи, які становлять єдину вісь рослини з протилежними полюсами. На осі симетрично розвиваються у вигляді бокових придатків листки і генеративні органи - квітки.

Органи складаються із тканин, а тканини в свою чергу - із клітин. Вегетативні і генеративні органи формуються у точках росту рослини. В основі їх розвитку лежать процеси клітинних поділів і диференціації клітин.

Вперше вегетативні органи виникли у перших наземних рослин-рініофітів. Рініофіти не утворювали листків і коренів, їх тіло складалося із безлистої підземної і надземної осей, тобто теломів. У вимерлих плауноподібних рослин (лепіфдодендронів) на надземних теломах з’явились філоїди. Філоїди - це листоподібні утворення, або енації, як вирости зовнішніх шарів паренхіми кори. Вони не були справжніми листками, проте мали єдине походження із стеблом. Таким чином, можна висунути припущення, що у структурі вегетативних органів пагін з’явився першим.

Корінь рослин виник внаслідок морфологічної та функціональної диференціації ризомоїдів. Це гілочки-теломи, якими викопні рослини закріплювалися у ґрунті. На ризомоїдах були ризоїди, за допомогою яких рослини поглинали воду і мінеральні солі.