Царство Растения (Plantae)

Растения - биологическое царство многоклеточных организмов, отличительной чертой представителей которой является способность к фотосинтезу. Включает в себя мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные и цветковые растения. Нередко к растениям относят также все водоросли или некоторые их группы. Растения представлены многочисленными жизненными формами, наиболее распространёнными из которых являются деревья, кустарники и травы.

Роза дамасская

Описание

Клетки растений имеют плотные целлюлозные оболочки. В клетках большинства растений находятся зелёные пластиды - хлоропласты, содержащие зелёный пигмент хлорофилл, в связи с чем и возможен фотосинтез. При разрушении молекул воды происходит выделение кислорода. Благодаря хлоропластам большинство растений имеет зелёный цвет. Запасные вещества в клетках накапливаются в виде крахмала. Растут растения в течение всей жизни, а их жизнедеятельность регулируется фитогормонами.

Растения - продуценты. Они производят органические вещества из углекислого газа с помощью энергии солнца в процессе фотосинтеза, при этом выделяют кислород. Некоторые представители перешли к вторичному гетеротрофному способу питания (облигатный паразитизм). Например, петров крест (Lathraea), паразитирующий на корнях деревьев и кустарников и получающий готовые питательные вещества из организма-хозяина.

Растениям для нормального роста и развития требуются разные минеральные вещества, наиболее важные из которых - азот, калий и фосфор. Вода с необходимыми минеральными элементами поглощается корнями из почвы в процессе минерального питания.

Молочай миндалевидный

Несмотря на огромное разнообразие, клетки растений характеризуются общностью строения. Главное запасное вещество растений - крахмал.

Корень растения выполняет опорную, запасающую функцию, поглощает и проводит воду с растворенными в ней веществами, образует и выделяет в окружающую среду ряд веществ. Различают главные, боковые и придаточные корни. Все корни способны разветвляться. Рост корней происходит при определенной температуре. Почва является основным источником минерального питания растений.

Сперматозоиды растений дву- (у мохообразных и плауновидных) или многожгутиковые (у остальных папоротникообразных, саговниковых и гинкговых).

Клетки растений объединяются в ткани, которые характеризуются отсутствием межклеточного вещества, большим количеством мёртвых клеток, а также тем, что, в отличие от животных, растительная ткань может состоять из разных типов клеток.

У высших растений имеются органы, которые подразделяются на вегетативные и генеративные. Вегетативными органами являются корень, стебель и лист, они обеспечивают поддержание жизнедеятельности организма и участвуют в вегетативном размножении. В генеративных органах формируются гаметы, необходимые для полового размножения. У споровых растений женские гаметангии - архегонии, мужские - антеридии.

Баобаб

Растения в основном ведут прикреплённый образ жизни, в связи с чем они формируют различные жизненные формы, отражающие приспособленность организма к тем или иным условиям обитания, - деревья, кустарники, травы, эпифиты, лианы и др.

Для растений характерны половое, бесполое (споровое) и вегетативное размножение. У высших растений вегетативное размножение осуществляется частями корня, стебля, листа или их видоизменениями. У покрытосеменных растений цветок после опыления формирует плод.

Растения, которые растут на других растениях, обычно на деревьях, не паразитируя на них, называются эпифитами. Они могут поддерживать разнообразные древесные экосистемы. Некоторые из них могут косвенно наносить вред растению-хозяину, например, перекрывая свет. Гемиэпифиты, такие как инжир-душитель, начинаются как эпифиты, но в конечном итоге пускают собственные корни, одолевают и убивают своего хозяина. Многие орхидеи, бромелиевые, папоротники и мхи растут как эпифиты.

Заморозки и обезвоживание могут повредить или убить растения. Некоторые растения содержат в цитоплазме белки-антифризы, белки теплового шока и сахара, которые позволяют им переносить эти стрессы.

Растения используют рецепторы распознавания образов для распознавания патогенов, таких как бактерии, вызывающие болезни растений. Это распознавание запускает защитную реакцию. Первые такие растительные рецепторы были обнаружены у риса и у резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana).

Распространение

Растения распространены почти по всему миру. Хотя они населяют несколько биомов, которые можно разделить на множество экорегионов. Только выносливые растения антарктической флоры, состоящие из мхов, печеночников, лишайников и всего двух цветковых растений, адаптировались к преобладающим условиям на этом южном континенте.

Значение и применение

Существование мира животных, включая человека, было бы невозможно без растений. Из всех организмов только растения и фотосинтезирующие бактерии способны аккумулировать энергию Солнца, создавая при её посредстве органические вещества из веществ неорганических. Именно деятельностью растений была создана атмосфера, содержащая O2, и их существованием она поддерживается в состоянии, пригодном для дыхания.

Лаванда

Наземные растения образуют степи, луга, леса и другие растительные группировки, создавая ландшафтное разнообразие Земли и бесконечное разнообразие экологических ниш для жизни организмов всех царств. Наконец, при непосредственном участии растений возникла и образуется почва.

Человеком одомашнено свыше 200 видов растений. Основные продовольственные растения, используемые в культуре в настоящее время, были одомашнены в странах юго-западной Азии. Ранние земледельцы составили набор одомашненных растений, которые удовлетворяют основным потребностям человека в пище и сегодня. В дальнейшем имело место постепенное распространение культурных растений из очага их возникновения в новые районы. В итоге, одни и те же растения стали пищевыми для населения всего мира.

Из огромного разнообразия растений особое значение в повседневной жизни имеют семенные и цветковые растения. Именно к ним относятся почти все растения, введённые человеком в культуру. Животноводство базируется на использовании дикорастущих и культивируемых кормовых растений.

Волокнистые растения обеспечивают человека одеждой и техническими тканями. Ежегодно потребляется огромное количество леса - в качестве строительного материала, источника получения целлюлозы и др.

Петуния

Очень важное значение для человека имеет один из главных источников энергии - каменный уголь, а также торф, образованный из растительных остатков прошлого.

До сих пор не утратил своего экономического значения добываемый из растений естественный каучук. Ценные смолы, камеди, эфирные масла, красители и другие продукты, получаемые в результате переработки растений, занимают видное место в хозяйственной деятельности человека. Большое число растений служат основными поставщиками витаминов, а другие - источником необходимых лекарств, веществ и препаратов.

Зелёные растения обогащают атмосферу кислородом и являются основным источником энергии и органического материала почти для всех экосистем. Животные и многие другие аэробные организмы нуждаются в кислороде. Во многих экосистемах растения являются основой пищевых цепей.

Наземные растения являются ключевыми компонентами водного и других биохимических циклов. Некоторые растения эволюционировали совместно с азотфиксирующими бактериями и включены в кругооборот азота. Корни растений играют существенную роль в развитии почвы и предотвращении её эрозии.

Многие животные эволюционировали совместно с растениями. Многие насекомые опыляют цветки в обмен на пищу в форме пыльцы или нектара. Четвероногие едят плоды и распространяют семена с фекалиями. Большинство видов растений выработали симбиоз с различными видами грибов. Грибы помогают растению извлекать воду и минеральные вещества из почвы, а растение снабжает грибы углеводородами, произведёнными в результате фотосинтеза.

Сальвиния ушастая

Тысячи видов растений культивируются из-за их красоты и для обеспечения тени, изменения температуры, уменьшения ветра, уменьшения шума, обеспечения уединения и уменьшения эрозии почвы. Растения являются основой индустрии туризма, приносящей многомиллиардный доход в год, который включает поездки в исторические сады, национальные парки, тропические леса, леса с разноцветными осенними листьями и фестивали. Изображения растений и особенно цветов часто используются в живописи.

Виды искусства, специализирующиеся на композиции из срезанных или живых растений, включают бонсай, икебану и композицию из срезанных или высушенных цветов. Декоративные растения иногда меняли ход истории, как при тюльпаномании. Цветы часто используются в качестве мемориалов, подарков и в ознаменование особых случаев, таких как рождения, смерти, свадьбы и праздники.

Существует более 500 видов хищных растений. Произрастают хищные растения обычно на почвах, бедных питательными веществами и минеральными солями. «Хищность» растений обусловлена недостатком азота в почвах, именно поэтому растения-хищники приспособились получать азот из насекомых и других животных, которых они ловят с помощью разнообразных хитроумных ловушек.

Сорняки - коммерчески или эстетически нежелательные растения, произрастающие в управляемых условиях, таких как сельское хозяйство и сады. Люди распространили многие растения за пределы их родных ареалов; некоторые из этих растений стали инвазивными, нанося ущерб существующим экосистемам, вытесняя местные виды, а иногда превращаясь в серьезные сорняки для культивирования.

Орхидея цимбидиум

Некоторые растения, которые производят переносимую ветром пыльцу, включая травы, вызывают аллергические реакции у людей, страдающих сенной лихорадкой. Многие растения вырабатывают токсины, чтобы защититься от травоядных. Основные классы растительных токсинов включают алкалоиды, терпеноиды и фенольные соединения. Они могут быть вредны для людей и домашнего скота при проглатывании или, как с ядовитым плющом, при контакте. Некоторые растения оказывают негативное воздействие на другие растения, препятствуя росту рассады или соседних растений, выделяя аллопатические химические вещества.

Ископаемые

Древнейшее известное наземное растение - куксония. Куксония обнаружена в 1937 г. в силурийских песчаниках Шотландии (возраст порядка 415 млн лет). Дальнейшая эволюция высших растений разделилась на две линии: гаметофитную (моховидные) и спорофитную (сосудистые растения). Первые голосеменные растения появляются в начале мезозоя (примерно 220 млн лет назад). Первые покрытосеменные (цветковые) возникают в юрском периоде.

По состоянию на 2022 год было описано около 350 тысяч видов растений.

• Семейство: Polypodiaceae Bercht. et J.Presl, 1820 = Многоножковые, или папоротники настоящие
• Тип: Chlorophyta Pascher, 1914 = Зеленые водоросли
• Отряд: Cladophorales West, 1904 = Кладофоровые
• Семейство: Caulerpaceae Grevillе, 1830 = Каулерповые
• Отряд: Siphonocladales Oltmanns, 1904 = Сифонокладовые
• Семейство: Pinaceae Lindley, 1836 = Сосновые
• Семейство: Alismataceae Vent., 1799 = Частуховые
• Семейство: Araceae Jussieu, 1789 = Аронниковые, ароидные
• Семейство: Asparagaceae = Спаржевые
• Семейство: Amaranthaceae Jussieu = Амарантовые, щирицевые
• Семейство: Malvaceae Jussieu = Мальвовые
• Семейство: Actinidiaceae Hutch. = Актинидиевые
• Семейство: Cucurbitaceae Jussieu = Тыквенные
• Семейство: Apocynaceae Jussieu, 1789 = Кутровые
• Семейство: Lamiaceae Martinov, 1820 = Губоцветные, или яснотковые
• Семейство: Acanthaceae Juss., 1789 = Акантовые
• Семейство: Solanaceae Juss. = Пасленовые
• Семейство: Araliaceae Juss. = Аралиевые
• Семейство: Apiaceae [= Umbelliferae] Lindley, 1836 = Зонтичные, или сельдерейные
• Семейство: Rutaceae Jussieu = Рутовые
• Семейство: Equisetaceae Michx. ex DC., 1804 = Хвощи
• Семейство: Lycopodiaceae P.Beauv. ex Mirb., 1802 = Плауновые
• Семейство: Ophioglossaceae Martynov, 1820 = Ужовниковые
• Семейство: Osmundaceae Bercht. et J.Presl, 1820 = Чистоустовые, или осмундовые
• Семейство: Salviniaceae [= Azollaceae] T. Lestib. = Азоловые
• Отряд: Chlorococcales Marchand, 1895 = Хлорококковые, или протококковые
• Отряд: Tetrasporales Lemmermann & Pasсhеr, 1915 = Тетраспоровые
• Семейство: Monostromataceae De Toni, 1889 = Моностромовые
• Семейство: Bryopsidaceae Bory de Saint-Vinсеnt, 1828 = Бриопсидовые, бриопсиевые

Краткая систематика царства Растения: