Роль разнообразия в живой природе

Современные папоротники — травянистые  растения, за  исключением древовидных циатей, которые растут в нижнем ярусе относительно холодных и постоянно влажных тропических лесов. Высота циатей достигает 20 м. Наиболее известен орляк обыкновенный, космополитно распространенный по земному шару. Единственный во флоре Беларуси водный папоротник — сальвиния плавающая занесен в Красную книгу Беларуси. Подавляющее же число сальвиний населяют пресноводные водоемы тропиков и субтропиков.

Хозяйственное значение папоротников невелико: обычно их разводят как декоративные растения, молодые листья некоторых  видов и сердцевину древовидных  употребляют в пищу, отдельные  виды используют при изготовлении лекарственных  препаратов.

Наиболее примитивные представители  папоротниковидных известны с конца  раннего до середины позднего девона.

Отдел Хвощевидные, или  Членистостебельные (Equisetophyta). Современные хвощевидные имеют стебель, состоящий из члеников (междоузлий) и узлов с мутовчато расположенными листьями, причем членик, находящийся выше, как бы вставлен в узел находящегося ниже. В отличие от плауновидных хвощевидные имеют настоящие листья стеблевого происхождения: это сильно измененные боковые веточки. Высота растений составляет от нескольких сантиметров до 1 м. У тропического вида хвоща многощетинкового стебель достигает 10 м, но из-за малой толщины (до 2 см) он опирается на стебли соседних растений. Членистостебельные размножаются спорами и корневищами.

Хвощевидные широко распространены почти  по всей Земле, но в Южном полушарии  их меньше и, например, в Австралии, Новой Зеландии и Тропической  Африке вообще нет. Они растут в разных местообитаниях, однако обязательно  вблизи воды и в местах с достаточным  содержанием влаги в почве  или неглубоким залеганием грунтовых  вод.

Поселяясь на пастбищах и пашнях, особенно вновь освоенных, с кислыми  почвами, членистостебельные являются трудно искореняемыми сорняками. Среди  них встречаются, по некоторым сведениям, ядовитые для домашнего скота  растения. Многие хвощевидные применяются  в народной медицине. Достоверные  ископаемые остатки хвощевидных  известны из верхнедевонских отложений. Расцвет растений этой группы приходится  на каменноугольный период. Позднее, при изменении природных условий, от процветающего отдела остался один род хвощ.

Отдел Голосеменные (Pinophyta, Gymnospermae). Голосеменные вместе с покрытосеменными (цветковыми) образуют обширную группу семенных растений. Ее отличие заключается в способности производить семена. Внутреннее оплодотворение, развитие зародыша внутри семязачатка и появление семени — главное биологическое преимущество семенных растений, позволившее им лучше, чем бессеменным высшим растениям, приспособиться к условиям суши. Все голосеменные растения, современные и вымершие, представляют собой деревья и кустарники. Трав среди них нет. Предков голосеменных растений большинство палеоботаников ищут среди палеозойских растений. Древнейшее известное науке семя, названное археоспермой, принадлежит растению, существовавшему более 370 млн лет назад. По мнению большинства палеоботаников, начало голосеменным могли дать разноспоровые древовидные формы древнейших папоротниковидных девонского периода.

Среди голосеменных выделяют четыре класса: саговниковые, гнетовые, гинкговые  и хвойные. Саговниковые — это  вечнозеленые древовидные растения с клубневидными или редьковидными  стволами, иногда скрытыми в почве, либо с колоннообразными стволами высотой  до 20 м. Мужские и женские шишки  размещаются на конце ствола среди  черешков листьев кроны, причем женские  иногда имеют длину до 1 м и  массу до 40 кг.

Стволы саговниковых содержат много  крахмала, они идут на приготовление  особого продукта питания — саго. Сок из семян некоторых видов  является сильнодействующим ядом. Отравление домашних животных произрастающими  на пастбищах тропических и субтропических областей такими видами, как макрозамия, саговник, диоон и бовения, было серьезной  экономической проблемой развивающихся  стран. Особенно большой урон понесло  овцеводство в Австралии в  конце XIX — начале XX в. Пожары, массовые заготовки используемых видов, уничтожение  семян обезьянами и сельскохозяйственное освоение территорий обострили актуальность охраны саговниковых как вымирающих реликтов нашей планеты.

Из гнетовых наиболее уникальным растением  является вельвичия удивительная. Это  дерево-карлик с толстым (до 1 м) и  поднимающимся над землей всего  на 0,5 м стволом. На верхушке в противоположные  стороны растут два кожистых листа  длиной 3—6, иногда 7—8 м, а по краю ствола над основаниями листьев —  стробила (шишки). Книзу ствол суживается и переходит в стержневой корень. Вельвичия удивительная — своеобразный ксерофит, растущий только в приокеанических  пустынях Западной и Юго-Западной Африки, главным образом в Намиб. Почти единственным источником влаги для нее является морской туман побережья.

Гинкговые имеют единственного  современного представителя — реликтовое растение гинкго двулопастный. Высота этого листопадного дерева составляет 30—40 м. На верхушках коротких побегов  у него размещены пучки листьев  и стробилы.

Геологическая история гинкго двулопастного  начинается в триасе, в мезозое  его насчитывалось несколько  десятков видов. Растение занимало огромный ареал преимущественно в Северном полушарии с умеренным и умеренно теплым, достаточно влажным климатом. Особенно много гинкговых было на территории нынешней Сибири.

Хвойные являются одними из наиболее знакомых нам растений. Современные  хвойные — деревья, иногда кустарники, часто с конусовидной кроной, обычно вечнозеленые, но у некоторых (лиственница) листва на зиму опадает. Они служат главными лесообразователями хвойных  лесов умеренного пояса (тайги). Их хозяйственное  значение чрезвычайно велико и разнообразно.

Хвойные — самые древние  из  семенных  растений, процветающих и в наши дни. Свою геологическую историю они ведут с карбона. Достоверные остатки представителей современных семейств — араукариевых, подокарповых и сосновых известны из верхнепермских отложений. Начиная с триаса хвойные уже были широко распространены в Северном полушарии. В юрском периоде они достигли наибольшего разнообразия форм. В течение мезозойской эры сложились два центра распространения хвойных: Южное полушарие (араукариевые и подокарповые), и Северное (сосновые, тиссовые, кипарисовые и таксодиевые). В третичное время хвойные в Северном полушарии были распространены гораздо шире, чем сейчас: они произрастали и в полярных областях за пре делами современной границы распространения древесной растительности.

Отдел Цветковые, или Покрытосеменные (Magnoliophyta, Angiospermae). Цветковые являются наиболее совершенными представителями растительного мира. По числу видов (около 250 тыс.) они превосходят все остальные группы высших растений, вместе взятые. Цветковые составляют основную фитомассу биосферы и являются самыми важными для человека растениями. Они произрастают во всех природно-климатических зонах, демонстрируя наибольшую приспособленность к современным условиям существования жизни на Земле.

От голосеменных и остальных  высших растений цветковые отличаются наличием специального органа размножения  — цветка, хотя могут размножаться и вегетативтым путем. Одной из существенных частей цветка является завязь. В полость  завязи, образованную одним или несколькими  плодолистиками, заключена семяпочка (семязачаток). Пыльца попадает не непосредственно  на микропиле, или пыльцевход, семязачатка, как у голосеменных, а на рыльце пестика. Наличие рыльца служит характерной  особенностью цветковых растений и  главным отличием цветка от стробилов  голосеменных.

По уровню эволюционного развития цветковые занимают в растительном мире растений такое же место, какое  млекопитающие в мире животных. Палеонтологическая летопись цветковых растений началась в раннем мелу (около 125 млн лет  назад).

Отдел цветковых растений подразделяется на два класса — двудольные (около 180 тыс. видов) и однодольные (около 70 тыс. видов). Между ними имеются ряд  различий:

двудольные

• семя с двумя семядолями
• корневая система стержневая
• листья с перистым, реже с пальчатым жилкованием, черешок ясно выражен
• проводящая система включает одно кольцо проводящих пучков с кадмием, кора и сердцевина хорошо дифференцированы

однодольные

• семя с одной семядолей
• корневая система мочковатая
• листья с параллельным или дугонервным жилкованием, черешок не выражен
• проводящая система включает отдельные пучки или два кольца проводящих пучков, кора и сердцевина четко не дифференцированы

Не всегда указанные различия между  двудольными и однодольными резко  выражены. Некоторые признаки однодольных  могут встречаться у двудольных и наоборот. В соответствии с наиболее распространенной классификацией, предложенной в 1970 г. А. Л. Тахтаджяном, классы двудольных и однодольных растений подразделяются на подклассы, которые, в свою очередь,—  на порядки (иногда объединяемые в надпорядки), семейства, роды и виды.

Царство Грибы. Отдел Слизевики, или Миксомицеты (Myxomycota, Myxomyceta). Слизевики являются бесхлорофилльными грибообразными организмами. Их вегетативное тело представлено плазмодием — бесцветной или яркоокрашенной массой, состоящей из многоядерной протоплазмы, которая лишена оболочки. Размеры плазмодия у слизевиков различных видов могут быть от микроскопических до 1 м² и более.

Слизевики — главным образом  космополитные сапрофиты, живущие  в лесах под опавшими листьями и корой, в трещинах и щелях  гнилых пней. В темноте они впитывают  своей поверхностью питательные  вещества из окружающей влаги, кроме  того, могут захватывать твердые  пищевые частицы, споры грибов, амеб и живых бактерий. С помощью  выростов протоплазмы плазмодий  перемещается в направлении пищи, влажных мест или навстречу току воды. Слизевики размножаются спорами. Их некоторые виды паразитируют в  тканях водорослей, грибов и высших растений, вызывая, в частности, килу капусты и порошистую паршу картофеля. Происхождение слизевиков связывают  с приспособлением простейших жгутиковых к наземной жизни.

Отдел Настоящие грибы (Mycota, Fungi, Eumycota). Все настоящие грибы — гетеротрофные организмы, лишенные хлорофилла. Размножение у них вегетативное или споровое. Почти все грибы относятся к аэробным организмам. Они предпочитают кислые субстраты, некоторые виды хорошо развиваются на нейтральных и щелочных." Прямые солнечные лучи неблагоприятно воздействуют на рост и спороношение большинства из них, к тому же свет не является необходимым фактором развития мицелия. Жизнь грибов обычно недолга. Мицелий развивается в течение нескольких суток, затем наступает спорообразование, после чего мицелий прекращает рост и отмирает. Некоторые группы грибов (трутовые, ржавчинные, ряд шляпочных) обладают многолетним мицелием. Грибы сохраняются также при помощи склероциев и покоящихся спор.

Распространенные повсеместно, многие из настоящих грибов являются космополитами. Им принадлежит большая роль в  круговороте веществ в природе, разложении остатков растений и животных, образовании в почве органического  вещества. Например, разложение лесной подстилки осуществляют шляпочные  подстилочные сапрофиты. Они же постепенно минерализуют лесную подстилку и  лежащий под ней слой торфа на осушенных болотах, приводя к образованию весьма плодородных почв. Продукт жизнедеятельности настоящих грибов пенициллов — пенициллин широко применяется в медицине. При помощи гриба черной плесени в промышленном масштабе получают лимонную кислоту. Многие шляпочные грибы используются в качестве продуктов питания.

Однако ряд грибов весьма вреден. Это грибы — паразиты растений, приводящие к значительной потере урожая (ржавчинные грибы) и порче сельскохозяйственных продуктов, домовые грибы, поражающие древесину и таким образом  разрушающие деревянные строения. Наносят  ущерб здоровью людей р животных грибы, вызывающие заболевания кожи, волосяного покрова, ногтей, легких, в  некоторых случаях глаз, а также  грибы, содержащие микотоксины.

Широко распространено мнение о  происхождении грибов из водорослей в связи с переходом их древних  форм на паразитический способ питания  с потерей хлорофилла. Однако ряд  ботаников считают, что водоросли  и грибы имеют лишь общих предков  из группы жгутиковых. Споры грибов, напоминающих некоторые современные  виды, обнаружены в отложениях мезозоя.

Царство Животные. Тип Простейшие (Protozoa). Все простейшие — одноклеточные эукариоты. К окружающей среде они- приспосабливаются как целостный самостоятельный организм на клеточном уровне организации. Иногда их клетки образуют колонии, при этом каждая клетка (особь) в пределах колонии обладает совокупностью свойств, необходимых для самостоятельного существования, и не специализирована, как клетки, образующие ткани многоклеточных организмов.

По строению тела простейшие чрезвычайно  разнообразны. Такие их представители, как амеба, не имеют постоянной формы  тела и постоянных элементов симметрии. Радиоляриям и солнечникам свойственна  радиальная форма тела с единым центром  симметрии. У инфузорий имеются  опорные структуры, поддерживающие и определяющие форму тела. Фораминиферам  присущи скелетные образования  в виде раковинок, иногда очень сложно устроенных. Большинство простейших, кроме паразитирующих форм, перемещаются в пространстве с помощью жгутиков, ресничек, ложных ножек или иным способом. Среди них есть гетеротрофы  и автотрофы. Последние, например жгутиконосцы, могут быть отнесены к одноклеточным  водорослям.

Простейшие широко распространены в морях и океанах от поверхности  до предельных глубин, а также в  пресных водоемах. Многие из них  живут в почвах. Сапрофитные формы  поселяются в кишечном тракте беспозвоночных животных. Значительная часть представителей этого типа являются паразитами, вызывающими  такие тяжелые заболевания, как  малярия у человека, пироплазмозы, кокцидиозы и многие другие у домашнего  скота. Велика роль простейших в образовании  океанических илов и осадочных пород (меловых отложений, известняков  и др.).

Геологический возраст простейших отсчитывается с нижнего кембрия. В ископаемом состоянии хорошо сохранились  благодаря минеральному скелету  фораминиферы и радиолярии.