Растения

Растения (Plantae, или Vegetabilia) — царство живых организмов, основными признаками которых являются:

Автотрофный тип питания за счёт фотосинтеза.
Наличие плотных клеточных оболочек, состоящих преимущественно из целлюлозы.
Накопление крахмала в качестве основного запасного вещества.

Гетеротрофное питание (сапрофитное или паразитическое), встречающееся у некоторых растений, всегда имеет вторичное происхождение. Другие характерные черты, такие как специфические циклы развития, способы закладки органов или прикреплённый образ жизни, не являются универсальными для всех групп. Однако весь комплекс признаков в целом позволяет чётко отличить растения, особенно высокоорганизованные, от представителей других царств.

На одноклеточном уровне различия могут быть менее очевидны. Например, эвгленовые водоросли из-за подвижности иногда рассматриваются зоологами в составе царства животных (простейших). Ключевым отличием одноклеточных растений служит наличие хлоропластов в сочетании с особенностями ультраструктуры клетки (строение оболочек, развитие вакуолей и др.). С усложнением организации различия резко возрастают, и растения легко отличить даже по внешнему виду.

Для большинства растений характерно сильное расчленение тела, увеличивающее его поверхность. Это связано со способом поглощения питательных веществ — газообразных (для фотосинтеза) и жидких (вода с растворёнными минеральными солями) — из окружающей среды. У высших растений это привело к формированию множества специализированных структур (см. Ткани, Вегетативные органы). Многие особенности строения растений определяются характером их роста, размножения и способами расселения.

Классификация

Наши знания о растениях всё ещё неполны, что отражается на постоянно уточняющихся системах классификации. До середины XX века все растения традиционно делили на две группы:

Низшие растения: бактерии, водоросли, слизевики, грибы и лишайники.
Высшие растения: риниевые, моховидные, псилотовые, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые).

В современной систематике бактерии и грибы выделены в самостоятельные царства, поэтому группа «низшие растения» сохранила в основном исторический интерес. В нынешнем понимании царство растений (Plantae) включает три подцарства:

Багрянки, или красные водоросли (Rhodobionta).
Настоящие водоросли (Phycobionta).
Высшие, или зародышевые, растения (Embryobionta).

Эти подцарства охватывают всё разнообразие растительного мира, насчитывающее около 350 тысяч видов.

Происхождение и эволюция

Происхождение растений связано с ранними этапами развития жизни на Земле:

Архей (около 3 млрд лет назад): появились организмы, похожие на синезелёные водоросли (цианобактерии) или их предшественников.
Протерозой (около 2 млрд лет назад): возникли синезелёные водоросли с крупными толстостенными оболочками, которым, вероятно, уже был свойственен кислородный метаболизм. Здесь же появились и настоящие водоросли.
Ранний палеозой: известны зелёные и красные водоросли. Вероятно, на границе протерозоя и палеозоя появились первые микроскопические наземные растения.
Вторая половина силура: существовали первые высшие наземные растения — риниофиты. Они не имели корней (их заменяли ризоиды), а структурными элементами тела были так называемые теломы.
Ранний девон: высшие растения уже были весьма разнообразны (кроме риниофитов — плауновидные, предки папоротниковидных и членистостебельных) и имели корни и зачатки сосудов.
Конец девона: появились голосеменные.
Карбон: пышно развились древовидные папоротники, появились хвойные.
Пермь: на смену древним папоротникам пришли современные папоротниковидные.
Триас и юра: широкое распространение получили голосеменные, включая хвойные.
Ранняя меловая эпоха: возникли цветковые (покрытосеменные) растения, которые впоследствии стали господствующей группой во флоре Земли.

Роль в биосфере и значение для человека

Растения играют фундаментальную роль в жизни планеты:

Первичные продуценты: только зелёные растения, содержащие хлорофилл, способны аккумулировать энергию Солнца, создавая органические вещества из неорганических (фотосинтез).
Поддержание газового состава атмосферы: в процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ (CO₂) и выделяют кислород (O₂).
Основа трофических цепей: как создатели органического вещества, растения являются определяющим звеном в питании всех гетеротрофных организмов.

Наземные растения представлены множеством жизненных форм (деревья, кустарники, травы, лианы, подушковидные растения, эпифиты и др.). Произрастая совместно, они образуют разнообразные растительные сообщества (фитоценозы), определяя ландшафтное и экологическое разнообразие Земли. При непосредственном участии растений образуется почва и торф, а скопления ископаемых растений сформировали залежи каменного и бурого угля.

Особое значение для человека имеют семенные, главным образом цветковые растения, которые обеспечивают пищу, одежду, топливо, строительные материалы и многое другое (см. Культурные растения). Человек научился создавать искусственный растительный покров (поля, сады, плантации) и выводить новые формы растений.

Однако интенсивная и не всегда рациональная хозяйственная деятельность привела к уничтожению естественной растительности на огромных площадях и поставила под угрозу исчезновения множество видов. В связи с этим в России и других странах приняты специальные законодательные акты по охране растительного мира (см. Охрана природы).

Современный контекст

Современная филогенетическая систематика, основанная на анализе ДНК, продолжает уточнять родственные связи между группами растений. Традиционное царство Plantae в наиболее широком понимании (включая зелёные, красные и глаукофитовые водоросли) признаётся монофилетической группой. Дискуссии продолжаются вокруг статуса и положения некоторых групп, например, харовых водорослей, которые рассматриваются как ближайшие родственники высших растений. Классификация внутри царства постоянно обновляется, отражая новые данные молекулярно-генетических исследований.