Текст книги "Единая картина мира. Системно структурным методом"

• объединение клеток в ткани.

Структура клеточного ядра

Синтезированные в ядре молекулы РНК модифицируются, после чего выходят в цитоплазму. Таким образом, ядро клетки является не только вместилищем генетической информации, но и местом, где этот материал функционирует и воспроизводится.

Цитоплазма – представляет собой водянистое вещество (90% воды), в котором располагаются различные органеллы, а также питательные вещества. Многие вещества – минеральные соли, глюкоза, аминокислоты образуют истинный и коллоидный раствор. В цитоплазме протекают почти все процессы клеточного метаболизма. Кроме того в ней есть нерастворимые отходы обменных процессов и запасные питательные вещества. Цитоплазма постоянно движется, перетекает внутри живой клетки, перемещая вместе с собой различные вещества, включения и органоиды. Цитоплазма способна к росту и воспроизведению и при частичном удалении может восстановиться. Однако она нормально функционирует только в присутствии ядра. Без него долго существовать цитоплазма обычно не может, как и ядро без цитоплазмы. Важнейшая роль цитоплазмы – объединение всех клеточных структур и обеспечение их химического взаимодействия.

Основные органеллы клетки, в характеристиках которых имеются сходные и отличительные особенности клеток животных, и клеток растений, что видны на структурных схемах клеток. Органеллы или органоиды – постоянные специализированные структуры в клетках живых организмов, осуществляют определённые функции, жизненно необходимые для клетки и обеспечивающие связь с органами многоклеточного организма.

В растительных клетках присутствуют все органеллы, имеющиеся в клетках животных, за исключением центриолей, которые начинают и активируют размножение животных клеток. Центриоли удваиваются и начинают расходиться в разные стороны, образуя полюса.

Специальные микротрубочки вытягиваются между центриолями в виде веретена. Выстраиваются хромосомы, оставаясь попарно сцепленные, после чего разъединяются и перемещаются к полюсам клетки. Середина клетки сужается, нити веретена разрываются, вокруг хромосом формируется мембрана ядра, клетка окончательно делится пополам. Процесс деления клетки занимает около часа и может варьировать в зависимости от типа клетки.

В растительной клетке отсутствуют центриоли, но веретено деления образуется, в остальном процесс деления растительной клетки сохраняется.

При половом размножении мужская и женская клетки сливаются, хромосомные наборы при этом объединяются, образуя новую клетку, из которой развивается новый организм, с новой комбинацией генов.

Следующим после вирусов по сложности уровнем структурной организации живой материи являются бактерии, имеющие клеточную форму жизни, которые можно увидеть только в микроскоп, поэтому их еще называют микроорганизмами или микробами. Размер бактерий составляет от 0,1 до 10 мкм, на обычной типографской точке можно разместить сотни тысяч бактерий среднего размера. Микроорганизмы изучаются микробиологией, часть микробиологии, изучающая бактерии, является бактериологией. Бактерии встречаются в самых разнообразных местах: в атмосфере, на дне океанов, и в вечной мерзлоте, в парном молоке и в ядерных реакторах; однако особенно много их в почве. Клеточная структура состоит из основных элементов, указанных на схеме:

Структура одноклеточного организма бактерии

Бактерии – древнейшие из известных организмов, они относятся к архею и датируются возрастом 3,5 млрд. лет. Удовлетворительная систематика бактерий не построена до сих пор; все существующие системы являются искусственными и классифицируют бактерии по какой-либо группе признаков, не учитывая их филогенетического родства.

Размножение бактерий производится в основном делением: достигнув определенного размера, ДНК делает копию, которые расходятся в разные стороны, после чего происходит перетяжка пополам, получаются две бактерии и все может повториться. Деление может происходить каждые 20–30 минут, но это происходит не беспредельно, при неблагоприятных условиях, бактерии погибают или превращаются в споры. При недостатке питательных веществ, в клетке бактерии уменьшается количество влаги, наружная оболочка сужается, в таком состоянии споры могут долгое время переносить большие отклонения от благоприятных условий. При вновь появившихся благоприятных условий, споры прорастают и бактерии оживают. Спорообразование свойственно небольшой группе бактерий. Некоторые бактерии могут обмениваться участками ДНК через перемычку, образовавшуюся путем слипания двух бактерий.

Бактерии осуществляют важную роль в биосфере, доминируя на Земле на начальном этапе, участвовали в формировании кислородной атмосферы, позже играют важную роль в биологически важных круговоротах веществ на Земле, осуществляя химические превращения, совершенно недоступные другим организмам в части микрофлоры почвы, водоемов, воздуха, других организмов.

Следующим уровнем структурной организации живой материи является царство простейших – группа различных по строению и образу жизни ядерных организмов, общим признаком которых является отсутствие тканевой дифференциации, среди них встречаются как одноклеточные организмы (инфузории, амёбы, хламидомонады), так и многоклеточные организмы (бурые, красные и другие водоросли). Одна-единственная клетка простейших выполняет все необходимые функции, связанные с движением, питанием, размножением, в то время как клетки высших животных и растений, дифференцируясь, становятся проще, хотя и гораздо эффективнее в своей специфической функции. С классификацией простейших имеются проблемы – в способах разделения их на группы больше недостатков, чем достоинств. Здесь приведен один из, принятых в науке вариантов группировки.

Простейшими в царстве простейших являются саркодовые – большая группа простейших (тысячи видов), объединяющая одноклеточных простейших, у которых отсутствуют жгутики, достаточно примитивные организмы со слабой дифференциацией цитоплазмы и наружной мембраны. К основным группам саркодовых относятся амебы, актиноподы, фораминиферы, радиолярии, солнечники.

Амёба – это всеядное животное диаметром до 0,1 мм, обитающее в мелких прудах и проточных ручьях. Её пищу составляют микроскопические водоросли. Скорость её движения – 10–15 мм в час. Размножение амёбы происходит путём деления надвое; процесс деления занимает не более получаса.

Фораминифер заключена в известковую, однокамерную или многокамерную, иногда ветвящуюся раковину. Это морские, как правило, донные организмы. Среди фораминифер чаще всего попадаются экземпляры размерами от 0,1 мм до 1 мм, хотя встречаются и настоящие гиганты – до 20 см. Внутренняя полость раковины сообщается с окружающей средой через многочисленные поры, а также через отверстие в раковине – устье. У фораминифер наблюдается последовательная смена полового и бесполого поколений. Первые фораминиферы появились еще в докембрии, в карбоне они достигли расцвета. Раковины фораминифер образовали значительные массы известняка, в каждом см³ породы их до 20 000.

Другая группа саркодовых – радиолярии, или лучевики. Это морские (преимущественно тепловодные) планктонные животные размеров от 40 мкм до 1 мм. У радиолярий есть подобие внутреннего скелета, который образован плотным слоем цитоплазмы, пронизан многочисленными порами и принимает форму правильных геометрических фигур (шаров, многогранников, колец), состоящих из отдельных игл. Лёгкие и прочные, они несут защитную функцию, а также значительно увеличивают площадь поверхности, что также является приспособлением к планктонному образу жизни.

У всех солнечников из шаровидного тела подобно лучам солнца расходятся плотные прямые нитевидные ложноножки; в цитоплазме расположено одно или несколько ядер (до 500). Солнечники питаются водорослями и простейшими; чтобы захватить более крупную добычу, несколько солнечников объединяются вместе. Добычу, скорее всего, убивают ядом. Эти простейшие также размножаются в результате полового деления или простым путём.

Следующим уровнем структурной организации простейших являются жгутиковые, которые имеют не менее одного жгутика (некоторые – тысячи), являющиеся их основным движителем. Их движения похожи на восьмерку. Так они, прикрепляясь к жертве, обволакивает добычу и проталкивает её в глотку, после чего начинается переваривание ферментами. Другие – паразиты, питающиеся жидкими органическими веществами, например, кровью. Некоторые жгутиковые образуют колонии. Некоторые жгутиковые являются паразитами человека, вызывая опасные заболевания.

Следующим уровнем структурной организации простейших являются споровики, включающие только паразитические формы, под влиянием которых, строение споровиков сильно упростилось: они не имеют органоидов движения, пищеварительных и сократительных вакуолей. Некоторые споровики являются возбудителями малярии, попадая в кровь человека, при укусе зараженным комаром. Споровики, с одной стороны, близки к низкоорганизованным простейшим – амёбам, с другой, – достигнув высокой специализации, перешли к многоклеточному состоянию. Эта группа насчитывает свыше 1 тыс. видов.

Следующим уровнем структурной организации простейших являются инфузории или ресничные – группа наиболее высокоорганизованных простейших, они перемещаются при помощи согласованной работы многочисленных ресничек. Некоторые реснички способны воспринимать механические раздражения. У сосущих инфузорий реснички отсутствуют, зато есть большое количество щупалец, впивающихся в добычу. Размеры инфузорий колеблются от 12 мкм до 3 мм. Внешний облик инфузорий разнообразен: среди них встречаются сидячие и подвижные, одиночные и колониальные. Клетка инфузории покрыта плотной оболочкой и желеобразной эндоплазмой. Большинство инфузорий – хищники. Пища (мелкие водоросли, грибы, бактерии) заглатывается глоткой. Переваривание происходит в вакуолях, «путешествующих» по цитоплазме, а непереваренные остатки выбрасываются наружу. Размножение инфузорий бесполое, путём множественного деления или деления надвое, либо почкованием. При половом процессе инфузории соединяются на несколько часов для обмена генетическим аппаратом. Инфузории произошли от примитивных жгутиконосцев; их 6000–8000 видов. Они обитают и в пресной, и в морской воде (как в толще воды, так и возле дна), в почве и влажных мхах; многие из них являются паразитами.

Водоросли (Algae) – обширная и неоднородная группа низших растений, определяемая сейчас многими исследователями в царство простейших. Водоросли – самые многочисленные и одни из самых важных для планеты фотосинтезирующих организмов. Они встречаются повсюду: в морях и океанах, в пресных водоёмах, на влажной почве и на коре деревьев. Среди водорослей встречаются одноклеточные, многоклеточные и колониальные организмы. Клетки некоторых водорослей содержат много ядер, другие не содержат межклеточных перегородок. Клеточные оболочки состоят, как правило, из целлюлозы. Клетки (похожие на растительные) могут соединяться торцами, образуя цепочки или нити, иногда ветвистые. Проводящая система и корни отсутствуют; неподвижные формы прикрепляются ко дну разветвлёнными выростами. Размеры водорослей изменяются от микроскопических до гигантских (десятки метров). Многие одиночные и колониальные водоросли способны к движению – некоторые из них для передвижения используют 1 или 2 жгутика, другие ползают, как амебы, движение третьих обусловлено токами воды. Водоросли, содержащие хлорофилл, имеют зеленый цвет, они могут быть бурых, красных, жёлтых и многих других тонов. Водоросли не образуют цветков и семян; большинство из них размножаются спорами, половые процессы самые разнообразные. Бесполое размножение производится делением надвое (одноклеточные водоросли), либо вегетативно – частями слоевища или почками. Изучение эволюции водорослей затруднено отсутствием твердых частей у большинства из них. Ископаемые формы основных групп водорослей известны с палеозоя. Косвенное доказательство их существования – наличие морских животных, которые должны были питаться органикой. Крупных колебаний численности и видового разнообразия у водорослей, по-видимому, не было. Водоросли – главный источник органики на Земле (более 80% от общей биомассы, создающейся в год). Они выделяют в атмосферу более половины всего количества кислорода. Водоросли – основная пища для многих морских животных; некоторые употребляются в пищу человеком. В прибрежных районах водоросли идут на удобрения и корм скоту.

Слизевики – еще один уровень структурной организации простейших. Некоторые исследователи выделяют в отдельное царство, другие их относят к грибам, но они скорее всего похожи на промежуточный уровень между грибами и простейшими. Среди них слизевики – отдел сравнительно просто утроенных организмов, имеющих различную форму, размеры до полуметра в диаметре, цвет (жёлтый, розовый, красный, фиолетовый). Слизевики способны переползать с места на место, обеспечивая себя питанием, они способны также распадаться на отдельные организмы и затем соединяться вновь. Слизевики насчитывают около 500 видов. Большинство слизевиков – почвенные, играющие важную роль в разложении органических останков. Встречаются также паразиты растений: возбудители килы капусты, порошистой гнили картофеля и другие.

Плесени – ещё один отдел одноклеточных организмов с неясным систематическим положением, включающим около 580 видов. Размножение бесполое и половое, путем слияния мужской и женской клеток с появлением спор. К плесени относят возбудители ложной мучнистой росы. У больных растений (явные признаки гнили появляются обычно в августе) на отдельных листьях видны небольшие мёртвые зоны коричневого цвета. При теплой погоде заражение быстро распространяется по всему растению. Водные плесени паразитируют на рыбах и их икре.

Грибы – царство живой природы, объединяющее организмы, сочетающие в себе признаки, как растений, так и животных, но в силу традиций их относят к растениям; насчитывает грибы свыше 80 000 видов, различных по образу жизни, строению и внешнему виду. В отличие от растений грибы не имеют хлорофилла. С другой стороны, грибы имеют жёсткую клеточную стенку, а большинство из них также, как и растения, не способны передвигаться. Одни виды грибов мелкие, другие – огромны. Наиболее известны грибы со шляпками, различающиеся по своему систематическому положению и морфологическим особенностям виды. Большинство из них селится на всевозможных растительных остатках – пнях, опавшей хвое и листве, на веточках и шишках, стеблях однолетних трав и других элементах лесного опада, в подстилке. Другая большая группа – дереворазрушающие грибы состоит из видов, которые поселяются на древесине. Многие из них живут за счёт разложения живой древесины – это грибы-паразиты. Широко распространены в природе грибы, которые получают необходимые для жизни органические вещества при помощи симбиоза с высшими растениями. Вероятно, большинство наземных растений способно вступать в такого рода связь с почвенными грибами. Накопив достаточный запас питательных веществ, грибница становится способной к размножению – этот процесс связан с образованием плодовых тел, возникающие на определенном этапе и предназначенные для развития спор, их защиты и распространения. Развитие плодового тела начинается с образования небольшого узелка, или уплотнения, возникающего в месте встречи, которые выросли из разных спор одного и того же вида (большинство их разнополы). К месту возникновения зачатка усиленно доставляет влагу с растворёнными в ней питательными веществами, и плодовое тело развивается обычно в короткий срок. В зависимости от размещения различают три типа плодовых тел:

– открытое – открыто расположенным на поверхности с самого начала;

– полуоткрытое – покрытым на разных этапах развития защитными оболочками;

– закрытое – если развивается внутри плодовых тел и остается закрытым вплоть до созревания.

Грибы всегда продуцируют огромное количество спор, так обыкновенный шампиньон продуцирует за день 16 миллионов спор; в плодовом теле гигантского дождевика развивается свыше 7 миллиардов спор. У большинства спороносные слои размещается на особых выростах плодовых тел – на пластинках, трубочках, жилках, шипиках и помещается обычно на той части плодового тела, которая обращена к земле. Благодаря этому спороносная поверхность плодовых тел увеличивается во много раз: у сыроежек – в 7, у шампиньонов с более частыми пластинками – в 18, у некоторых трутовиков с узкими, тесно прижатыми друг к другу трубочками – более чем в сто раз. Продолжительность жизни плодовых тел подберёзовика, лисички, опёнка около 10 дней, белых грибов и подосиновиков – 11–14 дней. Шампиньоны проходят полный цикл развития за 35–40 дней. Жизнь большинства обитателей лесных сообществ протекает в тесной связи с условиями окружающей среды и прежде всего с питающим субстратом. При наличии нужного источника органических веществ зрелые споры грибов, высыпавшиеся из плодовых тел и прорастают. Вегетативный рост грибницы длится до осенних заморозков. В зимнюю пору грибница большинства споровый слой находится в покое, лишь во время наводнений и оттепелей иногда плодоносит опенок зимний – красивый съедобный гриб, который живет в дуплах, на валеже и пнях лиственных пород.

Сроки плодоношения и его характер (обилие плодовых тел, их расположение) определяются такими факторами, как влажность и температура окружающей среды. Массовому появлению плодовых тел шляпочных грибов обычно предшествует период частых, но не заливных дождей при умеренной, без резких колебаний, температуре. Эти условия являются оптимальными для плодоношения и способствуют высоким урожаям съедобных грибов.

Значение грибов не ограничивается только использованием их в пищу. Некоторые грибы играют важную роль в круговороте веществ в природе. Разрушая растительные остатки с тем, чтобы добыть необходимые для жизни питательные вещества, возвращают часть этих веществ в почву, делая их доступными для усвоения другими растениями. Обычно грибы начинают разложение остатков; конечные этапы этого процесса завершаются бактериями. Если принять во внимание тот факт, что основную часть органического вещества образуют растения, становится ещё выразительней та огромная роль, которую грибы играют в постоянном обогащении почвы органическим веществом. Кроме того, разрушая различные остатки, грибы вместе с бактериями служат санитарами, очищающими леса от ежегодного опада.

В пищевой промышленности грибы используются в процессе брожения в качестве дрожжей, некоторые грибы используются для производства пенициллина и других антибиотиков.

Многие грибы вредны. Так, плесени вызывают гниение и порчу продуктов, зерна, фруктов, а также тканей. Многие грибы-сапрофиты – активные разрушители древесины. Поселяясь на деревянных частях домов и других построек, на шпалах и столбах, на штабелях лесоматериалов в складах, грибы приводят древесину в полную негодность. Грибы-паразиты живут на деревьях, на полях зерновых культур, на картофеле, крыжовнике, яблоках.

Все грибковые заболевания распространяются быстро, так как споры легко переносятся ветром.

Грибы классифицируют по типу спор и строению специализированных спороносных структур. Небольшая группа (около 500 видов) микроскопических (как правило, одноклеточных) грибов, паразитирующих на водорослях и простейших.

Небольшая (около 500 видов) группа грибов, наиболее известными среди которых являются хлебная плесень.

Группа несовершенных грибов (около 30 000) недостаточно расклассифицированы. Некоторые из них вызывающие грибковые заболевания ног, и стригущий лишай, другие являются исходным материалом для производства антибиотика пенициллин.

Сумчатые грибы – наиболее многочисленная и сравнительно высокоорганизованная группа грибов, встречаются в почве, морях и водоёмах, на разлагающихся остатках растений и животных. Среди них немало патогенных видов (например, мучнистая роса).

Голосумчатые – наиболее известны среди них микроскопически мелкие дрожжи, широко используемые в пищевой промышленности. Клетки дрожжей имеют шарообразную форму. Живут эти грибы в специальной питательной жидкости, обогащённой сахаром.

Плектомицеты погружены в волокнистую массу либо находятся внутри замкнутых шаровидных плодовых тел. Среди них несколько мучнисто-росяных паразитов высших растений, другие широко используемые в промышленности для получения лимонной кислоты и антибиотиков, а также в производстве сыров. Однако эти же грибы, образуя плесени, служат причиной больших потерь продуктов.

Пиреномицеты – (свыше 6 000 видов) цилиндрические сумки находятся в плодовых телах которые внешне напоминают колбу. Некоторые пиреномицеты вызывают болезни плодовых растений (рак яблони, снежная плесень) и злаков (спорынья), а также являются сырьём для изготовления наркотиков.

Дискомицеты (около 6 000 видов) плодовое тело обычно открытое, чашевидное или дисковидное. Большинство из них обитает на почве. Встречаются паразиты растений (например, бурая гниль яблок и груш). Один из порядков этих грибов в симбиозе с водорослями образует лишайники. К съедобным дискомицетам помимо трюфелей относятся сморчки и строчки.

Локулосумчатые окружены двойной оболочкой.

Группа базидиальных грибов относятся к высшим грибам с яркими и большими плодовыми телами большинство шляпочных грибов. Некоторые – паразиты деревьев (опёнок осенний) или злаков (головня). Среди базидиомицетов известны как съедобные, так и крайне ядовитые грибы. Встречаются также галлюциногены.

Лишайники обычно рассматриваются отдельно от грибов, хотя и принадлежат к ним, являясь специализированной группой. Они довольно многообразны по внешнему виду и окраске и насчитывают 26 тысяч видов, объединённых более чем в 400 родов. Лишайники – это пример облигатного симбиоза грибов с водорослями. Размножаются спорами, созревающими в сумках. По строению тела различают корковые, листоватые и кустистые лишайники. Обычно каждому виду лишайника соответствует свой вид водоросли. Вегетативное тело накипных лишайников наиболее примитивно. Листоватые лишайники более развиты. Высоко организованы кустистые лишайники, имеющие вид кустиков, свисающих нитей или прямостоящих выростов. Большинство лишайников состоят из образованной плотной коры, в которой имеются необходимые для дыхания поры. Кора позволяет всасывать влагу из воздуха и защищает лишайник от переохлаждения или перегрева. По анатомическому строению различают лишайники, в которых водоросли распределены более или менее равномерно по всему телу, и, когда водоросли находятся только под слоем коры. Некоторые лишайники симбиотируют также с бактериями, за счёт чего получают азот, или паразитируют на мхах и других лишайниках. Лишайники растут на почве, камнях или древесных стволах, получая необходимую для жизни влагу из атмосферы. Некоторые виды обитают на море. Впервые поселяясь на бесплодных местах, лишайники образуют при отмирании перегной, на котором потом могут поселиться другие растения. Лишайники обнаружены даже в бесплодных арктических пустынях и внутри антарктических горных пород. Лишайники распространены по всему миру, но особенно разнообразны в тропиках, высокогорьях и в тундре. А вот в лабораториях лишайники достаточно быстро погибают. Лишайники – многолетние организмы; они накапливают полисахариды и жирные кислоты. Они употребляются в пищу животными, другие используются в парфюмерии или химической промышленности. Некоторые лишайники являются сырьём для изготовления краски и лакмуса. Лишайники – это организмы-биоиндикаторы; они растут только в чистых местах, поэтому их не встретишь в больших городах и промышленных зонах.

Царство растений и царство животных – следующий уровень структурной организации живой материи, являющиеся разными ветвями эволюции, идущей от простейших, со своими уровнями структурной организации. Эти ветви эволюционного развития связаны между собой, но являются самостоятельными, имеющими существенные отличия, которые начали проявляться еще на стадии развития простейших. Царство животных будет рассмотрено позже. Отличительные особенности растений:

• клетки растений имеют плотные целлюлозные оболочки;

• в клетках находятся зелёные пластиды – хлоропласты, в них зелёный пигмент хлорофилл, поэтому возможен фотосинтез (получение энергии из неорганических веществ на свету при участии фотосинтетических пигментов), благодаря хлоропластам большинство растений имеет зелёный цвет;

• в основном ведут прикреплённый образ жизни;

• запасные вещества в клетках накапливаются в виде крахмала;

• растут в течение всей жизни;

• жизнедеятельность регулируется фитогормонами.

По-видимому, первыми растениями, заселившими сушу, стали потомки зелёных водорослей. Выход на сушу – это качественный скачок в эволюции жизни, потребовавший от растений преодолеть следующие трудности:

• Интенсивные потери воды требуют приспособления для её добычи и запасания. У наземных растений развивается кутикула – защитный восковой слой, уменьшающий испарение воды.

• Половые клетки водорослей могли оплодотворяться только в воде. В ходе эволюции у наземных растений образовались различные приспособления, помогающие решить эту проблему.

• Воздух в отличие от воды не может служить опорой растениям. Тело наземных растений должно быть сравнительно жёстким.

• Растениям для роста и размножения требуется свет и минеральные вещества. Часть растения должна остаться над землёй и осуществлять фотосинтез, а другая часть – уйти под землю, снабжая растение водой и минеральными веществами и удерживая его в почве.

• Газообмен CO₂ и О₂ должен происходить не в воде, а в воздухе.

• Колебания условий окружающей среды (температура, влажность, концентрация различных веществ) более не сглаживаются водной средой.

Все эти приспособления мы можем наблюдать у современных мховых – наиболее примитивных организмов из группы высших растений – это отдел царства растений, объединяющий многоклеточные, просто устроенные растения, у которых отсутствует проводящая ткань. Именно с последним фактом связаны небольшие размеры – 1-50 см и наличие условных «стеблей» и «листьев», а настоящих листьев и стеблей у них нет. Нет у мхов и корней, «стебель» прикрепляется к земле нитевидными выростами стебля, состоящими из одной или нескольких клеток (настоящие корни, содержат клетки проводящей ткани). Мхи достаточно плохо приспособлены к жизни на суше. Они растут, в основном, в сырых и затенённых местах, нередко на гниющей древесине или под водой. Мхи образуют основной растительный покров тундры и торфяных болот, однако, могут выдерживать продолжительные периоды засухи, используя какие-то не совсем понятные механизмы, и даже могут расти на открытых скалах. Как и у всех высших растений, у мхов наблюдается чередование поколений. В течение одного жизненного цикла сперматозоиды с током воды, достигая яйцеклетки и сливаясь с ней. В результате вырастает спорофит, в котором появляются и созревают споры, из которых впоследствии появляется новое растение, и всё повторяется вновь.

Чередование поколений у высших споровых растений

Классификация мхов и печеночников. Наиболее древние мхи известны с карбона (по некоторым сведениями – даже с девона). В настоящее время отдел моховидных включает в себя около 25 000 видов, разделённых на три класса: лиственные мхи, печёночные, антоцеротовые.

Сфагновые и андреевые мхи. Слева направо: сфагнум бурый, сфагнум обманчивый, сфагнум оттопыренный, сфагнум магелланский, андрея скальная

Бриевые мхи. Слева направо: кукушкин лён, птилум гребенчатый, тетрафис прозрачный, фисседенс адиантовидный, брахитециум ручейный

Бриевые мхи. Слева направо: дикранум метловидный, тортелла кудрявая, хилокомиум блестящий, ракомитриум шерстистый, цератодон пурпурный

Печёночники. Слева направо: маршанция полиморфная, блефарострома волосолистная, птилидиум реснитчатый, цефалозия двузаострённая, барбилофозия плауновидная

Приведенные на рисунках различные группы мхов, отличаются между собой по цвету, строением, средой обитания. Не смотря на то, что некоторые мхи растут на высоких скалах, в целом их следует считать земноводными растениями. Интенсивно развиваясь, мхи способствуют заболачиванию почв, ухудшают качество лугов. Торфяные мхи выделяют кислоту, препятствующую гниению, благодаря чему скопления мёртвого мха со временем спрессовываются в торф, используемый как топливо или удобрение.

Торф

Папоротники, хвощи, плауны – являются настоящими пионерами суши.

Папоротниковидные – отдел высших растений, известных с девона, и занимающий промежуточное положение между мхами и голосеменными. В отличие от моховидных, папоротники имеют проводящую ткань, доставляющую воду и питательные вещества ко всем органам. У папоротников есть хорошо развитые листья и стебель, у многих – корневище (с придаточными корнями), однако нет ни цветков, ни семян. Папоротник – травянистое или древовидное растение с крупными перистыми листьями, имеющие чрезвычайное разнообразие форм; они бывают подземными и надземными, прямостоячими и вьющимися, простыми и ветвистыми. Длина стеблей современных папоротников варьирует от нескольких сантиметров до 25 м. У папоротников не образуются годичные кольца, а рост и прочность ограничены. У большинства папоротников, являющиеся разноспоровыми образуются споры двух типов. Из мелких мужских спор развиваются мужские микрозаростки, которые разносятся ветром. В них развиваются спермии, которые после созревания и разрыва оболочки выходят во внешнюю среду. Из более крупных женских спор развивается женский заросток, содержащим яйцеклетку. Спермий попадает к яйцеклетке с водой. Спорофиты могут размножаться также вегетативным путём. На листьях, лежащих на земле, могут образовываться новые растения, укореняющиеся затем в почве. Папоротниковидных около десяти тысяч видов, 300 родов.

^{Слева направо: мараттиевые (карликовая мараттия, ангиоптерис Смита), ужовниковые (ужовник обыкновенный, гроздовник простой)}

Настоящие папоротники. Верхний ряд, слева направо: орляк обыкновенный, асплений степной, щитовник мужской, криптограмма курчавая. Нижний ряд, слева направо: лигодиум, многоножка обыкновенная, циботиум Мензиса, страусник обыкновенный

Настоящие папоротники. Верхний ряд, слева направо: асплений северный, многорядник копьевидный, диксония антарктическая, виттария линейная (свисает бахромой с дерева). Нижний ряд: пузырник ^{ломкий, зубянка клубненосная, скребница аптечная, листовик сколопендровый}