Таксономические единицы (категории) растений

Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу систематических (таксономических) категорий или единиц. Основными таксономическими единицами (в порядке их соподчинения) являются вид, род, семейство, порядок, класс, отдел, царство.

Ткани растений и их функции.

Цветок и его строение. Цветок

Самая яркая, заметная и привлекательная часть большинства цветковых растений – цветок. Почему именно цветок, а не стебель и не лист? У всех ли растений цветки крупные и душистые и все ли их имеют? И, наконец, как устроен цветок и каково его биологическое значение?

Значение цветка. Растение не может жить без корня, листа. Может ли растение жить без цветка? Конечно, нецветущее растение не погибнет и даже, возможно, будет размножаться вегетативно. Более того, на нашей планете произрастает множество видов растений, которые вообще не имеют цветков.

Почему именно цветковые растения преобладают на Земле? Потому, что цветок – это орган семенного размножения, а с помощью семян растения расселяются по земле. При этом одно растение может дать десятки и даже тысячи потомков.

Строение цветка

Как правило, самая яркоокрашенная часть цветка – это венчик. Он может состоять из отдельных лепестков (как у лютика, фиалки). Такой венчик называют раздельнолепестным. У душистого табака лепестки срастаются между собой. Это венчик сростнолепестный.

Венчик часто окружён чашечкой, состоящей из чашелистиков. Чашечка также может быть раздельнолистной или сростнолистной. Чашечка и венчик вместе составляют околоцветник. У одних цветков чашечку и венчик легко различить (гвоздика, роза). Такой околоцветник называют двойным. У других растений все листочки околоцветника одинаковы (тюльпан, лилия). Здесь нет ни чашечки, ни венчика. Такой околоцветник назвают простым.

Если самая заметная часть цветка получила название околоцветник, значит не она главная в цветке. Действительно, важнейшие части цветка расположены в его центре – это тычинки и пестики. Каждая тычинка состоит из пыльника и тычиночной нити. Важнейшая часть тычинки – пыльник, в нём развивается пыльца.

В пестике же выделяют три части: завязь, столбик и рыльце. Конечно, не бывает правил без исключений: у ряда растений в пестике отсутствует столбик (тюльпан). Самая главная часть пестика – завязь. Она содержит в себе семязачатки.

У многих растений пестик один, но тычинок всегда много от трёх (у злаков) до сотни (у шиповника). Тычинки могут быть разной длины.

Все вышеперечисленные части цветка располагаются на цветоложе – это осевая часть цветка. Цветоложе – расширенная часть цветоножки, а та, в свою очередь, является частью стебля. Встречаются цветки, у которых нет цветоножки. Их называют сидячими.

Формула цветка. Удобно строение цветка изображать в виде формулы. При этом используют такие сокращения: О – листочки околоцветника простого, Ч – чашечка, Л – лепестки, Т – тычинки, П – пестики. Число частей цветка обозначают цифрами (Л₅ – пять лепестков). Если число частей цветка так велико, что не сосчитать, то ставят знак бесконечности - ∞. Когда части цветка срастаются между собой, соответствующую цифру ставят в скобки: Л₍₅₎ – сростнолепестный венчик из пяти лепестков. Интересно, что все части цветков располагаются обычно кругами. Бывает, что одноимённые части расположены в несколько кругов – тогда между ними ставят знак +. Например, Т₅₊₅ – в цветке 10 тычинок расположены в два круга. Так, формула цветка сурепки Ч₂₊₂Л₄Т₂₊₄П₁ обозначает, что в цветке 4 чашелистика расположены в двух кругах, 4 лепестка, 6 тычинок, из которых 2 в одном кругу, а 4 – в другом и один пестик.

Класс Двудольные. Класс двудольные

Семейства цветковых растений выделяют по совокупности многих признаков, важнейшими из которых являются особенности строения цветка и плода.     Семейств цветковых растений много, только в классе двудольных их более 350. Двудольные – самые многочисленные среди цветковых. Они охватывают 10 000 родов и более 180 000 видов, т.е. более 75 % цветковых растений. Рассмотрим одно из семейств двудольных растений, широко представленных на территории нашей страны. Общая характеристика семейства крестоцветные.Представители семейства крестоцветные обитают в странах Средиземноморья, Передней и Средней Азии. Немало их и в средней полосе России. Среди них много сорняков, дикорастущих растений, декоративных и овощных. Семейство включает 350 родов и более 3 тыс. видов. Будь то сорняки или декоративные растения, крестоцветные легко узнать по строению цветка. Цветок крестоцветных правильный, то есть симметричный. Они имеют двойной околоцветник: 4 чашелистика и 4 лепестка, расположенные крестообразно. Венчик чаще белый или жёлтый. Но бывает розовый или красный. Тычинок 6, из которых 2 – более короткие. Один пестик. Цветки собраны в соцветие кисть, верхняя часть которой – плоская и напоминает щиток. Крестоцветные – хорошие медоносы. Семена многих, даже дикорастущих, содержат много масла, которое можно употреблять в пищу и использовать для технических целей. Плоды более разнообразны: стручки или стручочки (более короткие). Когда плоды вскрываются, хорошо видна перегородка между створками. Но у некоторых видов плоды не вскрывающиеся, а разламывающиеся на дольки (у дикой редьки). Сорные и дикорастущие крестоцветные. Один из самых распространённых у нас видов – пастушья сумка.

Это название растение получило из-за треугольной формы стручочков, похожей на сумки, которые раньше носили пастухи. Встречается пастушья сумка на обочинах дорог, на полях, огородах, пустырях.

Это невысокое растение с кистью мелких белых цветков. Причём в верхней части соцветия весь вегатационный период образуются новые бутоны. Поэтому в соцветии можно одновременно обнаружить и бутоны, и цветки, и плоды, и перегородки, оставшиеся от раскрытых плодов. Цветёт пастушья сумка с апреля до поздней осени. Зимует с зелёными листьями, цветками и незрелыми плодами. За лето один экземпляр растения даёт до 73 тыс. семян! Причём высыпавшие семена сразу прорастают, и вскоре молодые растения тоже образуют семена. За одно лето пастушья сумка даёт до 3–4 поколений.

Для неё характерна «разнолистность»: верхние листья – цельные, а нижние, розеточные, – рассечённые.

К сорным крестоцветным относятся сурепка и сурепица, дикая редька, икотник, ярутка, желтушник. Дикую редьку легко узнать по разламывающимся стручкам, ярутку – по форме плода, икотник – по серо-зелёным листьям.

Интересны своей способностью к нетипичному для растений нашей зоны вегетативному размножению дикорастущие не сорные крестоцветные растения рода сердечник и рода зубянка. Сердечник встречается в сырых местах. Размножается он не только семенами, но и листьями: этот способ вегетативного размножения среди растений нашей полосы встречается только у сердечника.

В широколиственных лесах растёт зубянка: в пазухах её листьев образуются выводковые почки. Крестоцветные растут и в пустынях. У них причудливые плоды, которые способны скользить по поверхности и распространяться подобным образом.

Такая «многоплановая» специализация к разным условиям говорит о высоком уровне развития семейства.

Культурные растения семейства. Декоративные растения из семейства крестоцветные чаще выращивают не столько для красоты, сколько ради запаха (вспомним, что крестоцветные – хорошие медоносы): маттиола, левкои, вечерница. Некоторые крестоцветные введены в культуру как масличные: горчица, рыжик. Из семян горчицы изготовляют всем известную приправу, а также горчичники. В качестве приправы используют и корни хрена. Он же – ценное лекарственное растение, которое используют для лечения цинги.

Лекарственными свойствами обладают и некоторые корнеплоды, например, редька. Задолго до картофеля на Руси выращивали репу и брюкву. Сейчас их мало используют. Зато широко употребляют редис – наш самый ранний овощ (от посева до сбора урожая – 30–40 дней).

Особенно широко в культуре используется капуста. Прародительница культурных сортов капусты – дикорастущая капуста – растёт в Средиземноморье.

Все капусты – двулетние растения. Капуста очень требовательна к минеральному питанию и очень влаголюбива (до 10 л воды в сутки на одно растение). Известно много сортов капусты.

Общая характеристика и значение лишайников.

К низшим растениям относятся также такие комбинированные, симбиотические организмы, как лишайники. Слоевище лишайника составлено двумя организмами — грибом и водорослью, находящимися в сожительстве; физиологический тип этого сожительства в общем взаимно полезный, хотя элементы паразитизма со стороны одного из партнеров (чаще со стороны гриба) нередко очевидны.

По внешнему строению слоевища лишайники разделяются на три группы:

накипные, если слоевище имеет вид более или менее окрашенной корочки, вплотную приросшей к субстрату и нередко даже врастающей в него; это часто можно видеть на скалах в горных местностях. Эта группа лишайников наиболее многочисленна и в экологическом отношении наиболее неприхотлива;

листовые, если средняя часть слоевища прикрепляется нижней поверхностью к субстрату многочисленными пучками грибных гиф, которые называются ризинами, или же одним центральным пучком — гом-фом, играющим роль ризоидов. Края слоевища имеют форму дихотомически надрезанных лопастей, нередко приподнятых над субстратом;

кустистые, если слоевище имеет разветвлено-нитчатую форму или форму (но не строение) ветвящихся стебельков; такие слоевища либо приподнимаются в виде кустика, либо свисают книзу косматыми гривами (за что их называют бородатыми).

Снаружи лишайник покрыт сухим корковым слоем из тесно сплетенных и видоизмененных гиф гриба. У накипных лишайников на нижней стороне коркового слоя нет. Внутренняя часть слоевища состоит из многочисленных рыхло сплетенных гиф, которые в соответствующих местах оплетают клетки и колонии водорослей. Если водоросли располагаются в массе гиф, непосредственно под верхней коркой, образуя слой зеленых клеток, то такое слоевище называется гетеромерным. Если же колонии и отдельные клетки водорослей рассеяны по всей внутренней части слоевища, последнее называется гомео мерным.

Симбиоз построен на такой физиологической основе: гриб обеспечивает водоросль водой, растворенными в ней минеральными веществами и ферментной системой; водоросли же в процессе фотосинтеза вырабатывают углеводы, которые используются как ими самими, так особенно грибом и, вероятно, азотобактером. Последний обеспечивает лишайник азотом. Однако в значительной мере водоросли получают воду и минеральные соединения из атмосферы (дождь, роса, атмосферная пыль). При искусственном расторжении симбиоза водоросль способна продолжать существование самостоятельно, гриб же чаще всего погибает. Лишайниковые грибы представляют обособленную систематическую группу, приспособившуюся к симбиозу с водорослями.

Фотосинтез у лишайников ослабленный, вследствие чего рост их чрезвычайно медленный. Однако они способны фотосинтезировать зимой при низких температурах, доходящих до —35 °С. Способность их к конкуренции с другими типами растений незначительна, поэтому они занимают на земном шаре такие места и такие субстраты, которые не могут быть заселяемы другими организмами. Они растут на скалах (накипные лишайники), на поверхности почв в полупустынях, пустынях, тундрах и лесах, на корке деревьев и листьях, на таких недоступных другим растениям субстратах, как стекло, фаянс, железо, текстильные материалы и др. Они выносливы к крайним условиям существования, поэтому занимают огромные территории в тундрах (лишайниковые тундры на севере России); населяют свободные от льдов и снега поверхности Антарктического материка, альпийские каменистые пустыни, горы и др. Лишайники размножаются преимущественно вегетативно, обломками слоевища, затем соредиями (группами клеток внутри слоевища) и изидиями (кусочками слоевища). В этих случаях воспроизводится симбиоз, так как соредии и изидии содержат зачатки симбионтов. Но, кроме того, гриб способен размножаться самостоятельно и бесполым путем; при размножении спорами, прорастающими в мицелий, гриб может встретить подходящую свободно живущую водоросль и сделать ее пленницей. Водоросль внутри слоевища лишайника размножается только делением.

Соредии образуются внутри слоевища в гонидиальном слое листоватых и кустистых лишайников и представляют собой пылевидные комочки, состоящие из одной или нескольких клеток водорослей, оплетенных грибными нитями. Они образуются в больших количествах; корочка под давлением их разросшейся массы разрывается, и обнажившиеся соредии разносятся ветром и дождевыми потоками. На новых местах они прорастают в слоевище лишайника.

Накипные лишайники размножаются кусочками слоевища, отщепляющимися вместе с кусочками субстрата.

В России лишайники занимают огромные территории в тундре и лесотундре, а также в полупустынях и пустынях (здесь они в виде корочек занимают свободные от высших растений места). Много их в лесах на коре деревьев и в горах на скалах. В черте города лишайники не растут; их не найти на коре деревьев. Это отличный индикатор на бедный кислородом городской воздух.

Наиболее распространенные и важные лишайники. Цетрария исландская (Cetraria islandica), неправильно называемая исландским мхом, в изобилии распространена по всему северу. Слоевища бурые.

Ц. снежная (С. nivalis). Слоевища светло-зеленые, образует поля в горных местностях.

Кладония альпестрис (Cladonia alpestris) — один из господствующих видов в наших тундрах и лесной зоне. Называется ягелем наряду с настоящим оленьим лишайником.

К. митис (С. mitis). Распространен вместе с предыдущим видом и отдельно.

Олений лишайник (С. rangiferina), неправильно называемый оленьим мхом, растет в изобилии в тундрах, но менее распространен, чем два предыдущих вида.

Лесная кладония (С. silvatica) образует сплошные покровы в сосновых лесах Нечерноземной зоны.

Алектория (Alectoria) широко распространена в сибирских тундрах, произрастая в виде стелющихся и сильно разветвленных слоевищ.

Бородатый лишайник (Usnea barbata) поражает ветви лесных пород. Внутри разветвлений тянется основная механическая нить.

Все приведенные выше лишайники — кустистые.

Лишайники приобрели важное значение в качестве сырья для получения чистой медицинской глюкозы, а также для получения из лихенина пищевого сахара, спирта, желатинирующих веществ и др. Сбор сырья в тундрах дает большие запасы.

В качестве корма для северных оленей в долгий зимний период тундровые лишайники, особенно ягели, имеют основное значение, хотя они являются главным образом углеводной пищей, и олени к весне истощаются из-за недостатка белков. Зимой олени добывают этот корм из-под снега, работая копытами. Летом они обязательно требуют сочной травы.

Некоторые лишайники (например, "дубовый мох", Evernia prunastri) используются в парфюмерном производстве, давая ценные эфирные масла.

Геологи и почвоведы установили огромную роль лишайников как первичных разрушителей горных пород (особенно посредством лишайниковых кислот) и образователей измельченных материалов, из которых в дальнейшем слагаются почвообразующие породы.