Семейство Осоковые – Cyperaceae

Краткое описание семейства

Видовое разнообразие.В семейство включают 4000 видов из 100 родов. На территории России отмечено около 370 видов из 20 родов.

Географическое распространение. Виды семейства распространены по всему Земному шару; многие виды встречаются в массовом количестве и играют существенную роль в сложении растительного покрова, особенно в местообитаниях с достаточным и избыточным увлажнением.

Жизненные формы. Преобладают многолетние (реже однолетние) травы.

Особенности вегетативных органов.Стебли осоковых в поперечном сечении чаще трёхгранные (у рода осока – обязательно трёхгранные), реже округлые, сплошные, часто острошероховатые. Ветвление происходит на уровне почвы или под землёй.

Листья осоковых, как правило, расположены трёхрядно (в отличие от злаковых), преимущественно в нижней части стебля. Листья расположены очерёдно, в большинстве случаев имеют хорошо заметные замкнутые влагалища, плотно охватывающие стебель. В месте перехода влагалища в листовую пластинку у осок имеется небольшой плёнчатый язычок. Нижние листья большинства представителей семейства чешуевидные.

Особенности генеративных органов. Соцветия – колоски (иногда одноцветковые), которые в свою очередь могут быть собраны в более сложные головчатые, зонтиковидные, метельчатые или колосовидные соцветия.

Цветки (расположены в пазухах кожистых чешуевидных листьев):

1) зигоморфные, обоеполые или однополые, мелкие, невзрачные;

2) околоцветник простой или отсутствует (цветок голый); в обоеполых цветках околоцветник в виде шести плёночек или чешуек, чаще в виде 1-6 или многих щетинок, или же совсем редуцирован, и тогда цветки голые. Однополые цветки не имеют околоцветника;

3) андроцей – состоит из трех, реже шести или двух тычинок. Пыльники неподвижные, прикрепляются к тычиночной нити своим основанием;

4) гинецей – образован двумя либо тремя плодолистиками. Завязь верхняя. Столбик с тремя или двумя рыльцами по числу плодолистиков, образовавших пестик.

Формула цветка: *P_{6 или 0}А₃ G _{2 или 3}.

Цветки анемофильные.

По характеру расположения тычиночных и пестичных цветков однодомные виды осок делятся на две группы: равноколосковые (пестичные и тычиночные цветки располагаются в одних и тех же колосках) и разноколосковые (пестичные цветки обычно находятся на стебле ниже тычиночных) (рис. 52).

Плод - трёхгранный шаровидный или сплюснутый орешек, голый или окружённый остающимся околоцветником. У осок образуется мешочек, заключающий в себя пестик женских цветков и способствующий переносу плодика водой на большие расстояния.

Представители. Центральным родом семейства, богатейшим по видовому составу (более 2000 видов) и имеющим наибольшую роль в растительном покрове Земного шара, является род осока (Carex). Различные виды рода осока могут встречаться во всех основных вариантах сообществ – хвойных лесах (осока пальчатая – C. digitata), широколиственных (осока волосистая – C. pilosa, осока лесная – C. sylvatica), мелколиственных лесах (осока заячья – C. leporina, осока бледноватая – C. pallescens), на лугах (осока ранняя – C. praecox, осока соседняя – C. contigua) и, конечно, на болотах (осока топяная – C. limosa и др.). Для болот, тундр, альпийского пояса гор типичны также виды рода пушица (Eriophorum). По берегам водоемов обычен камыш озерный (Scirpus lacustris) с высокими стеблями до 2,5 м.

Семейство Орхидные – Orchidaceae

Краткое описание семейства

Видовое разнообразие.Семейство насчитывает 20 000-25 000 (по некоторым данным до 35 000) видов, 600 - 750 родов. На территории России отмечено 120 видов орхидей.

Географическое распространение. Представители семейства встречаются по всему миру, однако, центр разнообразия орхидных – тропические области.

Жизненные формы. Многолетние наземные травы, часто с по-разному устроенными запасающими органами. Довольно велика доля эпифитных и лиановидных видов. Многие виды – облигатные микотрофы и на ранних этапах жизни зависят от гриба-микоризообразователя.

Особенности вегетативных органов.Для орхидей характерны простые, часто сидячие листья, с параллельным или дуговидным жилкованием, часто мясистые, обычно с влагалищами. Листорасположение очерёдное, иногда двухрядное, редко супротивное или мутовчатое.

Особенности генеративных органов. Соцветия – кисть, колос, метёлка, реже одиночные цветки.

Цветки:

1) зигоморфные, обоеполые; цветки тропических орхидей, как правило, яркие и крупные, в умеренном климате большая часть видов имеет сравнительно неброские цветки.

2) околоцветник двойной, трёхчленный;

3) чашечка из трёх свободных чашелистиков;

4) венчик – из трёх свободных лепестков. Задний лепесток называется губой – он крупнее остальных, ярко окрашен и имеет шпору, на дне которой скапливается нектар. Она же служит посадочной площадкой для насекомых и птиц.

5) андроцей – из одной, редко двух или трёх тычинок.

Е) гинецей – ценокарпный из трёх плодолистиков, завязь нижняя.

Цветки опыляются насекомыми и птицами.

Формула цветка: ↑Ca₃Co₃A_3-1G₍₃₎;

Плод - коробочка с мелкими многочисленными семенами, распространяемыми ветром.

Представители. В хвойных лесах можно увидеть миниатюрную гудайеру ползучую (Goodyera repens), на лугах, в светлых лесах и на опушках – виды родов пальчатокоренник (Dactylorhiza), тайник (Listera) и любка (Platanthera). Очень редко удается увидеть наиболее крупную и декоративную из орхидей средней России – башмачок настоящий (Cypripedium calceolus).

Лабораторная работа №11

ЖИЗНЕННЫЕ ФОРМЫ РАСТЕНИЙ

Цель работы: знакомство с системами жизненных форм К. Раункиера и И.Г. Серебрякова

Необходимые материалы и оборудование: лупы, препаровальные иглы, скальпели, гербарный и живой демонстрационный материал.

Задания:

1. Рассмотреть гербарные и/или живые образцы растений. Определить, к какой жизненной форме они относятся.

2. Зарисовать 5 растений разных жизненных форм. Отметить на рисунке уровень почвы. Подписать почки возобновления, органы вегетативного размножения. Многолетние и однолетние части показать разным цветом.

Внешний облик растительных сообществ, их горизонтальная и вертикальная структура в значительной степени зависят от состава жизненных форм растений. Впервые эта связь была подчеркнута немецким естествоиспытателем, основателем ботанической географии, Александром Гумбольдтом (Humboldt, 1769-1859), который для описания ландшафта (растительности) разных стран разработал классификацию «основных форм» растений. Позднее, один из основателей экологии растений, датский ботаник Евгений Варминг (Warming, 1841-1924) использовал для обозначения «основных форм» растений понятие «жизненная форма». Под этим он понимал форму (внешний вид), в которой «вегетативное тело растения (индивидуума) находится в гармонии с внешней средой в течение всей его жизни, от колыбели до гроба, от семени до отмирания».

В настоящее время большинство ботаников рассматривают жизненные формы растений (биоморфы) как тип адаптации, как комплексное выражение в габитусе (внешнем облике) приспособленности к определенным условиям среды. Поскольку рост растений генетически жестко не детерминирован, их внешний облик изменяется в зависимости от условий местообитания. Однако, как неоднократно подчеркивал основатель отечественной биоморфологии Иван Григорьевич Серебряков (1914-1969), многие особенности жизненной формы вида унаследованы им от его предков, и габитус растения отражает не только современные экологические условия, но и условия прошлых эпох. Согласно его определению, жизненная форма– это своеобразный габитус растений, формирующийся в онтогенезе в результате роста и развития в определенных условиях среды и исторически сложившийся в конкретных почвенно-климатических и ценотических условиях как выражение приспособленности к этим условиям.

Жизненная форма растения (особи) характеризуется многими, но не всеми признаками, присущими живому организму. При выделении (описании) жизненных форм, как правило, имеют в виду только признаки вегетативных органов, которые обеспечивают постоянную жизнь особи и ее связь с окружающей средой. К таковым относятся побег, корень и образуемые ими системы. Благодаря росту этих органов растение увеличивает и обновляет фотосинтезирующую и всасывающую поверхность, захватывает и удерживает за собой территорию, реагирует на изменения в окружающей среде и осуществляет вегетативное размножение. Правда, поскольку внешний облик растения изменяется в онтогенезе, то название той или иной «жизненной формы» (дерево, кустарник и др.) используется для обозначения габитуса взрослых особей, а не молодых или старых растений.

Основная цель биоморфологического анализа растительного сообщества - определение состава жизненных форм или разнообразия биоморфологических признаков растений конкретного фитоценоза с использованием одной или нескольких классификационных схем. Поскольку один вид может иметь несколько жизненных форм, то при подсчетах учитывается не число видов, а частота встречаемости жизненной формы (биоморфологического признака). Количественные данные такого анализа (биоморфологические спектры) обычно рассматриваются как показатель гетерогенности среды, эколого-ценотических или климатических условий.