Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Отдел Красные водоросли, или багрянки (41.000)




Группа высокоорганизованных и высокоспециализированных морских водорослей. Таллом багрянок имеет вид разветвлённых многоклеточных нитей ярко-красного цвета, прикрепленных к субстрату с помощью ризоидов. Нередко нити склеены слизистом веществом, поэтому скользкие на ощупь. Таллом багрянок подразделяется на нижнюю часть – ризоиды и верхнюю, связанную с фотосинтезом. На верхней части таллома формируются скафидии – вместилища для женских и мужских половых органов. Такая дифференциация таллома – первый шаг к специализации и появлению тканей.

Фотосинтезирующая часть таллома у красных водорослей очень часто является сильно рассечённой и морфологически таллом напоминает побег высших растений. Значительная рассечённость таллома обусловлена тем, что подавляющее большинство видов красных водорослей – это глубоководные организмы, рассечённость увеличивает возможность улавливания рассеянного солнечного света.

В строении клеток отмечаются все органоиды общего назначения и пластиды в виде зёрен или небольших пластин.

Фотосинтезирующими пигментами у багрянок выступают хлорофиллы А и Д, а в качестве дополнительных пигментов – каротиноиды и фикобелины, которые содержат фикоэритрин (красный цвет) и фикоцианин (синий цвет). Благодаря фикобелинам багрянки могут использовать для фотосинтеза жёлтые и зелёные лучи, проникающие на максимальную глубину (268м), где освещённость в 1.000 раз слабее, чем на поверхности воды.

Запасное вещество багрянок – особый багрянковый крахмал. Он откладывается не в хроматофорах (как у зелёных водорослей), а в цитоплазме.

Особенности строения клеточной стенки багрянок.

В состав клеточной стенки входят особые уникальные углеводы – полисахариды агар и карраген, способные образовывать гель. Это имеет защитное значение, предохраняет организм водоросли от выщелачивания (вымывания).

В жизненном цикле преобладает спорофит, он представлен талломом. Гаметофит мелкий, он служит для формирования половых органов и гамет. У многих видов багрянок гаметофиты вообще не обнаружены. Половой процесс протекает в форме оогамии, причём мужские гаметы лишены жгутиков и переносятся токами воды. Редукция гаметофита является чертой высокой специализации.

Красные водоросли играют существенную роль в морских и океанических системах и используются человеком. Например, багрянки родов порфира и родимения – пищевой деликатес в ряде стран Юго-Восточной Азии. Из багрянок рода анфельция добывают агар и карраген, которые используются для получения. Агар-агар используется при культивировании микроорганизмов и в пищевой промышленности.

Используемые на занятии термины

Слоевище, форма водорослей (амебоидная, коккоидная, монадная, пальмеллоидная, нитчатая, сифональная, пластинчатая, харофитная), ригидность, хроматофор, пиреноиды, апланоспоры, хологамия, изогамия, гетерогамия, оогамия, конъюгация, каротины, ксантофилы, эпифит, продуценты, эвтрофикация, ризоиды, ортоальгинаты, ламинарин, маннит, антеридии, оогонии, гаметофит, спорофит, скафидии, куртина, анабиоз, каротиноиды, фикобелины, фикоэритрин, фикоцианин, планктон, агар, карраген, гель.

 

 

ЗАНЯТИЕ 20: Отдел Моховидные. Жизненный цикл мхов. Класс листостебельные мхи.

1. Отдел Моховидные, общая характеристика.

2. Жизненный цикл мхов (на примере кукушкина льна).

3. Класс Листостебельные мхи. Подкласс бриевые мхи.

4. Класс Листостебельные мхи. Подкласс сфагновые мхи.

5. Печёночные мхи. С. 312– 320.

1. Отдел Моховидные, общая характеристика.

Мхи распространены повсеместно (исключая пустыни), особо разнообразны во влажных тропиках. Мхи также встречаются в луговых сообществах и растут как эпифиты. Занимают различные экологические ниши, включая водные. На территории Смоленской области мхи распространены в лесных фитоценозах. Большое количество видов моховидных и их широкое распространение говорит об их биологическом прогрессе.

Тело мхов не дифференцировано на ткани и органы, оно представлено талломом. Однако таллом полярен: нижняя часть представлена ризоидами, а верхняя – фотосинтетическая часть.

У мхов в отличие от других высших растений нет настоящих тканей и органов. Лишь у некоторых зелёных мхов появляются элементы ксилемы – клетки, напоминающие трахеиды. Поэтому употребления терминов «листья», "стебель» не корректно.

Мхи представляют собой особую группу споровых растений, т.к. в их жизненном цикле преобладает гаметофит.

В подавляющем большинстве моховидные – низкорослые многолетние растения размером от 1мм до 25см. Это позволяет им занимать совсем небольшие экологические ниши.

Для мхов характерен групповой способ произрастания – образование куртин. Это обеспечивается вегетативным размножением (молодыми побегами, почками, листьями выводковыми почками). Это помогает мхам успешно конкурировать с более высокоорганизованными растениями. Особи в дернине располагаются так плотно, что это делает невозможным проникновение в неё спор или семян других растений, а тем более их прорастание.

Поскольку у мхов нет эпидермы, у них нет и регулируемого процесса транспирации, которая осуществляется как чисто физический процесс, зависящий лишь от внешних факторов. В дернине между частями таллома формируется своеобразная влажная камера, которая насыщена парами воды и препятствует быстрому испарению влаги.

Мхи весьма неприхотливы к минеральному питанию, это позволяет им осваивать неудобные для других растений экологические ниши (скалы, валуны, крыши и т.д.). Мхи часто довольствуются лишь теми минеральными веществами, которые они получают с осадками.

Мхи переносят любые неблагоприятные условия (снижение температуры, дефицит влаги, и т.д.) в состоянии анабиоза, который у мхов отличается особой глубиной. Это практически полное торможение основных процессов жизнедеятельности. Мхи отвечают анабиозом не только на понижение температуры, но и на засуху. Однако выход из состояния анабиоза происходит у мхов гораздо медленнее, чем выход высших споровых растений из состояния покоя. В этом одна из причин медленного роста мхов.

Таким образом, мхи – особая группа высших растений, которая в своём строении сочетает черты достаточно низкой организации и вместе с тем черты достаточно высокой специализации. Это позволяет им успешно решать проблемы конкуренции и находиться в состоянии биологического прогресса.

2. Жизненный цикл мхов (на примере кукушкина льна).

В жизненном цикле мхов преобладает гаметофит. Это черта примитивной организации, т.к. любая мутация в гаплоидных клетках сразу проявится фенотипически.

Гаметофиты мхов могут быть однодомными и многодомными.

Крупные женские и мужские гаметофиты выполняют функции фотосинтеза и вегетативного размножения (с помощью выводковых почек и участков таллома). На верхушке гаметофитов формируются половые органы, это небольшие по размерам образования, защищённые верхней частью таллома. На верхушке мужских экземпляров в окружение буроватых листочков формируются антеридии со сперматозоидами, а на верхушке женских экземпляров – архегонии с яйцеклетками (одна яйцеклетка в каждом архегонии). Таким образом, гаметофиты кукушкина льна двудомны.

Антеридии имеют вид продолговатых или округлых мешочков на ножке. В них образуются сперматозоиды с двумя жгутиками. Архегонии имеют форму бутылки с суженной шейкой и расширенным брюшком, где помещается крупная яйцеклетка. Обычно антеридии и архегонии располагаются группами, что даёт им возможность лучше переносить неблагоприятные условия и увеличивает вероятность осуществления полового процесса.

Гаметы формируются путём митоза. Половой процесс – оогамия, он требует наличия капельно-жидкой влаги, с помощью которой сперматозоид достигают архегония. Зигота, образовавшаяся внутри архегония, митотически делится и даёт начало спорофиту.

Первый этап развития спорофита протекает внутри архегония под его защитой и в целом всё формирование спорофита полностью зависит от питательных веществ, поставляемых зелёным гаметофитом. Т.о. спорофит, лишённый способности к фотосинтезу паразитирует на гаметофите. Зрелый спорофит представлен ножкой, на которой развивается коробочка. Внутри коробочки развивается особая спорогенная ткань. Клетки этой ткани делятся мейозом и образуют большое количество гаплоидных спор. Споры кукушкина льна разнополы, причём мужских и женских спор ровно по 50%. После созревания спорофита коробочка открывается, и споры рассеиваются в окружающей среде.

Попав в благоприятные условия, споры прорастают в зелёную сильно разветвлённую нить (протонему), которая похожа на зелёную нитчатую водоросль. Часть нити углубляется в почву, те­ряет хлорофилл и превращается в ризоиды, а наземная часть её образует почки, дающие начало мужским и жен­ским экземплярам мха.

Отдел моховидные делят на три класса – печёночные мхи, антоцеротовые мхи и листостебельные мхи.

Класс листостебельные мхи делят на 3 подкласса: андреевые, бриевые и сфагновые мхи.

3. Класс Листостебельные мхи. Подкласс бриевые (зелёные) мхи.

Зелёные мхи: кукушкин лён, дикраниум, плеврозиум.

Зелёные мхи наиболее обширный подкласс из всех листостебельных мхов. В нём насчитывается около 700 родов и свыше 14.000 видов, из которых около 1.300 видов можно встретить и в нашей стране. В основном это многолетние, реже однолетние растения от 1мм до 50см высотой, зеленой, красно-бурой или даже почти черной окраски. Обитают они обычно на почве, гнилой древесине, на коре, а иногда и на листьях деревьев. Известны среди бриевых мхов погруженно-водные виды, например водный мох фонтиналис и сапрофитные виды, обитающие на животных и растительных остатках.

Стебель у мхов моноподиально или симподиально нарастающий, с радиально или двурядно расположенными листьями разнообразной формы и строения. Спорофиты (синоним – спорогоны) могут быть верхушечными (верхоплодные мхи) или боковыми (бокоплодные мхи). При прорастании спор образуется вытянутая ветвящаяся нить первичной протонемы.

Представи­тель зелёных мхов – к у к у ш к и н лён. Он широко распространён в еловых лесах и на болотах. Это многолетнее растение со стеблем высотой до 20см, густо покрытым острыми жёсткими листочками. В нижней части стебель переходит в подземную часть – корневище, которое стелется в почве; от него уже отходят ризоиды, снабжающее всё растение водой и минеральными солями. Снаружи стебель покрыт эпидермисом, под которым располагаются клетки коры. Стебель мха слабо дифференцирован на ткани, в центре его обычно находится зачаток проводящего пучка.

Лист мха имеет цельную листовую пластинку без черешка. В листе хорошо выражена средняя жилка, тянущаяся через весь лист.

Кукушкин лён развивается со сменой полового и бес­полого поколений. Гаметофиты кукушкина льна двудомны. На верхушках мужских растений, окруженных буроватыми листочками, находятся мешковидные выросты – антеридии, в них образуются двужгутиковые сперматозоиды. Женские растения несут на своих верхушках между зелёными листочками грушевидные образования – архегонии, в ко­торых созревает по одной яйцеклетке. Таким образом, листостебельное растение мха является гаметофитом.

Во время дождя или сильной росы на женские экземпляры по­падают сперматозоиды. В результате оплодотворения образуется диплоидная зигота, из которой на женском растении вырастает спорофит, состоящий из ножки и ко­робочки, снабжённый колпачком и крышечкой. Нижней частью ножки он поглощает из женско­го растения питательные вещества. Внутри коробочки находится спорангий, где клетки делятся мейозом и образуют споры. Коробочка располагается на длинной ножке и сверху покрыта легко опадающим колпачком (калиптрой) с тонкими, направленными вниз волосками. После созревания спор колпачок, а затем и крышечка отделяются и споры высыпаются через отверстия на верхушке коробочки. Во влажную погоду эти отверстия прикрываются рядом зубцов. Споры разносятся ветром и, попадая в благоприятные условия, прорастают в зелёную сильно разветвлённую нить (протонема), которая похожа на зеленую нитчатую водоросль. Часть нити углубляется в почву, те­ряет хлорофилл и превращается в ризоиды, а надземная часть её образует почки, дающие начало мужским и жен­ским экземплярам мха. В развитии кукушкина льна чётко выражено чередова­ние поколений: полового – гаметофита и бесполого – спо­рофита.

У зелёных мхов чрезвычайно широко распространено вегетативное размножение. Оно происходит самыми разнообразными способами: молодыми побегами, листьями и выводковыми почками – особыми образованиями на листьях. Благодаря этому мхи образуют отдельные куртины или покрывают сплошным ковром почву.

Ежегодный прирост мхов незначителен: от 1-2мм до нескольких сантиметров, однако суммарная их биомасса увеличивается существенно.

Благодаря образованию густой дернины политрихум обыкновенный способствует поверхностному накоплению влаги и заболачиванию местообитаний. Это основной компонент нижнего яруса некоторых таежных лесов, получивших название лесов – долгомошников. Другие бриевые мхи из родов плевроциум, птилиум, дикранум нередко образуют сплошной моховой напочвенный покров в наших северных лесах – зеленомошниках. Очень обычны бриевые мхи, особенно из рода мниум, и на низинных болотах различных ти­пов. Здесь они образуют минерали­зованный низинный торф. Примеча­тельно, что при исключительно ши­рокой экологической лабильности бриевые мхи никогда не встречают­ся даже на слабо засоленных суб­стратах.

Интенсивно развиваясь, мхи могут ухудшать продуктивность сельскохозяйственных земель, способствуя их заболачиванию. Но в то же время, они обеспечивают равномерный перевод поверхностного стока вод в подземный, предохраняя почвы от эрозии.

4. Класс Листостебельные мхи. Подкласс сфагновые (белые, торфяные) мхи.

Сфагновые мхи (300/40) произрастают исключительно на верховых болотах, они обеспечивают процесс торфообразования и торфонакопления.

Стебли этого мха ветвистые, невысокие, густо усажены мелкими листочками. Листья состоят из одного слоя клеток и не имеют жилки. На верхушках стеблей образуются архегонии, а в пазухах листьев – антеридии. Сфагнум относится к однодомным растениям. Размножается он подобно кукушкину льну, хотя половой процесс происходит довольно редко.

Сфагновые мхи могут быть однодомными или двудомными, но антеридии и архегонии у них всегда образуются на разных побегах.

Стебли сфагнума всё время нарастают верхушкой, а нижние части отмирают. В отличие от зелёных мхов сфагнум не имеет ризоидов, точнее они существуют только на первом году жизни.Вода с растворёнными в ней минеральными солями поступает непосредственно в клетки листа и стебля. Клетки в листе двух видов: живые и мёртвые. Живые клетки длинные и узкие содержат хлорофилл и способны к фотосинтезу. Мёртвые клетки ромбовидные, прозрачные; их стенки укреплены спиральными и кольчатыми утолщениями. Эти клетки легко впитывают воду и удерживают её. Водоудерживающая способность сфагновых мхов в 20 раз превышает их сухую массу (у хлопковой ваты – в 4-6 раз). Это обстоятельство приводит к заболачиванию почв, покрытых беловато-зелёными или бурыми дерновинками сфагнума. Сфагновые мхи распространены в тундре и лесной зоне (до 70° широты) и в горах Кавказа.

 


Образование торфа, его значение.

Нарастая ежегодно верхней частью побегов, снизу сфагновые мхи отмирают и оторфовываются. Наслаивание новых покровов за долгие годы приводит к образованию мощных рыхлых торфяников. Процесс торфообразования происходит благодаря застойному переувлажнению, отсутствию кислорода и созданию сфагнумом кислой среды, что препятствует развитию грибов и бактерий. Все, что попадает в торф, консервируется в нём.

Торф широко применяют в различных отраслях хозяйства. В сельском хозяйстве его используют как подстилку для скота, как удобрение. Иногда его применяют как заменитель грубых кормов. В промышленности его используют как стройматериал (прессованные плиты) и химическое сырьё.

В медицине и ветеринарии сфагнум применяли в качестве перевязочного материала. Дело в том, что сфагнум обладает бактерицидными свойствами, так как содержит особое противогнилостное вещество сфагнол.

5. Класс Печёночные мхи.

Для представителей этого класса характерны чрезвычайно большое разнообразие структуры гаметофита (слоевище или стебель с листьями простого строения) и однотипность спорофита.

Вегетативное размножение печёночников происходит фрагментами гаметофита, т.к. верхушки слоевищ легко отламываются. Часто оно осуществляется выводковыми почками, которые образуются либо по краю таллома, либо в особых органах – выводковых корзиночках.

Органы полового размножения у печеночных мхов разме­щаются на особых подставках и возвышаются над слоевищем. У мужских гаметофитов имеются подставки в виде восьми лопа­стных дисков, сидящих на ножке. В дисках на­ходятся антеридии, содержащие огромное количество двужгутиковых спер­матозоидов.

На женских гаметофитах подставки имеют вид мно­голучевой звезды; между лучами подставки группами расположены архегонии, прикрытые покрывальцем. В дождливую погоду или с росой сперматозоиды попадают на женские подстав­ки и проникают в архегонии. После оплодотворения из зиготы раз­вивается спорангий в виде овальной коробочки, сидящей на очень короткой ножке, которая прикрепляет спорогоний к женской подставке. Внутри коробочки в результате мейоза образуются гаплоидные, но физиологически разные споры. К моменту созре­вания спор коробочки лопаются и споры высыпаются. Споры, вы­падающие из спорангия, сначала дают пластинчатую слабо разви­тую протонему, из которой затем развивается новый (мужской или женский) гаметофит.

Наиболее распространенным представителем класса является маршанция многообразная, или печёночница обыкновенная, произрастающая на влажной лесной почве. Её слое­вище имеет вид дихотомически ветвящейся стелющейся зеленой пластинки размером до 10см, не расчлененной на стебель и ли­стья. Слоевища раздельнополые, прикрепляющиеся к почве с по­мощью одноклеточных ризоидов. Сверху таллом прикрыт однослойной эпидермой, содержащей устьица. Под эпидермой расположена ассимиляционная и проводящая «ткани», причём ассимиляционная «ткань» имеет многочисленные воздухоносные полости. Под этими «тканями» расположены паренхиматические клетки, выполняющие запасающую функцию, и, наконец, нижняя эпидерма.

Слоевище маршанции раньше применялось для лечения заболеваний печени. Поэтому мох и получил название печёночного.

Используемые на занятии термины

Фитоценоз, однодомные растения, двудомные растения, протонема, эрозия почвы,

сфагнол, выводковые корзиночки

 

 

ЗАНЯТИЕ 21: Отделы плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные.

1. Отдел плауновидные. Общая характеристика. 2. Отдел плауновидные. Класс полушниковые.

3. Отдел хвощевидные. Особенности строения. 4. Отдел хвощевидные. Размножение хвощей на примере хвоща полевого.

5. Отдел папоротниковидные. Особенности строения.

6. Отдел папоротниковидные. Размножение папоротников на примере щитовника

7. Класс ужовниковые. Класс мараттиевые. 8. Класс Полиподиевые. Класс сальвиниевые. С. 320– 340

 

1. Отдел плауновидные. Общая характеристика.

Это древняя группа наземных споровых растений, достигшая расцвета в палеозое. В тот период времени они были представлены в основном древесными формами (20-30м) и были распространены довольно широко. В настоящее время это вымирающая группа с небольшим числом видов, находящаяся в состоянии биологического регресса. Отдел Плауновидные плауны включает примерно 600 видов, обитающих преимущественно во влажных тропиках и экваториальных лесах. Класс плауны (самый многочисленный) насчитывает 200 видов, на Смоленщине встречается 4 вида (булавовидный, годичный, сплюснутый и баранец обыкновенный). Все они являются многолетними травянистыми вечнозелёными растениями, занесёнными в Красную книгу Смоленской области.

Основные морфологические черты плауновидных следующие:

1. характерно наличие настоящих тканей и дифференциация тела на органы – побеги и корни. Побеги очень часто стелющиеся, дихотомически ветвящиеся (характерно только для плаунов, говорит об их древности и примитивности). При дихотомическом ветвлении верхушечная почка даёт начало сразу двум побегам. Существенным недостатком такого ветвления является то, что в случае гибели верхушечной почки, прекращается дальнейшее нарастание этого побега. Дихотомическое ветвление может быть равновильчатым (дочерние побеги одинаковые) и неравновильчатым (один побег более крупный будет стелиться по земле).

2. листья мелкие, часто игловидные. Считается, что в ходе эволюции такие листья возникли как выросты эпидермы, потому их называют энации. Листорасположение у плаунов очень частот неустановившееся, неопределённое. Лишь у некоторых продвинутых групп вырабатывается спиральное листорасположение.

3. побеги имеют только первичное строение, тип строения стели у них особенный – плектостель. Плектостель характеризуется мощным развитием первичной коры (примитивной признак). Сама стель занимает небольшой объём, причём ксилема располагается в центре в виде спирали, а флоэма вокруг неё. Это самый архаичный тип. У современных планов плектостель закрытого типа, но у древних плаунов стель возможно была открытого типа.

4. корневая система представлена придаточными корнями, отрастающими от подземного горизонтального корневища

Развитие плаунов происходит с чередованием поколений. Само фотосинтезирующее растения это спорофит. На вершинах некоторых растений развиваются спороносные колоски, или стробиллы. Колосок – это видоизменённый побег, состоящий из оси и расположенных на ней под углом бурых чешуй (видоизменённых листочков), или. Чешуи загнуты к оси для формирования камеры. На внутренней поверхности спорофиллов под защитой камеры развиваются спорангии. Внутри них формируется спорогенная ткань, их которой путём мейоза образуются гаплоидные споры.

При созревании спорангии лопаются и споры рассеиваются. Попав в благоприятные условия, споры прорастают, и дают начало обоеполому гаметофиту, или заростку. Это небольшая зелёная пластинка с ризоидами, на ней развиваются мужские (антеридии) и женские (архегонии) половые органы. У наших плаунов заростки обоеполые, но бывают и раздельнополые. В половых органах заростка образуются гаметы. Гаметофиты плаунов развиваются очень долго (10-15 лет) и в целом онтогенез плаунов занимает 35 лет. Длительное развитие гаметофитов является примитивной чертой, способствующей регрессу плаунов.

Наряду с размножением спорами важную роль играет неспециализированное вегетативное размножение с помощью участков побега.

Некоторые виды плауна содержат парализующий яд, сходный по своему действию с ядом кураре. Очевидно поэтому позвоночные животные не употребляют плауны в пищу.

2. Отдел плауновидные. Класс полушниковые.

К этому классу относятся разноспоровые травянистые многолетние растения с листьями, несущими на верхней поверхности у основания пленчатую складку или язычок. Спо­рангии располагаются на стебле, в пазухе листа или на его верхней по­верхности. Гаметофиты однополые, сильно редуцированные.

Класс вклю­чает 2 порядка – селагинелловые и полушниковые

К порядку селагинелловые отно­сится только одно семейство села­гинелловых, на­считывающее около 700 видов. В по­давляющем большинстве селагинеллы – тене- и влаголюби­вые растения тропических лесов, внешне напоминающие мхи. Их по­беги, как и у плаунов, характеризу­ются дихотомическим ветвлением. Они ограничены в росте и благодаря обильному ветвлению похожи на ли­стья папоротников.

Почти на всей территории нашей страны встречается селагинелла обыкновенная. Однако это крошечное рас­тение (не более 10см высотой) лег­ко теряется среди зеленых мхов и мало привлекает внимание.

Селагинеллы – разноспоровые растения. В одном и том же колоске образуются макроспорангии и микроспорангии. В мегаспорангиях образуется по четыре мегаспоры, а в микроспорангиях – множество микроспор.

Мегаспора при прорастании образует женский заросток (гаметофит), состоящий из многоклеточной ткани. На нём с верхней стороны образуются архегонии, внутри которых находится по одной яйцеклетке, а с нижней стороны ризоиды.

При прорастании микроспоры образуется сильно редуцированный мужской заросток (гаметофит), состоящий из двух клеток: мелкой и крупной. Мелкая клетка редуцируется, а из крупной клетки развивается антеридий, в котором образуется множество двужгутиковых сперматозоидов. После оплодотворения яйцеклетки развивается зародыш, а из него – взрослое растение (спорофит).

Селагинеллы не играют суще­ственной роли в растительных сооб­ществах. Некоторые их виды иногда выращивают как теневыносливые декоративные растения.

К порядку полушниковые относится одно семейство полушниковых, включающее примерно 70 видов. Почти все полушники – погруженно-водные (очень редко наземные) многолет­ние травы с коротким вертикальным утолщенным стеблем и розеткой ли­нейно-шиловидных цилиндрических листьев на верхушке. Основание стебля несет двулопастное утолще­ние, на ко­тором образуются корни.

Полушники имеют вертикальные не ветвящиеся стволики, способные ко вторич­ному утолщению. Они фактически явля­ются карликовыми, сохранившимися с палеозойской эры до наших дней формами древовидных плауновидных. В на­стоящее время они встречаются только в озерах с осо­бо чистой и прозрачной водой. На территории Рос­сии можно встретить полушники морской, азиатский, озерный и щетинистый. Из-за антропогенного загрязнения водоемов все они в настоящее вре­мя довольно быстро вымирают, и по­этому занесены в Красные книги различного уровня. Некоторые полу­шники разводят в аквариумах.

3. Отдел хвощевидные. Особенности строения.

В карбоне это была процветающая группа, представленная всеми жизненными формами, включая деревья. В настоящее время отдел находится в биологическом регрессе, он представлен 32 видами. Однако хвощевидные широко распространены по всему земному шару (за исключением Австралии). В Смоленской области 6 видов, все они часто встречаемые многолетние корневищные травянистые растения. Правда некоторые виды широко распространены, имеют большие ареалы и не занесены в Красную книгу.

Основные морфологические черты следующие.

1. ярко выраженное членистое строение надземных побегов с пустыми полыми междоузлиями и выполненными узлами.

2. листья хвощей сильно редуцированы и представлены буроватыми чешуйками. Они собраны в мутовки (по 6-8 штук) в узлах побега. Листья не способны фотосинтезу, они выполняют защитную функцию, предохраняя узлы (и интеркалярную меристему) от затекания воды и механических повреждений

3. функцию фотосинтеза выполняют стебли, поэтому для многих видов характерен разветвлённый побег

4. хвощи – корневищные растения (быстрое вегетативное размножение и быстрый захват территории), корневая система придаточного типа

Надземные побеги у хвощей ветвятся моноподиально. Это означает, что в системе побегов главный побег всегда доминирует над боковыми (ось второго порядка всегда менее развита, чем ось первого порядка).

По характеру строения побегов хвощи можно разделить на две группы:

- хвощи с однотипными побегами. Спороносные колоски развиваются на верхушке вегетативного побега (хвощ лесной, хвощ зимующий, хвощ луговой)

- хвощи с двумя видами побегов (хвощ полевой). У хвоща полевого весной развиваются бурые бесхлорофилльные спороносные побеги, на их верхушках формируются спороносные колоски. После спороношения эти побеги отмирают. В конце весны, в мае, развиваются вегетативные фотосинтезирующие побеги, которые будут накапливать запасные питательные вещества.

Тип строения стели у хвоща тоже особый – артростель закрытого типа. В центре находится крупная полость, которая развивается на месте разрушенной сердцевины. Проводящие пучки коллатеральные закрытого типа располагаются по одной окружности. Хорошо развита первичная кора.

Хвощи практически не поедаются животными, т. к. в их клетках содержится кремнезём, придающий стеблям жёсткость и алкалоиды, которые могут вызывать отравление.

4. Отдел хвощевидные. Размножение хвощей на примере хвоща полевого.

Вегетативное размножение происходит с помощью корневищ.

Чередование поколений у хвощей аналогично таковому у плаунов, однако, заростки (гаметофиты) могут быть как обоеполыми, так и раздельнополыми.

На верхушках вегетативных побегов развиваются спороносные колоски. У хвоща полевого колоски развиваются на особых весенних генеративных побегах. Спорофилллы колосков преобразованы в шестигранные щётки, на внутренней поверхности которых развиваются спорангии. В них находится особая спорогенная ткань, клетки которой делятся мейозом, и дают гаплоидные споры. У современных хвощей все споры, как и спорангии, имеют одинаковые размеры и строение (равноспоровые хвощи).

Спора снабжена придатками в виде 4-х очень гигроскопичных спиральных лент (элатеры), в зависимости от степени влажности воздуха они закручиваются или раскручиваются. В сухую погоду элатеры раскручиваются и споры разносятся ветром или водой. Во влажной почве из спор выра­стают очень маленькие, размером с булавочную головку зелёные заростки с ризоидами. Заростки обоеполые, но архегонии развиваются раньше антеридиев, что увеличивает вероятность оплодотворения чужими сперматозоидами. Сперматозоиды много­жгутиковые, в присутствии воды они сливаются с яйце­клетками, и из зиготы развивается взрослое растение – спорофит новое растение.

Хвощ полевой используется в медицине как мочегонное средство при отёках на почве сердечной недостаточности, а также при воспалительных процессах мочевого пузыря и мочевыводящих путей. Входит в состав противоастматических сборов.

5. Отдел Папоротниковидные. Особенности строения.

Папоротниковидные – одна из древнейших групп высших споровых растений, они известны ещё с девона, но процветали в карбоне. В настоящее время это достаточно процветающая группа, насчитывающая 10.000 видов. Наибольшее число видов папоротников встречается во влажных тропических и экваториальных лесах. В нашем регионе папоротники входят в состав лесных растительных сообществах.

Папоротниковидные – многолетние корневищные травянистые растения, среди которых встречаются эпифиты и лианы. В тропических лесах встречаются древесные формы (до 25м).

Главная особенность папоротников – это строение их листьев (вайи). Листья очень крупные, считается, что они имеют синтеломное происхождение (телом – часть побега у древних вымерших предков споровых растений – риниофитов). Считается, что вайи произошли путём срастания нескольких, а может и многих теломов.

Онтогенез листа начинается стадией улитки. По мере роста лист не только разворачивается, но и резко увеличивается в размерах. Это происходит за счёт верхушечной меристемы. Такой тип роста характерен для побегов цветковых растений. Листья цветковых растений растут верхушкой за счёт верхушечной меристемы и боковой частью за счёт боковых меристем. Получается, что лист папоротника растёт как побег.

Листья всегда имеют сложное строение: парноперистосложные и моногократнорассечённые. На общей оси (рахис) располагаются оси второго и третьего порядков, а на них располагаются простые листочки разной степени рассечённости.

Стебель всегда располагается под землёй, его нижняя часть видоизменяется в корневище. В его составе закономерно чередуются междоузлия и узлы, от которых отрастают придаточные корни. Одни папоротники имеют длинные корневища (орляк), другие – короткие (щитовник мужской).

У современных папоротников чаще наблюдается диктиостель (хотя могут быть сифоностель и полистель).

Диктиостель имеет следующее строение. В центре лежит ксилема, она со всех сторон окружена флоэмой; далее за флоэмой лежит перицикл, ещё далее эндодерма.

6. Отдел папоротниковидные. Размножение на примере щитовника мужского.

В жизненном цикле щитовника всегда наблюдается чередование спорофита (самостоятельного зелёного крупного растения) и обоеполого гаметофита (заростка). На спорофите папоротника не образуется спороносных колосков. У них на нижней поверхности вай образуются спорангии. У большинства видов спорангии собраны в группы, или сорусы, которые снаружи покрыты покрывальцем, или индузием. Внутри спорангия из спорогенной ткани развиваются споры. По мере созревания спор покрывальце подсыхает, а каждый спорангий раскрывается с помощью кольца. По мере созревания спор клетки кольца также подсыхают. Это способствует разрыву стенки спорангия и активному выбрасыванию спор (принцип работы кольца – катапульта).

Попав в затенённое влажное место, спора прорастает, образуя пластинку сердцевидной формы площадью примерно 1см2. Эта пластинка называется заростком, и является гаметофитом. В клетках заростка содержатся хлоропласты, от нижней стороны в поч­ву отходят ризоиды. В заростке воспроизводят­ся половые клетки папо­ротников. В средней час­ти заростка снизу обра­зуются антеридии, в ко­торых созревают многожгутиковые сперма­тозоиды, ближе к сердце­видной выемке – архегонии, в которых форми­руется по одной яйце­клетке в каждом.

Во время дождя или росы сперматозоиды, снабжённые пучком жгутиков, проникают в архегоний, который выделяет привлекающие вещества типа яблочной кислоты. Здесь происходит оплодот­ворение и образуется зигота. Она много­кратно делится, давая начало взрослому диплоидному организму – спорофиту. Первоначально он растёт как паразит на гаметофите, но вскоре у него формируются собственные корни, стебель и листья – он становится самостоятельным растением.

Хотя оплодотворяется большое количество яйцеклеток, лишь одна зигота даёт начало зародышу. Остальные погибают и не мешают развитию молодого спорофита, который нуждается в большом количестве органического материала для построения своего тела.

Экстракт корневища папоротника мужского (щитовник мужской) используют для борьбы с ленточными паразитическими червями.

7. Класс ужовниковые. Класс мараттиевые.

На опушках сухих светлых лесов и разнотравных лугах почти по всей России обычны гроздовник многораздельный, гроздовник полулунный, а также ужовник обыкновенный. По всей видимости, ужовниковые представляют наибо­лее древнюю группу современных папоротников. Ужовниковые – небольшие наземные травы очень характерно­го облика. Лист ужовниковых, отходя­щий от короткого подземного корне­вища, не свернут улиткообразно и во многом напоминает побег. Развивается он обычно медлен­но, часто до 3 и более лет. Споронос­ная часть листа (чаще верхушечная) несет спорангии, расположенные в виде кисти или колоска. Вегетатив­ная часть листа может быть цельной или многократно перисторассеченной. Подземный стебель ужовниковых имеет камбий и способен к вто­ричному утолщению, что резко отли­чает их от всех современных папо­ротников. Гаметофиты ужовниковых ведут подзем­ный образ жизни и могут существо­вать до 20 лет, напоминая нить, дос­тигающую 6см в длину при диамет­ре около 1мм.

Класс мараттиевые

Этот класс представлен един­ственным порядком и одним современным семейством - мараттиевые. В каменноуголь­ном и пермском периодах палеозой­ской эры мараттиевые, достигая 10-15м высоты, нередко доминиро­вали в растительном покрове на об­ширных территориях. Большая часть мараттиевых к настоящему времени вымерла, и лишь немногие их пред­ставители сохранились во влажных тропических областях до наших дней. Наиболее крупные представители этого класса – мараттия и ангиоптерис довольно широко распространены в тропических обла­стях. Это крупные красивые папорот­ники, листья которых иногда достига­ют длины 6м. Стебли их, наоборот, редко достигают в высоту более 1м, а чаще – клубнеобразные и наполо­вину погружены в почву. Для всех мараттиевых характерны крупные ли­зигенные слизевые ходы, располо­женные в листьях, стеблях и корнях. Спорангии расположены по краю на нижней стороне обычно дважды перистых листьев и иногда сливают­ся в синангии. Гаметофит наземный, относительно долгоживущий.

8. Класс Полиподиевые. Класс Сальвиниевые.

Класс Полиподиевые

Самое крупное семейство этого класса – семейство полиподиевые представлено 50 рода­ми и 1500 видами, распространен­ными очень широко, но в основном в тропической зоне северного полу­шария. В большинстве это эпифитные или наскальные многолетние травы с мясистым ползучим или уко­роченным корневищем и двурядно отходящими от него листьями. У ряда эпифитных видов нижние лис­тья или основания черешков образу­ют подобие корзины, где скаплива­ются растительные остатки, способ­ствующие минеральному питанию растения. Характерный признак се­мейства – округлые или овальные сорусы, лишенные покрывалец и расположенные на нижней поверх­ности листа. Спорангии полиподиевых имеют хорошо развитое кольцо раскрывания.

У нас из представителей семей­ства (всего на территории стран СНГ – 11 видов) наиболее известны виды полиподиум обыкновенный и полиподиум сибирский – обычное наскальное растение Европейской России и Западной Си­бири. Многие полиподиевые довольно декоративны и сравнительно легко переносят сухость воздуха.

Класс сальвиниевые

В этом классе наибольший интерес представляет семейство сальвиниевые. Все десять видов сальвиний – мелкие плаваю­щие разноспоровые папоротники, характерные для водоемов тропи­ческой зоны. Однако один из ви­дов – сальвиния плавающая приспособился к жизни в умеренных широтах и до­вольно обычен на юге России, в бас­сейне Волги, на Кавказе, Дальнем Востоке и юге Сибири.

Корневища сальвиний, полнос­тью лишенные корней, свободно пла­вают на поверхности воды и несут че­реду мутовок из трех листьев. Каж­дая мутовка состоит из пары зеленых плоских плавающих листьев и третьего погруженного листа, рассечен­ного на множество тонких корнеподобных долей. На этих долях со вре­менем образуются микро- и мегасорусы. Мегасорус состоит из несколь­ких (до 25), а микросорус – из мно­жества (до 500) спорангиев. В мегаспорангиях развивается только одна мегаспора, а в микроспорангиях об­разуются 32 или 64 споры. Созрева­ющие сорусы отрываются от расте­ния и погружаются на дно. После сгнивания покрывальца спорангии поднимаются на поверхность. Про­растание спор происходит внутри спорангия, причем образующиеся при этом мужской и женский гаметофиты сильно редуцированы.

Сальвинии довольно популярны как декоративные растения аквари­умов. В природе, особенно в тропи­ческих областях, они играют замет­ную роль в водных экосистемах, а развиваясь в массовых количествах, способны серьезно мешать хозяй­ственной деятельности.

Используемые на занятии термины

Палеозой, дихотомическое ветвление, энации, плектостель, стробиллы, спорофиллы,

спорогенная ткань, ареал, моноподиальное ветвление, артростель, элатеры, вайи, телом,

рахис, диктиостель, сорусы, индузий

 

 

ЗАНЯТИЕ 22: Отдел Голосеменные. Биология размножения. Семейства: кипарисовые, сосновые, тиссовые.






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных