Лекція №4
Тема: Систематика рослин.
План:
Загальна характеристика царства Рослини.
Нижчі рослини. Водорості.
Вищі рослини, загальна характеристика. Вищі спорові рослини. Відділ Мохоподібні.
Вищі спорові судинні рослини. Відділ Плауноподібні.
Відділ Хвощеподібні.
Відділ Папоротеподібні.
Насінні рослини. Відділ Голонасінні.
1. Загальна характеристика царства Рослини.
Царство рослини налічує понад 500 тис. видів. Усі рослини ділять на 2 групи:
нижчі рослини, чи сланеві (таломні);
вищі рослини, чи листостеблові.
До нижчих рослин належать водорості, до вищих — мохи, плауни, хвощі, папоротеподібні, голонасінні і покритонасінні.
Характерні ознаки нижчих рослин:
тіло у вигляді багатоклітинної слані, чи талома;
тіло розгалужене дихотомічно чи не розгалужене на вегетативні органи;
відсутня типова провідна тканина;
розмноження переважно вегетативне і безстатеве.
Характерні ознаки вищих рослин:
наявність більш чи менш розвинених вегетативних органів;
наявна провідна система і механічні елементи;
виражене чергування поколінь;
наявні удосконалені форми статевого розмноження (архегонії, насінина).
Основною відмінною рисою рослинної клітини від інших є наявність міцної целюлозної оболонки над клітинною мембраною, великі вакуолі з клітинним соком і розчиненими в ньому біологічно активними речовинами, пластиди, запасний вуглевод — крохмаль.
2. Нижчі рослини – водорості. Загальна характеристика.
Водорості — найпримітивніші серед рослин. Водорості — це одноклітинні, колоніальні або багатоклітинні рослини, більшість яких живе у воді. Деякі водорості живуть на суходолі, але тільки за наявності вологи. Крім хлорофілу, що надає водоростям зеленого кольору, їхні клітини містять пігменти червоного, жовтого та бурого кольорів. Суміш різних пігментів може надавати цим рослинам різних відтінків. Закономірною є поступова зміна кольору водорості від зеленого до червоного в міру збільшення глибини, на якій вона живе.
Тіло багатоклітинних водоростей (талом) може мати складні зовнішню і внутрішню будови. Проте всі частини талому виконують однакові функції.
Розмножуються водорості трьома способами. Спосіб вегетативного розмноження залежить від складності будови рослинного організму. Якщо водорость одноклітинна, це відбувається поділом клітини, якщо багатоклітинна — розривом талому на окремі частки, кожна з яких дає початок новому організмові. Нестатевий спосіб розмноження передбачає утворення спор. В разі статевого розмноження новий організм виникає із зиготи, яка формується в результаті злиття статевих клітин. Особливе місце займає кон’югація, притаманна деяким одноклітинним і нитчастим водоростям. Під час цього процесу дві зовні схожі клітини, позбавлені джгутиків, обмінюються спадковою інформацією.
Різноманітність водоростей.
Загалом на Землі існує близько 40 000 видів водоростей, які об’єднуються в 12 відділів. Найбільше значення мають такі відділи: Зелені, Діатомові, Бурі та Червоні водорості. Представники:
Зелені водорості: хламідомонада, хлорела, спірогира, улотрикс.
Діатомові водорості: пінулярія, навікула.
Бурі водорості: ламінарія, саргасум.
Червоні водорості (Багрянки): порфіра, філофора; кораліна.
3. Вищі рослини, загальна характеристика. Вищі спорові рослини.
Усі вищі рослини об’єднуються в шість відділів. Чотири відділи: Мохоподібні, Плауноподібні, Хвощеподібні та Папоротеподібні – так звані спорові рослини. Для поширення в просторі вони використовують спори – спеціалізовані клітини, з яких виростає гаметофіт. Статеве розмноження не захищене від дії факторів навколишнього середовища, залежить від води, тому гаметофіт як правило невеликого розміру (крім Мохоподібних), часто незелений і потребує симбіозу з іншим організмом. Два відділи: Голонасінні та Покритонасінні мають захищений процес статевого розмноження, повністю незалежний від води; вони більш пристосовані до складних умов існування.
Відділ Мохоподібні.
У цей відділ об’єднуються невеликі за розміром рослини, які зазвичай ростуть на зволожених місцях. Найбільше сучасних видів мохоподібних трапляється на північ від екватора. Серед них є види, зовні не поділені на стебло і листок, але є й листостеблові. Замість коренів у мохоподібних є примітивні утвори у вигляді волосків або ниток — ризоїди. За їх допомогою вони прикріплюються до ґрунту та всмоктують поживні речовини. Статеве покоління — гаметофіт — переважає у циклі розвитку і має вигляд зеленої пластинки або стебла з листками. Спорофіт розвивається на гаметофіті.
Цикл розвитку в мохів починається зі спори, яка, потрапивши у вологе середовище, проростає і формує початкову стадію розвитку мохів у вигляді нитки чи пластинки. На ній виникають бруньки, котрі поступово розвиваються в дорослу рослину. Розвиток їх відображає еволюційний шлях розвитку вищих рослин, тобто поступове розмежування групи однакових клітин на окремі тканини й органи. На дорослому гаметофіті, зазвичай на верхівці, формуються статеві органи — жіночі (архегонії) та чоловічі (антеридії). Часто кожний з цих органів утворюється на окремих рослинах. Для забезпечення запліднення обов’язково потрібна вода, оскільки сперматозоїди тільки в ній можуть проникнути в архегоній. З цією метою мохи можуть використовувати не лише якусь водойму, а й краплі дощу, ранкову росу чи туман, які конденсуються на поверхні статевих органів.
Представники відділу Мохоподібні: маршанція; сфагновий мох; зозулин льон.
4. Вищі спорові судинні рослини. Відділ Плауноподібні.
Це типові листостеблові рослини, які мають корінь. Листки дуже дрібні, щільно розміщені на стеблі спірально. Сучасні плауноподібні налічують близько 1200 видів. Зростають на вологих місцях переважно в теплих регіонах планети. Найбільшого розвитку вони досягли в кам’яновугільному періоді палеозойської ери. Тоді це були гігантські дерева. Сучасні ж плауноподібні — переважно трав’янисті, з прямостоячим або лежачим стеблом.
Вегетативне тіло плауноподібних – спорофіт. Спори утворюються на особливих листках — споролистках. Такі листки можуть міститися на стеблі впереміж зі звичайними листками або бути зібраними на верхівках стебел у стробіл — видозмінений вкорочений пагін. Утворюються стробіли в плауноподібних, хвощеподібних та голонасінних. В стробілах споролистки мають інші форму і забарвлення.
У хвойних або мішаних світлих лісах поширений вічнозелений плаун булавовидний. Його гнучке стебло стелиться по землі, а бічні гілки піднімаються вертикально. У стеблах плаунів немає твірної тканини, тому вони не потовщуються. Спори утворюються на верхньому боці споролистків. Споролистки жовті, зібрані у верхівкових стробілах (колосках). Під час дозрівання спор колосок розпушується, і спори легко розносяться вітром. Проростає спора у вологому ґрунті на глибині кількох сантиметрів. Гаметофіт, що утворюється при цьому, називається заростком. Він не спроможний живитися самостійно, тому для свого розвитку потребує симбіозу з певним видом гриба. Грибні клітини постачають йому потрібні органічні речовини. Якщо поруч гриба не буде, заросток не виробить статевих клітин. Розвиток нової рослини від моменту проростання спори до появи спорофіта триває 15—18 років.
Представники відділу Плауноподібні: плаун булавовидний, молодильник озерний.
5. Відділ Хвощеподібні.
До цього відділу належать сучасні і вимерлі трав'янисті та деревні рослини з розчленованими на вузли і міжвузля стеблами та з кільчасторозміщеними листками.
Первісні хвощі відомі з девону, розквіту досягли в кам'яновугільному періоді. Більшість — рівноспорові рослини. У циклі розвитку домінує спорофіт. Гаметофіт — заросток — одно- чи двостатеві недовговічні зелені рослини розміром у кілька міліметрів. Органи статевого розмноження — антеридії й архегонії, що розвиваються на заростку. Запліднення відбувається за умови наявності вологого середовища. Із зиготи розвивається нестатеве покоління — спорофіт.
Серед хвощів є гігрофіти і ксерофіти. Кореневища в кілька разів переважають за масою надземну частину, глибоко залягають у ґрунті. Так, хвощ польовий — злісний бур'ян, індикатор кислих ґрунтів.
Представники відділу Хвощеподібні: хвощ польовий.
6. Відділ Папоротеподібні.
Викопні і сучасні трав'янисті та деревні рослини, розвиток яких розпочався в девоні (палеозойській ері), заввишки до 25 м. Більшість поширені у тропічних лісах. Наземні, рідше водні рослини. У циклі розвитку домінує спорофіт. Він переважно багаторічний. Є корінь, стебло може бути прямостояче, повзуче, витке або у вигляді кореневища зі слабко вираженими міжвузлями. Листки загалом великі перистоскладні, їх ще називають вайями, є листки із суцільною листковою пластинкою (вужачка). У більшості папоротей листки виконують функцію фотосинтезу і спороношення, а в окремих (страусове перо) діляться на стерильні (фотосинтезуючі) та фертильні (спороносні).
Нестатеве розмноження спорами. Спори містяться в спорангіях окремо чи скупченнями (сорусами). Соруси можуть бути захищені спеціальним покривальцем — індузієм. Спори часто мають подвійну чи потрійну обо лонку, аналогічну хвощеподібним. У водяних папоротей (сальвінія) спори різні (різноспорові папороті). У решти — однакові (рівноспорові папороті).
Представники відділу Папоротеподібні: щитник чоловічий.
7. Насінні рослини. Відділ Голонасінні.
До голонасінних належать тільки деревні рослини (дерева, кущі або ліани). Розвиток мегаспор і утворення насіння відбувається на споролистках, котрі розміщуються на верхівках гілок у шишках. Насінні зачатки лежать на поверхні мегаспоролистків відкрито, нічим не захищені. Мікроспори утворюються на споролистках, зібраних у стробіли меншого розміру. У стеблах голонасінних рослин відсутня серцевина, а елементи провідної тканини — ситоподібні трубки — мають спрощену будову.
Вегетативне розмноження спостерігається лише в деяких видів голонасінних. Наприклад, сосна гірська, яка зростає у високогір’ї Карпат, досить часто розмножується кореневими паростками.
У сучасній флорі налічується близько 800 видів голонасінних. Відділ включає такі класи: саговникові (близько 100 видів), гінкгові (один вид), хвойні (600 видів) та гнетові (80 видів).
Хвойні — найчисленніша і найпоширеніша група сучасних голонасінних. Хвойні мають здерев’янілі, шкірясті або соковиті шишки. Листки здебільшого голчасті, дрібні, сидячі (ялина), рідко ланцетоподібні (араукарія) чи лускоподібні (туя). Голчасті листки більшості представників називають хвоєю (ялина, сосна та ін.). Серед хвойних є однодомні та дводомні рослини, більшість видів — вічнозелені. Поширені хвойні переважно в північній півкулі; в південній півкулі їх менше.
Представники хвойних: сосна, ялина, модрина, туя, тис.
|