Понятие о виде растений. Бинарная номенклатура

 д — сумка с нитевидными аскоспорами

На концах дикарионтических гиф из двухъядерных клеток образуются бази- дии. По своему развитию базидии напоминают сумку и гомологичны ей. В базидии завершается половой процесс: сливаются ядра дикариона, редукционно делится диплоидное ядро. На базидии формируются две —четыре базидиоспоры, куда и переходят гаплоидные ядра из базидии

Цикл развития шляпочного гриба: 1 — базидиоспоры, 2 — гаплоидный мицелий, 3 — дикарионтический мицелий, 4 — плодовое тело из дикарионтического мицелия, 5 — базидия с базидиоспорами.

Базидиомицеты отличаются от аскомицетов следующими признаками:

1. Половое спороношение (базидиоспоры) образуется на базидии экзогенно. (У аскомицетов аскоспоры образуются эндогенно — в сумке.)
2. Половые органы отсутствуют; половой процесс упрощен и представлен соматогамией.
3. В цикле развития господствует дикарионтическая стадия. Диплоидна только молодая базидия. Базидиоспоры и первичный мицелий гаплоидны. (У аскомицетов в цикле развития господствует гаплоидная стадия; диплоидные стадии короткие — аскогенные гифы и молодая сумка.)
4. Плодовые тела сложены из дикарионтичных гиф. (У аскомицетов плодовые тела состоят из гаплоидного мицелия.)

Базидиомицеты подразделяются на ряд таксонов в зависимости от особенностей устройства базидий.

Известнейшие представители базидиомицетов — шляпочные грибы, относящиеся к группе порядков, называемых гимено- мицетами. У гименомицетов базидии составляют тесный палисадный слой — ги- мений, расположенный на поверхности плодовых тел; вегетативная часть — грибница — находится в субстрате (почве, древесине и т. д.).

Поверхность плодовых тел, несущая гимений, называется гименофором. Он очень разнообразен. У высокоорганизованных форм, к которым относятся шляпочные грибы, гименофор, располагающийся обычно с нижней стороны так называемой шляпки, может быть зубчатым, пластинчатым или трубчатым. Он нередко различно окрашен, что зависит в основном от цвета зрелых базидиоспор. Плодовые тела гименомицетов разнообразны по форме, величине, консистенции и окраске. Они могут быть однолетние и многолетние. Однолетние — это большинство мягкомясистых плодовых тел шляпочных грибов, завершающих цикл развития за одну вегетацию. Время их существования — от нескольких часов, например у мелких видов рода навозник (Corpinus), до 10—14 суток. Многолетние деревянистые плодовые тела имеют трутовиковые грибы. Гимений у них продуцирует споры в течение всего вегетационного периода, причем трубочки гименофора нарастают и функционируют в течение нескольких лет. Известны даже 80-летние плодовые тела трутовиков.

В лесах разных типов на стволах деревьев довольно широко встречаются копытообразные наросты. Это грибы из рода трутовик (Fomitopsis), относящиеся к порядку афиллофоровые — Aphyllophorales. Наиболее обычен трутовик настоящий (F. fomentarius), обитающий преимущественно на ослабленных и мертвых березах. Грибы рода феллинус (Phellinus) того же порядка имеют плодовые тела различной формы. Стерильная форма одного из видов этого рода (Ph. ignia- rius), поселяющаяся на живых и мертвых стволах многих лиственных пород, чаще березы, известна под названием «чага» (Inonotus obliquus). Она развивает в трещинах коры черные бугорчатые наросты неправильной формы. Экстракт чаги используется в медицине для лечения некоторых онкологических заболеваний. Оба описанных гриба — трутовик и чага — ксилофилы.

Часть базидиомицетов — паразиты растений. Многие паразитные грибы относятся к порядкам головневых (Ustilag- inales) и ржавчинных (Uredinales).

Головневые в основном поражают цветки (тычинки, завязи), семена, вызывая их разрушение, а также листья, стебли, реже корни, на которых появляются характерные вздутия в виде полос или галлов темного цвета. Разрушенные репродуктивные органы превращаются в темную массу — скопление покоящихся спор. Внешне они напоминают обгорелую головешку — отсюда и название порядка. Наиболее распространен род устиляго (Ustilago) (350 видов), виды которого часто поражают культурные злаки, вызывая заболевание — головню. Головневые грибы наносят существенный вред хлебным злакам.

Ржавчинные грибы — паразиты многих высших растений. Они широко распространены в разных широтах и насчитывают около 5000 видов.

Мицелий ржавчинных грибов распространяется по межклетникам тканей зараженных растений. Он содержит капли масла, окрашенные пигментом, близким к каротину, в оранжевый цвет. Пораженные растения покрываются подушечками различных оттенков оранжевого или красно-бурого цвета — тканью растения-хозяина, пронизанной гифами гриба. В связи с этим болезнь, вызываемая этими грибами, получила название ржавчины. Цикл развития ржавчинных грибов очень сложен.

В отличие от головневых подавляющее большинство ржавчинных грибов вызывает не диффузное, а местное поражение взрослых растений, но убытки от ржавчинных грибов вследствие их массового распространения не меньшие, чем от головневых. В результате поражения растений ржавчинными грибами снижаются масса зерна и содержание в нем белков. Убытки во всем мире от ржавчины хлебных злаков ежегодно составляют около 1,5 млрд. долларов.

Вопрос № 29 Строение и эволюция гаметофитов высших растений от споровых к семенным.

Спорофит — растение, образующее споры. В многоклеточных спорангиях в результате мейотического деления формируются гаплоидные споры. Они лишены жгутиков и распространяются пассивно (ветром, водой, животными). Растения, у которых все споры одинаковые, называются рав- носпоровыми. У более высокоорганизованных групп споры разной величины: в микроспорангиях образуются многочисленные мелкие споры — микроспоры, а в мегаспорангиях— крупные мегаспоры. Это разноспоровые растения. При прорастании споры образуется гаметофит.

Гаметофит — растение, образующее гаметы. Гаметы развиваются в многоклеточных органах полового размножения: яйцеклетки—в архегониях, похожих на колбу, сперматозоиды — в мешковидных антеридиях. Гаметофит вырастает из споры. У равноспоровых растений гаметофиты обоеполые, у разноспоровых — однополые. Из микроспор развиваются мужские гаметофиты с антеридиями, из мегаспор — женские с архегониями. Оплодотворение происходит лишь при наличии воды, необходимой для движения сперматозоидов. В результате слияния гамет в зиготе восстанавливается диплоидность. Из зиготы формируется многоклеточный зародыш, развивающийся в новый спорофит.

Все высшие растения делятся на две группы по доминированию в жизненном цикле гаметофита и спорофита. Растения с доминирующим гаметофитом составляют один отдел — Моховидные (Bryophyta), ас доминирующим спорофитом — остальные несколько отделов. Сложно устроенный диплоидный спорофит с корнями и развитой проводящей системой из ксилемы и флоэмы оказался более приспособленным к жизни на суше. Он может быть травянистым или древесным растением, у некоторых видов имеется камбий, и они способны к вторичному утолщению. По сравнению со спорофитом гаплоидный гаметофит редуцирован, имеет меньшую величину и упрощенное строение. Его часто называют заростком. Строение заростка проще, чем спорофита. Заросток имеет вид небольшой пластинки или клубенька без дифференциации на органы. Почвенное питание происходит с помощью ризоидов. Размер заростка не превышает нескольких сантиметров, так как оплодотворение сперматозоидами возможно только при наличии воды на поверхности заростка.

В целом для эволюции высших растений характерна тенденция к усложнению и усовершенствованию спорофита при одновременной редукции гаметофита.

Вопрос № 43 Разноспоровость и ее значение.

Разноспоровость — свойство высокоорганизованных высших растений. Их споры четко различаются по количеству и размерам. Микроспоры мелкие, образуются в большом количестве, при прорастании развиваются в мужской гаметофит. Мегаспоры крупные, образуются в мегаспорангии по четыре штуки, при прорастании развиваются в женский гаметофит. У споровых растений они выпадают на почву, у семенных — остаются в мегаспорангии, при этом из четырех мегаспор одна развивается, а три отмирают.

Микроспорой называется мелкая спора высших разноспоровых растений, из которой развивается мужской гаметофит (половое поколение); у высших споровых растений из микроспоры развивается мужской заросток, у семенных растений микроспорами являются пыльцевые зерна (пылинки). Мегаспора (макроспора), более крупная из спор, образуемых высшими разноспоровыми растениями, из которой развивается женский гаметофит (половое поколение); у высших споровых растений мегаспора, прорастая, дает начало женскому заростку (у семенных растений он называется зародышевым мешком). Микроспоры, более мелкие, образуются в микроспорангии, а мегаспоры, более крупные, развиваются в мегаспорангиях. Каждая микроспора дает начало одному мужскому гаметофиту, а из каждой мегаспоры образуется по одному женскому гаметофиту.

Биологическое преимущество разноспоровости перед равноспоровостью заключается в том, что гаметофит развивается внутри споры (становится эндоспорическим) и развивается за счет тех питательных веществ, которые содержатся в споре, особенно обильно — в мегаспоре. Благодаря быстрому развитию сильно редуцированного паразитического гаметофита процесс оплодотворения происходит рано, гораздо раньше, чем у равноспоровых папоротников. Обильная пища, накопленная в мегаспоре, создает также максимально благоприятные условия для развивающегося зародыша. 

Вопрос № 57  Характеристика семейства  Яснотковые (Губоцветные). Жизненные формы, распространение,  вегетативные органы, цветки, формулы цветков. Типы плодов. Хозяйственное значение. Представители.

Известно около 3500 видов губоцветных, объединяемых в 200 родов. На территории бывшего СССР число видов достигает около 1000, относящихся к 69 родам. Представители семейства легко узнаются в природе по характерному двугубому венчику, супротивным листьям и четырехгранным стеблям. Многие губоцветные хорошо известны жителям стран умеренного климата. Упомянем мяту (Mentha), виды которой обычны по влажным местообитаниям. Виды огромного рода шалфей (Salvia), насчитывающего 700 видов, напротив, связаны с относительно сухими местообитаниями. Наилучшее представление об облике отечественных представителей губоцветных можно составить, вспомнив широко распространенный сорняк — глухую крапиву, или яснотку белую (Lamium album), листья которой, не имеющие прилистников, похожи на листья крапивы двудомной из семейства крапивных.

Губоцветные распространены очень широко, но Средиземноморье — главнейший центр их разнообразия. Здесь они составляют основной компонент растительных сообществ этого региона. Основная масса губоцветных — травы, полукустарники и кустарнички. Очень часто неодревесневшие части растений покрыты волосками и головчатыми железками, содержащими ароматические эфирные масла. Вид и строение этих железок под микроскопом весьма характерны и нередко служат для распознавания губоцветных в сырье. Околоцветник всегда двойной. Чашечка пятизубчатая, двугубая, правильная или неправильная. Венчик обычно двугубый. Крупная средняя доля нижней губы — своеобразная посадочная площадка для насекомых-опылителей. Немногие губоцветные, к числу которых относится мята, имеют почти правильный венчик. Тычинок обычно 4, прикрепленных к трубке венчика. Пара задних тычинок, как правило, короче передней пары. Иногда задние тычинки редуцированы (стаминодии), и тогда их число в цветке равно 2 (шалфей). Ниже места прикрепления тычинок, в трубке венчика, обычно имеется волосистое кольцо, защищающее запасы нектара от нежелательных визитеров.

Губоцветные (яснотковые). Шалфей луговой (Salvia pratensis). А — прикорневая часть; Б — общий вид; В — цветок на продольном срезе; Г — тычинка с шарнирным приспособлением для опыления; Д — чашечка; Е — диаграмма цветка; Ж — продольный срез через нижнюю часть цветка яснотки пятнистой (Lamium maculatum): 1 — чашечка, 2 — венчик, 3 — столбик, 4 — лопасть завязи, 5 — семязачаток, 6 — нектарник

Гинецей губоцветных весьма однообразен по строению. Он ценокарпный, образован 2 плодолистиками, каждый из которых затем делится пополам продольной перегородкой, при этом верхняя завязь становится четырехгнездной и четырехлопастной. В каждом гнезде имеется по одному семязачатку. Столбик один с двухлопастным рыльцем отходит от оснований лопастей завязи. При основании завязи заметен окружающий ее нектароносный диск.

Примеры формул цветков:

яснотка белая (глухая крапива)— ↑♀ Ca(5)Co(2+3)A4G(2) ;

шалфей лекарственный (S. officinalis) — ↑♀ Ca(5)Co(2+3)A2G(2)

Плод губоцветных — ценокарпий: ценобий, распадающийся на 4 доли (эрема). Обычно плоды заключены в разрастающуюся чашечку, что способствует их распространению ветром. Семена чаще без эндосперма.

Большинство губоцветных — перекрестноопыляемые энтомофилы, поэтому строение их цветка приспособлено к опылению пчелами, шмелями или бабочками. Механизм опыления различен. Наиболее совершенный тип опыления отмечен у шалфеев. Суть его состоит в том, что насекомое, добывающее нектар, толкает головой часть тычинки, превращенную в рычажок. Под действием толчка вторая часть тычинки, несущая пыльник, наклоняется, ударяя насекомое по спинке, на которую высыпается некоторое количество пыльцы.

Семейство очень богато эфирно-масличными растениями. Помимо эфирных масел, найдены ди- и тритерпеноиды, сапонины, полифенолы и танниды, иридоиды, хиноны, кумарины и гормоны линьки насекомых. Алкалоиды редки и для всего семейства губоцветных не характерны. Практическое значение губоцветных весьма велико. Многие виды культивируют в качестве декоративных растений открытого грунта. Упомянем очень обычный шалфей блестящий (S. splendens) с его огненно-красными цветками, часто разводимый на клумбах. Значительное число губоцветных используется для получения эфирных масел, применяемых в парфюмерии и пищевой промышленности. Важнейшей культурой является мята перечная (М. piperita) — гибридный вид, содержащий в составе эфирного масла ценный терпеноид ментол. Кроме пищевой промышленности ментол находит употребление в составе многих лекарственных препаратов. В медицине применяют шалфей лекарственный; его эфирное масло обладает бактерицидным действием.

Из других представителей губоцветных, имеющих лекарственное значение, назовем пустырник сердечный (Leo- nurus cardiaca) из травы которого получают препараты седативного действия. Гипотензивное средство — корни шлемника байкальского (Scutellaria baicalensis). Цветки зайцегуба опьяняющего (Lagochi- lus inebrians), растущего в Средней Азии, обладают кровоостанавливающим действием.