Лишайники относятся к царству


Царство растений. Лишайники.

Лишайники занимают особое место в системе органического мира. Они разнообразны по внешнему виду и окраске. Они бывают кустистые, листоватые и накипные.

Лишайники – очень неприхотливые растения. Они растут в самых бесплодных местах. Растут лишайники очень медленно, в год вырастают на 1 – 3 мм. Тело лишайника – слоевище – единый организм, состоящий из гриба и водоросли, живущих в симбиозе. На грибных нитях иногда появляются присоски, которые проникают внутрь клеток водоросли.

Лишайники впитывают влагу всей поверхностью тела, главным образом влагу дождей, росы, туманов. Это позволяет лишайникам поселяться на голых, бесплодных скалах, на поверхности стекла, на крышах, в пустынях, везде, где есть свет. Без света фотосинтез в клетках водоросли не идет и лишайник погибает.

Нити гриба поглощают воду и растворенные в ней минеральные вещества. В клетках зеленых водорослей в процессе фотосинтезе образуются органические вещества.

Размножение вегетативное (кусочками слоевища или группами клеток гриба и водоросли). Возможно самостоятельное размножение симбиотического гриба спорами.

Лишайники первыми поселяются в самых безлюдных местах. Отмирая, они образуют перегной, на котором могут жить другие растения.

Это индикаторы чистоты воздуха, корм для оленей, сырье для химической промышленности. Выделяя особые кислоты, лишайники медленно разрушают горные породы. Практическое значение лишайников довольно велико. На севере зимой они служат кормом для оленей. Из некоторых видов лишайников получают краску и особое вещество – лакмус для химической промышленности. Некоторые лишайники можно употреблять в пищу.

4.3. Царство Грибы. Лишайники

Грибы насчитывают около 100 тыс. видов, широко распространенных на нашей планете. Они встречаются даже в морях и океанах, пустынях, на скалах, высоко в горах и пещерах.

По ряду существенных признаков грибы отличаются и от растений, и от животных:

лишены хлорофилла, крахмал в клетках не образуется, поэтому по типу питания они гетеротрофны

запасными питательными веществами у них служат жиры, волютин, гликоген

в обмене веществ грибов присутствует мочевина, что сближает их с животными

по способу питания — путем всасывания, а не заглатывания, по неограниченному росту они приближаются к растениям.

клетка большинства грибов имеет клеточную стенку, состоящую в основном из полисахарида целлюлозы (общность с растениями). Кроме того, в ее состав входят хитин, полифосфаты, пигменты и другие вещества.

протопласт клеток гриба содержит одно или несколько (до 20— 30) ядер, митохондрии, эндоплазматический ретикулум и другие органеллы. Комплекс Гольджи и центриоли обнаружены у небольшого числа грибов.

Строение грибов разнообразно — от одноклеточных форм до сложно устроенных шляпочных грибов.

Основа вегетативного тела гриба — грибница, или мицелий, — система тонких бесцветных ветвящихся нитей (гиф). Поверхность грибницы обычно очень велика и служит для поглощения питательных веществ. Мицелий имеет разную продолжительность жизни: от нескольких дней (у плесени) до многих лет (шляпочные грибы). Параллельно растущие гифы образуют тяжи, достигающие иногда нескольких метров в длину. Гифы могут плотно переплетаться, образуя ложную ткань — плектенхиму (у многих шляпочных грибов).

Мицелий:

субстратный мицелий, непосредственно контактирующий со средой, из которой извлекаются питательные вещества (например, почвой),

воздушный мицелий, располагающийся на поверхности. На воздушном мицелии образуются органы размножения. Выступающие над поверхностью земли плодовые тела шляпочных грибов — это плотное сплетение гиф воздушного мицелия, на поверхности или внутри которых образуются споры.

Внутреннее строение мицелия служит основанием для условного деления грибов на низшие и высшие:

у низших грибов мицелий представляет собой как бы одну гигантскую клетку со множеством ядер, поскольку гифы не имеют клеточных перегородок. К низшим грибам относятся мукор, развивающийся на овощах, ягодах, плодах в виде белого пушка, и фитофтора, вызывающая гниль клубней картофеля.

у высших грибов гифы многоклеточные, клетки содержат одно или несколько ядер.

Размножение:

вегетативное размножение происходит частями мицелия или распадением его на отдельные клетки, покрытые толстой буроватой оболочкой, которые дают начало новому мицелию.

собственно бесполое размножение осуществляется посредством эндогенных или экзогенных спор. Эндогенные споры образуются внутри спорангиев, а экзогенные споры (конидии) возникают открыто на концах особых выростов мицелия – конидиеносцев

половое размножение грибов представлено разными формами и заключается в формировании мужских и женских гамет и последующем их слиянии. У некоторых групп грибов происходит слияние содержимого половых структур — гаметангиев, не дифференцированных на гаметы. Для грибов характерно также слияние содержимого двух вегетативных клеток мицелия, которое часто происходит путем образования между ними выростов, или анастомозов.

В жизненном цикле грибов выделяют гаплоидную и диплоидную фазы:

Есть грибы, у которых клетки вегетативного тела гаплоидны (гаплобионты), а диплоидна только зигота. При ее прорастании происходит редукционное деление и в дальнейшем мицелий растет за счет размножения гаплоидных клеток.

Другие грибы на протяжении всей жизни диплоидны и только при образовании гамет происходит редукционное деление.

Существует и промежуточная группа, у которой гаплоидная и диплоидная фазы равны по продолжительности. Перед образованием спор бесполого размножения диплоидные ядра редукционно делятся и образующиеся споры, таким образом, гаплоидны.

Наконец, у несовершенных грибов (называемых так из-за отсутствия полового процесса в жизненном цикле) клетки мицелия всегда гаплоидны. К этой группе относятся такие распространенные плесневые грибы, как пеницилл и аспергилл.

По способу питания различают:

сапротрофы – шляпочные грибы, которые живут на богатой перегноем лесной почве, полях и лугах, встречаются на гниющей древесине (опенок летний и зимний, вешенки). Их вегетативное тело состоит из гиф, образующих в субстрате разветвленную грибницу, с помощью которой гифы поглощают из почвы воду и растворенные в ней питательные вещества. В процессе развития на грибнице формируются органы спороношения — плодовые тела, состоящие из ножки и шляпки, которые образованы плотными пучками гиф.

В шляпке – два слоя: плотный верхний, часто окрашенный, покрытый кожицей, и нижний. У одних грибов нижний слой шляпки состоит из радиально расположенных пластинок (сыроежки, грузди, шампиньоны, лисички, бледная поганка) — это пластинчатые грибы. У белого гриба, подберезовика, подосиновика, масленка он состоит из многочисленных трубочек — их называют трубчатыми. На пластинках, в трубочках, а у некоторых представителей на шипиках или иголочках образуются миллионы спор. После созревания они высыпаются, подхватываются и разносятся ветром, водой, насекомыми и другими животными, способствуя тем самым широкому распространению грибов.

Среди шляпочных грибов есть как съедобные, так и ядовитые. Известно более 150 видов съедобных шляпочных грибов. Некоторые из них (шампиньоны) культивируются. Наиболее ценные съедобные грибы — белый, рыжик, груздь настоящий, подберезовик, подосиновик, масленок, шампиньон и др. Ядовитые грибы, такие как бледная поганка, желчный гриб, мухоморы, ложные опята и др., попадая в пищу, могут вызвать серьезные, а иногда и смертельные отравления.

Сапротрофно развиваются плесневые грибы в почве, на увлажненных продуктах, плодах и овощах, вызывая их порчу (пеницилл встречается в виде плесени зеленого, сизого, голубого цвета на почве и продуктах растительного происхождения (на плодах, овощах, варенье, томатной пасте и др.) и делает их непригодными к употреблению. Некоторые виды пеницилла используются для приготовления пенициллина — одного из основных антибиотиков, открытого в 1929 г. А. Флемингом).

Грибы-паразиты поражают преимущественно растения: у большинства фитопатогенных грибов грибница развивается внутри тканей корня, стебля, листа и плода, а у некоторых — на поверхности органов растения (фитофтора — паразит картофеля, мучнисторосяные грибы — опасные паразиты пшеницы, ржи, люпина, крыжовника, виноградной лозы). На зерновых культурах часто паразитируют также головневые, ржавчинные и спорыньевые грибы. Известны и многие другие заболевания растений, вызываемые грибами-паразитами: парша плодовых деревьев, фузариоз льна и др. Трутовые грибы приносят большой вред лесному хозяйству, поражают деревья. Около тысячи видов грибов паразитируют также на животных и человеке, вызывая различные заболевания кожи, ногтей, волос (бластомикозы, молочница, парша, стригущий лишай и др.).

Грибы-симбионты связаны преимущественно с высшими растениями и протистами, реже — с животными (лишайники, микориза — взаимовыгодное сожительство с корнями высших растений, некоторые специализируются на разрушении лесной подстилки и древесины).

Таким образом, грибы широко распространены и приспособлены к различным условиям обитания. Многие виды заселили почву, наряду с бактериями играют важную роль в общем круговороте веществ в биосфере, участвуют в минерализации органического вещества и образовании плодородного слоя почвы — гумуса, выполняют большую санитарную работу по очищению среды.

Широкое разнообразие и повсеместное распространение грибов обусловливают их важную роль в природе и жизни человека (образование гумуса, гниение, увядание (вилт) или усыхание растений, выделение ядовитых веществ и отравление, возбудители болезней человека (стригущий лишай, парша и др.)). Грибы широко используются в народном хозяйстве для получения белка, лимонной кислоты, ферментов, витаминов, антибиотиков, ростовых веществ. Грибы находят применение в хлебопекарной промышленности (дрожжи), изготовлении сыров, виноделии и т. д.

Велика и отрицательная роль грибов. Паразитируя на растениях и животных, а также развиваясь сапротрофно на пищевых продуктах, промышленных материалах и изделиях из кожи, дерева, бумаги, пластмассы, произведениях искусства, грибы вызывают их порчу и наносят большой ущерб народному хозяйству.

Лишайники. Это организмы, сформировавшиеся в результате симбиоза гриба и водоросли:

гриб – это гетеротрофный компонент лишайника (обеспечивает водоросль водой и минеральными солями, защищает ее от высыхания),

зеленая или синезеленая водоросль – автотрофный компонент (поставляет грибу органические вещества).

Размножаются лишайники как бесполым, так и половым путями. Вегетативное размножение осуществляется участками слоевища. Встречаются во всех географических зонах, особенно в умеренных и холодных областях.

Насчитывают около 200 видов: кладония (олений мох), ксантория настенная  (стенная золотянка),  пармелия и цетрария.

Лишайники находят применение в народной медицине, а выделяемые из них лишайниковые кислоты используются в качестве компонента лекарственных средств от некоторых кожных и других заболеваний. Из лишайников изготовляют химические красители и индикаторы.

Тематические задания

А1. Общим признаком мыши и мухомора можно считать

1) запас гликогена в клетках 

2) наличие клеточных стенок

3) анаэробное дыхание          

4) неограниченный рост

А2. У растений есть, а у грибов нет

1) митохондрий                       

3) клеточных ядер

2) эндоплазматической сети   

4) пластид

А3. Основным способом размножения грибов является размножение

1) половое

2) спорами

3) клеточным делением

4) гаметами

А4. Грибы-трутовики – это

1) симбионты

2) квартиранты

3) паразиты 

4) сапрофиты

А5. К плесневым грибам относится

1) пеницилл

2) дрожжи

3) бледная поганка 

4) фитофтора

А6. Примером симбиотических отношений грибов с другими организмами являются отношения

1) между грибом и водорослью  

2) спорыньи со злаками

3) фитофторы с картофелем        

4) пеницилла с бактериями

А7. Микориза – это

1) ножка белого гриба      

2) переплетение грибницы с корнями растений

3) грибковое заболевание 

4) плесень на продуктах 

A8. Микоз – это

1) нарост на дереве                                 

2) разрастание мицелия

3) заболевание человека и животных   

4) повреждение корней

А9. Важная роль лишайников в природе заключается в том, что они

1) основные источники кислорода на Земле

2) биоиндикаторы окружающей среды

3) биологические фильтры в водоемах

4) источники лекарственных средств

А10. Организмы, питающиеся органическими веществами мертвых тел, относятся к

1) фотоавтотрофам

2) хемотрофам

3) сапротрофам 

4) симбионтам

В1. Из перечисленных признаков выберите те, которые в сочетании позволяют отнести грибы к отдельному царству:

1) ограниченный рост

2) прикрепленный образ жизни

3) отсутствие хлорофилла в клетках

4) хитинизированная клеточная стенка

5) запасное вещество клеток – крахмал

6) запасное вещество клеток – гликоген

В2. По каким признакам грибы можно отличить от большинства многоклеточных животных

1) гетеротрофное питание

2) клеточное строение

3) автотрофное питание

4) размножаются спорами

5) пищу поглощают всем телом

6) размножаются гифами

Биология лишайников

Прогуливаясь по лесу, на камнях, корягах, деревьях можно приметить рельефные наросты или «кустики» разных цветов и форм. Так выглядит лишайник. Длительное время он был настоящей загадкой для врачей и исследователей природы. Издревле люди использовали лишайники в медицине, употребляли в пищу, окрашивали с их помощью ткани. Наука, изучающая лишайники называется лихенология. В этой статье рассмотрена общая характеристика лишайников, как организмов.

Внешнее строение

Лишайники относятся к царству грибов, но ученые рассматривают их, как отдельную уникальную группу. В природе существует множество различных лишайников, но на данный момент открыто приблизительно 25 тысяч видов.

Тело растения называется слоевищем, талломом, сланью. Разнообразие его расцветок, форм и размеров поражает воображение. Слоевище может произрастать корочкой и пластинкой, похожей на листок, а также кустиком, трубочкой или шариком. Растение может быть высотой в человеческий рост, а может иметь размеры от 3-х до 7-ми см.

Растут лишайники невероятно медленно, ученые обнаружили экземпляр, возраст которого превышает 4000 тысячи лет.

Все лишайники делятся лихенологией на три группы в зависимости от формы слоевища. Первая группа – накипные (корковые), выглядит, как корочка, плотно прилегающая к поверхности места, на котором растет. Представители этой группы располагаются на скалах и камнях.

Вторая группа, листоватые, располагающаяся на древесине, почве и камнях, похожи на пластинки и имеющие волнистые края. К поверхности они прочно прикрепляются с помощью короткой, толстой ножки.

Третья группа, кустистые, как нетрудно догадаться по названию, имеют вид стоячего и висячего кустика, разветвленного или нет. Такие кустики растут на почве, к которой прикрепляются с помощью нитевидных ризоидов. Они также растут на ветвях деревьев, к которым прикрепляются с помощью нескольких участков слоевища.

По месту произрастания лишайники можно разделить на эпигейные (на почве), эпифитные (на стволах и ветвях деревьев) и эпилитные (на камнях и скалах). Эти растения имеют самые разнообразные окраски.

Кора, которая является плотным образованием из гиф грибницы, покрыта порами. С помощью которых растение дышит. С помощью коры лишайники также впитывают влагу из воздуха и защищаются от переохлаждения и перегрева.

Внутреннее строение

Лишайник представляет собой организм, состоящий из грибницы и водоросли (иногда цианобактерии). Каковы особенности строения лишайников, можно узнать, рассмотрев растение под микроскопом. Уже при увеличении 15×8 в нем можно разглядеть, как нити грибницы оплетают клетки водорослей.

Грибы и водоросли, которые относят к царству растений, настолько тесно связаны друг с другом, что их взаимодействие выглядит, как единый организм. Долгое время наука о лишайниках считала, что они – симбионты. Однако водоросль, которая является автотрофом, может существовать отдельно от грибницы, а гетеротрофная грибница без водоросли погибает. Это свидетельствует о том, что гриб является паразитом. Некоторые лишайники вступают в симбиоз с бактериями, их внутреннее строение помогает растению получать азот из воздуха. Также эти растения могут вести паразитический образ жизни, селясь на мхах и других лишайниках.

Система питания и размножение

Питание лишайников происходит за счет жизнедеятельности обоих симбионтов. Грибница впитывает воду и поглощает содержащиеся в ней питательные вещества, а водоросль (цианобактерия) питается благодаря хлорофиллам и фотосинтезу. Как было сказано выше, водоросли относят к автотрофным организмам, то есть способным синтезировать органические вещества из неорганических, а грибы относятся к гетеротрофным, не обладающим возможностью фотосинтеза или хемосинтеза. То, что эти два организма существуют бок о бок, является отличительной особенностью лишайников, как вида.

Лишайник представляет собой растение, размножающееся вегетативным и половым путем. При половом размножении растение образует споры, которые при прорастании ожидают встречи с подходящей по виду водорослью, чтобы потом образовать с ней новое слоевище.

Для вегетативного размножения у некоторых лишайников можно обнаружить специальные изидии, которые выглядят, как небольшие отростки или веточки. Они легко отламываются, из них формируется новое слоевище. Некоторые растения этого вида образуют соредии, легко разносящиеся ветром. Соредие является клеткой водоросли, которая плотно оплетена гифами.

Распространение

Лишайник является организмом-биоиндикатором. Такое определение очень подходит этому виду. Ведь они произрастают только в местах с хорошими экологическими условиями. Поэтому в городе, загрязненном отходами машин и предприятий, вы никогда не встретите это растение. Как только в воздухе появляются вредные примеси, оно погибает.

Лишайник может поселиться в таких условиях, где любое другое растение не выживет. Благодаря своей коре, они впитывают каждую молекулу воды из любого доступного источника: туманов, росы, воздуха. Их местом обитания может стать тундра, тропики, болото и даже пустыня. Они являются одними из немногих растений в Антарктиде.

Роль в природе и жизни людей

Лишайники – первопроходцы в заселении поверхностей голых скал и каменистых почв. Они способствуют процессу разрушения горных пород с помощью кислот, которые вырабатывают. После смерти принимают участие в процессе почвообразования, служат питанием для различных организмов. Лишайники, расположившиеся на ветках и стволах деревьев, это отличная защита от грибков-вредителей, которые проникая в кору дерева, разрушают его изнутри.

Огромное значение имеют ягель и олений мох. В зимние месяцы эти растения являются единственной пищей для северных оленей. Остальные копытные тоже не обделяют вниманием разноцветные слоевища. Все же, на половину это растение является грибом, которые, как известно, являются источником протеинов и витаминов.

Определенные виды служат основой некоторых блюд. Например, в Исландии, когда пекут хлеб, в муку добавляют лишайниковый порошок. В Японии некоторые лишайники считаются настоящим лакомством. В Древнем Египте лишайники применялись для лечения болезней, а в 18 веке они упоминаются во многих официальных справочниках лекарств. Все это благодаря свойству убивать болезнетворные организмы.

Эти необычные растения нашли свое место и в парфюмерной промышленности для создания уникальных ароматов. В текстильной промышленности их используют в качестве естественных красителей, а химическая и пищевая отрасли, применяют их как источники спирта и сахаров.

ОТДЕЛ ЛИШАЙНИКИ

ОТДЕЛ ЛИШАЙНИКИ

  К царству растений лишайники традиционно включаются в ранге отдела. Эти своеобразные организмы в равной степени могут быть отнесены как к царству грибов, так и к царству растений. Компонентом лишайников является и сине-зеленые водоросли относятся не к растениям — эукариот, а к прокариот.

  Лишайники (Lichenes) — симбиотические организмы, тело (слоевище) которых состоит из двух компонентов — автотрофного (сине-зеленые, зеленые, желто-зеленые и бурые водоросли) и гетеротрофного (гриба). Симбіонти образуют устойчивые морфологические типы и характеризуются особыми физиологическими и биохимическими процессами.

  Строение, жизненные формы лишайников, которые возникают при взаимодействии грибов и водорослей, не обнаруживаются у этих организмов отдельно, то есть их структура — результат длительного формоутворюючого процесса на основе симбиоза. Лишайники образуют также особые вещества, которые не встречаются в других группах организмов.

  Начало образованию лишайников дают представители разных классов грибов. Вегетативное тело лишайников (слоевище) целиком состоит из переплетения грибных гиф, между которыми располагаются водоросли. У большинства лишайников плотные сплетения грибных нитей образуют верхний и нижний корковые слои. Под верхним корковым слоем располагается слой водорослей, где осуществляется фотосинтез и накапливаются органические вещества. Ниже находится сердцевина, состоит из рыхло расположенных гиф и воздушных полостей. Функция сердцевины — проведение воздуха к клеткам водорослей.

  Грибы, входящие в состав лишайников, полностью находятся в воздушной среде и имеют ряд особенностей. Стенки клеток гриба перфорированные, и клетки соединяются цитоплазматическими мостиками. Оболочки гиф утолщенные, обеспечивая механическую устойчивость слоевища. У многих лишайников в основном гифы могут ослизовуватися, чего обычно не бывает в свободно-существующих грибов. Лишайниковые грибы также имеют отверстия, которые не присущи свободно-существующим, — жировые клетки (жировые гифы), расположенные в местах прикрепления к субстрату.

Большинство лишайниковых водорослей встречаются в свободно существующем состоянии, но некоторые известны только в лишайниках. Лишайника как целостного организма, присущи биологические свойства, которых нет у отдельно взятых грибов и водорослей. Это выражается, в частности, в том, что лишайники могут жить там, где не способны самостоятельно жить ни грибы, ни водоросли. При этом гриб обеспечивает водоросли водой и минеральными солями, а сам пользуется органическими веществами, которые синтезируются водорослью.

Известно более 20 000 видов лишайников. В зависимости от строения слоевища выделяют накипні, или корковые, листуваті и кустистые лишайники.

  Слоевище накипних лишайников имеет вид корочки, плотно сросшейся с субстратом, толщиной от 1 до 5 мм. Они встречаются на коре деревьев и кустарников, на поверхности почвы. Накипні лишайники, заселяющих поверхности горных пород, постепенно разрушают их благодаря выделению кислот.

  Листуваті лишайники имеют округлую форму, часто с изрезанными краями или расчлененными на мелкие лопасти. Диаметр этих лишайников 10-20 см. Они прикрепляются к субстрату пучками грибных гиф-ризин, покрытых корковым слоем.

  Листуваті лишайники — более организованные формы в сравнении с накипными, у них существует четкая дифференциация слоев.

  Наиболее высоко организованы кустистые лишайники. их слоевище является прямостоячим или повисаючим кустиком.

Некоторые из них высотой всего несколько миллиметров, другие — 30 - 50 см. Большими размерами отличаются эпифитные повисая лишайники. Например, уснея длинная, что селится на ветвях лиственниц и кедров в таежных лесах, достигает 7-8 м. в длину.

  Лишайники широко распространены. Вместе с сине-зелеными водорослями они есть пионерами в освоении безжизненных и маложиттєвих мест обитания: поверхности потоков лавы после извержения вулканов, скал и тому подобное. Разрушая и разрыхляя каменистый грунт, обогащая его органическими веществами, лишайники создают условия для поселения высших растений. Лишайники заселили огромные просторы тундры, где представители рода кладонія (олений мох, или ягель) является основным источником питания северных оленей (рис. 16).

  Суровые условия обитания лишайников обусловливают их медленный рост. Например, прирост накипних лишайников составляет 0,25-0,5 мм. на год, ягеля — 2-7 мм. на год, а лишайников, растущих на почве и мхах, — до 1-3 см. на год. Но в целом скорость роста лишайников невелика, медленный рост предопределяет и высокую продолжительность их жизни — до 50-100 лет.

Рис. 16. Кустистый лишайник «олений мох» (ягель). А — общий вид; Б — разрез сквозь слоевище: 1 — клетки водоросли, 2 — гифы гриба.

  Размножаются лишайники спорами, которые образует гриб, либо вегетативно — отламыванием кусочков слоевища, которые потом прорастают на новом месте. Споры гриба могут быть одно - и багатоклітинними. Попадая в благоприятные условия, они образуют первичный мицелий. Дальнейшее развитие этого мицелия и формирования слойовища зависят от того, встретят его гифы водоросль, соответствующую данному виду лишайника. Если на субстрате, где растет первичный мицелий, таких водорослей нет, то первичный мицелий погибает, а если есть, то они оплетают ее и тогда начинается формирование слойовища.

  Размножаются лишайники с помощью особых образований, возникающих под верхней коркой слойовища, которое состоит из клеток водоросли, окруженных гифами гриба. При розриванні коркового слоя они разносятся ветром и, попав в благоприятные условия, сразу начинают разрастаться в новое слойовище.

  Значение лишайников. Лишайники играют важную роль в наземных биоценозах. их масса может достигать 20-40 ц/га (в таежных лесах и тундре). Среди лишайников живут или питаются ими многие виды беспозвоночных и позвоночных животных (клещи, ногохвостки, сіноїди, северные олени и другие). Разлагаясь после отмирания, лишайники создают необходимые условия для образования почвенного гумуса.

  Антибиотические свойства лишайников находят применение в фармацевтической промышленности. Кустистый лишайник дубовый мох содержит вещества, что добавляют стойкость духам, поэтому его используют в парфюмерии.

  Лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха, особенно соединениями серы, поэтому степень их развития может служить индикатором экологического состояния в городах.

Page 2

  К высшим относятся растения, развитие которых сопровождается образованием зародыша, а тело расчленено на стебель, корень и лист. Это сложные многоклеточные организмы, клетки которых дифференцированы и образуют различные ткани, имеющие определенное функциональное значение. Характерная черта высших растений — наличие проводящей системы (трахеитов и сосудов), которые обеспечивают обмен веществами между полярными частями организма. Отсюда возникло еще одно название высших растений — сосудистые. К ним относятся следующие отделы: мохообразные, плауновые, хвощеві, папоротникообразные, голосеменные и покрытосеменные.

  Высшие растения — наземные организмы и особенности их строения обусловлены приспособлением к жизни на суше. Основные особенности их следующие:

— возникновения и углубления различий между спорофітом и гаметофітом, преобладание спорофита над гаметофітом (за исключением мохообразных);

— появление многоклеточных половых органов и слоя клеток, защищают их от высыхания;

— увеличение размеров спорофита и, как следствие этого, — возрастающее расчленение тела, что вызвано необходимостью увеличения поверхности: корня — для обеспечения потребностей растения в воде и минеральных солях, листья — для поддержания необходимого уровня фотосинтеза;

— возникновение покровной ткани — эпидермиса, что покрыта защитной пленкой (кутикулой), которая предохраняет растение от высыхания; в свою очередь, развитие кутикулы привел к образованию устьиц — высокоспециализированных образований, которые регулируют газообмен и испарение воды растением (у водных растений, лишенных кутикулы, отсутствуют и устьица);

— усиление механической устойчивости стебля путем утолщение клеточной стенки и проникновение ее лигнином, который придает жесткость целлюлозной остова клеточной оболочки.

  Высшие растения появились на суше в конце силурийского периода — около 415-430 млн. лет назад в виде небольших по размеру и примитивных по строением риніофітів (ранее называемых псилофітами). Предками первых наземных растений были зеленые водоросли, вероятно, те из них, в которых диплоїдна фаза жизненного цикла преобладала над гаплоидной (за исключением мохообразных, см. ниже). Основной направление эволюции наземных растений заключался в совершенствовании спорофита, в наземных условиях значительно более жизнеспособного, чем гаметофіт. Окружающие нас растения — папоротники, злаки, разнотравье, хвойные и лиственные деревья — спорофіти. Основную часть биомассы на Земле — около 90 % — составляют наземные растения.

Page 3

  ОТДЕЛ МОХООБРАЗНЫЕ

  Мохообразные (Bryophyta) (около 25. тыс. видов) относятся к высшим споровых растений, для которых характерно разделение тела на органы. Известные с карбона. Мхи встречаются повсеместно (за исключением пустынь), но преимущественно в областях с умеренным и холодным климатом: в густых лесах, на болотах, на коре деревьев, на стенах и крышах деревянных построек, в воде рек и озер, на скалах. Мхи способны переносить сильные морозы и сильную жару.

  Мохообразные, или мхи, — самые примитивные из высших наземных растений. Клетки их дифференцированы. Объединяясь, они образуют специализированные ткани. Тело является сланню (антоцеротові, некоторые печеночники) или расчленено на стебель и листья. В центре стебля в виде пучков располагается ведущая система, по которой проходят растворы минеральных солей и органические вещества.

  Листья представлено линейно-ланцетными зелеными пластинками, состоят из нескольких слоев клеток. Особые клетки — асимілятори — содержат хлорофилл и осуществляют фотосинтез. Настоящая корневая система отсутствует. Функцию корни выполняют бесцветные прозрачные выросты эпидермиса — ризоїди, расположенные в нижней части стебля, напоминающие по виду корневые волоски.

  Кукушкин лен —; многолетнее двудомное растение, представитель зеленых мхов. Он встречается на болотах и в еловых лесах; имеет прямое, неразветвленной коричнево-зеленый стебель высотой от 15-20 до 40 см., на котором спирально располагается узкое зеленые листья. Кукушкин лен фиксируется в почве ризоїдами, поглощающие воду с растворенными в ней минеральными солями, а в хлоропластах листьев проходит процесс фотосинтеза. Жизненный цикл мха сложный: в нем происходит чередование двух поколений — спорофита и гаметофіта. Гаплоидная спора прорастает на влажной почве, образуя зеленую нитку с разветвлением. С этой нити вырастают листостеблові растения — гаплоидные гаметофіти. На женских гаметофітах в особых органах — архегоніях — образуются яйцеклетки, в мужских — антеридіях — сперматозоиды.

Рис. 17. Схема строения мохообразных: А — кукушкин лен; Б — сфагнум; С — зеленая нить кукушкиного льна, выросшей из споры; Д — разрез через лист сфагнума: 1 — стебель, 2 — листья, 3 — ризоїди, 4 — гаметофіт, 5 — спорофит, 6 — спорангій, 7— асы-мілюючі клетки, 8 — водосборные клетки.

  Оплодотворение возможно только при наличии влаги, что обеспечивает продвижение мужских гамет к яйцеклетке, и происходит обычно в период обильных дождей. Из двух гаплоїдних гамет на верхушке женского растения образуется диплоїдна зигота. Через год из нее развивается диплоидный спорофит — коробочка на длинной ножке. Коробочка представляет собой спорангій, имеет крышечку и войлочный колпачок. Путем мейоза в спорангии образуются гаплоидные споры. Созрев, споры высыпаются из коробочки и, попав в благоприятные условия, прорастают, давая начало новому гаметофіту. Нити, которые развиваются из спор мха, похожи по строению на нитчатые зеленые водоросли, что указывает на родство этих двух групп растений. Таким образом, в цикле развития мохообразных преобладает стадия гаметофіта и сильно редуцирован спорофит.

  Представителем белых, или торфяных, мхов является сфагнум. Белыми их называют потому, что в сухом состоянии имеют беловатый цвет.

  Сфагнум — многолетнее растение, постоянный обитатель болот зоны умеренного климата. Стебель сфагнума сильно разветвленное и не имеет проводящих пучков. Ризоїди отсутствуют. Листья содержат клетки двух типов. Они расположены в один слой, поэтому письмо имеет вид ажурной сеточки. Часть клеток узкие, длинные, содержат хлоропласты. В них проходит процесс фотосинтеза. Между этими клетками и в местах прикрепления листьев до стебля находятся крупные бесцветные клетки с отверстиями в оболочках — водосборные клетки. Они способны поглощать большое количество воды и долго хранить ее. Там, где появляется сфагнум, происходит заболачивание почвы.

Рис. 18. Схема жизненного цикла мохообразных.

Сфагнум размножается так же, как и кукушкин лен, но в отличие от него является однодомною растением.

  Сфагнум растет медленно (до 3 см. на год) верхней частью побега. Нижние участки стебля отмирают, уплотняются, медленно разлагаются при малом доступе кислорода и образуют торф. Мхом выделяется антисептическое вещество сфагнол, которое тормозит гниение, поэтому в слоях торфа сохраняются, не разрушаясь, пеньки и корни деревьев, листья и пыльца растений.

  Значение мхов. Как правило, мхи не употребляются животные в пищу. В природе они выполняют роль накопителей влаги и регуляторов водного баланса лесов прилегающих территорий, накапливают большинство веществ, в том числе и радиоактивные. Мхи приводят к заболачиванию почвы и делают его непригодным для посевов, так как там мало кислорода и азотных солей. Сфагновые мхи могут самозайматись, что часто является причиной лесных пожаров. Главное значение мхов — образование торфа. Торф является полезным ископаемым. Он используется как топливо, удобрение, сырье для химической промышленности (получение изоляционных лент, древесного спирта, карболовой кислоты, пластмасс и других веществ). Высушенный сфагновый мох, благодаря своим антисептическим свойствам, может служить хорошим перевязочным материалом. В сельском хозяйстве его используют как подстилку для животных, как удобрение. Иногда — как заменитель грубых кормов.

Page 4

ОТДЕЛ ПЛАУНОВИДНЫЕ.

  Плауновидные, или лікоподіопсиди (LycopocLiopsida) — древние растения, возникшие от риніофітів, видимо, в середине девонского периода палеозойской эры и достигли расцвета в каменноугольном периоде. В то время существовали гигантские формы плаунов. Например, лепидодендроны достигали 30 м. в высоту и 1 м. в диаметре, были покрыты длинными шиловидными листьями до 1 м в длину при ширине 1 см. их корни длиной до 50 см. не мало корневых волосков. Существование в напівзануреному состоянии в болотистой почве в условиях насыщенного водяными парами воздуха каменноугольного периода вызвало мощное развитие повітряноносної ткани, міжклітинниками которой воздух проходил до всех органов растений.

  В конце палеозойской эры — в начале мезозойской большинство плауновых вымерла, вместе с гигантскими хвощеподібними, образовав на Земле основные запасы каменного угля.

  В настоящее время плауновые представлены примерно 1000 видами. Это травянистые, многолетние, обычно вечнозеленые растения. Вены живут на земле или поселяются на стволах и ветвях деревьев. Плауны имеют прямостоячие, вилягаючи, вислые или стелющиеся побеги. Длина прямостійних побегов у наземных растений — к 1,0 - 1,5 м., у плетистых гораздо больше — до 10 м.

Рис. 19. Полевой хвощ (А) и плаун (Б).

  Усланких, или ползучих видов, от главного стебля отходят боковые, а также дополнительные корни.

  Верхушечные побеги заканчиваются стробилы, или спороносными колосками. Колос состоит из стержня, покрытого мелкими и тонкими листочками. У основания листьев развиваются спорангии, в которых споры созревают в зависимости от вида в течение нескольких месяцев или лет. Зрелые споры, прорастая, образуют мелкие (от 1 до 5 мм.) гаметофіти обоих полов, называемые также обоеполыми заростками. Мужские и женские половые органы созревают неодновременно, что повышает вероятность перекрестного оплодотворения. С той зиготы, образовавшейся в результате оплодотворения, развивается спорофит.

  Кроме размножения спорами плаунам свойственно также вегетативное размножение — почками, побегами.

Плауны растут очень медленно: рост плаунов происходит только в точке роста, поскольку камбий в стебле отсутствует. В некоторых видов развитие из споры гаметофіта происходит в течение 6-15 лет. Продолжительность жизни спорофита может достигать нескольких десятилетий.

  Некоторые виды плаунов содержат яд, который по характеру действия напоминает кураре. Плаун — барашек находит применение в медицине. Споры ряда видов использовали как детскую присыпку.

  В связи с медленным ростом и истреблением плауны подлежат охране.

Page 5

   ОТДЕЛ ХВОЩЕПОДІБНІ

  Хвощеподібні (Equisetophyta) — немногочисленная группа растений, насчитывающая около 30 видов. Гораздо шире они были представлены в позднем девонському и каменноугольном периодах, где их травянистые и особенно древовидные формы преобладали в лесах вместе с древними плаунами и папоротниками. Древовидные формы хвощеподібних вымерли в конце карбона — начале пермского периодов.

  В настоящее время хвощи представлены многолетними травянистыми растениями с хорошо развитым подземным стеблем — корневищем (см. рис. 19, А). От корневища отходит придаточные корни. Надземная часть стебля видов, что обитают в умеренной зоне, достигает 0,5—1,0 м., у тропических видов стебли обычно длиннее.

Для хвощеподібних характерна особая строение побегов, что отличает их от остальных высших споровых растений. их побеги состоят из члеников (междоузлий) и узлов с кольчато-размещенным листьями. Листья представляют собой очень изменены боковые веточки.

  Другая особенность хвощей — накопление кремнезема в стенах клеток всей растения, а также на поверхности клеток эпидермиса, что создает прочный слой с мелкими бугорками. Снаружи слой кремнезема покрыт кутикулой (от лат. cuticula — кожура) с восковым налетом. Кремнезем играет механическую и защитную роль: хвощи практически не повреждаются моллюсками и насекомыми, их избегают позвоночные животные.

  Подземный стебель — корневище — хвощей располагается на разной глубине. Бывают два типа корневищ — горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные корневища толще, с более длинными междоузлиями, чем у вертикальных. На корневищах образуются клубни, которые являются утолщенным и видоизмененным междоузлиями ветви. Клетки клубней очень большие и заполнены крахмальными зернами.

  Хвощи довольно широко распространены в основном в северном полушарии. Они поселяются в местах с достаточным увлажнением.

  Весной на корневищах вырастают побеги, на которых располагаются спороносные колоски. Колоски содержат спорангии, в которых путем митоза формируются гаплоидные споры. После раскрытия спорангія споры высыпаются и разносятся ветром на большие расстояния. Из спор развиваются гаметофіти (заростки) в виде пластинок диаметром от нескольких миллиметров до 3 см. На нижней стороне гаметофіта возникают бесцветные ризоїди длиной до 1 см, за помощью которых он прикрепляется к почве и всасывает воду с растворенными в ней минеральными солями. У хвощей есть три типа гаметофітів: мужские, женские и обоих статей, при этом женские гаметофіти крупнее мужских.

Оплодотворение у хвощей осуществляется, как у всех споровых растений, в присутствии краплиннорідкої влаги на поверхности гаметофіта. Сперматозоиды подплывают к женского полового органа, один из них проникает в него и сливается с яйцеклеткой. Образованная зигота прорастает в спорофит.

  Хвощи хорошо переносят засуху, лесные пожары. Осенью и зимой служат кормом для оленей и кабанов. Хвощ полевой — лекарственное растение. Виды большинства хвощей, особенно хвощ полевой, — сорняки пастбищ и полей, которые трудно искоренить.

Page 6

 ОТДЕЛ ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ.

  Папоротники (Polypodiophyta) — это высшие споровые, в основном травянистые, растения, достаточно широко распространены: их насчитывается около 10-15 тыс. видов. Они встречаются в пустынях, сухих сосновых лесах, на болотах, озерах, в соленых водоемах. Тропические древовидные папоротники достигают в высоту 20 м. В горных лесах преобладают ліаноподібні папоротники и эпифиты, растущие на стволах и ветвях деревьев. Типичные папоротники являются растениями сырых и влажных мест. В умеренном климате наиболее распространенные орляк, щитник мужской, пузырник, страусиное перо.

Рис. 20. Схема строения папоротника: А — спорофит; Б — гаметофіт: 1 — лист, 2 — корневище, 3 — заросток, 4 — ризоїди, 5 — антеридії и архегонії.

  Папоротник имеет корни, короткий стебель и листья. Корни придаточные, они развиваются из стебля вместо отмершего корня зародыша. Стебель представлено коротким деревянистым корневищем и имеет эпидермис, механическую и ведущую (сосудистые пучки) ткани. Стебли многолетние, от них каждый год вырастает новое листья. Точка роста находится на вершине корневища, и весной из нее получается пучок новых листьев. Молодые листья свернутое в виде улитки и густо покрыто коричневыми чешуйками. Письмо развивается исподволь, по мере роста раскручивается. Листья у папоротника крупные, рассеченные, двоперисте. Они имеют продиховий аппарат и систему проводящих пучков. Максимально длина листа может достигать 30 м. Осенью листья отмирают.

Рис. 21. Развитие папоротника: А — половое поколение (гаметофіт); Б — бесполое поколение (спорофит), 1 — заросток с архегоніями (а) и антеридіями (б); 2 и 3 — женские и мужские половые клетки (гаметы), 4 — зигота; 5 — проросший заросток; 6 — взрослое бесполое поколение; 7 — спорангій со спорами; 8 — раскрыт спорангій, из которого высыпаются споры.

  Письмо папоротников совмещают функции фотосинтеза и спороношения. Летом на нижней стороне листа появляются коричневые бугорки — сорусы (группы спорангиев), в которых образуются и созревают гаплоидные споры. Созревшие споры разносятся ветром, прорастают, образуя сердцевидную зеленую пластинку — заросток, который имеет в поперечнике 2-4 мм. Заросток прикрепляется к почве ризоїдами. На нижней его стороне образуются половые органы: архегонії — женские, антеридії — мужские; в них созревают женские и мужские гаметы. Оплодотворение происходит при наличии влаги (дождь или обильная роса), которая задерживается под заростком.

  Из зиготы развивается зародыш, который имеет первичный корешок, стебелек и письмо. Сначала зародыш прикреплен к заростку и получает от него питательные вещества. Затем он укрепляется в почве и дает начало взрослому растению.

  Таким образом, при развитии папоротника происходит чередование двух поколений, резко различающихся между собой. Листостеблова растение, на котором образуются споры, называется спорофітом и является бесполым поколением. Оно в папоротника преобладает. Половое поколение — заросток (гаметофіт) — репрезентируется небольшой зеленой пластинкой.

  Часто на корнях папоротника образуются выводковые почки, за помощью которых также происходит бесполое размножение.

  Значение папоротников. Современные папоротникообразные играют заметную роль в образовании растительных ландшафтов на Земле. Некоторые виды папоротников используют как декоративные растения (адиантум, асплений, нефролепис). Молодые листья определенных видов употребляется в пищу. Встречаются и ядовитые виды. Отвары и настои корневищ некоторых папоротников применяют в медицине как болеутоляющие, противовоспалительные, глистогонные препараты для лечения легочных заболеваний, рахита, желудочных расстройств. Господствующие в каменноугольный период папоротники вместе с другими растениями принимали участие в процессе образования каменного угля. Каменный уголь используется как топливо и сырье в различных отраслях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, различные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и тому подобное.

  ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ — СПОРОВЫЕ.

  Все рассмотренные выше отделы наземных растений имеют две общие функциональные свойства:

  1. Для осуществления полового процесса им необходима вода. Не смотря на различные приспособления к недостатку воды и заселения отдельными видами даже засушливых мест, в целом это ограничивает распространение споровых растений.

  2. Споры, которые образуются, мелкие, содержат мало питательных веществ и часто имеют слабую жизнеспособность. В связи с этим для прорастания и дальнейшего развития необходимо сочетание многих благоприятных условий. То же относится к развитию с зиготы зародыша споровых растений.

  Указанные причины обусловливают, в частности, медленный рост и созревание гаметофітів, так и спорофітів, и небольшой удельный вес в общем объеме растительной биомассы.

  Более прогрессивными с эволюционной точки зрения были группы растений, в которых женские споры увеличивались в размерах за счет накопления питательных веществ (мегаспори). Прорастая, мегаспори давали женский гаметофіт, образующий большие яйцеклетки. Такие яйцеклетки после оплодотворения обеспечивают зародыш спорофита развивается, питанием. Різноспоровість в разных группах споровых растений возникла независимо и достигла наибольшего проявления в папоротникообразных. На основе різноспоровості еще в позднем девоне появились семенные папоротники, которые вымерли в меловом периоде, однако дали начало голонасінним растениям.

  До голосеменных относятся растения, размножающиеся семенами, но не имеют плодов (то есть их семя развивается на споролистках открыто, не обернуто стенкой завязи, «голое»). Растения, у которых семена плоды уложены в, называются покритонасінними.

  Семенные растения отличаются прежде всего тем, что главным зачатком для расселение вида служит качественно новое образование — семя (semen). Семя — маленький спорофит с корешком, почкой и зачаточным листьями — семядолями. В ней содержится запас питательных веществ, необходимых для первоначального этапа развития, высвобождение из семенных оболочек (кожуры) и укоренения.

  Семя образуется в мегаспорангії. Мегаспорангій вместе со своей оболочкой носит название семенного зачатка (ovulum). Оболочка не полностью обрастает мегаспорангій — ее края оставляют узкий канал, через который проникает мікроспора. Таким образом, у семенных растений в отличие от споровых, мегаспора постоянно находится внутри мегаспорангія. Здесь развивается женский гаметофіт, образуется яйцеклетка и происходит оплодотворение. Из оплодотворенной яйцеклетки формируется зародыш, а сам семенной зачаток превращается в семя. Итак, процесс оплодотворения у семенных растений не требует воды, и это огромное преимущество обусловило их повсеместное размещение и превратила на доминирующие группы во всех биоценозах. В связи с этим мужские гаметы, возникая внутри микроспоры, теряют органоїди движения — жгутики, теряют подвижность и называются спермиями. Подвижные сперматозоиды сохранились в некоторых примитивных голосеменных (саговникові, гинкго), так же как и потребность в жидкой среде для осуществления процесса оплодотворения.

Page 7

  ОТДЕЛ ГОЛОСЕМЕННЫЕ.

  В отделе голосеменных растений выделяют шесть классов: семенные папоротники, саговникові, бенетитові, гнетові, гинкговые, хвойные. Из них классы семенных папоротников и бенетитових полностью вымерли.

  Наиболее широко голосемянные растения были распространены в конце палеозойской и в мезозойскую эру. К концу мезозоя группы большинства голосеменных вымерли. Голосеменные насчитывают около 720 видов, которые живут сейчас. Не смотря на относительно небольшое число видов, они широко распространены, особенно в северной полушария, где образуют большие массивы хвойных лесов.

  Голосеменные представлены кустарниками и деревьями. Поскольку из всех голосеменных наиболее распространены хвойные, то в умеренной зоне — это почти единственные представители отдела.

  И в природе и в жизни человека хвойные занимают второе место после цветочных растений. их насчитывается около 560 видов. Такие хорошо известные растения, как сосна, ель (смерека), пихта, лиственница, кедр, кипарис, можжевельник, относятся к хвойным. Широко распространенное у нас название сибирский кедр касается сосны сибирской. Виды рода кедр населяющих страны Средиземноморья (в том числе ливанский кедр), один вид — в Гималаях.

  Корневая система хвойных стержневая, хорошо развита. Кроме длинных корней, главных или боковых, есть короткие мелкие и очень ветвистые боковые, как правило с мікоризою. Дополнительных корней нет. Форма корневой системы зависит от типа почвы. Так, на песке, например, у сосны кроме глубоких корней разрастаются многочисленные поверхностные корни. На болотах у нее только поверхностные корни. Ствол включает кору, древесину и слабо выраженный стержень. В старых стволах стержень еле заметный. Древесина содержит очень мало паренхимы и на 90-95 % состоит из ведущей ткани — трахеїд. Трахеїди — мертвые клетки с толстыми стенами длиной 1-4 мм, а в ширину — десятые или сотые доли миллиметра. Фильтрация жидкости с помощью трахеитов осуществляется через поры, наибольшее число которых сосредоточено на концах трахеитов, в местах соединение клеток. Как в коре, так и в древесине хвойных содержится много смолистых ходов (каналов). Они состоят из удлиненных межклеточных пространств, заполненных эфирными маслами, смолой, выделяемых вистилаючими канал клетками однослойного эпителия.

  У большинства хвойных в стволе есть кольца прироста древесины. Они образуются, как и у цветковых растений, в результате сезонной периодичности в деятельности камбия. По числу колец на срезе дерева можно определить его возраст.

  Листья хвойных очень своеобразное. У листопадных видов (лиственница и некоторые другие) листья мягкое, плоское, располагается спирально или пучками. В большинстве хвойных листья вечнозеленые, жесткие, голчатої формы и очень разной длины. Так, в североамериканской сосны болотной они достигают 45 см. в длину. Они покрыты слоем кутикулы, клетки эпидермиса имеют сильно утолщенные стенки. Под епідермою лежит 1-3 слоя толстостенных клеток, которые играют роль своеобразного внешнего скелета. Устьица глубоко погружены в ткань листа, что снижает испарение воды.

  Размножение хвойных рассмотрим на примере сосны.

Рис. 22. Развитие сосны: А — ветка спорофита с мужскими (1) женскими (2) шишками; Б — женская шишка в разрезе (фрагмент); В — семенная чешуя с семенными зачатками; Г — семенной зачаток в продольном разрезе; Д — часть мужской шишки в продольном разрезе; Е — пилкове зерно; Ж — семенная чешуя с двумя насіннинами; Из — шишка с семенами; 4 — шишка после высыпания семян; 5— настил; 6 — сім'явхід; 7— эндосперм; 8 — яйцеклетка; 9 — пыльцевая трубка со спермиями.

  Сосна — светолюбивое растение, внешний вид которой зависит от условий жизни. В густом лесу деревья сосны прямые, стройные, с гладким стволом, достигают 35-40 м. в высоту. «Прозрачная» крона располагается на самой верхушке. Нижние боковые ветви не выдерживают затенения и рано отмирают. На открытых местностях сосны имеют крислату крону. Сосновые леса встречаются в самых разнообразных условиях, в том числе на песчаных почвах, болотах, меловых горах, голых скалах.

  Сосна — обоеполый (однодомное) растение. Весной у основания ее молодых побегов образуются пучки мужских шишек. Каждая шишка состоит из оси, одетой многочисленными чешуйками. На нижней стороне чешуек располагаются два микроспорангии (пыльцевых мешка). У них в результате митотических делений возникают гаплоидные микроспоры, где развивается сильно редуцированный гаметофіт, который состоит из нескольких клеток. В результате последовательных делений формируется пилкове зерно. Оно состоит из оболочек, вегетативной клетки и генеративной клетки, что создает пыльцевую трубку (из нее формируется спермий).

  Красноватые женские шишки также состоят из оси, на которой расположены семенные чешуйки. Женские шишки образуются на верхушках побегов текущего года в конце весны. Чешуйки состоят из двух частей: внешней-покровной и внутренней — семенной. На семенных чешуйках формируются по два семенных зачатка. Семенной зачаток включает мегаспорангій, покрыт оболочкой и имеет канал для проникновение пыльцевой трубки. В мегаспорангії возникает крупная мегаспора, которая путем ряда клеточных делений превращается в женский гаметофіт. В гаметофіті образуется яйцеклетка, сам же он превращается в гаплоидный эндосперм.

  Опыление у сосны происходит в конце весны или в начале лета. Семенные чешуйки женской шишки раздвигаются. Пыльца, которая разносится ветром, попадает в щели между семенными чешуями. Через канал мегаспорангія выделяется так называемая «запилююча жидкость», что выступает на верхушке семенного зачатка в виде капли. Пыльцевые зерна погружаются в нее, после чего семенные чешуи сближаются и остаются плотно прижатыми до созревания семян. Оплодотворение у сосны происходит только на следующий год — через 12-14 мес. после опыления. Пыльца прорастает, пыльцевая трубка проникает через канал мегаспорангія и достигает яйцеклетки. Один из двух спермиев сливается с яйцеклеткой, другой погибает. Из зиготы развивается зародыш. С покрова семенного зачатка образуется кожура семени. После созревания чешуйки шишки расходятся и семена высыпаются. Семя сосны имеет прозрачные крылышки, с помощью которых переносится ветром. Высыпание семян происходит через 1,5 года после опыления.

  Семян сосны прорастают на любом грунте: песчаном, каменистом, болотном, даже на голых скалах. Молодые ростки могут выдерживать заморозки, недостаток влаги, но погибают в тени. Сосенки быстро растут, увеличиваясь за год на 30-40 см. Начиная со второго года жизни, образует дерево ежегодно мутовку ветвей. По их числу можно подсчитать, сколько лет сосне.

  Ель в отличие от сосны, теневынослива растение. Ель развивает густую пирамидальную крону. Нижние ее ветви обычно не отмирают, а сохраняются, поэтому еловые леса темные. Ель более требовательна к природным условиям, растет на более плодородных и достаточно увлажненных почвах. Ее корневая система менее развита, чем у сосны, и расположена более поверхностно, поэтому сильные ветры могут «вырвать дерево с корнями. Листья ели — хвоя — голчасте, расположенное поодиночке на побегах и сохраняется на дереве 5-9 лет. Если шишки сосны имеют длину 4-5 см, то у ели они 10-15 см. длиной и развиваются в течение одного года. Размножение у ели происходит так же, как у сосны, однако семена у нее созревает поздно осенью того же года. Спелые шишки раскрываются, высвобождая семена той же осенью или зимой, после чего отпадают целиком. Семена прорастают весной следующего года на влажной питательной почве в тени деревьев. Первые 15 лет ель растет медленно, ежегодный прирост составляет 5-15 см, после чего она начинает расти быстрее и перегоняет сосну. Срок жизни — 300-500 лет. В средней полосе наиболее распространены два вида ели — ель обыкновенная (европейская) и ель сибирская.

   Лиственница выносливое, светолюбивое, нетребовательно к почвам. Доживает до 500 и более лет. Хвоя на зиму опадает.

   Секвойя вечнозеленая относится к высочайшим деревьям (достигает высоты 110-112 м. и диаметра 6-10 м.). Живет более 3000 лет. В Европе и Азии остатки секвой найдены в юрских и нижньокрейдяних слоях.

  Значение хвойных. В хвойных лесах накапливается большая биомасса. На песчаных почвах сосна задерживает движение песков, закрепляет почву оврагов и обрывов. Леса на склонах гор и по берегам рек уменьшают весенние паводки и задерживают ветры. Снег в лесу тает медленно, вода задерживается в почве, испаряется постепенно, создается благоприятный микроклимат для других растений, животных и человека. Леса и парки городов создают чистый воздух, обогащают кислородом. Много деревьев, особенно хвойные, выделяют фитонциды — вещества, которые убивают микроорганизмы, поэтому сосновые леса являются хорошим местом отдыха и лечения людей.

Хвойные широко используются в хозяйственной деятельности человека, прежде всего как строительный материал и сырье для целлюлозно-бумажной промышленности. При этом наибольшую площадь таежных лесов занимает лиственница, потом сосна и ель. Особой прочностью и долговечностью отличается древесина лиственницы, которая устойчива к гниению. При підсочуванні ствол лиственницы дает ценную живицу (терпентин), из которой получают канифоль и скипидар. Кора используется при дубитель. Очень прочная и красивая древесина у тиса, которая не содержит смоляных ходов, и кипариса. Секвойя имеет ценную древесину («красное дерево») и используется как строительный и столярный материал. Зеленая хвоя ели используется для промышленного получения витамина С. Представители класса саговниковых издавна использовались человеком в пищу. Название «хлебное дерево» отражает употребление стержня саговников как источника крахмала для приготовление особого продукта — саго. Употребляется в пищу и семена саговниковых.

Page 8

ОТДЕЛ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ (ЦВЕТКОВЫЕ)

  Покрытосеменные растения — эволюционно-самая молодая и самая многочисленная группа растительного мира. Отдел включает около 250 тыс. видов, которые растут у всех климатических зонах и составляют основную массу растительного вещества биосферы. их вегетативная структура чрезвычайно разнообразна. Сюда относятся и гигантские эвкалипты, деревья высотой более 100 м. со стволами почти 20 м. в обхвате, и мелкие ряски, простые по строению плавающие однодольные, часто не превышают в длину 1 мм. Некоторые покрытосеменные — лианы, высоко забираются в полог дождевого тропического леса, другие — эпифиты, что населяют этот полог. Много цветочных, например кактусы, приспособленные к росту в крайне засушливых условиях. Уже более 100 млн. лет представители этого отдела господствуют на суше. Широкое распространение и разнообразие строения цветковых обусловлено приобретением ими в процессе эволюции ряда прогрессивных черт. К ним относятся:

1. Формирование цветка — органа, совмещающего функции полового и бесполого размножения.

2. Образование в составе цветка завязи, содержащей в себе семенные зачатки и предохраняющей их от действия неблагоприятных условий среды (высыхания, колебания температуры и др). Наличие завязи

послужила основанием для названия этой группы растений покритонасінними.

3. Двойное оплодотворение, в результате которого образуется триплоїдний (а не гаплоидный, как у голосеменных) эндосперм.

4. Запасаюча (питательная) ткань.

5. Редукция гаметофіта (мужской гаметофіт — пилкове зерно состоит из двух клеток: вегетативной и генеративной; генеративная делится, образуя два спермия. Женский гаметофіт состоит из восьми клеток зародышевого мешка).

  6. Усложнение и высокая степень дифференциации вегетативных органов и тканей (рис. 23).

Рис. 23. Основные системы растительного организма: А — корневая; Б — пагінна: А: 1 — главный корень, 2 — боковой корень, 3 — корневые волоски; Б: 4 — пазушна почка, 5 — черешок, 6 — листовая пластинка, 7 — узел, 8 — междоузлие, 9 — цветочная почка, 10 — верхушечная почка, 11 — чашелистик, 12 — лепесток, 13— пестик, 14 — тычинка, 15 — цветоножка, 16 —продих, 17 — ассимиляционная ткань, 18 — ядро, 19 — клеточная стенка, 20 — хлоропласты, 21 — цитоплазма.

В частности, покрытосеменные имеют наиболее совершенную проводящую систему, что обеспечивает быструю струю воды и минеральных солей от корней к листьям и цветкам и быстрый отток органических веществ от листьев в стебли и корни.

  У покрытосеменных растений наблюдается наибольшее разнообразие их жизненных форм, которые сводятся к двум основным типам — древесному (деревья и кустарники) и травянистому. Травы составляют большую часть видов покрытосеменных растений. Они приспособлены к жизни в условиях, которые характеризуются резкими колебаниями условий внешней среды.

  В результате возникновения разнообразных жизненных форм (деревья, кустарники, кусты, полукустарники, многолетние травы, однолетние травы и т. п) цветочные оказались единственной группой растений, которые создают сложные многоярусные группировки.

Page 9

  Если рассмотреть под микроскопом тонкие срезы различных частей цветочной растения, то можно заметить, что клетки их неодинаковы, что они могут быть собранными в группы, между которыми находятся промежутки — міжклітинники. Группы клеток, имеющих одинаковое происхождение, сходное строение и выполняющих одинаковые функции, называются тканями (лат. textus, греч. histos).

Различают несколько видов тканей. (рис. 24).

Рис. 24. Ткани семенных растений: А — покровная ткань — кожица листа; Б — покровная ткань — пробка; В — механическая ткань; Г — запасаюча ткань клубня картофеля; Д — ведущая ткань: 1 — клетки кожицы, 2 — продих, С — поперечный разрез, 4 — продольный разрез, 5-9 — сосуды, 10 — ситоподібні трубки.

1. Утворювальна ткань (конусы нарастания стебля и корня, камбий). Клетки ее интенсивно делящихся и сохраняющих физиологическую активность в течение всей жизни. Она дает начало другим тканям и обеспечивает рост растения.

2. Основная ткань, или паренхима. Выделяют несколько видов основной ткани. Ассимиляционная паренхима (мякоть листа, зеленые клетки коры стебля) осуществляет фотосинтез и состоит из тонкостенных живых клеток с большим количеством хлоропластов. Водоносная паренхима (стебли и листья растений засушливых зон — кактусы, алоэ) накапливает в клетках влагу; повітроносна (водные и болотные растения) — содержит в крупных межклетниках запасы воздуха. Запасливая паренхима (эндосперм, клубни, луковицы, стержень стебли) сохраняет запасы питательных веществ.

3. Проводящая ткань (ксилема и флоэма) обеспечивает проведение всех частей растения воды, растворов минеральных солей и органических веществ. Трахеїди и трахеи осуществляют восходящую струю (вода и растворы солей) и входящие в состав ксилемы. Трахеїди — мертвые вытянутые клетки с неравномерно одревесневшими стенками, они лишены цитоплазмы. Диффузный связь между ими поддерживается благодаря наличию в стенах пор. Передвижение жидкости в них идет медленно. Благодаря прочным стенкам трахеїди выполняют и механические функции. Сосуды (трахеи) является сочетаниями трубчатых клеток, в стенках которых чередуются одревесневшие и не одревесневшие участки. Частично в них сохраняется и цитоплазма. Движение жидкости в сосудах идет с большой скоростью. Ситовидні трубки (элемент флоэмы) осуществляют нисходящую течение — передвижение органических веществ (продуктов ассимиляции). Это живые вытянутые клетки, содержащие цитоплазму и лишены ядер. их поперечные перегородки пронизаны отверстиями. Ситовидні трубки конечно расположены пучками, снабжены клетками — спутницами и следуют параллельно сосудам.

  4. Механическая ткань (волокна древесины и луба) обеспечивает прочность и упругость растений. Ее клетки имеют толстые одревесневшие оболочки.

  5. Покровная ткань (эпидермис, пробка и пробка) защищает внутренние ткани от механических воздействий, колебаний температуры, проникновения микроорганизмов. Эпидермис, или кожица, — живая ткань. Клетки ее содержат цитоплазму, ядро, вакуоли, лейкопласты и нередко хлоропласты. Эпидермис имеет ряд дополнительных образований в виде кутикулы, воскового налета, различных волосков. Пробка — вторичная покровная ткань — возникает на месте эпидермиса, покрывает стебли и корни многолетних растений. Клетки ее мертвые. Протопласт отсутствует; полость клеток заполнена воздухом или смолянистими веществами. Толстые клеточные стенки пропитаны веществом жироподібною и непроницаемы для воды и газов. Комплекс отмерших слоев пробки и основной ткани образует корку — внешний слой веток, стволов и корней старых деревьев.

  6. Выделительная, или секреторная, ткань (смоляные и эфиромасличные ходы, железы, железистые волоски, нектарники, млечник). Функции этой ткани разные в зависимости от секрета, что выделяется: защитная (выделение смолы при повреждении стебля), участие в опылении (сахаристые и ароматные вещества цветки), выведение продуктов обмена (кристаллы солей щавелевой кислоты).

Page 10

  Органом называется часть организма, что имеет присущую только ему форму и строение, которое состоит из нескольких тканей, занимает определенное положение в организме и выполняющая специфическую функцию. Выделяют две группы органов растений: вегетативные (поддерживающие жизнь организма) и репродуктивные (органы размножения).

К какому царству живой природы относятся лишайники?

грибыЭто симбиотическая ассоциация гриба и водоросли. Гриб в этом случае либо сумчатый, либо базидиальный, а водоросль либо зеленая, либо сине-зеленая. Поселяются лишайники обычно на голых скалах или стволах деревьев. Водоросль снабжает гриб органическими Продуктами фотосинтеза, а гриб обеспечивает водой и минеральными солями. Лишайники растут очень медленно и чувствительно к загрязнению окружающей среды, поэтому они являются идеальным индикатором загрязнения атмосферы, особенно сернистым газом. Слоевище лишайников имеет разные формы, размеры и окраску.Лишайники бывают белые, серые, желтые, оранжевые, зеленые, черные; это определяется характером пигмента в оболочке гиф. Пигментация способствует защите от чрезмерного освещения или, наоборот, помогает поглощать больше света (черный пигмент лишайников Антарктиды) . По форме слоевища лишайники бывают накипные, листовые и кустистые. Слоевище накипных лишайников имеет вид корочки, плотно сросшейся с субстратом (иногда в виде порошка) . Листовые лишайники имеют вид пластинки, горизонтально расположенной на субстрате, прикрепляясь к нему выростами гиф. Они могут быть цельными и рассеченными. Слоевище кустовых лишайников имеет вид кустика или стоячих неразветвленных столбиков.По анатомическому строению лишайники делятся на гомеомерные (водоросль разбросана по всему телу лишайника) и гетеромерные (водоросли образуют в слоевище обособленный слой) .Сверху слоевище покрыто слоем клеток, защищающих слоевище и укрепляющих его. Органами прикрепления лишайников являются ризоиды и ризины (соединенные в тяжи ризоиды) .Размножение лишайников происходит спорами или вегетативно: фрагментами слоевища (изидиями и соредиями) . Половое размножение обеспечивают специальные участки слоевища, формирующие споры. Спора прорастает в гифу, и при встрече с подходящей водорослью формируется новый лишайник.

Лишайники

ЛИШАЙНИКИ, организмы, вегетативное тело которых образовано симбиозом водоросли (автотрофный фикобионт) и гриба (гетеротрофный микобионт); относятся к т. н. низшим растениям. Известно более 20 тыс. видов лишайников, распространённых широко, почти до крайних пределов растительности. Особенно многочисленны в холодных и высокогорных областях. В тундре они нередко придают характерный облик ландшафту, в горах сплошь покрывают скалы. Лишайники отличаются отсутствием зелёной окраски и листьев. Цвет большей частью серый, зеленовато-серый, бурый, реже – белый, жёлтый, оранжевый, чёрный. По форме и ряду других признаков различают накипные лишайники, листоватые лишайники и кустистые лишайники.

Вегетативное тело лишайников, называемое талломом, или слоевищем, состоит из переплетения грибных гиф и клеток водоросли, которые либо беспорядочно разбросаны среди гиф по всей толще слоевища, либо расположены отдельным слоем несколько ниже его верхней поверхности. В образовании лишайников участвуют представители трёх классов грибов – аскомицетов, базидиомицетов и фикомицетов. Гифы лишайников имеют утолщённые оболочки, функционально подразделяются на жировые; ищущие и охватывающие (ищут и охватывают водоросли) и двигающие (переносят клетки водорослей в растущий край слоевища).

Водоросли, образующие лишайники, относятся к зелёным, синезелёным, желтозелёным и бурым. Предполагают, что около половины лишайников имеют своим фикобионтом одноклеточную зелёную водоросль требуксию; всего известно ок. 28 родов водорослей, являющихся фитобионтами. Некоторые водоросли встречаются только в слоевищах лишайников. Лишайниковые водоросли устойчивы к воздействию высокой температуры и способны переносить длительное высушивание. Водорослевый и грибной компоненты находятся в очень сложных взаимоотношениях. Микобионт ведёт себя как паразит и сапрофит на теле водоросли, а фикобионт, в свою очередь, паразитирует на лишайниковом грибе. Паразитизм фитобионта всегда носит более умеренный характер, чем паразитизм гриба.

Размножаются лишайники половым путём и вегетативно. При половом размножении на слоевищах в результате полового процесса формируются плодовые тела дисковидной (апотеции), кувшиновидной (перитеции) или удлинённой (гастеротеции) формы. Споры развиваются внутри сумок – особых выростов внутри плодовых тел. У небольшой группы лишайников споры образуются экзогенно, на вершине удлинённо-булавовидных гиф – базидий (базидиальные лишайники). Помимо спор, образующихся половым путём, у лишайников существует бесполое спороношение при помощи конидий, пикноконидий и стилоспор. Плодовые тела, как правило, образуют накипные лишайники, а более высокоорганизованные листоватые и кустистые лишайники чаще размножаются вегетативно – оторвавшимися кусочками слоевищ или особыми вегетативными образованиями – соредиями и изидиями. Соредии – микроскопические клубочки, состоящие из одной или нескольких клеток водоросли, окружённых гифами гриба, образуются под верхней корой слоевища. Изидии – маленькие, разнообразной формы выросты верхней поверхности слоевища, также содержащие клетки водорослей, окружённые гифами гриба. Оторванные от слоевища, они разрастаются в новые слоевища.

Обычно лишайники заселяют такие места, где условия существования слишком суровы для других растений. По отношению к субстрату и другим условиям местообитания различают несколько крупных экологических групп лишайников: эпилитные лишайники – живущие на поверхности горных пород; эпифитные – растущие на коре деревьев и кустарников; эпиксильные – обитающие на гниющей древесине; эпигейные – растущие на поверхности почвы; эпифильные – развивающиеся на хвое и листьях вечнозелёных растений; эпибриофитные – обитающие на дерновинах мхов и др.

Лишайники – важнейшие кормовые растения для северных оленей и диких копытных (марала, лося и др.). Издавна используются в медицине (благодаря содержанию т. н. лишайниковых кислот обладают антимикробными свойствами). Из лишайников получают антибиотики. Некоторые виды (исландский мох, умбиликария съедобная и др.) используют в пищу. Многие лишайники находят применение как ароматические вещества и фиксаторы запахов, а также как красители шерсти. Лишайники по-разному реагируют на загрязнённость атмосферы (погибают при высоком содержании в воздухе двуокиси серы и других загрязнителей), поэтому служат индикаторами загрязнённости окружающей среды. Наука о лишайниках – лихенология.


Смотрите также