В лесах разных типов на стволах деревьев часто встречаются копытообразные наросты. Это грибы из группы трутовиков , приносящие большой вред лесному хозяйству. Споры трутовиков попадают на раны в коре деревьев, где прорастают в грибницу, которая проникает в древесину и питается органическими веществами ее клеток. Пораженные деревья становятся хрупкими, срок их жизни значительно сокращается. Через несколько лет после заражения на стволе появляются и затем в течение многих лет разрастаются копытообразные плодовые тела. На их нижней стороне в мелких трубочках созревают споры, которые высыпаются и, попав на поврежденные стволы деревьев, заражают их. Трутовики также разрушают деревянные мосты, шпалы, дома.

Однако самый опасный разрушитель построек из дерева – домовой , или плачущий , гриб. С помощью выделяемых им ферментов он разрушает сухую древесину. При этом выделяется вода, поэтому серая пленка грибного мицелия всегда покрыта капельками воды. Домовый гриб способен меньше чем за год разрушить большой деревянный дом.

Один из грибов-трутовиков – трутовик косотрубчатый , вызывает появление на коре пораженных деревьев черных бугорчатых наростов неправильной формы – чаги . Поселяется этот трутовик на живых и мертвых стволах многих лиственных пород, чаще березы. Экстракт чаги используется в медицине. Чай из чаги не только полезен, но и приятен на вкус.

На юге нашей Черноземной зоны ржавчинные грибы могут зимовать в тканях злаков. Лучший способ борьбы с ржавчинными грибами – выведение устойчивых сортов, а также уничтожение вблизи полей промежуточных хозяев и опыление серным порошком.

Класс Несовершенные грибы

Это высшие грибы с многоклеточным мицелием, весь цикл которых проходит в гаплоидной фазе. Одни из них похожи на сумчатые, другие – на базидиальные грибы. Но отнести их к этим классам нельзя, потому что ни сумок, ни базидий они не образуют. Это сборная группа, в которую объединены самые разнообразные грибы.

Известными представителями этого класса являются пенициллы и аспергиллы .Их многоклеточный мицелий состоит из разветвленных нитей, разделенных перегородками на клетки. На концах разветвленных нитей образуются цепочки конидий (вегетативных спор), с помощью которых эти грибы размножаются. У пеницилла они напоминают кисточку, отсюда и его название – «кистевик». У аспергилла конидии располагаются на конце пузырькообразного гифа, как бусы на нитке, напоминая струйки воды из лейки, – за это его называют «леечная плесень».

Конидии обычно окрашены (они могут быть черными, зелеными, коричневыми, желтыми и т.д.) и придают характерную окраску всей колонии гриба. Многие представители пенициллов и аспергиллов вызывают порчу фруктов (при хранении), брезента, кожи и др. материалов. Хотя некоторые виды пенициллов используют для приготовления «голубых» сыров, «рокфора» и «камамбера», а другие – для промышленного получения антибиотика пенициллина . В 1928 г. целебные свойства пеницилла были открыты Александром Флемингом, а в феврале 1941 г. была изготовлена первая порция чудодейственного лекарства.

Среди аспергиллов тоже есть грибы, широко используемые человеком, например, для промышленного получения фермента амилазы, расщепляющего крахмал до глюкозы, или лимонной кислоты, необходимой для пищевой промышленности.

Среди представителей этого класса много грибов, наносящих большой ущерб человеку. Есть грибы, использующие в качестве источников питания углеводороды, поэтому отлично растущие на керосине, дизельном топливе и креозоте.

Гриб гибберелла *, хотя и вредит рису, сахарному тростнику и другим злакам, в конце концов, оказался полезным. Заметили, что в странах Юго-Восточной Азии этот гриб вызывает заболевание растений, во время которого стебли и листья пораженных растений сильно вытягиваются, отчего растения полегают. Оказалось, что гриб выделяет в ткани растения-хозяина гормон, усиливающий его рост. Теперь этот гормон роста – гиббереллин используют в сельском хозяйстве для повышения урожайности. В частности, этот гормон стимулирует цветение растений «длинного дня», тем самым ускоряя их цветение в северных районах.

Среди грибов этого класса есть и настоящие хищники. У них мицелий образует ловчие приспособления – клейкие ловушки и клейкие сети. Мелкие почвенные животные – насекомые, клещи, круглые черви – прилипают к ним, как мухи к липкой бумаге. Затем гриб растворяет и усваивает жертвы. А так как многие круглые черви – вредители сельского хозяйства, вероятно, их можно уничтожать с помощью хищных грибов.

Отдел лишайники

По форме и величине лишайники разнообразны, их размер варьирует от нескольких миллиметров до десятков сантиметров. Вегетативное тело лишайников представлено слоевищем , или талломом . В зависимости от образующегося пигмента оно может быть серым, сизым, зеленоватым, буро-коричневым, оранжевым или почти черным.

Различают три основных морфологических типа слоевищ лишайников. Наиболее простой формой являются корковые лишайники . Они растут на поверхности почвы, на горных породах, на коре деревьев или кустарников и так прочно срастаются с субстратом, что их нельзя отделить от него без значительных повреждений. Такие лишайники имеют вид корочек или накипи.

Более высокоорганизованные лишайники имеют слоевище в форме пластинок или чешуек, распростертых по субстрату и срастающихся с ним пучком гиф, – это листоватые лишайники. В отличие от накипных, у них наблюдается четкая дифференциация таллома на слои. Наиболее высокоорганизованными являются кустистые лишайники, имеющие таллом в виде кустиков, лент или столбиков, срастающихся с субстратом только основанием.

В лишайниковом талломе грибные гифы контактируют с клетками водорослей. Клеточные стенки и гриба, и водоросли в зонах контакта значительно тоньше, чем в других участках. Кроме того, гриб образует разного рода присоски, с помощью которых может проникать в клетку водоросли. Между симбионтами обычно располагается особый слой – матрикс , через который происходит обмен веществ.

У большинства лишайников слоевище имеет верхний и нижний корковые слои, образованные плотным сплетением грибных гиф. Под корковым располагается рыхлый слой, в котором грибные гифы оплетают водорослевые клетки. Именно здесь, в клетках водорослей, осуществляется фотосинтез и происходит образование органических веществ. В центре лишайника располагается сердцевина, состоящая из рыхлых грибных нитей и воздушных полостей. Ее основная функция заключается в проведении воздуха к водорослевым клеткам.

Лишайники образуют сложные органические кислоты, обладающие антибиотическими свойствами – усниновую, леканоровую.

Комплексная природа лишайников позволяет им получать минеральное и даже органическое питание не только из почвы, но и из частиц органики, находящейся в воздухе и из атмосферных осадков. Поэтому лишайники обладают уникальной способностью существовать в крайне неблагоприятных условиях, часто не пригодных для жизни других организмов: на голых скалах и камнях, крышах домов, коре деревьев и даже на стекле.

Выделяемые лишайниками органические кислоты разрушают горные породы, поэтому лишайники принимают участие в первичном почвообразовании и прокладывают путь высшим растениям.

В силу крайне малой скорости накопления органических веществ ежегодный прирост лишайников очень невелик – в среднем 0,5–7 мм в год. Лишайник умбиликария, например, растет со скоростью всего 0,06 мм в год.

Размножаются лишайники путем отделения кусочков слоевища. Верхний корковый слой таллома разрывается там, где образуются скопления комочков гиф гриба, оплетающих клетки водорослей. Это сорали с соредиями . Лишайники могут также размножаться за счет образования грибом сумок со спорами. Грибы в лишайниках могут образовывать и споры – конидии, которые прорастают мицелием и, захватывая клетки водоросли, образуют новый таллом.

Пожалуй, наиболее необычная особенность лишайников – это их способность долгое время пребывать в сухом, обезвоженном, состоянии, но при этом не погибать, а лишь приостанавливать все жизненные функции до первого увлажнения. Такое состояние называется анабиозом .

Роль лишайников в жизни человека относительно невелика. Кустистый лишайник ягель – главный корм для северных оленей. Исландский лишайник употребляют в пищу. Используют лишайники и в медицине и ветеринарии для получения некоторых лекарственных препаратов.

Из лишайников выделяют красители и лакмус, фиксаторы запахов и эфирные масла для изготовления духов. Из некоторых лишайников получают спирт и патоку.

Согласно библейскому преданию несколько тысяч лет назад еврейский народ бежал из Египта под предводительством Моисея. Долго толпы израильтян блуждали по пустыне, терпели лишения и беды. Наконец на пятнадцатый день второго месяца возроптали: есть совсем нечего! И сказал Господь Моисею: вот я даю вaм хлеб с неба, и пусть народ выходит и собирает ежедневно, сколько нужно на день. И увидели сыны Израилевы нечто мелкое, круповидное, белое как иней на земле. И Моисей сказал им: это хлеб, который Господь дал вам в пищу. И нарек дом Израилев хлебу тому имя манна; она была, как кориандровое семя, белая, вкусом же, как лепешки с медом. Сыны Израилевы ели манну сорок лет, доколе не пришли в землю обетованную.

Основой для библейской легенды о манне небесной послужил съедобный лишайник леканора , растущий в пустынях Северной Африки и Юго-Западной Азии.

Вредных для человека форм лишайников нет. Лишайники плохо переносят загрязнение воздуха. При высоком содержании серы и других загрязнителей в атмосфере они гибнут и поэтому являются природными индикаторами чистоты воздуха.

Царство Растения

В современном мире насчитывают более 500 000 видов растений. Их суммарная биомасса составляет около 95% от массы всех организмов Земли. Растения являются главными продуцентами органического вещества на планете. Из ископаемых растений образовались каменный уголь, нефть, часть природного газа. Осуществляя фотосинтез, растения снабжают земную атмосферу кислородом.

Растительные организмы имеют разный уровень организации. Выделяют низшие растения – водоросли, а также высшие (сосудистые) растения: мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные. В отличие от высших растений, у водорослей отсутствуют ткани и проводящие структуры, а органы полового и бесполого размножения, как правило, одноклеточные.

Подцарство Низшие растения

Водоросли

Ныне живущие водоросли – сборная группа, представленная несколькими обособленными, независимо эволюционировавшими отделами растений: зеленые водоросли, бурые, красные, золотистые, диатомовые и др. Всего насчитывают более 40 000 видов водорослей, отличающихся исключительным разнообразием строения. Водоросли бывают одноклеточными (хламидомонада, хлорелла), колониальными (вольвокс), многоклеточными нитчатыми (уолтрикс, спирогира) и многоклеточными пластинчатыми, иногда со сложным расчлененным талломом (ульва, порфира, ламинария) и колониальными (вольвокс).

Водоросли – преимущественно водные или обитающие в условиях высокой влажности растения. Противостоять высыханию и оставаться активными при потере влаги из клеток они не могут.

Водоросли – фотосинтезирующие растения, одно из основных условий их существования – свет. В морях массовое распространение водорослей наблюдается на глубине до 30 м. Однако наиболее теневыносливые бурые и красные водоросли могут встречаться на глубине 100–200 м, а отдельные виды – даже 500 м.

Размножаются водоросли разными способами: одноклеточные – делением клетки; колониальные – распадом колоний; многоклеточные –кусочками разрывающегося слоевища, а также спорами, как грибы: подвижными зооспорами, имеющими жгутики, и неподвижными, разносимыми водой.

Есть у водорослей и половой процесс, причем в разных формах: изогамия (половые клетки одинаковые), гетерогамия (половые клетки разные по размерам) и оогамия (неподвижная крупная яйцеклетка и подвижная мелкая мужская). Иногда специальные половые клетки не образуются, а просто сливаются две вегетативные клетки, такой процесс называется конъюгацией (соединением).

У многих водорослей происходит чередование поколений: бесполого (спорофит) , производящего споры, прорастающие в новые растения, и полового (гаметофит) , производящего сливающиеся друг с другом гаметы.

Водоросли являются главными продуцентами органического вещества в водоемах. Свободно плавающие водоросли составляют существенную часть взвешенных в толще воды организмов – планктона . Водоросли, свободно лежащие на дне или прикрепляющиеся к нему, составляют часть донных организмов – бентоса.

Наука, занимающаяся изучением водорослей, называется альгологией.

* Обычно гиббереллу относят к классу аскомицетов. – Прим. ред.

Продолжение следует

	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	Темы дисциплины, необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
	Общая биология
	Систематика семенных растений
	Болезни растений
	Методика преподавания биологии

Модуль 1. Введение.

Ботаника - наука о растительной форме жизни, место и значение в системе биологических дисциплин. Основные разделы ботаники: морфология, систематика, физиология, экология, фитоценология и др., их содержание. Роль растений в жизни нашей планеты и человечества.

Систематика растений, объекты исследования и задачи науки. Подразделения систематики: таксономия, номенклатура, филогения. Краткая история развития систематики растений; создание утилитарных, искусственных, естественных филогенетических систем. Таксономические категории и таксономические единицы.

Тема 1.2. Методы систематики растений.

Современная биологическая методология. Критерии, используемые для группировки организмов: филогенетический, структурно-морфологический, эколого-трофический.

Место растений в современной системе живых существ. Надцарства прокариоты и эукариоты. Царства Растения, Животные, Грибы.

Модуль 2. Водоросли.

Тема 2.1. Общая характеристика водорослей .

Среда обитания и экологические группы. Строение клетки. Разнообразие таллома водорослей: амебоидная (ризоподиальная), монадная, коккоидная, пальмеллоидная, нитчатая (трихальная), гетеротрихальная, сифонокладальная, сифональная, пластинчатая, тканевая (паренхиматозная), ложнотканевая (псевдопаренхиматозная). Эволюция структур талломов водорослей. Способы размножения (вегетативное, собственно бесполое, половое) и их эволюция. Жизненные циклы водорослей: смена ядерных фаз, чередование полового и бесполого поколений. Изоморфная и гетероморфная смена поколений.

Значение водорослей в природе и жизни человека. Водоросли как биоиндикаторы.

Положение в системе органического мира.

Строение клетки, таллома, размножение. Подходы к систематике. Типичные представители пор. Хроококковые, Осцилляториевые, Ностоковые. Значение цианобактерий в наземных и водных экосистемах.

Традиционные и современные подходы к систематике водорослей.

Отдел Красные водоросли.

Особенности строения клетки, таллома, состава пигментов, размножения. Смена ядерных фаз и поколений. Классы Бангиевые, Флоридеи : их отличия, важнейшие представители, распространение, экология.

Отдел Зеленые водоросли.

Строение клетки, типы организации таллома, способы размножения и смены генераций. Распространение зеленых водорослей и их роль в различных экосистемах.

Подходы к выделению классов. Класс Собственно зеленые водоросли. Основные направления эволюции в пределах класса. Порядки Вольво ксовые, Хлорококковые, Хетофоровые. Класс Ульвовые : Улотриксовые, Сифоновые (Бриопсидовые), Сифонокладиевые: строение клетки, структура таллома, способы размножения типичных представителей. Класс Коньюгаты (Сцеплянки) . Порядки Зигнемовые и Десмидиевые. Особенности строения, способы размножения, распространение типичных представителей. Филогенетические отношения между порядками в пределах класса. Класс Харовые водоросли : особенности строения, размножения, экология.

Охрофиты. Общие признаки.

Класс Желтозеленые (Разножгутиковые) водоросли.

Принципы систематики. Особенности строения, способы размножения, на примере типичных представителей порядков Ботридиевые, Вошериевые. Значение ксантофитов в природе и жизни человека.

Класс Диатомовые, или Бацилляриевые, водоросли (кремнеземки). Строение клетки, пигменты, запасные вещества, движение, размножение. Перистые и Центрические водоросли : их отличия, важнейшие порядки и представители, распространение, экология. Роль диатомей в различных экосистемах, использование человеком.

Класс Бурые водоросли.

Строение таллома, пигменты, запасные вещества, способы размножения, распространение. Принципы классификации. Значение бурых водорослей в природе, использование человеком. Порядки Эктокарповые, Сфацелляриевые, Диктиотовые, Кутлериевые. Структура таллома. Особенности размножения и циклов развития типичных представителей. Порядок Ламинариевые. Отличительные особенности строения, размножения, смена поколений. Порядок Фукусовые. Структура таллома, цикл развития.

Происхождение различных отделов водорослей и родственные связи между ними.

Модуль 3. Грибы и грибоподобные организмы

Тема 3.1. Общая характеристика грибов и грибоподобных организмов.

Строение клетки. Типы вегетативного тела: плазмодий, ризомицелий, мицелий, дрожжеподобный таллом. Видоизменения мицелия. Способы размножения грибов (вегетативное, бесполое, половое) и их эволюция. Плеоморфизм. Смена ядерных фаз.

Значение грибов и грибоподобных организмов в природе и жизни человека.

Тема 3.2. Систематика грибов и грибоподобных организмов.

Традиционные и современные подходы к систематике грибов. Эумицеты и псевдомицеты (грибоподобные организмы).

Отдел Хитридиомикота (Хитридиомицеты). Положение в системе грибов. Примитивность строения, типы питания, размножение. Порядки Хитридиевые, Моноблефаридовые. Важнейшие представители, распространение. Образ жизни. Значение хитридиомицетов.

Отдел Зигомикота (Зигомицеты). Положение в системе грибов. Строение вегетативного тела, размножение, типы питания. Порядки Мукоровые и Энтомофторовые: важнейшие представители, роль в природе и жизни человека.

Дикариомицеты: Аскомицеты и Базидиомицеты, их отличительные признаки.

Отдел Сумчатые грибы (Аскомицеты). Положение в системе грибов. Строение клетки, вегетативного тела, размножение, смена ядерных фаз. Типы плодовых тел и их эволюция. Роль сумчатых грибов в различных экосистемах, использование человеком.

Принципы систематики Аскомицетов. Сахаромицеты. Сем. Диподасковые и Сахаромикопсидные. Дрожжи и их хозяйственное значение. Порядок Тафриновые, цикл развития тафрины, поражения, вызываемые грибами этого рода.

Использование типов плодовых тел (клейстотеции, перитеции, апотеции) в систематике аскомицетов. Порядок Эвроциевые, типичные представители, роль в природе и жизни человека. Порядок Эризифовые: важнейшие представители мучнисторосяных грибов, циклы развития, значение в природе и жизни человека. Порядок Спорыньевые (Гипокрейные), цикл развития спорыньи пурпурной, значение в природе и жизни человека. Порядки Пецициевые и Гелоциевые (Леоциевые), типичные представители, роль в природе.

Локулоаскомицеты: отличительные особенности строения, типичные представители. Происхождение и основные пути эволюции аскомицетов.

Отдел Базидиомицеты (Базидиальные). Особенности строения вегетативного тела, первичный и вторичный мицелий. Половой процесс и формирование базидий. Типы базидий. Чередование ядерных фаз в ходе жизненного цикла.

Подходы к систематике Базидиальных грибов.

Афиллофороидные и Агарикоидные базидиомицеты – грибы с гимениальными плодовыми телами. Порядки Полипоровые и Агариковые: строение вегетативного тела, размножение, строение и эволюция плодовых тел, роль в природе.

Базидиомицеты с гастероидными плодовыми телами. Порядки Ликопердовые (Дождевиковые), Фаллусовые (Веселковые), Нидуляриевые (Гнездовковые), особенности строения плодовых тел, основные направления их эволюции, роль в природе.

Отдел Дейтеромицеты, или анаморфные грибы. Положение в системе грибов. Особенности размножения. Значение гетерокариоза и парасексуального процесса в изменчивости дейтеромицетов. Принципы классификации. Важнейшие представители.

Происхождение грибов, взаимосвязь отдельных таксонов.

Тема 3.3. Лишайники .

Компоненты лишайников – фикобионт и микобионт, их взаимоотношения . Жизненные формы, анатомическая структура слоевищ. Способы размножения. Экологические группы лишайников. Значение лишайников в природе и жизни человека. Лишайники как биоиндикаторы среды.

Модуль 4. Высшие споровые растения.

Тема 4.1. Общая характеристика высших растений.

Выход растений на сушу, особенности жизни в наземных условиях. Древнейшие представители высших растений. Морфологическое расчленение тела как следствие жизни в наземных условиях. Ветвление, его типы и биологическое значение. Происхождения листьев, микро - и макрофиллия. Появление корня в эволюции растений. Усложнение внутренней структуры; ткани и принципы их классификации. Основы стелярной теории; типы стелей и их эволюция.

Способы размножения высших растений в связи с приспособлением к жизни в наземных условиях. Циклы развития. Изо - и гетероспория. Значение разноспоровости в эволюции растений. Гаметофитная и спорофитная линии эволюции.

Значение высших растений в природе и для человека.

Тема 4.2. Систематика высших споровых растений

Отдел Мохообразные. Возможные предки мохообразных. Общая характеристика отдела, примитивные черты. Распространение мохообразных, экологические группы. Хозяйственное значение и роль в природе.

Принципы систематики отдела. Класс Печеночные мхи. Порядки Юнгерманниевые и Маршанциевые: общая характеристика, циклы развития основных представителей. Класс Антоцеротовые: отличительные особенности, положение в системе мохообразных, типичные представители. Класс Листостебельные мхи. Особенности строения, способы размножения, распространение на примере пор. Зеленые и Сфагновые мхи.

Отдел Плауновидные. Общая характеристика. Строение тела, микрофилия. Жизненный цикл. Равноспоровость и разноспоровость.

Принципы систематики отдела. Класс Плауновые. Вымершие представители класса. Порядок Плауновые. Общая характеристика; особенности строения и размножения. Класс Полушниковые. Разноспоровые плауновидные на примере пор. Селягинелловые.

Отдел Хвощевидные (Членистые). Отличительные особенности строения, размножения. Распространение по Земному шару.

Разделение отдела на классы. Характерные особенности класса Хвощовые. Ископаемые представители. Порядок Хвощовые: особенности строения спорофита, цикл развития. Физиологическая разноспоровость. Роль хвощей в природе и жизни человека.

Отдел Папоротникообразные. Общая характеристика отдела. Морфолого-анатомические особенности спорофита и гаметофита, макрофиллия, типы стелярной структуры. Жизненные циклы. Спорангии и их развитие (эв - и лептоспорангиатность), сорусы, синангии. Равно - и разноспоровость. Значение разноспоровости в эволюции высших растений. Ископаемые папоротниковидные.

Принципы систематики отдела. Классы Ужовниковые, Мараттиевые. Отличительные особенности, циклы развития, распространение типичных представителей. Класс Полиподиопсиды. Общая характеристика. Разнообразие анатомического строения, распространение, циклы развития. Принципы выделения подклассов. Подкласс Полиподииды. Разнообразие жизненных форм. Морфолого-анатомическая характеристика и циклы развития на примерах папоротников местной флоры. Подклассы Сальвиниевые и Марсилиевые, особенности их местообитания; морфолого-анатомическое строение, разноспоровость, циклы развития.

1. Методы лабораторных исследований: наблюдение, микроскопирование, описание, зарисовка. Материалы и оборудование: микроскопы, бинокуляры. Пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, чашки Петри, нитчатые водоросли.

2. Отдел Синезеленые водоросли (Цианобактерии). Объекты исследования: микроцистис (глеокапса), осциллятория (лингбия), носток. Материалы и оборудование: микроскопы, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, зафиксированные колонии ностока, микроцистиса (глеокапсы), нити осциллятории (лингбии).

3. Отдел Зеленые водоросли. Пор. Вольвоксовые, Хлорококковые. Объекты исследования: хламидомонада, вольвокс, хлорококк. Материалы и оборудование: микроскопы, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, пробы с хламидомонадами, хлорококками, постоянные препараты колоний вольвокса.

4. Отдел Зеленые водоросли. Пор. Хетофоровые, Сифонокладовые. Объекты исследования: стигеоклониум, драпарнальдия, кладофора. Материалы и оборудование: микроскопы, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, пробы с представителями изучаемых родов.

5. Отдел Зеленые водоросли. Пор. Зигнемовые, Десмидиевые. Пор. Харовые. Объекты исследования: спирогира, космариум, клостериум, хара. Материалы и оборудование: микроскопы, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, пробы с представителями изучаемых родов, постоянные препараты хары.

6. Охрофиты. Диатомовые и Желтозеленые водоросли. Объекты исследования: ботридиум, вошерия, пиннулярия, новикула. Материалы и оборудование: микроскопы, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, пробы с представителями изучаемых родов.

7. Коллоквиум «Происхождение и основные направления эволюции водорослей. Значение водорослей в природе и жизни человека».

8. Отделы Оомицеты и Зигомицеты. Объекты исследования: сапролегния, пероноспора, мукор. Материалы и оборудование: микроскопы, бинокуляры, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, мицелий представителей изучаемых родов.

9. Отдел Аскомицеты. Пор. Сахаромицетовые (Эндомицетовые) и Эвроциевые. Объекты исследования: дрожжи, пеницилл, аспергилл. Материалы и оборудование: микроскопы, бинокуляры, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, мицелий представителей изучаемых родов.

10. Отдел Аскомицеты. Пор. Клавицепсовые (Гипокрейные) и Пецициевые (Пезизовые). Объекты исследования: спорынья, сморчок. Материалы и оборудование: микроскопы, бинокуляры, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, мицелий представителей изучаемых родов, плодовые тела сморчка.

11. Отдел Базидиомицеты. Пор. Полипоровые и Агариковые. Объекты исследования: трутовик, груздь, шампиньон. Материалы и оборудование: микроскопы, бинокуляры, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, мицелий представителей изучаемых родов, плодовые тела шампиньона, трутовика.

12. Коллоквиум «Филогенетические отношения грибов и грибоподобных организмов. Роль грибов».

13. Учебно-исследовательская работа по теме «Лишайники». Материалы и оборудование: микроскопы, бинокуляры, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, слоевища лишайников.

14. Отдел Мохообразные. Класс Печеночные мхи. Объекты исследования: маршанция, риччия. Материалы и оборудование: микроскопы, бинокуляры, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, представители изучаемых родов (гербарный и спиртовой материал), постоянные препараты архегониев и спорогониев маршанции.

15. Отдел Мохообразные. Класс Листостебельные мхи. Пор. Зеленые и Сфагновые мхи. Объекты исследования: кукушкин лен, сфагнум. Материалы и оборудование: микроскопы, бинокуляры, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, представители изучаемых родов (гербарный и спиртовой материал), постоянные препараты спорогониев политрихума.

16. Отделы Хвощевидные, Плауновидные. Объекты исследования: хвощ полевой, плаун булавовидный. Материалы и оборудование: микроскопы, бинокуляры, пеналы с препаровальными иглами, предметными и покровными стеклами, представители изучаемых родов (гербарный и спиртовой материал), постоянные препараты стробилов.

17. Отдел Папоротникообразные. Объекты исследования: щитовник мужской, сальвиния плавающая. Материалы и оборудование: микроскопы, бинокуляры, представители изучаемых родов (гербарный материал), постоянные препараты сорусов папоротников.

18. Тестирование по модулям.

7. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Модуль 1 . Введение.

Тема 1.1. История развития систематики растений.

Эссе «Значение систематики». Эссе должно содержать чёткое изложение сути поставленной проблемы, включать самостоятельно проведенный анализ этой проблемы с использованием концепций и аналитического инструментария соответствующей дисциплины, выводы, обобщающие авторскую позицию по поставленной проблеме.

Модуль 2. Водоросли.

Тема 2.1. Общая характеристика водорослей. Составление схемы филогенетических отношений отделов водорослей.

Тема 2.2. Синезеленые водоросли (цианобактерии), принципы их систематики.

Составление сравнительной таблицы «Черты сходства и отличия синезеленых водорослей и бактерий».

Подготовка сообщения на одну из тем:

1) Цианеи как биоиндикаторы;

2) Использование цианобактерий в очистных сооружениях ;

3) Симбиотические цианеи;

4) Использование цианей в геологии;

Тема 2.3. Систематика эукариотических водорослей.

3) Высшие споровые растения, занесенные в красную книгу Тюменской области;

4) Использование папоротников во внутреннем и внешнем озеленении.

Составление 15 тестовых заданий разных типов по разделу «Изо - и гетероспория. Значение разноспоровых растений в эволюции».

Подготовка к проверочному тесту по модулю «Высшие споровые растения».

Примеры тестовых заданий:

У Мохообразных в отличие от остальных высших споровых растений в жизненном цикле преобладает … поколение.

Начальная стадия развития гаметофита у мхов называется…

Класс печеночные мхи характеризуется:

1. дорзивентральной симметрией 4. талломным вегетативным телом

2. радиальной симметрией 5. наличием корней

3. побеговой структурой 6. наличием в коробочке элатер

Соответствие цифровых обозначений и подписей к рисунку:

Членистое строение побегов хвощей обусловлено:

1. четко выраженным расчленением на узлы и междоузлия

2. супротивным ветвлением

3. мутовчатым ветвлением

4. диффузным нарастанием

5. интеркалярной меристемой

Для класса Полушниковые, в отличие от Плауновых, характерно:

1. микрофиллия 3. равноспоровость

2. макрофиллия 4. разноспоровость

Заростки щитовника мужского:

1. листостебельные 4. талломные

2. автотрофные 5. гетеротрофные

3. обоеполые 6. раздельнополые

При прорастании споры щитовника мужского образуется:

1. спорофит

2. гаметофит

5. заросток

Вопросы к экзамену

1. Краткий очерк развития систематики растений. Задачи филогенетической систематики.

2. Современная биологическая методология. Критерии, используемые для группировки организмов.

3. Современная система органического мира. Таксономические категории в систематике растений. Вид как основная систематическая (таксономическая) категория.

4. Многообразие и эволюция структур тела водорослей.

5. Эволюция форм размножения у водорослей, их биологическое значение.

6. Циклы развития водорослей. Смена ядерных фаз. Эволюция чередования поколений.

7. Синезеленые водоросли (цианобактерии). Положение в системе живых организмов. Распространение, строение клетки, таллома, размножение. Принципы систематики.

8. Общая характеристика эукариотических водорослей. Строение клетки, таллома, размножение, распространение.

9. Общая характеристика отдела Красные водоросли. Принципы систематики.

10. Общая характеристика отдела Зеленые водоросли. Проблемы систематики.

11. Сравнительная характеристика порядков Вольвоксовые, Хлорококковые, Хетофоровые: строение, размножение, циклы развития типичных представителей.

12. Сравнительная характеристика порядков Улотриксовые, Сифоновые, Сифонокладовые: строение, размножение, циклы развития типичных представителей.

13. Класс Коньюгаты. Особенности строения, размножения, систематика класса, отличительные черты порядков.

14. Харовые водоросли. Отличительные черты строения, размножения.

15. Желтозеленые водоросли. Порядок Вошериевые.

16. Общая характеристика Бурых водорослей. Эволюция чередования поколений.

17. Эволюция внешнего и внутреннего строения на примере представителей порядков Эктокарповые, Сфацелляриевые, Диктиотовые, Кутлериевые.

18. Порядок Ламинариевые: особенности строения, размножения и цикла развития.

19. Порядок Фукусовые: особенности строения, размножения и цикла развития типичных представителей.

20. Диатомовые водоросли: особенности строения тела, способы размножения, систематика.

21. Основные черты экологии водорослей, приспособленность строения тела к среде обитания.

22. Значение водорослей в природе и для человека, их использование.

23. Первичные организмы – предки водорослей.

24. Происхождение различных отделов водорослей. Схема филогенетических отношений таксонов.

25. Проблемы построения филогенетических систем водорослей.

26. Общая характеристика грибов и грибоподобных организмов: строение клетки тела, способы питания и размножения. Принципы выделения таксонов.

28. Хитридиомицеты. Порядки Хитридиевые и Моноблефаридовые.

29. Зигомицеты. Порядки Мукоровые и Энтомофторовые. Характеристика типичных представителей.

30. Дикариомицеты. Сравнительная характеристика сумчатых и базидиальных грибов. Развитие сумки и базидий.

31. Общая характеристика Аскомицетов: происхождение, особенности строения, половое и бесполое спороношение, экологические группы.

32. Принципы систематики Аскомицетов.

33. Сахаромицеты. Сем. Диподасковые и Сахаромикопсидные. Характеристика типичных представителей.

34. Особенности строения и размножения типичных представителей пор. Эвроциевые. Значение в хозяйстве и медицине.

35. Характеристика важнейших представителей порядков Эризифовые и Спорыньевые (Гипокрейные).

36. Характеристика типичных представителей порядков Пецициевые и Гелоциевые (Леоциевые).

37. Общая характеристика Базидиомицетов: происхождение, особенности строения, половое и бесполое спороношение, экологические группы.

38. Принципы систематики Базидиомицетов.

39. Гименомицеты. Порядки Полипоровые и Агариковые, эволюция плодовых тел.

40. Гастеромицеты: общие черты порядков, строение и эволюция плодовых тел, типичные представители.

43. Несовершенные грибы, положение в системе грибов, принципы классификации, распространение и значение.

44. Экология грибов, их роль в природе и хозяйственной деятельности человека.

45. Лишайники: взаимодействие компонентов, особенности внешнего и внутреннего строения таллома, размножения. Основные черты экологии. Принципы систематики.

46. Происхождение эумицетов и псевдомицетов, родственные связи между таксонами.

47. Характеристика особенностей анатомической структуры высших растений в связи с приспособлением к жизни на суше. Эволюция стелей.

48. Характеристика морфологической структуры высших растений, происхождение их вегетативных органов.

49. Особенности размножения и циклов развития высших растений.

50. Общая характеристика отдела Мохообразные. Примитивность строения, физиологических процессов, распространение мохообразных. Отличительные черты классов.

51. Класс Печеночные мхи, особенности строения вегетативного тела, размножения, цикла развития на примере маршанции.

52. Порядки Сфагновые и Зеленые мхи: особенности строения, размножения, циклы развития.

53. Отдел Плауновидные. Общая характеристика, строение спорофита и гаметофита. Циклы развития равноспоровых и разноспоровых плауновидных.

54. Отдел Хвощевидные. Порядок Хвощевые, цикл развития хвоща полевого.

55. Общая характеристика отдела Папоротниковидные. Особенности строения, размножения, циклов развития, распространение. Принципы систематики.

56. Разноспоровые папоротникообразные, их значение в эволюции высших растений.

57. Особенности строения, размножения, цикла развития равноспоровых папоротниковидных.

58. Происхождение и систематика высших растений.

8. Образовательные технологии.

Работа на лекциях, проведение лабораторных исследований, интерактивные технологии, работа в малых группах, коллоквиумы, дискуссии, УИРс, подготовка сообщений, презентаций, составление схем, сравнительных таблиц, эссе.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).

9.1. Основная литература:

1. , Тарасов. Водоросли и грибы. М.: Академия, 2006. Тс. Тс.

2. , Алексеева низших растений и грибов. Учебное пособие. Тюмень: изд-во Тюменского государственного университета, 20с.

3. , Тихомиров: систематика высших, или наземных, растений. М.: Академия, 20с.

4. Малый практикум по ботанике. Водоросли и грибы /, М.: Академия, 20с.

9.2. Дополнительная литература:

2. Практикум по систематики растений и грибов. Под ред. . М.: Академия, 20с.

3. Дьяков в альгологию и микологию. М.: издательство МГУ, 20с.

4. , Сергеев в генетику грибов. М.: Академия, 20с.

5. Шаталкин уровень классификации организмов. Прокариоты и эукариоты. // Журнал общей биологии. 2004. №1. С.14-38.

6. Антонов растений. М.: Академкнига, 20с.

9.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://irbissearch. *****

http://herba. *****

http://www. *****

10. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины.

При чтении лекций используется мультимедийное оборудование. При проведении лабораторных занятий применяются различные иллюстративные материалы: таблицы, рисунки, коллекции лишайников, гербарий высших споровых растений и др. На занятиях студенты работают с микроскопами и бинокулярами, пользуются живым, гербарным и фиксированным в спирте материалом, осваивают методику приготовления временных препаратов.

Общая характеристика растений. Споровые растения

Царство растения – Plantae, Vegetabilia

Общая характеристика царства

Представители царства – высокоспециализированные автотрофные организмы, питающиеся за счет процесса аэробного фотосинтеза. Их тело обычно расчленено на стебель, корень, лист, и они хорошо приспособлены к жизни в наземно-воздушной среде. Клетки растений имеют плотную клеточную стенку, в основе которой – целлюлоза. Основной запасной продукт – крахмал. Размножение вегетативное, бесполое (спорами) и половое (оогамия); мужские гаметы либо имеют ундулиподии (сперматозоиды), либо не имеют их (спермии). Характерно чередование полового (гаметофит) и бесполого поколения (спорофит) с преобладанием диплоидного бесполого поколения. Зигота у растений дает начало зародышу, который затем развивается в спорофит.

Царство растений включает не менее 300 тыс. видов (ныне существующих и вымерших), относящихся к 9 отделам – риниофиты (Rhyniophyta ) и зостерофиллофиты (Zosterophyllophyta ) (ныне вымершие), моховидные (Btyophyta), плауновидные (Lycopodiophyta ), псилотовидные (Psilotophyta ), хвощевидные (Equisetophyta ), папоротниковидные (Polypodiophyta ), голосеменные (Pinophyta) и покрытосеменные (Magnoliophyta ). Представители ныне существующих отделов, за исключением моховидных, характеризуются преобладанием в цикле развития бесполого поколения (спорофита), имеющего сосуды и (или) трахеиды. Благодаря последнему обстоятельству эти растения называют сосудистыми.

Растения делят на две группы: споровые и семенные . У споровых растений спорогенез и гаметогенез разобщены во времени и пространстве: спорофиты и гаметофиты являются отдельными физиологически самостоятельными организмами. Единицей размножения являются споры. У семенных растений гаметофиты сильно редуцированы и не являются физиологически самостоятельными организмами. Единицей размножения является семя.

Споровые растения являются первопоселенцами суши, которые дали начало в процессе эволюции семенным растениям.

Споровые растения

Включают следующие ныне существующие отделы: моховидные (Bryophyta ), плауновидные (Lycopodiophyta ), псилотовидные (Psilotophyta ), хвощевидные (Equisetophyta ), папоротниковидные (Polypodiophyta ).

Споровые растения появились в конце силурийского периода, более 400 млн. лет тому назад. Первые представители споровых были небольших размеров и имели простое строение, но уже у примитивных растений наблюдалась дифференциация на элементарные органы. Усовершенствованию органов соответствовало усложнение внутреннего строения и онтогенеза. В жизненном цикле происходит чередование полового и бесполого способов размножения и связанное с этим чередование поколений. Бесполое поколение представлено диплоидным спорофитом , половое – гаплоидным гаметофитом .

На спорофите образуютсяспорангии, внутри которых в результате мейотического деления образуются гаплоидные споры. Это мелкие, одноклеточные образования, лишенные жгутиков. Растения, у которых все споры одинаковые, называютсяравноспоровыми. У более высокоорганизованных групп споры двух типов:микроспоры (формируются в микроспорангиях), мегаспоры (формируются в мегаспорангиях). Это разноспоровые растения. При прорастании споры образуетсягаметофит.

Полный жизненный цикл (от зиготы до зиготы) состоит из гаметофита (период от споры до зиготы) испорофита (период от зиготы до образования спор).У плаунов, хвощей и папоротников эти фазы представляют собой как бы отдельные физиологически самостоятельные организмы.У мхов гаметофит является самостоятельной фазой жизненного цикла, а спорофит сведен до его своеобразного органа –спорогона (спорофит живет на гаметофите).

На гаметофите развиваются органы полового размножения:архегонии иантеридии . Вархегониях , похожих на колбу, образуются яйцеклетки, а в мешковидныхантеридиях - сперматозоиды. У равноспоровых растений гаметофиты обоеполые, у разноспоровых – однополые. Оплодотворение происходит лишь при наличии воды. При слиянии гамет образуется новая клетка – зигота с двойным набором хромосом (2n).

Отдел Моховидные – Bryophyta

Насчитывает до 27000 видов. Моховидные имеют тело либо в виде слоевища, либо расчленены на стебель и листья. Настоящих корней у них нет, их заменяют ризоиды. Проводящие ткани появляются лишь у высокоразвитых мхов. Частично обособлены ассимиляционная и механическая ткани.

В жизненном цикле доминирует гаметофит. Спорофит самостоятельно не существует, развивается и всегда находится на гаметофите, получая от него воду и питательные вещества. Спорофит представляет собой коробочку, где развивается спорангий, на ножке, связывающей ее с гаметофитом.

Размножаются мхи спорами, могут размножаться и вегетативным путем – отдельными участками тела или особыми выводковыми почками.

Отдел делится на три класса : Антоцеротовые (100 видов, шесть родов талломных растений), Печеночные и Листостебельные мхи.

Класс Печеночные мхи (Hepaticopsida )

Класс насчитывает около 8500 видов. Это, в основном, слоевищные мхи, хотя есть виды, имеющие стебель и листья. Широко распространена маршанция обыкновенная (Marchantia polymorpha )(рис 11. 1).

Рис. 11. 1. Цикл воспроизведения маршанции: 1 – таллом с мужскими подставками;2 – таллом с женскими подставками;3 – вертикальный разрез через мужскую подставку (в некоторых антеридиальных полостях находятся антеридии);4 – антеридий в антеридиальной полости (н – ножка антеридия);5 – двужгутиковый сперматозоид;6 – вертикальный разрез через женскую подставку (а – архегоний).

Гаметофит имеет темно-зеленоеслоевище (таллом), дихотомически разветвленное на широкие лопастные пластинки с дорсовентральной (спинно-брюшной) симметрией. Сверху и снизу слоевище покрыто эпидермой, внутри имеются ассимиляционная ткань и клетки, выполняющие проводящую и запасающую функции. К субстрату слоевище прикрепляетсяризоидами . На верхней стороне слоевища в особых «корзиночках» образуются выводковые почки, служащие для вегетативного размножения.

Талломы раздельнополые, органы полового размножения развиваются на особых вертикальных ветвях-подставках.

Мужские гаметофиты имеют восьмилопастные подставки, на верхней стороне которых находятся антеридии . На женских гаметофитах подставки со звездчатыми дисками, на нижней стороне лучей звездочки расположены (шейкой вниз)архегонии. При наличии воды сперматозоиды перемещаются, попадают в архегоний и сливаются с яйцеклеткой.

После оплодотворения из зиготы развивается спорогон. Он имеет вид шаровидной коробочки на короткой ножке. Внутри коробочки, в результате мейоза, из спорогенной ткани, образуются споры. В благоприятных условиях споры прорастают, из них развивается протонема в виде небольшой нити, из верхушечной клетки которой развивается таллом маршанции.

Класс Листостебельные мхи (Bryopsida, или Musci ).

Листостебельные мхи распространены по всему земному шару, особенно в условиях холодного климата на сырых местах, в сосновых и еловых лесах, в тундре. На торфяных и моховых болотах часто образуют плотный ковер. Тело расчленено на стебель и листья, но настоящих корней нет, есть многоклеточные ризоиды. Класс состоит из трех подклассов: Бриевые, или Зеленые мхи; Сфагновые, или Белые мхи; Андреевые, или Черные мхи.

Андреевые мхи (три рода, 90 видов) распространены в холодных областях, внешне сходны с зелеными, по строению листьев и коробочки – со сфагновыми.

Подкласс Бриевые, или Зеленые мхи (Bryidae ). Насчитывает около 700 родов, объединяющих 14000 видов, широко распространенных повсюду, особенно в тундровой и лесной зонах Северного полушария.

Широко распространен кукушкин лен (Polytrichium commune ), образующий густые дерновины на сырых почвах в лесах, на болотах и лугах. Стебли до40 см высоты, неветвистые, с густыми жесткими и острыми листьями. От нижней части стебля отходят ризоиды.

Цикл развития кукушкина льна (рис. 11. 2).

Рис. 11. 2.Кукушкин лен:А – цикл развития мха;Б – коробочка: 1 – с колпачком, 2 – без колпачка, 3 – в разрезе (а –крышечка, б – урночка, в – спорангий, г – апофиза, д – ножка);В – поперечный разрез листа с ассимиляторами;Г – поперечный разрез стебля (ф – флоэма, крв – крахмалоносное влагалище, кор – кора, э – эпидерма, лс – листовые следы).

Гаметофиты кукушкина льна раздельнополые. Рано весной на верхушке мужских особей развиваются антеридии, на верхушках женских – архегонии.

Весной во время дождя или после росы сперматозоиды выходят из антеридия и проникают в архегоний, где сливаются с яйцеклеткой. Из зиготы здесь же, на верхушке женского гаметофита, вырастает спорофит (спорогон), имеющий вид коробочки на длинной ножке. Коробочка покрыта волосистым колпачком (калиптра) (остатком архегония). В коробочке – спорангий, где после мейоза образуются споры. Спора – небольшая клетка с двумя оболочками. На верхушке коробочки, по ее краю, расположены зубцы (перистом), которые, в зависимости от влажности воздуха, загибаются внутрь коробочки или отгибаются наружу, чем способствуют рассеиванию спор. Споры разносятся ветром и в благоприятных условиях прорастают, образуя протонему. Через некоторое время на протонеме образуются почки, из которых формируются листостебельные побеги. Эти побеги вместе с протонемой – гаплоидное поколение – гаметофит. Коробочка на ножке – диплоидное поколение – спорофит.

Подкласс Сфагновые, или Белые мхи (Sphagnidae)

К сфагновым мхам относятся свыше 300 видов единственного рода сфагнум (Sphagnum )(рис. 11. 3).

Рис 11. 3.Сфагнум : 1 – внешний вид; 2 – верхушка ветви со спорогоном; 3 – спорогон (ш – остаток шейки архегония, кр – крышечка, сп – спорангий, кол – колонка, н – ножка спорогона, лн – ложная ножка); 4 – часть веточного листа (хлк – хлорофиллоносные клетки, вк – водоносные клетки, п – поры); 5 – поперечный разрез листа.

Ветвистые стебли сфагнума усеяны мелкими листьями. На верхушке главной оси боковые веточки образуют розетку почковидной формы. Особенностью сфагновых мхов является непрерывное нарастание стебля верхушкой и отмирание нижней части. Ризоиды отсутствуют, и поглощение воды с минеральными веществами происходит стеблями. Листья этих мхов состоят из двух типов клеток: 1) живых ассимилирующих, длинных и узких, хлорофиллоносных; 2) гиалиновых – мертвых, лишенных протопласта. Гиалиновые клетки легко заполняются водой и долго ее сохраняют. Благодаря такому строению, сфагновые мхи могут накапливать воды в 37 раз больше своей сухой массы. Разрастаясь плотными дернинами, сфагновые мхи способствуют заболачиванию почв. На болотах наслаивание отмерших частей мха приводит к образованию торфяников. Путем сухой перегонки из торфа получают воск, парафин, фенолы, аммиак; путем гидролиза – спирт. Торфяные плиты являются хорошим теплоизоляционным материалом. Сфагновые мхи обладают бактерицидными свойствами.

Отдел Плауновидные – Lycopodiophyta

Появление плауновидных связывают с силурийским периодом палеозойской эры. В настоящее время отдел представлен травянистыми растениями со стелющимися, дихотомически ветвящимися стеблями и корнями, а также спирально расположенными чешуйчатыми листьями. Листья возникли как выросты на стебле, и их называют микрофиллы . У плаунов есть флоэма, ксилема, перицикл.

Выделяют два современных класса: равноспоровые Плауновые и разноспоровые Полушниковые.

Класс Плауновые (Lycopodiopsida)

Из всего класса до настоящего времени сохранилось четыре рода.

Род плаун (Lycopodium). К этому роду относят многочисленные (около 200 видов) многолетние вечнозеленые травы, распространенные от арктических областей до тропиков. Так плаун булавовидный(L.clavatum) встречается в травяном покрове хвойных лесов на достаточно влажных, но бедных гумусом почвах. В сырых хвойных лесах широко распространен плаун годичный (L. annotinum )(рис. 11. 4).

Рис. 11. 4.Плаун булавовидный.

Родбаранец (Huperzia). Представитель рода- баранец обыкновенный (H. selago) распространен в тундровой, лесотундровой и северной лесной зонах и произрастает в южно-таежных еловых лесах и ольшаниках, а также в мшистых лесах и на альпийских лугах.

Роддифазиаструм (Diphasiastrum ). Представитель рода дифазиаструм сплюснутый(D. complanatum) растет на сухих песчаных почвах в сосновых лесах.

Цикл развития на примере плауна булавовидного (рис. 11. 5).

Рис. 11. 5. Цикл развития плауна булавовидного :1 – спорофит; 2 – спорофилл со спорангием; 3 – спора; 4 – гаметофит с антеридиями и архегониями; 5 – развивающийся на гаметофите из зародыша молодой спорофит.

Стелющиеся побеги плауна булавовидного достигают до 25 см в высоту и более 3 м в длину. Стебли покрыты спирально расположенными ланцетно-линейными мелкими листьями. В конце лета на боковых побегах образуется обычно два спороносных колоска. Каждый колосок состоит из оси и мелких тонких спорофиллов – видоизмененных листьев, в основании которых расположены спорангии почковидной формы.

В спорангиях после редукционного деления клеток спорогенной ткани образуются одинаковой величины, одетые толстой желтой оболочкой гаплоидныеспоры. Они прорастают после периода покоя через 3-8 лет в обоеполые заростки, представляющие собой половое поколение и живущиесапротрофно в почве, в виде клубенька. От нижней поверхности отходят ризоиды. Через них в заросток врастают гифы гриба, образуямикоризу . В симбиозе с грибом, который обеспечивает питание, живет заросток, лишенный хлорофилла и неспособный к фотосинтезу. Заростки многолетние, развиваются очень медленно, лишь через 6-15 лет на них образуются архегонии и антеридии. Оплодотворение совершается при наличии воды. После оплодотворения яйцеклетки двужгутиковым сперматозоидом образуется зигота, которая без периода покоя прорастает в зародыш, развивающийся во взрослое растение.

В официнальной медицине споры плауновприменялись в качестве детской присыпки и обсыпки для пилюль. Побеги баранца обыкновенного используют для лечения больных, страдающих хроническим алкоголизмом.

Класс Полушниковые (Isoetopsida)

Селагинелла (Selaginella ) среди современных родов насчитывает самое большое (около 700) число видов.

Это нежное многолетнее травянистое растение, требующее высокой влажности. Селагинеллы в отличие от плаунов характеризуются разноспоровостью. В спороносных колосках образуется два вида спор – четыремегаспоры в мегаспорангиях и многочисленныемикроспоры в микроспорангиях. Из микроспоры образуется мужской гаметофит, состоящий из одной ризоидальной клетки и антеридия со сперматозоидами. Мегаспора развивается в женский гаметофит, не покидающий ее оболочки и состоящий из мелкоклеточной ткани, в которую погружены архегонии. После оплодотворения из яйцеклетки развивается зародыш, и затем новый спорофит.

Отдел Хвощевидные – Equisetophyta

Появились хвощи в верхнем девоне, достигли наибольшего разнообразия в карбоне, когда древесный ярус заболоченных тропических лесов в значительной степени состоял из древовидных хвощевидных, вымерших к началу мезозоя. Современные хвощевидные появились на Земле с мелового периода.

До настоящего времени сохранился лишь один род – хвощ (Equisetum), представленный 30-35 видами, распространенными на всех континентах.

У всех видов хвоща стебли имеют членистое строение с выраженным чередованием узлов и междоузлий. Листья редуцированы до чешуй и располагаются мутовками в узлах. Здесь же образуются и боковые ветви. Ассимилирующую функцию выполняют зеленые стебли, поверхность которых увеличивается ребристостью, стенки клеток эпидермы пропитаны кремнеземом. Подземная часть представлена сильно развитым корневищем, в узлах которого формируются придаточные корни. У хвощаполевого (Equisetum arvense) боковые ветви корневища служат местом отложения запасных веществ, а также органами вегетативного размножения(рис. 11. 6).

<< < 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 > >>

Яндекс.Директ

Рис. 11. 6.Хвощ полевой : а, б – вегетативный и спороносный побеги спорофита; в – спорангиофор со спорангиями; г, д – споры; е – мужской гаметофит с антеридиями; ж – сперматозоид; з – обоеполый гаметофит; и - архегонии.

Весной на обычных или специальных спороносных стеблях образуются колоски, состоящие из оси, которая несет особые структуры, имеющие вид шестигранных щитков (спорангиофоры ). Последние несут 6-8 спорангиев. Внутри спорангиев образуются споры, одетые толстой оболочкой, снабженной гигроскопичными лентовидными выростами –элатерами. Благодаряэлатерам споры сцепляются вместе в комки, хлопья. Групповое распространение спор способствует тому, что при их прорастании разнополые заростки оказываются рядом, и это облегчает оплодотворение.

Заростки имеют вид небольшой длинно-лопастной зеленой пластинки с ризоидами на нижней поверхности. Мужские заростки меньше женских и несут по краям лопастей антеридии с многожгутиковыми сперматозоидами. На женских заростках в средней части развиваются архегонии. Оплодотворение происходит при наличии воды. Из зиготы развивается зародыш нового растения – спорофита.

В настоящее время большой роли в образовании растительного покрова хвощи не имеют. В лесах, на избыточно увлажненной почве, широко распространен хвощ лесной (E. sylvaticum) с сильно ветвящимися, поникающими боковыми веточками. На лугах, паровых полях, в посевах встречается трудно искореняемый сорнякхвощ полевой (E. arvense). У этого хвоща рано весной появляются неветвящиеся побеги, несущие спороносные колоски. Позднее от корневища развиваются зеленые вегетативные побеги. В лесной зоне на песчаных почвах и в оврагах широко распространенхвощ зимующий (E. hyemale ).

Вегетативные побеги хвоща полевого (E. arvense) в официнальной медицине применяют: в качестве мочегонного средства при отеках на почве сердечной недостаточности; при заболеваниях мочевого пузыря и мочевыводящих путей; как кровоостанавливающее средство при маточных кровотечениях; при некоторых формах туберкулеза.

Отдел Папоротниковидные – Polypodiophyta

Возникли папоротники в девоне, когда древовидные папоротники вместе с ныне ископаемыми плаунами и хвощами господствовали в растительном покрове земли. Большинство их вымерло, оставшиеся дали начало мезозойским формам, которые были представлены очень широко. Папоротники намного превосходят по числу современных видов все остальные отделы высших споровых (около 25000).

У большинства живущих сейчас (исключая тропические) папоротников отсутствует наземный прямостоячий стебель, но есть подземный в виде корневища. От корневища отходят придаточные корни и крупные листья (вайи ), имеющие стеблевое происхождение и длительно нарастающие верхушкой. Молодые листья обычно свернуты «улиткой». Среди существующих в настоящее время папоротников имеются какравноспоровые, так иразноспоровые.

В лесах Австралии, Южной Америки, Азии произрастают древовидные представители с колонновидными, неветвящимися, до 20 метров высоты стволами. В средней полосе нашей страны папоротники – это многолетние корневищные травы. Многие папоротники, как и мхи, являются индикаторами почв и типов леса. В светлых лесах, на песчаных или сухих подзолистых почвах распространен орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum); на влажных богатых почвахкочедыжники (Athyrium) и крупныелесныещитовники (Dryopteris) (рис. 11. 7).

Рис. 11. 7.Щитовник мужской:А – спорофит: а – общий вид; б – сорусы на нижней стороне вайи; в – разрез соруса (1 – индузий, 2 – планцента, 3 – спорангий); г – спорангий (4 – кольцо);Б – гаметофит: 5 – сперматозоиды; 6 – заросток с нижней стороны (т – таллом, р – ризоиды, арх - архегонии, ан – антеридии); 7 – выход сперматозоидов из антеридия; 8 – архегоний с яйцеклеткой.

Цикл развития равноспоровых папоротников

В середине лета на нижней стороне зеленых листьев (у некоторых на специальных спороносных листьях) в виде коричневых бородавочек появляются группы спорангиев (сорусы) . Сорусы у многих папоротников прикрыты сверху своеобразным покрывалом -индузием. Спорангии образуются на особом выросте листа (плаценте) и имеют чечевицеобразную форму, длинные ножки и многоклеточные стенки. В спорангиях хорошо выражено механическое кольцо, которое имеет вид узкой несмыкающейся полосы, опоясывающей спорангий. Когда кольцо подсыхает, стенки спорангия разрываются, и споры высыпаются.

Споры, образовавшиеся в спорангиях, одноклеточны и имеют толстую оболочку. При созревании они разносятся током воздуха и в благоприятных условиях прорастают, образуя сердцевидную зеленую многоклеточную пластинку (заросток), прикрепляющуюся к почве ризоидами. Заросток представляет собой половое поколение папоротников (гаметофит). На нижней стороне заростка образуются антеридии (со сперматозоидами) и архегонии (с яйцеклетками). При наличии воды сперматозоиды проникают в архегонии и оплодотворяют яйцеклетки. Из зиготы развивается зародыш, имеющий все основные органы (корень, стебель, лист и особый орган – ножку, прикрепляющую его к заростку). Постепенно зародыш начинает существовать самостоятельно, а заросток отмирает.

У разноспоровых папоротников гаметофиты редуцированы до микроскопических размеров (особенно мужские).

Из корневищпапоротника мужского (Dryopteris filix-mas), получают густой экстракт, который является эффективным противоглистным средством (ленточные черви).

Красные книги - это списки редких и находящихся под угрозой исчезновения организмов; аннотированный перечень видов и подвидов с указанием прошлого и современного распространения, особенностей воспроизводства, уже принятых и необходимых мер по их охране. Различают международные, национальные и локальные Красные книги, а также отдельно Красные книги растений, животных и других систематических групп. Сбор информации для Красных книг был начат Международным союзом охраны природы и природных ресурсов (МСОП) в 1949 г.

Кроме Красной книги МСОП (1997 г.), перечень охраняемых видов растений и грибов в международном масштабе содержатся в Приложениях 1 и 2 Конвенции о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС, 1973 г.).

Первое издание Красной книги РСФСР вышло в 80-х годах (том «Животные», 1983 г.; том «Растения», 1988 г.). В 2001 г. опубликовано новое издание Красной книги Российской Федерации, том «Животные».

Кроме Красных книг существую так называемые Зеленые книги, представляющие собой свод данных о редких, исчезающих и типичных растительных сообществах, нуждающихся в особой охране (Зеленая книга Сибири, 1996; Зеленая книга Украинской ССР, 1987г.).

В Красную книгу РСФСР, том «Растения», включено 516 видов растений и 17 видов (11 семейств) грибов. Растения представляют 440 видов (81 семейство) покрытосеменных, 11 видов (3 семейства) голосеменных, 10 видов (8 семейств) папоротниковидных, 4 вида (1 семейство) плауновидных, 22 вида (14 семейств) моховидных, 29 видов (13 семейств) лишайников. Данное издание до настоящего времени считается действующим, хотя и значительно устаревшим по многим позициям.

В настоящее время готовится новая версия Красной книги Российской Федерации и еще окончательно не определен список включенных видов растений и грибов. Поэтому в предварительном списке споровых растений и грибов были использованы данные Красного списка споровых растений и грибов (2004 г.) Государственного реестра охраняемых объектов животного и растительного мира России. Этот список включает 1263 таксона, из них 128 - папоротниковидные, 322 - лишайники, 91 - водоросли, 340 - грибы.

0 (Ех) - по-видимому, исчезнувшие виды (подвиды);

1 (Е) - виды (подвиды), находящиеся под угрозой исчезновения: таксоны, сохранение которых маловероятно, если факторы, вызвавшие сокращение их численности, будут продолжать действовать. К этой категории относятся таксоны, численность особей которых уменьшилась до критического уровня или число местонахождений которых сильно сократилось;

2 (V) - уязвимые виды (подвиды): таксоны, которым, по-видимому, в ближайшем будущем грозит перемещение в категорию находящихся под угрозой исчезновения, если факторы, вызвавшие сокращение их численности, будут продолжать действовать. К этой категории относятся таксоны, у которых численность особей всех или большей части популяций уменьшается вследствие чрезмерного использования, значительных нарушений или других изменений среды;

3 (Р) - редкие виды (подвиды), представленные небольшими популяциями, которые в настоящее время не находятся под угрозой исчезновения и не являются уязвимыми, но рискуют оказаться таковыми. Эти таксоны обычно распространены на ограниченной территории или имеют узкую экологическую амплитуду, либо рассеянно распространены на значительной территории;

4 (I) - виды (подвиды) с неопределенным статусом: таксоны, которые, очевидно, относятся к одной из предыдущих категорий, но достаточных сведений об их состоянии в настоящее время нет.

На карте показаны местонахождения наиболее редких видов сосудистых и споровых растений и грибов, включенных в Красную книгу РСФСР (1988 г.), имеющих статусы редкости 0(Ех) и 1(Е), а также местонахождения видов, опубликованных в Красном списке споровых растений и грибов России.

Выход в свет Красных книг СССР и РСФСР и разработка для них соответствующих законодательных актов послужили основой для появления региональных Красных книг. С середины 80-х годов прошлого столетия по настоящее время они изданы для 57 регионов, что составляет более половины общего числа субъектов Российской Федерации. Значение региональных Красных книг особенно возросло в 90-х годах прошлого столетия, когда в субъектах Российской Федерации повысилась роль самоуправления.

Помимо Красных книг, во многих регионах разработаны и большей частью утверждены региональные «Списки видов растений и животных, подлежащих охране». Обычно они представляют собой перечень русских и латинских названий видов, охраняемых в данном регионе, без указания на их распространение, численность и т.д. Многие официальные списки носят ведомственный характер, не опубликованы в широкой печати и до сих пор остаются практически недоступными для широкого круга заинтересованных лиц.

Число видов, включаемых в Красные книги отдельных регионов, варьирует от нескольких десятков до сотен. Из видов растений, включаемых в региональные Красные книги, наиболее многочисленны представители покрытосеменных растений. Некоторые книги ограничиваются только ими, но в большинство внесены также представители голосеменных, папоротниковидных, хвощевидных, плауновидных, моховидных, а из низших растений - водоросли и лишайники. Грибы в основном представлены видами из класса базидиальных грибов, но есть и представители слизевиков (Красная книга Ленинградской области).

Как правило, включенные в Красные книги России виды, распространенные на территории региона, включаются в региональные Красные книги. Но бывают и исключения, особенно в тех случаях, когда вид довольно обычен в регионе, и состояние его популяций не внушает опасений.

Споровые растения — это растения, которые распространяются с помо-щью спор. Это мхи, папоротни-ки, плауны и хвощи.

К споровым растениям относятся мхи, папоротники, плауны и хвощи. Все они обра-зуют споры, с помощью которых распространяются. Поэто-му их и называют споровыми растениями. Споровые растения обитают в различных кли-матических условиях. Однако большинство из них произрас-тает на влажных участках, посколь-ку для передвижения мужских гамет (сперматозоидов) при половом процес-се им необходима вода.

• Мохообразные
  • Печёночные мхи
  • Антоцеротовидные
  • Моховидные, или Настоящие мхи
• Сосудистые споровые
  • Риниофиты
  • Зостерофиллофиты
  • Баринофиты
  Материал с сайта

Образование каменного угля

Из древовидных папоротни-ков, плаунов и хвощей миллионы лет назад образовались за-лежи каменного угля. Каменный уголь — один из лучших видов топлива. На нем работают паровые котлы электростан-ций, заводов и фабрик. Из угля получают многие пенные продукты: горючий газ, кокс, пластмассы, лаки, смазочные масла, парфюмерные изделия и др.

Уголь добывают в Украине, России, Польше, Германии, Великобритании и других странах.

Современные папоротники, хво-щи и плауны представляют собой незначительные остатки древних предков, господствовавших на Зем-ле в каменноугольный период пале-озойской эры, т. е. около 350 млн лет назад. Среди древних предста-вителей папоротников, хвощей и плаунов были травянистые расте-ния и мощные деревья, достигав-шие 25 м высоты, с толстыми ство-лами до 1,5 м в диаметре. Широкое распространение этих растений в те времена объясняется благоприятными климатическими условия-ми — теплым влажным климатом. Большая часть суши была заболо-чена. Это создавало благоприятные условия для оплодотворения рас-тений. А так как их спороносные побеги находились высоко над по-верхностью почвы, то это благоприятствовало рассеиванию спор.

Густые тропические леса образовывали огромные массы органиче-скою вещества и при этом обогащали атмосферу кислородом. Дере-вья, отмирая, падали в воду. Там, в бедной кислородом среде, они не сгнивали, а постепенно обволакивались илом, песком, глиной, спрес-совывались покрывающими их осадочными горными породами и но-выми растительными остатками. На месте упавших деревьев со вре-менем вырастали новые, которых ждала та же участь. Так в толще земной коры образовывались залежи каменного угля. Сейчас в нем находят окаменелые стволы древовидных папоротников, хвощей и плаунов, отпечатки листьев, спороносные колоски и даже споры. Находки тщательно исследуются учены-ми. Так, залежи каменного угля «рассказывают» нам об организмах , живших миллионы лет назад.