Класс Однодольные

Класс Однодольные составляет примерно 25% всех покрытосеменных (около 58 тыс. видов), объединенных в 67 семейств, среди которых выделяются семейства злаковых и лилейных. Основные жизненные формы — травы и редко древовидные формы. Для растений этого класса характерны зародыш с одной семядолей, простые листья с параллельным или дуговым жилкованием, корневая система, образованная придаточными корнями. Проводящие пучки расположены беспорядочно, в них отсутствует камбий, поэтому стебли и корень, как правило, в толщину не растут. Цветки трехчленные.

Семейство Злаки насчитывает около 10 тыс. видов (600 родов). Травы, реже древовидные формы (бамбуки). Стебель простой, иногда ветвистый, представлен соломиной, полый внутри, несколько вздутый в узлах, где прикрепляются очередные двурядно расположенные листья. Листья линейные, с длинным влагалищем и пленчатым выростом — язычком. Жилкование параллельное. У злаков сильно развито подземное ветвление. По этому и др.).признаку различают три типа злаков: корневищные злаки — в узле кущения побеги развиваются горизонтально под землей, образуя корневище (пырей ползучий, костер безостый); рыхлокустовые злаки, у которых боковые побеги отходят под острым углом к главному вертикальному побегу, образуя рыхлый куст (тимофеевка луговая, лисохвост луговой); плотно-кустовые злаки, у которых боковые надземные побеги растут вертикально, почти параллельно материнскому побегу, образуя плотный куст, дерновину (щучка, белоус) (цв. табл. IV).

Цветки злаков собраны в простые соцветия — колоски, которые образуют сложные соцветия — сложный колос (пшеница), султан (тимофеевка), метелку (просо), початок (кукуруза). Цветок состоит из двух цветковых чешуй (верхней и нижней), трех тычинок и одной верхней завязи с двумя столбиками и перистыми рыльцами. Плод у злаков — зерновка (семя срастается с оболочкой плода). Семейство представлено исключительно важными для человека культурными растениями, объединенными в род пшеница, род рожь, род рис, род ячмень и др. К злаковым относится и много кормовых трав (тимофеевка, лисохвост), а также сорных (пырей, овсюг и др.).

Семейство Лилейные — многолетние травы с корневищами, луковицами, клубнелуковицами, реже древовидные растения (драцены, алоэ, юкка). Около 4 тыс. видов, объединенных в 250 родов, произрастающих по всему земному шару. Листья очередные, линейнонервные или дугонервные. Цветки правильные, обоеполые, с простым венчиковидным или чашечковидным околоцветником, состоят обычно из 6 сросшихся или свободных лепестков (3 наружных и 3 внутренних). Тычинок 6 (3 в наружном и 3 во внутреннем ряду). Завязь верхняя. Плод — коробочка (у тюльпана) или ягода (у лындыша). Формула цветка: Л₃₊₃Т₃₊₃П₍₃₎. Цветки бывают одиночные (у тюльпана) или собранные в шаровидные соцветия (у лука) и кисть (у лилий). Большинство лилейных опыляются насекомыми, некоторые — ветром. К лилейным относятся ценные продовольственные растения (лук, чеснок, спаржа) и многие декоративные растения с красивыми и душистыми цветками (различные виды лилий, гиацинты). Среди лилейных встречаются и лекарственные растения (ландыш, купена, вороний глаз

30 Значение растений в природе и жизни человека

Чем глубже изучает человек природу, тем яснее становится огромная роль растений. Растения распространены почти повсеместно на нашей планете: они встречаются в холодных пустынях Арктики и Антарктиды и в горячих источниках с температурой около 70°С; некоторые растительные организмы проникают до 100 м в глубь земной коры (встречаются даже на глубине 2-3 км) и в атмосферу на высоту 10-12 км (в виде спор); некоторые водоросли проникают в толщу морских глубин до 200-250 м (бурые и красные водоросли). Таким образом растительные организмы достигают более широкого, чем животные, распространения. Поэтому именно они определяют границы биосферы (Биосфера - область распространения жизни на Земле).

Растения первыми поселяются там, где отсутствует всякая жизнь. В Антарктиде, например, на свободной от льда поверхности растут мхи и лишайники.

Велика роль растений в жизни нашей планеты. Одни растения способны создавать и накапливать огромную массу органических веществ (автотрофные растения), другие - разрушают их (гетеротрофные растения), возвращая в почву минеральные вещества, необходимые для питания зеленых автотрофных растений. Так совершается круговорот веществ в природе.

Автотрофные растения синтезируют органические вещества из неорганических соединений (углекислого газа, воды, минеральных солей), используя лучистую энергию Солнца. Эта энергия поглощается пигментом (у зеленых растений - хлорофилл, у других окрашенных растений - каротиноиды или фикобилины) и используется в процессе сложных биохимических реакций, приводящих к образованию органических веществ. В органических веществах накапливается преобразованная солнечная энергия в виде потенциальной энергии химических связей. Этот сложный процесс получил название фотосинтеза. Упрощенно его можно записать в виде уравнения реакции:

νh

6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2 - 2830 кДж

Образовавшаяся глюкоза в дальнейшем превращается в более сложные углеводы, жиры, а после присоединения азота, который поступает в растения из почвы в виде неорганических солей, синтезируются белки и другие сложные вещества. В процессе фотосинтеза выделяется свободный кислород, необходимый для дыхания всех живых организмов.

К автотрофным организмам относят высшие зеленые растения, водоросли и окрашенные виды бактерий {бактерии и актиномицеты (лучистые грибки) условно могут быть отнесены к растениям}. Все они синтезируют органические вещества при помощи лучистой световой энергии и поэтому их называют фототрофными организмами или фототрофами. Бактерии, способные создавать органические вещества из неорганических за счет энергии, освобождаемой при окислении этими бактериями неорганических веществ, называют хемосинтетиками или хемотрофными. Вероятно, хемотрофный способ питания - наиболее древний.

Гетеротрофные растения питаются готовыми органическими веществами, которые присутствуют в окружающей среде, и строят их них органические вещества своего тела. Эти растения не имеют хлорофилла в теле. К ним относят некоторые высшие растения, грибы и большинство бактерий. Среди гетеротрофных растений различают растения-паразиты и сапрофиты. Растения-паразиты живут на теле или в теле другого организма и питаются за его счет. Это грибы, вызывающие болезни высших растений (мучнистая роса, ржавчина, головня и др.), и некоторые бесхлорофилльные высшие растения (заразиха, повилика). Сапрофиты питаются органическими веществами из разлагающихся трупов животных и растений. Сапрофитные грибы и бактерии играют огромную роль в почвообразовательном процессе, расщепляя (минерализуя) органические остатки до простых неорганических соединений. В атмосферу выделяется углекислый газ, а в почву попадают минеральные вещества. У растений встречается и смешанный способ питания (миксотрофный). В этом случае растения могут сами создавать органические вещества, так как имеют зеленую окраску, но частично способны питаться и за счет других организмов (омела, росянка).

В повседневной своей деятельности человек также разрушает органические вещества, используя освобождающуюся при этом энергию (при сжигании торфа, угля, нефти, газа). Дыхание живых организмов (тот же процесс горения) приводит к образованию простейших минеральных веществ с выделением углекислого газа. Дыхание растений - процесс, по конечным результатам обратный фотосинтезу:

С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 2830 кДж

Таким образом, фотосинтез, осуществляемый зелеными растениями, является источником возникновения и существования всего живого на нашей планете. К. А. Тимирязев, посвятивший всю свою жизнь изучению процесса фотосинтеза, постоянно подчеркивал эту поистине космическую роль маленького зеленого листа. Он очень ярко описал значение использованного растением солнечного света для физиологических процессов, происходящих в теле человека: "Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез. Он только затратился на внутреннюю работу… В той или иной форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы, и вот теперь атомы углерода стремятся в наших организмах вновь соединиться с кислородом, который кровь разносит во все концы нашего тела. При этом луч солнца, таившийся в них в виде химического напряжения, вновь приобретает форму явной силы. Этот луч солнца греет нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу" (Тимирязев К. А. Жизнь растения).

Не менее важна роль растений как образователей леса, луга, степи и других растительных сообществ. При этом создаются не только разнообразные ландшафты Земли, но и определенные отношения между жизненными формами растений и животных, их приспособленность к определенным физико-химическим условиям среды.