Порядок мятликоцветные (Poales)

Порядок осокоцветные (Cyperales)

Порядок ситникоцветные (Juncales)

Ситникоцветные – многолетние, реже однолетние травы. По внешнему виду похожи на осоки или злаки. Листья длинные, линейные или шиловидные, с влагалищами. Цветки мелкие, невзрачные, обоеполые. Собраны в соцветия метелки, головки, щитки. Околоцветник шестичленный пленчатый, чешуйчатый, актиноморфный, в двух кругах. Тычинок шесть в 2 кругах. Гинецей из трех плодолистиков ценокарпный. Завязь верхняя. Формула цветка: ♂SР₃₊₃A₃₊₃G₍₃₎. Плод – коробочка. Анемофильные растения, подразделяются на 2 семейства.

П о р я д о к Juncales происходит, вероятно, непосредственно от Lilianae.

С е м е й с т в о ситниковые (Juncaceae) содержит 8 родов и 350-400 видов. Шесть родов встречается в южном полушарии, а 2 рода (Juncus и Luzula) – в северном полушарии с умеренным и холодным климатом. В Беларуси – 2 рода и 22 вида.

Представители: ситник (Juncus), ожика (Luzula). Практического значения не имеют.

К этому п о р я д к у относятся большей частью многолетние, часто корневищные травы. Стебли обычно трехгранные. Листья очередные, трехрядные с замкнутым влагалищем. Цветки мелкие и невзрачные, собранные в колоски, которые образуют сложные соцветия, обоеполые, часто однополые, (однодомные или очень редко двудомные). Околоцветник у архаичных родов из 6 сегментов в 2 круга, но обычно сильно редуцирован до чешуек, щетинок или волосков или околоцветника нет вовсе. Тычинок чаще 3, реже 2 или 1, очень редко 6. Гинецей из трех, реже двух, редко четырех сросшихся карпелл с ветвистым рыльцем. Завязь верхняя. Плоды ореховидные, редко костянковидные, нераскрывающиеся.

Cyperales происходит от наиболее архаичных Juncales. Монотипный порядок с семейством Cyperaceae.

С е м е й с т в о осоковые (Cyperaceae) объединяет 120 родов и 5600 видов. Распространение космополитное, но наиболее многочисленны в умеренных и холодных областях. В странах СНГ – 540 видов, в Беларуси – 15 родов и 91 вид осоковых.

Представители: камыш (Scirpus), пушица (Eriophorum), осока (Carex), папирус (Cyperus papirus) и др.

Камыш озерный (Scirpus, или Schoenoplectus lacustris) –с округлым, продолжающимся в лист стеблем. Соцветия – боковые. Формула цветка: ♂SР₃₊₃A₃G₍₃₎ . Плод – орешек.

Пушица влагалищная (E. vaginatum) – многолетнее дерновое растение верховых болот. Формула цветка: ♂SР₀A₃G₍₃₎. Плод –орешек.

Осока вздутая (C. inflata) – многолетнее растение. Цветки однополые, собраны в колоски. Формула мужского цветка: ♂SР₀A_{(3) или (2)}G₀, женского - ♀SР₀A₀G_{(3) или (2)}. У осок мешочек – это завернутый вокруг женского цветка кроющий лист и сросшийся своими краями.

Практическое значение осоковых невелико. Как кормовые травы (кислые травы) они грубые, невкусные, содержат мало Р и Са.

В Красную книгу Республики Беларусь из семейства осоковых внесены меч-трава обыкновенная (Cladium mariscus), осока Дэвела (Carex davalliana), осока Буксбаума (C. buxbaumii), осока волосовидная (C. capillaris), осока птиценожковая (С. ornithopoda), осока приземистая (С. supina), осока повислая (C. flaca), осока Отрубы (C. otrubae), осока малоцветковая (C. pauciflora), осока заливная (C. paupercula), осока корневищная (C. rhizina), осока теневая (C. umbrosa).

Мятликоцветные – многолетние, реже однолетние или двулетние травы или вторично древовидные растения с более или менее одревесневшим стеблем, но без вторичного роста. Стебли обычно полые в междоузлиях или реже сплошные. Листья очередные, двурядные или редко спиральные с влагалищами (не замкнутыми). На границе листовой пластинки и влагалища имеется язычок (ligula).

Цветки сильно редуцированы, обоеполые или иногда однополые, собранные в колосовидные или метельчатые соцветия, состоящие из простых колосков. Простой колосок из 1-10 цветков. Сложные соцветия Poales: сложный колос – колоски сидят на оси без ножек или с очень короткими ножками (рожь, пшеница, пырей и др.); метелка – колоски на хорошо развитых и повторно ветвящихся веточках (овес, мятлик, кострец и др.); султан – колоски на коротких, тесно сближенных ветвящихся веточках (тимофеевка, лисохвост); початок – цветки однополые на толстой оси (кукуруза).

Каждый колосок в основании имеет у большинства две колосковые чешуйки – нижнюю и более крупную верхнюю. Над ними по оси колоска расположен цветок или цветки. В основании каждого цветка находятся две цветковые чешуи. Нижняя более крупная и плотная, нередко с остью, выходящей из ее вершины, из середины или нижней части. Верхняя цветковая чешуя пленчатая и меньше по размерам, обращена к оси колоска и имеет 2 боковые жилки (кили). Внутри цветка между цветковыми чешуйками находятся 2 очень маленькие нежные пленочки – л о д и к у л ы, 3 тычинки и один пестик из 2 карпелл с двумя перистыми рыльцами. Завязь верхняя. Формула цветка: ♂↑Р₍₂₎₊₂A₃G₍₂₎. Плод – зерновка. Тычинок у более архаичных Poaceae обычно 6 (бамбук, рис), может быть 1, 2, 4 или 5 (душистый колосок имеет две тычинки).

Порядок монотипный, включает семейство Poaceae.

С е м е й с т в о мятликовые, или злаки (Poaceae, или Gramineae) включает 900 родов и 10500-11000 видов. Распространение космополитное. В Беларуси – 66 родов и 153 вида.

По типу кущения злаки подразделяют на корневищные (пырей, вейник, кострец и др.), рыхлокустовые (тимофеевка, ежа сборная, лисохвост и др.), плотнокустовые (белоус, щучка, булавоносец седой и др.).

По высоте злаки подразделяют на низовые (до 70 см) и верховые (свыше 70 см).

От типичного строения цветка злаков имеются отклонения в сторону увеличения числа тычинок (А₃₊₃ у бамбука) и уменьшения (А₂ у душистого колоска обыкновенного).

Злаки – анемофильные растения. Подавляющее большинство перекрестно опыляемые растения. Самоопыляемыми являются пшеница, ячмень, овес, просо, рис и некоторые дикорастущие злаки.

В экономическом отношении злаки являются наиболее важным семейством среди других растений. Они составляют основу нашего питания. По занимаемым площадям культурные злаки можно расположить в следующий убывающий ряд: пшеница, рис, кукуруза, ячмень, овес, рожь, сорго.

Дикорастущие луговые злаки имеют важное кормовое значение (пырей, кострец, овсяница, тимофеевка, мятлик, полевица и др.). В СНГ злаки составлют 25-30% от всего урожая на сенокосах и пастбищах. В степной зоне они составляют 80-90% урожая.

Из семейства мятликовые в Красную книгу Республики Беларусь внесены кострец Бенекена (Bromopsis benekenii), овсяница высокая (Festuca altissima), овсяница дюнная (F. sabulosa), овсяница тонколистная (F. tenuifolia), овсяница валлисская, или типчак (F. valesiaca), ячменеволоснец европейский (Hordelymus europaeus).

4. Подкласс арециды (Arecidae)

Арециды – очень древняя линия эволюции лилиопсид, характеризующаяся большим морфологическим и экологическим разнообразием. Наряду с исключительным разнообразием травянистых форм, среди которых много эпифитов и лиан, а также водных растений, имеется довольно много вторично древовидных растений. Преобладание древовидных, точнее пальмовидных форм с крупными листьями, дифференцированными на ясно выраженные черешок и пластинку, является одной из наиболее характерных особенностей арецид.

В процессе эволюции Arecidae происходила возрастающая редукция цветка, что компенсировалось возникновением очень специализированных сложных соцветий, обычно снабженных сильно развитым кроющим листом.

Arecidae имеет, вероятно, общее происхождение с Alismatidae и Liliidae, но стоят ближе к последним. В подклассе 5 порядков.

4.1.Порядок пальмоцветные (Arecales, или Palmales)

К пальмоцветным принадлежат более или менее древовидные растения с прямыми колоннообразными стволами, редко разветвленным стеблем, иногда кустарники, лианы. У многих ствол покрыт остатками черешков опавших листьев.

Листья очень крупные, с черешками и влагалищами, образуют верхушечную розетку. Листья цельные или перисто- или пальчаторассеченные. Цветки мелкие, актиноморфные, реже слегка зигоморфные, собраны в рацемозные (ботрические) соцветия метелки с покрывалом. Цветки обоеполые или вследствие редукции однополые, растения однодомные или реже двудомные. Околоцветник невзрачный, желтоватый, реже буроватый, зеленоватый. Состоит из двух трехчленных кругов. У некоторых тычинок больше или только три. Плодолистиков три, сросшихся с образованием трех- или одногнездной верхней завязи. Семя развивается обычно в одном гнезде. Формулы цветков:♂SР₃₊₃A₃₊₃ G₀, ♀SР₃₊₃A₀G₍₃₎, ♂SР₃₊₃A_{3+3 G(3).}Плод – костянка, у некорых ягода. Порядок монотипный, включает с е м е й с т в о Arecaceae, или Palmae.

С е м е й с т в о пальмовые (Arecaceae, или Palmae) содержит 212 родов и 3000 видов. Распространение пантропическое, с немногими видами в субтропиках и умеренно теплых областях.

В Европе дико произрастает один вид пальмы – хамеропс (Chamaerops humilis). Среди пальм имеются лианы – р о т а н г и (род Calamus), достигают 300 м длины.

Самые крупные листья в мире имеет амазонская рафия (Raphia taedigera) – черешок ее листа 4-5 м, перистая пластинка 19-22 м длины и 12 м ширины.

Самое крупное соцветие – 14 м высоты и 12 м ширины имеет талипотовая пальма (Corypha umbraculifera).

Самые крупные плоды среди древесных растений – 50 см длины и 10-25 кг массы – имеет сейшельская пальма (Lodoicea seychellarum).

По значению в жизни человека пальмы уступают, быть может, злакам, а по разнообразию использования они занимают первое место среди всех семейств растений.

Для населения тропических областей Азии, Африки, Южной Америки, островов Океании их значение исключительно велико. Пальмы доставляют много ценных продуктов. Все надземные части пальм находят то или иное применение.

Кокосовая пальма (Cocos nucifera) растет по побережьям океанов. Относится к полезнейшим растениям. Плод – односемянный синкарпный плод неправильно называют кокосовыми орехами, достигает 8 кг массы, содержит одно семя.

Средняя часть семени заполнена жидким эндоспермом - так называемым «кокосовым молоком» (из незрелых плодов получают освежающий напиток). Полость окружена слоем до 2 см толщины, твердым эндоспермом, называемым к о п- р о й (получают масло, жмыхи), а из твердого деревянистого внутриплодника производят токарные изделия (пуговицы и др.). Межплодник пронизан массой волокон, которые используют под названием кокосовое волокно на циновки, щетки и другие изделия. Стволы употребляют как строительный и столярный материал. Листья используют как кровельный материал, а волокно листьев идет на изготовление веревок. Очень молодые листья используют как о в о щ. Сок, получаемый на месте срезанных молодых соцветий, при брожении дает вино, а при выпаривании – сахар, сироп.

Финиковая пальма (Phoenix dactylifera) произрастает в жарких областях Африки, Азии. Дает некрупные продолговатые односеменные ягоды, богатые сахаром (до 54%), во многих местах - основная пища местного населения. Семена (косточки) идут на суррогат кофе, на муку для домашних животных. Стволы – строительный материал и топливо. Листья – кровельный материал, на плетение.

Из мякоти африканской масляной пальмы (Elaeis quineensis) получают пальмовое масло, идущее в пищу и на мыловарение.

Из мягкой сердцевины стволов саговой пальмы (Metroxylon) получают крахмал, идущий на изготовление крупы саго.

В странах СНГ интродуцировано около 20 видов пальм. Как декоративные древесные растения растут на открытом воздухе (Черноморское побережье Кавказа, Южный Крым). Здесь наиболее распространен трахикарпус (Trachycarpus excelsa), достигающий 10 м высоты.

4.2.Порядок ароидоцветные, или аронникоцветные (Arales)

Большей частью наземные травы очень разных размеров и облика, нередко с более или менее деревянистым стеблем, иногда лианы и эпифиты, реже водные растения. Листья прикорневые или стеблевые, очередные, спиральные или редко двурядные, в большинстве случаев с черешками, обычно с влагалищами. Пластинки обычно широкие, цельные или расчлененные; жилкование перистое или сетчатое. Цветки мелкие, более или менее редуцированные, тесно сидят на початке с ярко окрашенным покрывалом. Цветки обоеполые или однополые, однодомные или редко двудомные, трех-, двучленные. Околоцветник в обоеполых цветках развит, иногда очень яркий, из 6 или 4 сегментов, в двух кругах, свободных или сросшихся. В однополых цветках очень часто он отсутствует. Тычинок 6 или 4 в двух кругах или их меньше (3-1), редко 8. Гинецей обычно из 3 (2-15) сросшихся карпелл; завязь свободная или погруженная в ось соцветия, одногнездная, реже трех-многогнездная. Плоды ягодообразные. Включает 2 семейства.

С е м е й с т в о ароидные, или аронниковые (Araceae) объединяет 110 родов и 2500 видов. Пантропическое распространение, немногие виды имеются в умеренных областях. В Беларуси – 2 рода и 2 вида.

Представители: аир (Arocus calamus) – прибрежно-водное растение. Цветет, но не плодоносит вследствие недоразвития пыльцы и семязачатков. Формула цветка: ♂SР₃₊₃A₃₊₃G₍₃₎. Размножается переносом корневищ водой. Толстые корневища (ирный корень) применяются в медицине и парфюмерии, а эфирное масло – в ликеро-водочном и кондитерском производстве. Водный настой, спиртовой настой и порошок – как желудочное и тонизирующее средство; белокрыльник (Calla palustris),аронник пятнистый (Arum maculatum) – с ползучим корневищем, прикорневыми сердцевидными листьями, белым покрывалом и початком с обоеполыми цветками: ♂SР₀A₃₊₃G₁. Плод – красная ягода. Растут на болотах. Декоративные: монстера (Monstera deliciosa) – с крупными перисто-раздельными и продырявленными листьями и воздушными корнями. Родина – Мексика, Гватемала. Крупные початки употребляют как фрукты.

С е м е й с т в о рясковые (Lemnaceae) насчитывает 6 родов и 30-43 вида. Распространение космополитное. Редуцированы как вегетативные, так и генеративные органы. Вегетативное тело рясок представлено маленьким зеленым листовидным стебельком, плавающим на поверхности воды и реже погруженным в воду. У основания стебля имеется 2 очень маленьких редуцированных пленчатых листочка. От листовидного стебля отходят вниз один (Lemna) или несколько (Spirodela) нитевидных неветвящихся корешков.

Цветут ряски очень редко, а размножаются очень быстро вегетативно при помощи боковых побегов из кармашков.

Соцветие – очень маленький редуцированный початок с очень нежным пленчатым кроющим листом. В соцветии находится один женский цветок из одного пестика без околоцветника и 1-2 мужских цветка, не имеющих околоцветника, из одной тычинки каждый.

Представители: ряска (Lemna), спиродела (Spirodela), вольфия (Wolffia,). Вольфия бескорневая является одним из самых маленьких видов цветковых растений – 0,1-0,15 см.

5. Порядок рогозоцветные (Typhales)

П о р я д о к рогозоцветные составялют корневищные травы, произрастающие на влажных местообитаниях и в мелководье. Ползучее корневище богато крахмалом. Листья очередные, двурядные, с влагалищным основанием и линейной пластинкой. Цветки однополые, однодомные, сидят в густых колосьях или шаровидных головках. Околоцветник из одной- нескольких малозаметных пленчатых чешуек или многочисленных тонких щетинок. Тычинок 1-8, часто 3; нити свободные или сросшиеся у основания. Гинецей большей частью псевдомономерный. Плоды костянкообразные, при высыхании орехообразные. Объединяет два семейства.

С е м е й с т в о ежеголовниковые (Sparganiaceae) включает один род и 15 видов. Широко распространены во внетропических областях северного полушария. В Беларуси представлено 1 родом и 6 видами.

Представитель – ежеголовник (Sparganium), небольшое многолетнее травянистое растение с очередным листорасположением. Листья с влагалищами. Формула мужского цветка: ♂SР₃A₃ G₀, женского: ♀SР₃A₀ G ₁. Плод – костянка.

С е м е й с т в о рогозовые (Typhaceae) содержит один род и 15 видов. Распространены очень широко, главным образом в Евразии и Северной Америке. В странах СНГ – 8 видов. Многолетние травы. Цветки мелкие однополые, однодомные, собраны в длинные цилиндрические початки. В Беларуси – 1 род и 2 вида.

Мужской початок расположен над женским. У основания каждого соцветия имеется 1-2 кроющих кожистых листа, рано опадающих. В цветках околоцветник редуцирован в волоски. Тычинок 3, срастающихся нитями. В женских цветках – один пестик с одногнездной завязью на длинной волосистой ножке (гинофор), содержит один семязачаток. Ветроопыляемое растение. Плод – орешек.

Представители: рогоз широколистный (Typha latifolia), рогоз узколистный (T. angustifolia). Листья употребляют для плетения циновок. Все растение можно использовать для изготовления бумаги. Корневища можно использовать в пищу и для получения крахмала. Волоски при плодах служат упаковочным материалом и вместе с шерстью идут для изготовления фетра для шляп.

В филогенетическом отношении рогозовые близко к ежеголовниковым и могут рассматриваться как упрощенные формы, происходящие от предков ежеголовниковых.

Литература:

1. Еленевский А.Г., Соловьева М.П., Тихомиров В.Н. Ботаника высших, или наземных растений: Учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений.-М.: Издательский центр «Академия», 2000.-432 с.

2. Комарницкий Н.А., Кудряшов Л.В., Уранов А.А. Ботаника: Систематика растений.- 7-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1975. – 608 с.

3. Чырвоная кніга Рэспублікі Беларусь: Рэдкія і тыя, што знаходзяцца пад пагрозай знікнення віды жывелін і раслін / Гал. рэдкал.: А.М. Дарафееў (старш.) і інш. – Мн.: БелЭн., 1993. – 560 с.

Лабораторная работа №1

Отдел Моховидные (Bryophyta). Класс Печеночники (Marchantiopsida). Класс Антоцеротовые мхи (Anthocerotopsida).

ОТДЕЛ МОХОВИДНЫЕ (BRYOPHYTA)

Моховидные – древняя группа высших растений с преобладанием гаметофита в цикле развития. Она существовала уже в карбоне (350 млн. лет назад). В палеозое наметились основные линии развития моховидных (печеночников, сфагновых и бриевых).

Моховидные представляют собой слепую ветвь развития растений. Они насчитывают от 22000 до 27000 видов. Отдел подразделяют на три класса: антоцеротовые (Anthocerotopsida), печоночники (Marchantiopsida), листостебельные мхи (Bryopsida).

КЛАСС АНТОЦЕРОТОВЫЕ (ANTHOCEROTOPSIDA)

Свое название получили от греческих слов anthos – цветок, keros – рог. Спорогоны имеют вытянутую изогнутую в виде рога форму. Класс объединяет около 300 видов, 6 родов и два семейства. Это т а л л о м н ы е р а с т е н и я в виде розеткоподобной пластинки.

Чертами примитивной организации антоцеротовых являются пластинчатые хлоропласты с пиреноидами, как у водорослей.

Спорофит у антоцеротовых развит хорошо, имеет вид длинной коробочки, стопы и меристематического слоя между ними.

Встречаются антоцеротовые в умеренных областях обоих полушарий и в тропиках. В странах СНГ растет 2 вида: Anthoceros punctatum и Phaeoceros laevis.

КЛАСС ПЕЧЁНОЧНИКИ, ИЛИ ПЕЧЕНОЧНЫЕ МХИ

(MARCHANTIOPSIDA, HEPATICOPSIDA)

Растения этого класса довольно разнообразны, являются талломными. У одних печеночников гаметофит имеет вид с л о е в и щ а - пластинки (сферокарповые, маршанциевые, большнство метцгериевых); у других вегетативное тело представлено листостебельным побегом (гапломитриевые, юнгерманиевые и некоторые метцгериевые). Ризоиды одноклеточные.

Спорогон в виде коробочки на короткой ножке, хлорофилла не имеет. Со споры вырастает п р о т о н е м а (предросток) в виде небольшой пластинки, которая затем развивается во взрослый гаметофит.

Класс включает около 8500 видов (280 родов) и подразделяется на два п о д к л а с с а: маршанциевые (Marchantiidae) и юнгерманиевые (Jungermaniidae).

Подкласс маршанциевых подразделяется на три п о р я д к а: маршанциевые (Marchantiales), сферокарповые (Sphaerocarpales) и моноклиевые (Monocleales)

Порядок маршанциевые (Marchantiales)

Гаметофит этого порядка представлен талломом лентовидной формы, имеет дорзовентральное строение с внутренней дифференциацией и ризоидами двух видов. Спорофит в виде коробочки на короткой ножке, расширенная часть которой получила название г а у с т о р и и или присоски. В коробочке имеются споры и э л а т е р ы (пружинки).

Порядок объединяет 33 рода и 400 видов. Род маршанция насчитывает 65 видов. Наиболее известным представителем является маршанция обыкновенная (Marchantia polymorpha).

Она встречается на влажной почве в лесах на месте кострищ, по болотам, откосам осушительных канав и в других местах. Вид почти космополитный.

Маршанция представляет собой лентовидный, дихотомически разветвленный, стелящийся по земле таллом 5-20 см длинны и 1-2 см ширины. Верхушка таллома выемчатая с точкой роста. Верхняя сторона таллома темно-зеленая со средней ложбинкой. Нижняя сторона таллома буровато-красная. Вдоль средней части таллома отходят многочисленные одноклеточные ризоиды. Здесь же хорошо заметны (в лупу) особые выросты таллома, чешуйки - а м - ф и г а с т р и и – нижние однослойные брюшные чешуйки, которые тянутся в два ряда вдоль средней части, а также и вдоль краев таллома.

Задание:

1) Marchantia polymorpha:

- зарисовать общий вид гаметофитов, отметив на рисунке дихотомическое ветвление талломов, выводковые корзиночки с таллидиями, антеридиофоры, архегониофоры, ризоиды и брюшные чешуйки;

- зарисовать поперечный срез слоевища, отметив на рисунке верхнюю эпидерму, устьица, полости с клетками-ассимиляторами, основную ткань, нижнюю эпидерму, брюшные чешуйки, ризоиды;

- зарисовать виды ризоидов, отметив простые и язычковые;

2) Radula complanata:

- зарисовать общий вид гаметофита, отметив стебель, два ряда двулопастных листьев;

- зарисовать срез побега, отметив антеридии и архегонии;

- зарисовать спорофит, отметив коробочку со спорами, ножку, гаусторию.

3) Anthoceros laevis:

- зарисовать общий вид гаметофита, отметив его слоевище, ризоиды, спорофит, развившийся на гаметофите;

- зарисовать спорофит, отметив стенки коробочки, колонку, гаусторию, таллом и ризоиды.

Лабораторная работа №2

Класс Листостебельные мхи (Briopsida). Порядок Сфагновые (Sphagnales).

Листостебельные мхи – самый крупный класс моховидных. Он включает 700 родов и 14500 видов. Они встречаются повсеместно - от полярных пустынь Арктики до льдов Антарктиды.

Гаметофит листостебельных мхов расчленен на стебель и листья. Стебель имеет радиальное строение, на нем тесной спиралью располагаются листья. На стебле формируются органы полового размножения – антеридии и архегонии.

Спорофит (спорогон) развивается из оплодотворенной яйцеклетки и состоит из коробочки, ножки и гаустории (стопы). В коробочке формируются только споры, элатеры отсутствуют. Со споры развивается протонема (предросток) в виде длинной разветвленной нити, реже она пластинчатая.

В коробочке большинства мхов есть п е р и с т о м (аппарат для регуляции рассеивания спор; его нет у сфагновых и андреевых мхов).

Класс подразделяют на три п о д к л а с с а: сфагновые (Sphagnidae), андреевые (Andreaeidae), бриевые (Bryidae).

Подкласс сфагновые, или торфяные, мхи

(Sphagnidae)

Подкласс включает один порядок, одно семейство, один род и свыше 350 видов.

Распространены сфагновые мхи в умеренных и холодных областях на равнинах северного полушария. Растут на болотах и в заболоченных лесах, образуют сплошные покровы. В горах тропиков не образуют больших зарослей.

Произрастает сфагнум плотными дернинами. Отдельный стебель сфагнума имеет ветви трех видов: верхушечные веточки образуют компактную головку, средние - горизонтально отклонены и нижние - свисают вдоль стебля.

Анатомическое строение растения довольно простое. Стебель в центре имеет с е р д ц е в и н у из паренхимных клеток, а за ней идет д р е в е с и н - н ы й ц и л и н д р, окружающий сердцевину, из клеток, окрашенных в бурый цвет (придает стеблю прочность). Снаружи стебель покрыт э п и д е р м и - с о м (гиалодермисом) из мертвых пустых клеток.

Водоносные клетки занимают 70% поверхности листа. Поэтому цвет сфагнового мха беловатый (белые мхи). Особое анатомическое строение листьев способствует быстрому всасыванию и проведению воды. Сфагновый мох способен всасывать воды в 37,5 раза больше своего веса. Высокая гигроскопичность способствует быстрому заболачиванию тех мест, где сфагнум поселяется. Они хорошие торфообразователи. Поэтому сфагновые мхи называют торфяными мхами.

Взрослые растения сфагнума лишены ризоидов. Дернина сфагнума ежегодно отмирает в нижней части и продолжает свой рост вверх.

В условиях обводненности и недостатка кислорода отмершие части сфагнума не разлагаются до конца и образуют торф. При этом образуются органические кислоты, которые еще больше угнетают бактериальный процесс разложения торфа.

В зависимости от климата и гидрологических условий скорость образования торфа колеблется от 0,22 до 2 мм в год.

На территории Беларуси очень редко встречаются и внесены в Красную книгу сфагнум Линдберга (Sphagnum lindbergii) и сфагнум мягкий Sph. molle).

Задание:

1. Sphagnum

- зарисовать общий вид гаметофита, отметив стебель, боковые веточки, листья, спорофиты на верхней части стебля;

- зарисовать поперечный вид стебля, отметив гиалодерму, механическую ткань и сердцевину;

- зарисовать анатомическое строение листа, отметив гиалиновые клетки с порами и утолщениями на оболочке и ассимилирующие клетки;

- зарисовать продольный срез спорофита, отметив ложную ножку, гаусторию, шейку, коробочку, остатки архегония;

- зарисовать молодую протонему, отметив ризоиды.

Загрузка картинки... Открыть на сайте

Лабораторная работа №3

Класс Листостебельные мхи (Bryopsida). Порядок зеленые мхи (Bryales).

В подкласс зеленых мхов входит п о р я д о к Bryales, 85 семейств, около 700 родов и 14000 видов. Широко распространены на Земле. Имеют огромное значение в умеренных и холодных областях обоих полушарий. Несколько меньшее значение их в тропиках, где встречаются главным образом в горах.

Зеленые мхи принимают участие в образовании растительного покрова. На болотах они образуют сплошной покров и являются важными торфообразователями на низинных и переходных болотах. В хвойных лесах, на лугах, в горах, тундре покрывают почву на большом протяжении.

Зеленые мхи характеризуются хорошо развитой нитевидной, разветвленной протонемой. В коробочке спорогона имеется п е р и с т о м (специальный аппарат для равномерного и постепенного рассеивания спор).

Один из представителей зеленых мхов – кукушкин лен обыкновенный (Polytrichum commune).

Распространен в хвойных лесах, на окраинах болот. Он имеет простой, неветвистый, прямостоячий стебель длиной 30-40 см. Стебель густо покрыт линейно-шиловидными листьями. В нижней части стебля листья более мелкие, бурые. Ниже стебель становится бурым. В почве от него отходят многочисленные ржаво-бурые ризоиды.

Стебель имеет сложное анатомическое строение. В середине стебля проходит концентрический проводящий пучок – зачаточная стель. В центре пучка находится к с и л е м а из мертвых удлиненных клеток. Функционально соответствуют трахеидам более организованным высшим растениям. За ксилемой в 1-2 слоя расположено «к р а х м а л ь н о е в л а г а л и щ е». Клетки его заполнены крахмальными зернами. За крахмальным влагалищем расположено кольцо ф л о э м ы. Пучок окружает к о р а. В ней видны л и с т о в ы е с л е д ы – ответвления от центральной стелы, идущие в листья. Снаружи стебель покрыт э п и д е р м и с о м.

Листья кукушкина льна имеют сложное строение. С нижней стороны они покрыты эпидермой из толстостенных клеток. Над эпидермой располагаются сильно утолщенные клетки механической ткани, а над ними –тонкостенная паренхима. От нее перпендикулярно вверх отходят однослойные пластинки, которые тянутся продольными рядами вдоль всего листа. Клетки этих пластинок содержат большое количество хлоропластов, их называют а с -с и м и л я т о р а м и. Расстояние между ассимиляторами микроскопическое. По принципу капиллярности вода из окружающей среды быстро заполняет эти пространства и прочно удерживается ассимиляторами. Таким образом, ассимиляторы играют еще и роль водоснабжения. При подсыхании происходит заворачивание листа на верхнюю сторону, лист превращается в трубочку, в полости которой располагаются ассимиляторы и находящаяся между ними влага не испаряется. По такому принципу построены листья у ряда других видов. В центре всех листьев зеленых мхов проходит жилка. Кукушкин лен – растение двудомное. На верхушке стеблей одних растений образуются а н т е р и д и и, на других – а р х е г о н и и. Они собраны группами и окружены верхушечными листьями.

В е г е т а т и в н о е р а з м н о ж е н и е осуществляется участками протонемы, образованием вторичной протонемы, выводковыми почками на листьях и стеблях.

По форме роста зеленые мхи делят на верхоплодные и бокоплодные мхи. У верхоплодных (Acrocarpi) архегонии, а затем спорогоны развиваются на верхушке главного стебля. У бокоплодных (Pleurocarpi) архегонии и спорогоны развиваются на верхушке боковых ветвей.

Задание:

1) Polytrichum commune

- зарисовать мужской и женский гаметофиты, отметив стебель, листья, ризоиды и спорофит;

- зарисовать строение стебля, отметив эпидерму, листовые следы, кору, флоэму и ксилему;

- зарисовать поперечный срез листа, отметив ассимиляционные пластиночки, клетки верхней и нижней эпидермы;

- зарисовать поперечный срез листа;

- зарисовать общий вид коробочки со спорами;

- зарисовать перистом.

Лабораторная работа №4

Отдел Риниевидные (Rhyniophyta). Отдел Псилотовидные (Psilotopsida).

В 1937 г. в в е р х н е с и л у р и й с к и х песчаниках Уэльса Ланг открыл новый род – к у к с о н и я (Cooksonia). Позднее куксония была найдена также в верхнесилурийских отложениях Чехии, Словакии, стран СНГ, США. Она жила 415 млн. лет назад.

Риния, хорнеофитон, куксония, псилофит и др. составляют наиболее древний и самый примитивный отдел высших растений, геологическая история которого начинается с с и л у р и й с к о г о п е р и о д а и заканчивается в п о з д н е м д е в о н е (440-340 млн. лет назад). Его называют – риниофиты (Rhyniophyta).

Это наиболее просто устроенные высшие растения. У них был корневищеобразный орган р и з о м о и д (от греч. rhiza – корень), от которого вверх отходили стебли, а вниз – многочисленные р и з о и д ы. Стебель дихотомически ветвился. Самые крупные представители достигали 50 см высотой и около 5 мм в диаметре. Ветви со спорангиями получили название т е л о м о в (от греч. telos – конец), а участки между разветвлениями – м е с о м а м и (от греч. mesos – средний). Листья и корни у них отсутствовали. Анатомическое строение их очень примитивное. Проводящая система была слабо развита и представляла протостелу. Наличие покровных тканей и у с т ь и ц свидетельствует о том, что это были сухопутные растения. В ископаемом состоянии гаметофит риниофитов точно не установлен.

Классификация отдела риниофитов проста. Выделяют к л а с с Rhyniopsida, порядки Rhyniales и Psilophytales с соответствующими семействами. С родом псилофит сближают род тримерофит.

Риниофиты считают исходной предковой группой, от которой произошли моховидные, плауновидные, хвощевидные, псилотовидные, и папоротниковидные и праголосеменные. Они дали начало макрофилльной и микрофильной линиям эволюции высших растений.

Задание:

1) Rhynia.

- зарисовать растение, отметив теломы, месомы, ризомоид;

-зарисовать поперечный разрез телома, отметив стелу с ксилемой и флоэму, рыхлую ткань коры, эпидерму с устьицами;

2) Psilotum nudum.

- зарисовать дихотомически ветвящийся стебель, вильчатые спорофиллы и синангии из трех сросшихся спорангиев.

Лабораторная работа №5

Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta). Класс Плауновые(Lycopsida).

Отдел Lycopodiophyta

В жизненном цикле преобладает спорофит, имеющий дихотомически ветвящийся стебель с листьями. Спорангии всегда одиночные, сидят в пазухах спорофиллоидов, нередко собранных в спороносный колосок. Гаметофиты от хорошо развитых до микроскопически малых, сперматозоиды двужгутиковые и многожгутиковые.

Класс Lycopsida

В основном это были крупные древовидные растения. Сейчас на Земле существуют лишь мелкие травянистые или кустарничковидные формы.

Стебель спорофита более или менее сильно дихотомически ветвится и несет мелкие листья, называемые филлоидами. От стеблей отходят придаточные дихотомически ветвящиеся корни. Спорангии чаще всего располагаются на спорофиллоидах, собранных в спороносные колоски, или стробилы. Относящиеся к этому классу растения являются равноспоровыми. Из спор развивается сравнительно крупный, длинной 4-5 мм, гаметофит. Гаметофиты у одних видов имеют полуназемное прорастание, у других всегда подземные. Гаметофиты равноспоровых всегда обоеполы и входят в симбиоз с грибами. Оплодотворение у плауновых происходит только при наличии влаги.

Порядок Lycopodiales – плауновые

Семейство Lycopodiaceae – плауновые

Род Lycopodium

Представитель Lycopodium clavatum – плаун булавовидный

Lycopodium clavatum – растение хвойных и смешанных лесов и опушек. Стебель тонкий, слабый, стелется по земле. От стебля отходят дихотомически ветвящиеся корни. Боковые ветви, тоже дихотомически ветвящиеся, приподнимаются вверх, и некоторые из них утончаются и заканчиваются спороносными колосками. Листья узкие, жесткие, шиловидные, несут одну маленькую жилку и на зиму остаются зелеными. На оси спороносных колосков в мутовках по 4 располагаются более широкие, чем вегетирующие филлоиды, светлые и тонкие спорофиллоиды, на внутренней стороне каждого из них лежит спорангий со спорами.

Стебель снаружи покрыт слоем эпидермы, под которым лежит слой коры. Среднюю часть стебля занимает центральный цилиндр. Сердцевины он не имеет. Такой тип строения носит название плектостелы.

Задание:

1) Зарисовать общий вид плауна булавовидного, отметив дихотомическое ветвление стебля, спороносные колоски, филлоиды, придаточные корни;

2) Зарисовать спороносный колосок, спорофиллоид со спорангием, споры;

3) Зарисовать гаметофит с антеридиями и архегониями, прорастающий на гаметофите спорофит.

Лабораторная работа №6

Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta). Класс Полушниковые, или Шильниковые (Isoetopsida).

Класс Полушниковые (Isoetopsida)

К полушниковым относятся разноспоровые многолетние травянистые растения. Класс включает порядки селагинелловые (Selaginellales) и полушниковые (Isoetales).

Порядок селагинелловые Selaginellales

Семейство селагинелловые Selaginellaceae

Род селагинелла Selaginella

Представитель селагинелла селагинелловидная S. selaginoides

Селагинелла селагинелловидная встречается в умеренных областях. Это многолетнее растение с дихотомически ветвящимся стеблем. Побеги несут четырехрядно расположенные листья: 2 ряда более мелких спинных и 2 ряда более крупных брюшных листьев. От стебля отходят кореносцы (ризофоры), от них – придаточные, также дихотомически разветвленные корни.

Стебель покрыт однослойной эпидермой. Дале следует кора, наружный слой которой приобретает механический характер, и, наконец, проводящий пучок (стела), расположенный в подвешенном состоянии при помощи однорядных зеленых клеток трабекулярных нитей. Листья имеют среднюю жилку. Снаружи лист одет эпидермисом. В клетках листа один – два пластинчатых хроматофора, как у водорослей; устьица на нижней стороне листа. У основания листа – группа рыхлых клеток, к которой подходит из стебля трабекулярная ткань, через которую происходит поступление воздуха внутрь стебля.

Селагинелла – разноспоровое растение. У нее формируются микро- и мегаспорангии. В микроспорангиях развиваются микроспоры в большом количестве. В мегаспорангиях образуются четыре крупные мегаспоры.

Спорангии расположены в пазухе спорофиллов и собраны в колоски. При этом микроспорангии располагаются в верхней части, а мегаспорангии в нижней части одного и того же колоска или же занимают другой ряд.

При прорастании микроспоры на земле или внутри микроспорангия образуется сильно редуцированный мужской заросток. Он не покидает оболочки споры.

Мегаспора при прорастании образует женский заросток. Чаще всего этот процесс происходит на земле.

Оплодотворение происходит во время дождя. Оплодотворенная яйцеклетка делится. Верхняя клетка образует подвесок. Из нижней формируется зародыш из стебелька, листочков, ножки и ризофора. При помощи ножки зародыш всасывает питательные вещества из заростка. Впоследствии зародыш переходит к самостоятельной жизни и дает взрослое растение селагинеллы.

Семейство полушниковые в Беларуси представлено одним родом и одним видом – полушник озерный, включенным в Красную книгу нашей страны.

Задание:

1) Зарисовать внешний вид селагинеллы, микро- и мегаспорангии, заростки и зародыш.

2) Зарисовать цикл развития селагинеллы.