Шпаргалка по "Систематике растений"

Беннеттиты  обладали уникальными среди голосеменных растений семенами - они не имели эндосперма. Их питательные вещества были сосредоточены в двух крупных семядолях, что считается прогрессивным признаком.

После открытия беннеттитов их шишку (стробил) стали  рассматривать как прототип цветка покрытосеменных растений. Английские палеоботаники Э. Арбер и Дж. Паркин создали с т р о б и л я р н у ю г и п о т е з у происхождения цветковых растений. В самом деле, обоеполая шишка беннеттитов сходна с цветком магнолии, но покрытосемянность у них другой природы, чем у цветковых растений.

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55. Класс гингковые (GINKGOOPSIDA)

Класс представлен  в настоящее время одним в  и д о м - Ginkgo biloba, но в мезозойскую эру, особенно в триасе и перед концом юрского периода (230-140 млн. лет назад) процветал. Геологическая история восходит к концу каменноульного периода (280 млн. лет назад). Происхождение, вероятно, общее с классом пинопсид, от семенных папоротников. Листья от дихотомически разветвленных до двулопастных или цельных; жилкование дихотомическое. Устьица простогубые (гаплохейльные). Стебли пикноксильные (от греч. pyknos - плотный и xylos - древесина), т.е. кора и сердцевина относительно тонкие, а вторичная древесина относительно сильно развита и компактная. Очень редуцированные спорофиллы собраны в однополые стробилы. Семязачаток с пыльцевой камерой. Сперматозоиды с многочисленными жгутиками.

Класс включает один порядок (Ginkgoales) с одним семейством (Ginkgoaceae). В естественном состоянии гинкго встречается в горах Восточного Китая, но с давних времен широко культивируется в районах с умеренным климатом.

Гинкго - "живое  ископаемое". Слово "гинкго" с  японского языка - серебряный абрикос. В мезозое гинкговые были широко распространены на земле (Евразия, Северная Америка, Южное полушарие). Угасание гинкговых началось с мелового периода (137 млн. лет назад).

Гинкго двулопастный -листопадное дерево до 40 м высотой  и 4,5 м в обхвате. Имееет побеги двух типов - удлиненные и укороченные. На удлиненных побегах листья расположены  рассеянно, на укороченных собраны  пучками по 3-5. Листья черешковые, вееровидной формы, двулопастные. Жилкование листьев дихотомическое. Весной и летом листья светло-зеленые, осенью желтоватые, карминово-красные.

Анатомическое строение стебля гинкго сходно с хвойными: слаборазвитая сердцевина, вторичная древесина из трахеид с окаймленными порами на радиальных стенках и сердцевинными лучами, камбий, кора.

Гинкго - растение двудомное. Микростробилы имеют  вид сережек. Сережки появляются на верхушке короткого побега. На оси  сережки спирально расположены микроспорангиофоры. Каждый микроспорангиофор на нижней стороне несет обычно 2, реже 3-7 микроспорангиев. Микроспоры без воздушных мешков. Микроспора прорастает в заросток еще внутри микроспорангия. При этом образуются две проталлиальные, антеридиальная и гаусториальная клетки. Развитие гаустории, процесс оплодотворения, формирование зародыша и семени в целом также похожи на саговниковые. Семена прорастают без видимого периода покоя, что относится к числу примитивных признаков. Семена гинкго используются в медецине и употребляются в пищу. Как декоративное, гинкго используется для озеленения южных городов.

Мегастробил гинкго состоит из длинной ножки и  сидящих на ней двух семязачатков, из некоторых, как правило, развивается  только один. В основании каждого семязачатка имеется валик, который называют воротничком и является, вероятно, редуцированным мегаспорофиллом. Строение семязачатка, как у саговника.

Оплодотворенная яйцеклеткеа делится и формирует  зародыш, состоящий из зародышевых  корешка, стебелька и семядолей; имеется подвесок. Семязачаток становится семенем.

Семя одето  толстой оболочкой из интегумента. Наружная часть ее становится сочной, под ней расположена твердая  каменистая оболочка и внутренний тонкий пленчатый слой. Зародыш в семени окружен эндоспермом.

Ч е р т  а м и п р и м и т  и в н о й о р г а  н и з а ц и и гинкго являются дихотомическое жилкование листьев, наличие пыльцевой камеры, заполненной  жидкостью, подвижные мужские гаметы - сперматозоиды. Используют гинкго как  декоративные растения для озеленения.

растение  таксономический цитологический биохимический

 

56. Класс Хвойные (PINOPSIDA)

Наиболее многочисленная группа среди современных голосеменных. Геологическая история их восходит к раннему каменноугольному периоду (350 млн. лет назад). Листья у современных  форм цельные с одной жилкой или  со слабо развитым дихотомическим жилкованием. Среди вымерших гурпп известны вильчатые листья. Устьица простогубые (гаплохейльные). Стебли пикноксильные. Редуцированные спорофиллы собраны в однополые стробилы. Семязачаток с пыльцевой камерой (вымерший подкласс кордаиты (Cordaitidae) или пыльцевая камера редуцирована и представлена углублением на верхушке мегаспорангия (подкласс хвойные (Pinidae). Мужские гаметы лишены жгутиков.

Хвойные подразделяются на два п о д к л а с  с а - кордаитовые (Cordaitidae) и хвойные (Pinidae).

Подкласс кордаитовые включает п о р я д о к Cordaitales и с е м е й - с т в о Cordaitaceae. Сюда входит вымершая группа семенных растений. Это были деревья до 30 м высотой и более чем 0,5 м в диаметре с моноподиальным ветвлением. Кордаиты - возможные предки представителей подкласса хвойных.

Подкласс хвойные, или пиниды (Pinidae)

Подкласс хвойные - наиболее многочисленная группа среди голосеменных в современной флоре. Насчитывает  около 600 видов, 55 родов, 7 семейств и 7 порядков. В Беларуси хвойные представлены 2 семействами, 4 родами и 4 видами.

Распространены хвойные, главным образом, в северном полушарии. Многие из них: сосна, ель, лиственница, пихта образуют огромные площади  хвойных лесов в северном полушарии, а также в южном (Огненная Земля, Новая Зеландия, Тасмания). В горах хвойные нередко образуют леса даже в тропиках.

Наиболее широко распространены сравнительно молодые р о д  ы хвойных: Picea, Pinus, Abies, Larix и др. Менее распространены более древние формы хвойных: секвойи, таксодиумы (Северная Америка), криптомерия, метасеквойя (Юго-Восточная Азия), агатисы (Новая Зеландия), араукарии (Австралия, Чили).

Хвойные появились на земле  в каменноугольном периоде палеозойской эры (350 млн. лет назад). Хвойные представлены деревьями и кустарниками. Ветвление  хвойных моноподиальное. Нередко у хвойных образуются одинаковые побеги со спиральным листорасположением (тиссовые, араукариевые). У других хвойных развиваются побеги двух типов: удлиненные и укороченные. Удлиненные побеги - а у к с и б л а с т ы (от греч. auxano-увеличиваюсь, расту и blastos - росток) обладают неограниченным ростом и покрыты многочисленными спирально расположенными игольчатыми, чешуевидными или пленчатыми листьями. Такие побеги обеспечивают основной прирост дерева.

Укороченные побеги - б р  а х и б л а с т ы (от греч. brachys - короткий) развиваются в пазухах вскоре опадающих чешуй удлиненных побегов. Они короткие, нарастают медленно. На верхушке несут пучок сближенных листьев 2-5-8 и до 40 штук (кедр -Сedrus).

Анатомическое строение стебля хвойных однообразно. Стебель имеет слаборазвитую сердцевину, хорошо развитую вторичную древесину, кольцо камбия, вторичную флоэму, кору с мощной пробкой.. Древесина хвойных из т р а х е и д с сердцевинными лучами. В коре - смоляные ходы с эфирными маслами (живицей). Из живицы получают скипидар, канифоль, деготь.

Листья у большинства  хвойных игольчатые, хвоя. У более  древних форм они ланцетные или  широколанцетные (агатис, араукария). У некоторых листья чешуйчатые (кипарис, подокарпус). Листья обычно сидячие, цельные, редко выемчатые на верхушке (пихта). Размеры листьев сильно варьируют: от 1-2 см (ель) до 30-40 см (сосна болотная). У араукарии листья пластинчатые 17-18 см длины и 4-5 см ширины.

Для систематики хвойных  определенное значение имеет т.н. листовая подушечка (место прикрепления листа к стеблю).

57.Подкласс хвойные включает 7 п о р я д к о в: вольтциевые (Voltziales), подозамитовые (Podozamitales), араукариевые (Araucariales), сосновые (Pinales), кипарисовые (Cupressales), подокарповые (Podocarpales), тиссовые (Taxales) и соответствующие им семейства.

Размножение хвойных рассмотрим на примере представителя п о  р я д -к а сосновых (Pinales), с е м е й с т в а сосновых (Pinaceae) - сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Растение это однодомное, шишки у нее однополые.

Мужские шишки представляют собой микростробилы, собранные  группой - констробилы. Они расположены  в пазухах листьев побега текущего года. На оси микростробила расположены  микроспорофиллы. На их нижней стороне  образуется два микроспорангия. Снаружи микроспорангий одет эпидермой, далее идет выстилающий слой (т а п е т у м), еще глубже - клетки ткани а р х е с п о р и я. Клетки археспория делятся и дают материнские клетки спор. Последние редукционно делятся и дают тетрады микроспор.

Каждая пылинка одета двумя оболочками: экзиной и интиной. Совокупность пылинок - пыльца. Пыльца, как и споры мхов и папоротников, хорошо сохраняется. На этом основан метод спорово-пыльцевого анализа.

Пылинка имеет воздушные  мешки - отхождение э к з и н  ы от и н т и - н ы. Они заполнены воздухом, который уменьшает удельный вес споры и способствует ее распространению ветром. При созревании микроспор микроспорангии вскрываются продольной трещиной.

Микроспоры начинают прорастать еще внутри микроспорангия. При этом образуется мужской гаметофит. Проросшие микроспоры - мужские гаметофиты, заключенные в оболочку микроспоры, называются пылинками, а совокупность пылинок - пыльцой.

У сосны весной в результате последовательных митотических делений  образуется одна маленькая проталлиальная клетка (остаток вегетативной части мужского гаметофита). Оставшаяся клетка - а н т е р и д и а л ь н а я и н и - ц и а л ь делится еще раз и формирует а н т е р и д и а л ь н у ю к л е т к у и к л е т к у т р у б к и (сифоногенную). Клетка трубки дальше не делится, а дает начало пыльцевой трубке. Антеридиальная клетка делится на две: с п е р м а - г е н н у ю к л е т к у (дает два спермия) и с т е р и л ь н у ю (клетка ножка антеридия, стенка антеридия, дислокатор, сестринская клетка). Стерильная клетка перед оплодотворением набухает и способствует разрыву как ее самой, так и спермагенной клетки, что способствует выходу двух спермиев из их спермагенной клетки. Деление спермагенной клетки обычно происходит перед оплодотворением. Она переходит в пыльцевую трубку, сопровождаемая клеткой-ножкой, и, делясь дает начало двум спермиям.

Женская шишка - констробилы, как правило, одиночные. На оси спирально  располагаются маленькие кроющие  чешуи, в пазухах которых свободно, не срастаясь с ними, сидят крупные  семенные чешуи - мегастробилы. На верхней стороне семенной чешуи находятся два семязачатка с одним свободным интегументом. У всех видов семенные чешуи имеют кожистую или деревянистую консистенцию. Семязачатки бывают прямыми, обращенными и промежуточного типа. Семязачаток состоит из нуцеллуса, интегумента и расположен на короткой семяножке.

Развитие семязачатка  у хвойных протекает по одному типу.Семязачатки возникают в  виде небольшого бугорка (нуцеллус), из основания которого образуется кольцеобразный валик (будущий интегумент). В начале развития семязачатка ткань нуцеллуса состоит из одинаковых клеток, затем в более глубоких слоях нуцеллуса выделяется более крупная археспориальная клетка, являющаяся единственной материнской клеткой мегаспор. Она делится редукционно с образованием четырех клеток мегаспоры, расположенных цепочкой друг над другом. Затем обычно нижняя мегаспора сильно увеличивается в размерах, заполняется питательными веществами и также делится. Остальные три мегаспоры оттесняются кверху и вскоре разрушаются.

Мегаспора прорастает в женский  заросток (гаметофит) внутри мегаспорангия (нуцеллуса).У голосеменных он получил  название первичный эндосперм.

На заростке, в верхней  его части, образуются архегонии, большей  частью их два. Архегоний хвойных  сильно редуцирован. Он состоит из брюшка с яйцеклеткой, шейки с брюшной канальцевой клеткой и шейковых канальцевых клеток.

Попавшие на семязачаток  микроспоры (пяльцевые зерна) через  микропиле проникают на вершину  нуцеллуса. Этому способствует выделяемая микропиле так называемая "опылительная жидкость", выступающая на ее верхушке в виде капли ("опылительной капли"). Пыльцевые зерна легко смачиваются опылительной жидкостью и быстро погружаются в нее и как бы засасываются внутрь и достигают верхушки мегаспорангия (нуцеллуса).

Развитие мужского заростка продолжается на верзхушке нуцеллуса. Экзина лопается, а содержимое микроспоры, окруженнойе интиной, вытягивается в пыльцевую трубку. Она растет через ткань нуцеллуса, достигает  архегония, разрушает его шейку  и входит в соприкосновение с яйцеклеткой. Затем пыльцевая трубка лопается на переднем конце и содержимое изливается в протоплазму яйцеклетки. Обычно у хвойных в зрелой пыльцевой трубке имеется два спермия, ядро клетки-ножки и вегетативное ядро. По мере продвижения спермиев к ядру яйцеклетки один из них сливается с ядром яйцеклетки, а второй отмирает. После оплодотворения зигота начинает делиться. Из оплодотворенной яйцеклетки формируется четыре этажа по четыре клетки в каждом. Это предзародыш (проэмбрио). Далее из нижнего этажа клеток формируется зародыш. Клетки второго этажа вытягиваются и образуют подвесок. Клетки третьего этажа остаются без изменений, а клетки четвертого этажа - камеры способствуют передаче питательных веществ из эндосперма к зародышу. Затем клетки подвеска сильно удлиняются, продвигают формирующийся зародыш во все новые слои эндосперма и выделяют при этом энзимы, растворяющие содержимое клеток эндосперма.