Контрольная работа по "Кормопроизводству с основами ботаники и агрономии "

Схема системы Энглера выглядит так:

Класс Dicotyledones. Подкласс Choripetalae. 1-я ступень развития. Manochlamydeae (13 порядков). 2-я ступень развития. Dialypetaleae (12 порядков). Подкласс Sympetalae (10 порядков). Класс Monocotyledones (8 порядков).

Параллельно с линией систем "восходящего" типа в конце XIX в. возник и другой тип филогенетических систем, восходящий к построениям Декандоля, Бентама и Гукера.

Система Г.Галлира

Система Галлира, опубликованная впервые в 1893 г. и впоследствии вплоть до 1912 г. появлявшаяся в различных  вариантах, не разработана до конца  и как таковая признания не получила. Однако она явилась идейной основой для многих более поздних филогенетических построений.

Большое значение для  дальнейшего развития филогенетических построений имела система английского  ботаника Дж.Хатчинсона (1884-1972), впервые опубликованная в двухтомнике "Семейства цветковых растений" в 1926 г. (двудольные) и в 1934 г. (однодольные). Принципы, которыми руководствуется Хатчинсон, в основных чертах совпадают с "принципами" и "правилами" Галлира и Бесси.

Система Хатчинсона

По мнению Хатчинсона, древнейшие покрытосеменные, многоплодниковые, дифференцировались на "деревянистую" линию (Magnoliales) и "травянистую" (Ranales), которые, в свою очередь, дали начало остальным двудольным, развивавшимся двумя независимыми стволами. Однодольные, принципиально травянистые, выводятся из Ranales.

В наши дни наиболее распространены варианты филогенетической системы А.Л.Тахтаджяна (1942, 1954, 1959, 1966), А.Кронквиста (1957, 1968), Р.Торна (1968, 1976), Дальгрена. Различаясь деталями, они в идейном отношении очень близки между собой. Поэтому в качестве примера современных взглядов на филогению и систему покрытосеменных достаточно более подробно рассмотреть систему А.Л.Тахтаджяна, тем более что она получила широкое признание и распространение как в нашей стране, так и за рубежом.

Система А.Л.Тахтаджяна

Система А.Л.Тахтаджяна построена  по привычному типу "филогенетического  древа", в котором линии, связующие  таксоны, рассматриваются как линии  генеалогической преемственности, хотя, конечно, ясно, что речь идет не о выведении современных таксонов из современных же; предполагается, что современные систематические группы берут начало от каких-то неизвестных нам предковых форм.

Вопрос №125. Происхождение и пути развития высших растений. Понятие о чередовании поколений. Классификация высших растений. 

Появление наземных, или  высших, растений ознаменовало начало новой эры в жизни нашей  планеты. Освоение растениями суши сопровождалось появлением новых, наземных, форм животных; сопряженная эволюция растений и животных привела к колоссальному разнообразию жизни на земле, изменила ее облик. Первые достоверные наземные растения, известные только по спорам, датируются началом силурийского периода. Из верхнесилурийских и нижнедевонских отложений по сохранившимся макроостаткам или по отпечаткам органов описаны наземные растения. Эти первые известные нам высшие растения объединены в группу риниофитов. Несмотря на анатомическую и морфологическую простоту строения, это были уже типичные наземные растения. Об этом свидетельствует наличие кутинизированной эпидермы с устьицами, развитой водопроводящей системы, состоящей из трахеид, и наличие многоклеточных спорангиев с кутинизированными спорами. Следовательно, можно предположить, что процесс освоения суши растениями начался значительно раньше - в кембрии или в ордовике.

Предпосылок для появления  наземных растений было, по-видимому, несколько. Во-первых, независимый ход эволюции растительного мира подготовил появление  новых, более совершенных форм. Во-вторых, за счет фотосинтеза морских водорослей в атмосфере земли произошло увеличение количества кислорода; к началу силурийского периода оно достигло такой концентрации, при которой оказалась возможной жизнь на суше. В-третьих, в начале палеозойской эры на обширных территориях земли происходили крупнейшие горообразовательные процессы, в результате которых возникли Скандинавские горы, горы Тянь-Шань, Саяны. Это вызвало обмеление многих морей и постепенное появление суши на месте бывших мелких водоемов. Если раньше водоросли, населявшие литоральную зону, только в отдельные кратковременные периоды жизни оказывались вне воды, то по мере обмеления морей они переходили к более длительному пребыванию на суше. Это, очевидно, сопровождалось массовой гибелью водорослей; выживали лишь те немногие растения, которые смогли противостоять новым условиям жизни.

В ходе длительного эволюционного  процесса возникали новые виды, постепенно формировавшие типичные наземные растения.

У самых первых наземных растений, имевших еще небольшие  размеры, поглощение воды осуществлялось с помощью ризоидов - одноклеточных или многоклеточных однорядных нитей. Однако по мере увеличения размеров тела происходил процесс формирования сложных специализированных органов - корней с корневыми волосками. По-видимому, образование корней, начавшееся с верхнедевонского периода, в разных систематических группах растений происходило разными путями. Активное поглощение воды ризоидами и корнями стимулировало возникновение и совершенствование водопроводящей ткани - ксилемы. У нижнедевонских растений ксилема состояла только из кольчатых и спиральных трахеид. Начиная с верхнего девона прослеживается тенденция к "оживлению" ксилемы за счет развития древесной паренхимы, которая способствовала более активному проведению воды.

Выход растений на сушу сопровождался улучшением их освещения, что активизировало процесс фотосинтеза. Это приводило к увеличению количества ассимилятов, а следовательно, к увеличению объема растений, что вызвало необходимость их морфологического расчленения.

Существует несколько взглядов на исходную форму первых наземных растений. Одни авторы считают первичной формой пластинчатую - талломную, другие - напротив, радиальную. Есть третья точка зрения, согласно которой первые наземные растения выводятся из гетеротрихальных зеленых водорослей типа хетофоровых. Их стелющиеся части тела дали начало талломным формам, а восходящие - радиальным, т.е. талломные и радиальные структуры возникали одновременно и развивались параллельными путями. Пластинчатые талломы оказались малоперспективными в биологическом отношении, так как они очень быстро опутали бы всю поверхность земли тонким слоем, вызвав обостренную конкуренцию за свет. Восходящие структуры, напротив, получили дальнейшее развитие и сформировали радиальные ветвящиеся осевые органы. Вертикальное положение тела растения оказалось возможным только при условии возникновения механических тканей. (Лигнификация клеток явилась, по- видимому, следствием избытка углеводов в ходе усиленного фотосинтеза.)

Независимо от формы  тела во всех группах наземных растений очень рано (с середины девона) начала проявляться тенденция к образованию плоских боковых фотосинтезирующих органов - листьев. Подобно корням листья возникали разными путями, т.е. в разных систематических группах они имеют разное происхождение.

Большая поверхность  листьев в сочетании с наиболее совершенной, зернистой формой хлоропластов способствовала увеличению эффективности  процессов фотосинтеза, т.е. накоплению органического вещества. Быстрое  и равномерное распределение пластических веществ по всему телу растения оказалось возможным только при наличии совершенной проводящей ткани - флоэмы, которая обнаруживается уже у нижнедевонских риниофитов.

Таким образом, у высших растений произошло формирование важнейших  тканей - эпидермы, ксилемы, флоэмы, механической ткани и важнейших органов - листостебельного побега и корня. По-латыни побег - кормос (cormos) , поэтому многие авторы называют высшие растения кормофитами. Однако А.Л.Тахтаджян справедливо отрицает универсальность этого названия, так как среди высших растений есть талломные мохообразные, а первые наземные растения - риниофиты еще не имели сформированных побегов.

Появившись в нижнем палеозое, высшие споровые растения стали быстро распространяться по поверхности земли, осваивая новые территории. Этому в значительной степени способствовало отсутствие в тот период конкуренции. Палеозойская эра характеризовалась интенсивными видообразовательными процессами, что привело к расцвету папоротникообразных, членистых, плауновидных. В мезозойскую эру господство в растительном мире переходит к голосеменным растениям, а в сменившую ее кайнозойскую эру расцвета достигают покрытосеменные растения.

Общее дерево высших растений ( Тахтаджан, 1987 ):

Теории происхождения. Все высшие растения обладают рядом общих признаков: наличием функционально сходных тканей, морфологически сходных вегетативных органов, однотипных (за исключением покрытосеменных ) многоклеточных половых органов и спорангиев, кутинизированных спор , правильным чередованием поколений. Это позволяет сделать вывод о единстве происхождения высших растений от какой-то одной группы водорослей.

Отделы высших растений. Многие систематики все высшие растения подразделяют на 8 отделов: риниофиты , мохообразные , плауновидные , псилотовые , хвощевидные, или членистые , папоротниковидные, или папоротники , голосеменные , цветковые, или покрытосеменные, растения .

Все высшие растения обладают рядом общих признаков: наличием функционально сходных тканей, морфологически сходных вегетативных органов, однотипных (за исключением покрытосеменных ) многоклеточных половых органов и спорангиев, кутинизированных спор, правильным чередованием поколений. Это позволяет сделать вывод о единстве происхождения высших растений от какой-то одной группы водорослей.

Репродуктивные  органы высших растений

Быстрое освоение суши наземными  растениями объясняется не только совершенством  их вегетативных органов, но теми принципиальными  изменениями, которые претерпели репродуктивные органы - гаметангии и спорангии. Основное назначение репродуктивных органов заключается в образовании и расселении потомства, обеспечивающего сохранение и процветание вида. Поэтому в условиях наземной среды обитания они должны быть более надежно защищены, чем одноклеточные гаметангии и спорангии водорослей. В ходе эволюции у всех высших растений сформировались многоклеточные спорангии и гаметангии, имеющие стенку из живых клеток. Цитоплазма клеток стенки, прочно удерживая влагу, предохраняет развивающиеся гаметы и споры от высыхания. Мужской половой орган - антеридий - имеет овальную или шаровидную форму (рис.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Антеридии и  архегонии: происхождение и строение

 

Происхождение и строение антеридиев и архегониев: 1, 2 - многокамерный  гаметангий; 3 - образование стенки гаметангия; 4, 5 - формирование и строение антеридия; 6, 7, 8 - этапы формирования и строение архегония; гм - изогаметы; ст - стенка; сп.т - сперматогенная ткань; спз - сперматозоиды; ш.к - шейковые канальцевые клетки; б.к - брюшные канальцевые клетки; я - яйцеклетка .

Диплоидный набор хромосом расширил возможности формообразовательных процессов, поэтому огромное разнообразие жизненных форм высших растений принадлежит  бесполому диплоидному поколению. Обильное ветвление и создание крупных  размеров спорофита приводило к колоссальной продуктивности спор и к их эффективному рассеиванию.

Гаметофит, назначение которого состоит в осуществлении полового процесса, подвергся у большинства  высших растений значительной редукции и существует в виде недифференцированного таллома , получившего название заростка, или проталлиума (prothallium) . Широко распространено мнение, что предковые формы высших растений обладали изоморфным чередованием поколений, и от этого типа в дальнейшем эволюция пошла по двум направлениям - гаметофитному и спорофитному. Однако высказывается мысль и о том, что уже исходная группа водорослей обладала разными типами цикла воспроизведения и дала две независимые линии эволюции.

 

 

Вопрос №146. Сравните классы двудольных и однодольных. Перечислите наиболее важные культурные растения и укажите семейства, к которым они относятся.

Как хорошо видно из этой таблицы, нет ни одного признака, который  служил бы резким различием между  двумя классами цветковых растений. Эти классы различаются, в сущности, только комбинацией признаков. Они еще не настолько сильно разошлись в процессе эволюции, чтобы можно было разграничить их по одному какому-нибудь признаку. Тем не менее систематики, как правило, с легкостью устанавливают принадлежность того или иного растения к одному из этих классов.

 

 

 

 

 

Вопрос №186. Характеристика лесной зоны. Деление  на подзоны. Основные лесообразующие породы.

Природные зоны простираются в России на обширных равнинах: с запада на восток. В зонах, как и во всех других природно-территориальных комплексах, взаимосвязаны и взаимообусловлены биоклиматические и литогенные компоненты. В каждой зоне протекают свои процессы обмена вещества и энергии, а также формирования типов климата, современного рельефа, поверхностных и грунтовых вод, растительности и животных, связанных с необходимыми экологическими условиями. Но определяет все процессы в основном соотношение тепла и влаги.

Рис. 23. Природные зоны России

Территорию России пересекают следующие природные зоны: арктических  пустынь, тундровая, лесотундровая, тайги, смешанных и широколиственных лесов, лесостепная, степная, полупустынная, пустынная. Самую большую площадь  занимают лесные зоны. К северу и  к югу от них расположены лесотундровая и лесостепная и далее безлесные зоны. Существование безлесных зон на севере обусловлено суровым арктическим и субарктическим климатом, а на юге — большой сухостью.