Размножаване на цъфтящи растения. Вегетативно размножаване на цъфтящи растения Цъфтящи растения, размножени с помощта на цветя

Вегетативното размножаване се проявява в способността на растенията да образуват нови индивиди от отделни вегетативни органи - корени, стъбла, листа или техни модификации - жилки, коренища, грудки, луковици и др., както и техните части. Естественото вегетативно размножаване е широко разпространено в природата при много диви растения. Многогодишните треви активно се размножават с помощта на коренища, като пълзяща житна трева, обикновена трева, момина сълза, подбел; Ягодите, някои видове петопръстник и саксифраж се размножават чрез надземни пълзящи издънки ╫ пипала и реснички; Много лилии (лилии, алиуми) се размножават чрез луковици.

Биологичната особеност на вегетативното размножаване е, че дъщерните растения запазват предимно свойствата и характеристиките на майчиното растение. В селскостопанската практика растенията често се размножават изкуствено вегетативно, за да се запази чистотата на сорта (картофи, далии, ерусалимски артишок, много овощни дървета и храсти и др.). Дърветата и храстите могат да се размножават чрез наслояване. Същността на този метод е да се вкоренят долните издънки, преди да се отделят от майчиното растение. След образуването на корени, резниците могат да растат самостоятелно, развивайки се в нормално растение (грозде, касис, цариградско грозде). Дърветата и храстите могат да се размножават и чрез стъблени или коренови резници, т.е. части от летораст с няколко междувъзлия (грозде, малини, върби, рози и др.). В практиката на овощарството широко се използва размножаването чрез присаждане, когато част от едно живо растение се трансплантира на друго живо растение, върху което се вкоренява. Някои растения могат да се размножават чрез листа или части от тях (бегонии). В цветарството се използва така нареченото разделяне на храстите за размножаване на многогодишни билки (в маргаритки, флокс, иглика).

ГЕНЕРАТИВНИ ОРГАНИ И ЖИЗНЕН ЦИКЪЛ НА ЦВЕТНИ РАСТЕНИЯ

ЦВЕТЕ

Голямото разнообразие от цветя на покритосеменните и рязкото им различие от съответните органи на голосеменните затрудняват обяснението на произхода на цветето.

Има няколко хипотези за произхода на цветето. Според най-широко разпространената и добре обоснована стробиларна или евантна хипотеза, цветето е модифициран съкратен спороносен издънка, първоначално наподобяващ конус на голосеменни. По време на процеса на метаморфоза мегаспорофилите се превръщат в плодолисти, а микроспорофилите в тичинки, което много изследователи свързват с адаптирането на покритосеменните към опрашване от насекоми. Според тази хипотеза най-древните семейства са Magnoliaceae, Ranunculaceae и др. Според друга хипотеза, наречена псевдонтична, цветето е модифицирано съцветие, състоящо се от малки разнополови цветя, които са претърпели редукция, конвергенция и сливане; За най-древни се считат семействата с двудомни, невзрачни цветя - върбови, казуаринови и др. Тези хипотези, базирани на идеята за образуването на цветя от листни издънки, се противопоставят на различни теломични хипотези, според които всички части на цветето могат да бъдат получени от теломите, т.е. цилиндрични структури на издънките, характерни за ринофитите.

Понастоящем повечето ботаници разглеждат цветето като модифициран съкратен издънка, всички части на който, с изключение на съда, са листни по природа.

Цветето е скъсен, модифициран спороносен издънка, който се развива от пъпка и е специално предназначен за размножаване (образуване на микро- и мегаспори, опрашване, оплождане, образуване на семена и плодове).

Цветето се състои от няколко части. Цветоносът свързва цветето със стъблото. Гнездото - удължената, скъсена горна част на дръжката, към която са прикрепени всички останали части на цвета. Чашелистчетата изграждат външната част на околоцветника – чашката. Венчелистчетата образуват вътрешната част на околоцветника ╫ венче (понякога при цветята няма разделяне на околоцветника на чашка и венче, в този случай околоцветникът се нарича прост). Колекцията от тичинки образува андроцея. Колекцията от плодолисти (мегаспорофили) образува гинецея, който се намира в центъра на цвета. Цветоносът и приемникът са модифицирано стъбло на издънката, а чашелистчетата, венчелистчетата, венчелистчетата, тичинките и плодниците, слети в плодник, са модифицирани листа на издънката. При някои растителни видове няма дръжка; цветето седи директно върху стъблото и се нарича приседнало. Съдът може да бъде с различни форми: плосък, изпъкнал, силно удължен, вдлъбнат и др.

Части от цвете (околоцветни елементи, тичинки, плодници) могат да бъдат подредени върху гнездото в спирала (спирално разположение) или в кръг (кръгово или циклично разположение). Понякога разположението е смесено или полуциклично: части от околоцветника са разположени в кръг, а тичинките и плодниците са разположени в спирала.

Цветът се развива от пъпка, разположена в пазвата на листа. Такова листо се нарича покриващо. Листата (обикновено модифицирани), разположени на дръжката, под цвета, се наричат ​​прицветници.

Чашката е септирана или сфенофолидна в зависимост от това дали чашелистчетата са свободни или сраснали. Чашката обикновено е зелена, но може да има и други цветове. Чашелистчетата имат различна форма (ланцетни, шиловидни, триъгълни и др.). Ако формата и размерът на чашелистчетата на цветето не са еднакви, тогава чашката се нарича неправилна; ако са еднакви, се нарича правилна.

Венче се състои от свободни или слети венчелистчета и съответно се нарича отделно-венчелистче или сфенолетно. Обикновено е ярко оцветен. Венчелистчетата могат да бъдат с различни форми.

Околоцветникът, състоящ се от ясно изразена чашка и венче, се нарича двоен (или сложен). Околоцветник, състоящ се от еднакви листчета, се нарича прост. Ярко оцветеният прост околоцветник се нарича венчевиден, а зеленият – чашковиден. Някои видове растения нямат околоцветник и цветовете се наричат ​​голи.

Цялото разнообразие от цветя по отношение на тяхната симетрия може да се сведе до следните три вида: 1) редовно или актиноморфно цвете, през което могат да се начертаят няколко равнини на симетрия (представители на семействата на карамфил, розоцветни); 2) неправилно или зигоморфно цвете, през което може да се начертае само една равнина на симетрия (представители на семейства бобови, Lamiaceae, орхидеи); 3) асиметрично цвете, през което не може да се начертае равнина на симетрия (представители на семейство Cannaceae и бананови).

Андроцеят се състои от тичинки, които по природа са микроспорофили. Тичинката има нишка и прашник, прикрепени към нея с помощта на съединителна тъкан. Всеки прашник съдържа четири поленови гнезда, в които се развива цветен прашец (микроспори или поленови зърна).

Зрелите поленови зърна при различните видове могат да имат сферична, елипсовидна или друга форма. Покрити са с две черупки. Външната дебела се нарича екзина, вътрешната мека се нарича интина. На екзината при различните видове се образуват различни издатини, шипове и туберкули. Във всяка микроспора, разположена вътре в прашника, ядрото се разделя, образувайки две ядра: вегетативно и генеративно. Това започва развитието на мъжкия гаметофит и микроспорите се превръщат в прашец. Впоследствие от генеративното ядро ​​се образуват два сперматозоида, които са мъжки гамети.

Гинецеят се състои от един или повече плодници. Всеки плодник е образуван от един или повече свободни (апокарпен гинецей) или слети (ценокарпен гинецей) плодници (мегаспорофили). Образуваният плодник обикновено се състои от долна разгъната част - яйчник, средна цилиндрична част - стълбче и горна разширена част - близалце. Когато стилът липсва и близалцето е разположено директно върху яйчника, се нарича сесилно. Стигмата може да бъде с различна форма: главовидна, двуустна, звездовидна, пересто-лопастна и др. В яйчника се образуват една или много кухини, наречени гнезда. Те развиват яйцеклетки (мегаспорангии), от които след оплождане се развиват семена. Броят на издатините, лобчетата на близалцата и гнездата на яйчниците може да показва броя на плодниците, образуващи плодника. Мястото, където яйцеклетката е прикрепена към яйчника, се нарича плацента (или плацента).

Визуално описание на структурата на цветето се дава от формулата и диаграмата на цветето. Формулата отразява структурата на цветето с помощта на букви и цифри, диаграмата отразява структурата на цветето с помощта на чертеж (проекция на части от цветето върху равнина, план на цветето). Формулата на цветето е съставена по следния начин. Обикновеният околоцветник се обозначава с латинската буква P, чашка ╫ K, венче ╫ C, андроцей (тичинки) ╫ A, гинецей или плодолисти ╫ G. Правилният цвят се обозначава със звездичка *, грешният ╫ с стрелка?. Всяка буква има число в долния десен ъгъл, показващо броя на членовете в даден кръг на цветето. Ако има много членове и техният брой е неопределен, те поставят знак за безкрайност? Ако тези части на цветето са разположени не в един, а в два кръга, тогава знакът на члена има две числа, свързани със знак "+". Когато някои части на едно цвете растат заедно, числото, което показва техния брой, се поставя в скоби. Горният яйчник е отбелязан с линия под числото, показващо броя на плодниците; долен яйчник ╫ линия над номера. Диаграмата на цветето се изготвя по следния начин. Напречно сечение на цвете е изобразено под формата на проекция на всички негови части върху равнина. Слетите елементи на всяка част от цветето в диаграмата са свързани с пунктирана линия или плътна тънка линия. Диаграмата показва не само броя на частите на цветето, но и тяхното взаимно разположение.

Зрялата яйцеклетка се състои от ахена, една или две обвивки (интегументи) и ядро ​​на яйцеклетката (nucellus), което съдържа ембрионалната торбичка (женски гаметофит). Интегументите на върха на яйцеклетката имат тесен канал, наречен поленов канал (или микропиле).

Зародишният сак се развива в нуцелуса. Вътре в ембрионалния сак има яйце, две от неговите придружаващи клетки (синергиди), две полярни ядра и три антипода (ядра на противоположния полюс на ембрионалния сак спрямо яйцеклетката). Покритосеменните нямат архегонии. На определен етап полярните ядра на централната клетка се сливат, образувайки диплоидното централно (вторично) ядро ​​на ембрионалния сак. По време на половия процес се случва двойно оплождане - процес, характерен само за цъфтящи растения, открит от руския ботаник С. Г. Навашин през 1898 г. Освен това, след проникването на два сперматозоида от мъжкия гаметофит в ембрионалната торбичка, не само яйцеклетката се опложда , но и централното ядро ​​на ембрионалния сак. След оплождането ембрионът се развива от зиготата, а хранителната тъкан или ендоспермът на семето се развива от централната клетка с триплоидно ядро. Двойното торене насърчава бързото развитие на ендосперма, което ускорява целия процес на образуване на семена.

СЪВТЕСТИЯ

Цветята могат да бъдат единични, завършващи издънката, но по-често се събират в съцветия. Съцветието е издънка или система от издънки, носещи цветя. При съцветията цветовете излизат от пазвите на покривните листа (прицветниците).

Съцветията могат да бъдат разделени на две групи: моноподиални (гроздовидни, ботрични) и симподиални (цимозни). При моноподиалните съцветия най-младите цветове са в центъра или на върха на съцветието. В симподиалните съцветия първото апикално цвете завършва главната ос на съцветието и по-нататъшното развитие на съцветието се дължи на развитието на страничните оси от първия ред, след това от втория и т.н.

Моноподиалните съцветия могат да бъдат прости (цветята седят директно върху главната ос на съцветията) или сложни (цветята седят върху клоните на главната ос на съцветията). Простите моноподиални съцветия включват: съцветие ╫ цветята са разположени на удължена ос, имат дръжки (череша); клас ╫ подобен на грозд, но цветовете са приседнали (живовляк); кочан ╫ клас с дебела, месеста ос (царевица); глава ╫ подобна на четка, но главната ос е много скъсена, цветовете изглеждат приседнали (детелина); scutellum ╫ подобно на съцветие, но се различава по това, че долните цветя имат дълги дръжки, в резултат на което цветята са разположени почти в една равнина (круша); кошница ╫

цветовете са винаги приседнали, разположени в силно удебеления и разширен край на скъсената ос на съцветието (представители на сем. Сложноцветни); чадър - основната ос на съцветието е силно скъсена, страничните цветя седят на дръжки с еднаква дължина (лук). Сложните моноподиални съцветия включват: сложен клас ╫ елементарни класчета (пшеница) седят на главната ос; метлица, или сложно съцветие, ╫ на главната ос, страничните разклонения се развиват на различна височина, на свой ред се разклоняват и носят цветя или малки прости съцветия (люляк); сложен чадър ╫ се различава от простия по това, че осите му завършват не с цветя, а с прости чадъри (моркови); сложен щит - главната ос е щит, а страничната ос е кошничка (бял равнец).

Симподиалните съцветия включват: монохазия (разделена на извивка и завивка); дихазия, или вилица, и плейохазия, или фалшив чадър. Monochasium - оста на всеки ред дава само един клон с цвете. В къдря всички цветя са насочени в една посока (незабравка). В гируса страничните оси с цветето се простират последователно в две противоположни посоки (гладиоли). Дихазиум - оста на всеки ред дава два клона. Цъфтежът на съцветието започва с връхния цвят, непосредствено под него има два странични цвята от втори ред, а от пазвите на последните два цвята от трети ред възникват и т.н. (представители на семейство Карамфилови). Плейохазиум - от всяка ос, носеща връхен цвят, излизат повече от две клонки, надрастващи главната ос (euphorbia).

Биологичното значение на съцветията е много голямо. Съцветията правят цветовете ясно видими от голямо разстояние, което е важно за опрашващите насекоми. За растенията, опрашвани от вятъра, съцветията увеличават вероятността цветята да бъдат опрашени от „облак“ от летящ прашец.

Плодът обикновено се образува от яйчника на плодника. Перикарпът се развива от стените на яйчника, който се състои от три слоя: външен (екзокарп), среден (мезокарп) и вътрешен (ендокарп). Тези три части не винаги са добре изразени.

Плодовете могат да бъдат прости или истински, образувани от един плодник в цвете и сложни или съставни от няколко плодника на едно цвете (плодове на малини, къпини, лютиче и др.). Ако в образуването на плода освен плодника участват и други части на цвета (приемник, околоцветник), плодът се нарича фалшив.

Всички истински плодове, въз основа на структурата на перикарпа, се делят на сухи и сочни. Сухите плодове имат сух, дървесен или кожен перикарп и се делят на отварящи се

нечуплив и неотваряем. В допълнение към плодовете, които се отварят по различни начини, има разпадащи се плодове, представени от две групи: фракционни плодове, които се разпадат надлъжно в равнината на сливане на плодниците (сенничести), и съчленени плодове, които се разпадат напречно в равнини, перпендикулярни на надлъжната ос. на плодниците (някои видове кръстоцветни растения и др.). При сочните плодове целият перикарп или част от него е сочен или месест. Сочните плодове се делят на плодове и костилкови плодове.

Разнообразието от плодове се определя преди всичко от структурата на перикарпа, както и от начина на отваряне и броя на семената. Сред сухите и сочни плодове се разграничават едносеменни и многосеменни.

СУХИ МНОГОСЕМЕННИ ОТВАРАЩИ СЕ ПЛОДОВЕ: капсула ╫ едноместен или многоместен плод, образуван от няколко плодолиста, отворени с дупки или пукнатини (мак, кокошка, памук); листче ╫ едноместен плод, образуван от един плодник, отворен по вентралния шев (чучулига); сложна листовка е група от листчета (невен, мехурче); боб - едноместен плод, образуван от един плодник, за разлика от листовка, се отваря по два шева - вентрален и гръбен (представители на семейството на молци); шушулка - удължен двулицев плод, образуван от два плодника, а между клапите има надлъжна преграда (синап); шушулка ╫ същото като шушулка, но дължината й е не повече от три пъти ширината й (овчарска торбичка).

СУХИ ЕДНОСЕМЕННИ НЕОТВАРАЩИ СЕ ПЛОДОВЕ: кариопсис ╫ семето прилепва плътно с тънък ципест перикарп (ръж, пшеница); семка ╫ кожест перикарп, несраснал със семето; ахената често е снабдена с туфа или муха (глухарче); в семейството на сенниците се образуват две проби; лъвска риба ╫ храстица с криловиден придатък (ясен), диплоид (клен); орех ╫ твърд, вдървенял перикарп (лешник); орех ╫ малък орех (коноп); жълъдът ╫ прилича на орех, но перикарпът е кожест и долната част на плода е потопена в чашковиден плюс (дъб).

СОЧНИ МНОГОСЕМЕННИ ПЛОДОВЕ: ягодоплодни ╫ сочен ендокарп и мезокарп, кожест екзокарп (грозде, домати); ябълката е фалшив плод, в чието образуване, в допълнение към яйчника, участва силно разширен съд (ябълково дърво, круша); тиквата е фалшив плод, съдът, екзокарпът е твърд, понякога дървесен, мезокарпът и ендокарпът са сочни (диня, тиква); портокал ╫ цитрусов плод, екзокарп с мека кора, богат на етерични масла, сух, гъбест мезокарп, сочен ендокарп (лимон, портокал).

СОЧНИ ЕДНОСЕМЕННИ ПЛОДОВЕ: костилка ╫ тънък, кожест екзокарп, сочен мезокарп, каменист ендокарп (череша, слива); сложна костилка ╫ група костилкови растения, образувани от един цвят (малина, къпина).

Горната класификация на плодовете е изкуствена, тъй като се основава главно на външни морфологични характеристики. Съществува и морфогенетична класификация на плодовете въз основа на вида гинецей, от който се развиват плодовете.

Някои растения развиват съцветия. Те се образуват от съцветие в резултат на сливането на няколко плода в едно цяло (смокиня, ананас).

Семената са специализирани структури (органи), възникнали в процеса на еволюцията на семенните растения (отдели на голосеменни и покритосеменни) и изпълняващи функциите на тяхното размножаване и разпространение. Семената се образуват от яйцеклетки (яйцеклетки) след оплождане и се затварят в цъфтящи растения в едносеменни или многосеменни плодове. Обикновено зрялото семе на цъфтящо растение се състои от ембрион, ендосперм и семенна обвивка.

Обвивката на семената обикновено е многослойна, основната й функция е да предпазва ембриона от прекомерно изсушаване, механични повреди и преждевременно покълване. Понякога неговата структура улеснява разпространението на семената в околната среда. В кората има малък отвор - входа на семето, което улеснява проникването на вода в семето в началото на набъбването. Върху кората се вижда и белег - следа от семенната дръжка, с помощта на която семето се закрепва за стените на плода.

Ендоспермът е хранителна тъкан, състояща се от триплоидни клетки и възникваща от централната клетка на ембрионалния сак по време на процеса на двойно оплождане. Функцията на ендосперма е да осигури хранене на ембриона в началните етапи на неговото развитие по време на покълването на семената.

Ембрионът е рудимент на ново растение и се състои до голяма степен от образователни тъкани. В него ясно се виждат няколко структури. Ембрионалната издънка е представена от ембрионална дръжка, която има точка на растеж на върха, и котиледони (рудиментарни листа). Долният край на издънката постепенно преминава в ембрионалния корен, обикновено представен само от образователна тъкан, покрита от кореновата капачка.

Ембрионът на представителите на двусемеделния клас цъфтящи растения обикновено има два котиледона, простиращи се от оста

бягство отстрани. Точката на растеж на издънката е разположена между тях и е апикалната. Котиледоните на двусемеделните често са големи и месести (например при бобови растения, тиква, астери) и съдържат запаси от хранителни вещества, докато ендосперма е почти невидим. В различните групи цъфтящи растения съотношението на размерите на ендосперма и котиледоните на ембриона варира значително.

Ембрионът на представителите на класа едносемеделни цъфтящи растения има само един котиледон. Обикновено заема апикално положение, като точката на растеж е изместена настрани. Представителите на семейство треви, едно от най-важните икономически, имат много уникална структура на семената и се различават от повечето едносемеделни. Ембрионът в семето на едносеменен плод-кариопсис е в съседство с ендосперма от едната страна и не е заобиколен от него. В резултат на това котиледонът заема странично положение и има формата на плосък щит, чиято основна функция е усвояването на хранителни вещества от добре развития ендосперм. Апикалната пъпка при житните растения е доста добре развита и има няколко листни примордия.

В сравнение с други растителни органи, които съдържат 70–95% вода, семената се състоят предимно от сухо вещество. Те съдържат 10-15% вода. Сухото вещество на семената съдържа само 1,5-5% пепелни (минерални) вещества, останалото е органично вещество. Органичните вещества в семената са представени от протеини, въглехидрати и мазнини. Съотношението на тези основни групи органични вещества варира в различните таксономични групи растения. Например, семената на бобовите растения са много богати на протеини (25-30% от сухото тегло на семената). Зърнените семена съдържат значително по-малко протеин (около 10%), но нишестето съставлява повече от половината от сухото им тегло. Семената на бобовите и зърнените култури обикновено съдържат незначително количество мазнини, докато в конопеното и лененото семе делът на мазнините е около 30%, а в семената на някои сортове слънчоглед е над 50%.

Семената изискват определени условия за покълване. Тъй като тъканите им са силно дехидратирани, наличието на вода е необходимо. Важен е и достатъчен достъп на въздух, осигуряващ интензивно дишане на покълващите семена. Когато дишат, отделят не само въглероден диоксид, но и значително количество топлина. Това определя условията за съхранение на семената в тънък слой в сухи, добре проветриви помещения: ако семената се съхраняват в дебел слой, те могат да се прегреят, което ще доведе до смъртта на ембрионите. За всеки вид растение има определена температура, под която семената не могат да започнат да покълват. За покълването на семена на някои растителни видове е полезно

Променливите температури са приятни (берберис, целина). Семената на много растения от естествената флора на умерените и студените зони могат да покълнат само след излагане на ниски температури (феномен на стратификация). Понякога кълняемостта на семената се определя от светлинния режим. Семената на редица видове могат да покълнат само на светло (ливадна синя трева, моркови), докато други могат да покълнат само на тъмно (някои видове звънци и звънци). Семената на много видове са безразлични към светлината.

Покълването на семето се предшества от неговото набъбване, необходим процес, свързан с усвояването на голям брой видове и напояването на тъканта на семето. Това обикновено разрушава обвивката на семето. Едновременно с усвояването на водата започва активна ензимна дейност, водеща до мобилизиране на резервни вещества. Растежът и развитието на ембриона, превръщането му в разсад (младо растение с първите зелени листа), се дължи на разделянето и растежа на клетките му.- За растеж, особено в първите етапи на развитие, ембрионът използва хранителни вещества, съхранявани в семената, т.е. води хетеротрофен начин на живот. Той получава резервни вещества под формата на захари от котиледони или ендосперм в резултат на хидролиза на нишесте.

Времето за засяване на семена от различни растения се определя от връзката им с горните фактори на околната среда (особено влажността и температурата на почвата). За култивираните растения хората създават благоприятни условия за покълване в резултат на разрохкване и овлажняване на почвата. Дълбочината на засяване на семената на селскостопанските култури зависи от много фактори: размера на семената, физичните свойства на почвата (определящи водните, въздушните и топлинните условия), както и от биологичните характеристики на вида (някои видове се характеризират чрез надземно покълване, когато котиледоните на разсада се изнасят на светло, други - подземно покълване, когато котиледоните остават в горния почвен хоризонт).

ПРИНЦИПИ НА СИСТЕМАТИКАТА И НОМЕНКЛАТУРАТА НА РАСТЕНИЯТА

Основни понятия за систематичните (таксономични) категории. Систематиката изучава биологичното разнообразие на организмите (виж също раздел V, стр. 322). Основната цел на всяко систематично изследване е класификацията на съществуващото (и съществуващото преди това) разнообразие от видове. По време на процедурата по класификация, въз основа на сравнение и анализ на анатомо-морфологични и еколого-биологични характеристики и свойства на организмите, се установяват свързани и еволюционни връзки

между групи организми ╫ таксони (т.е. подчинение на систематични категории).

Най-високата таксономична категория в таксономията е „царство“. Съвременните таксономисти разграничават от три до девет царства на органичния свят (виж също стр. 359). Най-широко известните системи са американският биолог Р. Х. Уитакър (който обосновава идентифицирането на пет царства на живата природа) и един от най-големите местни ботаници, академик А. Л. Тахтаджян, който идентифицира четири царства на органичния свят: Прокариоти (вижте раздели II, X), гъби (виж раздел II), растения, животни (виж раздел III).

Според идеите на А. Л. Тахтаджян, царството на растенията включва фотосинтезиращи еукариотни (за характеристиките на еукариотите вижте раздел X, стр. 420) организми. Според други таксономисти това царство трябва да включва само висши растения.

Основната таксономична категория, използвана в биологичната систематика, е видовете. Спецификата на всеки вид се изразява морфологично (фенетично) и служи като отражение на неговите генетични характеристики. Близките видове образуват родове, близките родове образуват семейства, семействата образуват разреди (разреди в зоологията), разредите (разредите) образуват класове, класовете образуват отдели (типове в зоологията) и накрая отделите (типове) образуват царствата на органичния свят. Следователно всяко растение принадлежи към редица последователно подчинени таксони. Това е йерархична класификационна система. Всяко научно наименование на вид (включително растителен вид) се състои от две латински думи (то е двоично). Той включва името на рода и специфичния епитет, например черна нощница (Solanum nigrum). Всеки род (включително род Nightshade) съдържа определен брой видове, които се различават един от друг по своята морфология, биохимия, екология, роля в растителността и други свойства. Основателят на бинарната номенклатура е изключителният шведски натуралист Карл Линей (1707–1778), който публикува своя труд „Species plantarum“ („Видове растения“) през 1753 г. (виж раздел V).

Значението на международните имена на растения. Двоичните латински имена на растенията са приети от научната общност, разбираеми за специалисти от различни страни и са заложени в Международните номенклатурни кодекси, които регулират и определят таксономичните правила. Научните публикации трябва да използват международна номенклатура, а не местни имена на растения.

Позицията на горепосочения вид (черна нощница) в съвременната класификационна система е следната:

╒ Kingdom Plantae ╫ Растения.

╒ Отдел Покритосеменни, или Magnoliophyta, ╫ Покритосеменни, или Цъфтящи растения.

╒ Клас Двусемеделни ╫ Двусемеделни.

╒ Разред Scrophulariales ╫ Noricaceae.

╒ Семейство Solanaceae ╫ Solanaceae.

╒ род Solanum ╫ нощница.

╒ Вид Solanum nigrum ╫ Черна нощенка. Изисква се име на вида

Съкращението на фамилията на Линей е ╫ Линей).

Съгласно Международния кодекс на ботаническата номенклатура има правила за формиране на имена на таксони от различни рангове, което позволява незабавно да се разграничи тяхното ниво. По този начин много имена на отдели имат окончанието -фита. Например отдел Цветни растения се нарича Magnoliophyta, отдел Зелени водорасли се нарича Chlorophyta и т.н. Името на разредите завършва на -ales. Например разред Ranunculaceae ╫ Ranales, разред Ceramaceae ╫ Poales и др., името на семействата има окончание -ceae. Например семейство Розоцветни ╫ Rosaceae, семейство Бобови ╫ Fabaceae и др.

ОСНОВНИ РАСТИТЕЛНИ ГРУПИ

ОТДЕЛ ПО ВОДОРАСЛИ

Понятието „водорасли“ обединява доста голяма група от предимно водни едноклетъчни и многоклетъчни организми, много разнородни както по структура, така и по произход, които са възникнали и еволюирали независимо един от друг.

В тази връзка в съвременната алгология (науката за водораслите) това понятие има само биологичен смисъл и е загубило значението си като таксономична категория (разделение, клас). Много експерти определят водораслите като хетерогенна група от предимно водни организми с кислородна фотосинтеза, чието тяло не е диференцирано в многоклетъчни органи, а е представено от талус или талус и които имат едноклетъчни репродуктивни органи. Както прокариотните, така и еукариотните организми отговарят на това определение и т.н. следователно положението на водораслите в системата на органичния свят не може да бъде еднозначно. Ако приемем предишната дефиниция, тогава те трябва да бъдат поставени в няколко царства на живата природа: прокариотни форми (синьо-зелени водорасли или цианобактерии и прохлорофити) ╫ в царството на бактериите, еукариотни форми ╫ в царството на протеста и царството на растенията.

Водораслите се срещат във водни басейни от всякакъв вид и в почти всички обитаеми местообитания на сушата - в почвата и на нейната повърхност, по камъни и скали, стволовете на дърветата. Например, trentepoly образува кафяво покритие върху кората на дърветата, в почвата преобладават жълто-зелени, зелени, диатомеи и синьо-зелени водорасли. Има около 35-40 хиляди вида водорасли. Повечето сладководни водорасли са с микроскопични размери; най-големите сладководни водорасли, Characeae, могат да достигнат 2 m дължина. Въпреки това, гигантски водорасли се срещат в моретата и океаните, например кафявите водорасли макроцистис достигат дължина до 60 м. Във водната среда водораслите заемат различни ниши. Например микроскопични водорасли (от няколко хилядни от милиметъра до няколко милиметра) се носят свободно във водния стълб. 1 cm3 вода съдържа до 40 000 000 клетки. За да не потънат на дъното, някои водорасли натрупват мастни капки; други могат да развият различни израстъци по клетъчните стени, които увеличават триенето; трети имат флагели и могат активно да се движат през водния стълб. Има и водорасли, прикрепени към почвата на дъното на водоемите или към различни предмети.

Сред водораслите има едноклетъчни, колониални и многоклетъчни представители. При много еукариотни водорасли клетката има характеристики, характерни за растителна клетка: наличие на клетъчна стена, вакуола с клетъчен сок и хлоропласти, наречени хроматофори, в които протича фотосинтезата. Хроматофорите носят пигментни системи, включително хлорофили (хлорофил а се намира във всички фотосинтезиращи водорасли и висши растения), каротеноиди и фикобилини. Комбинациите от тези пигменти определят цвета на талиите на водораслите: например при червените водорасли червеният цвят се дължи на факта, че зеленият хлорофил е маскиран от червени и сини фикобилини. Някои водорасли, принадлежащи към различни отдели, са загубили фотосинтезиращи пигменти и напълно са преминали към хетеротрофен начин на хранене.

Размножаване на водорасли. Формите на размножаване на водораслите са разнообразни. Вегетативното размножаване става чрез клетъчно делене наполовина (например при Euglena green), участъци от колонии (например при колониални диатомеи) и нишки (например при Spirogyra) и специализирани структури (например нодули при Chara). Безполовото размножаване се осъществява от подвижни зооспори (Ulotrix, Chlamydomonas) и неподвижни апланоспори (Chlorella). Спорите на безполовото размножаване се образуват в специални клетки, наречени спорангии, а индивидът, върху който се образуват спорангии, се нарича спорофит. Водораслите имат полово размножаване. Клетките, в които се образуват половите клетки (гамети), се наричат ​​гаметангии и индивид

върху които се образуват, ╫ гаметофит. По време на половото размножаване в резултат на сдвояване на гамети се образува зигота, която дава начало на нови индивиди. Основните видове полов процес при водораслите са следните: изогамия ╫ сливане на подвижни гамети с еднакъв размер и форма (улотрикс); хетерогамия ╫ сливане на подвижни гамети с еднаква форма, но различни размери (някои видове Chlamydomonas); оогамията е сливането на голяма, неподвижна женска гамета (яйцеклетка) с малък, подвижен сперматозоид (водорасли). При водораслите се среща и сексуално размножаване без образуване на гамети - конюгация, когато протопластите на две хаплоидни вегетативни клетки се сливат, за да образуват диплоидна зигота (спирогира). Изброените методи на размножаване са представени по различен начин в различните групи водорасли. Например добре познатото едноклетъчно неподвижно водорасло Chlorella се размножава само безполово, а водораслото Acetabularia се размножава само по полов път; В жизнения цикъл на келпа (водораслото) са представени както безполово, така и сексуално размножаване, докато зелената еуглена се размножава само вегетативно.

Едноклетъчни водорасли. Chlamydomonas е едноклетъчно, подвижно зелено водорасло с овална (или капковидна) форма, което живее в локви и други малки сладки водни тела. Движението се извършва с помощта на два еднакви флагела в предния край на клетката. Цитоплазмата е ограничена от външната среда с клетъчна стена, състояща се от пектинови вещества. Цитоплазмата съдържа ядрото и контрактилните вакуоли. Няма вакуола с клетъчен сок. По-голямата част от клетката е заета от хроматофор с форма на чаша. В него протича процесът на фотосинтеза и нишестето се отлага като резервно вещество. В резервоари, богати на органични вещества, Chlamydomonas може да абсорбира и готови органични вещества (това е основата за използването му при пречистване на отпадъчни води). В предната част на хроматофора има червено око, което участва във фоторецепцията. Chlamydomonas се размножава безполово и полово. По време на безполово размножаване в клетката се образуват 4–8 бифлагелатни зооспори, всяка от които след освобождаване израства във възрастен. При половото размножаване под мембраната на майчината клетка се образуват гамети. В резултат на сливане по двойки на гамети се образува зигота. Покрива се с черупка и заспива зимен сън. През пролетта ядрото му претърпява редукционно делене и в резултат на това се образуват 4 млади хаплоидни хламидомони.

Хлорелата е добре позната сред едноклетъчните, неподвижни зелени водорасли. Среща се в сладки и солени води, както и в почвата. Хлорелата има сферична форма. Под плътната целулозна обвивка има цитоплазма, ядро ​​и голям зелен хроматофор. Хлорелата се размножава само безполово

посредством неподвижни апланоспори. Характеризира се с висока скорост на размножаване и ефективна фотосинтеза. Това превърна хлорелата в един от най-удобните обекти за отглеждане. Благодарение на нея бяха разкрити много от тайните на фотосинтезата.

Нишковидни водорасли. Те включват по-специално ulotrix и spirogyra. Ulothrix живее в морски и сладки води, където образува зелено покритие върху подводни обекти. Ulothrix има вид на неразклонени нишки, които се състоят от къси клетки. По-голямата част от клетката е заета от вакуола с клетъчен сок, в цитоплазмата има ядро ​​и хроматофор под формата на колан. Ulotrix се размножава вегетативно, безполово и полово. По време на безполово размножаване в клетките се образуват четири камшичести зооспори, които след навлизане във водата плават, след което се прикрепят към подводни предмети, започват да се делят и образуват нови нишки. По време на половото размножаване в клетките се образуват бифлагелатни гамети. След като напуснат майчината клетка, те се сливат във вода, образувайки четирифлагелатна зигота, която след период на плуване се утаява и се покрива с черупка. Периодът на покой завършва с образуването на 4 хаплоидни зооспори, които след навлизане във водата се прикрепват към субстрата и покълват в нови нишки.

Spirogyra е често срещана в сладките води, където образува натрупвания от зелена тиня. Нишките на Spirogyra са неразклонени и се състоят от големи цилиндрични клетки, покрити с целулозна мембрана и слуз. Центърът на клетката е зает от вакуола с клетъчен сок, в която ядрото е окачено върху цитоплазмени нишки. Хроматофорът изглежда като спирално усукана лента. Една клетка може да има няколко хроматофора. Размножаването при Spirogyra е вегетативно и полово. Половият процес е конюгация, при която съдържанието на вегетативните клетки на две съседни нишки се сливат. Получената диплоидна зигота е покрита с мембрани и презимува в тази форма. През пролетта ядрото претърпява редукционно делене, три ядра умират и само една нова хаплоидна верига расте.

Морски водорасли. Сред морските водорасли има едноклетъчни, колониални и многоклетъчни форми. Многоклетъчните представители са предимно кафяви, червени и зелени водорасли. Кафявите водорасли са само многоклетъчни, предимно макроскопични, имат жълто-кафяв цвят поради голям брой жълти и кафяви пигменти. Кафявите водорасли се намират на дълбочина 40–100 (200) m, но най-гъстите гъсталаци се образуват на дълбочина 15 m. Едно от най-известните кафяви водорасли, келп или водорасли, е широко разпространено в северното полукълбо. Талусът му може да достигне дължина до 20 м. Ламинарията съдържа големи количества

аминокиселини метионин, йод, въглехидрати, минерали и витамини, превъзхождайки по тези показатели много зеленчуци и фуражни треви (това е в основата на значението му в храненето на човека).

Червените водорасли, ИЛИ лилавите водорасли се срещат преобладаващо в моретата. Те са получили името си поради цвета на талуса: в зависимост от съотношението на пигментите, цветът на талуса варира от тъмночервен, розов до синкаво-зелен или жълт. Наличието на фикоеритрин (червен пигмент) позволява на червените водорасли да живеят на голяма дълбочина (това са най-дълбоките морски водорасли), тъй като той абсорбира зелените лъчи на слънчевата светлина, преминаващи през водния стълб. Повечето червени водорасли имат многоклетъчни тали под формата на красиви, сложно разчленени плочи, но някои представители могат да се състоят от една клетка или да образуват колонии. В допълнение към целулозата, клетъчната стена на червените водорасли съдържа агар и карагенан. Клетъчната стена може да се калцифицира и тогава тези водорасли приличат на корали. Плашилата играят важна роля в живота на морето, често определят естеството на растителността и доминират в различни общности. Те служат като храна за морски животни, участват в процесите на естествено самопречистване на водите, много от тях са годни за консумация (например порфир).

Сред зелените макроскопични водорасли най-известни са водораслите от род Ulva (морска маруля). Талусът на улвата има формата на плоча, която може да достигне 1,5 m дължина. Населението на много крайбрежни страни консумира тези водорасли като храна.

Значението на водораслите. Водораслите в резервоарите играят ролята на производители, тъй като те са в състояние да синтезират органични вещества от неорганични. Те също отделят големи количества кислород по време на фотосинтезата. Гъсталаците от водорасли служат като места за хранене, подслон и размножаване на много животни.

При благоприятни външни условия масата на някои водорасли се развива толкова силно, че причинява промени в цвета на водата. Това явление се нарича "цъфтеж на водата" и споменаването му може да се намери в съобщенията на Плиний през 77 г. сл. Хр. Зеленото цъфтене на водата в канавки, локви и ями най-често се причинява от еуглена или зелени водорасли. Водораслите също могат да причинят цъфтеж в морската вода. Например, през последните години са причинени големи щети от „червени приливи“ - „морски цъфтеж“, причинени от увеличаване на масата на редица микроскопични едноклетъчни водорасли (динофлагелати). Размножаващите се водорасли отделят вещества, които са токсични за животните и хората.

Водораслите не се срещат само във водата. Сухоземните представители са „пионерите“ на растителността върху скали, пясък и други безплодни места. Те участват във формирането на структурата и плодородието на почвата. Органичните вещества, отделяни от водорасли, като самите тали, служат като храна за много почвени организми: бактерии, гъбички и безгръбначни животни. Водораслите участват и в образуването на седиментни скали.

Редица морски водорасли (около 160 вида) се използват широко като храна (видове от родовете Porphyra, Laminaria, Undaria, Ulva). Успешно се култивират редица видове (порфир, водорасли и др.). Ламинарията, която се използва в храненето на хората, за храна на добитъка, използва се в медицината и се култивира в Русия и страните от Югоизточна Азия. В Япония от края на 17 век. Порфирата се култивира и днес е най-популярното водорасло за масово отглеждане във ферми за водорасли в Япония и Южна Корея. От един хектар водна повърхност е възможно да се получат от 25 до 100 тона маса годишно. В целия свят червените водорасли се използват за производството на агар, който има желиращи свойства. От него се приготвят желета, блатове, суфлета, много сладки и други продукти. Агарът се използва в микробиологията за получаване на хранителни среди. Всяка година в света се произвеждат 10 000 тона агар.

Кафявите водорасли са единственият източник на алгинати. Тези съединения на алгиновата киселина подобряват качеството на хранителните продукти и стабилизират различни разтвори и суспензии. За храна на добитъка се използват предимно кафяви водорасли (кел, фукус, аскофилум). От водорасли се получават и торове.

Някои водорасли се използват в медицината за лечение на редица заболявания. Например в народната медицина водораслите се използват като противоглистни средства, при лечение на кашлица, рани, подагра, гуша (някои водорасли съдържат в талусите си

голямо количество йод) и др. От червените водорасли се получават антивирусни съединения, които блокират прикрепването на вирусите към клетъчната мембрана. През последните години се използват препарати от кафяви водорасли за отстраняване на радионуклиди.

Водораслите се използват като индикаторни организми при определяне състоянието на водоемите; Те се използват и в процеса на пречистване на отпадъчни води (Chlamydomonas).

Водораслите служат като добри моделни обекти за научни изследвания. Хлорела може да се нарече „ветеран“ в космическата биология: с нея са проведени експерименти на космически кораби, за да се използва за регенерация на въздуха и рециклиране на органична материя в затворени системи за поддържане на живота. Acetabularia, например, се използва при изучаване на връзката между ядрото и цитоплазмата в жива клетка, тъй като това едноклетъчно и през по-голямата част от своя жизнен цикъл мононуклеарно водорасло се характеризира с бърза регенерация и изключителна жизненост на гигантското си ядро. Отличен обект за биофизични и физиологични изследвания са харофитните водорасли, върху големите клетки на чиито междувъзлия се изучават процесите на мембранна пропускливост, цитоплазмени движения и сложни електрически явления.

ОТДЕЛ BRYOUS ИЛИ МЪХОВЕ

Бриофитите са вечнозелени, автотрофни, предимно многогодишни растения. Отделът включва около 25 000 вида, известен е от карбона и очевидно произхожда от древни зелени водорасли.

Тялото на бриофитите е или талус (талус), притиснат към субстрата, или стъбло с листа; няма корени, има само ризоиди. Размерите на растенията варират от 1 mm до няколко десетки сантиметра. Бриофитите имат сравнително проста вътрешна организация. В тялото им е развита асимилаторна тъкан, но проводимата, механичната, складовата и покривната тъкан са слабо изразени в сравнение с други висши растения.

За разлика от всички други отдели на висшите растения, вегетативното тяло на бриофитите е представено от гаметофит (полово поколение), който доминира в техния жизнен цикъл; Спорофитът (безполово поколение) заема подчинено положение при мъховете, развивайки се върху гаметофита.

Върху гаметофита на бриофитите се развиват многоклетъчни специализирани органи на половото размножаване - мъжки (антеридии) и женски (архегонии). В антеридиите се образуват голям брой бифлагелатни сперматозоиди. Всеки архегоний произвежда едно яйце. При влажно време (по време на дъжд) сперматозоидите, движещи се във водата, проникват в яйцето, намирайки

архегоний, разположен вътре. Един от тях се слива с нея, произвеждайки оплождане. От оплодено яйце (зигота) израства спорофит, т.е. безполово поколение, представено от кутия, разположена на стъбло. В спорангиума, многоклетъчен специализиран орган за безполово размножаване, разположен вътре в капсулата, се образуват хаплоидни спори в резултат на редукционно делене.

При поникване на спора се появява протонема - тънка разклонена нишка (по-рядко плоча). На него се образуват множество пъпки, които дават началото на листни издънки на гаметофита или тали под формата на плоча.

Гаметофитите на бриофитите са способни на вегетативно размножаване и тяхното развитие за дълго време може да се случи без образуване на спорофит.

Бриофитите се делят на 3 класа: антоцероти, чернодробни мъхове и листни мъхове.

В клас Anthocerotidae има около 300 вида. Разпространени са предимно в тропическите и умерено топлите райони на земното кълбо. У нас се среща само род Antoceros, който включва 3–4 вида. Гаметофитът на антоцеротите е талус (талус). В рода Antoceros талусът е розетков, с диаметър 1–3 cm, по-рядко листов, тъмнозелен, плътно прилепнал към почвата. Капсулите (спорогония) са многобройни, леко извити, четиновидни. Те придават на антоцеротните мъхове отличителен външен вид.

В клас Чернодробни червеи има над 6 хиляди вида. Чернодробните мъхове са широко разпространени, но като цяло тяхната роля в растителността е много по-малка в сравнение със зелените и сфагновите мъхове (виж по-долу). За разлика от другите бриофити, при повечето чернодробни червеи протонемата е слабо развита и краткотрайна. Гаметофитът има формата или на талус, или на листно растение. Структурата на гаметофита в чернодробните мъхове е много разнообразна, спорофитът е от същия тип. Един от най-разпространените чернодробни червеи в нашата флора, растящ в блата и гори на местата на пожари, е обикновената маршанция. Тялото на Marchantia е представено от талус под формата на тъмнозелена плоча. Растението е двудомно. На някои индивиди се образуват архегонии, на други - антеридии. Архегониите се развиват върху специална стойка, чийто връх прилича на многолъчева звезда. Мъжката стойка с антеридии прилича на плосък диск.

Подкласът Jungermanniaceae включва както талус, така и листни растения. Повечето видове имат полегнали дорзовентрални издънки. Формата на листата и тяхното закрепване към стъблото са разнообразни, формата на кутийката е от сферична до цилиндрична, обикновено се отваря с 4 листа.

Клас Листни мъхове включва 3 подкласа: сфагнови, андрейкови и бри мъхове.

Подкласът на мъховете Sphagnum е представен от едно семейство, Sphagnaceae, с един род, Sphagnum. У нас се срещат 42 вида от този подклас. Сфагновите мъхове са широко разпространени главно в умерените и студени райони на Северното полукълбо, където образуват непрекъсната покривка в блата и влажни гори. Стъблата на мъховете сфагнум са изправени, с листни клони във формата на сноп. На върха клоните са скъсени и събрани в доста плътна глава. Листата са еднослойни и имат два вида клетки: хлорофилоносещи и водоносни (хиалинови). Клетките, носещи хлорофил, съдържащи хлоропласти, са тесни и с форма на червей. Те са разположени между широки, безцветни водоносни клетки, лишени от клетъчно съдържание. Благодарение на многото си водоносни клетки, сфагнумът може бързо да абсорбира и задържа големи количества вода за дълго време (почти 40 пъти повече от сухото си тегло). В горната част на стъблата се образуват антеридии и архегонии. След оплождането на яйцеклетката от архегониума израства капсула.

Подкласът на бриевите или зелените мъхове е представен у нас от около 2 хиляди вида. Зелените мъхове са най-често многогодишни, предимно зелени растения с височина от 1 мм до 50 см. Те са широко разпространени и образуват непрекъсната покривка в блата, иглолистни гори, ливади, планини и тундри. Зелените мъхове се характеризират с добре развита, често нишковидна, разклонена протонема. Зелените мъхове са много разнообразни в структурата на вегетативните си органи.

Най-важните характеристики на растенията от този подклас се отразяват, например, в мъх Кукушкин лен, широко разпространен във влажни иглолистни гори и покрайнините на блатата. Стъблото на този мъх е изправено, неразклонено, достига височина 30–40 cm и е гъсто покрито с линейно-ланцетни листа. Кукушкин лен е двудомно растение. На върха на стъблата на някои растения се образуват архегонии, а на други - антеридии. След оплождането от зиготата се развива капсула, разположена на стъбло. Спорите узряват в кутията. Веднъж попаднали на влажна почва, спората покълва, давайки началото на нишковидна протонема. На протонемата се образуват пъпки, от които растат стъбла с листа.

Значението на мъховете в природата е голямо. Представителите на бриофитите растат почти навсякъде. Изключение правят солените пустини, местообитания с подвижен субстрат (нанесени от вятъра пясъци, сипеи, камъчета). Не са известни морски бриофити. Мъховете са в изобилие в блатата и горите. Те често доминират в почвената покривка на иглолистните гори (смърчови гори, борови гори и др.). Мъховете са широко представени в растителността на тундрите и планините;

Зоната на тундрата и влажните планини с право се наричат ​​„царството на мъховете и лишеите“.

Свойството на бриофитите бързо да абсорбират вода и да я задържат здраво, причинява слабо разлагане на тревния мъх отдолу, което води до образуването на торф. Покритието от мъх може да допринесе за преовлажняване на площи. Сфагновите мъхове имат антибиотични свойства и се използват в медицината. Те са торфообразуватели, участват в образуването на гъста мъхеста покривка в повдигнатите блата. Торфът от сфагнум се използва широко като гориво и в селското стопанство.

Много зелени мъхове образуват непрекъснат килим в низинните блата, където образуват отлагания от низинен торф, богат на хранителни вещества. Низинният торф се използва широко в селското стопанство като тор. Мъховете могат да окажат неблагоприятно въздействие върху живота на някои видове съдови растения: растат в непрекъснат плътен килим, те възпрепятстват аерирането на почвата, причинявайки я вкисване.

ОТДЕЛ ПЛУНОВИДИ ИЛИ МЪХ

Ликоподите са една от най-древните групи растения. Първите ликофити са били тревисти растения. През периода на карбона се появяват дървовидни форми, но те изчезват и останките им образуват находища на въглища. Повечето от ликофитите вече са изчезнали. Оцелели са само сравнително много видове клубни мъхове и селагинела.

Всички съвременни представители на ликофитите са многогодишни тревисти, обикновено вечнозелени растения. Някои от тях на външен вид приличат на зелени мъхове. Листата на ликофитите са сравнително малки. Дихотомичното (раздвоено) разклоняване също е характерно за ликоподите. На върха на стъблата на много ликофити се образуват класчета (стробили), в които узряват спори.

Сред ликофитите има хомоспорови и разноспорови растения. При първите спорите не се различават морфологично; покълвайки, те образуват двуполови гаметофити; При разноспоровите видове малките спори пораждат мъжки гаметофити, носещи антеридии, а големите - женски гаметофити, носещи архегонии. В антеридиите се образуват дву- или многожгутикови сперматозоиди, а в архегонии се образуват яйца. След оплождането от получената зигота израства ново безполово поколение - спорофит.

Раздел Mossaceae включва два класа: Mossaceae и Polusniformes. От първия ще разгледаме разреда Lycophytes, а от втория ще разгледаме разреда Selaginella, чиито представители живеят в момента.

Разредът Lycophytes се характеризира с хомоспоровост. Представено е от едно семейство ╫ мъхове, чийто основен род е родът мъхове, наброяващ около 400 вида. У нас се срещат 14 вида мъхове. Много клубни мъхове са малки тревисти растения. Листата им са сравнително малки. Средна жилка, състояща се от трахеиди и паренхимни клетки, минава покрай листа.

Нека разгледаме един от видовете клубен мъх - клубен мъх. Този вид е широко разпространен в иглолистни (обикновено борови) гори на бедни почви. Мъхът е вечнозелено многогодишно тревисто растение с пълзящо стъбло с дължина до 1–3 м. Пуска възходящи надземни издънки с височина до 20 см, които завършват със спороносни класчета. Всички издънки са гъсто покрити с малки шиловидни листа. Класчетата съдържат бъбрековидни спорангии, в които се образуват голям брой еднакви малки жълти спори. След узряване спорите падат в почвата. При покълването им се образува израстък (гаметофит). Мъхът е многогодишен и изглежда като малко възелче (2╫5 mm в диаметър) с ризоиди. Липсва му хлорофил (следователно безцветен) и не може да се храни сам. Развитието му започва едва след като гъбичните хифи (ендотрофна микориза) проникнат в тялото. На горната повърхност на проталуса, в дълбините на неговата тъкан, се образуват антеридии и архегонии. Оплождането става в присъствието на вода. Ембрионът се развива от оплодена яйцеклетка и прераства в многогодишно вечнозелено растение, наречено спорофит. При ликофитите има ясно изразена смяна на поколенията. Цикълът на развитие е доминиран от спорофита. Редукционното делене се извършва в спорангиума по време на образуването на спори.

Стъблата и листата на клубните мъхове съдържат алкалоиди и се използват в медицината. Спорите се използват като прах (ликоподиум) за прахове, както и за хапчета за поръсване. За да се защитят запасите от клубни мъхове, при събиране на спори е необходимо внимателно да се отрежат само спороносните класчета.

Разред Selaginellaceae, който принадлежи към клас Polushnikovae, се характеризира с разноспорови. Представено е от едно семейство Selaginellaceae. Има почти 700 вида в рода Selaginella, предимно местни за тропическите и субтропичните региони. У нас се срещат 8 вида от този род. Selaginella са много разнообразни на външен вид. Повечето от тях са малки, обикновено пълзящи тревисти растения. Листата са прости, целокрайни, малки, дълги до 5 mm. Размножават се предимно безполово, чрез спори.

Нека разгледаме по-отблизо Selaginella selaginaceae. Това растение има къси пълзящи стъбла, покрити с удължени яйцевидни листа. В горната част на издънката, спороносни ко-

гланц. Основната разлика между Selaginella и клубните мъхове е, че класчето съдържа два вида спорангии: по-големите (мегаспорангии) съдържат 4 големи спори (мегаспори); по-малките (микроспорангии) съдържат множество микроспори. При покълването микроспората образува силно редуциран мъжки проталус, върху който се развива един антеридий. От мегаспората израства женски проталус, върху който се развиват няколко архегония. Движението на спермата изисква вода, така че се случва след дъжд или през роса. С течение на времето възрастно растение селагинела израства от оплодено яйце.

Така при Selaginella се образуват два вида спори - микроспори и мегаспори - и се развиват еднополови протли. Талосите, особено мъжките, са силно редуцирани, което е основната посока на еволюцията на висшите растения. Това може ясно да се види в други отдели на висшите растения. Selaginella се използват малко от хората.

ОТДЕЛЕНИЕ EAILS, ИЛИ ХОПАШКИ

Equisetaceae се характеризират с разделяне на ясно очертани междувъзлия и възли с навити листа.

Понастоящем хвощовете са представени на Земята от един клас Equisetaceae, който включва един разред Equisetaceae и едно семейство Equisetaceae. Семейството има един род хвощ, който включва около 30 вида, 17 от които се срещат в нашата флора (блата, гори, ливади, обработваеми земи и др.).

Най-голямото развитие на хвощовете се наблюдава през карбонския период. Тогава много от тях бяха представени от големи дървета. По-късно дървовидните форми изчезват. Мъртвите останки са довели до отлагания на въглища. Много тревисти форми също изчезнаха.

Съвременните хвощи са многогодишни коренищни треви с дължина на стъблото до няколко десетки сантиметра. Във възлите на стъблото има вихри от клони. Малките подобни на люспи листа растат заедно с обвивките в тръба; функцията на фотосинтезата се изпълнява от зелени издънки. Някои издънки завършват със спороносен клас (strobilus), състоящ се от спорангии. Съвременните хвощове са едноспорови растения.

Половото поколение (гаметофит) в съвременния хвощ е представено от еднополови или двуполови краткотрайни, много малки зелени издънки с размери няколко милиметра. Върху тях се образуват антеридии и архегонии. Многофлагелатните сперматозоиди се развиват в антеридии, а яйцата се развиват в архегонии. Оплождането става в присъствието на капково-течна среда (вода) и от зиготата израства ново безполово поколение - спорофит.

Структурата на хвощовете и техният жизнен цикъл може да се разгледа на примера на хвощ. Това многогодишно коренищно растение расте по ниви, ливади и угари. От коренището рано напролет се появяват розово-кафяви къси прави издънки, на върха на които се образува спороносно класче. По оста на класчето има спорофили, които приличат на шестоъгълни пластини. Спорофилите съдържат спорангии, които съдържат спори. Външно всички спори са еднакви: всяка има два придатка под формата на тесни ленти, наречени елатер. Морфологично спорите са еднакви, но спорите се различават физиологично: някои от тях, когато покълнат, произвеждат мъжки издънки, други - женски издънки. Мъжкият проталус е малка зелена пластинка, разделена на дялове и прикрепена към почвата с ризоиди. В краищата на лобовете се развиват антеридии, съдържащи многофлагелатни сперматозоиди. Женският проталус е по-голям и носи архегонии. Торенето става при наличие на влага. От зиготата се развива многогодишен спорофит. През пролетта от коренищата на хвощ се развиват зелени вегетативни издънки, лишени от класчета.

Други видове хвощ имат само един вид издънки. Той е както спороносен, така и асимилиращ. Практическата стойност на хвощовете е малка; те се използват по-специално във фитомедицината като лекарство.

ОТДЕЛ ПАПРАТИ ИЛИ ПАПРАТИ

Папратите са древни растения. Значителна част от тях вече са изчезнали. Днес папратите далеч надвишават по брой видове всички други групи съвременни спорови васкуларни растения: известни са повече от 12 хиляди вида. Във флората на Русия има около 100 вида папрати.

Представителите на този отдел са много разнообразни по външен вид, форми на живот и условия на живот. Сред тях има много тревисти многогодишни растения, а има и дървета. Тропическите дървесни папрати достигат височина до 25 м, а диаметърът на ствола достига 50 см. Сред тревните видове има много малки растения с размери няколко милиметра.

За разлика от ликофитите и хвощовете, птеридофитите се характеризират с „големи листа“. „Листата“ на папратите имат стволов произход и се наричат ​​„реси“. Техният произход се потвърждава от апикален растеж. Размерите на листовите папрати варират от няколко милиметра до много десетки сантиметри. Тяхната форма и структура са разнообразни. Листата на много папрати съчетават функциите на фотосинтеза и спорулация. При някои видове (например щраус) се случва

два вида листа: фотосинтетични и спороносни. Листата на ресата доста често са перести, често разчленени многократно.

Повечето горски папрати от умерените райони имат месести коренища, които всяка година образуват нови розетки от листа, които обикновено преобладават по тегло и размер над стъблото при папратите.

Почти всички папрати, с изключение на водните, са едноспорови растения. Спорангиите често са разположени на долната повърхност на листата и са събрани в групи, наречени соруси. Спорите на папратите дават начало на свободно живеещи двуполови израстъци (гаметофити), носещи антеридии и архегонии. За оплождането е необходимо наличието на капково-течна вода, в която могат да се движат многожгутикови сперматозоиди. Спорофитът се развива от оплодено яйце. Докато спорофитът расте, той става независим и гаметофитът умира.

Отделът на папратите е разделен на 7 класа. От тях 4 класа са представени изключително от фосилни форми, които се различават по външен вид от типичните папрати.

Нека разгледаме по-подробно растението мъжка щитовка, което по общ строеж и цикъл на развитие е типично за папратовидните. Образува дебело пълзящо коренище, в края на което всяка година се появява розетка от големи, два пъти пересто разчленени листа. Младите листа са с форма на охлюв в края и растат отгоре (като стъбло). Допълнителните корени се простират от коренищата. По долната повърхност на листата през лятото се образуват кръгли соруси. В спорангиума се образуват еднакви спори. Мъжката щитовидна папрат е типично едноспорова папрат. Веднъж попаднали на земята, спората покълва и се образува издънка. Представлява сърцевидна зелена пластинка с големина около 1 см. На долната повърхност на проталуса се образуват архегонии и антеридии. В антеридиите се развиват спираловидно усукани многофлагелатни сперматозоиди. Оплождането става в присъствието на вода. Многогодишен голям спорофит постепенно израства от оплодено яйце.

Водните папрати са разноспорови растения. Това е малка група. Такъв пример е салвинията плаваща, която принадлежи към разред Salviniaceae. Това е малко растение, което плува по вода. Мъжките и женските гаметофити се развиват съответно от микро- и мегаспори, които се образуват в микро- и мегаспорангии. Мъжкият гаметофит, развиващ се от микроспора, е силно намален. Женският гаметофит се развива вътре в мегаспора и е многоклетъчен. След оплождането се развива многогодишен спорофит. Процесът на поникване на спори, оплождане и развитие на спорофити протича във водата.

Практическото значение на папратите е малко. Ядат се младите листа на някои тревисти растения, както и сърцевината на дървесните папрати. Някои папрати са лечебни растения.

Свързана информация.

Размножаването и неговото значение. Методи за размножаване.Способността за възпроизвеждане или самовъзпроизвеждане е едно от задължителните и най-важни свойства на живите организми. Възпроизвеждането поддържа дългосрочното съществуване на вида и осигурява приемственост между родителите и тяхното потомство в продължение на много поколения. Води до увеличаване на броя на индивидите от вида и допринася за неговото разпространение. При растенията, по-голямата част от които водят прикрепен начин на живот, разпръскването по време на процеса на размножаване е единственият начин да се заеме голяма площ на местообитанието.

Има два вида възпроизвеждане: асексуални и сексуални. IN безполово размножаванеСамо един родител участва и се дели, пъпки или спори. Кога полово размножаванеиндивиди от ново поколение се появяват с участието на два организма - майчин и бащин. Безполовото размножаване се извършва в две форми: вегетативен и всъщност безполов. Възпроизвеждането с помощта на вегетативни органи (при растенията) и части от тялото (при животните) се нарича вегетативен. Вегетативното размножаване се основава на способността на организмите да възстановяват (регенерират) липсващи части. Този метод на размножаване е широко разпространен в природата, но е най-разнообразен при растенията, особено при цъфтящите. Когато едноклетъчните бактерии, водораслите и протозоите се разделят чрез митоза, се образуват два дъщерни организма. В едноклетъчните водорасли, гъби и лишеи възпроизвеждането се извършва съответно от фрагменти от нишки, спори и фрагменти от тали. Пример за вегетативно размножаване е пъпкуването, което е характерно за дрождите и гъбите. Ако дъщерните индивиди не се отделят от майката, могат да се образуват колонии. В цъфтящите растения в природата нови индивиди могат да възникнат от вегетативни органи: стъбло (кактуси, водна леща, елодея), лист (глоксиния), корен (малина, цариградско грозде, бодил, глухарче), коренище (житна трева), пипала (ягода), и т.н. Всъщност безполовРазмножаването се характеризира с това, че за възпроизвеждане на потомството се образуват специализирани клетки - спори, всяка от които покълва и дава началото на нов организъм. Спорообразуването се среща при протозои, гъби, водорасли, мъхове, мъхове, хвощ и папрати. При голосеменните и покритосеменните спори не участват пряко в процеса на размножаване.

При всяка форма на безполово размножаване - чрез части на тялото или спори, се наблюдава увеличаване на броя на индивидите от даден вид, без да се увеличава генетичното им разнообразие: всички индивиди са точно копие на майчиния организъм. Тази особеност се използва от хората за получаване на хомогенно потомство с добри характеристики при овощни, декоративни и други групи растения.

Вегетативно размножаванепри покритосеменните се разделя на естествени и изкуствени. Естественото вегетативно размножаване е много разпространено. Най-често това се случва с помощта на коренища, луковици, луковици, корени и пипала. Изкуствено вегетативно размножаванеизвършено с човешка намеса. ДА СЕ изкуствениВегетативното размножаване на цъфтящи растения се използва, ако растението не дава семена, произвежда семена с ниско качество или ако е необходимо да се запази генетичната чистота на сорта. Силно декоративните сортове растения, получени чрез хибридизация, обикновено се размножават вегетативно, тъй като по време на размножаването на семена се наблюдава разделяне на индивиди и сортът губи своите качества.

В естествени условия и в културата растенията често се размножават с помощта на едни и същи органи. Това свойство на растенията се използва широко в практиката на растениевъдството, горското стопанство и особено в градинарството.

Много често размножаването става с помощта на резници. Рязане- това е сегмент от всеки вегетативен орган на растение, способен да възстанови липсващите органи. Сегменти от леторасти с дължина 20-30 см с един до три листа, в пазвите на които се развиват аксиларни пъпки, се наричат ​​стъблени резници. В естествени условия с такива резници лесно се размножават върба, топола, а при култивиране - здравец, касис, роза и др.

Коренови резници- части от странични корени с дължина 10-20 см - берат се през есента и се съхраняват в пясък, засаждат се в оранжерия през пролетта. Използва се за размножаване на череши, ябълки и малини.

Листата, които образуват корена, също се използват като рязане на листа. Бегония, узумбарска теменужка и глоксиния се размножават чрез листни резници.

Когато се размножават изкуствено, резниците се отделят от растенията и се вкореняват във вода, пясък или лека земна смес. Някои растения се вкореняват лесно, други трудно. Резниците на растенията трябва да бъдат покрити със стъкло, за да се създаде повишена влажност на въздуха, периодично да се пръскат и проветряват. При размножаване с големи листни пластини част от листната петура трябва да се отстрани.

В природата се среща вегетативно размножаване коренови издънки. Така се размножават череша, трепетлика, слива, люляк, череша.

Възпроизвеждане напластяванеИзползва се и за отглеждане на касис, грозде, азалии и други растения. За да направите това, едно- или двугодишни издънки на растението се накланят в специално изкопана канавка, закрепени и покрити с пръст, така че краят на издънката да остане на повърхността на почвата. Вкореняването става по-добре, ако направите разрез в кората под пъпката. Потокът от хранителни вещества към разфасовките стимулира образуването на допълнителни корени. Вкоренените издънки се отделят от майчиното растение и се засаждат.

Растенията лесно се размножават чрез специални пълзящи издънки - мустак(ягоди, петопръстник, жилав).

Вегетативното размножаване е широко разпространено не само чрез типични органи или техни части, но и чрез модификации на стъблото - коренища, луковици, грудки.

Ягодовите и декоративните растения също се размножават чрез разделяне на храста на няколко части, всяка от които се засажда на ново място.

Специален метод за вегетативно размножаване е присадка. Присадка- снаждане на пъпка или отрязване на едно растение със стъблото на друго растящо в почвата. Калемът или пъпката се наричат ​​приплод, а растението с корена се нарича подложка.

Присаждането на пъпка с парче дърво се нарича окулиране. В този случай Т-образна кройка с дължина от
2-3 см, хоризонтално - не повече от 1 см. След това краищата на кората се подгъват внимателно, а под кората се вкарва шпионка, изрязана с парче дърво. Шпионката се притиска плътно към дървото с клапи от кора. Мястото на присаждане се завързва с кърпа, оставяйки пъпката отворена. След сливането стъблото на подложката над окото се отстранява. Окулирането се извършва през лятото и пролетта.

По-рядко се използва копулация- присаждане на едногодишен калем с няколко пъпки. В този случай присадката и подложката трябва да са с еднаква дебелина. Те правят еднакви наклонени разрези. Издънката се прикрепя към подложката, така че тъканите им да съвпадат (съвпадението на камбия е особено важно) и внимателно се завързва с кърпа. Ако дебелината на приплода и подложката е различна, присаждането се извършва в разцепа, зад кората, в челото и др.

Значението на вегетативното размножаване.Вегетативното размножаване на растенията е от голямо значение в селското стопанство. Това дава възможност за бързо получаване на голямо количество посадъчен материал, размножаване на растения, които не образуват семена, и запазване на характеристиките на сорта. Тъй като вегетативното размножаване включва митотично делене на соматични клетки, потомството получава същия набор от хромозоми и напълно запазва характеристиките на майчините растения.

Полово размножаванесе различава значително от асексуалния, тъй като в този случай генотипът на потомството възниква в резултат на рекомбинацията на гени, принадлежащи на двамата родители. Това увеличава способността на организмите да се адаптират към променящите се условия на околната среда. Сексуалното размножаване се характеризира с наличието на сексуален процес, един от най-важните етапи на който е сливането на зародишни клетки или гамети, специализирани хаплоидни клетки, покрити с плазмена мембрана. Гаметите се различават по структура и физиологични свойства и се делят на мъжки (подвижни - сперматозоиди, неподвижни - сперматозоиди) и женски (яйца). За разлика от спорите, една гамета, с изключение на случаите на партеногенеза, не може да даде началото на нов индивид. Това се предшества от процеса на сливане на две зародишни клетки - оплождане, което води до образуването на зигота. Впоследствие от зиготата се развива ембрионът на нов организъм.

Образуването на зародишни клетки във водорасли, много гъби и висши спорови растения става чрез мейоза в специални органи на сексуално размножаване: яйца - в оогония или архегония; сперматозоиди и сперматозоиди - в антеридии.

Процесът на оплождане се състои от сливане на женски и мъжки гамети за образуване на зигота. Зиготата има двоен набор от хромозоми. При покритосеменните растения се извършва двойно оплождане в цветето.

ЦветеПредставлява скъсен, неразклонен, видоизменен летораст с ограничен растеж, който служи за образуване на спори и гамети, за полов процес, след което се образуват семето и плодът.

Цветовете се образуват на главните и страничните стъбла и се развиват от пъпки, разположени в пазвите на покривния лист. Стъблената част на цветната издънка се нарича цветонос. Има ограничен растеж и особена точка на растеж, разширена нагоре, наречена съд, от който се простират всички части на цветето. На съда се образува околоцветник, състоящ се от чашка и венче, както и самите цветчета и плодници, които са модифицирани листа. При някои цветя може да липсват отделни части.

Цветонос- частта от стъблото, която носи цвета, разположена между гнездото и прицветника. Ако не е развит, тогава цветът се нарича приседнал (цветове в съцветие кошничка). Педицелът понякога развива едно или две малки апикални листа, наречени прицветници.

Съд- това е разширената аксиална част на цветето, която е неговата скъсена стволова част. От него излизат останалите части на цветето. Съдът може да бъде разширен (ягода), плосък (божур), коничен (малина), вдлъбнат (череша, слива).

Околоцветникизграждат листните части на цветето, осигурявайки защита на тичинките и плодниците. Околоцветникът може да бъде прост или двоен. Двойният околоцветник се състои от чашка и венче, различни по цвят и големина. Ако обвивката на цветето е хомогенна и няма диференциация на чашка и венче, тогава такъв околоцветник се нарича прост. Прост околоцветник със зелени листа се нарича чашковиден (коприва, коноп), ярко оцветен прост околоцветник се нарича венчевиден (лале, момина сълза). Цветя, които нямат околоцветник, се наричат ​​без покритие или голи (върба, острица).

Ориз. 26.Диаграма на структурата на цветето:

1 – ботуш в напречно сечение, 2 – ботуш в надлъжен разрез,
3 – цветен прашец върху близалцето, 4 – стил, 5 – стени на яйчника, 6 – гнездо на яйчника, 7 – ембрионална торбичка, 8 – вместилище, 9 – чашелистче, 10 – венчелистче, 11 – яйцеклетка, 12 – централно ядро, 13 – антиподи, 14 – синергиди.

Чаша.Външните модифицирани листа на цветето се наричат ​​чашелистчета - заедно те образуват чашката. Тя може да бъде двудомна (свободни чашелистчета) или слятолистна (чашелистчетата са слети); разположението на чашелистчетата може да бъде спираловидно или кръгло. Чашелистчетата могат да бъдат подредени в два кръга - тогава долният слой се нарича долна чаша. При повечето представители на Asteraceae и Umbelliferae чашката е слабо развита или липсва. Функцията на чашката е да предпазва останалите части на цвета от неблагоприятни влияния (температура, влага, вредители).

Разбийте.Състои се от венчелистчета, подредени в спирала или кръг. Венчелистчетата обикновено са по-големи от чашелистчетата и имат различен цвят. Венчето може да бъде разделно-венчелистно или слято-венчелистно (чашелистчетата са сраснали). Венчелистните венчета са разнообразни: по форма могат да бъдат класовидни (картофи), камбановидни (камбановидни), тръстиковидни (цикория), двуустни (ламела) и др. Венчето може да бъде правилно, с поне две равнини на симетрия; неправилен, имащ една равнина на симетрия; и асиметрични, през които не може да се начертае ос на симетрия. Правилните венчета имат цветове на ябълка, череша и др., неправилните венчета имат цветове на лен и грах, а асиметричните венчета имат цветове на кана.

Основната функция на венчето е да привлича насекоми, които насърчават кръстосаното опрашване и предпазват тичинките и плодниците от неблагоприятни условия.

Андроцей- колекция от тичинки в цвете. Техният брой варира от един до няколкостотин. Те са разположени на съда или в спирала, или в кръг (в един или два кръга). При повечето цветя тичинката се състои от нишка и прашник. Двете половини на прашника са свързани една с друга с помощта на конектор. Прашниците могат да бъдат неподвижно прикрепени към нишката, а при някои растения (житни) те са люлеещи се. Всеки прашник съдържа две двойки поленови гнезда, в които се развива цветен прашец. Тичинките могат да бъдат слети с нишки (при бобовите растения), прашници (при Asteraceae), нишки и прашници (при тиквените растения). Тичинките произлизат от туберкулите на растежния конус на цъфтящата издънка. Първоначално се образува прашникът, а след това нишката. Един съдов сноп върви по нишката към съединителната тъкан. Диференциацията на тъканите в прашника се извършва по следния начин. Епидермисът се образува от външния слой на образователната тъкан, а архиспориумът излиза от вътрешния слой, пораждайки майчините клетки на микроспорите.

Клетките на Archisporium се делят многократно чрез митоза и пораждат майчини клетки от микроспори, които се делят чрез мейоза и от всеки четири мононуклеарни хаплоидни микроспори се образуват, свързани помежду си. Прашецът или поленовите зърна се образуват от микроспори. Поленовото зърно има две обвивки: вътрешна - тънка - интина и външна - дебела, често кутинизирана - екзина, ядро ​​и цитоплазма. Екзината има неудебелени участъци - пори и удебелени участъци под формата на туберкули.

По време на образуването на поленово зърно от микроспора, ядрото и цитоплазмата се разделят чрез митоза (без цитокинеза), за да образуват две ядра (клетки). По-голямата клетка се нарича вегетативна (от която впоследствие се развива поленовата тръба), по-малката се нарича генеративна. Ядрото на генеративната клетка при някои растения се разделя в поленовото гнездо (по-късно при други растения) чрез митоза и се образуват две клетки - сперматозоиди, които са мъжки полови клетки - участващи в оплождането. Подобна двуклетъчна или триклетъчна покълнала микроспора е мъжки гаметофит. Представлява поленовото зърно или цветен прашец, необходим за опрашването. Цветът на прашеца е различен: бял, червен, жълт. Форма - сферична, триъгълна, елипсовидна, пръчковидна и др.

В едно цвете има едно или повече пестици, всеки плодник се развива от един или повече плодници. Колекцията от плодолисти се нарича гинецей. Плодникът обикновено се състои от близалце, шип и яйчник. Над яйчника се издига тънка цилиндрична колона, носеща близалце в горния край (действащо като апарат за събиране на прашец). Някои растения нямат стил и тогава стигмата седи директно върху яйчника, в който случай се нарича сесилна. Стилът, повдигащ стигмата, насърчава по-доброто опрашване и преминаването на поленовите тръби по време на покълването на прашеца.

Яйчник- уголемена, понякога подута част от плодника, в която се намират семезародишите.

В цветята има три вида яйчници: горна, долна и полудолна. Горният яйчник е разположен свободно върху приемника и е образуван само от плодолисти. Долният яйчник се получава от сливането на основите на чашката, венчето и андроцея с яйчника, като околоцветникът излиза от върха на яйчника. Полудолният яйчник е рядък. С околоцветника и тичинките се сраства само с долната си част, а горната остава свободна. Яйчникът може да съдържа от една до няколко хиляди яйцеклетки. Яйцеклетката, или мегоспорангиумът, се развива върху вътрешната стена на яйчника, състои се от яйцеклетка (яйцеклетка), една или две обвивки (обвивки) и между обвивките остава дупка - поленов проход (микропил). В яйцеклетката се образуват мегаспори. Архиспориалната нуцелус клетка или майчината клетка се дели чрез мейоза, за да образува тетрада от хаплоидни мегаспори. От четирите само един се развива, а три се редуцират (изчезват). Останалата мегаспора започва да покълва. Когато една мегаспора покълне, нейното ядро ​​се разделя последователно чрез митоза. Получените две ядра се отклоняват към полюсите и между тях в цитоплазмата се образува голяма вакуола. След това всяко ядро ​​се дели още два пъти, така че четири хаплоидни ядра се образуват в полюсите на ембрионалния сак. От всеки полюс от четири ядра едно се простира в централната част на ембрионалния сак. Тук тези две ядра се сливат в едно диплоидно, което се нарича вторично или централно ядро ​​на ембрионалния сак, то има диплоиден набор от хромозоми и става централната клетка на ембрионалния сак.

Три ядра, заедно с цитоплазмата в микропиларния край, образуват яйчния апарат. Една от клетките, по-отдалечени от преминаването на прашеца, е яйцето.
(т.е. женска гамета). Другите две се наричат ​​допълнителни клетки или синергиди.

В близост до другия противоположен полюс също има три клетки, наречени антиподи. Така се появява ембрионален сак със седем ядра, готов за процеса на оплождане (понякога броят на ядрата може да е различен) (фиг. 26).

Двуполови и еднополови цветя.Ако едно цвете има и тичинки, и плодник(и), то се нарича двуполов. Около 75% от цветята са двуполови. Ако едно цвете има само тичинки или само плодници, тогава цветето се нарича еднополови. Ще бъде мъжко, ако съдържа само тичинки, и женско, ако има само плодници. Еднополовите цветя могат да бъдат разпределени по различен начин върху растенията. Например при конопа и върбата някои екземпляри имат мъжки цветове, докато други имат женски цветове. Такива растения се наричат ​​двудомни. Краставицата и царевицата имат мъжки и женски цветя на едно и също растение. Тези растения се наричат ​​еднодомни. Срещат се и многодомни растения. На един индивид можете да намерите двуполови и еднополови цветя. Те се наричат ​​полигамни (клен, ясен).

Формула за цветя.Структурата на цветето може да бъде показана под формата на формула. За да направите това, използвайте конвенционални знаци, за да запишете формулата на цвете. Всеки цветен кръг е обозначен със специфична главна буква. Прост околоцветник - P (P), чашка - Ch (K, Ca), венче - B (Co), тичинки - T (A), плодник - P (G). Броят на членовете на цветето във всеки кръг се обозначава с цифри, а ако броят им е повече от 12, тогава със знака за безкрайност (∞). Липсата им се обозначава с - 0. Ако членовете на цветето са слети, тогава числата се записват в скоби (). Горният яйчник се обозначава с хоризонтална линия под броя на плодниците, а долният яйчник с черта над броя на плодниците. Неправилното венче е показано със стрелка (), правилното е показано със звездичка (*), еднополовите тичинкови цветове са отбелязани с ♂, еднополовите женски цветове - ♀, двуполовите цветове - ♂♀.

Картофи: * Ca (5) Co (5) A 5 G (2)

Диаграма на цветя.Цветята могат да бъдат изобразени чрез диаграми, които представляват схематична проекция на цветето върху равнина, перпендикулярна на неговата ос, пресичаща оста на майчиното растение и покриващия лист. На диаграмите чашелистчетата обикновено се показват като скоба с кил на гърба, венчелистчетата като кръгла скоба, тичинките като напречно сечение през прашника и гинецеят като напречно сечение през яйчника. Сливането на части от цвете е показано чрез тяхната връзка.

Ориз. 27.Цвете и неговата диаграма.

При цъфтящите растения процесът на оплождане се предхожда от опрашване. Опрашване– пренасяне на прашеца от прашника на тичинките към близалцето на плодника. Попаднало върху близалцето на плодника, поленовото зърно започва да покълва. От вегетативната клетка се развива дълга поленова тръба, която прораства през тъканите на стила до яйчника и яйцеклетката. От генеративната клетка се образуват два сперматозоида. Поленовата тръба навлиза през поленовия канал и нейното ядро ​​се разрушава. Върхът на тръбата се счупва и два сперматозоида влизат в ембрионалния сак. Скоро синергидите и антиподите умират. След това един от сперматозоидите опложда яйцеклетката. В резултат на това се образува диплоидна зигота, от която се развива семенният зародиш. Вторият сперматозоид се слива с две полярни ядра, за да образува триплоидна клетка. Хранителната тъкан, ендосперма, се развива от триплоидната клетка. Неговите хранителни вещества са необходими за развитието на ембриона.

Този метод на оплождане, при който един сперматозоид се слива с яйцеклетка, е открит през 1898 г. от руския цитолог С.Г. Навашин.

Благодарение на двойното оплождане се получава бързо образуване и развитие на ендосперм и ускорява образуването на яйцеклетката и семето. След оплождането яйцеклетката се развива в семе. И яйчникът образува плода.

При покритосеменните растения репродуктивният орган е цветът. Нека разгледаме процесите, протичащи в тичинките и плодниците.

Схема на торене при цъфтящи растения:

1 - стигма на плодника; 2 - покълнал прашец; 3- поленова тръба;. 4 - яйце; 5 - централна клетка; 6 - яйцеклетка; 7 - сперматозоиди.

Образуването на поленови зърна става в тичинките. Тичинката се състои от нишка и прашник. Всеки прашник е оформен от две половини, в които се развиват две поленови камери, микроспорангии. Гнездата съдържат специални диплоидни микроспороцидни клетки. Всеки микроспороцид претърпява мейоза и образува четири микроспори. Вътре в поленовото гнездо микроспората се увеличава по размер. Ядрото му се дели митотично и се образуват две ядра: вегетативно и генеративно. На повърхността на формираната микроспора се образува здрава целулозна обвивка с пори. Поленовите тръби впоследствие растат през порите. В резултат на тези процеси всяка микроспора се превръща в поленово зърно (прашец) - мъжки гаметофит. Зрялото поленово зърно се състои от две (вегетативни и генеративни) или три (вегетативни и две семенни) клетки.

Образуването на женския гаметофит (ембрионален сак) се извършва в яйцеклетката, която се намира вътре в яйчниците на плодника. Яйцеклетката е модифициран мегаспорангий, защитен от обвивка. На върха има тесен канал - поленов проход. Близо до поленовия пасаж започва да се развива диплоидна клетка - мегаспороцит (макроспороцит). Той се дели чрез митоза и произвежда четири хаплоидни мегаспори. Три мегаспори скоро се унищожават, четвъртата, най-отдалечената от входа на прашеца, се развива в ембрионален сак. Зародишната торбичка расте. Ядрото му се дели три пъти чрез мейоза. В резултат на това се образуват осем дъщерни ядра. Те са разположени в две групи по четири: едната близо до поленовия вход, другата на противоположния полюс. След това по едно ядро ​​се простира от всеки полюс до центъра на ембрионалния сак - това са полярни ядра. Те могат да се слеят, за да образуват едно централно ядро. На поленовия вход има една яйцеклетка и две синергични клетки. На противоположния полюс са антиподните клетки, които участват в доставката на хранителни вещества до клетките на ембрионалния сак и след това изчезват. Тази осемядрена ембрионална торбичка е зрелият женски гаметофит.

Повечето растения дават цветя. Как се размножават цъфтящите растения? „Вегетативно“ - ще отговорите и ще бъдете прави. Но вегетативният метод на възпроизвеждане в такива растения не е единственият.

Както всички останали растителни организми, и за тях е валидна формулата за полово размножаване „гамета + гамета = зигота”. Тази формула изглежда проста, но вече знаете, че крие много трудни етапи от жизнения цикъл на растението.

Жизнен цикъл на цъфтящи растения? Как изглежда безполовото им поколение - спорофит, къде да търсим спорите? Къде е гаметофитът на цъфтящо растение? Как и къде се сливат гаметите?

Трябва да намерим отговори на тези въпроси, като анализираме живота на едно цветно растение. Нека използваме рисунка за това, тя ще ни помогне стъпка по стъпка да проследим етапите на развитие на познатата череша.

През пролетта по черешовите дървета се появяват цветя. Нека погледнем в един черешов цвят. Ще видим, че в центъра на цветето има плодник, подобен на конус. Заобиколен е от тичинки. Всяка тичинка се състои от тънка нишка, в края на която има прашник.

Всички събития, свързани както с асексуалното, така и с сексуалното размножаване на това растение, се случват в тези цветни органи. Има спорангии, където се образуват черешови спори. Спорите на черешата са с различни размери: големи спори се образуват в спорангиите на плодника, а малките се образуват в спорангиите на прашника.

Каква е структурата на плодника? Горната му разширена част е стигмата, долната удебелена част е яйчникът, те са свързани с тънка колона.

Вътре в яйчника има кухина, в която са разположени два спорангия. При цъфтящите растения те се наричат ​​яйцеклетки. Там се образуват четири хаплоидни клетки - четири спори.

Но само една от тези спори покълва: от нейния яйчник се образува гаметофит, състоящ се само от седем клетки. И само една от тези клетки е гамета. Това е яйце, а гаметофитът, върху който се образува, се нарича женски гаметофит (зародишна торбичка).

Какво се случва в прашника на черешовия цвят? Под микроскоп ясно се вижда, че в прашника има много „торбички“. Това също са спорангии. Те произвеждат малки спори. Всяка спора произвежда мъжки гаметофит, състоящ се само от две клетки, заобиколени от издръжлива мембрана. Нарича се поленово зърно. В прашника има много поленови зърна.

Поленовата торбичка се отваря и насекомите идват на помощ на растението. Те пренасят прашец от прашниците на едно цвете към близалцето на друго. Така става опрашването на череши.

Близалцето на плодника отделя специални лепкави вещества, към които полепват поленовите зърна.

Какво се случва с мъжкия гаметофит, който се приземява върху стигмата на плодника? „Работата“ на мъжкия гаметофит продължава върху стигмата. Една от двете му клетки се дели, образувайки две мъжки гамети - два сперматозоида.

Известно е, че за оплождане мъжките и женските гамети трябва да се слеят и едва тогава ще се появи зигота. Как могат да се слеят две гамети, ако едната от тях е на стигмата на плодника, а другата е в яйчника?

Втората клетка на мъжкия гаметофит е "отговорна" за доставянето на сперма до яйчника. Тази клетка се нарича „тръбна клетка” и името й не е случайно. „Тръбната клетка“ започва да расте през колоната на плодника. Той всъщност образува тръба, през която се движат сперматозоидите. Когато тръбата достигне входа на ембрионалния сак, тя се разкъсва и се появяват сперматозоиди. Един от тях се слива с яйцето, образувайки зигота.

Какво се случва с втория сперматозоид? В допълнение към яйцето, женският гаметофит има още една специална клетка - централната. Различава се от всички останали по това, че съдържа две ядра. Вторият сперматозоид се слива с него.

По този начин в яйчника на плодника се случват две оплождания наведнъж: един сперматозоид се слива с яйцеклетката, образувайки зигота, другият сперматозоид се слива с централната клетка. Този процес се нарича двойно оплождане.

От зиготата се развива ембрионът на бъдещото растение. Какво се случва с втората оплодена клетка? Поражда тъкан, съхранява я, името му е ендосперм. Благодарение на веществата на ендосперма, ембрионът първо ще расте. Обвивната тъкан, кожата, се образува от обвивката на семенния зародиш, който заобикаля женския гаметофит. Така се образува семка – многоклетъчно образувание, с помощта на което се размножава черешата.

Какво се случва с пестика по това време? Яйчникът расте и от неговите тъкани се образува плод, вътре в който е скрито семето.

Сега е очевидно, че жизненият цикъл на цъфтящото растение е подобен на жизнения цикъл на папрат. Съдържа и безполови поколения - спорофитно растение с корени и издънки, и полово поколение - мъжки и женски гаметофити.

Въпреки това, за разлика от папратите, черешовите гаметофити не са отделни независими индивиди, а се образуват и живеят в цветовете на спорофитно растение. Мъжкият гаметофит е в поленовите зърна, а женският гаметофит (зародишната торбичка) е в яйчника на плодника. Тези гаметофити са микроскопично малки и не са способни на фотосинтеза. Безполовото поколение (спорофит) доставя на сексуалното поколение (гаметофити) това, от което се нуждаят хранителни вещества.

ДЯЛ:

Цветята са най-многобройната група флора. Повечето храсти, дървета и треви са цъфтящи растения. Има няколко начина за размножаване на цветя. Нека да разгледаме всеки от тях.

Как цветята се размножават чрез опрашване

Опрашването е най-разпространеният метод за размножаване на цъфтящи растения. Опрашването се извършва главно с помощта на насекоми, а специфични видове насекоми участват в опрашването на определени цветя. Така цветята на детелината се опрашват от земни пчели, а цветята на мушкатото се опрашват от мухи.

Самият процес на опрашване протича по следния начин: цветята отделят нектар, който привлича насекомите с аромата си. Докато насекомите събират нектар, по краката им полепват поленови зърна, които частично се пренасят от опрашителите върху други цветя. Така се осъществява размножаването чрез опрашване.

Как става сексуалното размножаване при цветята?

След опрашването цветът изсъхва и венчелистчетата му падат, а на това място се появява плод със семена. Зрелите семена се носят от вятъра, животните, птиците и хората. Така се осъществява семенното или половото размножаване на цветята. Тъй като семената могат да узряват през цялата година, този метод на размножаване е най-оптималният.

Как става вегетативното размножаване на цветята?

Това е методът на размножаване, който градинарите предпочитат. За да направите това, те вземат всяка част от растението: корен, лист или стъбло, което се отлага в хранителен субстрат, където се вкоренява. Най-популярният метод за вегетативно размножаване е размножаването чрез коренови издънки, тъй като с него почти винаги се постига положителен резултат.