Reproducerea plantelor cu flori. Înmulțirea vegetativă a plantelor cu flori Plante cu flori înmulțite prin flori folosind ajutorul

Înmulțirea vegetativă se manifestă prin capacitatea plantelor de a forma noi indivizi din organele vegetative individuale - rădăcini, tulpini, frunze, sau modificări ale acestora - virici, rizomi, tuberculi, bulbi etc., precum și părțile acestora. Înmulțirea vegetativă naturală este larg răspândită în natură la multe plante sălbatice. Ierburile perene se reproduc activ cu ajutorul rizomilor, cum ar fi iarba de grâu târâtoare, iarba comună, lacramioarele, coltsfoot; Căpșunile, unele tipuri de cinquefoil și saxifrage se reproduc prin lăstari târâtori deasupra solului ╫ cârce și gene; Mulți crini (crini, alliums) se reproduc prin bulbi.

Caracteristica biologică a înmulțirii vegetative este că plantele fiice păstrează în principal proprietățile și caracteristicile plantei mamă. În practica agricolă, plantele sunt adesea înmulțite artificial pe cale vegetativă pentru a păstra puritatea soiului (cartofi, dalii, anghinare, mulți pomi fructiferi și arbuști etc.). Copacii și arbuștii pot fi înmulțiți prin stratificare. Esența acestei metode este de a înrădăcina lăstarii inferiori înainte de a-i separa de planta mamă. După ce s-au format rădăcinile, butașii pot crește independent, dezvoltându-se într-o plantă normală (struguri, coacăze, agrișe). Copacii și arbuștii pot fi, de asemenea, înmulțiți folosind butași de tulpină sau rădăcină, de ex. părți ale unui lăstar cu mai multe internoduri (struguri, zmeură, sălcii, trandafiri etc.). În practica pomiculturii, înmulțirea prin altoire este utilizată pe scară largă, atunci când o parte dintr-o plantă vie este transplantată la o altă plantă vie pe care prinde rădăcini. Unele plante se pot reproduce prin frunze sau părți ale acestora (begonii). În floricultură, așa-numita diviziune de tufiș este folosită pentru a propaga ierburi perene (în margarete, phlox, primule).

ORGANE GENERATIVE ȘI CICCUL DE VIAȚĂ AL PLANTELOR DE FLORI

FLOARE

Varietatea mare de flori de angiosperme și diferența lor accentuată față de organele corespunzătoare ale gimnospermelor fac dificilă explicarea originii florii.

Există mai multe ipoteze despre originea florii. Conform celei mai răspândite și bine întemeiate ipoteze strobilare, sau evanth, o floare este un lăstaș scurtat, purtător de spori, care seamănă inițial cu un con de gimnospermă. În timpul procesului de metamorfoză, megasporofilele s-au transformat în carpele, iar microsporofilele în stamine, pe care mulți cercetători le asociază cu adaptarea angiospermelor la polenizarea de către insecte. Conform acestei ipoteze, cele mai vechi familii sunt Magnoliaceae, Ranunculaceae, etc. Conform unei alte ipoteze, numită pseudantică, o floare este o inflorescență modificată formată din flori heterosexuale mici care au suferit reducere, convergență și fuziune; Cele mai vechi sunt considerate familii cu flori dioice, discrete - salcie, casuarinaceae etc. Aceste ipoteze, bazate pe ideea formării florilor din lăstari cu frunze, sunt contrastate cu diverse ipoteze telomice, conform cărora toate părțile florii pot fi derivate din telomi, adică structuri de lăstari cilindrice caracteristice rinofitelor.

În prezent, majoritatea botanicilor consideră o floare ca un lăstar scurtat modificat, toate părțile cărora, cu excepția recipientului, sunt de natură cu frunze.

O floare este un lăstaș scurt, modificat, purtător de spori, care se dezvoltă dintr-un mugur și este special conceput pentru reproducere (formarea de micro și megaspori, polenizare, fertilizare, formare de semințe și fructe).

Floarea este formată din mai multe părți. Pedunculul leagă floarea de tulpină. Receptacul - partea superioară extinsă și scurtată a pedunculului de care sunt atașate toate celelalte părți ale florii. Sepalele alcătuiesc partea exterioară a periantului - caliciul. Petalele formează partea interioară a corolei perianth ╫ (uneori, în flori nu există o divizare a periantului într-un caliciu și corolă, în acest caz periantul se numește simplu). Colecția de stamine formează androceul. Colecția de carpele (megasporofile) formează gineceul, care este situat în centrul florii. Pedunculul și receptaculul sunt o tulpină modificată a lăstarului, iar sepalele, petalele, tepalele, staminele și carpelele topite într-un pistil sunt frunze modificate ale lăstarului. La unele specii de plante nu există peduncul; floarea se așează direct pe tulpină și se numește sesilă. Recipientul poate fi de diferite forme: plat, convex, foarte alungit, concav etc.

Părțile unei flori (elementele periantului, staminele, pistilurile) pot fi dispuse pe recipient în spirală (aranjament în spirală) sau în cerc (aranjament circular sau ciclic). Uneori, aranjamentul este mixt sau hemiciclic: părțile periantului sunt aranjate în cerc, iar staminele și pistilurile sunt aranjate în spirală.

Floarea se dezvoltă dintr-un mugure situat la axila frunzei. O astfel de frunză se numește acoperire. Frunzele (de obicei modificate) situate pe peduncul, sub floare, se numesc bractee.

Caliciul este septat sau sfenofolat, în funcție de faptul că sepalele sunt libere sau topite. Caliciul este de obicei verde, dar poate avea alte culori. Sepalele au forme diferite (lanceolate, subulate, triunghiulare etc.). Dacă forma și dimensiunea sepalelor unei flori nu sunt aceleași, atunci caliciul se numește neregulat; dacă sunt aceleași, se numește regulat.

Corola este formată din petale libere sau topite și, în consecință, este numită petale separate sau sfenoletală. De obicei este viu colorat. Petalele pot fi de diferite forme.

Periantul, format dintr-un caliciu și corolă pronunțate, se numește dublu (sau complex). Un perianth format din pliante identice se numește simplu. Periantul simplu viu colorat se numește în formă de corolă, iar cel verde se numește în formă de caliciu. Unele specii de plante nu au periant, iar florile sunt numite glabre.

Întreaga varietate de flori în raport cu simetria lor poate fi redusă la următoarele trei tipuri: 1) floare regulată, sau actinomorfă, prin care se pot trasa mai multe planuri de simetrie (reprezentanți ai familiilor garoafei, rosaceae); 2) floare neregulată, sau zigomorfă, prin care poate fi trasat un singur plan de simetrie (reprezentanți ai familiilor leguminoase, Lamiaceae, orhidee); 3) o floare asimetrică prin care nu poate fi trasat niciun plan de simetrie (reprezentanți ai familiilor cannaceae și banane).

Androceul este format din stamine, care sunt microsporofile în natură. Stamina are atașate de ea un filament și o anteră prin intermediul unui țesut conjunctiv. Fiecare anteră conține patru alveole de polen în care se dezvoltă polenul (microspori sau boabe de polen).

Granulele mature de polen din diferite specii pot avea formă sferică, eliptică sau alte tipuri. Sunt acoperite cu două cochilii. Cel exterior gros se numește exină, cel interior moale se numește intina. Pe exină se formează diferite proiecții, țepi și tuberculi la diferite specii. În fiecare microspor situat în interiorul anterei, nucleul se divide, formând doi nuclei: vegetativ și generativ. Aceasta începe dezvoltarea gametofitului masculin, iar microsporii se transformă în polen. Ulterior, din nucleul generator se formează doi spermatozoizi, care sunt gameți masculini.

Gineceul este format din unul sau mai multe pistiluri. Fiecare pistil este format din unul sau mai multe carpele libere (gineceu apocarpus) sau topite (gineceu cenocarpus) (megasporofile). Pistilul format constă de obicei dintr-o parte extinsă inferioară - ovarul, o parte cilindrică mijlocie - stilul și o parte extinsă superioară - stigma. Când stilul este absent și stigmatul este situat direct pe ovar, se numește sesil. Stigmatul poate fi de diferite forme: capitat, bilobat, stelat, pinnat lobat etc. În ovar se formează una sau mai multe cavități numite cuiburi. Ei dezvoltă ovule (megasporangii), din care se dezvoltă semințele după fertilizare. Numărul de stiluri, lobi de stigmat și cuiburi de ovare pot indica numărul de carpele care formează pistilul. Locul în care ovulul este atașat de ovar se numește placentă (sau placentă).

O descriere vizuală a structurii unei flori este dată de formula și diagrama florii. Formula reflectă structura florii folosind litere și cifre, diagrama reflectă structura florii folosind un desen (proiectare a unor părți ale florii pe un plan, planul florii). Formula florilor este compusă după cum urmează. Un periant simplu este notat cu litera latină P, caliciul ╫ K, corola ╫ C, androceu (stamine) ╫ A, gineceu sau carpele, ╫ G. Floarea corectă este indicată printr-un asterisc *, cea greșită ╫ printr-un săgeată?. Fiecare literă are un număr în dreapta jos care indică numărul de membri dintr-un anumit cerc al florii. Dacă sunt mulți membri și numărul lor este nedefinit, ei pun semnul infinitului? Dacă aceste părți ale florii sunt situate nu într-unul, ci în două cercuri, atunci semnul membru are două numere conectate printr-un semn „+”. Când orice părți ale unei flori cresc împreună, numărul care indică numărul lor este cuprins între paranteze. Ovarul superior este marcat cu o linie sub numărul care indică numărul de carpele; ovar inferior ╫ linie deasupra numărului. Diagrama florilor este întocmită după cum urmează. O secțiune transversală a unei flori este reprezentată sub forma unei proiecții a tuturor părților sale pe un plan. Elementele topite ale oricărei părți a florii din diagramă sunt conectate printr-o linie punctată sau o linie subțire continuă. Diagrama arată nu numai numărul de părți de flori, ci și pozițiile relative ale acestora.

Un ovul matur este format dintr-o achenă, unul sau două tegumente (tegumente) și un nucleu de ovul (nucelul), care conține sacul embrionar (gametofit feminin). Tegumentele de la vârful ovulului au un canal îngust numit canal polen (sau micropil).

Sacul embrionar se dezvoltă în nucelul. În interiorul sacului embrionar există un ou, două dintre celulele sale însoțitoare (sinergide), doi nuclei polari și trei antipozi (nuclei de la polul opus al sacului embrionar față de ou). Angiospermele nu au arhegonie. La o anumită etapă, nucleii polari ai celulei centrale fuzionează, formând nucleul central (secundar) diploid al sacului embrionar. În timpul procesului sexual are loc dubla fecundare - proces caracteristic doar plantelor cu flori, descoperit de botanistul rus S.G. Navashin în 1898. Mai mult, după pătrunderea a doi spermatozoizi ai gametofitului masculin în sacul embrionar, nu numai ovulul este fertilizat. , dar și nucleul central al sacului embrionar. După fertilizare, embrionul se dezvoltă din zigot, iar țesutul nutritiv, sau endospermul, al seminței se dezvoltă din celula centrală cu nucleu triploid. Dubla fertilizare favorizează dezvoltarea rapidă a endospermului, ceea ce grăbește întregul proces de formare a semințelor.

INFLORESCENŢĂ

Florile pot fi singure, completând lăstarul, dar mai des sunt colectate în inflorescențe. O inflorescență este un lăstar sau un sistem de lăstari care poartă flori. În inflorescențe, florile ies de la axilele frunzelor de acoperire (bractee).

Inflorescențele pot fi împărțite în două grupe: monopodiale (racemoză, bothric) și simpodiale (cymose). În inflorescențele monopodiale, cele mai tinere flori se află în centrul sau vârful inflorescenței. În inflorescențele simpodiale, prima floare apicală încheie axa principală a inflorescenței, iar dezvoltarea ulterioară a inflorescenței are loc datorită dezvoltării axelor laterale de primul ordin, apoi a doua etc.

Inflorescențele monopodiale pot fi simple (florile stau direct pe axa principală a inflorescențelor) sau complexe (florile stau pe ramurile axei principale a inflorescențelor). Inflorescențele monopodiale simple includ: racem ╫ florile sunt situate pe o axă alungită, au pedicele (cireș); țeapă ╫ asemănătoare unui racem, dar florile sunt sesile (patlagină); cob ╫ o spică cu axa groasă, cărnoasă (porumb); cap ╫ asemănător unei pensule, dar axul principal este foarte scurtat, florile apar sesile (trifoi); scutellum ╫ asemănător unui racem, dar se deosebește prin faptul că florile inferioare au pedicele lungi, ca urmare florile sunt situate aproape în același plan (pară); coș ╫

florile sunt întotdeauna sesile, situate la capătul puternic îngroșat și lărgit al axului scurtat al inflorescenței (reprezentanți ai familiei Asteraceae); umbrelă - axa principală a inflorescenței este mult scurtată, florile laterale se așează pe tulpini de aceeași lungime (ceapă). Inflorescențele monopodiale complexe includ: spicul complex ╫ spiculeții elementare (grâu) se află pe axa principală; paniculă, sau racem complex, ╫ pe axa principală se dezvoltă ramuri laterale la diferite înălțimi, la rândul lor ramificandu-se și purtând flori sau mici inflorescențe simple (liliac); o umbrelă complexă ╫ diferă de una simplă prin aceea că axele sale nu se termină în flori, ci în umbrele simple (morcovi); scutellum complex - axa principală este un scutellum, iar axa laterală este un coș (coșul).

Inflorescențele simpodiale includ: monohasia (împărțită în gyrus și spirală); dihasia, sau furculiță, și pleiohasia, sau umbrelă falsă. Monochasium - axa fiecărui ordin dă o singură ramură cu o floare. Într-o buclă, toate florile sunt îndreptate într-o singură direcție (nu mă uita). În girus, axele laterale cu floarea se extind alternativ în două direcții opuse (gladiol). Dihaziul - axa fiecărui ordin dă două ramuri. Înflorirea inflorescenței începe cu floarea apicală, imediat sub ea se găsesc două flori laterale de ordinul doi, iar din axilele ultimelor două flori de ordinul al treilea iau naștere etc. (reprezentanți ai familiei cuișoarelor). Pleiochasium - din fiecare axă purtând o floare apicală, ies mai mult de două ramuri, depășind axa principală (euphorbia).

Semnificația biologică a inflorescențelor este foarte mare. Inflorescențele fac florile vizibile clar de la distanță mare, ceea ce este important pentru polenizarea insectelor. Pentru plantele polenizate de vânt, inflorescențele cresc probabilitatea ca florile să fie polenizate de un „nor” de polen zburător.

Fructul se formează de obicei din ovarul pistilului. Pericarpul se dezvoltă din pereții ovarului, care este format din trei straturi: exterior (exocarp), mediu (mezocarp) și interior (endocarp). Aceste trei părți nu sunt întotdeauna bine exprimate.

Fructele pot fi simple, sau adevărate, formate dintr-un singur pistil dintr-o floare, și complexe, sau compozite, din mai multe pistili ale unei singure flori (fructe de zmeură, mure, ranune etc.). Dacă alte părți ale florii (receptacul, periantul) participă la formarea fructului în plus față de pistil, fructul este numit fals.

Toate fructele reale, bazate pe structura pericarpului, sunt împărțite în uscate și suculente. Fructele uscate au un pericarp uscat, lemnos sau piele și sunt împărțite în deschidere-

indestructibil și de nedeschis. Pe lângă fructele care se deschid în moduri diferite, există fructe dezintegrate, reprezentate de două grupe: fructe fracționate care se dezintegrează longitudinal în planul de fuziune al carpelelor (ombelifere), și fructe articulate care se dezintegrează transversal în planuri perpendiculare pe axa longitudinală. ale carpelelor (unele tipuri de plante crucifere etc.). În fructele suculente, întregul pericarp sau o parte a acestuia este suculent sau cărnoase. Fructele suculente sunt împărțite în fructe de pădure și drupe.

Varietatea fructelor este determinată în primul rând de structura pericarpului, precum și de metoda de deschidere și de numărul de semințe. Dintre fructele uscate și suculente, se disting cu o singură sămânță și cu mai multe semințe.

FRUCTE USCATE DE DESCHIDERE CU MULTI SĂMINTE: capsulă ╫ fruct monolocular sau multilocular, format din mai multe carpele, deschis cu găuri sau crăpături (mac, găină, bumbac); foliolă ╫ fruct monolocular format dintr-un carpel, deschis de-a lungul suturii ventrale (lakspur); un prospect complex este un grup de pliante (gălbenele, bladderwort); fasole - un fruct monolocular format dintr-un carpel, spre deosebire de un pliant, se deschide de-a lungul a două cusături - ventral și dorsal (reprezentanți ai familiei moliei); păstaie - un fruct bilocular alungit format din două carpele, iar între valve se află un sept longitudinal (muștar); păstaie ╫ la fel ca o păstaie, dar lungimea sa nu depășește de trei ori lățimea ei (poșetă de cioban).

FRUCTE USCATE CU O SINGĂ SĂMÂNȚĂ NEDESCHIZĂ: cariopsis ╫ sămânța crește strâns împreună cu un pericarp membranos subțire (secara, grâu); achene ╫ pericarp pielos, necontopit cu sămânța; achena este adesea echipată cu un smoc sau muscă (păpădie); în familia umbeliferelor se formează două probe; pește leu ╫ achenă cu un apendice asemănător aripii (frasin), diploid (arțar); nucă ╫ pericarp tare, lemnos (alun); nucă ╫ nucă mică (cânepă); ghinda ╫ este asemănătoare cu o nucă, dar pericarpul este piele, iar partea inferioară a fructului este scufundată într-un plus în formă de cupă (stejar).

FRUCTE POLISEMINȚE ZUMATE: boabe ╫ endocarp și mezocarp suculent, exocarp piele (struguri, roșii); mărul este un fruct fals, la formarea căruia, pe lângă ovar, participă un recipient foarte extins (măr, par); dovleacul este un fruct fals, receptaculul, exocarpul este tare, uneori lemnos, mezocarpul si endocarpul sunt suculente (pepene verde, dovleac); portocala ╫ citrice, exocarp cu coaja moale, bogat in uleiuri esentiale, mezocarp uscat, spongios, endocarp suculent (lamaie, portocala).

FRUCTE ZUMATE CU O SINGĂ SĂMÂNĂ: drupă ╫ exocarp subțire, piele, mezocarp suculent, endocarp pietros (cireș, prune); drupă compusă ╫ un grup de drupe format dintr-o floare (zmeură, mur).

Clasificarea de mai sus a fructelor este artificială, deoarece se bazează în principal pe caracteristicile morfologice externe. Există și o clasificare morfogenetică a fructelor în funcție de tipul de gineceu din care se dezvoltă fructele.

Unele plante dezvoltă infructescence. Sunt formate dintr-o inflorescență ca urmare a fuziunii mai multor fructe într-un singur întreg (smochină, ananas).

Semințele sunt structuri specializate (organe) care au apărut în procesul de evoluție la plantele cu semințe (diviziuni de gimnosperme și angiosperme) și îndeplinesc funcțiile de reproducere și răspândire a acestora. Semințele se formează din ovule (ovule) după fertilizare și sunt închise în plante cu flori în fructe cu o singură sămânță sau cu mai multe semințe. De obicei, o sămânță matură a unei plante cu flori constă dintr-un embrion, endosperm și înveliș de semințe.

Învelișul semințelor este de obicei multistrat; funcția sa principală este de a proteja embrionul de uscarea excesivă, deteriorarea mecanică și germinarea prematură. Uneori, structura sa facilitează răspândirea semințelor în mediu. Există o mică gaură în coajă - intrarea semințelor, care facilitează pătrunderea apei în sămânță la începutul umflăturii. Pe coajă este vizibilă și o cicatrice - o urmă din tulpina semințelor, cu ajutorul căreia sămânța este atașată de pereții fructului.

Endospermul este un țesut nutritiv format din celule triploide și care provine din celula centrală a sacului embrionar în timpul procesului de dublă fecundare. Funcția endospermului este de a oferi hrană embrionului în stadiile inițiale ale dezvoltării sale în timpul germinării semințelor.

Embrionul este rudimentul unei plante noi și constă în mare parte din țesuturi educaționale. Mai multe structuri sunt clar vizibile în ea. Lăstarul embrionar este reprezentat de o tulpină embrionară, care are în vârf un punct de creștere, și cotiledoni (frunze rudimentare). Capătul inferior al lăstarului trece treptat în rădăcina embrionară, reprezentată de obicei doar de țesut educațional acoperit de capacul rădăcinii.

Embrionul reprezentanților clasei dicotiledonate de plante cu flori are de obicei două cotiledoane care se extind de la axă

evada pe laterale. Punctul de creștere al lăstarului este situat între ele și este cel apical. Cotiledoanele dicotiledonatelor sunt adesea mari și cărnoase (de exemplu, la leguminoase, dovleac, asteraceae) și conțin rezerve de nutrienți, în timp ce endospermul este aproape invizibil. În diferite grupuri de plante cu flori, raportul dintre dimensiunile endospermului și cotiledoanele embrionului variază foarte mult.

Embrionul reprezentanților clasei monocotiledonate de plante cu flori are un singur cotiledon. De obicei ocupă o poziție apicală, cu punctul de creștere deplasat în lateral. Reprezentanții familiei de iarbă, una dintre cele mai importante din punct de vedere economic, au o structură de semințe foarte unică și diferă de majoritatea monocotiledonelor. Embrionul din sămânța unui fruct-cariops cu o singură sămânță este adiacent endospermului pe o parte și nu este înconjurat de acesta. Drept urmare, cotiledonul ocupă o poziție laterală și are forma unui scut plat, a cărui funcție principală este absorbția nutrienților din endospermul bine dezvoltat. Mugurele apical la cereale este destul de bine dezvoltat și are mai multe primordii de frunze.

În comparație cu alte organe ale plantelor, care conțin 70–95% apă, semințele constau în principal din substanță uscată. Conțin 10-15% apă. Substanța uscată a semințelor conține doar 1,5-5% substanțe de cenușă (minerale), restul este materie organică. Substantele organice din samanta sunt reprezentate de proteine, carbohidrati si grasimi. Raportul dintre aceste grupe principale de substanțe organice variază între diferitele grupuri taxonomice de plante. De exemplu, semințele de leguminoase sunt foarte bogate în proteine ​​(25-30% din greutatea uscată a semințelor). Semințele de cereale conțin mult mai puține proteine ​​(aproximativ 10%), dar amidonul reprezintă mai mult de jumătate din greutatea lor uscată. Semințele de leguminoase și cereale conțin de obicei o cantitate neglijabilă de grăsime, în timp ce în semințele de cânepă și in proporția de grăsime este de aproximativ 30%, iar în semințele anumitor soiuri de floarea soarelui este mai mare de 50%.

Semințele necesită anumite condiții pentru germinare. Deoarece țesuturile lor sunt sever deshidratate, prezența apei este necesară. Accesul suficient la aer este de asemenea important, asigurând respirația intensivă a semințelor germinate. Când respiră, emit nu numai dioxid de carbon, ci și o cantitate semnificativă de căldură. Acest lucru determină condițiile de depozitare a semințelor într-un strat subțire în zone uscate, bine ventilate: dacă semințele sunt depozitate într-un strat gros, se pot supraîncălzi, ceea ce va duce la moartea embrionilor. Pentru fiecare tip de plantă există o anumită temperatură sub care semințele nu pot începe să germineze. Pentru germinarea semințelor unor specii de plante este benefică

Temperaturile variabile sunt placute (arpas, telina). Semințele multor plante din flora naturală din zonele temperate și reci pot germina numai după expunerea la temperaturi scăzute (fenomen de stratificare). Uneori, germinarea semințelor este determinată de regimul de lumină. Semințele unui număr de specii pot germina doar la lumină (iarbă de luncă, morcovi), în timp ce altele pot germina doar la întuneric (unele tipuri de clopoței și viteze). Semințele multor specii sunt indiferente la lumină.

Germinarea unei semințe este precedată de umflarea acesteia, proces necesar asociat cu absorbția unui număr mare de specii și udarea țesutului semințelor. Acest lucru rupe de obicei învelișul semințelor. Concomitent cu absorbția apei începe activitatea enzimatică activă, ducând la mobilizarea substanțelor de rezervă. Creșterea și dezvoltarea embrionului, transformarea lui într-un răsad (o plantă tânără cu primele frunze verzi), are loc datorită diviziunii și creșterii celulelor sale.- Pentru creștere, mai ales în primele etape de dezvoltare, embrionul folosește nutrienții stocați în semințe, adică . duce un stil de viață heterotrof. Primește substanțe de rezervă sub formă de zaharuri din cotiledoane sau endosperm ca urmare a hidrolizei amidonului.

Timpul pentru semănatul semințelor diferitelor plante este determinat de relația acestora cu factorii de mediu de mai sus (în special umiditatea și temperatura solului). Pentru plantele cultivate, condițiile favorabile germinației sunt create de om ca urmare a afânării și umezirii solului. Adâncimea de semănat a culturilor agricole depinde de mulți factori: mărimea semințelor, proprietățile fizice ale solului (determinarea regimurilor de apă, aer și termice), precum și de caracteristicile biologice ale speciei (unele specii sunt caracterizate prin germinare supraterană, când cotiledoanele răsadurilor sunt aduse la lumină, altele - germinare subterană când cotiledoanele rămân în orizontul superior al solului).

PRINCIPII DE SISTEMATICĂ ȘI NOMENCLATURA PLANTELOR

Concepte de bază despre categoriile sistematice (taxonomice). Sistematica studiază diversitatea biologică a organismelor (vezi și secțiunea V, p. 322). Scopul principal al oricărui studiu sistematic este clasificarea diversității existente (și existente anterior) a speciilor. În cadrul procedurii de clasificare, pe baza comparației și analizei caracteristicilor și proprietăților anatomo-morfologice și ecologice-biologice ale organismelor, se stabilesc relații înrudite și evolutive.

între grupuri de organisme ╫ taxoni (adică subordonarea categoriilor sistematice).

Cea mai înaltă categorie taxonomică din taxonomie este „regatul”. Taxonomiștii moderni disting între trei și nouă regate ale lumii organice (vezi și p. 359). Cele mai cunoscute sisteme sunt biologul american R.H. Whittaker (care a justificat identificarea a cinci regate ale naturii vii) și unul dintre cei mai mari botanisti domestici, academicianul A.L. Takhtadzhyan, care a identificat patru regate ale lumii organice: Procariotele (vezi secțiunile II, X), ciuperci (vezi secțiunea II), plante, animale (vezi secțiunea III).

Conform ideilor lui A.L. Takhtadzhyan, regnul Plantelor include organisme eucariote fotosintetice (pentru caracteristicile eucariotelor, vezi secțiunea X, p. 420). Potrivit altor taxonomiști, acest regat ar trebui să includă doar plante superioare.

Principala categorie taxonomică utilizată în sistematica biologică este speciile. Specificul fiecărei specii este exprimat morfologic (fenetic) și servește ca o reflectare a caracteristicilor sale genetice. Speciile apropiate formează genuri, genurile apropiate formează familii, familiile formează ordine (ordinele în zoologie), ordinele (ordinele) formează clase, clasele formează diviziuni (tipuri în zoologie) și, în final, diviziunile (tipurile) formează regnurile lumii organice. Fiecare plantă aparține astfel unui număr de taxoni subordonați succesiv. Acesta este un sistem de clasificare ierarhic. Orice nume științific al unei specii (inclusiv al unei specii de plante) este format din două cuvinte latine (este binar). Include numele genului și epitetul specific, de exemplu, mănână neagră (Solanum nigrum). Fiecare gen (inclusiv genul Nightshade) conține un anumit număr de specii care diferă unele de altele prin morfologie, biochimie, ecologie, rol în vegetație și alte proprietăți. Fondatorul nomenclaturii binare este remarcabilul naturalist suedez Carl Linnaeus (1707–1778), care și-a publicat lucrarea „Species plantarum” („Specii de plante”) în 1753 (vezi secțiunea V).

Semnificația numelor internaționale de plante. Denumirile binare latine ale plantelor sunt acceptate de comunitatea științifică, de înțeles specialiștilor din diferite țări și consacrate în Codurile Internaționale de Nomenclatură care reglementează și definesc regulile taxonomice. Publicațiile științifice ar trebui să utilizeze nomenclatura internațională mai degrabă decât denumirile locale de plante.

Poziția speciilor menționate mai sus (Black Nightshade) în sistemul modern de clasificare este următoarea:

╒ Regatul Plantae ╫ Plante.

╒ Departamentul Angiosperme, sau Magnoliophyta, ╫ Angiosperme sau Plante cu flori.

╒ Clasa Dicotiledone ╫ Dicotiledone.

╒ Ordinul Scrophulariales ╫ Noricaceae.

╒ Familia Solanaceae ╫ Solanaceae.

╒ Genul Solanum ╫ mărunțișă.

╒ Specia Solanum nigrum ╫ Nuambră neagră. Numele speciei este necesar

Abrevierea numelui de familie al lui Linnaeus este ╫ Linnaeus).

Conform Codului internațional de nomenclatură botanică, există reguli pentru formarea denumirilor pentru taxoni de diferite ranguri, ceea ce face posibilă distingerea imediată a nivelului acestora. Astfel, numeroase nume de departamente au terminația -phyta. De exemplu, departamentul Plante cu flori se numește Magnoliophyta, departamentul Alge verzi se numește Chlorophyta etc. Numele ordinelor se termină în -ales. De exemplu, ordinul Ranunculaceae ╫ Ranales, ordinul Ceramaceae ╫ Poales etc., numele familiilor are terminația -ceae. De exemplu, familia Rosaceae ╫ Rosaceae, familia Legume ╫ Fabaceae etc.

PRINCIPALE GRUPURI DE PLANTE

DEPARTAMENTUL ALGE

Conceptul de „alge” unește un grup destul de mare de organisme unicelulare și multicelulare, în principal acvatice, foarte eterogene atât ca structură, cât și ca origine, care au apărut și au evoluat independent unele de altele.

În acest sens, în algologia modernă (știința algelor), acest concept are doar un sens biologic și și-a pierdut semnificația ca categorie taxonomică (diviziune, clasă). Mulți experți definesc algele ca un grup eterogen de organisme predominant acvatice cu fotosinteză oxigenată, al căror corp nu este diferențiat în organe pluricelulare, ci este reprezentat de un talus sau talus, și care au organe de reproducere unicelulare. Atât organismele procariote, cât și cele eucariote se potrivesc acestei definiții etc. prin urmare, poziția algelor în sistemul lumii organice nu poate fi lipsită de ambiguitate. Dacă acceptăm definiția anterioară, atunci ele ar trebui plasate în mai multe regnuri ale naturii vii: forme procariote (alge albastre-verzi sau cianobacterii și proclorofite) ╫ în regatul bacteriilor, forme eucariote ╫ în regatul Protestei și regnul plantelor.

Algele se găsesc în corpurile de apă de orice tip și în aproape toate habitatele locuibile de pe uscat - în sol și pe suprafața acestuia, pe pietre și stânci, trunchiuri de copaci. De exemplu, trentepoly formează o acoperire maro pe scoarța copacilor; în sol predomină algele galben-verde, verde, diatomee și albastru-verde. Există aproximativ 35-40 de mii de specii de alge. Majoritatea algelor de apă dulce au dimensiuni microscopice; cea mai mare alge de apă dulce, Characeae, poate atinge 2 m lungime. Cu toate acestea, algele gigantice se găsesc în mări și oceane, de exemplu, algele brune macrocystis atinge o lungime de până la 60 m. În mediul acvatic, algele ocupă o varietate de nișe. De exemplu, algele microscopice (de la câteva miimi de milimetru până la câțiva milimetri) plutesc liber în coloana de apă. 1 cm3 de apă conține până la 40.000.000 de celule. Pentru a nu se scufunda în fund, unele alge acumulează picături de grăsime; altele pot dezvolta diverse excrescențe pe pereții celulelor care cresc frecarea; altele au flageli și se pot mișca activ prin coloana de apă. Există, de asemenea, alge atașate de sol în fundul rezervoarelor sau de diverse obiecte.

Printre alge există reprezentanți unicelulari, coloniali și multicelulari. La multe alge eucariote, celula are trăsături caracteristice unei celule vegetale: prezența unui perete celular, o vacuole cu seva celulară și cloroplaste, numite cromatofori, în care are loc fotosinteza. Cromatoforele poartă sisteme pigmentare, inclusiv clorofile (clorofila a se găsește în toate algele fotosintetice și plantele superioare), carotenoide și ficobiline. Combinațiile acestor pigmenți determină culoarea talilor de alge: de exemplu, la algele roșii, culoarea roșie se datorează faptului că clorofila verde este mascată de ficobiline roșii și albastre. Unele alge aparținând diferitelor divizii și-au pierdut pigmenții fotosintetici și au trecut complet la un mod heterotrofic de nutriție.

Propagarea algelor. Formele de reproducere a algelor sunt variate. Reproducerea vegetativă are loc prin diviziunea celulară în jumătate (de exemplu, în verde Euglena), secțiuni de colonii (de exemplu, în diatomeele coloniale) și filamente (de exemplu, în Spirogyra) și structuri specializate (de exemplu, noduli în Chara). Reproducerea asexuată este realizată de zoospori mobili (Ulotrix, Chlamydomonas) și aplanospori imobili (Chlorella). Sporii reproducerii asexuate se formează în celule speciale numite sporangi, iar individul pe care se formează sporangi se numește sporofit. Algele au reproducere sexuală. Celulele în care se formează celulele sexuale (gameții) se numesc gametangie și un individ

pe care se formează, ╫ gametofit. În timpul reproducerii sexuale, ca urmare a fuziunii pereche a gameților, se formează un zigot, dând naștere la noi indivizi. Principalele tipuri de proces sexual la alge sunt următoarele: izogamia ╫ fuziunea gameților mobili de aceeași dimensiune și formă (ulotrix); heterogamie ╫ fuziunea gameților mobili de aceeași formă, dar dimensiuni diferite (unele tipuri de Chlamydomonas); oogamia este fuziunea unui gamet femel mare și imobil (ou) cu un spermatozoid mic și mobil (alge marine). La alge are loc și reproducerea sexuală fără formarea gameților - conjugare, când protoplastele a două celule vegetative haploide se contopesc pentru a forma un zigot diploid (spirogyra). Metodele de reproducere enumerate sunt prezentate diferit în diferite grupuri de alge. De exemplu, binecunoscuta algă unicelulară imobilă Chlorella se reproduce numai asexuat, iar alga marine Acetabularia se reproduce numai sexual; În ciclul de viață al algelor (algele marine) sunt reprezentate atât reproducerea asexuată, cât și cea sexuală, în timp ce euglena verde se reproduce doar vegetativ.

Alge unicelulare. Chlamydomonas este o algă verde unicelulară, mobilă, de formă ovală (sau în formă de picătură), care trăiește în bălți și alte corpuri mici de apă dulce. Mișcarea se realizează folosind doi flageli identici la capătul anterior al celulei. Citoplasma este delimitată de mediul extern printr-un perete celular format din substanțe pectinice. Citoplasma conține nucleul și vacuolele contractile. Nu există vacuolă cu seva celulară. Cea mai mare parte a celulei este ocupată de un cromatofor în formă de cupă. Procesul de fotosinteză are loc în el și amidonul este depus ca substanță de rezervă. În rezervoarele bogate în materie organică, Chlamydomonas poate absorbi și substanțe organice gata preparate (aceasta este baza pentru utilizarea sa în tratarea apelor uzate). În partea anterioară a cromatoforului există un ochi roșu, care participă la fotorecepție. Chlamydomonas se reproduce asexuat și sexual. În timpul reproducerii asexuate, în celulă se formează 4-8 zoospori biflagelați, fiecare dintre care, după eliberare, crește într-un adult. În timpul reproducerii sexuale, gameții se formează sub membrana celulei mame. Ca rezultat al fuziunii perechi a gameților, se formează un zigot. Se acoperă cu o coajă și hibernează. În primăvară, nucleul său este divizat redus și, ca urmare, se formează 4 chlamydomonas haploide tinere.

Chlorella este bine cunoscută printre algele verzi unicelulare, nemotile. Se găsește în apele dulci și sărate, precum și în sol. Chlorella are o formă sferică. Sub învelișul dens de celuloză se află citoplasmă, un nucleu și un mare cromatofor verde. Chlorella se reproduce numai asexuat

prin intermediul aplanosporilor imobili. Se caracterizează printr-o rată mare de reproducere și o fotosinteză eficientă. Acest lucru a făcut din chlorella unul dintre cele mai convenabile obiecte de cultură. Datorită ei, multe dintre secretele fotosintezei au fost dezvăluite.

Alge filamentoase. Acestea includ, în special, ulotrix și spirogyra. Ulothrix trăiește în apele marine și dulci, unde formează o acoperire verde pe obiectele subacvatice. Ulothrix are aspectul unor filamente neramificate, care constau din celule scurte. Cea mai mare parte a celulei este ocupată de o vacuolă cu seva celulară; în citoplasmă există un nucleu și un cromatofor sub formă de centură. Ulotrix se reproduce vegetativ, asexuat și sexual. În timpul reproducerii asexuate, în celule se formează zoospori cu patru flagelați, care, după ce intră în apă, plutesc, apoi se atașează de obiectele subacvatice, încep să se dividă și să formeze fire noi. În timpul reproducerii sexuale, în celule se formează gameți biflagelați. După ce au părăsit celula mamă, se contopesc în apă, formând un zigot cu patru flagelate, care, după o perioadă de înot, se așează și devine acoperit cu o coajă. Perioada de repaus se încheie cu formarea a 4 zoospori haploizi, care, după ce intră în apă, se atașează de substrat și germinează în noi filamente.

Spirogyra este comună în apele dulci, unde formează acumulări de noroi verde. Filamentele Spirogyra sunt neramificate și constau din celule cilindrice mari acoperite cu o membrană de celuloză și mucus. Centrul celulei este ocupat de o vacuola cu seva celulara, in care nucleul este suspendat pe filamente citoplasmatice. Cromatoforul arată ca o panglică răsucită în spirală. O celulă poate avea mai mulți cromatofori. Reproducerea în Spirogyra este vegetativă și sexuală. Procesul sexual este conjugarea, în care conținutul celulelor vegetative a două filamente adiacente fuzionează. Zigotul diploid rezultat este acoperit cu membrane și iernează sub această formă. În primăvară, nucleul suferă o diviziune de reducere, trei nuclee mor și doar o nouă șuviță haploidă crește.

Alge. Printre algele marine există forme unicelulare, coloniale și pluricelulare. Reprezentanții multicelulari sunt în principal algele maro, roșii și verzi. Algele brune sunt doar pluricelulare, predominant macroscopice, au o culoare galben-brun datorită unui număr mare de pigmenți galbeni și maro. Algele brune se găsesc la o adâncime de 40–100 (200) m, dar cele mai dense desișuri se formează până la o adâncime de 15 m. Una dintre cele mai cunoscute alge brune, alge sau alge marine, este răspândită în emisfera nordică. Talul său poate atinge o lungime de 20 m. Laminaria conține cantități mari

aminoacizi metionină, iod, carbohidrați, minerale și vitamine, depășind multe legume și ierburi furajere în acești indicatori (aceasta este baza importanței sale în alimentația umană).

Algele roșii, SAU algele violete, se găsesc în mare parte în mare parte. Și-au primit numele datorită culorii talului: în funcție de raportul de pigmenți, culoarea talului variază de la purpuriu închis, roz la verde-albăstrui sau galben. Prezența ficoeritrinei (un pigment roșu) face posibil ca algele roșii să trăiască la adâncimi mari (acestea sunt cele mai adânci alge marine), deoarece absoarbe razele verzi de lumină solară care trec prin coloana de apă. Majoritatea algelor roșii au tali multicelulari sub formă de plăci frumoase, disecate complex, dar unii reprezentanți pot consta dintr-o singură celulă sau pot forma colonii. Pe lângă celuloză, peretele celular al algelor roșii conține agar și caragenan. Peretele celular se poate calcifica, iar apoi aceste alge seamănă cu coralii. Sperietoarele joacă un rol proeminent în viața mării, determinând adesea natura vegetației și dominând diverse comunități. Ele servesc ca hrană pentru animalele marine, participă la procesele de auto-purificare naturală a apelor, multe dintre ele sunt comestibile (de exemplu, porfir).

Dintre algele marine macroscopice verzi, cele mai cunoscute sunt algele din genul Ulva (sapata de mare). Talul ulvei are forma unei plăci care poate atinge 1,5 m lungime. Populația multor țări de coastă consumă aceste alge ca hrană.

Semnificația algelor. Algele din rezervoare joacă rolul de producători, deoarece sunt capabile să sintetizeze substanțe organice din cele anorganice. De asemenea, ei eliberează cantități mari de oxigen în timpul fotosintezei. Desișurile de alge servesc drept locuri de hrănire, adăpost și reproducere pentru multe animale.

Când apar condiții externe favorabile, masa unor alge se dezvoltă atât de puternic încât provoacă modificări ale culorii apei. Acest fenomen se numește „înflorirea apei”, iar mențiune despre el poate fi găsită în mesajele lui Pliniu din anul 77 d.Hr. Înflorirea verzi de apă în șanțuri, bălți și gropi sunt cel mai adesea cauzate fie de euglena, fie de algele verzi. Algele pot provoca, de asemenea, înflorire în apa de mare. De exemplu, în ultimii ani, daune mari au fost cauzate de „mareele roșii” - „înfloririle de mare” cauzate de o creștere a masei unui număr de alge unicelulare microscopice (dinoflagelate). Înmulțirea algelor eliberează substanțe toxice pentru animale și oameni.

Algele nu se găsesc doar în apă. Reprezentanții terestre sunt „pionierii” vegetației de pe stânci, nisip și alte locuri sterile. Ele participă la formarea structurii solului și a fertilității. Substanțele organice secretate de alge, precum talii înșiși, servesc drept hrană pentru multe organisme din sol: bacterii, ciuperci și animale nevertebrate. Algele participă și la formarea rocilor sedimentare.

Un număr de alge marine (aproximativ 160 de specii) sunt utilizate pe scară largă ca hrană (specii din genurile Porphyra, Laminaria, Undaria, Ulva). O serie de specii (porfir, varec etc.) sunt cultivate cu succes. Laminaria, care este folosită în alimentația umană, pentru hrana animalelor, este folosită în medicină și este cultivată în Rusia și țările din Asia de Sud-Est. În Japonia de la sfârșitul secolului al XVII-lea. Porphyra este cultivată, iar astăzi este cea mai populară alge pentru cultivarea în masă în fermele de alge din Japonia și Coreea de Sud. De la un hectar de suprafață de apă se pot obține de la 25 la 100 de tone de masă pe an. Peste tot în lume, algele roșii sunt folosite pentru a produce agar, care are proprietăți de gelifiere. Este folosit pentru a face jeleu, bezele, sufleuri, multe dulciuri și alte produse. Agarul este folosit în microbiologie pentru a face medii nutritive. În fiecare an, în întreaga lume sunt produse 10.000 de tone de agar.

Algele brune sunt singura sursă de alginați. Acești compuși ai acidului alginic îmbunătățesc calitatea produselor alimentare și stabilizează o varietate de soluții și suspensii. În cea mai mare parte, algele brune (kelp, fucus, ascophyllum) sunt folosite pentru hrănirea animalelor. Îngrășămintele se obțin și din alge.

Unele alge sunt folosite în medicină pentru a trata o serie de boli. De exemplu, în medicina populară, algele sunt folosite ca antihelmintice, în tratamentul tusei, rănilor, gutei, gușii (unele alge conțin în talii lor).

o cantitate mare de iod), etc. Compușii antivirali se obțin din algele roșii care blochează atașarea virusurilor la membrana celulară. În ultimii ani, preparatele din alge brune au fost folosite pentru a elimina radionuclizi.

Algele sunt folosite ca organisme indicator în determinarea stării corpurilor de apă; De asemenea, sunt utilizate în procesul de tratare a apelor uzate (Chlamydomonas).

Algele servesc drept obiecte model bune pentru cercetarea științifică. Chlorella poate fi numită un „veteran” al biologiei spațiale: au fost efectuate experimente cu ea pe nave spațiale pentru a o folosi pentru regenerarea aerului și reciclarea materiei organice în sisteme închise de susținere a vieții. Acetabularia, de exemplu, este folosită în studiul relației dintre nucleu și citoplasmă dintr-o celulă vie, deoarece această alge unicelulare și pentru cea mai mare parte a ciclului său de viață mononucleare se caracterizează prin regenerare rapidă și vitalitatea excepțională a nucleului său gigant. Un obiect excelent pentru cercetări biofizice și fiziologice sunt algele carofite, pe celulele mari ale căror internoduri sunt studiate procesele de permeabilitate a membranei, mișcările citoplasmatice și fenomenele electrice complexe.

DEPARTAMENTUL BRYOUS, SAU MUSCHI

Briofitele sunt plante veșnic verzi, autotrofe, mai ales plante perene. Departamentul include aproximativ 25.000 de specii, este cunoscut din Carbonifer și se pare că provine din vechile alge verzi.

Corpul briofitelor este fie un talus (tal) presat pe substrat, fie o tulpină cu frunze; nu există rădăcini, există doar rizoizi. Dimensiunile plantelor variază de la 1 mm la câteva zeci de centimetri. Briofitele au o organizare internă relativ simplă. Țesutul asimilativ este dezvoltat în corpul lor, dar țesuturile conductoare, mecanice, de depozitare și tegumentare sunt slab exprimate în comparație cu alte plante superioare.

Spre deosebire de toate celelalte diviziuni ale plantelor superioare, corpul vegetativ al briofitelor este reprezentat de un gametofit (generație sexuală), care domină ciclul lor de viață; Sporofitul (generația asexuată) ocupă o poziție subordonată în mușchi, dezvoltându-se pe gametofit.

Pe gametofitul briofitelor se dezvoltă organe multicelulare specializate de reproducere sexuală - masculin (anteridii) și feminine (arhegonia). Un număr mare de spermatozoizi biflagelați se formează în anteridii. Fiecare arhegonie produce un ou. Pe vreme umedă (pe timp de ploaie), spermatozoizii, mișcându-se în apă, pătrund în ovul, găsind

arhegonium situat în interior. Una dintre ele se contopește cu ea, producând fertilizare. Dintr-un ou fecundat (zigot) crește un sporofit, adică. generație asexuată, reprezentată de o cutie așezată pe o tulpină. În sporangiu, un organ multicelular specializat de reproducere asexuată situat în interiorul capsulei, sporii haploizi se formează ca urmare a diviziunii de reducere.

Când un spor germinează, apare un protonem - un fir subțire ramificat (mai rar o placă). Pe ea se formează numeroși muguri, dând naștere lăstarilor cu frunze de gametofit sau tali sub formă de placă.

Gametofitele briofitelor sunt capabile de reproducere vegetativă, iar dezvoltarea lor pentru o lungă perioadă de timp poate avea loc fără formarea unui sporofit.

Briofitele sunt împărțite în 3 clase: antocerote, hepatice și mușchi de frunze.

Există aproximativ 300 de specii în clasa Anthocerotidae. Sunt distribuite în principal în regiunile tropicale și temperate calde ale globului. În țara noastră se găsește doar genul Antoceros, care cuprinde 3–4 specii. Gametofitul antocerotelor este un talus (tal). În genul Antoceros, talul este în formă de rozetă, de 1–3 cm în diametru, mai rar în formă de frunză, verde închis, strâns adiacent solului. Capsulele (sporogonie) sunt numeroase, ușor curbate, asemănătoare perilor. Ele conferă mușchilor antocerot un aspect distinctiv.

Există peste 6 mii de specii în clasa Hepaticelor. Hepaticele sunt larg răspândite, dar în general rolul lor în vegetație este mult mai puțin comparativ cu mușchii verzi și sphagnum (vezi mai jos). Spre deosebire de alte briofite, la majoritatea hepaticelor protonemul este slab dezvoltat și de scurtă durată. Gametofitul are forma fie a unui talus, fie a unei plante cu frunze. Structura gametofitului din mușchii hepatici este foarte diversă, sporofitul este de același tip. Una dintre cele mai comune hepatice din flora noastră, care crește în mlaștini și păduri la locul incendiilor, este marchantia comună. Corpul Marchantiei este reprezentat de un talus sub forma unei plăci de culoare verde închis. Planta este dioică. Pe unii indivizi se formează arhegonii, pe alții - anteridii. Archegonia se dezvoltă pe un suport special, al cărui vârf seamănă cu o stea cu mai multe raze. Standul masculin cu anteridii arată ca un disc plat.

Subclasa Jungermanniaceae conține atât talus, cât și plante cu frunze. Majoritatea speciilor au lăstari dorsoventrali decubiți. Forma frunzelor și atașarea lor la tulpină sunt variate, forma cutiei este de la sferică la cilindrică, se deschide de obicei cu 4 frunze.

Clasa mușchi cu frunze include 3 subclase: mușchi sphagnum, andreic și brie.

Subclasa mușchi Sphagnum este reprezentată de o familie, Sphagnaceae, cu un singur gen, Sphagnum. În țara noastră există 42 de specii din această subclasă. Mușchii sphagnum sunt răspândiți mai ales în regiunile temperate și reci din emisfera nordică, unde formează o acoperire continuă în mlaștini și pădurile umede. Tulpinile mușchilor sphagnum sunt erecte, cu ramuri cu frunze în formă de fascicule. În vârf, ramurile sunt scurtate și adunate într-un cap destul de dens. Frunzele sunt monostratificate și au două tipuri de celule: purtătoare de clorofilă și acvifere (hialine). Celulele purtătoare de clorofilă care conțin cloroplaste sunt înguste și în formă de vierme. Sunt situate între celule acvifere largi, incolore, lipsite de conținut celular. Datorită numeroaselor sale celule purtătoare de apă, sphagnumul poate absorbi și reține rapid cantități mari de apă pentru o perioadă lungă de timp (de aproape 40 de ori greutatea sa uscată). Anteridiile și arhegoniile se formează în partea superioară a tulpinilor. După fecundarea oului, din arhegonium crește o capsulă.

Subclasa de mușchi Brie, sau Green, este reprezentată în țara noastră de aproximativ 2 mii de specii. Mușchii verzi sunt cel mai adesea plante perene, mai ales plante verzi cu o înălțime de 1 mm până la 50 cm.Sunt larg răspândite și formează o acoperire continuă în mlaștini, păduri de conifere, pajiști, munți și tundre. Mușchii verzi se caracterizează printr-un protonem bine dezvoltat, adesea filamentos, ramificat. Mușchii verzi sunt foarte diverși în structura organelor lor vegetative.

Cele mai importante caracteristici ale plantelor din această subclasă se reflectă, de exemplu, în mușchiul de in Kukushkin, răspândit în pădurile umede de conifere și de-a lungul periferiei mlaștinilor. Tulpina acestui mușchi este erectă, neramificată, atinge o înălțime de 30–40 cm și este dens acoperită cu frunze liniar-lanceolate. Inul Kukushkin este o plantă dioică. Arhegoniile se formează în vârful tulpinilor unor plante, iar anteridiile pe altele. După fertilizare, din zigot se dezvoltă o capsulă, așezată pe o tulpină. Sporii se coc în cutie. Sporul, odată pe sol umed, germinează, dând naștere unui protonem filamentos. Pe protonema se formează muguri, din care cresc tulpini cu frunze.

Importanța mușchilor în natură este mare. Reprezentanții briofitelor cresc aproape peste tot. Excepție fac deșerturile saline și habitatele cu substrat în mișcare (nisipuri suflate de vânt, scres, pietricele). Nu se cunosc briofite marine. Mușchii sunt abundenți în mlaștini și păduri. Ele domină adesea acoperirea solului pădurilor de conifere (păduri de molid, păduri de pini etc.). Mușchii sunt reprezentați pe scară largă în vegetația tundrelor și zonelor înalte;

Zona tundra și zonele înalte umede sunt numite pe bună dreptate „regatul mușchilor și al lichenilor”.

Proprietatea briofitelor de a absorbi rapid apa și de a o reține ferm provoacă o descompunere slabă a gazonului de mușchi de jos, ducând la formarea turbei. Acoperirea cu mușchi poate contribui la îmbinarea cu apă a zonelor. Mușchii de sphagnum au proprietăți antibiotice și sunt utilizați în medicină. Sunt formatori de turbă, participând la formarea unui înveliș gros de mușchi în mlaștini înalte. Turba de sphagnum este utilizată pe scară largă ca combustibil și în agricultură.

Mulți mușchi verzi formează un covor continuu în mlaștinile de câmpie, unde formează depozite de turbă de câmpie bogată în nutrienți. Turba de câmpie este utilizată pe scară largă în agricultură ca îngrășământ. Mușchii pot avea un efect negativ asupra vieții unor tipuri de plante vasculare: crescând într-un covor dens continuu, împiedică aerarea solului, provocând acrirea acestuia.

DEPARTAMENTUL MOSSMODS, SAU MOSSCOADS

Licopodele sunt unul dintre cele mai vechi grupuri de plante. Primele licofite au fost plante erbacee. În perioada carboniferului au apărut forme asemănătoare copacilor, dar au dispărut, iar rămășițele lor au format depozite de cărbune. Majoritatea licofiților sunt acum dispăruți. Doar specii relativ numeroase de mușchi și selaginella au supraviețuit.

Toți reprezentanții moderni ai licofiților sunt plante erbacee perene, de obicei veșnic verzi. Unele dintre ele seamănă cu mușchi verzi în aparență. Frunzele licofiților sunt relativ mici. Ramificarea dihotomică (furtuită) este, de asemenea, caracteristică licopodelor. În vârful tulpinilor multor licofite se formează spiculeți (strobile), în care sporii se coc.

Printre licofite există plante homosporoase și heterospore. În primul, sporii nu diferă morfologic; germinând, formează gametofite bisexuale; La speciile heterosporoase, sporii mici dau naștere gametofiților masculi care poartă anteridii, iar cei mari, gametofiților feminini care poartă arhegonie. Spermatozoizii bi sau multiflagelați se formează în anteridii, iar ouăle se formează în arhegonii. După fertilizare, din zigotul rezultat crește o nouă generație asexuată, sporofitul.

Secțiunea Mossaceae include două clase: Mossaceae și Polusniformes. Din primul vom lua în considerare ordinul Lycophytes, iar din al doilea vom lua în considerare ordinul Selaginella, ai cărui reprezentanți trăiesc în prezent.

Ordinul Lycophytes se caracterizează prin homosporozitate. Este reprezentat de o familie ╫ Muschi, al cărei gen principal este genul Moss, numărând aproximativ 400 de specii. În țara noastră se găsesc 14 specii de mușchi. Mulți mușchi de club sunt mici plante erbacee. Frunzele lor sunt relativ mici. O nervură mediană constând din traheide și celule parenchimoase trece de-a lungul frunzei.

Să luăm în considerare unul dintre tipurile de clubmoss - clubmoss. Această specie este răspândită în pădurile de conifere (de obicei de pin) pe soluri sărace. Mușchiul este o plantă erbacee perenă veșnic verde, cu o tulpină târâtoare de până la 1–3 m lungime. Produce lăstari ascendenți deasupra solului de până la 20 cm înălțime, care se termină în spiculețe purtătoare de spori. Toți lăstarii sunt acoperiți dens cu frunze mici subulate. Spiculeții conțin sporangi în formă de rinichi, în care se formează un număr mare de spori galbeni, identici, mici. După coacere, sporii cad în sol. Când germinează, se formează o excrescență (gametofit). Creșterea mușchilor este perenă și arată ca un mic nodul (2╫5 mm în diametru) cu rizoizi. Îi lipsește clorofilă (prin urmare incoloră) și nu se poate hrăni singur. Dezvoltarea sa începe abia după ce hifele fungice (micorizele endotrofice) pătrund în organism. Pe suprafața superioară a prothalusului, în profunzimea țesutului său, se formează anteridii și arhegonii. Fertilizarea are loc în prezența apei. Un embrion se dezvoltă dintr-un ou fertilizat și crește într-o plantă perenă veșnic verde numită sporofit. La licofiți există o schimbare clar exprimată a generațiilor. Ciclul de dezvoltare este dominat de sporofit. Diviziunea de reducere are loc în sporangiu în timpul formării sporilor.

Tulpinile și frunzele mușchilor conțin alcaloizi și sunt folosite în medicină. Sporii sunt folosiți ca pulbere (lycopodium) pentru pulberi, precum și pentru pastile de stropire. Pentru a proteja rezervele de mușchi de club, atunci când colectați spori, este necesar să tăiați cu atenție numai spiculetele purtătoare de spori.

Ordinul Selaginellaceae, care aparține clasei Polushnikovae, este caracterizat de heterosporozitate. Este reprezentat de o familie, Selaginellaceae. Există aproape 700 de specii în genul Selaginella, majoritatea originare din regiunile tropicale și subtropicale. Există 8 specii din acest gen întâlnite în țara noastră. Selaginella sunt foarte diverse ca aspect. Cele mai multe dintre ele sunt plante erbacee mici, de obicei târâtoare. Frunzele sunt simple, întregi, mici, de până la 5 mm lungime. Se reproduc în principal asexuat, folosind spori.

Să aruncăm o privire mai atentă la Selaginella selaginaceae. Această plantă are tulpini scurte târâtoare acoperite cu frunze ovate alungite. În partea de sus a lăstarii, co-purtători de spori

luciu. Principala diferență dintre Selaginella și mușchi de club este că spigheta conține două tipuri de sporangi: cele mai mari (megasporangii) conțin 4 spori mari (megaspori); cele mai mici (microsporangii) conțin numeroși microspori. În timpul germinării, microsporul formează un protalus masculin foarte redus, pe care se dezvoltă un anteridiu. Din megasporul crește un prothalus feminin, pe care se dezvoltă câteva arhegonii. Mișcarea spermatozoizilor necesită apă, așa că are loc după ploaie sau prin rouă. De-a lungul timpului, o plantă adultă de selaginella crește dintr-un ou fertilizat.

Astfel, în Selaginella se formează două tipuri de spori - microspori și megaspori - și se dezvoltă prothlae unisexuate. Taliile, în special cele masculine, sunt mult reduse, care este direcția principală de evoluție a plantelor superioare. Acest lucru se poate observa clar în alte departamente ale plantelor superioare. Selaginella sunt puțin folosite de oameni.

DEPARTAMENT EAILS, SAU HORSEtails

Equisetaceae se caracterizează prin împărțirea în internoduri și noduri clar definite cu frunze spiralate.

În prezent, coada-calului este reprezentată pe Pământ de o singură clasă, Equisetaceae, care include un ordin, Equisetaceae și o familie, Equisetaceae. Familia are un singur gen, coada-calului, care cuprinde aproximativ 30 de specii, dintre care 17 se găsesc în flora noastră (mlaștini, păduri, pajiști, terenuri arabile etc.).

Cea mai mare dezvoltare a cozii-calului a avut loc în perioada Carboniferului. Apoi, mulți dintre ei erau reprezentați de copaci mari. Mai târziu formele asemănătoare copacilor au dispărut. Rămășițele moarte au dat naștere zăcămintelor de cărbune. De asemenea, multe forme erbacee au dispărut.

Coada-calului modern este ierburi perene rizomatoase cu o lungime a tulpinii de până la câteva zeci de centimetri. La nodurile tulpinii există spirale de ramuri. Frunzele mici, asemănătoare solzilor, cresc împreună cu tecile într-un tub; funcția de fotosinteză este îndeplinită de lăstarii verzi. Unii lăstari se termină într-un spikelet purtător de spori (strobilus), constând din sporangi. Coada-calului modern sunt plante homosporoase.

Generația sexuală (gametofit) în coada-calului modern este reprezentată de lăstari verzi foarte mici, unisexuali sau bisexuali, cu viață scurtă, de câțiva milimetri. Pe ele se formează anteridii și arhegonii. Spermatozoizii multiflagelați se dezvoltă în anteridii, iar ouăle se dezvoltă în arhegonie. Fertilizarea are loc în prezența unei picături de mediu lichid (apă), iar din zigot crește o nouă generație asexuată, sporofitul.

Structura cozii-calului și ciclul lor de viață pot fi luate în considerare folosind exemplul Coada-calului. Această plantă perenă rizomatoasă crește în câmpuri, pajiști și terenuri de pânză. Din rizom la începutul primăverii apar lăstari de culoare brun-roz, scurti, drepti, în vârful cărora se formează un spikelet purtător de spori. Pe axa spiculetei există sporofile care arată ca niște scuturi hexagonale. Sporofilele conțin sporangi, care conțin spori. În exterior, toți sporii sunt la fel: fiecare are două anexe sub formă de panglici înguste numite elater. Din punct de vedere morfologic, sporii sunt la fel, dar sporii diferă fiziologic: unii dintre ei, la germinare, produc lăstari masculi, alții - lăstari femele. Prothalusul masculului este o placă mică de culoare verde, împărțită în lobi și atașată de sol prin rizoizi. La capetele lobilor se dezvoltă anteridiile care conțin spermatozoizi multiflagelați. Prothalusul femelei este mai mare și poartă arhegonie. Fertilizarea are loc în prezența umidității. Din zigot se dezvoltă un sporofit peren. Primăvara, din rizomii de coada-calului se dezvoltă lăstari vegetativi verzi, lipsiți de spiculeți.

Alte tipuri de coada-calului au un singur tip de lăstar. Este atât purtător de spori, cât și asimilativ. Valoarea practică a cozii-calului este mică; sunt utilizate, în special, în fitomedicină ca medicament.

DEPARTAMENTUL FERNES, SAU FERNES

Ferigile sunt plante antice. O parte semnificativă dintre ele au dispărut acum. În zilele noastre, ferigile depășesc cu mult în număr de specii toate celelalte grupe de plante vasculare moderne purtătoare de spori: sunt cunoscute peste 12 mii de specii. Există aproximativ 100 de specii de ferigi în flora Rusiei.

Reprezentanții acestui departament sunt foarte diverși în aspect, forme de viață și condiții de viață. Printre acestea se numără multe plante erbacee perene și există și copaci. Ferigi arborele tropicale au o înălțime de până la 25 m, iar diametrul trunchiului ajunge la 50 cm. Printre speciile ierboase există plante foarte mici, de câțiva milimetri.

Spre deosebire de licofitele și coada-calului, pteridofitele se caracterizează prin „frunze mari”. „Frunzele” ferigilor sunt de origine tulpină și se numesc „frunze”. Originea lor este confirmată de creșterea apicală. Dimensiunile ferigilor de frunză variază de la câțiva milimetri la multe zeci de centimetri. Forma și structura lor sunt variate. Frunzele multor ferigi combină funcțiile de fotosinteză și sporulare. La unele specii (de exemplu, struțul) se întâmplă

două tipuri de fronde: fotosintetice și purtătoare de spori. Frunzele frunzelor sunt destul de des penoase, adesea disecate de multe ori.

Majoritatea ferigilor de pădure din regiunile temperate au rizomi cărnosi care formează noi rozete de fronde în fiecare an, care de obicei predomină ca greutate și dimensiune peste tulpina la ferigi.

Aproape toate ferigile, cu excepția celor acvatice, sunt plante homosporoase. Sporangiile sunt adesea situate pe suprafața inferioară a frunzelor și sunt colectate în grupuri numite sori. Sporii de ferigă dau naștere la creșteri bisexuale libere (gametofite) purtătoare de anteridii și arhegonie. Pentru fertilizare este necesară prezența picăturilor de apă lichidă, în care spermatozoizii multiflagelați se pot deplasa. Un sporofit se dezvoltă dintr-un ou fertilizat. Pe măsură ce sporofitul crește, acesta devine independent și gametofitul moare.

Diviziunea ferigilor este împărțită în 7 clase. Dintre acestea, 4 clase sunt reprezentate exclusiv de forme fosile, care diferă ca aspect de ferigi tipice.

Să aruncăm o privire mai atentă la planta de scut masculin, care, în ceea ce privește structura sa generală și ciclul de dezvoltare, este tipică ferigilor. Formează un rizom târâtor gros, la capătul căruia apare anual o rozetă de frunze mari, de două ori disecate pinnat. Frunzele tinere sunt în formă de melc la capăt și cresc din vârf (ca o tulpină). Rădăcinile adventive se extind din rizomi. Pe suprafața inferioară a frunzelor se formează sori rotunji vara. Spori identici se formează în interiorul sporangiului. Feriga de scut masculin este o ferigă de obicei homosporoasă. Odată ajuns la sol, sporul germinează și se formează un lăstar. Este o placă verde în formă de inimă de aproximativ 1 cm. Pe suprafața inferioară a protalului se formează arhegoniile și anteridiile. Spermatozoizi multiflagelați răsuciți elicoidal se dezvoltă în anteridii. Fertilizarea are loc în prezența apei. Un sporofit mare peren crește treptat dintr-un ou fertilizat.

Ferigile acvatice sunt plante heterospore. Acesta este un grup mic. Un exemplu este Salvinia plutitoare, care aparține ordinului Salviniaceae. Aceasta este o plantă mică care plutește pe apă. Gametofitele masculine și feminine se dezvoltă din micro- și megaspori, care se formează în micro- și megasporangii. Gametofitul masculin, care se dezvoltă dintr-un microspor, este mult redus. Gametofitul feminin se dezvoltă în interiorul unui megaspor și este multicelular. După fertilizare, se dezvoltă un sporofit peren. Procesul de germinare a sporilor, fertilizarea și dezvoltarea sporofiților au loc în apă.

Importanța practică a ferigilor este mică. Se mănâncă frunzele tinere ale unor plante erbacee, precum și miezul ferigilor arborescente. Unele ferigi sunt plante medicinale.

Informații conexe.

Reproducerea și semnificația ei. Metode de reproducere. Capacitatea de a se reproduce sau de a se auto-reproduce este una dintre proprietățile obligatorii și cele mai importante ale organismelor vii. Reproducerea susține existența pe termen lung a speciei și asigură continuitatea între părinți și descendenții acestora pe parcursul mai multor generații. Conduce la creșterea numărului de indivizi ai speciei și contribuie la răspândirea acesteia. La plante, dintre care marea majoritate duc un stil de viață atașat, dispersarea în timpul procesului de reproducere este singura modalitate de a ocupa o zonă mare de habitat.

Există două tipuri de reproducere: asexuata si sexuala. ÎN reproducere asexuată Un singur părinte este implicat și împarte, muguri sau spori. Când reproducere sexuală indivizii unei noi generații apar cu participarea a două organisme - maternă și paternă. Reproducerea asexuată are două forme: vegetativă și de fapt asexuată. Reproducerea folosind organe vegetative (la plante) și părți ale corpului (la animale) se numește vegetativ. Înmulțirea vegetativă se bazează pe capacitatea organismelor de a reface (regenera) părțile lipsă. Această metodă de reproducere este larg răspândită în natură, dar este cea mai variată la plante, în special la plante cu flori. Când bacteriile unicelulare, algele și protozoarele se divid prin mitoză, se formează două organisme fiice. La algele unicelulare, ciupercile și lichenii, reproducerea se realizează respectiv prin fragmente de filamente, spori și fragmente de tali. Un exemplu de înmulțire vegetativă este înmugurirea, care este caracteristică drojdiei și ciupercilor. Dacă indivizii fiice nu se separă de mamă, se pot forma colonii. În plantele cu flori din natură, din organele vegetative pot apărea noi indivizi: tulpină (cactusi, linge de rață, elodee), frunză (gloxinia), rădăcină (zmeură, agrișă, ciulin de scroafă, păpădie), rizom (iarbă de grâu), rădăcini (căpșuni), etc. De fapt asexuat Reproducerea se caracterizează prin faptul că pentru reproducerea descendenților se formează celule specializate - spori, fiecare dintre care germinează și dă naștere unui nou organism. Sporularea are loc la protozoare, ciuperci, alge, mușchi, mușchi, coada-calului și ferigi. La gimnosperme și angiosperme, sporii nu sunt implicați direct în procesul de reproducere.

Cu orice formă de reproducere asexuată - prin părți ale corpului sau spori - se observă o creștere a numărului de indivizi dintr-o anumită specie, fără a crește diversitatea genetică a acestora: toți indivizii sunt o copie exactă a organismului matern. Această caracteristică este folosită de oameni pentru a obține descendenți omogeni cu caracteristici bune la fructe, ornamentale și alte grupuri de plante.

Înmulțirea vegetativă la angiosperme se împarte în naturale și artificiale. Înmulțirea vegetativă naturală este foarte răspândită. Cel mai adesea apare cu ajutorul rizomilor, bulbilor, cormilor, rădăcinilor și viricilor. Înmulțirea vegetativă artificială realizat cu intervenție umană. LA artificialÎnmulțirea vegetativă a plantelor cu flori se folosește dacă planta nu produce semințe, produce semințe de calitate scăzută sau dacă este necesar să se păstreze puritatea genetică a soiului. Soiurile de plante extrem de decorative obținute prin hibridizare sunt de obicei înmulțite vegetativ, deoarece în timpul înmulțirii semințelor se observă divizarea indivizilor, iar soiul își pierde calitățile.

În condiții naturale și în cultură, plantele se reproduc adesea folosind aceleași organe. Această proprietate a plantelor este utilizată pe scară largă în practica plantelor, silvicultură și, mai ales, horticultură.

Foarte des înmulțirea are loc prin butași. Tăiere- acesta este un segment al oricărui organ vegetativ al unei plante capabil să restaureze organele lipsă. Segmentele de lăstari de 20-30 cm lungime cu una până la trei frunze, în axilele cărora se dezvoltă muguri axilari, se numesc butași de tulpină. În condiții naturale, astfel de butași se pot înmulți cu ușurință salcie, plop, iar în cultură - mușcate, coacăze, trandafir etc.

Butași de rădăcină- secțiuni de rădăcini laterale de 10-20 cm lungime - recoltate toamna și depozitate în nisip, plantate în seră primăvara. Folosit pentru înmulțirea cireșelor, merelor și zmeurii.

Frunza care formează rădăcina este de asemenea folosită ca tăierea frunzelor. Begonia, violeta Uzumbara și gloxinia sunt înmulțite prin butași de frunze.

Când se înmulțesc artificial, butașii sunt separați de plante și înrădăcinați în apă, nisip sau un amestec ușor de pământ. Unele plante prind rădăcini ușor, altele le este greu. Butașii plantelor trebuie acoperiți cu sticlă pentru a crea umiditate crescută a aerului, stropiți periodic și ventilați. Când se înmulțesc cu lame mari de frunze, o parte a lamei de frunze trebuie îndepărtată.

În natură are loc reproducerea vegetativă lăstarii de rădăcină. Așa se reproduc cireșul, aspen, prun, liliac și cireș de pasăre.

Reproducere stratificare De asemenea, este folosit pentru cultivarea coacăzelor, strugurilor, azaleelor ​​și a altor plante. Pentru a face acest lucru, lăstarii de unul sau doi ani ai plantei sunt înclinați într-un șanț special săpat, fixați și acoperiți cu pământ, astfel încât capătul lăstarilor să rămână pe suprafața solului. Înrădăcinarea merge mai bine dacă faci o incizie în scoarță sub mugure. Fluxul de nutrienți către tăieturi stimulează formarea rădăcinilor adventive. Lăstarii înrădăcinați sunt separați de planta mamă și plantați.

Plantele se înmulțesc ușor prin lăstari târâtori speciali - Mustață(capsuni, cinquefoil, tenace).

Înmulțirea vegetativă este răspândită nu numai prin organele tipice sau părțile acestora, ci și prin modificări ale tulpinii - rizomi, bulbi, tuberculi.

Boabele și plantele ornamentale sunt, de asemenea, propagate prin împărțirea tufișului în mai multe părți, fiecare dintre ele fiind plantată într-un loc nou.

O metodă specială de înmulțire vegetativă este grefă. Grefă- despicarea unui mugure sau tăierea unei plante cu tulpina alteia care crește în sol. Butașii sau mugurii se numesc pui, iar planta cu rădăcină se numește portaltoi.

Altoirea unui mugure cu o bucată de lemn se numește înmugurire. În acest caz, o tăietură în formă de T cu o lungime de
2-3 cm, orizontal - nu mai mult de 1 cm. Apoi marginile scoarței sunt pliate cu grijă înapoi, iar sub scoarță este introdusă o vidă tăiată cu o bucată de lemn. Vizorul este apăsat strâns pe lemn cu clapete de scoarță. Locul de altoire este legat cu o cârpă de spălat, lăsând mugurele deschis. După fuziune, tulpina portaltoiului de deasupra ochiului este îndepărtată. Înmugurirea se realizează vara și primăvara.

Mai rar folosit copulaţie- altoirea unui butaș de un an cu mai mulți muguri. În acest caz, puiul și portaltoiul ar trebui să aibă aceeași grosime. Ei fac tăieturi oblice identice. Sporul este aplicat pe portaltoi astfel încât țesuturile acestora să coincidă (potrivirea cambiului este deosebit de importantă) și se leagă cu grijă cu o cârpă de spălat. Dacă grosimea puiului și portaltoiului este diferită, altoirea se face în despicatură, în spatele scoarței, în fund etc.

Importanța înmulțirii vegetative.Înmulțirea vegetativă a plantelor este de mare importanță în agricultură. Face posibilă obținerea rapidă a unei cantități mari de material săditor, propagarea plantelor care nu formează semințe și păstrarea caracteristicilor soiului. Deoarece înmulțirea vegetativă implică diviziunea mitotică a celulelor somatice, descendenții primesc același set de cromozomi și păstrează complet caracteristicile plantelor mamă.

Reproducere sexuală diferă semnificativ de asexuat prin aceea că, în acest caz, genotipul urmașilor apare ca urmare a recombinării genelor aparținând ambilor părinți. Acest lucru crește capacitatea organismelor de a se adapta la condițiile de mediu în schimbare. Reproducerea sexuală se caracterizează prin prezența unui proces sexual, una dintre cele mai importante etape ale căruia este fuziunea celulelor germinale, sau gameților, celule haploide specializate acoperite cu o membrană plasmatică. Gameții diferă ca structură și proprietăți fiziologice și sunt împărțiți în masculin (motile - spermatozoizi, imobili - spermatozoizi) și femele (ouă). Spre deosebire de spori, un gamet, cu excepția cazurilor de partenogeneză, nu poate da naștere unui nou individ. Aceasta este precedată de procesul de fuziune a două celule germinale - fertilizare, care are ca rezultat formarea unui zigot. Ulterior, din zigot se dezvoltă embrionul unui nou organism.

Formarea celulelor germinale în alge, multe ciuperci și plante cu spori superiori are loc prin meioză în organe speciale de reproducere sexuală: ouă - în oogonie sau arhegonie; spermatozoizi și spermatozoizi - în anteridii.

Procesul de fertilizare constă în fuziunea gameților feminini și masculini pentru a forma un zigot. Zigotul are un set dublu de cromozomi. La angiosperme, fertilizarea dublă are loc în interiorul florii.

Floare Este un lăstar scurtat, neramificat, modificat, cu creștere limitată, care servește la formarea sporilor și gameților, la procesul sexual, după care se formează sămânța și fructul.

Florile se formează pe tulpinile principale și laterale și se dezvoltă din muguri aflați în axilele frunzei acoperitoare. Partea tulpină a lăstarului florii se numește peduncul. Are o creștere limitată și un punct de creștere particular extins în sus, numit recipient, din care se extind toate părțile florii. Pe recipient se formează un perianth, format dintr-un caliciu și corolă, precum și florul și pistilurile în sine, care sunt frunze modificate. La unele flori, părțile individuale pot lipsi.

Peduncul- partea de tulpină care poartă floarea, situată între receptacul și bractee. Dacă nu este dezvoltată, atunci floarea se numește sesilă (flori într-o inflorescență de coș). Pedicelul dezvoltă uneori una sau două frunze apicale mici numite bractee.

Priză- aceasta este partea axială extinsă a florii, care este partea sa scurtată a tulpinii. Părțile rămase ale florii se extind din ea. Recipientul poate fi largi (capsuni), plat (bujor), conic (zmeura), concav (cires, prune).

Periant alcătuiesc părțile frunzelor florii, oferind protecție staminelor și pistilurilor. Periantul poate fi simplu sau dublu. Periantul dublu constă dintr-un caliciu și corolă, care variază în culoare și dimensiune. Dacă tegumentul florii este omogen și nu există nicio diferențiere într-un caliciu și corolă, atunci un astfel de perianth se numește simplu. Un perianth simplu cu frunze verzi se numește în formă de caliciu (urzică, cânepă), un perianth simplu viu colorat se numește în formă de corolă (lalea, lacramioare). Florile care nu au perianth sunt numite fără acoperire, sau goale (salcie, rogoz).

Orez. 26. Diagrama structurii florii:

1 – portbagajul în secțiune transversală, 2 – portbagajul în secțiune longitudinală,
3 – polen pe stigmat, 4 – stil, 5 – pereții ovarului, 6 – cuib ovar, 7 – sac embrionar, 8 – receptacul, 9 – sepal, 10 – petală corolei, 11 – ovul, 12 – nucleu central, 13 – antipode, 14 – sinergide.

Ceașcă. Frunzele exterioare modificate ale unei flori se numesc sepale - împreună alcătuiesc caliciul. Poate fi dioic (sepalele libere) sau cu frunze topite (sepalele topite); aranjamentul sepalelor poate fi spiralat sau circular. Sepalele pot fi aranjate în două cercuri - apoi nivelul inferior se numește subcup. La majoritatea reprezentanților Asteraceae și Umbelliferae, caliciul este slab dezvoltat sau absent. Funcția caliciului este de a proteja părțile rămase ale florii de influențele adverse (temperatură, umiditate, dăunători).

Tel. Este format din petale dispuse în spirală sau cerc. Petalele sunt de obicei mai mari decât sepale și au culori diferite. Corola poate fi cu petale separate sau petale topite (sepalele sunt topite). Corolele petale sunt variate: ca formă pot fi în formă de țepi (cartof), în formă de clopot (în formă de clopot), în formă de stuf (cicoare), cu două buze (lamelă) etc. Corola poate fi regulată, având cel puțin două planuri de simetrie; neregulat, având un singur plan de simetrie; și asimetric, prin care nu se poate trasa nicio axă de simetrie. Corolele obișnuite au flori de măr, cireș etc., corolele neregulate au flori de inu de broască și de mazăre, iar corolele asimetrice au flori de cana.

Funcția principală a corolei este de a atrage insecte care promovează polenizarea încrucișată și protejează staminele și pistilurile de condiții nefavorabile.

Androceu- o colecție de stamine într-o floare. Numărul lor variază de la unu la câteva sute. Sunt situate pe recipient sau în spirală sau în cerc (într-unul sau două cercuri). În majoritatea florilor, stamina este formată dintr-un filament și o anteră. Cele două jumătăți ale anterei sunt conectate între ele folosind un conector. Anterele pot fi atașate fix de fir, iar la unele plante (cereale) se leagănă. Fiecare anteră conține două perechi de cuiburi de polen în care se dezvoltă polenul. Staminele pot fi fuzionate cu filamente (la leguminoase), antere (la Asteraceae), filamente și antere (la plantele de dovleac). Staminele apar din tuberculii conului de creștere al lăstarului înflorit. Inițial se formează antera, apoi filamentul. Un mănunchi vascular merge de-a lungul filamentului până la țesutul conjunctiv. Diferențierea țesuturilor în anteră are loc după cum urmează. Epiderma se formează din stratul exterior de țesut educațional, iar arhisporiumul iese din stratul interior, dând naștere celulelor mamă ale microsporilor.

Celulele Archisporium se divid în mod repetat prin mitoză și dau naștere la celule mamă de microspori, care se divid prin meioză, iar din fiecare se formează patru microspori haploizi mononucleari, interconectați. Polenul sau boabele de polen se formează din microspori. Granulele de polen au două învelișuri: cea interioară - subțire - intina și cea exterioară - groasă, adesea cutinizată - exină, nucleu și citoplasmă. Exina are zone neîngroșate - pori și zone îngroșate sub formă de tuberculi.

În timpul formării unui granule de polen dintr-un microspor, nucleul și citoplasma se divid prin mitoză (fără citokineză) pentru a forma doi nuclei (celule). Celula mai mare se numește vegetativă (din care se dezvoltă ulterior tubul polen), cea mai mică se numește generativă. Nucleul celulei generatoare la unele plante este împărțit în cuibul de polen (mai târziu la alte plante) prin mitoză și se formează două celule - spermatozoizi, care sunt celule reproducătoare masculine - implicate în fertilizare. Un microspor germinat similar cu două sau trei celule este un gametofit masculin. Reprezinta granulele de polen sau polenul necesar pentru polenizare. Culoarea polenului este diferită: alb, roșu, galben. Forma - sferică, triunghiulară, eliptică, în formă de tijă etc.

Există unul sau mai multe într-o floare pistiluri, fiecare pistil se dezvoltă din unul sau mai multe carpele. Colecția de carpele se numește gineceu. Pistilul constă de obicei dintr-un stigmat, stil și ovar. O coloană cilindrică subțire se ridică deasupra ovarului, purtând un stigmat la capătul superior (acționând ca un aparat de colectare a polenului). Unele plante nu au un stil, iar apoi stigmatul se așează direct pe ovar, caz în care se numește sesil. Stilul, ridicand stigmatul, favorizeaza o mai buna polenizare si trecerea tuburilor de polen in timpul germinarii polenului.

Ovar- o porțiune mărită, uneori umflată a pistilului în care se află ovulele.

Există trei tipuri de ovare în flori: superioară, inferioară și semi-inferioară. Ovarul superior este situat liber pe receptacul și este format numai din carpele. Ovarul inferior rezultă din fuziunea bazelor caliciului, corolei și androceului cu ovarul, cu periantul extinzându-se de la vârful ovarului. Ovarul semiinferior este rar. Este fuzionat cu periantul și staminele doar prin partea inferioară, în timp ce partea superioară rămâne liberă. Ovarul poate conține de la unul la câteva mii de ovule. Ovulul, sau megosporangiu, se dezvoltă pe peretele interior al ovarului, este format dintr-un nucel (nucleul ovulului), unul sau două tegumente (tegumente), iar între tegumente rămâne o gaură - pasajul polenului (micropil). Megasporii se formează în ovul. Celula nucelului arhisporial, sau celula mamă, se divide prin meioză pentru a forma o tetradă de megaspori haploizi. Dintre cele patru, doar unul se dezvoltă, iar trei sunt reduse (dispar). Megasporul rămas începe să germineze. Când un megaspor germinează, nucleul său este împărțit succesiv prin mitoză. Cele două nuclee rezultate diverg către poli și se formează o vacuola mare între ei în citoplasmă. Fiecare nucleu se mai divide apoi de două ori, astfel încât la polii sacului embrionar se formează patru nuclei haploizi. De la fiecare pol de patru nuclei, unul se extinde în partea centrală a sacului embrionar. Aici aceste două nuclee se contopesc într-unul diploid, care se numește nucleul secundar sau central al sacului embrionar, are un set diploid de cromozomi și devine celula centrală a sacului embrionar.

Trei nuclei, împreună cu citoplasma de la capătul micropilar, formează aparatul ovulului. Una dintre celulele mai îndepărtate de pasajul polenului este oul.
(adică gametul feminin). Celelalte două sunt numite celule accesorii sau sinergide.

Lângă celălalt pol opus există și trei celule, numite antipozi. Astfel, apare un sac embrionar cu șapte nuclee, pregătit pentru procesul de fertilizare (uneori numărul de nuclee poate fi diferit) (Fig. 26).

Flori bisexuale și unisexuale. Dacă o floare are atât stamine, cât și pistil(e), se numește bisexuali. Aproximativ 75% dintre flori sunt bisexuale. Dacă o floare are doar stamine sau doar pistiluri, atunci floarea se numește de același sex. Va fi masculin dacă conține doar stamine și femelă dacă sunt prezente doar pistilele. Florile unisexuate pot fi distribuite diferit pe plante. De exemplu, în cânepă și salcie, unele exemplare au flori masculine, în timp ce altele au flori feminine. Astfel de plante se numesc dioice. Castravetele și porumbul au flori masculine și feminine pe aceeași plantă. Aceste plante sunt numite monoice. Se găsesc și plante poliice. La un individ puteți găsi flori bisexuale și unisexuale. Se numesc poligame (arțar, frasin).

Formula florilor. Structura unei flori poate fi prezentată sub forma unei formule. Pentru a face acest lucru, utilizați semne convenționale pentru a nota formula unei flori. Fiecare cerc de flori este indicat printr-o literă majusculă specifică. Periantul simplu - P (P), caliciul - Ch (K, Ca), corola - B (Co), stamine - T (A), pistil - P (G). Numărul de membri de flori din fiecare cerc este indicat prin numere, iar dacă numărul lor este mai mare de 12, atunci prin semnul infinitului (∞). Absența lor este indicată de - 0. Dacă membrii florii sunt topiți, atunci numerele sunt scrise între paranteze (). Ovarul superior este desemnat printr-o linie orizontală sub numărul de carpele, iar ovarul inferior printr-o linie deasupra numărului de carpele. O corolă neregulată este afișată cu o săgeată (), una corectă este afișată cu un asterisc (*), florile staminate unisexuate sunt marcate cu ♂, florile feminine unisexuate - ♀, florile bisexuale - ♂♀.

Cartofi: * Ca (5) Co (5) A 5 G (2)

Diagrama florilor. Florile pot fi reprezentate prin diagrame, care reprezintă o proiecție schematică a florii pe un plan, perpendicular pe axa acesteia, intersectând axa plantei mamă și frunza de acoperire. Pe diagrame, sepalele sunt de obicei prezentate ca un bracket cu o chilă pe spate, petalele ca un bracket rotund, staminele ca o secțiune transversală prin anteră și un gineceu ca o secțiune transversală prin ovar. Fuziunea părților unei flori se arată prin legătura lor.

Orez. 27. Floarea și diagrama ei.

La plantele cu flori, procesul de fertilizare este precedat de polenizare. Polenizare– transferul polenului din antera staminelor la stigma pistilului. Odată ajuns pe stigma pistilului, boabele de polen începe să germineze. Din celula vegetativă se dezvoltă un tub lung de polen, care crește prin țesuturile stilului până la ovar și ovul. Din celula generatoare se formează doi spermatozoizi. Tubul polenic intră prin canalul polen și nucleul său este distrus. Vârful tubului se rupe și doi spermatozoizi intră în sacul embrionar. În curând, sinergidele și antipozii mor. După aceasta, unul dintre spermatozoizi fecundează ovulul. Ca urmare, se formează un zigot diploid din care se dezvoltă embrionul de semințe. Al doilea spermatozoid fuzionează cu doi nuclei polari pentru a forma o celulă triploidă. Din celula triploidă se dezvoltă țesutul nutritiv, endospermul. Nutrienții săi sunt necesari pentru dezvoltarea embrionului.

Această metodă de fertilizare, în care un spermatozoid se îmbină cu un ovul, a fost descoperită în 1898 de către citologul rus S.G. Navashin.

Datorită fertilizării duble, are loc formarea și dezvoltarea rapidă a endospermului și accelerează formarea ovulului și a semințelor. După fertilizare, ovulul se dezvoltă într-o sămânță. Și ovarul formează fructul.

La angiosperme, organul de reproducere este floarea. Să luăm în considerare procesele care au loc în stamine și pistiluri.

Schema de fertilizare a plantelor cu flori:

1 - stigmatizarea pistilului; 2 - polen încolțit; 3- tub polen;. 4 - ou; 5 - celula centrala; 6 - ovul; 7 - spermatozoizi.

Formarea boabelor de polen are loc în stamine. Stamina este formată dintr-un filament și o anteră. Fiecare anteră este formată în două jumătăți, în care se dezvoltă două camere de polen, microsporangii. Cuiburile conțin celule microsporocide diploide speciale. Fiecare microsporocid suferă meioză și formează patru microspori. În interiorul cuibului de polen, microsporii crește în dimensiune. Nucleul său se împarte mitotic și se formează doi nuclei: vegetativ și generativ. Pe suprafața fostului microspor se formează o înveliș de celuloză durabilă cu pori. Tuburile de polen cresc ulterior prin pori. Ca urmare a acestor procese, fiecare microspor se transformă într-un grăunte de polen (polen) - un gametofit masculin. Un grăunte de polen matur este format din două (vegetative și generative) sau trei (vegetative și două spermatozoizi).

Formarea gametofitului feminin (sac embrionar) are loc în ovul, care este situat în interiorul ovarelor pistilului. Ovulul este un megasporangiu modificat protejat de tegument. În partea de sus există un canal îngust - un pasaj pentru polen. În apropierea pasajului polenului, începe să se dezvolte o celulă diploidă - un megasporocit (macrosporocit). Se împarte prin mitoză și produce patru megaspori haploizi. Trei megaspori sunt distruși în curând, al patrulea, cel mai îndepărtat de intrarea polenului, se dezvoltă într-un sac embrionar. Sacul embrionar crește. Nucleul său se divide de trei ori prin meioză. Ca rezultat, se formează opt nuclee fiice. Sunt situate în două grupe de patru: unul lângă intrarea polenului, celălalt la polul opus. Apoi, un nucleu se extinde de la fiecare pol la centrul sacului embrionar - acestea sunt nuclee polare. Ele pot fuziona pentru a forma un nucleu central. La intrarea polenului se află un ovul și două celule sinergice. La polul opus se află celulele antipodale, care participă la livrarea nutrienților către celulele sacului embrionar și apoi dispar. Acest sac embrionar cu opt nuclee este gametofitul feminin matur.

Majoritatea plantelor produc flori. Cum se reproduc plantele cu flori? „Vegetativ” - vei răspunde și vei avea dreptate. Cu toate acestea, metoda vegetativă de reproducere la astfel de plante nu este singura.

Ca toate celelalte organisme vegetale, formula de reproducere sexuală „gamet + gamet = zigot” este valabilă pentru ele. Această formulă pare simplă, dar știi deja că ascunde etape foarte dificile din ciclul de viață al unei plante.

Ciclul de viață al plantelor cu flori? Cum arată generația lor asexuată - sporofit, unde să caute spori? Unde este gametofitul unei plante cu flori? Cum și unde se fuzionează gameții?

Trebuie să găsim răspunsuri la aceste întrebări analizând viața unei plante cu flori. Să folosim un desen pentru aceasta; acesta ne va ajuta, pas cu pas, să urmărim etapele de dezvoltare ale cireșului familiar.

Primăvara, florile apar pe cireși. Să ne uităm la o floare de cireș. Vom vedea că în centrul florii există un pistil, asemănător unui con. Este înconjurat de stamine. Fiecare stamină este formată dintr-un filament subțire, la capătul căruia se află o anteră.

Toate evenimentele asociate atât cu reproducerea asexuată, cât și cu cea sexuală a acestei plante au loc în aceste organe florale. Există sporangi unde se formează sporii de cireș. Sporii de cireș sunt de dimensiuni diferite: spori mari se formează în sporangiile pistilului, iar în sporangiile anterelor se formează cei mici.

Care este structura pistilului? Partea sa superioară extinsă este stigma, partea inferioară îngroșată este ovarul, acestea sunt conectate printr-o coloană subțire.

În interiorul ovarului există o cavitate în care se află două sporangi. La plantele cu flori se numesc ovule. Acolo se formează patru celule haploide - patru spori.

Dar doar unul dintre acești spori germinează: din ovarul său se formează un gametofit, format din doar șapte celule. Și doar una dintre aceste celule este un gamet. Acesta este un ou, iar gametofitul pe care se formează se numește gametofit feminin (sac germinativ).

Ce se întâmplă în antera unei flori de cireș? La microscop se vede clar că există multe „saci” în anteră. Acestea sunt, de asemenea, sporangi. Ei produc spori mici. Fiecare spor produce un gametofit masculin, format din doar două celule înconjurate de o membrană durabilă. Se numește grăunte de polen. Există multe boabe de polen în anteră.

Sacul de polen se deschide și insectele vin în ajutorul plantei. Ei transferă polenul din anterele unei flori în stigma alteia. Așa are loc polenizarea cireșelor.

Stigmatul pistilului secretă substanțe speciale lipicioase de care se lipesc boabele de polen.

Ce se întâmplă cu gametofitul masculin care aterizează pe stigma pistilului? „Lucrarea” gametofitului masculin continuă asupra stigmatizării. Una dintre cele două celule ale sale se divide, formând doi gameți masculini - doi spermatozoizi.

Se știe că, pentru fertilizare, gameții masculini și feminini trebuie să fuzioneze și abia atunci va apărea un zigot. Cum se pot fuziona doi gameți dacă unul dintre ei se află pe stigma pistilului, iar celălalt se află în ovar?

A doua celulă a gametofitului masculin este „responsabilă” de livrarea spermei către ovar. Această celulă se numește „celulă tubulară”, iar numele ei nu este întâmplător. „Celula tubulară” începe să crească prin coloana pistilului. Formează de fapt un tub prin care se deplasează spermatozoizii. Când tubul ajunge la intrarea în sacul embrionar, se rupe și spermatozoizii ies. Una dintre ele fuzionează cu oul, formând un zigot.

Ce se întâmplă cu al doilea spermatozoid? Pe lângă ou, gametofitul feminin are o altă celulă specială - cea centrală. Diferă de toate celelalte prin faptul că conține două nuclee. Al doilea spermatozoid se îmbină cu acesta.

Astfel, în ovarul pistilului au loc două fecundari deodată: un spermatozoid fuzionează cu ovulul, formând un zigot, celălalt spermatozoid fuzionează cu celula centrală. Acest proces se numește fertilizare dublă.

Embrionul viitoarei plante se dezvoltă din zigot. Ce se întâmplă cu a doua celulă fertilizată? Dă naștere țesut, îl depozitează, numele său este endosperm. Datorită substanțelor endospermului, embrionul va crește mai întâi. Țesutul tegumentar, pielea, este format din tegumentul germenului de semințe care înconjura gametofitul feminin. Așa se formează o sămânță - o formațiune multicelulară cu ajutorul căreia se reproduce cireșul.

Ce se întâmplă cu pistilul în acest moment? Ovarul crește, iar din țesuturile sale se formează un fruct, în interiorul căruia se ascunde sămânța.

Acum este evident că ciclul de viață al unei plante cu flori este similar cu ciclul de viață al unei ferigi. De asemenea, conține generații asexuate - o plantă sporofită cu rădăcini și lăstari și o generație sexuală - gametofite masculine și feminine.

Cu toate acestea, spre deosebire de ferigi, gametofitele de cireș nu sunt indivizi independenți separati, ci se formează și trăiesc în florile unei plante sporofite. Gametofitul masculin se află în boabele de polen, iar gametofitul feminin (sacul embrionar) se află în ovarul pistilului. Aceste gametofite sunt microscopic mici și nu sunt capabile de fotosinteză. Generația asexuată (sporofita) furnizează generației sexuale (gametofitele) ceea ce are nevoie. nutrienți.

ACȚIUNE:

Florile sunt grupul cel mai numeros de floră. Majoritatea arbuștilor, copacilor și ierburilor sunt plante cu flori. Există mai multe moduri de a propaga flori. Să ne uităm la fiecare dintre ele.

Cum se reproduc florile prin polenizare

Polenizarea este cea mai comună metodă de reproducere a plantelor cu flori. Polenizarea are loc în principal cu ajutorul insectelor, iar anumite tipuri de insecte sunt implicate în polenizarea anumitor flori. Astfel, florile de trifoi sunt polenizate de bondari, iar florile de muscata sunt polenizate de sirisi.

Procesul de polenizare în sine are loc astfel: florile secretă nectar, care atrage insectele cu aroma sa. În timp ce insectele colectează nectar, boabele de polen se lipesc de picioarele lor, care sunt parțial transferate de către polenizatori către alte flori. Așa are loc reproducerea prin polenizare.

Cum are loc reproducerea sexuală în flori?

După polenizare, floarea se ofilește și petalele îi cad, iar în acest loc apare un fruct cu semințe. Semințele coapte sunt transportate de vânt, animale, păsări și oameni. Acesta este modul în care are loc reproducerea semințelor sau sexuală a florilor. Deoarece semințele se pot coace pe tot parcursul anului, această metodă de înmulțire este cea mai optimă.

Cum are loc înmulțirea vegetativă a florilor?

Aceasta este metoda de propagare pe care o preferă grădinarii. Pentru a face acest lucru, ei iau orice parte a plantei: rădăcină, frunză sau tulpină, care se depune într-un substrat nutritiv, unde prinde rădăcini. Cea mai populară metodă de înmulțire vegetativă este înmulțirea prin rădăcină, deoarece cu aceasta se obține aproape întotdeauna un rezultat pozitiv.