18. Экологические группы и жизненные формы растений

Экологические факторы. Неповторимость внешнего вида и строения каждого вида организмов является отражением продолжительного процесса его приспособления к конкретным условиям внешней среды. Условия среды — это комплекс условии, в котором можно различить много компонентов, связанных с климатом, почвой, рельефом, а также с имеющимися видами живых организмов и взаимодействием между ними. Каждый из таких компонентов, влияющий на живые организмы, в том числе и на растения, называется экологическим фактором.

Экологические группы. Экологических факторов очень много, и все они влияют на растения. Но при определённых условиях какой-то один фактор может стать основным. Группа растений, выделенная по отношению к отдельному основному фактору, называется экологической группой. Для растений важнейшими экологическими факторами преимущественно являются степень обеспечения водой, светом, а также температурные условия. Приспособление ко всему комплексу факторов среды отображается в жизненных формах растений.

По отношению к обеспечению водой растения делятся на засухоустойчивые, умеренно влаголюбивые, влаголюбивые и водные.

Засухоустойчивые виды произрастают там, где влаги мало. Основным приспособлением к недостатку воды у растений является уменьшение её испарения. Такие растения имеют утолщённую кутикулу, и, как правило, мелкие или свёрнутые в трубочку твёрдые листья. Немало засухоустойчивых видов поглощают воду из глубоких водоносных слоёв почвы при помощи длинных корневых систем. Например, у верблюжьей колючки длина главного корня достигает 20 м. Другое особое приспособление — это запасание воды в сочных мясистых стеблях (кактусы, пустынные молочаи) или листьях (агавы, алоэ) во время редких дождей или выпадения росы. Таких растении много в пустынях. Они не выдерживают чрезмерного увлажнения. Поэтому они называются сухолюбивыми.

К умеренно влаголюбивым относится большинство растений, живущих на суше в условиях умеренного увлажнения. Листья у них обычно широкие и мягкие, без воскового налёта, умеренно опушенные или голые. Это дуб, фиалка, ландыш.

ВЫВОДЫ

• 1. Экологические группы растений выделяют по степени их зависимости от одного из основных факторов внешней среды: уровня увлажнения, освещённости и температуры.

• 2. Жизненные формы растений выделяют по внешнему строению, связанному с приспособлением ко всем факторам среды. Жизненная форма также определяют продолжительность жизни растения.

• 3. Основными жизненными формами растении являются древесные (деревья и кустарники), полудревесные и травянистые (многолетние и однолетние) формы.

19. Класс Листостебельные мхи (Bryopsida). Внешнее и внутреннее строение гаметофита и спорофита. Географическое распространение и значание.

Самый крупный класс моховидных. Включает около 14,5 тыс. видов. Широко распространены в холодных и умеренных зонах обоих полушарий – от полярных пустынь Арктики до участков среди антарктических льдов. Многие виды отличаются высокой жизнеспособностью. Наиболее разнообразны во влажных тропических лесах, но есть виды, обычные для сухих местообитаний, в т. ч. пустыни. Листостебельные мхи всегда расчленены на стебель и листья.

Из всех моховидных листостебельные мхи включают наибольшее число видов. Этот класс обычно делят на три подкласса: сфагновые мхи (Sphagnidae), андреевые мхи (Andreaeidae) и бриевые мхи (Bryidae).

В коробочке образуется спорангий (орган бесполого размножения) со спорами. Листостебельные мхи всегда расчленены на стебель и листья. Листья у мхов сидячие, большей частью поперечно прикрепленные к стеблю, простые, цельные. У ряда мхов лист состоит из двух типов клеток: зелёных, осуществляющих фотосинтез, и мёртвых, бесцветных водоносных клеток. Листья расположены спирально и собраны на верхушке в виде почки.

Роль корней играют многоклеточные ветвящиеся нити – ризоиды. Спорофит. Типичная зрелая коробочка - сложная структура, состоящая из урночки, крышечки и соединяющего их слоя специализированных толстостенных клеток – колечка. крышечка опадает, открывая устье урночки, которое бывает гладким или окруженным перистомом.В зрелой коробочке находится множество свободных спор. Они выдуваются или вытряхиваются оттуда, разносятся ветром, водой или животными и, попав в благоприятные условия, прорастают

Типичный представитель класса — кукушкин лён.

20. Отдел покрытосеменные (Magnoliophyta). Общая характеристика, жизненные формы и анатомические особенности. Экологическая пластичность, роль в сложении растительного покрова и жизни человека. Морфологическая природа цветка и его частей. Развитие и строение мужского и женского гаметофитов. Оплодотворение и развитие семени и плода.

Общая характеристика покрытосеменных

Цветковые растения, покрытосеменные (Magnoliophyta, или Angiospermae), отдел высших растений, имеющих цветок. Насчитывает свыше 400 семейств, более 12 000 родов и не менее 235 000 видов. Семязачатки (семяпочки) Ц. р. заключены в замкнутую полость завязи, образованной одним или несколькими сросшимися плодолистиками. Характернейшая особенность Ц. р. наличие рыльца (которое у примитивных форм тянется вдоль шва плодолистика). Гаметофиты Ц. р. крайне упрощены и миниатюрны, что позволяет им развиваться значительно быстрее, чем гаметофитам голосеменных.

Жизненные формы и сообщества цветковых растений

Характерны разнообразные жизненные формы: травы, деревья, кустарники, лианы, водные растения и др.

Цветковые — единственная современная группа растений, способная к образованию сложных многоярусных сообществ.

Отличительные признаки покрытосеменных:

1. Наличие цветка.

2. Наличие завязи и плода, сохраняющих семязачатки и семена.

3. Опыление ветром, насекомыми, водой, птицами.

4. Женский заросток - восьмиядерный зародышевый мешок без архегониев.

5. Мужской заросток - пыльцевое зерно (пыльца), состоящее из двух клеток - вегетативной и генеративной.

6. Эндосперм представлен тканью с триплоидным набором хромосом. Триплоидность ядер клеток эндосперма, несущих наследственную информацию материнского и отцовского организмов, повышает приспособленность молодого растения к различным условиям среды.

Из анатомических признаков для покрытосеменных характерно наличие настоящих сосудов (трахей), тогда как у голосеменных развиты только трахеиты, а сосуды встречаются крайне редко.

За небольшими исключениями, все покрытосеменные растения имеют корень, стебель и листья.

В настоящее время покрытосеменные распространены повсюду почти до крайних пределов растительности и определяют характер ландшафтов везде, кроме хвойных лесов, торфяных болот и некоторых типов тундр.

В жизни и хозяйственной деятельности человека роль покрытосеменных неизмеримо больше, чем остальных групп растений.

Пища, одежда, фураж для скота, ароматические, наркотические, лекарственные, дубильные вещества, каучук и гуттаперча, пробка и многое другое получается из покрытосеменных.

Представители отдела покрытосеменных господствуют на большей части суши нашей планеты и играют решающую роль в формировании растительного покрова. Они создают основную часть наземной фитомассы и в конечном счете определяют возможность существования человека как биологического вида.

Цветок - репродуктивный орган покрытосеменных растений, состоящий из укороченного стебля (ось цветка), на котором расположены покров цветка (околоцветник), тычинки и пестики, состоящие из одного или нескольких плодолистиков. Ось цветка называется цветоложем. Внизу оно переходит в цветоножку, соединяющую цветок со стеблем или цветоносом. Цветки не имеющие цветоножки, называются сидячими. Покров цветка - околоцветник - может быть расчленен на чашечку и венчик. Чашечка образует внешний круг околоцветника, ее листочки небольших размеров, зеленого цвета. Различают раздельно и сростнолепестную чашечку. Она выполняет функцию защиты внутренних частей цветка до раскрывания бутона. Венчик - внутренняя часть околоцветника, отличается от чашечки яркой окраской и более крупными размерами. Различают раздельно - и сростнолепестные венчики. Симметрия цветка связана с венчиком. Цветки бывают симметричные и несимметричные. Околоцветник бывает двойным (имеется чашечка и венчик); простым венчиковидным (весь имеет яркую окраску) - тюльпан, ландыш, подснежник, лилия; простым чашечковидным (зеленого цвета) - у свеклы, конопли, крапивы.

Тычинка - часть цветка, представляющая собой своеобразную структуру, состоящую из тычиночной нити и пыльника. С помощью тычиночной нити тычинка прикреплена к цветоложу. Пыльник содержит пыльцу. Он разделен на две половинки, соединенные между собой с помощью связника. Совокупность тычинок в цветке называется андроцеем. Пыльник расположен на верхушке тычиночной нити и прикреплен к ней связником. Состоит он из 2-х половин в каждой половине пыльника имеются 2 полости (гнезда или камеры, пыльцевые мешки), в которых развивается пыльца.

Пыльники чаще всего бывают 4-х гнездыми, 2-х гнездыми (орхидные, магнолиевые), одногнездные (аризарум) и редко 3-х гнездые (дымянка аптечная). В пыльниках находится пыльца или пыльцевые зерна.

Микрогаметогенез: Первое из делений происходит под защитой оболочки микроспоры. Второе деление совершается либо в пыльцевом зерне, либо в пыльцевой трубке. В результате зрелые пыльцевые зерна бывают двухклеточными. При первом делении образуются две клетки - маленькая пристенная генеративная клетка и большая сильно вакуолизированная сифоногенная клетка. Генеративная клетка погружается в цитоплазму сифоногенной клетки. Создается совершенно уникальная ситуация, когда одна клетка, помещается внутри другой. В результате вторичного деления из генеративной клетки образуется две безжгутиковые гаметы - спермии, а сифоногенная клетка дает начало пыльцевой трубке, по которой эти спермии передвигаются.

Пестик - часть цветка, образующая плод. Возникает из плодолистика, вследствие его срастания. Бывает простым (составлен одним плодолистиком - вишня, слива, горох) и сложным (составлен несколькими простыми пестиками - кувшинка, гвоздика). Завязь - нижняя часть пестика, в которой находится семенные зачатки. В зависимости от положения завязи различают верхнюю, когда части цветка расположены под ней (виноград, вишня, слива); полунижнюю, когда части цветка срастаются со стенками завязи до половины (бузина); нижнюю, когда части цветка располагаются над завязью (подснежник, опунция). Полость завязи, в которой заключены семяпочки, называется камерой или гнездом. Семенной зачаток имеет 1 или 2 покрова - интегументы, которые на верхушке смыкаются и образуют отверстие - микропиле - пыльцевой вход. Под интегументами расположен многоклеточный нуцеллус, в котором формируется зародышевый мешок. Совокупность пестиков в цветке называется гинецеем.

Мегагаметогенез: Женский гаметофит цветковых растений обычно называется зародышевым мешком. В результате первого деления мегаспоры образуется 2 ядра, которые расходятся к полюсам (микропилярному и халазальному), а между ними образуется крупная вакуоль; далее каждое из этих ядер делится синхронно еще 2 раза и в результате у каждого полюса образуется по 4 ядра. Образуется 8 гаплоидных клеток, из которых одна - яйцеклетка, а пять других идут на построение зародышевого мешка, оставшиеся две сливаются в центре, формируя центральную диплоидную клетку. В зрелом зародышевом мешке имеется только одно ядро женской гаметы - яйцеклетки.

Процесс двойного оплодотворения: Когда зародышевый мешок созрел, на рыльце пестика появляется маленькая липкая капелька, которая способствует улавливанию и прорастанию пыльцы. Пыльцевое зерно, попадая на рыльце пестика, начинает прорастать, образуя пыльцевую трубку. 2 спермия вместе с содержимым перетекают в пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка передвигается по столбику пестика и достигает его завязи, где располагается семязачаток. Из нее выходят два спермия, проникают в пыльцевход семязачатка и производят двойное оплодотворение. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку. Другой спермий сливается в семязачатке с центральным диплоидным ядром, в результате образуется триплоидное ядро.