Контрольная работа по "Кормопроизводству с основами ботаники и агрономии "

б) Шипы, в состав которых  входят, кроме кожицы, еще и подкожные слои коры (саксовские эмергенции или выросты). Сюда относится большая часть шипов: назовем род Rosa (шиповники, благородные розы), Dipsacus (ворсянка), Solanum (паслен), Ribes (крыжовник) и т. д.; наконец, с) выпуклины вроде покрывающих плоды дурмана (Datura), в состав тканей которых входят и сосудистые пучки.

Благодаря своему поверхностному происхождению шипы легче, чем колючки, отделяются от произведшего их органа, оставляя лишь небольшие, быстро зарастающие  поранения. Шипы исключительно эпидермального происхождения сбрасываются вместе с кожицей, так что двухлетние, покрытые пробковым слоем стебли, например нашей малины, оказываются уже лишенными своего вооружения. Биологическая роль шипов та же, что и колючек — защита нежных растительных частей от травоядных животных. Шипы, покрывающие поверхность плодов дурмана, чашелистики обыкновенного репея (Agrimonia) и т. п. играют существенную роль в расселении этих растений, цепляясь своими загнутыми концами за одежду человека или шерсть животных.

Малина

Колючки (spina)  у растений, твёрдые остроконечные образования — результат метаморфоза стебля, листа, корня или их частей. Они внутри имеют древесину, соединяющуюся с древесиной производящего их органа. В колючки листового происхождения превращается весь лист (у барбариса, цитрусовых и др.), его средняя жилка (перистый лист у некоторых астрагалов, караган и др.) или прилистники (у белой акации, держи-дерева и др.). Если колючки — видоизменённые побеги (у боярышника, гледичии, терновника, диких яблонь, груш), то они безлистные или несут несколько слаборазвитых листьев. Колючки могут образоваться также из придаточных корней на нижней части ствола (у пальм Acanthorhiza, Iriartea). Они чаще встречаются у растений сухих, жарких областей. Биологическое значение колючек, как и шипов, — защита растений от животных; кроме того, замена ветвей и листьев. Так же уменьшают испаряющую поверхность растений и тем самым их транспирацию         

Колючки: 1 — листового  происхождения (у барбариса); 2 —  стеблевого происхождения (у боярышника).

Вопрос №74. Происхождение цветка.

 

Древнейшие ископаемые цветки достоверно известны начиная  с середины мелового периода. Древнейший ископаемый цветок растения, похожего на современный черный перец (Piper nigrum) , возраст которого 120 млн. лет, был обнаружен Л.Хаски и Д.Тейлором неподалеку от Мельбурна (Австралия). Относительно происхождения обоеполого цветка существуют различные гипотезы.

Наиболее распространена и широко обоснована стробилярная, или эвантиевая, гипотеза, разработанная  в начале XX в. Согласно этой гипотезе цветок - это видоизмененный укороченный спороносный побег, первоначально напоминавший шишку голосеменных. мегаспорофиллы в процессе метаморфоза превратились в плодолистики, а микроспорофиллы - в тычинки.

Гипотезы происхождения  цветка

Схема, иллюстрирующая псевдантиевую (А) и стробилярную, или эвантиевую (Б) гипотезы происхождения цветка.

1 - собрание мегаспорофиллов и  микроспорофиллов;

2 - собрание редуцированных разнополых  стробилов, состоящих только из  мега - или только из микростробилов,

3 - цветок первичных покрытосеменных.

Эти видоизменения многие исследователи  связывают с приспособлением  покрытосеменных к насекомоопылению. Примитивные цветки имели значительные размеры и удлиненное цветоложе, на котором располагались многочисленные микроспорофиллы и мегаспорофиллы, прикрытые бесплодными листьями, составлявшими первичный околоцветник. Такие цветки могли быть сходными с цветками ныне живущих магнолиевых, лютиковых, кувшинковых. Согласно этой гипотезе перечисленные семейства обычно располагаются близ основания системы покрытосеменных как наиболее древние и архаичные.

Другая точка зрения, также разработанная  в начале XX в., получила название псевдантиевой  гипотезы происхождения цветка. Согласно этой гипотезе цветок представляет собой  видоизмененное собрание редуцированных разнополых стробилов, сросшихся между собой.

Дифференцировка однородных меристематических клеток

Модель дифференцировки однородных меристематических клеток (в центре).

1 - паренхимные, 2 - эпидермальные, 3 - ситовидные  трубки и клетки-спутницы, 4 - членики сосудов, 5 - трахеиды, 6 - склеренхимные волокна, 7,8 - склереиды, 9 - колленхима.

На основе этой гипотезы наиболее архаичными следует считать семейства  с раздельнополыми невзрачными  цветками (ивовые, казуариновые и т.п.).

Обе эти гипотезы являются фолиарными, так как исходят из представлений, что цветки образовались из листостебельных побегов. Фолиарным гипотезам противопоставляются различные теломные гипотезы, довольно широко распространенные в 60-70-е годы ХХ столетия. Согласно этим гипотезам все части цветка могут быть выведены из теломов, т.е. цилиндрических структур, свойственных риниофитам .

Вопрос №90. Односеменные и многосеменные плоды, их строение и развитие. Приведите  примеры и рисунки.

Многообразие плодов принято делить на четыре главных  морфогенетических типа в соответствии с основными типами гинецея: плоды-апокарпии, плоды-монокарпии, плоды-ценокарпии и плоды-псевдомонокарпии. Каждый из этих типов объединяет плоды одного эволюционно-морфологического уровня.

Плод-монокарпий растений (монокарпий). Плоды-монокарпии возникают из цветков , имеющих монокарпный гинецей . Монокарпии образовались в результате редукции плодиков апокарпного плода до одного-единственного плодика. Чаще всего они встречаются у наиболее эволюционно продвинутых представителей подклассов розоцветных и лютиковых.

Наиболее обычны следующие  морфологические типы монокарпиев: боб, однолистовка , одноорешек , однокостянки сухая и сочная.

Сухие и сочные монокарпии

Сухие и сочные монокарпии - плоды, образованные одним плодолистиком.

1 - сухая однолистовка консолиды  - Consolida , 2 - сочная однолистовка воронца  - Actaea , 3 - боб мышиного горошка - Vicea , 4 - сухая однокостянка миндаля - Hedysarum , 5 - членистый боб копеечника , 6 - сочная однокостянка сливы - Prunus .

Различия между бобом и однолистовкой невелики и непостоянны. Типичный боб - это сухой плод, вскрывающийся по брюшному шву и спинной складке двумя створками. Примерно половина представителей огромного семейства бобовых (Fabaceae) имеет такой плод, от которого и произошло название этой систематической группы. Иногда бобы встречаются и в других семействах.

Помимо типичного боба известны бобы невскрывающиеся, членистые, распадающиеся по перетяжкам между члениками ( род копеечник - Hedysarum ), сочные невскрывающиеся бобы и односемянные укороченные орешковидные бобы.

У специализированного рода консолида (Consolida ), близкого к роду живокость (Delphinium) из семейства лютиковых , плод - многосемянный монокарпий, вскрывающийся только по брюшному шву. Такой плод является однолистовкой . Изредка встречается сочная однолистовка (например, у воронца - Actaea spicata из семейства лютиковых ).

Однокостянкой называют невскрывающийся односемянный монокарпий, эндокарпий которого (косточка) твердый, склерифицированный. Мезокарпий может быть сочный, как в плодах персика , абрикоса , сливы , черемухи , вишни и т.д., или сухой кожистый ( миндаль ). В последнем случае однокостянка называется сухой.

Наконец существует одноорешек - односемянный невскрывающийся монокарпий. Одноорешки свойственны кровохлебке (Sanguisorba) , манжетке (Alchemilla) и репешку (Agrimonia eupatoria) - растениям из семейства розоцветных.

Плод-апокарпий  растений (апокарпий)

Плоды-апокарпии образуются из цветков, имеющих апокарпный гинецей. Каждому отдельному, свободно сидящему на цветоложе простому пестику в  зрелом плоде соответствует свободный плодик. Эволюционно апокарпии - наиболее архаичные плоды. Некоторые морфологические типы апокарпиев показаны на рисунке.

Сухие и сочные апокарпии

Сухие и сочные апокарпии - плоды, образованные несколькими (или  многими) свободными плодолистиками.

1 - сухая многолистовка  пиона - Paeonia , 2 - сухая многолистовка  калужницы - Caltha , 3 - многоорешек ветреницы - Anemone , лютика - Ranunculus и других представителей сем. лютиковых, 4 - сочная многокостянка малины, ежевики и других представителей рода рубус - Rubus , 5 - земляничина -многоорешек с разросшимся сочным цветоложем земляники - Fragaria , 6 - сочная многолистовка с удлиненным цветоложем лимонника - Schisandra , 7 - цинародий - многоорешек с разросшимся сочным гипантием шиповника - Rosa

Среди вскрывающихся  апокарпиев следует упомянуть многолистовку , a среди невскрывающихся - многоорешек, разновидностями которого являются цинародий и земляничина. К сочным апокарпиям относится многокостянка. Иногда встречается и сочная многолистовка.

Многолистовки образованы двумя-многими обычно сухими плодиками-листовками, вскрывающимися по брюшному шву. Довольно редкий тип плода - сочная многолистовка, как правило, не вскрывается, но на брюшной стороне ее плодиков отчетливо виден шов от срастания краев плодолистиков. Плоды-многолистовки довольно обычны у примитивных представителей подклассов магнолиевых , розоцветных , диллениевых и лютиковых . К ним относятся плоды пионов (Paeonia) , купальницы (Trollius) , калужницы (Caltha) , магнолии (Magnolia) . У дальневосточной лианы лимонника китайского (Schisandra chinensis) плод - сочная многолистовка . При созревании плода лимонника коническое цветоложе , усаженное свободными пестиками , начинает удлиняться, в результате чего образуется подобие сережки, на которой сидят красные "ягоды", каждая из которых - сочный плодик-листовка.

Многоорешек всегда бывает сухим и отличается от многолистовки невскрывающимися односемянными плодиками- орешками . Классический пример многоорешка - плоды видов лютика (Ranunculus) , а также адонисов (Adonis) , лапчаток (Potentilla) и др. Плод лотоса орехоносного (Nelumbo nucifera) называется погруженным многоорешком. Каждый из отдельных его орешков сидит в углублении дисковидного губчатого разросшегося цветоложа .

Другое видоизменение многоорешка - земляничина . У этого многоорешка плодики сидят на мясистом разросшемся цветоложе , хорошо известном под названием "ягод" земляники и клубники (виды рода Fragaria ).

Наконец, цинародий - многоорешек , плодики которого сидят внутри кувшинчатого сочного гипантия , хорошо знакомого на примере плодов шиповника (виды рода Rosa ).

Плоды видов рода рубус (Rubus) - малина , ежевика , костяника , морошка - имеют плод многокостянку . Многокостянка - это апокарпий , состоящий из двух-многих плодиков - костянок . Мезокарпий каждого такого плодика сочный, а эндокарпий - твердый, склерифицированный.

Вопрос №104. Основные этапы истории систематики. Понятие о филогенетической систематике. Основные таксономические (систематические) единицы растительного мира.

Современные системы  растений, грибов, животных иерархичны. Это значит, что группы одного и  того же ранга последовательно объединяются в группы все более высоких  рангов. Виды объединяются в роды , роды - в семейства и т.д. Иерархическая система систематических групп упорядочивает разнообразие и как бы уменьшает его, делая органический мир доступным для обозрения, изучения и использования. Да и на практике не всегда необходимо оперировать именно видами: во многих случаях достаточно использовать группы более высокого ранга. Например говорят, что все виды пингвинов обитают в Антарктике, что Капской флористической области свойственно обилие разнообразных представителей семейства вересковых , а многочисленные виды рода ковыль характерны для степей и полупустынь.

Следует различать понятия  о систематических (таксономических) единицах и таксономических категориях.

Таксономическая категория обозначает ранг группы (например, вид, род, семейство и т.д.).

Таксономическая единица - это конкретная, реально существующая группа определенного ранга (например, вид - лютик ползучий (Ranunculus repens L.) , род - лютик (Ranunculus L.) , семейство лютиковые (Ranunculaecae Juss) .

Систематические границы  сейчас принято называть таксонами (taxon, во множественном числе taxa) . Каждое растение принадлежит к серии таксонов последовательно соподчиненных рангов.

Согласно кодексу, принята  следующая система таксономических категорий (в нисходящем порядке): Царство - Regnum , Отдел - Divisio , Класс - Classis , Порядок - Ordo , Семейство - Familia , Триба (колено) - Tribus , Род - Genus , Секция - Sectio , Вид - Species , Разновидность - Varietas , Форма - Forma .

Основные ранги таксонов - вид , род , семейство , класс , отдел . Следовательно, каждое растение должно обязательно принадлежать к определенному виду, роду, семейству, классу, отделу ( растительное царство - Regnum vegetabile - подразумевается само собой). В случае необходимости, если система группы очень сложна, можно использовать категории "подотдел", "подкласс", "подпорядок" и т.д. вплоть до "подформы". Филогенетическая систематика. К концу XIX в. естественные системы перестали удовлетворять требованиям времени. К традиционным задачам систематики - облегчению ориентировки в 18 многообразии растений и созданию иерархической системы, основанной на выявлении наибольшего сходства между таксонами , - прибавилось требование объяснения этого сходства. Распространение дарвиновской теории эволюции естественным образом вело к представлению, что "сродство" на самом деле отражает генеалогическое родство, общность происхождения, а различия между таксонами характеризуют меру их расхождения, дивергенции в процессе эволюции. Таким образом, система организмов должна стать филогенетической, в которой иерархическая структура множества видов отражает реальный процесс филогенеза.

Филогенетическая систематика, конечно, возникла на том фундаменте, который был заложен систематикой естественной. Она впитала фактическое  содержание естественных систем, критически переосмыслила этот багаж, осветила его лучом эволюционной идеи. В ходе этой работы выяснилось, что многие построения доэволюционной систематики сохраняют непреходящую ценность, они включаются в филогенетическую систему и только получают новое, более глубокое объяснение. Это касается и объема таксонов, и тех таксономических сближений, которые были осуществлены ранее. Замечательно, что при этом наблюдается прямая преемственность идей и научных школ.