Луковица, её строение и биологическое значение. 
Привести примеры

Использование луковиц.

Луковица Луковицаподземный (реже надземный) побег, у которого уплощенный стебель (донце с сильно укороченными междоузлиями несет мясистые, сочные чешуи, запасающие воду и питательные) вещества (преимущественно углеводы). Луковица — это метармофоза побега, орган возобновления и вегетативного размножения. Это вегетативная часть монокарпического побега луковичных растений. Наружные чешуи луковицы истощаются, подсыхают и играют защитную роль. Луковицы характерны для однодольных растений ряда семейств: Лилейные, Амариллисовые, Ирисовые, но как исключение, встречаются и у двудольных (виды рода Кислица и др.). Общее число луковичных растений превышает 3000 видов.

Строение и биологическое назначение, примеры.

По внешнему виду и внутреннему строению луковицы разнообразны. В зависимости от степени развития боковых почек луковицы бывают простыми, когда почки не невелики (лук, лилия и др.), и сложными — почки в пазухах сухих чешуй крупные, сильно развитые (чеснок).

Морфологическая природа луковичных чешуй различна. У одних растений это утолщенные низовые листья, выполняющие функцию накопления питательных веществ и иногда вегетативного размножения. У других чешуи представляют собой разросшиеся основания (влагалища) срединных листьев, зеленая пластинка которых отмерла и опала. Однако у большинства луковичных растений (нарцисс, подснежник, гиацинт, кринум, многие луки и др.) чешуи обоих типов чередуются в определенном порядке. Такие луковицы называются луковицами смешанного типа.

По строению и расположению чешуй относительно друг друга различают следующие типы луковиц:

имбрикантная (черепитчатая, или чешуйчатая) — основание листа узкое, чешуи лишь краями соприкасаются с рядом расположенными, черепитчато налегая друг на друга (лилии);

туникатная (пленчатая) — основание листа замкнутое, сросшееся, в результате чего каждая предыдущая чешуя полностью охватывает последующую, так что они вложены одна в другую (лук, подснежник, гиацинт и др.).

полутуникатная — основание листа не незамкнутое, так края чешуи не срастаются, вследствие чего каждая предыдущая чешуя не полностью охватывает последующую (пролеска, хиодонокса).

Между основными типами луковиц бывают переходные. Число чешуй в луковице различно. Так она может иметь только одну чешую (кандык сибирский, птицемлемлечник), две — три (виды рябчика), много (большинство луковичных), иногда до 120 чешуй (лилия Кессельринга).

Луковица может быть однолетней (лук, тюльпан, кандык) и многолетней (нарцисс, амариллис, гиацинт, подснежник, пролеска.) у однолетних луковиц к концу периода вегетации луковица сменяется целиком, в истощенных чешуях остается новая замещающая луковица, заложившаяся ранее. У многолетних луковиц отмирает лишь часть более старых чешуй, поэтому в луковице накапливаются чешуи несколько лет.

Функции луковицы:

запасает воду, питательные вещества вегетативное размножение орган возобновления По способу нарастания луковица может быть:

моноподиальной (возобновление идет из верхушечной почки, а цветоносные побеги образуются из пазушных почек — нарцисс, подснежник) симподиальной (цветоносный побег развивается из верхушечной почки, а возобновление происходит из пазушной — тюльпан, рябчик, лук).

Кроме почек возобновления в пазухах чешуй материнских луковиц многих луковичных растений (тюльпан, некоторые виды лука и др.) закладываются почки, дающие начало мелким дочерним луковичкам — деткам. Они развиваются как на столонах, так и без них. Детки также могут образовываться в пазухах срединных листьев репродуктивной части побега (лилия тигровая, л. Луковиценосная, л. саржент), в соцветии при основании цветоножек (некоторые виды лука) или при нарушении развития цветков на их месте (лук многоярусный). Последнее явление получило название ложного живорождения (вивипария). Иногда детки образуются даже на верхушках листьев (лук волшебный).

Детки — это специализированные органы, служащие для естественного вегетативного размножения. Детки по мере отмирания чешуй материнской луковицы оказываются снаружи её. В результате образуется гнездо луковиц. Сформированные в соцветии и в пазухах срединных листьев репродуктивной части побега детки опадают на землю и укореняются. Число их на побеге возобновления определяет интенсивность естественного вегетативного размножения растений.

Использование луковиц агрономия (лук, чеснок) садоводство (декоративные виды луков, лилии, нарцисс, тюльпан и т. д.).

в медицине (в основном в народной).

Вопрос № 56.

Лишайники — симбиотические организмы. Строение, форма тела. Питание, экология, развитие, значение Отдел лишайники — Lichenomycota.

Лишайники — симбиотические организмы, образованные грибом (гетеротрофный микобионт) и водорослями или цианобактериями (автотрофный фикобионт). Двойственная природа лишайников открыта в 60-х годах ХIХ в. С. Шведенером. Насчитывают около 25 000 видов лишайников.

Морфологическая основа лишайника образована грибом, обеспечивающим защиту автотрофных компонентов от высыхания и действия крайних температур и снабжение их водой и минеральными солями. Гриб использует углеводы, синтезируемые фикобионтами. Это многоатомные спирты в симбиозе с симбиозе с цианобактериями. Выделение больших количеств спиртов происходит только под влиянием гриба в составе лишайника. Цианобактерии способны к азотфиксации, связанный азот передаётся грибу.

Взаимоотношение гриба и фикобионта не являются гармоничным симбиозом, они неоднозначны и сложны. Гриб может питаться как сапротроф, переваривая отмерших фикобионтов и продукты их обмена, и как паразит, формируя гаустории, которыми он внедряется в клетки водорослей и поглощает их содержимое. Таким образом, партнерство в лишайнике является, скорее, контролируемым паразитом гриба на автотрофе, а не их симбиозом.

Лишайники могут существовать в самых неблагоприятных условиях, где отдельно ни тот ни другой их компонент не смог бы развиваться. Лишайники первыми поселяются на голых скалах и бесплодных почвах. Виды лишайников, в состав которых входят азотфиксирующие цианобактерии, особенно важны, так как обогащают почву соединениями азота.

Наиболее широко распространены лишайники в арктической и высокогорной тундре, где занимают огромные площади. В тайге также много лишайников; в сосновых борах они часто серым ковром устилают почву, растут на стволах деревьев, свисают с ветвей. Есть лишайники на лугах и в степях, встречаются и в пустынях, и в Антарктике, где семь видов лишайников обнаружены на 86 ° ю. ш., т. е. около Южного полюса.

Состав и строение В составе лишайников встречается около 20 000 грибов, преимущественно сумчатых. Лишь в образовании некоторых, главным образом тропических лишайников, участвуют базидиальные грибы. Гриб, по-видимому, определяет форму всего организма, однако, как недавно установлено, один и тот же вид гриба с разными водорослями может давать морфологически различные структуры, которые ранее относили к разным родам. выращенный в чистой культуре гриб образует компактные тела, совершенно не похожие на симбиотический организм.

Гифы лишайниковых грибов членистые. Некоторые имеют толстую оболочку, способную разбухать, впитывая воду. Имеются особые жировые клетки, или жировые гифы, содержащие небольшие капли жира. Гифы гриба переплетаясь, образуют плектенхиму, составляющую основу разнообразно дифференцированных талломов лишайников.

Фотосинтезирующие организмы представляют собой одноклеточные и нитчатые зеленые водоросли (у большинства) и цианобактерии. До 90% лишайников содержат зеленые водоросли родов Trebouxia (одноклеточные), Trentepohlia (нитчатые) нитчатые цианобактерии носток, распадающиеся на цепочки клеток. Всего в лишайниках встречается 26…28 родов водорослей. Выделенные в чистые культуры, они способны восстанавливать морфологию свободноживущих форм. Внутреннее строение лишайников примитивно. У листоватых и кустистых лишайников с верхней и нижней сторон имеются плотные сплетения гиф, образующие коровые слои. У некоторых лишайников коровый слой наблюдается только с верхней стороны. Между коровыми слоями гифы переплетены более рыхло, образуя сердцевинный слой. У структурно более примитивных лишайников фикобионты равномерно распределены по всему сердцевинному слою и в этом случае относятся, как правило, к цианобактериям. Это гомеомерные талломы. У большинства лишайников водоросли располагаются сразу под верхней корой, образуя так называемый гонидиальный слой, и относятся обычно к зеленым. Это гетеромерные талломы.

Характерная особенность лишайников — образование специфических органических соединений, называемых лишайниковыми кислотами. Они откладываются на поверхности гиф в виде кристаллов, палочек, зернышек и т. д. лишайниковых кислот около 300. большинство их бесцветно, но некоторые ярко окрашены и придают талломам лишайников серый, бурый, ярко — желтый, оранжевый или черный цвет. В прошлом их широко использовали для окраски тканей и пряжи, некоторый из них обладают антибиотическим действием.

В качестве запасных питательных веществ в лишайниках накапливаются полисахариды лихенин и изолихенин; белков и жиров мало. Некоторые лишайники синтезируют ценное эфирное масло.

Форма тела Тело лишайника представляет собой таллом, или слоевище. Различают три основные формы таллома лишайников:

накипные или корковые, — тело в виде корочек или накипи, тесно связанное с субстратом всей поверхностью и практически неотделимое от него.; к накипным принадлежит около 80% видов листоватые — тело в виде листовидных пластинок, прикрепленных к субстрату пучками гиф кустистые — таллом в виде более или менее разветвленного кустика длиной до 15 см, поднимающегося с земли или свисающего с ветвей.

Размножение Размножаются только вегетативно, чаще всего просто обломками (фрагментация), но могут формироваться и специальные образования — изидии и соредии, состоящие из гиф гриба, оплетающих несколько клеток водорослей. Соредии формируются внутри слоевища, изидии — на его поверхности. Массовое образование соредий приводит к разрыву корового слоя, и соредии освобождаются. Изидии обламываются под действием ветра и дождя. Попадая в благоприятные условия, изидии и соредии развиваются в новые особи лишайника.

Грибы и водоросли, входящие в состав лишайника, способны размножаться самостоятельно: водорослиделением клеток и образованием неподвижных спор, грибы — спорами, возникающими вегетативным, бесполым и половым путем. Водоросли, развившиеся из спор, могут жить самостоятельно. Споры грибов, прорастая, дают начало мицелию, который, не встретив соответствующей водоросли, развивается плохо.

Питании, развитие Воду лишайники способны поглощать как из субстрата, так и всем талломом из воздуха. Поэтому наиболее успешно лишайники развиваются в туманных высокогорных и приполярных областях. Вода проводится капиллярно между гифами. Лишайники способны сохранять жизнь при полном высыхании, набухая и оживая после первого дождя. Их влажность может составлять лишь 2…10% сухой массы, и тогда фотосинтез прекращается. В таком анабиозе некоторые виды могут выдерживать яркий солнечный цвет, сильное нагревание и холод. Прекращение фотосинтеза связано с тем, что верхняя кора лишайника становится непрозрачной, высыхая, и не пропускает к водорослям солнечный свет. Влажный лишайник не способен переносить таких экстремальных условий. Во время дождя лишайники очень быстро поглощают воду (в три — пять раз больше своей массы). Фотосинтез идёт наиболее интенсивно при влажности 65…90%. Во многих местообитаниях влажность лишайников колеблется в течение суток и фотосинтез возможен лишь в течение нескольких часов после смачивания росой.

Лишайники светолюбивы. К субстрату нетребовательны, так как способны поглощать минеральные вещества из осадков и атмосферной пыли.

Слабый фотосинтез и скудное минеральное питание определяют медленный рост лишайников. Накипные лишайники за год увеличиваются в диаметре на 1…8 мм, а листоватые и кустистые вырастают на 1…35 мм. Живут лишайники очень долго. Если, исходя из размеров, рассчитывать возраст некоторых экземпляров, то он составит более 4500 лет.

Экология Лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха и могут служить индикатором его чистоты. В местах, где воздух загрязнен дымом, копотью, сернистым газом, лишайники не растут. Их особая чувствительность к токсичным веществам связана с неспособностью выделять впитанные элементы. Видовой состав лишайников и скорость их роста используются как показатели степени загрязненности среды. Лишайники способны связывать тяжелые металлы на клеточных стенках, предотвращая разрушение цитоплазмы. Изучение их химического состава позволяет следить за присутствием тяжелых металлов и других загрязнителей вокруг промышленных центров. Лишайники используют и для контроля за выпадением радиоактивных осадков.

Значение и использование Как автогетеротрофные организмы лишайники одновременно аккумулируют солнечную энергию, создавая органическое вещество, и разлагают органические и минеральные вещества. Выделения лишайников растворяют не только известковые, но и кремнеземистые соединения. В трещинах и углублениях разрыхленной породы задерживаются пылеватые частицы, накапливается гумус. Первыми обычно поселяются накипные лишайники, вытесняемые позднее более крупными листоватыми и кустистыми, затем мхи, травы и, наконец, мелкие кустарники. Эта работа определяет их значение в природе.

Виды лишайников, объединенные под названием «ягель» (олений лишайник, исландский мох и др. виды цетрарий иалекторий) имеют наибольшее экономическое значение. Они широко распространены в тундре, где служат главным зимним кормом для северного оленя. Олени чувствуют запах лишайника под снегом и могут доставать его даже со значительной глубины. На восстановление пастбищ требуется 10…30 лет. Наиболее ценные тундровые оленьи пастбища — кладониевые.

Используют в медицине для получения слизистых отваров и в парфюмерии для изготовления духов.

Лишайники, поселяющиеся на деревьях, не являются паразитами, но, безусловно, вредны, так как на них поселяются вредные насекомые. На ветвях и стволах деревьев в виде сероватых или чернобурых длинных косм растут различные виды уснеи и алектории.

Вопрос № 65.

Отдел покрытосеменные. Общая характеристика. Значение покрытосеменных в природе и жизни человека. Критерии эволюционной продвинутости Общая характеристика Покрытосемянные, или магнолиевые, или Цветковые, — самый крупный отдел растений. Он насчитывает более 500 семейств, примерно 13 тыс. родов и не менее 250 тыс. видов, превосходя по численности все остальные группы высших растений, вместе взятые.

Отдел покрытосемянные большинство систематиков подразделяют на 2 класса: Двудольные и Однодольные. Эволюция этих классов, связанных с общностью происхождения от двудольных предков, шла разными путями, вследствии чего каждый из них имеет характерные отличия. Длительная самостоятельная эволюция столь далеко развела эти группы, что однодольные растения не скрещиваются с двудольными и прививок между ними не получено.

Покрытосемянные господствуют на большей части суши и играют решающую роль в формировании растительного покрова. Они обладают поразительной пластичностью, поэтому существуют в различных экологических условиях, произрастая во всех климатических зонах. Огромные потенциальные возможности покрытосемянных связаны с прогрессивными изменениями их структуры.

Критерии эволюционной продвинутости Важнейшее изменение — появление цветка, который выполняет функции бесполого и полового размножения. Существенная часть цветка — пестик, образованный в результате срастания краев одного или нескольких плодолистиков (мегаспорофиллов). В нижней части пестика образуется замкнутое полое вместилище — завязь, в которой находятся надежно защищенные семязачатки, в верхней сформировалось рыльце, способствующее улавливанию и удержанию пыльцы, а также стимулирующее ее прорастание. Пестик по форме напоминает сосуд, с чем связано название «Angiospermae» (греч. Ангилос — сосуд, сперма-семя). После оплодотворения завязь превращается в плод, внутри которого находятся семена, развившиеся из семязачатков; отсюда и название «покрытосемянные» в отличие от голосемянных, у которых семена лежат на мегаспорофиллах открыто — голо. Прочие группы растений не имеют органа, гомологичного плоду, защищающего семена и способствующего их распространению. Кроме того, для покрытосемянных характерны максимально редуцированные мужской (пылинка) и женский (зародышевый мешок) гаметофиты. Необычайно и само оплодотворение у покрытосемянных, получившее название двойного оплодотворения. Биологический смысл этого процесса заключается в том, что только одновременно с зародышем (а не раньше, как у голосемянных) очень быстро формируется триплоидный (а не гаплоидный) эндосперм.

Перестройка коснулась и вегетативных органов. Важнейшие преобразования произошли в проводящей системе. Основными проводящими элементами ксилемы вместо трахеид становятся сосуды, что значительно ускоряет движение восходящего тока. Во флоэме вместо ситовидных клеток возникают ситовидные трубки с клетками спутницами, регулирующими их функции. При развитии побеговой системы у покрытосеменных стало преобладать симподиальное нарастание. А также изменения в жилковании листьев и т. д. таким образом, покрытосемянные получили дополнительные возможности в конкурентной борьбе и в итоге стали, по словам известного отечественного ботаника М. Г. Голенкина, «победитялями в борьбе за существование».

Значение покрытосеменных в природе и жизни человека Растениеводство и овощеводство. Практическое значение однодольных и двудольных растений одинаково велико, хотя и различно. Однодольные дают человеку незаменимую пищу — хлеб. Это злаки: пшеница, рис, кукуруза, рожь, ячмень, просо, овес и др. Среди двудольных также есть важнейшие пищевые растения: картофель, соя и другие бобовые, подсолнечник, гречиха, в тропиках — хлебное дерево, маниок, батат и др. Среди плодовых и овощных ведущая роль принадлежит двудольным: яблоне, груши, вишне, черешне, абрикосу, персику, клубнике, капусте, малине, моркови, свекле, огурцам, томатам, арбузу, дыне, грецкому ореху, смородине, миндалю, винограду. Однодольным: бананам, финикам, кокосам, ананасу, луку, чесноку, спарже.

Сахар в тропиках получают из однодольного растения — сахарного тростника, в умеренных широтах — из двудольного — сахарной свеклы. Среди кормовых велика роль: двудольные — бобовые, однодольные — злаки.

Технические растения — двудольные: лен и хлопчатник, джут, кенаф, конопля (основные прядильные культуры); дуб, бук, липа (поделочная древесина); клещевина, рапс (выработка технического и пищевое масел).

Изготовление лекарств. Среди лекарственных и красильных, дубильных, эфиромасличных, каучуконосов преобладают двудольные растения.

Двудольные и однодольные используют как декоративные растения.