праграмма ботаника

Высших растений в этой зоне нет.

Такое распределение растительных сообществ характерно для крупных водоемов озерного типа. В природе зачастую можно встретить и отклонения от этого типа.

Изучение водной флоры и растительности имеет большое значение, так как расширяет наши познания приспособительных особенностей растений. Многие водные и прибрежные растения имеют практическое значение, т.к. являются источниками крахмала, идут на изготовление бумаги, картона, циновок и т.д. Некоторые из них (рдест, элодея) используются, как зеленое удобрение на корм домашним животным. Многие водные растения - источник лекарственного сырья (аир болотный, кубышка, вахта трехлистная). Кубышка и кувшинка занесены в региональную Красную книгу.

Задание 1. Ознакомиться с видовым составом, морфологическими и биологическими особенностями водных и прибрежных растений, с характером их распределения в водоеме, особенностями среды обитания. Отметить растения, имеющие хозяйственную ценность, лекарственные и ядовитые растения. Данные о водных и прибрежных растениях поместить в таблицу по форме 3.

						Таблица 3
			Прибрежные и водные растения
№	Вид	Семейство	Фенологи-	Условия места		Примечание
			ческая
п/п				произрастания		(хозяйственное
			форма
						лекарственное
						использование)

3. Тема: Растительность луга

Луг - сообщество травянистых, главным образом, многолетних растений. Луга относятся к интразональному типу растительности, так как они встречаются во всех растительных зонах России. Принято различать горные и равнинные луга. Среди равнинных, в зависимости от рельефа, различают - пойменные и материковые. Пойменные или заливные луга занимают поймы рек. Материковые располагаются на водоразделах. В зависимости от рельефа, подразделяются на суходольные и низинные. Суходольные луга располагаются на сухих возвышенных местах водоразделов, низменные - в пониженных.

Экологической особенностью луговых растений является их потребность к достаточному увлажнению. Это многолетние травы, относящиеся к мезофитам, размножаются как вегетативным путем, так и семенами, вегетативный преобладает. При сборе растений для гербария, многолетники, занесенные в Красную книгу, нужно собирать без корня.

Задание 1. Установить тип луга. Отметить все виды луговых растений, их экологические особенности все это занести в тетрадь в таблицу по форме 4.

11

Привести геоботаническое описание в условиях суходольного луга. Отметить лекарственные и ядовитые виды.

					Таблица 4
			Растения луга
№п/п	Вид	Семейство	Фенологическая	Экологические		Обилие
			форма
				особенности

4. Тема: Основы морфологии

Морфология листа

Лист представляет собой боковую структурную часть побега. Он выполняет три главнейшие функции: фотосинтез, транспирацию и газообмен. Лист, как правило, плоский орган, форма и размеры которого способствуют созданию максимальной фотосинтезирующей поверхности при оптимальных значениях транспирации.

Лист, имеющий одну пластинку, называется простым. У сложного листа на одном черешке располагаются две, три и большее число обособленных пластинок, снабженных собственными сочленениями и черешочками. Отдельные пластинки сложного листа называют листочками. Часть оси сложного листа, несущая листочки, является рахисом.

В зависимости от расположения листочков различают перисто - и пальчатосложные листья. По степени разветвления рахиса различают (однократно-, дважды - и трижды - перистосложные листья. Если на верхушке рахис заканчивается одним листочком, лист является непарноперистым, при отсутствии листочка - парноперистосложным (рис. 1).

При характеристике листовой пластинки обращают внимание на ее форму, верхушку, основание и край. Наиболее часто встречаются следующие формы листа:

-линейный - длина: ширина = 5: 1 и более;

-ланцетный - длина: ширина = 4:1 или 3: 1 (широкая часть находится ближе к основанию);

-овальный - длина: ширина =2,5: 1 (широкая часть на середине листа);

-обратнояйцевидный - длина: ширина = 2,5:1 (широкая часть ближе к" верхушке);

-округлый - длина: ширина =1:1.

12

Рис. 1. Сложные листья

1 - непарноперистосложный; 2 - парноперистосложный; 3 - тройчатосложный; 4 - пальчатосложный;5 - дваждыпарноперистосложный;

6 – дваждынепарноперистосложный

Примеры различных форм листовых пластинок приведены на рисунке 2. Пластинка листа или листочка может быть цельной или расчлененной.

Рассечение осуществляется либо пальчато, либо перисто. В зависимости от глубины рассечения выделяют лопастные, раздельные и рассеченные простые листья или листочки сложного листа (таблица 5).

Рис. 2. Особые формы пластинок листьев

1- игольчатая; 2 - сердцевидная; 3 - почковидная; 4 – стреловидная; 5 – копьевидная; 6 – серповидная.

Таблица 5

Типы рассечения пластинки простого листа

13

Поэтому можно говорить о пальчато- и перистолопастных, пальчато-и перистораздельных и пальчато- и перисторассеченных пластинках листьев. В первом случае выделяют лопасти, во втором - доли, в третем - сегменты. Чаще встречаются олнократнорассеченные листья, но у представителей некоторых семейств двудольных (например, сельдерейных, лютиковых) К известны дважды-, трижды- и многократнорассеченные листовые пластинки.

Жилкование у растений - это система пучков в листовых пластинках, через которые осуществляется транспорт веществ.

Жилкование у большинства папоротников и примитивных семенных растений дихотомическое, т.е. вильчатое. Жилки однодольных соединяются с проводящей системой стебля через основание листа, не сливаясь друг с другом или сливаясь отчасти близ верхушки листа. Между собой они соединяются сетью мелких поперечных жилок - перемычек. В зависимости от особенностей прохождения продольных жилок в пластине выделяют параллельной и дуговидное жилкования (рис. 3.)

Наиболее разнообразно жилкование у двудольных, Известны два основных типа жилкования у двудольных - перистое и пальчатое.

У листьев с перистым жилкованием имеется одна главная жилка, являющаяся продолжением черешка. Существует значительное число листьев, в которых боковые жилки последовательно ветвятся, в результате чего образуется все более густая сеть без ясно выраженных петель. Это перистосетчатое жилкование.

Рис. 3. Основные типы жилкования листьев

1-перистокраевое; 2-перистопетлевидное; 3 - перистосетчатое; 4 -пальчатокраевоке 5 - пальчатопетлевидное; 6 - пальчатосетчатое;

7 -параллельное; 8 – дуговидное

Край листа может быть различным в зависимости от характера выемок: цельным, городчатым, пильчатым, зубчатым, выемчатым (рис. 4.).

Рис. 4. Основные типы края листовых пластинок

1-пильчатый; 2 - двоякопильчатый; 3 - зубчатый; 4.- городчатый; 5 - выямчатый; 6 - цельный

Различают три основных типа листорасположения: очередное, супротивное и мутовчатое. Иногда выделяют накрест-супротивное в тех случаях, когда плоскости соседних пар листьев взаимно перпендикулярны.

Морфология цветков

Цветок - уникальное образование по своей природе и функциям. Цветки растений разных систематических групп поразительно разнообразны по строению, окраске, размерам.

По положению цветок бывает верхушечным или боковым, т.е. выходит из пазухи видоизмененного или невидоизмененного прицветного листа (прицветника). Часть побега, находящегося между цветком и прицветником называется цветоножкой. Но бывают и сидячие цветки, когда цветоножка укорочена или отсутствует вообще.

Верхняя расширенная часть цветоножки, к которой прикрепляются все части цветка называется цветоложем. Цветоложе может иметь различные размеры и форму. Части цветка делят на стерильные (околоцветник) и фертильные, т.е. репродуктивные (андроцей и гинецей).

15

Располагаются части цветка либо циклически, либо спирально. Иногда наружные листочки околоцветника расположены кругами, а внутренние - по спирали. Такой цветок называется гемициклическим. Эволюционно ациклические цветки архаичнее циклических.

По особенностям симметрии цветки многих покрытосеменных могут быть разделены вертикальной плоскостью, проходящей через ось, на равные половины не менее чем в двух направлениях. Это актиноморфные, или правильные цветки. В процессе приспособления к опылению с помощью насекомых из актиноморфных цветков возникли цветки зигоморфные. Они могут быть разделены вертикальной плоскостью, проходящей через их ось, на две половины только в одном направлении. Существуют также ассиметричные цветки, через которые нельзя провести ни одной плоскости симметрии (цветки валерианы лекарственной).

Околоцветник. Околоцветник является покровом, защищающим репродуктивные части цветка. Он может быть простым и двойным. Простой околоцветник состоит из относительно

сходных свободных или в различной степени сросшихся листочков. Невзрачный простой околоцветник называется чашечковидным, а яркоокрашенный -венчиковидным. Иногда околоцветник частично или полностью редуцируется.

Двойной околоцветник состоит из чашечки и венчика, различающихся между собой по размерам и окраске. Чашечка состоит из чашелистиков, преимущественно зеленой окраски. Количество чашелистиков варьирует у представителей различных систематических групп. Чашечка может быть раздельнолистной и сростнолистной. Главная её функция - защита всех других частей цветка. Иногда она видоизменяется и приобретает функции, связанные с распространением семян и плодов (у представителей семейства Астровых).

У некоторых растений чашечка имеет яркую окраску и выполняет роль венчика, последний при этом редуцирован (Aconitum, Delphinium из семейства Лютиковых).

Венчик. Венчик образует внутреннюю часть двойного околоцветника. Состоит венчик из разного количества лепестков. Он содействует опылению, предохраняет репродуктивные части цветка от неблагоприятных условий (перегрев, переохлаждение, повреждение росой, дождём).

Лепестки венчика по происхождению являются стерилизовавшимися и уплощёнными тычинками. И, лишь только у представителей архаичных семейств (Магнолиевые, Пионовые, Лютиковые) лепестки являются видоизмененными прицветными листьями.

Андроцей. Совокупность тычинок одного цветка называется андроцеем. Считается, что тычинки - это видоизмененные микроспорофиллы вымерших голосеменных.

Количество тычинок варьирует от одной до нескольких сотен. Тычинки могут быть свободными или в разной степени сросшимися. Например, у зверобоя

16

тычинки срастаются в пучки; у представителей Астровых - срастаются с пыльниками.

Каждая тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника, который состоит из двух половинок, соединенных между собой связником. Каждая половинка пыльника несет два (реже одно) гнезда - микроспорангия (пыльцевые мешки). Снаружи пыльник покрыт эпидермой, под которой располагается слой клеток так называемого эндотеция. Глубже залегаю 1 - 3 слоя тонкостенных клеток. Самый внутренний слой, выстилающий полость пыльцевых мешков, называют тапетумом. Созревшие пыльники вскрываются и пыльца высыпается.

У некоторых видов растений тычинки теряют свою функцию, становятся стерильными, и тогда их называют стаминодиями.

Гинецей. Совокупность плодолистиков одного цветка, образующих один или несколько пестиков, называют гинецеем.

Структура пестика идеально приспособлена к опылению и оплодотворению. Существенной частью пестика является завязь, в которой находятся семязачатки. Завязь - это влажная камера, предохраняющая семязачатки от высыхания.

Пестик, образовавшийся из одного плодолистика, называют простым, из двух и более сросшихся плодолистиков - сложным. Пестик любого типа состоит из нескольких частей. Более расширенная его часть, в которой находятся семязачатки, называется завязью, вытянутая часть - столбиком, а верхняя - рыльцем.

В зависимости от положения завязи по отношению к другим частям цветка различают верхнюю, полунижнюю и нижнюю завязи.

При верхней завязи прочие части цветка расположены под ней, а сама завязь полностью свободна.

При полунижней завязи части цветка срастаются с ней примерно до половины завязи. Нижняя завязь такая, когда части цветка располагаются над завязью, и нижние их части срастаются с наружной стенкой завязи. Более архаичной считается верхняя завязь.

Гинецей, состоящий из одного простого пестика, т.е. образованного одним плодолистиком, называют монокарпным. Апокарпный гинецей состоит из двух или нескольких свободных простых пестиков. Гинецей, состоящий из нескольких сросшихся между собой пестиков, получил название ценокарпный. Иногда границы между сросшимися плодолистиками вообще незаметны, а единственное гнездо завязи несет только один семязачаток. Такой гинецей, возникший из ценокарпного, называют псевдомонокарпным.

Пол цветка, однодомность и двудомность растений. Цветки бывают обоеполые - с андроцеем и гинецеем, и однополые - только с андроцеем или только с гинецеем.

Цветки, имеющие только гинецей, называются женскими, а имеющие только андроцей - мужскими.

17

Растения, развивающие-раздельнополые цветки на одной и той же особи, называют однодомными. У двудомных растений женские и мужские цветки появляются на разных экземплярах одного и того же вида.

Формула и диаграмма цветка. Формула цветка - условное обозначение его строения с помощью букв латинского алфавита, символов и цифр.

При составлении формулы чаще всего используют следующие обозначения: Р - простой околоцветник (perianthium); Ca (или К) -чашечка

(calyx); Co (или С) - венчик (corolla); A - андроцей (androeceum); G - гинецей

(gynoeceum). Знак « », помещаемый в начале формулы, указывает на актиноморфность цветка, а знак « » - на зигоморфность или ассиметрию. Обоеполый цветок обозначается знаком « », мужской - « », женский - « ». Знак « » при цифровых обозначениях указывает на расположение частей цветка в двух или нескольких кругах.

Круглые скобки вокруг цифры означают срастание частей цветка. Цифры рядом с символом указывают на количество членов данной части цветка. Черта под цифрой, обозначающей число плодолистиков в гинецее, указывает на то, что завязь верхняя; черта над цифрой - завязь нижняя; черта от цифры - завязь полунижняя. Большое и неопределенное число членов цветка обозначается знаком « ». Например, формула цветка тюльпана: I Р3+з А3+3 G3).

Морфология соцветий

Цветки могут располагаться по одиночке или группами. Групповое расположение цветков называется соцветиями.

Соцветие может быть определено как часть побега, побег или система видоизмененных побегов, несущих цветки. Соцветия свойственны большинству цветковых растений.

Любое соцветие имеет главную ось и боковые оси, которые могут быть разветвлены в различной степени. Конечные их ответвления - цветоножки - несут цветки. Соцветие несет видоизмененные или неизмененные листья. Сильно видоизмененные листья называют прицветниками.

Точная характеристика необходима при морфологическом анализе лекарственных растений.

Научная классификация соцветий довольно сложна. Поэтому в учебной литературе для работ прикладного характера приводится упрощенный вариант.

По современной классификации принято делить соцветия на ботриоидные и цимоидные. У ботриоидных соцветий (от греч. "ботрион"-кисть) характер ветвления моноподиальный. Цимоидные соцветия (от греч. "кюма"-волна по особому порядку зацветания") обязательно характеризуются симподиальным ветвлением.

18

Простые ботриоидные соцветия

Боковые оси простых соцветий не ветвятся и представляют собой цветоножки, заканчивающиеся цветками.

Наиболее обычное простое соцветие - кисть. В кисти все цветки сидят на цветоножках, более или менее распределенных вдоль оси.

Колос - производное кисти, отличающийся от нее сидячими цветками. Разновидностью колоса является сережка. Сережка обычно поникает и после цветения или созревания плодов опадает целиком вместе с осью соцветия.

Початок - отличается от колоса разросшейся осью соцветия. Все перечисленные соцветия имеют нормально развитую ось. Однако существует ряд соцветий с укороченной осью. К соцветиям такого типа относятся зонтик, корзинка и головка.

Зонтик - соцветие, производное от кисти, но у него все цветоножки и прицветники расположены на верхушке укороченной оси соцветия.

Головка - это видоизмененный зонтик, с редуцированными цветоножками и разросшейся укороченной осью соцветия.

Корзинка - видоизмененная головка, окруженная обверткой, т.е. сближенными листьями.

Сложные ботриоидные соцветия.

К сложным ботриоидным соцветиям относится метелка. Метелка - это такое соцветие для которого характерно постепенное уменьшение степени разветвленности боковых осей от основания к верхушке.

Метелка может видоизменяться в другие сложные соцветия.

Сложный щиток представляет собой видоизмененную метелку с укороченными междоузлиями главной оси и сильно развитыми междоузлиями боковых осей. Окончания парциальных соцветий при этом достигают уровня верхушечного цветка. У антелы междоузлия боковых осей так сильно удлиняются, что терминальный цветок оказывается на дне воронки, образованной боковыми

ответвлениями.

Рис. 5. Типы соцветий

А - Простые ботриоидные:1 - кисть, 2 - колос, 3 - початок, 4 - простой зонтик, 5 - головка, 6 - корзинка, 7 - щиток (4, 5, 6 - с укороченной главной осью, прочие – с

удлиненной);Б - сложные ботриоидные.: метелка и ее производные: 1 - метелка, 2 - сложный щиток, 3 - антела; В - сложные ботриоидные: сложная кисть и ее производные: 1 – тройная

19

кисть, 2 - двойная кисть, 3 - двойной колос, 4 -двойной зонтик

Сложная кисть - это такое соцветие, у которого ботриоидные парциальные соцветия являются простыми кистями. Производным от сложной кисти считается сложный колос. У сложного колоса цветки располагаются непосредственно на боковых осях, т.е. сидячие, и парциальные соцветия представляют собой простые колосья.

Еще одно производное сложной кисти - сложный зонтик. Типичен для представителей семейства зонтичных. Сложный зонтик имеет боковые оси двух порядков - первого и второго. Оси первого порядка отходят от верхушки главной оси, а второго - от верхушек осей первого порядка. Парциальные соцветия при этом представляют простые зонтики (рис.5).

Помимо перечисленных соцветий, существуют еще, так называемые, агрегатные соцветия. Например, метелка зонтиков, метелка корзинок, щиток корзинок и т. д. (рис. 6)

Рис. 6. Агрегатные соцветия

1 – метелка зонтиков; 2 – метелка корзинок; 3 – щиток корзинок; 4 – кисть корзинок; 5 – колос корзинок.

Цимоидные соцветия

Среди цимоидных соцветий выделяют два основных типа: цимоиды и тирсы. У всех цимоидных соцветий парциальные соцветия образуются за счет симподиального ветвления. Различают три типа цимоидов: монохазии, дихазии и плейохазии. У монохазиев под цветком, завершающим главную ось, развивается только одно парциальное соцветие или -в простейших случаях единственный цветок.

В соответствии с особенностями ветвления парциальных соцветий типа монохазиев принято выделять извилину, завиток, двойной завиток.

Дихазий - соцветие, от главной оси которого, под завершающим ее цветком, отходят два парциальных соцветия, а в простейших случаях - два цветка. Дихазии бывают простые, двойные, тройные.

Для плейохазия характерно - строение, при котором завершающими главную ось развиваются три или более парциальных соцветия. Плейохазии бывают двойные, тройные и т.д.

20