- •Эволюционные изменения у первых растений, осваивавших сушу.
- •Этапы соматической эволюции у высших растений.
- •Высшие растения и гипотезы их происхождения.
- •Отдел Rhyniophyta. Роль в построении филогенетических систем.
- •Характеристика отдела Псилотовых.
- •Отдел Плауны: эволюция жизненного цикла плаунов.
- •Эволюционная характеристика классов Drepanophycopsida и Lycopodiopsida.
- •Порядок Lepidocapales: особенности строения, происхождения, развития, экология, геологическая роль, разнообразие.
- •Эволюционная характеристика классов Isoetopsida и Selaginellopsida.
- •Общая характеристика, принципы классификации, происхождение и филогения отдела Equisetophyta.
- •Класс Бовманитовые: особенности строения, экология, разообразие.
- •Порядки Каламострахиевых и Хвощей: сравнительная характеристика, экология, биология, жизненный цикл, разнообразие, роль в природе и жизни человека.
- •Мхи и гипотезы их происхождения.
- •Общая характеристика и классификация мхов.
- •Антоцеротовые мхи: общая характеристика, биология, экология, география, роль в филогенетических построениях.
- •Класс Печёночники: общая характеристика и классификация.
- •Порядки Андрэаевых и Сфагновых мхов.
- •Порядок Бриевые мхи.
- •Экологические группы мхов и проблемы их выделения.
- •Практическое значение и охрана мхов.
- •Группа Папоротникообразные и их “искуственность”.
- •Филогения папоротников: связи между классами.
- •Жизненные формы папоротников и их эволюция:
- •Папоротники: общая характеристика и просхождение.
- •Эволюция жизненного цикла папоротников.
- •Связь жизненных форм папоротника с условиями их местообитания.
- •Древнейшие представители папоротников: класс Кладоксилеевые, Зигоптерисовые, Ботриоптерисовые.
- •Прогимноспермы: своеобразние строение, значение для филогенетических построенией.
- •Ужовниковые папоротники: общая характеристика, филогенетические связи, эволюционное положение, биология, распространение, разнообразие.
- •Мараттиевые папоротники: общая характеристика, филогенетические связи, экология, распространение и многообразие.
- •Осмундовые папоротники.
- •Эволюционная характеристика схизейных папоротников.
- •Признаки эволюционной примитивности и продвинутости у папоротников. Многоножковые папоротники и их связи с другими подклассами внутри класса Polypodiopsida
- •Подкласс Hymenophyllidae: общая характеристика, филогенетические связи, экология, представленность в Сибири, ценотическая роль.
- •Разноспоровые полиподиевые папоротники: конвергентность разноспоровости.
- •Голосеменные: общая характеристика и эволюция жизненного цикла.
- •Филогения и классификация голосеменных.
- •Фруктификация голосеменных.
- •Возникновение побеговых голосеменных.
- •Мега и микроспорогенез у голосеменных: происхождение семяпочки.
- •Использование анатомо-морфологической структуры семян голосеменных в филогенетических построениях.
- •Положение саговниковых внутри отдела голосеменных и их происхождение.
- •Класс Гинковые: анатомо-морфологическая характеристика, особенности экологии, биология, география.
- •Положение Беннетитов внутри отдела голосеменных: их характеристика и значение в филогенетических построениях.
- •Положение Гнетовых внутри отдела Голосеменных: их характеристика, классификация, экология, биология.
- •Класс: Pinopsida – общая характеристика, происхождение, классификация, современное распространение по планете.
- •Эволюционная характеристика Magnoliophyta (покрытосеменные, цветковые), их таксономическое разделение.
- •Гипотезы о месте, времени, условиях происхождения покрытосеменных.
- •Псевдантная гипотеза происхождения цвета.
- •Эвантовая гипотеза происхождения цветка х.Халлира, критика и развитие.
- •Теломная гипотеза развития происхождения покрытосеменных.
- •Гипотеза происхождения покрытосеменных посредством гамогетеротопии с.В Мейен
- •Роль насекомых в происхождении покрытосеменных, зоофильные линии эволюции отдела.
- •Синдром Анемофилии у покрытосеменных.
- •Происхождение, разнообразие эволюции гинецея.
- •Андроцей у покрытосеменных: происхождение, многообразие, эволюционное развитие.
- •Эволюционные изменения структуры цветка двудольных покрытосеменных.
- •Филогенетические системы покрытосеменных р. Веттштейна, а.Энглера, х.Халлира, а.А. Гроссгейма, л.А. Тахтаджяна, их основопологающие принципы.
- •Подкласс Magnoliidae. Положение магнолиевых в различных филогенетических системах.
- •Подкласс Гамамелилиды: общая характеристика, филогенетические связи, эволюционное развитие, классификация, многообразие, распространение.
- •Подкласс Ранункулиды: общая характеристика, положение в филогенетических системах, классификация, разнообразие.
- •Подкласс Caryophyllidae, общая характеристика, филогенетические связи, энтомофильная и анемофильная линия эволюции, мнообразие экологических групп и жизненных форм, представленность в Сибири.
- •Подкласс Rosidae и его эволюционная характеристика.
- •Подкласс Dilleniidae: общая характеристика, филогенетические связи, эволюционное развитие, классификация, многообразие.
- •Порядок Lamiidae: общая характеристика, филогенетические связи, эволюционное развитие, многообразие, экология, представленность в Сибири.
- •Подкласс: Астериды: общая характеристка, положение в системе манглиофитов, биология, экология, разнообразие, география.
- •Порядок Норичникоцветных: общая характеристика, филогенетические связи, эволюционное развитие, многообразие, экология, разнообразие, география. У норичниковоцветных (scrophulariales)
- •Семейство Мараевые: общая характеристика, специфика положения в филогенетических системах.
- •Порядок Крапивоцветных: характеристика и специфика положения в филогенетических системах.
- •Эволюционная характеристика Бобовоцветных
- •Положение порядка Казуариноцветных в различных филогенетических системах.
- •Эволюционная характеристика Розоцветных, разнообразие, экология, происхождение.
- •Эволюционная характеристика apiales.
- •Верескоцветные: общая характеристика, филогенетические связи, приспособительная эволюция, распространение, экология.
- •Нимфейные и их роль в эволюции покрытосеменных.
- •Эволюционная характеристика порядка ивоцветных: проблемы филогенетических связей ивоцветных.
-
‘Ботаника как наука и её прикладное значение.
Предметы исследования:
Ботаника охватывает широкий круг проблем: закономерности внешнего и внутреннего строения (морфология и анатомия) растений, их систематику, развитие в течение геологического времени (эволюция) и родственные связи (филогенез), особенности прошлого и современного распространения по земной поверхности (география растений), взаимоотношения со средой (экология растений), сложение растительного покрова (фитоценология, или геоботаника), возможности и пути хозяйственного использования растений (ботаническое ресурсоведение, или экономическая ботаника).
Дисциплины:
По объектам исследования в ботанике выделяют фикологию (альгологию) — науку о водорослях, микологию — о грибах, лихенологию — о лишайниках, бриологию — о мхах и др.; изучение микроскопических организмов, преимущественно из мира растений (бактерий, актиномицетов, некоторых грибов и водорослей), выделяют в особую науку — микробиологию. Болезнями растений, вызываемыми вирусами, бактериями и грибами, занимается фитопатология.
Основная ботаническая дисциплина — систематика растений — разделяет многообразие растительного мира на соподчинённые друг другу естественные группы — таксоны (классификация), устанавливает рациональную систему их наименований (номенклатура) и выясняет родственные (эволюционные) взаимоотношения между ними (филогения). В прошлом систематика основывалась на внешних морфологических признаках растений и их географическом распространении, теперь же систематики широко используют также признаки внутреннего строения растений, особенности строения растительных клеток, их хромосомного аппарата, а также химический состав и экологические особенности растений.
Методы:
-
Наблюдение
-
Сравнение
-
Исторический
-
Экспериментальный
-
Сбор и коллекционирование
Значение:
Ботаника тесно связана со многими другими науками — с геологией через палеоботанику и индикационную геоботанику (использование признаков некоторых растений и их сообществ как индикаторов некоторых полезных ископаемых); с химией — через биохимию и физиологию, экономическую ботанику и фармакогнозию; с почвоведением и физической географией — через экологию и геоботанику; с техническими науками — через экономическую ботанику. Ботаника — естественно-историческая основа сельского и лесного хозяйства, зелёного строительства в городах, курортах и парках, она разрешает многие вопросы пищевой, текстильной, целлюлозно-бумажной, микробиологической, деревообрабатывающей промышленности. Однако важнейшая задача ботаники — изучение закономерностей развития и охраны среды обитания человечества — биосферы и прежде всего растительного мира — фитосферы.
-
Эволюционные изменения у первых растений, осваивавших сушу.
Высшие растения, берущие своё начало, очевидно от водорослей, приспосабливаются к условиям суши в конце силурийского периода палеозойской эры, около 420-440 млн лет назад.
При этом у них возникают существенные особенности, имеющие ключевое значение для выживания в наземных условиях:
-
тканевое строение (неслоевищное);
-
наличие устьиц;
-
трехлучевые споры с плотными, инертными оболочками;
-
многоклеточные органы полового размножения, т. е. архегонии (женские) и антеридии (мужские);
-
закономерное чередование в жизненном цикле полового и бесполого поколений при тенденции к преобладанию спорофита (у мхов – гаметофита);
-
исходный уровень соматической организации – телом. В последующем появляются синтелом, предпобег и побег:
В условиях наземной жизни размножение спорами приобретает особое значение. На суше огромное количество спор попадает в неподходящие условия для прорастания и гибнет. Появляется необходимость в производстве очень большого количества спор, что требует накопления достаточного количества органического вещества. Это должно привести к увеличению размеров спорофита и площади его фотосинтезирующей поверхности. Кроме того, оно сопровождается его внешним и внутренним расчленением. Возрастающее расчленение сопровождается появлением проводящей системы и особых многоклеточных вместилищ спор – спорангиев.
Уже самые примитивные растения из наземных были дифференцированы на элементарные органы: каулоид и ризомоид. Каулоид – ортотропная ось, ризомоид – плагиотропная ось. Вместе они составляют телом. Характерная черта теломов – локализованный верхушечный рост.
Происхождение теломов связано с возрастающим дихотомическим ветвлением. Ризомоид – это не корневище, а лишь его аналог. В отличие от настоящего корневища (видоизмененный побег) ризомоид представляет собой первичный элементарный орган.
Появление телома повысило пластичность и открыло более широкие возможности для дальнейшего эволюционного развития. Терминальное положение спорангиев, характерное для телома, у риниофитов приводит к тому, что спорангии представляют собой видоизмененные верхушки веточек.
рис.1 – схема строения первых наземных растений
-
Этапы соматической эволюции у высших растений.
Уже самые примитивные растения из наземных были дифференцированы на элементарные органы: каулоид и ризомоид.
Этапы:
-
Телом – уровень соматической организации растений (риниофитов, мхов), представленный системой дихотомически ветвящихся цилиндрических осевых органов – теломов с терминальными спорангиями.
-
Синтелом – уровень соматической организации растений (плаунов, хвощей), представленный системой объединенных теломов; результат полимеризации и эмбрионизации.
-
Предпобег – соматический уровень организации папоротников, представленный вайей. Образовался из системы синтеломов в результате их уплощения и срастания боковыми частями.
-
Побег
-
Эволюция жизненного цикла и размножения у высших растений.
Под жизненным циклом понимают совокупность всех фаз развития, пройдя которые, обычно, начиная с зиготы, растительный организм достигает зрелости и становится способным дать начало следующему поколению.
Жизненный цикл высших растений состоит из двух фаз (или поколений) – бесполой, или спорофазы (спорофита), и половой, или гаметофазы (гаметофита).
рис.2 Схема чередования поколений в жизненном цикле высших растений
Как половая, так и бесполая формы размножения имеют определенные биологические преимущества. При половом размножении достигается комбинация наследственного материала родительских форм. Образующаяся при половом воспроизведении особь генетически не тождественна ни одному из своих родителей. Половой процесс обеспечивает рекомбинативную генетическую изменчивость организмов из поколения в поколение, поэтому половое размножение дает виду преимущества, реализующиеся при естественном отборе. При бесполом размножении наследственные особенности передаются без изменений и могут легко закрепляться в ряду поколений, при этом как бы «тиражируется» наследственный материал родительской особи и возможен быстрый рост численности. Однако чаще всего у растений осуществляется именно чередование полового и бесполого поколений.
В эволюции остальных высших растений происходит постепенная редукция (уменьшение и упрощение) гаметофита и преобладание в жизненном цикле спорофита. Среди причин, которые обусловили преобладание спорофита, можно назвать его диплоидность. Она по сравнению с гаплоидностью обеспечивает более высокий уровень синтетических процессов, а, с другой стороны, рецессивные мутации, снижающие жизнеспособность организма, при диплоидном состоянии не проявляются в фенотипе, то есть генотипически диплоидный организм можно считать более «стабильным».