Дисциплины специализации “ботаника”

Онтогенез растений. Календарный и биологический возраст. Особенности онтогенеза растений как модульных организмов. Простой и сложный, полный и сокращенный онтогенез.

Периоды и возрастные состояния в онтогенезе растений, по Т.А. Работнову, А.А. Уранову. Латентный период. Покой семян и обуславливающие его факторы. Виргинильный период. Возрастные состояния проростка, ювенильного, имматурного и молодого вегетативного растений, их характеристика. Генеративный период. Возрастные состояния: молодое, средневозрастное, старое. Изменение габитуса генеративных растений. Монокарпики и поликарпики. Перерывы в цветении. Сенильный период: субсенильное и сенильное состояния. Старение и обуславливающие его факторы. Соотношение старения и омоложения у растений. Изменение габитуса при старении. Экологические аспекты старения.

Поливариантность онтогенеза, ее роль в существовании растений. Виды поливариантности: морфологическая, размерная, временная, ритмологическая, способов размножения, их примеры и значение.

Жизненная форма, или биоморфа, как биологическое явление и единица классификации. Основные подходы к классификации жизненных форм. Биоморфологические признаки. Соотношение понятий жизненная форма, форма роста, архитектурная модель, модель побегообразования и экобиоморфа. Классификация жизненных форм по К. Раункиеру. Классификации жизненных форм по способности растений к вегетативному размножению и особенностям хода онтогенеза. Система жизненных форм И.Г. Серебрякова.

Структурное разнообразие, как важнейший элемент биологического разнообразия. Разнообразие жизненных форм растений различных растительно-климатических зон. Биологические спектры.

Краткая история развития систематики растений. Первые классификационные схемы. Описательный период. Период искусственных систем. Разработка понятия о роде. «Система природы» К. Линнея, учение о виде и реформа номенклатуры. Естественные системы. Современные филогенетические системы цветковых растений. Кладизм. Геносистематика.

Отдел моховидные. Общая характеристика. Особенности географического распространения и экологии. Размеры ареалов. Приспособления к существованию в экстремальных условиях температуры, влажности, освещенности, субстратов. Современные подходы к классификации моховидных, находки представителей новых таксонов.

Свет как экологический фактор. Общее понятие о световом режиме. Спектральный состав света и понятие о физиологически активной радиации (ФАР). Световой режим растений. Экологические группы растений по отношению к свету Влияние света на структуру органов, на отдельные функции растений.

Растение и почва. Основные свойства почвы. Почвенное плодородие. Экологическое значение гранулометрического состава, физико-химических свойств почвы. Макро- и микроэлементы, их значение. Экологическое значение фосфора, калия, азота. Олиготрофные, мезотрофные и эутрофные виды. Живое население почвы и его экологическое значение.

Состав фитоценоза. Видовое богатство и разнообразие. Понятие ареал-минимума. Количественное участие видов в сообществе. Проективное покрытие и обилие. Шкала О.Друде. Господствующие виды (доминанты), согосподствующие (ко-доминанты) и сопутствующие (ассектаторы). Понятие об эдификаторах. Соотношение доминантов и ассектаторов в ненарушенных и нарушенных фитоценозах.

Вертикальное распределение надземной и подземной фитомассы. Ярусы, биоценотические и фитоценотические горизонты. Внеярусная растительность и понятие полога. Динамика ярусов по сезонам и годам. Синузии. Горизонтальная неоднородность фитоценоза. Мозаичность, ее причины и динамика.

Экологические группы растений по эдафическим факторам. Показатель рН и его значение в жизни растений. Олиго-, мезо- и эвтрофные растения. Экологические спектры растений по жизненным формам.

Классификация и ординация – два подхода к изучению растительного покрова. Проблема границ в экологии сообществ. Ассоциация – основная классификационная единица растительности, ее основные признаки. Методы выделения ассоциаций: доминантный и флористический. Соотношение ассоциаций, выделенных разными методами. Русско-скандинавская и южноевропейская геоботанические школы.

Представления о континуальности (непрерывности) растительного покрова. Разработка экологических шкал и ординация растительности. Эдафо-фитоценотические ряды типов леса по В.Н.Сукачеву, типы территориальных объединений фитоценозов.

История формирования флоры и растительности Архангельской области. Третичная флора. Плейстоценовые оледенения. Максимум похолодания. Растительность позднеледникового, пребореального, бореального, атлантического и суббореального периодов. Палинологический анализ как метод реконструкции растительности. Скульптура экзины, размеры и форма пыльцевых зерен. Сохранение пыльцы растений в слоях торфа, сапропеля и озерного мергеля. Проблема датировки проб и выявление реальной доли участия того или иного вида в сложении растительного покрова. Понятие реликтовых видов. Сокращение ареала и рефугиумы. Примеры реликтовых видов цветковых растений позднеледникового и атлантического времени. Реликтовые сообщества.

Разнообразие, современное состояние и использование лесных сообществ. Территория Архангельской области, относящаяся к лесной зоне. Подзоны северной и средней тайги. Климатические и природные особенности подзон, видовой состав древостоев, продуктивность, особенности растительных сообществ. Антропогенное воздействие на лесные экосистемы. Проблема старовозрастных лесов и лесовозобновления. Охраняемые природные территории, уникальные лесные ландшафты.

Флора морских экосистем. Важнейшие представители отделов зеленые, бурые и красные водоросли. Примеры массовых видов планктонных водорослей и водорослей макрофитов Белого моря. Сезонная динамика планктонных водорослей. Роль грунта и морских течений в жизни водорослей макрофитов, распределение их по глубинам. Жизненные формы водорослей макрофитов, особенности сезонной ритмики. Водоросли, имеющие промышленное значение. Заготовка, искусственное выращивание, восстановление зарослей. Химический состав водорослей и их применение в фармацевтике и пищевой промышленности.

Растительные ресурсы. Объекты исследования ботанического ресурсоведения. Понятие «растительные ресурсы» и «растительное сырье». Классификация растительных ресурсов. Основные химические вещества, определяющие полезные свойства растений. Методы определения запасов дикорастущих недревесных растений. Определение запасов на конкретных зарослях и на ключевых участках.

Флора. Важнейшие методы флористических исследований. Типы флор. Эндемизм. Центры систематиче­ского разнообразия. Флористическое районирование суши. Голарктическое, палеотропическое, неотропическое, капское, австралийское и голантарктическое флористические царства. Занимаемая территория, эндемичные таксоны, центры таксономического разнообразия, история формирования.

Физиологические основы устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды. Понятие стресса у растений. Механизмы стресса и адаптации на клеточном, организменном и популяционном уровнях пути адаптации растений к стрессам: уход от воздействия и приспособление к существованию в условиях стресса. Закаливание. Системы регуляции в условиях стресса на уровне клетки и организма. Устойчивость растений к недостатку кислорода (АФК). Засухоустойчивость. Устойчивость к низким температурам. Устойчивость к нарушениям минерального питания, к тяжелым металлам. Солеустойчивость. Газоустойчивость. Устойчивость к фитопатогенам.

Рост и развитие растений. Гормональная система регуляции. Системы регуляции у растений – внутриклеточный, межклеточный и организменный уровень. Доминирующие центры. Раздражимость. Гормональная система. Классы фитогормонов, общие черты действия. Рецепция, усиление сигнала. Системы вторичных мессенджеров (фосфатидилинозитольная, аденилатциклазная, МАР-киназный каскад). Методы выделения и изучения гормонов. Биотесты. Происхождение и эволюция фитогормонов.