Биологическое образование в МФТИ
Rambler's Top100
Физтех-ПорталСайт ФМХФСайт ФБМФРасписание экзаменовЭлектричкиФорум ФМБФ
 Поиск
 Разделы сайта

 Голосование
Нужны ли студентам ФМБФ лабораторные работы по радиоэлектронике?

Да, это полезно
Нет, это пустая трата времени
Оставить как факультатив для желающих
Не определился с ответом

Результаты
Архив голосований
 Материалы сервера
Версия для печати
Опубликовано: 07.12.2008

Лекция №10. Обзорная лекция по эволюции растений


Сегодняшнюю лекцию, посвященную ботанике, прочтет Ирина Ивановна Гуреева, профессор Томского университета, автор трех учебников по биологии.

Рассказать за одну лекцию обо всех растениях сразу – довольно сложная задача. В первую очередь определим, что такое растения.

Растения – это фотоавтотрофные эукариоты. Это значит, что растения создают органические вещества своего тела из простых неорганических соединений – диоксида углерода (СО2) и воды (Н2О) под действием света.

Синтез органических веществ из неорганических  происходит под действием света при участии зеленого пигмента хлорофилла. Этот процесс называется фотосинтезом. Фотосинтез – сложный процесс, который происходит в несколько этапов. В качестве побочного продукта фотосинтеза выделяется кислород. Поэтому растения очень важны для нас, так как являются производителями кислорода на Земле.

Царство Растения включает в себя приблизительно 400 000 видов и делится на две большие группы , так называемые, подцарства– низшие растения (водоросли) и высшие растения (наземные). Водоросли – это, вообще говоря, растения, живущие в воде. Но для ботаника это слово значит нечто большее. Это растения, которые устроены определенным образом. Тело водорослей представлено одной клеткой или нерасчлененным на органы слоевищем, то есть у водорослей клетки не дифференцированы. Тело высших растений в той или иной мере расчленено на органы – корень, стебель, лист.

Водоросли – это низшие растения, населяющие, в основном, водную среду. Это могут быть совершенно разные водоемы: текучие, стоячие, соленые, пресные. Но не обязательно только водоемы, потому что водоросли могут жить и на суше в пленке воды. В основном, это почвенные водоросли и водоросли, обитающие на других растениях. Ниже на картинках изображены представители одноклеточных водорослей.

Чем замечательны диатомовые водоросли? Во-первых, их тело состоит из одной клетки, а во-вторых, эта клетка заключена в прозрачный панцирь. Причем панцири бывают украшены различными рисунками, и по этим рисункам водоросли и различаются. Панцирь состоит из кремнезема, они прозрачны для света, поэтому водоросли могут осуществлять фотосинтез. Интересно, что когда водоросли отмирают, панцири осаждаются на дно водоема и образуют породу диатомит. Это легкая, прочная порода, кроме всего прочего, она может использоваться как фильтр.

Следующие водоросли – эвгленовые – тоже относятся к одноклеточным. Ботаники относят их к растениям, а зоологи – к простейшим животным. Так получается, потому что ботаники считают, что если в организмах содержится хлорофилл, если это автотрофы, к тому же еще и фотоавтотрофы –то это растения; а зоологи считают, что если организмы могут двигаться, то это животные. К тому же у этих водорослей есть еще некоторые особенности, характерные для животных. В частности, они могут терять хлорофилл и питаться уже готовыми органическими веществами (то есть они гетеротрофы). Также у этих водорослей есть жгутик, благодаря которому они движутся. Причем движутся очень интересно. Это движение так и называется – эвгленоидным. Жгутик вращается и продвигает клетку вперед заостренным концом.

Следующие представители водорослей – это бурые и красные водоросли. Называются они так, потому что бурые водоросли содержат хлорофилл и, кроме того, желтые и оранжевые пигменты, которые помогают улавливать свет и помогают осуществлять фотосинтез. Бурые водоросли – это многоклеточные водоросли, обитающие исключительно в соленых водах. Тело бурых водорослей может быть устроено очень сложно, но, тем не менее, это все слоевище. К бурым водорослям относится небезызвестная морская капуста ламинария, которую можно есть, а также саргассум, единственная бурая водоросль, которая не прикрепляется к субстрату, а плавает сама по себе. Они замечательны тем, что накапливают много йода, содержащегося в морской воде, и употребление их в пищу довольно полезное занятие.

Красные водоросли – совершенно особая группа водорослей, которая благодаря особым ферментам способна обитать на больших глубинах. До пятисот метров могут спускаться эти водоросли, но, тем не менее, улавливать на этой глубине то ничтожное количество света, которое туда доходит. Красные водоросли также могут быть устроены достаточно сложно, но это все – слоевища. Настоящих органов ни у каких водорослей нет.

Еще две группы многоклеточных водорослей: зеленые и харовые водоросли. Зеленые водоросли содержат, в основном, пигмент хлорофилл. Среди них бывают водоросли самой разнообразной формы: кустистые, нитчатые, слоевидные. Но у них всех клетки не дифференцированы. Зеленые водоросли имеют большое значение в эволюции растений. Считается, что именно от них произошли высшие растения, которые являются сухопутными наземными растениями.

И еще одна группа водорослей - харовые водоросли. Они устроены совершенно необычно. По строению они похожи на хвощи. Их тело состоит из отдельных члеников, ветвеподобных образований.

Значение водорослей для создания морских экосистем очень большое. В основном, все пищевые цепи в морях и океанах начинаются с планктонных водорослей. Водоросли являются строителями экосистем в шельфовой, прибрежной, зоне и большую роль некоторые красные водоросли играют в строении коралловых рифов. То есть, коралловые рифы строятся не только кораллами, но и красными водорослями, в теле которых тоже может откладываться известь.

Поговорим теперь о высших растениях. Первые наземные растения появились 420 млн. лет назад.

Если принять все время, прошедшее от момента «Большого взрыва», приведшего к появлению нашей Вселенной, до настоящего времени за 12 месяцев, то:

Солнечная система и Земля появились 13 сентября, первые признаки жизни – 11 октября, наземные растения – 20 декабря, первые млекопитающие – 26 декабря, первые гоминиды – 31 декабря в 21 час 45 мин.

Считается, что все наземные растения, существующие сейчас, произошли от риниофитов (тип споровых растений, составленный самыми примитивными сосудистыми формами). Сейчас наземные растения представлены моховидными, псилотовидными, плауновидными, хвощевидными, папоротниковидными, голосеменными и цветковыми растениями. Предполагается, что предками всех существующих растений были водоросли, в частности, зеленые.

Для того, чтобы выйти на сушу, растениям надо было решить ряд проблем.

Во-первых, в воде менее сильно действует гравитация на тело, поэтому ему нужно было иметь какую-то определенную форму тела, и в итоге, приобрести опору.

Необходимые для фотосинтеза диоксид углерода, свет и вода находятся в двух средах – воздушной и почвенной. Поэтому  нужно, чтобы часть растения находилась в почве, а часть – в воздушной среде, то есть одновременно они должны присутствовать в двух средах. Кроме того, чтобы проводить воду из почвы вверх, должна была появиться транспортная система.

Следующая задача заключалась в защите от обезвоживания. Сухопутная среда способствует обезвоживанию, поэтому растения должны были прибрести приспособления для добывания и сохранения воды.

Для фотосинтеза и дыхания нужно, чтобы газообмен происходил не с раствором (как в случае с водорослями), а с воздушной средой. Для этого у растений существуют такие образования – устьица.

Нежные половые клетки должны быть защищены, а мужские гаметы – подвижные сперматозоиды – могут двигаться только в воде. В процессе эволюции произошел переход к образованию неподвижных мужских гамет – спермиев и доставке их к яйцеклетке с помощью пыльцевой трубки.

Выше упоминалось о необходимости защиты от обезвоживания. Как же растения справлялись с этой задачей? Оказалось, что первые растения были покрыты толстым слоем воскоподобного вещества кутина, то есть они защищались от обезвоживания кутикулой. Затем в процессе эволюции появилась ткань эпидермис. Если кутикула покрывала все тело, то она защищала его от обезвоживания, но при этом должны были появиться приспособления для газообмена.

Они и появились в виде ткани эпидермиса. Он состоит из плотно пригнанных друг к другу клеток. Иногда они еще имеют изогнутые клетки, и плотно соединяются между собой. Эти клетки выделяют наружу кутикулу, но для того, чтобы осуществлялся газообмен, существуют такие остроумные приспособления, которые называются устьица. Они очень интересно устроены, и механизм их работы довольно интересен. Полукруглые клетки, которые видны на рисунке, называются замыкающими клетками устьиц. Та их сторона, которая обращена к щели, более утолщена по сравнению с остальными тонкими стенками. Они содержит хлоропласты и способны осуществлять фотосинтез. В тот момент, когда начинается работа хлоропластов, накапливаются углеводы, их концентрация увеличивается, соответственно, концентрация воды уменьшается, и в это время начинает поступать вода из окружающих клеток. Поскольку эти замыкающие клетки устьиц по-разному утолщены, то они выпячиваются в ту сторону, где стенка толще. Так происходит раскрытие устьиц, туда поступает углекислый газ, выделяется кислород, то есть происходит газообмен.

Какую форму было целесообразно иметь растениям при выходе на сушу? При плоской форме нет надобности развивать опору, она  благоприятна для фотосинтеза, поскольку свет и диоксид углерода улавливаются поверхностью. Но в этом случае растения быстро бы закрыли всю поверхность суши. Поскольку таких растений сейчас немного, видимо, более целесообразной оказалась такая цилиндрическая, радиальная, разветвленная форма тела. Такую форму, конечно, нужно было поддерживать, поэтому в процессе эволюции выработалась опора.

Для осуществления фотосинтеза эта форма тела не самая удобная. При цилиндрической форме тела увеличение фотосинтезирующей поверхности возможно при росте тела. Но при этом объем увеличивается как куб, а поверхность – как квадрат линейного прироста. Увеличения фотосинтезирующей поверхности можно достичь образованием плоских органов – листьев. В процессе эволюции у разных растений появились разные листья, разного происхождения. Одни из них пошли по более простому пути – это просто выросты покровных тканей.

 Одно-, двухслойные листья, как у мхов и плаунов. Но они не могут достигать больших размеров, поэтому они оказались не очень эффективными. Другие листья образовались из разветвленных осей путем дальнейшего их уплощения. То есть, листья представляют собой уплощенные ветки.

 Эти плоские ветки особенно хорошо представлены у папоротников. Здесь целые системы осей образовывали листья, поэтому они могут быть такими большими, разветвленными. У голосеменных и цветковых листья образовались из уплощенных конечных  веточек.

Что касается опоры. Для поддержания вертикального положения тела растения необходимо было появление опоры. Эта опора появилась в виде механических тканей. Она состоит из длинных клеток с очень утолщенными стенками. Причем стенки пропитаны веществом лигнином, которое придает им дополнительную прочность. На рисунке ниже видно, что внутренняя часть этих клеток совсем невелика по сравнению со стенками. Кроме того, клетки, приобретшие такие толстые стенки, не могут быть живыми. То есть эти ткани выполняют свои функции только в мертвом состоянии.

Что касается транспортной системы - она должна быть двух типов. Одна должна проводить воду от корней к листьям, а другая – проводить вещества, образовавшиеся в листьях к разным органам растений. Ткани, по которым идет восходящий ток (то есть вода с растворенными в ней минеральными веществами) называется ксилемой. На рисунке ксилема окрашена красным цветом.

Кроме того, что эта ткань проводит воду, она еще выполняет дополнительную опорную функцию. В некоторых случаях только она является той укрепляющей опорой, которая поддерживает растение, это особенно важно для тех растений, у которых нет механических тканей, а есть только ксилема, которая выполняет сразу две функции. Клетки ксилемы тоже могут действовать только в мертвом состоянии. Для того, чтобы вода проходила беспрепятственно, содержимое клетки отмирает, и вода поступает наверх по капиллярному типу.

Вторая ткань – это флоэма. Она осуществляет проведение того, что образовалось в листьях ко всем органам, которым нужны эти вещества – это нисходящий ток. У флоэмы клетки в живом состоянии проводят эти вещества. Эта ткань мягкая, так как стенки клеток не одревесневшие.

 Что касается размножения. Для начала расскажем общие положения. У всех наземных растений в жизненном цикле, то есть проходящем от зиготы (оплодотворенной яйцеклетки) одного растения до зиготы другого, происходит закономерное и ритмичное чередование двух фаз или поколений: бесполого диплоидного (т.е. содержащего двойной набор хромосом) поколения, который называется  спорофит, и полового гаплоидного (т.е. содержат одинарный набор хромосом) – гаметофит. Спорофит производит споры, при образовании спор происходит мейоз, поэтому споры гаплоидные.

На рисунке показан спорангий папоротника, находящийся на спорофите, в котором образуются одинаковые или разные споры.

Из споры вырастает следующее поколение – гаметофит. Это поколение гаплоидное, на гаметофите образуются половые органы, производящие гаметы (половые клетки, сперматозоиды и яйцеклетки). Все наземные растения имеют половые органы одного типа: мужские называются антеридии, а женские – архегонии. В мужских органах образуется много сперматозоидов, а в женских – одна крупная неподвижная яйцеклетка. В процессе эволюции, в процессе приспособления к дефициту воды происходила постепенная редукция (то есть сокращение продолжительности жизненных циклов) гаметофитов и упрощение половых органов.

На следующем рисунке показан жизненный цикл мха.

Мхи – это растения, которые пошли по пути преобладания в жизненном цикле гаметофитного поколения. То, что мы видим в лесу – гаметофиты. На их верхушке образуются мужские и женские половые органы, то есть может происходить оплодотворение. Для этого нужна вода. Как ее можно получить и сохранить. Вы, наверно, наблюдали, что мхи растут плотной дерниной, на ней и удерживается достаточное количество воды, в которой могут плавать сперматозоиды. Что происходит при оплодотворении? Образуется зигота, потом она прорастает на этом самом гаметофите в новое диплоидное растение – спорофит. Спорофит отдельно жить не может, он паразитирует на гаметофите, и представляет собой коробочку, в которой образуются споры, коробочка на ножке, а также у него имеется присоска, через которую он присасывает все, что ему нужно из гаметофита.

Все остальные наземные растения пошли по другому пути – пути преобладания в жизненном цикле спорофита. Спорофит получил расчленение на органы, он устроен довольно сложно. Гаметофит представляет собой маленькое растеньице. В каждой группе есть различия, поэтому расскажем про каждую группу.

На рисунке представлен жизненный цикл папоротников. Виден спорофит, на его нижней поверхности есть спорангии, в которых образуются споры. Они разносятся ветром, попадают во  влажные условия, лопаются и начинают прорастать, в конце концов образуя сердцевидную очень маленькую пластинку. На ней образуются гаметангии – мужские и женские органы, о которых уже было сказано. Каким образом сперматозоидам попасть в яйцеклетку, если это растение наземное? Дело в том, что пластинка лежит той стороной вниз, на которой образуются половые органы, под ней конденсируется вода, которую сперматозоиды могут использовать, чтобы доплыть до яйцеклетки. Они плывут с достаточно большой скоростью: 0,3 мм/мин. После оплодотворения образуется зигота, и из зиготы вырастает спорофит следующего поколения, он пока еще находится на гаметофите,  но через некоторое время гаметофит отмирает, и спорофит начинает самостоятельно существовать.

Примерно так же все происходит и у хвощей. Хвощи имеют членистое строение. Листьев у них нет, одни оси, вертикальные и горизонтальные, которые и осуществляют фотосинтез. На спорофите образуются споры, которые разносятся ветром, для этого у них есть выросты, с помощью которых они сцепляются и облегчают себе полет. В конце концов, они находят где-то условия для прорастания, в следствие чего образуется гаметофит. Он имеет немного другую, отличную от папоротника форму, но он тоже наземный и зеленый, то есть может сам расти и питаться, а затем происходит все то же самое.

У плаунов размножение происходит немного по-другому. Из спор появляется гаметофит, но отличие в том, что гаметофит прорастает под землей, а для того, чтобы ему жить нужно питаться, сам он питаться не может, так как не имеет хлорофилла, поэтому он обязательно должен встретиться с грибом, который внедрится в тело гаметофита и будет его кормить. Такой гаметофит живет 15-20 лет, он долго развивается, может потому плауны остались в считанном количестве видов. А далее, если встреча произошла и образовалась зигота, то из нее образуется спорофит.

Все вышеназванные растения споровые, они образуют мужские половые клетки – сперматозоиды, окончание - зоид означает, что они движутся в воде, и это приводит к тому, что эти растения могут жить только там , где есть достаточное количество воды для размножения. В геологическом прошлом Земли процветание этих видов было тогда, когда климат был очень влажный, их расцвет приходится на каменно-угольный период, и именно они образовали залежи каменного угля, которыми мы до сих пор пользуемся. Но вскоре климат изменился, изменились условия, эти растения стали вымирать, на смену им пришли другие растения, и эти растения должны были научиться не использовать воду для оплодотворения. Доставка мужских клеток к яйцеклеткам должна была происходить без участия воды. Такими растениями стали семенные: голо- и покрытосеменные.

 Первыми появились голосеменные.

Несмотря на то, что это семенные растения, у них также есть споры. Они разные: есть мелкие – микроспоры, которые образуются в мелких шишках, есть споры крупные, которые образуются в крупных так называемых женских шишках. Из микроспор появляется мужской гаметофит, производящий мужские гаметы, а из мегаспоры появляется женский гаметофит. Но они устроены совершенно не так, как у предыдущих групп. Микроспоры образуются на чешуйках, в мешковидных образованиях, которые называются пыльниками. А сами микроспоры называются пыльцой. Мегаспора образуется в структурах, называемых семязачатками. Они находятся в женских шишках, на чешуях, по два семязачатка на каждую чешуйку. Так вот внутри этих семязачатков и образуется мегаспора. Далее должны образоваться гаметофиты. Пыльца начинает прорастать внутри пыльцевой оболчки путем деления на несколько  клеток. Часть из них отмирает, часть остается, но главное, что остаются две клетки, одна из которых потом будет иметь значение для оплодотворения,   а из второй образуются два спермия. В семяпочке выделяется одна клетка, мегаспора, она делится многократно, в конце концов получается образование, называемое женским гаметофитом. Далее мужской гаметофит каким-то образом должен попасть на женскую шишку. Выбрасываемая из пыльцевых мешков пыльца попадает туда при помощи ветра. После того, как она туда попала, семяпочки выделяют сахаристую липкую жидкость, к которой прилипает пыльца. После этого одна из клеток антеридий начинает расти, образуя трубку, которая буквально врастает в архегонию и освобождает спермии, которые по трубке проводятся к яйцеклетке. Получается нечто вроде внутреннего оплодотворения, без участия воды. Далее все происходит как обычно. Внутри семяпочки из зиготы развивается зародыш , из которого, в конце концов, образуется семя. Зародыш – уже следующее поколение спорофита, который хорошо защищен внутри семени. Семя еще защищено оболочкой, семенной кожурой, кроме того, некоторые семена имеют древовидные выросты, с помощью которых они и распространяются. Попав в благоприятные условия, семя прорастает и дает новый спорофит, который вырастает в дерево. У цветковых растений (цветковые растения - это вершина эволюции ), как и у всех прочих, в жизненном цикле доминирует спорофит. Ниже показана яблоня.

 

Вот эта яблоня и есть спорофит. На яблоне образуются цветки, в цветках, несмотря на все их разнообразие и сложность строения, главными структурами являются тычинки и пестики. В тычинках образуются микроспоры, которые здесь тоже называются пыльцой, а в пестиках образуются семяпочки, из которых образуются мегаспоры. Здесь защита еще более мощная, чем у голосеменных растений.

Семяпочки развиваются в завязи, и там они хорошо защищены. Из микроспоры должен образоваться мужской гаметофит. Мужской гаметофит здесь вообще крайне редуцирован – он состоит всего из двух клеток. Из одной клетки образуется пыльцевая трубка, а из другой – два спермия. Пыльца различными способами доставляется на рыльце пестика. Рыльце пестика покрыто сахаристой жидкостью, которая, во-первых, прилипанию, а во-вторых, прорастанию пыльцы. Но эта жидкость также выполняет еще одну роль. Она позволяет прорасти пыльце только своего вида. То есть любая другая пыльца, попавшая на рыльце этого пестика, что бывает довольно часто, не прорастает. Внутри семяпочки происходят сложные процессы формирования женского гаметофита. Мегаспора делится три раза, образуется восемь клеток, и одна из получившихся клеток становится яйцеклеткой. Еще две клетки сливаются в центре этого гаметофита, и это образование называется зародышевым мешком. Когда пыльца попадает на рыльце пестика, она начинает прорастать, также, как и у голосеменных, образуется пыльцевая трубка, которая проникает в этот зародышевый мешок, и один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, а второй не отмирает, как у голосеменных, а оплодотворяет центральное ядро. Вначале оно было диплоидным, а в результате становится триплоидным. В результате из яйцеклетки развивается зародыш, а из триплоидного ядра образуется ткань, которая является питательной для зародыша, а затем и для развивающегося проростка. У голосеменных семяпочки и семена лежали открыто на семенных чешуях, то у покрытосеменных, во-первых, семяпочки находились внутри завязи, завязь находилась внутри цветка, и то, что получается из всех этих частей после оплодотворения, называется плодом. То есть семена получаются заключенными в образование, которое называется плод. (В данном случае, плод – это яблоко.)

Семя, попадая в благоприятные условия, прорастает, семенная кожура лопается, а в семени уже в готовом виде находится следующее поколение спорофита. Пока еще зародыш, который уже имеет два семядольных листика, верхушечную почку и корешок. Когда кожура лопается, первым появляется корешок, он заякоривает это будущее растение в почву, начинает самостоятельно питаться, появляются зеленые листья, и в конце концов, этот бывший проросток превращается в растение.

У покрытосеменных существует несколько способов доставки пыльцы в семяпочки. Самый распространенный способ – это с помощью насекомых.

Многие растения приспособлены к тому, чтобы пыльцу на пестик доставляли насекомые.(Процесс переноса пыльцы к семяпочкам называется опылением.) Как правило, при этом происходит взаимное приспособление насекомого и цветка друг к другу. Интерес цветка понятен – его нужно опылить, а насекомому нужно питаться. Цветок начинает вырабатывать нектар (кроме того, некоторые насекомые едят саму пыльцу). Помимо этого, некоторые насекомые откладывают яйца прямо в пестики, и потом внутри завязи развиваются личинки. Для того, чтобы семена в этом случае произвелись, а не были съедены личинками, у цветков есть способы защиты. В данном случае (см. рис. ниже) цветок устроен так, что нижняя губа представляет собой «взлетно-посадочную» площадку. Иногда она бывает даже каким-то образом размечена, то есть на ней имеются какие-то пятна. Иногда насекомые принимают цветок за насекомых противоположного пола и летят к цветку. Когда насекомое садится на нижнюю губу, тычинки с силой бьют его по спине, высыпая на него пыльцу. Насекомое пролезает вглубь цветка, касаясь спиной рыльца пестика. А поскольку насекомые за день бывают на нескольких цветках, то происходит процесс переноса пыльцы с одного цветка на рыльце пестика другого. Некоторые растения приспособились к тому, чтобы их опыляли не беспозвоночные, не насекомые, а уже позвоночные животные, например, птицы. Ниже представлена фотография колибри, которая опыляет цветок. Она запускает свой клюв внутрь пыльцевой трубки  и высасывает оттуда нектар. А в это время пыльца высыпается на перья колибри. Некоторые растения приспособлены к опылению млекопитающими – летучими мышами.

Многие цветковые растения опыляются ветром. Этим ветроопыляемым растениям нет нужды производить яркие цветки, поэтому они у них мелкие, невзрачные, и основные части этих цветков – это тычинки и пестики.

Как было сказано выше, после того, как произошло оплодотворение, из цветка образуются плоды. Плоды у покрытосеменных самые разнообразные. И это не столько способ защиты семян, сколько их распространения. Существует разные способы распространения плодов. Это различные зацепки, с помощью которых плоды цепляются к шерсти животных; это приспособления, с помощью которых сами растения разбрасывают семена (не очень эффективный способ – семена разлетаются на не очень большие расстояния). (Ниже на рисунке показан боб. Створки боба скручиваются и разбрасывают вокруг семена. Есть еще растение, которые образуют сочные плоды, похожие на огурец, в этих сочных плодах возникает давление, и в итоге, плод отрывается от плодоножки, и семена с силой выстреливаются в этой точке отрыва. Такое растение называется бешеный огурец.)

Некоторые растения приспособились к производству сочных плодов. Они нужны, чтобы кто-то их съел, а затем семена, пройдя через кишечник, выйдут где-нибудь в другом месте. Кроме того, здесь еще есть удобрения, и в итоге, такие семена лучше прорастают. Кстати, черника имеет плоды мелкие, но покрытые очень твердой семенной кожурой. И если черника не была предварительно съедена медведем, и семена эти не были обработаны в желудке и кишечнике кислотой, они не прорастают. Многие плоды человек использует в пищу.

На этом общая часть заканчивается. Далее будут идти картинки тех групп, о которых шла речь выше, с краткими комментариями.

Это мохообразные, своеобразная группа мхов, которая называется печеночники.

 Их тело представляет собой слоевище. Мужские и женские половые органы появляются на «подставках». Они имеют своеобразное строение. Сверху на мужской подставке образуются сперматозоиды, а на женских подставках образуются яйцеклетки. Интересно, как тут может присутствовать капельно-жидкая влага и как сперматозоиды попадают к яйцеклеткам. Происходит это так. Капли дождя падает на подставку, сползает вместе со сперматозоидами вниз, шлепается на слоевище, и часть брызг вместе со сперматозоидами попадает к яйцеклеткам. Этот способ размножения, конечно, не очень эффективен, но что-то из этого когда-то получается, если печеночники до сих пор существуют. Обитают печеночники по берегам рек,  болотам.

Ниже представлены более привычные мхи – зеленые, которые растут в лесах. А белые или сфагновые мхи образуют сфагновые болота.

Сфагновые мхи замечательны тем, что они нарастают верхушками всю жизнь, а с нижнего конца отмирают, таким образом образовывая слои, которые потом спрессовываются и называются  торфом. То есть эти мхи образуют торфяные, иногда очень значительные по размерам болота. Эти мхи бывают различного цвета, хоть они и называются белыми. Белыми они называются потому, что внутри их тела есть пустые, ничем не заполненные клетки, с отмершим содержимым.

Далее идет представитель Плауновых – Селягинелла. На них можно увидеть те самые листья-выросты, которые не очень эффективно увеличивают площадь, но существуют они до сих пор.

Это хвощи. Вы можете видеть хвощ речной и хвощ гигантский. Это самый высокий в мире хвощ: 4-5 метров высотой. Хвощи имеют такое своеобразное членистое строение, состоят из отдельных члеников, которые появляются сразу, и когда хвощ растет, они просто раздвигаются.

Это папоротникообразные. Как уже было сказано, их листья – это плоские ветки, целая система осей, которая уплощается и в процессе эволюции превращается в листья папоротника. На картинке показано, что не у всех папоротников такие листья, бывают листья простые, не рассеченные, почковидной формы и др.

Очень интересен папоротник, который образует два вида листьев: зеленые и нишевые. Этот папоротник эпифидный, то есть он растет на других деревьях, и вот в нишевых листьях скапливаются остатки почвы, перегнившие остатки листьев; таким образом папоротник создает на дереве себе среду для жизни.

Вот древовидные папоротники, которые еще существуют в тропиках и субтропиках, они образуют там целые леса, где образуют верхний древесный ярус, а также встречаются в нижнем наземном ярусе леса. На стволах древовидных папоротников могут жить другие папоротники.

Это уже голосеменные. На этом рисунке показано, какие бывают листья у голосеменных и шишки. Мужские шишки мало заметны в отличие от женских. У сосны женские шишки состоят из деревянистых чешуй, между которыми располагаются семена. У сосны обыкновенной это крылатые семена, у сосны кедровой и сибирской – некрылатые семена, которые называются кедровыми орешками. На рисунке также видны шишки не с деревянистыми чешуями, а с мясистыми, которые для некоторых животных съедобны, поэтому они их едят и распространяют таким образом семена.

Вот это растение тоже голосеменное.

Это растение известный ботаник назвал монстром среди растений. Этот монстр обитает в самой безводной пустыне Намиб. Каждая особь может прожить тысячу или две тысячи лет. Листьев образуется только два (на рисунке они разорвались), они могут расти всю жизнь со скоростью 20 см в год, но так как они могут быть съедены животными, то в среднем длина листа сохраняется : 6-10 метров. Но самое интересное не это. Пустыня совершенно безводная, корни только удерживают растение на земле, а влага улавливается путем конденсирования на листьях, то есть листья являются поставщиком воды.

На следующем рисунке слева представлен единственный представитель класса голосеменных – гинкго двулопастной, который выжил совершенно случайно потому, что его выращивали китайские монахи вокруг монастырей. Справа представлен саговник. Они бывают разные. В основном это тропические растения.  Интересно то, что их листья похожи на листья папоротников: крупные, многократно рассеченные, находящиеся на верхушке ствола.

А это уже более привычные нам хвойные. А именно Араукария чилийская. Она имеет правильные листья, расположенные спиралью на ветвях, очень жесткие, как пластмассовые. Интересно то, что у этого растения опадают не листья, а целые ветки. На нижнем правом рисунке показаны ее женские шишки. 

Это уже покрытосеменные.  На рисунке видны цветки, венчики которых срослись, они способны только к насекомоопылению. Внизу слева показаны цветки с бахромчатыми лепестками. На этом рисунке также представлены разные цветки.

У одних цветков интересные тычинки, они торчат далеко из цветка, и причем другого цвета (ярко красные), отличного от цвета лепестков (желтые).

У другого цветка тычинки  срастаются в трубку, внутри которой расположен пестик. Цветки образуют целые соцветия в семействе Сложноцветные.

А это цветки орхидных.

Это самое крупное семейство, оно содержит примерно 30 тыс. видов. Поскольку цветки орхидных очень красивые, необычные, это очень популярное оранжерейное растение. Некоторые коллекционируют орхидеи, это очень дорогое занятие. Сейчас выведено более 100 тыс. сортов. Орхидные наиболее приспособлены к опылению насекомыми, причем только одним видом. Интересно приспособление к опылению орхидных. У них пыльца падает на насекомое не отдельными зернами, а комочками, которые имеют ножку и прилипальце, и когда насекомое сует голову в цветок, из пыльника высыпаются эти образования и цепляются ему на голову.

У известного вам банана цветки раздельнополые. Из женских цветков образовались плоды. А соплодие ананаса образовано из многих семяпочек.

На этом рисунке показана форма листьев покрытосеменных.

Вот форма листьев водного растения Виктория регия, каждый лист-плот выдерживает примерно 50 кг веса. Внизу находятся такие выросты, которые не позволяют этому плоту переворачиваться.

Справа показана  Бугенвиллея, у которой прицветные листья выполняют функцию привлечения насекомых, для этого они окрашены в розовый цвет, между тем сами цветки белого цвета, мелкие и невзрачные.

Совершенно особые растения, которые можно назвать плотоядными, потому что они кроме питания за счет фотосинтеза (а некоторые вообще утратили способность к фотосинтезу) поедают насекомых для восполнения нехватки питательных веществ, в основном азота. Для ловли насекомых у них существуют разные приспособления.

Слева внизу изображена росянка, ее листья покрыты волосками, на конце которых есть железа с пищеварительными ферментами, которая выделяет липкую жидкость. Насекомое садится на этот лист, прилипает, и лист начинает постепенно сжиматься, причем это движение видно. То же самое происходит у растения Венерина мухоловка. У нее лист разделен на две половинки, по краям которых находятся щетинки, среди которых выделяют три сигнальных. Если насекомое задело одну щетинку, то листья не захлопываются, если за две – захлопывается, причем очень быстро. У изображенного справа внизу растения – непентеса - другое приспособление к ловли насекомых. У него черешок превращается в кувшинчик, который заполнен пищеварительным соком. Насекомое попадает в этот кувшинчик и выбраться из него уже не может, потому что кувшинчик изнутри покрыт направленными вниз щетинками. Лист этого цветка часто закрывает черешок, преобразованный в кувшинчик.

Назад:
Лекция №9. Обзорная лекция по эволюции животных
Далее:
Лекция №11. Кооперативные процессы в эволюции

наверх | на главную
 Discuss it
  • Anonymous — тема (я [80.254.99.2], 25.11.2008 13:17:26) #
    не знал,что эволюция растений это увлекательно
     
    Ответить
    • Anonymous — Опечатка (Mark-iz [10.55.119.214], 07.12.2008 13:02:13) #
      Это легкая, прочная порода, ЕРОМЕ всего прочего она может использоваться как фильтр
       
      Ответить
      • Anonymous — Исправлено (bioeditor [10.55.119.5], 07.12.2008 13:04:19) #
        .
         
        Ответить
        • Anonymous — технические растения (И.И. Гуреева [95.57.36.59], 31.01.2010 11:11:49) #
          картинки и подробно узнать о технических растений
           
          Ответить
          Оставить свой комментарий