Тема “СИСТЕМАТИКА  ВИЩИХ  РОСЛИН (СПОРОВИХ  і  ГОЛОНАСІННИХ. Водорості”

Вищі спорові рослини включають відділи Мохоподібні, Плауноподібні, Хвощеподібні, Папоротеподібні.

В життєвому циклі вищих спорових рослин спостерігається чергування двох поколінь: спорофіту і гаметофіту, це означає, що в їх життєвому циклі чергуються особини нестатевого і статевого поколінь і відповідні способи розмноження.

Життєвий цикл – період між одн фазами розвитку двох чи більшої кількості однакових поколінь. Він забезпечує безперервність життя. Cпорофіт (нестатеве покоління) – спорангії (нестатеві органи) – спори (нестатеві клітини). Гаметофіт (статеве покоління) – гаметангії (статеві органи) – гамети (статеві клітини).

Гаметангії

Антеридії  ♂

Архегонії ♀

Домінує те покоління, яке представлене зеленою рослиною. У мохів домінує гаметофіт, у папороті, хвощів, плаунів – спорофіт.

ВІДДІЛ МОХОПОДІБНІ

Мохоподібні – бріофіти (бріологія – наука про мохи) – вищі спорові рослини, багаторічні, дрібні (2-50 мм) живуть в помірному та холодному поясах, в тропіках, в гірських районах, сухих степах і пустелях. Мохи є : зелені зозулин льон (звичайний), маршанція; білі а) торф’яний мох (сфагнум). Деякі з мохів протягом років можуть зберігати життєздатність знаходячись у висушеному стані. В життєвому циклі мохів є чергування двох поколінь:, домінує гаметофіт. Мохи нерозчленовані, погано захищені від нестачі вологи. Невелика висота стебла обумовлена недостатньою ризоїдів як водопоглинаючого органа (відсутність справжніх судинних тканин), а також відсутністю добре розвиненої механічної тканини.

Зозулин льон звичайний

Будова гаметофіту. Вегетативне тіло представлене сланню, що складається з стебла і листків, коренів немає, є ризоїди – вирости поверхневих клітин тіла. Стебло покрите шкірочкою, під нею механічна тканина, далі в глибину основна, і в центрі примітивний провідний пучок. Стебло невелике (30-40 мм), трав’янисте, пряме, нерозгалужене, густо вкрите сидячими лінійно-ла4нцетними листками.

Листки дрібні, лускаті, на чоловічих екземплярах листки більші, сидять густіше і мають червонуватий колір. Зозулbн льон – дводомна рослина, бо чоловічі і жіночі статеві органи містяться на різних рослинах. Ризоїди виконують функції кореня: утримання рослини в ґрунті та всисання з нього розчинів поживних речовин. Але на відміну від коренів, ризоїди не мають тканин.

На верхівці стебла чоловічої особини формуються антеридії, у яких дозрівають сперматозоїди; на верхівці стебла жіночої особини формуються архегонії, де дозрівають яйцеклітини. Запліднення відбувається за участю вологи, ранньою весною. Сперматозоїд проникає до яйцеклітини за допомогою води і відбувається запліднення. З заплідненої яйцеклітини виростає спорофіт: він складається з стопи, стеблоподібної ніжки і коробочки, що накрита кришечкою. В коробочці містяться спорангії, в яких достигають спори. Коробочка має спеціальне пристосування до розсіювання спор.

Кришечка з коробочкою з’єднана зубчиками, які в суху погоду відчиняються назовні і цим самим відкривають вихід дозрілим спорам. Спора падає на землю і починає проростати, утворюючи протонему – тонкі розгалужені нитки, які мають верхівкову бруньку, з якої виростають дорослі рослини моху. Зозулин льон – рослина багатолітня, тому на другий рік на чоловічих і жіночих рослинах утворюються антеридії і архегонії. За характером живлення – автотрофи (фотосинтез в хлоропластах). Зозулин льон може вбирати води в 4 рази більше за власну масу.

Практичне значення зеленого моху незначне, часом його використовують, як підстилку для тварин. Може спричинити заболочення лісу.

Сфагнум (білі мохи – сфагнові) – торф’яний мох

Одержав таку назву, бо бере участь в утворенні торфу, а білий – бо в сухому стані він забарвлений в білий, або ясно-зелений колір. В Україні – 30 видів. Будова гаметофіту – стебло (10-15 см) галузисте, вкрите листочками, коренів і ризоїдів сфагнум немає, прикріплюється нижньою частиною стебла. Росте він верхівкою і в міру росту нижня частина стебла відмирає.

Пристосування до виживання на суші: 1. вбирають атмосферну вологу усією поверхнею тіла. 2. здійснюють фотосинтез за будь-яких умов, навіть у темряві печер. 3– висихають до повітряно-сухого стану, залишаючись живими.

Утворення торфу: сфагнум росте верхівкою (2-3 мм на рік), а нижня частина поступово відмирає. Відмерлі частини занурюються у воду. Оскільки у болотяній воді обмаль кисню. Сфагнум виділяє кислоти, які вбивають мікроорганізми, тому відмерлі частини не перегнивають. Осідає на дні боліт протягом 70 і навіть 1000 років, пресуються і утворюють торф. Швидкість відкладання торфу незначна. За 10 років виникає шар 1 см. Кисле середовище торфу перешкоджає розвитку грибів і бактерій. Все, що потрапляє в торф, консервується в ньому. Значення торфу в практичній діяльності: будівельний матеріал (пресовані плити) – теплоізоляційний матеріал; хімічна сировина (для виробництва пластмас, спиртів, фарб, лаків, карболової і оцтової кислот); добриво, підстилка для тварин, паливо, перев’язочний матеріал (сфагнол – протигнійна речовина), консервуючий та упаковуючий матеріал при транспортуванні фруктів, овочів, м’яса. Цінний матеріал для дослідження пилка різних рослин.

Значення мохів в природі і житті людини. Оселяється там, де рослини були відсутні, вид кислоти, цим руйнують скелі, утворюють ґрунт на якому оселяються інші рослини. Тварини мохами не живляться, тому збільшується їхнє накопичення, вміст перегною. Суцільний шар в лісах, тундрі, пререшкоджає випаровуванню води, сприяє її зберігання в ґрунті. Часто це призводить до заболочення. Розростання мохів затруднює аерацію ґрунту, скорочують площу орних земель. Можуть самозапалюватись, що спричиняє лісову пожежу. На заболочених ґрунтах рослини не ростуть, бо мало кисню і азотних солей. Мають здатність накопичувати радіоактивні речовини. Мохи – рослини геологи (мідь). Мохи запобігають ерозії ґрунтів.

ВІДДІЛ  ПЛАУНОПОДІБНІ

Плаун булавовидний (Lycopodium сlаvаtum L.), місцеві назви – лікоподій, дереза, плавун тощо. Багаторічна, трав’яниста, вічнозелена спорова рослина родини плаунових (Lycopodiaceae) (30-50 см заввишки). Стебло повзуче, довге (до 1 м), вкорінюється, з висхідними короткими пагонами, густо вкритими листками. Стебло й гілочки циліндричні з неправильно дихотомічним галуженням. Листки чергові, відхилені, дрібні, лінійно-ланцетні, загострені в довгий, білий, ламкий волосок, майже цілокраї, серпоподібно зігнуті догори.

Спороносні колоски циліндричні (2-4 см завдовжки), зібрані звичайно по два, рідше по три-чотири, на довгих ніжках, на яких рідко розміщені тонкі листочки із зубчастими краями. Спорангії в колосках розміщені у пазухах

споролистків.

Плаун булавовидний росте в мішаних лісах. Тіньовитривала рослина. Спороносить у липні – серпні. Поширений на Поліссі, в північній частині Лісостепу, в Карпатах. Райони заготівель: Волинська, Житомирська, Ровенська, Львівська, Тернопільська, Чернігівська області, Карпати й Закарпаття. Запаси сировини значні, але останнім часом вони зменшуються у зв’язку з вириванням кущів для декоративних цілей.

У медичній практиці використовують спори плауна булавовидного, а також траву плауна-баранця.

Плаун баранець (Lycopodium selago L. [Huperzia selago (L.) Bernh. ех Sсhrаnk et Mart.]). Багаторічна, трав’яниста, вічнозелена спорова рослина. Невисока (5-25 см), з піднятими стеблами і гострими відстовбурченими листками. Зростає в хвойних і мішаних лісах. Тіньовитривала рослина. Поширена на Поліссі і в Карпатах.

ВІДДІЛ  ХВОЩЕПОДІБНІ

Хвощ польовий (Equisetum arvense L.), місцеві назви – сосонка польова, хвойка, тінички. Багаторічна трав’яниста рослина родини хвощевих (Equisetaceae) (15-40 см заввишки) з бурувато-чорним, розгалуженим кореневищем, у вузлах якого утворююся кулясті бульбочки. Стебла двох типів: спороносні і безплідні. Спороносні пагони рожевобурі, соковиті, нерозгалужені, членисті, листки розміщені кільцями, зростаються між собою, утворюючи дзвоникоподібно потовщені піхви, що мають 8-10 чорно-бурих зубців. Спороносні пагони з’являються рано навесні і несуть на верхівках яйцеподібно-циліндричні колоски з спорофілами, у спорангіях яких утворюються спори. Після дозрівання спор спороносні пагони відмирають і рослина розвиває безплідні зелені пагони (7-50 см заввишки) .

Безплідні пагони прості або розгалужені, з 6-12 ребрами і косо догори спрямованими багатогранними гілочками. Верхівки стебел без гілочок. Піхви вузькодзвоникуваті, знизу ясно-зелені, зверху з темно-бурими трикутноланцетними зубцями і білою облямівкою на них. Хвощ польовий росте в мішаних і листяних лісах як бур’ян на лісокультурних площах, лісосіках, розсадниках. Світлолюбна рослина. Спороносить у березні – квітні.

У медичній практиці пагони хвоща використовують як сечогінний, протизапальний засіб.

ВІДДІЛ  ПАПОРОТЕПОДІБНІ

Папороть чоловіча, Дріоптерис чоловічий (Dryopteris filix-mas (L.) Schott). (Aspidium filixmas Sw.). Місцеві назви – папороть, глистник, іванове зілля тощо. агаторічна трав’яниста рослина родини багатоніжкових (Polypodiaceae) (50- 100 см заввишки) з горизонтальним або косим, товстим, коротким кореневищем, на якому щільно розміщені залишки черешків, суцільно вкриті бурими плівчастими лусками. Надземного стебла немає. Листки (вайї) великі (50-100 см), зібрані біля кореневища у вигляді пучка, що лійкоподібно розходиться. Черешки короткі, товсті, еластичні, густо вкриті разом з головною жилкою великими ланцетними рудуватими лусками. Пластинки листків довгасто-овальні, двічі перисті. Частки першого порядку лінійно-ланцетні на коротких черешках, глибоко перисторозсічені, з довгастими тупими на верхівці, косозубчастими частками другого порядку.

Купки спорангіїв (соруси) завжди з помітними покривальцями, що довго зберігаються; вони зближені, але не зливаються, розташовані в два ряди по боках середньої жилки.

Соруси великі, округлі, прикриті округло-ниркоподібним, звичайно голим покривальцем, у центрі вдавленим. Спори ниркоподібні.

 Папороть чоловіча росте в листяних і мішаних лісах, на узліссях вільшняків. Рослина тіньовитривала. Спороносить у червні – липні. Поширена майже по всій Україні. Заготовляють у Закарпатській, Львівській, Івано-Франківській, Чернівецькій, Тернопільській, Волинській, Рівненській, Київській, Житомирській і Чернігівській областях. Запаси сировини великі.

Лікарська, отруйна і декоративна рослина. У науковій і народній медицині використовують кореневище дріоптериса як глистогінний засіб для вигнання солітерів. Ним виганяють бичачих, свинячих і карликового ціп’яків.. 3 кореневищ виготовляють глистогінний препарат філіксап. Слід пам’ятати, що кореневища Чоловічої папороті отруйні, лікуватись ними потрібно під наглядом лікаря і тільки за його рекомендаціями.

Дріоптерис чоловічий досить декоративна рослина. Рекомендується для насаджень під деревами, на узліссях, уздовж берегів водойм, на вогких місцях у парках і лісопарках, на кладовищах. Із сільськогосподарських тварин поїдається тільки козами.

Лікувальні властивості близьких видів дріоптериса чоловічого ще не зовсім вивчені, тому слід збирати тільки кореневища дріоптериса чоловічого. Заготовляють їх восени (вересень – жовтень) або рано навесні (квітень), викопуючи лопатою, копачкою. Обтрусивши землю, секатором або ножем обрізують листки, корені та мертві частини кореневища. Великі кореневища розрізають начетверо (вздовж і впоперек), короткі – тільки впоперек. Сировину пров’ялюють протягом кількох днів під відкритим небом, потім сушать у печах або сушарках при температурі не вище 40°. Зберігають у сухих, добре провітрюваних приміщеннях протягом двох років. Потребує бережливого використання.

ВІДДІЛ ГОЛОНАСІННІ

         Відділ ГОЛОНАСІННІ (PINOPHYTA)  в сучасній флорі налічує близько 800 видів рослин. Це дерева і чагарники (трав’янистих форм немає) з добре розвиненими кореневою системою, стеблом і листям. Галуження моноподіальне. Листя переважно у вигляді голочок-хвоїнок чи лусочок. Більшість з них – вічнозелені рослини.  В стовбурі, листі присутні смоляні ходи.  На коренях формують мікоризу (співжиття з грибами).

 

         Найважливішою особливістю Голонасінних є розмноження насінням – багатоклітинними утвореннями із запасом поживних речовин (а не одноклітинними спорами, як у Вищих спорових). У Голонасінних гаметофіт сильно редукований, спорофіт переважає в життєвому циклі. Жіночий гаметофіт розвивається на спорофіті у складі насінного зачатка. З насінного зачатка утворюється насіння. Чоловічий гаметофіт розвивається з мікроспори і називається пилковим зерном.

СУЧАСНІ ВИДИ ВІДДІЛУ ГОЛОНАСІННІ ПОДІЛЯЮТЬ НА 4 КЛАСИ: Саговники, Гнетові, Гінкгові і Хвойні.

Хвойні (Coniferophyta, Coniferopsida, Coniferales) — найчисельніші і найпоширеніші сучасні голонасінні рослини. Це підвідділ, клас та ряд відділу Streptophyta царства Зелені рослини. За зовнішнім виглядом – це дерева і кущі різних розмірів: від карликових сосен (1 м) до гігантських дерев (секвойя – 100 м).

Листки (хвоя, звідки і походить назва класу) мають вигляд голок. Голки у поперечному перерізі округлі або ребристі, або нагадують плоскі видовжені луски. Невелика площа листків та особливості їхніх продихів (вони заглиблені у товщу листка) забезпечують майже повне припинення випаровування вологи взимку. У корі та деревині хвойних є багато канальців, які називаються смоляними ходами, вони заповнені густою рідиною – живицею. При ушкодженні стовбура на його поверхні швидко з’являються краплі клейкої живиці, яка затягує рану.

До хвойних належать сосна, ялина, ялиця, модрина, туя, ялівець, тис, кедр, кипарис, секвоя.

Сосна звичайна (Pinus sylvestris L.) – високе 25-50 м. дерево родини соснових (Pinaceae), займає майже третину лісів України (в основному на Поліссі). Дерево з конусоподібною або пірамідальною кроною і моноподіальним, кільчастим гілкуванням.

Оскільки це світлолюбиве дерево, нижні його гілки відмирають, очищаючи стовбур. У сприятливих умовах висота сосни досягає 40 м, а діаметр – 1-1,5 м. Дерева, що виросли в густому лісі, мають стрункі, майже циліндричні стовбури і невеличку, високопідняту крону з тонкими гілками. Кора червонувато-бура, лускувата. Молоді пагони зеленуваті, пізніше – жовтувато-сірі. Укорочені пагони несуть дві хвоїнки 4,5-7 см завдовжки, зверху випуклі темно-зелені, знизу – жолобчасті, загострені, часто скручені, що тримаються 3-5 років.

Рослина однодомна. Чоловічі шишечки колосоподібно зібрані при основі молодих видовжених пагонів, містять велику кількість лусок, які мають по два пиляки. У верхній частині молодих пагонів з’являються червонуваті поодинокі жіночі шишечки. Вони складаються з насінних лусок, які сидять у пазухах слаборозвинутих покривних лусок. Кожна насінна луска містить два насінних зачатки. Запліднення відбувається через рік після запилення.

Сосна звичайна є основною лісоутворюючою породою в Українському Поліссі. Створює чисті і мішані ліси. Світлолюбна, морозостійка рослина. Запилюється у травні. Поширена на Поліссі, в північній частині Лісостепу, зрідка на піщаних терасах рік північної частини Степу. Вона займає близько 35% державного лісового фонду України. Основні райони заготівлі – Житомирська, Волинська, Ровенська і Львівська, частково Київська, Чернігівська області.

Ялина європейська, смерека Рісеа abies (L.) Karsten (P. excelsa Link.), місцеві дугоподібними вертикальними тріщинами або лусками. Молоді пагони зелені з загостреними буруватими бруньками.  Хвоя розміщена почергово, шорстка, колюча, чотиригранна (1,3-2,5 см назви – ялина, смерека. Високе дерево (25-40 м) родини соснових (Pinaceae) з гостроконусоподібною або пірамідальною густою кроною. Кора сіра або червонуватобура з завдовжки), загострена, блискуча, тримається 5-6 (12) років. Чоловічі шишечки видовжено-циліндричні (20-25 мм завдовжки), червонуваті, розміщені на кінцях торішніх пагонів. Жіночі шишечки зеленуваті або малинові (10-15 мм завдовжки), циліндричні, розміщені на кінцях молодих гілочок. Рослина однодомна. Насіння достигає у рік запилення. Стиглі шишки довгасто-циліндричні (10-15 см завдовжки), спочатку зелені або фіолетові, пізніше бурі, повислі, блискучі. Луски дерев’янисто-шкірясті, випуклі, широкі, обернено-яйцеподібні, по краю виїмчасті або зубчасті. Насіння яйцеподібної форми, з гострим носиком, матове, бурувате з світло-коричневим крилом. Росте ялина у верхньому ярусі хвойних і мішаних лісів.

Танідоносна, деревинна, смолоносна, лікарська, медоносна, жироолійна, ефіроолійна, вітамінозна, кормова і декоративна рослина. Кора ялина містить значну кількість (7-16 %) танідів. Екстракт з Ялинової кори є одним з важливих дубителів і розцінюється на світовому ринку майже нарівні з відомим дубителем — південноамериканським квебрахо. Сировиною для одержання дубильного екстракту є кора ялина. Найбільш придатна для одержання танідів кора ялина у віці від 20 до 80 років.

Ялина як танідоносна рослина має перевагу перед іншими рослинами-танідоносами: у неї період достигання деревини збігається з найбільш високим вмістом танідів. Таніди ялини використовують для вичинки важких шкур як у чистому вигляді, так і в суміші з іншими танідами

        

Клас Гінкгові

Гінкго дволопатеве (або Священне дерево, яп. 銀杏, ґінкґо, Ginkgo biloba) — реліктова рослина і єдиний представник свого класу. Це дерево – найстаріший вид нашої планети, що зберігся до наших днів. Виникло від первісних голонасінних дерев приблизно 300 млн. років тому, і є пращуром сосни та ялини. Замість хвої у нього віялоподібні листки. Гінкгові дерева вціліли в Китаї та Японії.

У 18-му столітті у м. Нагасакі його знайшов лікар голландського посольства Кемпфер. Йому гінкго зобов’язане своєю назвою. “Ґін” в перекладі з японської — срібло. Плід гінкго чимось нагадує абрикос. Тому Кемпфер назвав знайдене ним дерево “сріблястим абрикосом” – “гінкго“, запозичивши його з жаргону японських торговців насінням дерева.

Пізніше Карл Лінней заносить цю назву до наукової класифікації.
Гінкго – це єдине унікальне дерево, що являє собою один вид, один рід, і одну родину. Рослина є реліктовою та ендемічною. Рослина роздільностатева. У 1986 р. ботанік Хіразе дослідив процес запилення гінкго. Чоловічі дерева цвітуть в середині травня, їх пилок потрапляє на насінний зачаток жіночих рослин і проростає в пилкову трубку з двома сперматозоїдами. Але запліднення насіння бруньки одним із сперматозоїдів проходить лише пізньої осені, і вже в насіннєплоді, який упав на землю. Зовні плід оточений товстою соковитою м’ясистою оболонкою. Приємний аромат оболонки плодів пояснюється присутністю великої кількості масляної кислоти. Опалі плоди швидко зігнивають, сповнюючи повітря їдким запахом.

Плід (шишкоягода)  – кістянка. В Японії і Китаї насіння гінкго вважають делікатесом і розводять як плодове дерево.

Насіння і листя гінко використовюють у східній медицині. Його деревина м’яка, піддатлива, легко обробляється.
Рослина досягає зрілості у 25-30 років, до того часу важко визначити її стать. В Україні вперше з’явилося у 1818 році у Нікітінському ботанічному саду в м.Ялті

. Це дерево дуже перспективне для озеленення південних міст України. Воно чудово витримує умови промислової загазованості, невибагливе до ґрунтів, стійке проти грибкових та вірусних захворювань, майже не пошкоджується комахами/ Гінкго дволопатеве є пам’яткою природи світового значення і занесене до Червоної книги світу.

Клас Гнетові (Gnetopsida) відрізняється від інших Голонасінних відсутністю смоляних ходів. Представники мешкають в пустелях і напівпустелях. Частіше всього  це низькі дводомні чагарники або ліани до 8 метрів у висоту. Стебла ребристі, зелені, листя дрібне, рано опадає. Характерний представник – эфедра хвощова (Ephedra distachya) – росте в Середній Азії. В її пагонах міститься алкалоїд ефедрин, який використовують при гіпотонії, астмі, в складі крапель для носа і очей.

 

Царство Рослини об’єднує організми, які здатні до фотосинтезу. Для них характерна наявність целюлозних оболонок і запасної речовини крохмалю

ВОДОРОСТІ (ALGAE) – група нижчих рослин, життя яких пов’язане з водним середовищем чи добре зволоженими місцями. Тіло водоростей не розділене на органи з складною внутрішньою будовою і називається слань (або талом).

Досить часто забарвлення водоростей не зелене, а буре, червоне, оскільки хлорофіл маскується іншими пігментами. Водорості поділяють на відділи залежно від забарвлення та особливостей будови  і поширення.

Відділ  ЗЕЛЕНІ  ВОДОРОСТІ (CHLOROPHYTA) – налічує близько 7000 видів, які живуть в прісних, рідше солоних водоймах, в ґрунті, на снігу, у складі лишайників. Це одноклітинні і багатоклітинні, рідше колоніальні організми.

Відділ БУРІ  ВОДОРОСТІ (PHAEOPHYTA) – включає близько 1500 видів, які поширені в солоній воді холодних морів (в основному як бентос). Важливими представниками відділу Бурі водорості є ламінарія і фукус.

Список рекомендованої літератури

а) Основна:

1.      Ткаченко Н.М., Сербін А.Г. Ботаніка: Підручник. – Х.: Основа, 1997. – 432 с.

2.      Нечитайло В.А., Кучерява Л.Ф. Ботаніка. Вищі рослини. – К.: Фітосоціоцентр, 2000. – С. 3–14.

3.      Григора І.М., Алейніков І.М., Лушпа В.І. та ін. Курс загальної ботаніки. – Київ: Фітосоціоцентр, 2003. – 500 с.

4.      Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника: Учеб. для фармац. институтов и фармац. фак. мед. вузов / Под ред. И.В. Грушвицкого. – М.: Высш. шк., 1990. – 367 с.

б) Додаткова:

5.      Сербин А.Г., Серая Л.М., Ткаченко Н.М., Слободянюк Т.А. Медицинская ботаника: Учебное пособие для иностранных студентов. – Харьков: Изд-во НФАУ, 2000. – 283 с.

6.      Географія рослин з основами ботаніки: Навч. посібник / Гришко-Богменко Б.К., Морозюк С.С., Мороз І.В., Оляніцька Л.Г. – К.: Вища школа, 1991. –

7.      Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника: В 2-х т. – М.: Мир, 1990.

8.      Randy Moore, W.D. Clark, Kingsley R.Stern, Darell Vodopich.  Botany.– Toronto: WCB, 1995. – 824 р.

 

Підготувала доц. Шанайда М.І.