Біологія - Навчальный посібник - В. О. Мотузний 2009

Частина IІ. Ботаніка
4. Вищі спорові рослини
4.6.1. Клас Двосім'ядольні

Загальна характеристика. Посідає найвищий щабель в еволюційному розвитку рослинного світу. Це дуже різні рослини. Тільки серед покритонасінних трапляються такі контрасти. Баобаб (рослина африканських саван), стовбур якого може сягати 8 м у діаметрі, а вік — 5 тис. років, і невеличка рослина гуньба, життєвий цикл якої триває 5—6 тижнів і виростає лише на 5—10 см. Гуньба є ефемером середньоазіатських напівпустель.

Для покритонасінних (як і для голонасінних) характерними є: чергування гаплоїдного і диплоїдного поколінь з домінуванням спорофіта (мал. 2.74); втрата гаметофітами самостійності й залежність їх існування від спорофіта; наявність трахеїд і смоляних ходів у деревині та вічнозелених форм.

Мал. 2.74. Зміна співвідношення гаметофіта (n) і спорофіта (2п) в процесі еволюції рослин (схема):

а — водорості (овогонієві); б — мохи; в — водорості (ульвові); г — папороті; д — голонасінні; е — покритонасінні

Покритонасінні відрізняються від голонасінних за такими ознаками: наявність квітки і маточки, що утворилася внаслідок зростання плодолистиків, а також плода, що формується із зав’язі маточки після запліднення; утворення насіння всередині плода, оплодень, що захищає його від механічних пошкоджень; більша, ніж у голонасінних, редукція гаметофітів. Чоловічий гаметофіт (пилок) у покритонасінних складається з двох клітин — генеративної й вегетативної. Архегонії на жіночому гаметофіті не утворюються. Запліднення подвійне, ендосперм триплоїдний. У деревині є справжні судини, а біля ситоподібних трубок — клітини-супутники, існують також нові життєві форми — трав’янисті рослини.

Різноманітність покритонасінних та особливості їхнього поширення на планеті. Відділ об’єднує 533 родини, близько 13 тис. родів і 250—300 тис. видів, які панують на більшій частині суходолу нашої планети в усіх кліматичних зонах і в найрізноманітніших екологічних умовах і відіграють вирішальну роль у формуванні рослинного покриву. Види покритонасінних становлять основну частину наземної фітомаси і забезпечують можливість існування людини. Велика різноманітність покритонасінних пояснює їх високу пристосованість до різних умов існування. Покритонасінні — наймолодша прогресивна група рослин, яка інтенсивно розвивається. У багатьох видів покритонасінних збереглись ознаки голонасінних, що є доказом їх спільного походження. До цих ознак належать: чергування гаплоїдного і диплоїдного поколінь із домінуванням спорофіта; втрата гаметофітами самостійності й залежність їх існування від спорофіта; наявність трахеїд і смоляних ходів у деревині; існування вічнозелених форм.

Відділ Покритонасінні об’єднує два класи: Двосім’ядольні, або Магноліопсиди, та Односім’ядольні, або Ліліопсиди. Основні ознаки видів цих класів зображено на мал. 2.75.

Мал. 2.75. Характерні ознаки односім’ядольних (верхній ряд) та двосім’ядольних (нижній ряд) рослин:

1 — насінина; 2 — проросток; 3 — коренева система; 4 — листок; 5 — внутрішня будова стебла; 6 — квітка; 7 — діаграма квітки

За окремими переліченими ознаками не завжди можна чітко визначити той чи інший клас. Наприклад, у деяких видів родини Жовтецеві, що належать до класу Двосім’ядольні, судинно-волокнисті пучки закриті, в подорожника коренева система мичкувата, а в куколиці й подорожника листки мають дугове жилкування. У воронячого ока — рослини, що належить до класу Односім’ядольні, — оцвітина 4—6-членна. Тому для визначення класу тієї чи іншої рослини потрібно брати до уваги не одну ознаку, а їх сукупність.

Панування покритонасінних рослин у сучасній флорі. Велика різноманітність покритонасінних свідчить про їх високу пристосованість до різних умов існування. Це наймолодша прогресивна група рослин, що інтенсивно розвивається, і найчисленніша за видовим складом. Як найбільш пристосовані до сучасних умов життя покритонасінні дуже поширились і панують на різних ландшафтах суходолу. Вся історія розвитку сучасного світу тварин, особливо ссавців і птахів, виникнення самої людини пов’язані з квітковими рослинами. Насіння і стебла деяких голонасінних та кореневища 2—3 видів папоротей не могли створити необхідну кормову базу і для ссавців і птахів.

Покритонасінні — один із найбільш відособлених відділів від усіх інших, в тому числі й від голонасінних. Особливо це стосується будови квітки та особливостей структури органів статевого розмноження і перебігу статевого процесу.

За невеликим винятком покритонасінні ведуть незалежний спосіб життя, але серед них відомі також паразити (близько 2800 видів) і сапрофіти. Ці рослини значною мірою або повністю позбавлені хлорофілу.

Клас Двосім’ядольні. Загальна характеристика. Загальну характеристику класу Двосім’ядольні можна скласти на основі мал. 2.75.

Характерні ознаки, різноманітність, особливості поширення, біологічні особливості та господарське значення. Типові дикорослі та культурні представники родини — Капустяні (Хрестоцвіті) — поширені на всіх континентах світу, але здебільшого в помірних та холодних районах, аж до Арктики. Налічують близько 3 тис. видів (350 родів). Основні життєві форми: трави (переважно), кущі (катран кущистий) та кущики, однорічні (суріпка, гірчиця), дворічні (капуста, ріпа) та багаторічні рослини. Типові капустяні рослини (мал. 2.76) мають почергові цілісні або розсічені (перисторозсічені чи перистороздільні) листки без прилистків. У деяких видів нижні листки утворюють прикореневу розетку (грицики). Підземні органи окремих видів потовщені, утворюють коренеплоди (редис, ріпа, редька). Багато отруйних. Квітки правильні (актиноморфні), зібрані в суцвіття-китиці (грицики), іноді волотеподібні китиці (сухоребрик)). Оцвітина подвійна, іноді проста, чотиричленна. Квітка — Ч2+2П4Т'2+4М(2). Зав’язь верхня, двогнізда. Плід — двогніздий стручок (капуста), іноді стручечок (грицики), утворюється з двох плодолистків, розкривається знизу догори. Насіння прикріплюється до перегородки. Ентомофільні рослини, але трапляються й самозапильні.


Мал. 2.76. Родина Капустяні:

1—5, 8, 9 — капуста городня; 1 — листок квітконосного пагона; 2 — суцвіття китиця (дворічна рослина); 3 — діаграма квітки; 4 — верхівкова брунька (качан) однорічної рослини; 5 — квітка (поздовжній переріз); 6 — редька дика; 7 — редька посівна; 8 — головка капусти; 9 — плід-стручок; 10 — грицики; 11 — левкой; 12 — гірчиця польова; 13 — капуста дика листкова; 14 — капуста савойська; 15 — брюссельська; 16 — білоголова; 17 — цвітна; 18 — кольрабі; 19 — бруква; 20 — ріпа

До капустяних належить оліііна рослина сарептська гірчиця. Це однорічна рослина. Містить багато олії. З її макухи роблять гірчицю. З овочевих капустяних відома — капуста головкова (дворічна). Як овочеві вирощують редьку, редис.

До родини належить багато бур’янів: свиріпа, дика редька, гикавка, грицики, талабан, сухоребрик тощо. З декоративних рослин до цієї родини належать матіола, левкой, нічна фіалка. Серед капустяних є багато чудових медоносів.

У редьки, ріпи, хрону використовують видозмінені корені, а в гірчиці, рапсу, рижію — насіння. З гірчиці виготовляють гірчичники. У капусти використовують видозмінені бруньки, які, розростаючись, утворюють головки.

У народній медицині траву грициків призначають при маткових кровотечах. Корені й листки хрону вважаються ефективним протицинготним, фітонцидним і бактерицидним засобом. Турнепс використовують як зелений корм для тварин.

Родина Розові налічує 100 родів і понад 3 тис. видів (мал. 2.77), поширених на всій земній кулі. Найбільшу їх різноманітність виявлено в країнах з помірним кліматом Північної півкулі. Це листопадні й вічнозелені дерева, кущі, багаторічні (рідше однорічні) трави, або ліани. Листки цих рослин почергові, зрідка супротивні, прості й складні, з прилистками, які рано обпадають або зберігаються, зростаючись з основою листка. Квітки одиничні і в суцвіттях, правильні (зрідка неправильні), п’ятичленні, рідше чотири- або шестичленні. Квітколоже опукле, плоске, увігнуте або келихоподібне. Чашечка роздільна (іноді здається зрослолистою, якщо чашолистки відходять від розширеної дископодібної основи квітколожа). Віночок майже завжди розвинений, яскраво забарвлений, рідко недорозвинений, малопомітний або його зовсім немає.


Мал. 2.77. Представники родини Розові:

a — яблуня домашня: 1 — репродуктивний пагін; 2 — її квітка без віночка (поздовжній розріз); 3 — діаграма квітки; 4 — насінина (поздовжній розріз); 5 — плід (поздовжній розріз); б — малина звичайна; в — абрикос звичайний; г — горобини; д — шипшина: 1 — бутон; 2 — квітка; 3 — чашолистик; 4 — маточка; 5 — діаграма квітки; 6 — репродуктивний пагін; 7 — плід у розрізі

Кількість тичинок може відповідати кількості пелюсток, але частіше більша за останню в два, чотири рази і більше. Маточка одна або їх багато, утворена одним або кількома плодолистками. Зав’язь одно-, дво- або багатогнізда, верхня або нижня. Характерною особливістю розових є те, що основи чашолистків, пелюсток і тичинок зрослися з квітколожем. Плоди прості й складні: горішки, кістянки, яблука, полуничини, цинародії (шипшина). Насіння не має ендосперму.

Малину, ожину, суницю використовують як харчові рослини та як сировину для харчової промисловості. У медичній практиці широко використовують різні види шипшини, родовик лікарський, а як декоративні рослини — троянди.

Яблуня, груша, айва — досить цінні фруктові рослини. Горобину звичайну, домашню, чорноплідну та глід вживають і як харчові, і як лікарські. Наприклад, квітки, листки і плоди глоду застосовують як кардіотонічні, спазмолітичні, седативні, гіпотензивні та протиалергічні засоби. Плоди горобини чорноплідної вживають для лікування гіпертонії та профілактики атеросклерозу.

Мигдаль, лавровишня, вишня, черешня, слива, терен, черемха, абрикос, персик добре відомі як фруктові, декоративні й лікарські рослини.

Бобові, або Метеликові (мал. 2.78), налічують 12 тис. видів. Основні життєві форми — ліани, багаторічні й однорічні трави, рідше — дерева й кущі (у флорі тропічних і субтропічних країн). Більшість трав’янистих поширені в країнах із помірним і навіть холодним кліматом. Суцвіття — китиці, колосся, головки, простий зонтик. Квітка — чашечка зрослолиста, п’ятизубчаста, неправильна або правильна (зигоморфна). Більшість квіток запилюються комахами. Віночок складається з 5 пелюсток: три вільні «прапор», два «весла» чи «крила» і 2 частково зрослі «човник» — Ч(5)П1+2+(2)Т'(9)+1М1. Зав’язь верхня, одногнізда з одного плодолистка. Плід — сухий біб, переважно багатонасінний. Насіння без ендосперму.

Мал. 2.78. Представники родини Бобові:

а — горох посівний: 1 — діаграма квітки; 2 — квітка (зовнішній вигляд і поздовжній переріз); 3 — тичинки; 4 — маточка; 5 — розгорнутий віночок; 6 — сім'ядолі насінини; б — конюшина червона; в — горошок посівний; г — люцерна посівна: 1 — коренева система; 2 — репродуктивний пагін; 3, 4 — квітка і плід; д — люпин

Коренева система стрижнева з бульбочками. Листки здебільшого складні (трійчасто-, пальчасто-, парно- та непарноскладні) з прилистками (іноді дуже великими, наприклад, у гороху), які можуть видозмінюватись у колючки (робінія звичайна). Листки розміщені почергово.

Серед бобових багато цінних харчових і кормових культур. Горох, квасолю, сою уссурійську, арахіс підземний використовують як харчові продукти з великим вмістом білкових речовин. Арахіс, соя та інші є олійними культурами. Конюшина, люцерна, люпин тощо належать до кормових рослин. Серед декоративних можна назвати дерезу, гледичію, мімозу соромливу, горошок духмяний. Люпин часто використовують на зелене добриво через його здатність разом із бульбочковими (азотфіксуючими) бактеріями засвоювати азот повітря.

Багато бобових є хорошими медоносами (конюшина, люцерна, еспарцет, горошок, чина, кормові боби). Їх вирощують в Україні на великих площах на корм для тварин. Є серед бобових і цінні лікарські рослини. Наприклад, касію вузьколисту та гостролисту застосовують як проносний засіб; софору — для лікування ран, які довго не заживають, наривів, а також виразки шлунка та 12-палої кишки, як снодійне, для поліпшення апетиту. Сапонін, добутий із солодки голої та уральської, застосовують для регулювання водно-сольового обміну речовин. Як лікарські рослини вирощують термопсис, буркун лікарський, солодку голу тощо.

Білу акацію (робінію звичайну) висаджують у парках, біля доріг, у лісосмугах, ярах для закріплення схилів.

Пасльонові налічують 2200 видів. Це велика (85 родів) і різноманітна родина (мал. 2.79). У середніх широтах переважають трав’янисті. Зрідка це напівкущі, навіть кущі (дереза). В тропіках — лазячі кущі й дерева. У більшості трав’янистих пасльонових стебла циліндричні. Листки почергові, без прилистків, прості з цілісною чи перисто-розсіченою пластинкою. Квітки одиничні та зібрані у завійки. Чашечка п’ятизубчаста, зберігається на плодах. Віночок зрослопелюстковий, утворює трубочки, лійки тощо. Зав’язь двогнізда, верхня, з двох зрослих плодолистків — Ч(5)П(5)Т5М1. Плід — ягода або коробочка (частіше двогнізда). Зрідка плід кістянкоподібний. Пасльонові запилюються комахами, а в тропіках — птахами, деякі є самозапильними.

Мал. 2.79. Представники родини Пасльонові:

а — картопля; б — махорка; в — томат; г — тютюн звичайний; д — дурман; 1 — репродуктивний пагін; 2 — квітка; 3 — діаграма квітки; 4 — плід; 5 — плід у розрізі; 6 — розгорнута квітка; 7 — зав'язь у розрізі; 8 — маточка; 9 — тичинка

Багатопасльонових (беладона, блекота) містять отруйні алкалоїди (атропін, гіосціамін тощо). Серед пасльонових є багато і харчових рослин (перець, помідори, картопля, баклажани). До пасльонових належать петунія, фізаліс, тютюн запашний — декоративні рослини.

Цікаві рослини роду Фізаліс, чашечка яких при дозріванні плода надувається і набуває червоного або оранжевого забарвлення. В Україні вирощують різні сорти фізалісу звичайного, плоди якого є їстівними і приємними на смак.

Велике (негативне) практичне значення має тютюн звичайний, який є сировиною для виробництва цигарок.

Айстрові (Складноцвітні) налічують 18—20 тис. видів. Це одна з найбільших родин (мал. 2.80) Двосім’ядольних. Серед Айстрових зрідка трапляються невеликі дерева, кущі, ліани, напівкущі, але зазвичай це багато- та однорічні трави. Характерною ознакою цієї родини є суцвіття кошик, яке зовні нагадує квітку. В деяких рослин кошики невеликі. У соняшнику однорічного кошик може сягати 60 см в діаметрі. У полину він зовсім крихітний — всього 2—4 мм. Іноді дрібні кошики зібрані в складний щиток або волоть (наприклад, у полину). Зовні кошик оточений покривними листками, які утворюють обгортку. Основа кошика утворена розширеним ложем суцвіття, на якому щільно розміщені квітки.

Мал. 2.80. Представники родини Айстрові:

І — типи квіток: а — трубчасті (1 — волошка; 2 — полин); б — діаграма квітки; в — язичкові (3 — кульбаба; 4 — цикорій); г — несправжньоязичкові (5 — соняшник; 6 — деревій); д — лійкоподібні (волошка); суцвіття королиці (ІІ); ромашки (III) і кульбаби (IV); лопуха (V); деревію (VI); волошки (VII): 1 — обгортка; 2 — трубчаста квітка; 3 — несправжньоязичкова квітка; 4 — язичкова квітка; 5 — лійкоподібна квітка; 6 — плід сім’янка); VIII — кульбаба (а — загальний вигляд; б — кошик; в — язичкова квітка; г — тичинка; д — плід сім’янка); IX — полин гіркий (а — нижня частина рослини; б — частина суцвіття; в — кошик; г — трубчаста квітка; д — тичинка; е — маточка; є — плід сім’янка)

Квітки п’ятичленні, складаються із 5 видозмінених чашолистків, 5 пелюсток, 5 тичинок (з вільними тичинковими нитками та спаяними в трубку пиляками) та 1 маточки (утворена двома плодолистками). Зав’язь нижня, одногнізда. Довгий стовпчик розміщений усередині тичинкової трубки, над якою міститься дволопатева приймочка. Чашечка іноді видозмінена на чубчик, який складається з різної кількості щетинок, волосків. Чубчики складноцвітих утворюють своєрідний парашутик, який відіграє важливу роль у поширенні насіння, наприклад у кульбаби. Плід — 1 сім’янка.

За будовою віночка в айстрових виділяють такі квітки: язичкові, несправжньоязичкові, лійкоподібні, трубчасті. Основна форма віночка — трубчаста. Віночок трубчастої квітки зростається в трубку і у верхній розширеній частині розщеплюється на 5 зубчиків (центральні квітки соняшнику, ромашки). Квітка актиноморфна (правильна). Язичкова квітка має вкорочену трубку. З одного боку вона ніби розрізана, а з другого витягнута в язичок, що завершується 5 зубчиками (кульбаба, цикорій). Це зигоморфна квітка. Несправжньоязичкова квітка утворена трьома (а не п’ятьма) пелюстками з трьома зубчиками на кінці. Ці квітки часто маточкові або зовсім безплідні й розміщені по краю кошика. Лійкоподібна квітка нагадує трубчасту, але її верхня частина розширена у вигляді лійки. Ці квітки також розміщені по краю кошика і не мають ні тичинок, ні маточок (волошки).

Квітки в одному кошику можуть розміщуватися по-різному. У одних видів у центральній частині кошика містяться трубчасті квітки, а по краю — несправжньоязичкові, язичкові або лійкоподібні. Це робить суцвіття помітним для комах-запилювачів. В інших видів усі квітки в кошиках язичкові. Для деяких Айстрових характерний апоміксис (розвиток насіння без запилення, наприклад, у кульбаб, нечуйвітру).

Розподіл статей у квітках і кошиках айстрових різноманітний. Бувають двостатеві та одностатеві квітки, вони можуть бути зібрані або в одному, або в різних кошиках. Тобто є одно- (нетреба) і дводомними (котячі лапки).

Айстрові мають велике значення в народному господарстві (соняшник, що є олійною культурою), топінамбур — кормова культура; жоржина, хризантеми, нечуйвітер, айстри, гербери, стокротки — декоративні; череда трироздільна, полин гіркий, деревій, пижмо, підбіл, сухоцвіт багновий, календула, цикорій, ромашка лікарська, нагідки, ехінацея тощо — лікарські; кок-сагиз та тау-сагиз, із яких добувають каучук — технічні та ін. Листки соняшнику використовують як засіб проти малярії, траву полину гіркого — для поліпшення апетиту, стимуляції секреторної функції травного каналу, при захворюваннях печінки й жовчного міхура, для лікування ран, екзем, опіків тощо. Суцвіття цмину піскового ефективно діє як жовчогінний, спазмолітичний, протизапальний та антибактеріальний засіб. Його суцвіття входять до складу жовчогінних чаїв.

Серед айстрових є багато злісних бур’янів (амброзія, нетреба, волошки, осот, будяк, лопух).





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити