| Головна » Статті » Біологія | [ Додати статтю ] |
Основні властивості живого
|
Основні властивості живого ПЛАН Основні властивості живого. Структурні рівні організації живого. Найважливіші таксономічні одиниці в класифікації рослинного світу. 1. Основні властивості живого. Відмінності живого і неживого. Щодня ви сти-каєтесь з різноманітним світом живих організмів -рослинами, грибами, тваринами, бактеріями. Усім відомо, що живі істоти ростуть, живлять-ся, дихають, розмножуються, сприймають подразники навколишнього середовища та певним чином на них реагують. На перший погляд здається, що відрізнити живий організм від тіла неживої природи, наприклад каменя чи піску, неважко, проте це не зовсім так. Часто живі організми можуть перебувати у стані спокою, коли прояви їхньої життєдіяльності приховані (напри-клад, насіння чи пилок рослин), і зовні можуть нага-дувати неживі тіла. Що ж тоді відрізняє все живе від неживої природи? Кожний живий організм побудова-ний з окремих часток - клітин (мал. 13). Одні ор-ганізми складаються лише з однієї клітини (напри-клад, бактерії, одноклітинні тварини, деякі водорості та гриби), інші - з великої їхньої кількості (напри-клад, квіткові рослини, багатоклітинні тварини) (мал. 5). Лише віруси, що спричиняють різноманітні захворювання людини (СНІД, грип, жовтяницю та ін.), тварин і рослин, не мають клітинної будови; про них ви дізнаєтесь у старших класах. Неживі предмети (за винятком решток організмів) клітинної будови не мають. Усім живим організмам властивий подібний хімічний склад, тобто вони побудовані з тих самих хімічних сполук (органічних - білків, жирів, вугле-водів, нуклеїнових кислот, та неорганічних - води, солей). Жоден організм не може тривалий час існувати без надходження енергії ззовні. Головним джерелом енергії для всіх мешканців нашої планети є Сонце. Сонячну енергію здатні вловлювати зелені рослини. Вони перетворюють її на форму, доступну для спожи-вання іншими живими організмами (мал. 2). Рослини продукують органічні сполуки з неорганічних (води та вуглекислого газу). При цьому вони переводять поглинену енергію сонячних променів у хімічну енергію утворених ними органічних речовин. Інші організми, споживаючи зелені рослини, отримують у такий спосіб і запасену рослинами енергію. Всі живі організми залежать від умов навколиш-нього середовища. Саме з довкілля вони дістають поживні речовини, тобто живляться. Сполуки, які надходять до живих організмів, зазнають у них змін. Частина цих сполук використовується для забезпе-чення власних потреб організму в енергії. Енергія виділяється внаслідок того, що більш складні сполу-ки розпадаються на простіші під час дихання. Таким чином, живлення і дихання є характерними рисами всіх живих організмів, оскільки забезпечують їх необхідними енергією та речовинами. У свою чергу, організми виділяють у навколишнє середовище про-дукти своєї життєдіяльності. Отже, необхідною умо-вою існування живих організмів є обмін речовиною з довкіллям та перетворення енергії в організмі. Живі організми здатні сприймати впливи довкілля і певним чином на них відповідати. Це явище дістало назву подразливість. Наприклад, при найменшому дотикові перших краплин дощу до листків мімози со-ромливої вони одразу ж складаються та провисають. Характерною рисою живих організмів є також здатність до рухів. Те, що тварини рухаються, відо-мо всім. Але чи можуть рухатися рослини? На пер-ший погляд здається, що вони ведуть прикріплений спосіб життя і до рухів не здатні. Але це не так. На-приклад, залежно від руху сонця по небосхилу со-няшник змінює положення пагона із суцвіттям. Крім того, від напрямку падіння променів світла рослини можуть змінювати положення листків. Щоб переконатись у цьому, поспостерігайте за кімнатни-ми рослинами (традесканцією, бегонією). Всі живі організми ростуть і розвиваються, збільшуючи свої розміри та масу. При цьому одні з них (наприклад, дерева, кущі, риби) ростуть протягом усього життя, а інші (наприклад, птахи, людина) упродовж лише певного часу. Усі живі організми здатні відтворювати собі подібних. Це явище називають розмноженням. Якби живі організми не розмножувалися, життя на нашій планеті зникло б. 2. Структурні рівні організації живого. Рівні організації живої матерії і проблеми екологічного виховання. Рівні організації живої матерії – це від-носно гомогенні біологічні системи, для яких характерний певний тип взаємодії елементів, просторовий і часовий масштаби процесів. Розрізняють такі рівні організації: молекулярний, клітинний, тканинний, органний, організмовий, біологічних угруповань (від елементарних біогеоценозів до біосфери в цілому). З ускладненням організації нижчий рівень входить до складу наступного вищого рівня, останній – до складу ще більш високого і т. д. Таким чином здійснюється принцип ієрархії (ступінчастого підпорядкування), влас-тивого для живої матерії. Рівень організації є одним із фундаментальних у вивченні біологічних об'єктів, які існу-ють завдяки зв'язкам, що поєднують їхні елементи в єдине ціле. Ідея рівнів організації живого дає можливість пояснити цілісність і якісну своєрідність біологічних си-стем. На біосферному рівні сучасна біологія вирішує гло-бальні проблеми, наприклад, визначення інтенсивності утворення вільного кисню рослинним покривом Землі або зміни концентрації СО2 в атмосфері, пов'язаної з діяльні-стю людини. На біоценотичному і біогеоценотичному рівнях провід-ними є проблеми взаємовідношень організмів у біоцено-зах, умови, які визначають чисельність їх і продуктивність біоценозів, стійкість останніх і роль впливу людини на збереження біоценозів і їхніх комплексів. На популяційно-видовому рівні є фактори, що вплива-ють на чисельність популяцій, проблеми збереження зни-каючих видів, на динаміку генетичного складу популяцій, дію факторів мікроеволюції тощо. Для господарської Діяльності людини важливі такі проблеми популяційної біології, як контроль чисельності видів, що завдають шкоди господарству, підтримання оптимальної чисельнос-ті популяцій, які використовуються у народному госпо-дарстві і оберігаються. На організмовому рівні вивчають особину – організм як єдине ціле, елементарну одиницю життя, оскільки поза особинами в природі життя не існує. При цьому вивчають характерні риси будови організму, фізіологічні процеси та нейрогуморальну регуляцію їх, механізми забезпечення гомеостазу і адаптації. На органотканинному рівні основні проблеми поляга-ють у вивченні особливостей будови і функцій окремих органів та тканин, які входять до складу органів. Особливий рівень організації живої матерії – клітинний; біологія клітини (цитологія) – один з основних розділів сучасної біології, включає проблеми морфологічної організації клітини, спеціалізації клітин у ході розвитку, функцій клітинної мембрани, механізмів і регуляції ділен-ня клітин. Ці проблеми мають особливо важливе значення для медицини, зокрема становлять основу проблеми раку. На рівні субклітинних, або надмолекулярних, структур вивчають будову і функції органоїдів (хромосом, мітохондрій, рибосом тощо), а також інших частин клітини (наприклад, включень). Молекулярний рівень складає предмет молекулярної біології, яка вивчає будову білків, нуклеїнових кислот, жирів та інших речовин і їхню роль у життєдіяльності клітини. На цьому рівні досягнуті великі практичні успіхи в галузі біотехнології і генної інженерії. Поділ живої матерії і проблем біології за рівнями організації хоч і відображає об'єктивну реальність, в тон же час є умовним, бо майже всі конкретні завдання біології торкаються одночасно кількох рівнів, або і всіх разом. Наприклад, проблеми еволюції або онтогенезу не можуть розглядати тільки на рівні організму, тобто без молекулярного, субклітинного, клітинного, органотканинного, а також популяційно-видового і біоценотичного рів-нів, проблема регуляції чисельності спирається на молеку-лярний рівень, але стосується також всіх вищих, включа-ючи аспекти біосферного рівня (наприклад, забруднення середовища). 3. Найважливіші таксономічні одиниці в класифікації рослинного світу. Систематичні, або таксономічні, одиниці і номенклатура рослин. Си-стематика, або таксономія, рослин ставить своїм основним завданням їх класифікацію, тобто розміщення в більш або менш близькі однорідні гру-пи на основі їх спорідненості. У системі рослин ці групи розміщуються (класифікуються) в серію підпорядкованих споріднених таксонів, яких сучасна систематика налічує до 25. Основні систематичні одиниці, або так-сони, якими оперує нині систематика рослин, такі: відділ (divisio, або phylum); відділи поділяються на класи (classіs), класи – на порядки (ordo), порядки – на родини (fdmilia), родини – на роди (ееnus), роди – на види (species). Кожний з цих таксонів можна поділити в разі потреби на дрібніші, проміжні, скориставшись приставкою «під» (sub). Наприклад, підвідділ (subdivisio), підклас (subdassis), підродина (subfamilia), підрід (subgenus) і ін. У межах роду з численними видами, крім підродів, виділяють ще ча-сом секції (sectio), підсекції (subsectio), а в межах останніх – серії (series) і підсерії (subseries). Поліморфні види поділяють нерід-ко на підвиди (subspecies), різновидності, або варіації (varietas), і форми (forma). У систематиці рослин проводять не тільки диференціацію, тобто поділ таксономічних одиниць на дріб ніші, підлеглі, а й інтеграцію їх, об'єднання. Тому з нижчих категорій, об'єднуючи споріднені й схожі одиниці одного рангу, складають вищі кате-горії. Так, близькі й схожі між собою за будовою суцвіття і квіток види конюшини (біла, червона, лучна, альпійська, середня, гірська та ін.) об'єд-нують у вищу категорію – рід конюшина (Trifolium). Між родами також може бути певна спорідненість і схожість. Наприклад, такі близькі й схо-жі між собою за будовою квітки і плода роди, як конюшина, люцерна (Medicago), буркун, (Melilotus), еспарцет (Onobrychis), астрагал (Astragalus) і ін., об'єднують у більшу систематичну категорію – родину бобових (Fabaceae). За цим самим принципом схожості (і спорідненості) ознак зов-нішньої (а часом і внутрішньої) будови родини об'єднують у порядки, порядки – в класи, класи – у відділи; сукупність усіх відділів становить «царство» рослин (regnum vegetabile). Найвищою (або найбільшою) систематичною категорією в класифікації рослинного світу є відділ; основною (або елементарною) одиницею класи-фікації є вид. БАКТЕРЇ Загальна характеристика. До числа найбільш просто побудованих організмів, які можна бачити лише при великому збільшенні в мікроскопі, відносяться бактерії. Традиційно їх вивчає ботаніка, але це доядерні організми (прокаріоти), які разом з синьозеленими водоростями утворюють царство дріб'янок. Розміри бактерій дуже за-лежать від зовнішніх умов і коливаються в межах мікро-метрів і часток мікрометра. Довжина їх у межах 1 –10 мкм (рідко більше), ширина – від 0,2 до 1 мкм. Більшість з них одноклітинні, але є нитчасті багатоклітинні види. За формою одноклітинні бактерії поділяють на коки, або кулясті; палички (бацили), які мають форму цилінд-ра; вібріони – мають форму коми; спірили – спіральне вигнуті палички (рис. 61). За характером живлення бактерії поділяють на гетеротрофні і автотрофні. Гетеротрофні бактерії (їх більшість) у свою чергу поділяються на сапрофітів і симбіонтів. Бактерії-сапрофіти живляться органічними рештками відмерлих рослин і тварин, продуктами живлення людини. І Вони викликають гниття і бродіння (ферментацію) органічних речовин. Гниття – це розщеплення білків, жирів і інших азотовмісних сполук під дією гнильних бактерій. В результаті гниття виділяються азото- і сірковмісні сполуки, які мають неприємний запах. Цей процес у природі відіграє величезну роль, оскільки очищає поверхню Землі від трупів тварин та рослинних решток. Бродіння, або ферментація – це анаеробне розщеплення вуглеводів під впливом ферментів бактерій. Це і процес давно був відомий людям. Протягом тисячоліть люди виготовляли вино шляхом спиртового бродіння, квасили плоди і овочі шляхом мoлочнокислого бродіння тощо. Нітрифікуючі бактерії розщеплюють аміак і амонійні солі до нітратів, які засвоюються рослинами. Ці бактерії поширені у водоймах і ґрунтах. Діяльність залізобактерій полягає в перетворенні оксиду заліза (II) на оксид заліза (III). Вони живуть у солоних та прісних водоймах, беручи участь у кругообігу заліза в природі. Сіркобактерії також жи-вуть у солоних та прісних водоймах. Вони окислюють сірководень та інші сполуки сірки. За відношенням до кисню бактерії також поділяють на дві групи: аероби і анаероби. Аероби використовують для дихання вільний кисень атмосфери. Анаероби ростуть і розмножуються в середовищі без кисню. Вони отриму-ють енергію в процесі анаеробного розщеплення органічних речовин, нагромаджуючи різні проміжні продукти – спирт, молочну кислоту, гліцерин та інші речовини. Звичайно бактерії розмножуються безстатевим шля-хом – поділ материнської клітини на дві дочірні. Ділення відбувається дуже швидко і йому передує реплікація ДНК. У сприятливих умовах деякі бактерії діляться кожні 20 – 30 хв. Іноді дві бактерії зливаються одна з одною. При такому злитті між ними утворюється цитоплазматич-ний місток, по якому речовини однієї клітини переходять в іншу. Такий процес нагадує статеве розмноження. У несприятливих умовах (нестача їжі, погодні умови, отруєння середовища продуктами життєдіяльності бакте-рій) багато бактерій здатні стискатися, втрачати воду і переходити у стан спокою до появи сприятливих умов. Деякі види бактерій у несприятливих умовах формують спори. Спори характеризуються великою стійкістю до різноманітних несприятливих умов. Ці форми бактерій витримують тривале кип'ятіння, висушування, заморожу-вання, дію різних хімічних речовин. Поширення бактерій в повітрі, ґрунті, воді, живих організмах. Як аеробні, так і анаеробні бактерії надзви-чайно поширені в природі. Вони зустрічаються в ґрунті, воді, живих і мертвих організмах. Число бактерій у навко-лишньому середовищі змінюється під впливом різних фак-торів (інсоляція, обробіток ґрунту тощо). Кількість бактерій в 1 г ґрунту може досягати сотень мільйонів і навіть кількох мільярдів і залежить від типу ґрунту. Найменше їх знаходиться у підзолистих цілинних ґрунтах. Найбільше – в окультуреному чорноземі. Бактерії проникають в грунт на глибину до 5 метрів. Мікрофлора є одним із факторів, які сприяють утворенню ґрунту. У воді різних водойм кількість бактерій буває дещо меншою, ніж у ґрунті. Так, у 1 мл води знаходиться від 5 до 100 тис. бактеріальних клітин. Менше всього бактерій у воді артезіанських свердловин і джерел, багато – у відкритих водоймах і річках. Більше всього бактерій знаходиться ближче до берега і верхніх шарах води. Особливо забруднена вода відкритих водойм у тих місцях, куди потрапляють стічні води. Саме тут часто зустрічаються хвороботворні бактерії (збудники дизентерії, черевного тифу, паратифів, холери, бруцельозу тощо). У повітрі бактерій зустрічається ще менше, ніж у воді. Забруднення повітря бактеріями залежить від багатьох ВОДОРОСТІ Загальна характеристика. Водорості – велика група найдавніших рослин. Будова їхнього тіла і розміри харак-теризуються великою різноманітністю. Існують мікроско-пічних розмірів одноклітинні, багатоклітинні і колоніальні форми (від тисячних часток міліметра), а також з різною будовою слані, що досягають 30–45 м. Водорості –єдина група організмів, серед яких зустрі-чаються прокаріоти (синьозелені) і еукаріоти (решта від-ділів). В ядрах еукаріотичних водоростей виявлені струк-тури, що властиві ядрам інших еукаріот: оболонки, ядер-ний стік, ядерця, хромосоми. Загальною ознакою для всіх водоростей є наявність хлорофілу. Крім хлорофілу водорості можуть містити й інші пігменти (фікоціан, фікоеритрин, каротин, ксантофіл, фікоксантин). Ці пігменти надають водоростям червоного, бурого, жовто-зеленого кольору, маскуючи основний зеле-ний. Наявність пігментів у клітинах водоростей забезпечує автотрофний тип живлення. Проте багато водоростей здатні в певних умовах переходити на гетеротрофне жив-лення (евгленові – в темряві) або поєднувати його з фотосинтезом (міксотрофний тип живлення). Кількість видів водоростей перевищує 40 тис. Проте класифікація їх не завершена, оскільки не всі форми достатньо добре вивчені. У нас у країні прийнято ділити водорості на 10 відділів: синьозелені, пірофітові, золоти-сті, діатомові, жовтозелені, бурі, червоні, евгленові, зеле-ні, харові. Найбільша кількість видів налічується серед зелених (13–20 тис.) і діатомових (10 тис.) водоростей Хламідомонада – мікроскопічна одноклітинна водо-рость грушоподібної або овальної форми. Поверхня кліти-ни вкрита прозорою безбарвною пектиновою оболонкою. На передньому кінці тіла оболонка утворює невелике випинання – носик, від якого відходять два джгутики. За допомогою цих джгутиків водорость рухається. Хламідомонади розмножуються статевим і безстатевим шляхом. Плеврокок – мікроскопічна одноклітинна наземна во-дорость без джгутиків. Під щільною безбарвною оболон-кою клітини знаходяться цитоплазма, ядро і пластинчас-тий хлоропласт. Звичайно клітини сполучені в групи по 4–6 і більше у вигляді пакетів, іноді утворюють короткі нитки. Статевого розмноження немає, зооспор не утворює. Поселяється плеврокок на корі старих дерев, особливо на північному боці, на землі в сирих місцях, на стінках глиняних горщи-ків з кімнатними рослинами, утворюючи на них разом з іншими водоростями зелений наліт. Плеврокок входить до складу слані багатьох лишайників. Хлорела – одноклітинна зелена водорость, має вигляд мікроскопічної нерухомої (без джгутиків) кульки до 15 мкм у діаметрі. Зовні клітини вкриті твердою двокон-турною оболонкою целюлозної природи. В цитоплазмі один чашоподібний хлоропласт з одним піреноїдом у потовщеній його частині. Ядро одне, але в живій клітині без спеціальної обробки його не видно. Розмножується лише нестатевим шляхом. Хлорела невибаглива до умов існування і здатна до інтенсивного розмноження, тому зустрічається всюди: у прісних водоймах, морях і ґрунті. Вона може вступати у симбіоз з різними організмами, входить до складу лишайників. Улотрикс дуже поширений у прісних річках, живе, прикріплюючись до підводних предметів, дає яскраво-зе-лені обростання. Баговиння улотрикса складається із нерозгалужених ниток різної довжини, які на початку росту прикріплюються до субстрату безбарвною видовже-ною клітиною – ризоїдом. Клітини ниток циліндричні або бочкоподібні, короткі. Кожна клітина має ядро, пристін-ний хлоропласт у вигляді неповного кільця і один або кілька піреноїдів. Розмноження вегетативне, безстатеве і статеве. Спірогіра – одна із найбільш поширених зелених нитчастих водоростей у прісноводних басейнах. Довгі нитки слані утворюють сплетення (баговиння) яскраво-зеленого кольору, до субстрату вони не прикріплюються і вільно плавають у воді. Багато водоростей є біоіндикаторами при санітарно-біологічній оцінці вод або виконують функцію активних санітарів забруднених водойм. У ряді країн водорості вирощують у штучних водой-мах для промислового виробництва органічних речовин. Разом з тим водорості можуть мати і негативне зна-чення. Так, при масовому розмноженні у водоймах вони викликають «цвітіння» води, роблячи її непридатною для використання, забруднюють насосні станції і водоводи, деякі види вкривають днища суден, буї, погіршуючи експлуатацію їх. Царство ГРИБИ Загальна характеристика. Гриби – група гетеротроф-них організмів, які не мають хлорофілу. Гриби об'єднують в окрему систематичну групу – царство (поряд з царст-вами тварин і рослин). Це одноклітинні і багатоклітинні організми. На сьогодні систематики налічують більше, 100 тис. родів грибів. Цвільові гриби поселяються на продук-тах харчування, в ґрунті, на овочах і плодах. Вони викликають псування доброякісних продуктів (хліба, ово-чів, ягід, фруктів тощо). Більшість цих грибів – сапрофі-ти. Проте деякі з них є збудниками інфекційних хвороб людини, тварин, частіше рослин. Наприклад, гриб трихофітон викликає стригучий лишай у людини і тварин. Усім добре відомий одноклітинний гриб мукор, або біла цвіль, який поселяється на овочах, хлібі і кінському гної. Дріжджі – це одноклітинні нерухомі організми, які мають розмір від 8 до 10 мкм. Форма цих грибів овальна або видовжена. Справжнього міцелію вони не утворюють. Швидкість обміну речовин у дріжджів (у перерахунку на одиницю маси) значно вища, ніж у міцелярних. Вони широко розповсюджені у ґрунті, на субстратах із рослин, що мають багато глюкози. Дріжджі швидко ростуть і розмножуються, що значно змінює зовнішнє середовище. Їх культивують, використо-вують у господарській діяльності з давніх-давен, бо вони викликають бродіння вуглеводів з утворенням спирту і вуглекислого газу. Велике значення мають хлібні, або пивні, дріжджі, що використовуються в хлібопеченні та пивоварінні (існують лише культурні раси), й винні, які застосовують при виготовленні вин. У природі останні зустрічаються в соку різних соковитих плодів. Деякі дрі-жджі нагромаджують у клітинах білки та жири, тому їх споживають як їжу. Гриби-паразити. На рослинах паразитує більше 10 тис. видів грибів, на тваринах, людині – близько 1 тис. видів. Представники сажкових грибів паразитують в основному на культурних і дикорослих злаках, викликаючи захворювання злаків – сажку. Назва хвороби пішла від того, що хворі рослини мають вигляд обвуглених або обсипаних сажею. Іржасті гриби, яких налічується близько 7000 видів, паразитують не тільки на покритонасінних, а й на вищих спорових рослинах, викликаючи хворобу іржу. На ураже-них грибом листках, стеблах з'являються бурі плями – звідки і назва хвороби. Найбільш поширена лінійна іржа, що паразитує на різних злакових. Уражаючи асиміляцій-ну поверхню хлібних злаків, іржа призводить до значних , втрат урожаю. Ріжки – це паразитичний гриб, який розвивається на житі, часом на пшениці та інших злаках. Великої шкоди завдає представник роду фітофторових грибів картопляний гриб, що вражає бульби та бадилля картоплі. На листках утворюються бурі плями, зменшу-ється фотосинтез, а отже, і врожай. Пошкоджені бульби втрачають свої товарні якості, погано зберігаються. ЛИШАЙНИКИ Лишайники - це особливі організми, в тілі яких об'єд-нані водорості й гриби в нові комплекси симбіотичних організмів з новими морфологічними, фізіологічними та екологічними властивостями. Відомо більше 20 тис. ли-шайників. Від інших організмів, у тому числі і від окремих грибів і водоростей, вони відрізняються за формою, будовою, характером обміну речовин, особливими лишайниковими речовинами, способами розмноження, повільним ростом (від 1 до 8 мм на рік). Слань лишайників різноманітна за формою, розміра-ми, будовою, забарвленням. Колір слані зумовлений наяв-ністю пігментів у оболонках гіф і плодових тілах лишайни-ків. Розрізняють п'ять груп пігментів: зелені, сині, фіоле-тові, червоні і коричневі. Пігменти утворюються тільки на світлі. Чим більше світла в місці зростання лишайників, тим яскравіше вони мають забарвлення. За морфологічними ознаками лишайники поділяються на коркові, листуваті і кущисті. У коркових, або накипних, лишайників слань має вигляд забарвленої кірочки або нальоту, що приростає дуже щільно до субстрату. Товщина кірочок різна – від ледве помітного накипу або порошкоподібного нальоту до 0,5 см, діаметр – від кількох міліметрів до 20–30 см. Ростуть накипні лишайники на поверхні ґрунтів, гірських порід, корі дерев і кущів, оголеній деревині, що гниє. Ця група лишайників найбільш багата видами (близько 80 %), що зустрічаються в різних умовах. Листуваті лишайники мають форму пластинок різного забарвлення, розташованих горизонтально на субстраті (пармелія, стінна золотянка). Звичайно пластинки округ-лі, 10–20 см у діаметрі. Характерною особливістю листуватих лишайників є неоднакове забарвлення і будова верхньої і нижньої поверхні слані. У більшості з них на нижній частині слані утворюються органи кріплення до субстрату – ризоїди, які складаються із зібраних у пучки гіф. Ростуть вони на поверхні ґрунту, серед мохів. Листуваті лишайники у порівнянні з накипними є більш високо-організованими формами. У кущистих лишайників слань стеблоподібної форми, прикріплюється до субстрату невеликими ділянками нижньої частини, а верхня частина розгалужена і піднята над поверхнею або звисає з дерев подібно до косматих грив –«бородаті лишайники». Лишайники невибагливі до умов середовища і харак-теризуються високою стійкістю до впливу несприятливих факторів. Вони можуть рости у найрізноманітніших умо-вах освітлення і вологості, легко переносять тривалі періо-ди без води, різкі коливання температури, але по-різному реагують на забруднення повітря. Деякі з них не витриму-ють навіть малого забруднення повітря і гинуть, інші – живуть лише в населених пунктах, у тому числі і промис-лових містах. Вивчивши цю особливість лишайників, їх можна використовувати як біоіндикатори для оцінки чис-тоти повітря. Ростуть лишайники на найрізноманітніших субстра-тах: кам'янистих породах, ґрунті, корі дерев, хвої, лист-ках вічнозелених рослин, мохах, гниючій деревині та інших рослинних рештках. Вони можуть поселятися на склі, шкірі, залізі, ганчірках та інших предметах, при цьому головна умова для їх поселення – тривалість пере-бування предмета в нерухомому стані. Характерна біологічна особливість лишайників – ут-ворення так званих лишайникових кислот, які відкладаю-ться на поверхні гіф у вигляді кристалів, паличок, зерня-ток тощо. Ними зумовлений колір лишайників. Відомо до 150 лишайникових кислот, які, крім лишайників, ніде не зустрічаються. Біологічне значення їх ще не вивчене. Деякі з них мають антибіотичні або токсичні властивості і, очевидно, виконують захисну функцію. У зв'язку з широким розповсюдженням лишайники відіграють важливу роль у природі як продуценти біома-си. Селячись на гірських породах, вони сприяють вивітрю-ванню їх, а після відмирання утворюють невелику кіль-кість гумусу, на якому можуть оселятися інші рослини. Ось чому їх називають "піонерами рослинності". Лишайники служать укриттям і їжею для багатьох безхребетних тварин. Ними живляться і деякі крупні хребетні. Лишайники широко використовує людина в своїй гос-подарській діяльності. Перш за все це цінний корм для північних оленів (ягель). Деякі із них використовує в їжу людина (цетрарія ісландська, умбілікарія їстівна). У їжу людина використовує також види роду аспіцилія, відомі під назвою «манна небесна». Із лишайників дістають спирт (цетрарія ісландська, деякі види кладоній), лакмус (леканора, рочела), фарби (охролехія, деякі види рочел), їх використовують як сировину для парфюмерної промис-ловості (евернія сливова), в медицині для виготовлення ліків (цетрарія, леканора, лобарія тощо). Відділ І. Мохоподібні – Bryophyta. Клас 1. Антоцеротові – Anthocerotopsida. Клас 2. Печіночні мохи – Hepaticopsida. Клас 3. Листяні мохи – Bryopsida, Musci. Відділ II. Папоротеподібні – Pterydophyta. Клас 1. Псилофітовидні – Psilophytopsida. Клас 2. Псилотовидні – Psilotopsida. Клас 3. Плауновидні – Lycopsida. Клас 4. Клинолисті, або хвощевидні – Sphenopsida. Клас 5. Папоротевидні – Pteropsida. Відділ III. Голонасінні – Gymnospermophyta. Клас 1. Саговниковидні – Cycadopsida. Клас 2. Шишконосні – Coniferopsida. Клас 3. Оболонконасінні – Chlamydospermopsida. Відділ IV. Покритонасінні, або квіткові – Angiospermophyta, Anthophyta Magnoliophyta. Клас 1. Дводольні – Dicotyledoneae. Клас 2. Однодольні – Monocotyledoneae. Загальна характеристика. В життєвому циклі мохів, як і інших рослин, є чергування двох фаз – спорофіту і гаметофіту. Проте домінує гаметофіт, у той час як в усіх інших вищих рослин домінує спорофіт. Саме тому мохи розглядають як самостійну бічну гілку в еволюції рослин. Гаметофіт являє собою листовидний талом або росли-ну у вигляді пагона, що розчленований на стебло і листки. Коренів немає, їх функцію виконують ризоїди – вирости поверхневих клітин тіла. Статеві органи (антеридії і архегонії) багатоклітинні. Спорофіт (спорогон) відіграє підпорядковану. Мохоподібні за своєю організацією і екологією ще близькі до водоростей. Як і водорості, вони не мають судин і коренів. Деякі примітивні представники мають вегетативне тіло у вигляді дихотомічно розгалуженого талому, подібного до талому водоростей. Запліднення пов'язане з водою. Серед мохоподібних немає здерев'яні-лих форм. Зелені мохи. Це мешканці сирих, вологих територій; особливо багато їх у тінистих хвойних лісах, лісотундрі і тундрі. Вони не тільки утворюють суцільні килими на ґрунті, а вкривають каміння, стовбури дерев. Вони також зустрічаються в степах на сухих місцях, а багато з них здатні витримувати тривале висихання. Будова і розмноження зозулиного льону. ми листками із загостреною верхівкою. На верхній по-верхні листка є фотосинтезуючі пластинчасті вирости, між якими затримується вода. Зозулин льон – багаторічна дводомна рослина.. Сфагнові, або білі, мохи. Білими їх називають тому, що в сухому стані мають білуватий колір. До них нале-жить один рід сфагнум, який включає 350 видів. У флорі України відомо 30 видів. Гаметофіт сфагнуму складається з невисоких, галузистих стебел і листків, у дорослих ризоїди відсутні. Ріст верхівковий. Це однодомна рослина. На її верхівках утворюються архегонії, антеридії – в пазухах листків. Оскільки ризоїди відсутні, сфагнум отри-мує мінеральні речовини через стебла і листки. Частко-во – із атмосферного пилу, який осідає на них і розчиня-ється кислотами, що виділяє рослина. Клітини в листку двох видів: а) зелені, асиміляційні, довгі і вузькі; б) мерт-ві і прозорі, широкі, ромбоподібні їхні оболонки мають спіральні і кільчасті потовщення, що запобігає спаданню стінок клітини. Ці мертві клітини легко вбирають воду і утримують її. Ця обставина приводить до заболочування ґрунтів, вкритих білувато-зеленими або бурими дерновинами сфагнуму. Сфагнові мохи поширені від тропіків до арктичної і субарктичної областей, зростають у вологих і заболочених, більш або менш кислих місцях, домінуючи в рослинності боліт. Відділ Папоротеподібні Папоротеподібні відносяться до числа найбільш давніх груп вищих рослин. Одні систематики включають у цей відділ папороті, плауни і хвощі. Інші виділяють представ-ників цих груп в самостійні відділи. Папороті поширені фактично по всій земній кулі, почи-наючи з пустинь і закінчуючи болотами, рисовими полями і солонуватими водоймами. Найбільш різноманітні – у тропічних вологих лісах. Там вони представлені як дере-вовидними формами (до 25 м у висоту), так і трав'янис-тими і епіфітними (які ростуть на стовбурах і гілках дерев). Зустрічаються види папоротей довжиною всього лише в кілька міліметрів. Звичайна рослина папороті, яку ми бачимо – це без-статеве покоління, або спорофіт. Майже у всіх папоротей він багаторічний, хоч є небагато видів з однорічним спорофітом. Папороті мають додаткові корені (лише у деяких видів вони редуковані). Листки, як правило, за масою і розмірами переважають стебло. Стебла бувають прямостоячі (стовбури), повзучі (кореневище) або виткі; часто розгалужуються. У помірній зоні папороті (стра-усове перо, орляк, щитник чоловічий) – багаторічні трав'янисті рослини з добре розвинутим кореневищем, від якого відходять численні додаткові корені. Над землею розвиваються звичайно великі перисторозсічені листки – вайї. Молоді листки спірально закручені, у міру росту вони розкручуються. Викопні папоротеподібні утворили потужні пласти Л кам'яного вугілля. Кам'яне вугілля використовується як паливо і сировина в різних галузях промисловості. Із нього отримують бензин, гас, горючий газ, різні барвники, лаки, пластмаси, ароматичні, лікарські речовини тощо. Сучасні папоротеподібні відіграють помітну роль в утворенні рослинних ландшафтів на Землі. Деякі види папоротей використовують як декоративні рослини (адіантум, аспленій, нефролепис). Із кореневищ щитника чоловічого добувають глистогінні препарати. Відділ Хвощі Хвощі представлені переважно викопними формами. Вони виникли на протязі девону і досягли свого розквіту у кам'яновугільному періоді, досягли великої різноманіт-ності форм – навіть до гігантів висотою до 13м. Сучасні хвощі нараховують близько 32 видів і представлені дріб-ними формами – не більше 40 см у висоту, із них 9 ростуть в Україні. Найбільш поширеними тут є хвощ польовий, хвощ лучний, хвощ болотний. Вони зустрічаю-ться від тропіків до полярних районів, за винятком Австралії, і можуть жити як у болотистих, так і в сухих місцевостях. Деякі види мають в епідермісі кремній, що надає стеблу жорсткості і міцності. Хвощі є індикаторами кислотності ґрунтів; літні пагони використовують як сечогінний та кровоспинний засіб. Завдяки жорсткості стебел, пов'язаній з наявністю в них кремнезему, хвощі використовують для шліфування меб-лів, чищення посуду. Хвощі – злісні бур'яни, бо легко розмножуються вегетативно. Відділ Плауни Плауни були широко розповсюджені в кінці девонсько-го і в кам'яновугільному періодах. Багато із них були високими деревовидними рослинами. На сьогодні зберег-лося незначне, в порівнянні з минулим, число видів (близько 400) – все це невеликі рослини – до ЗО см у висоту. В наших широтах вони зустрічаються у хвойних лісах, рідше – на заболочених луках. Основна ж маса плаунів – мешканці тропіків. Звичайним у нас видом є плаун булавовидний. Він має дихотомічно розгалужене, густо вкрите дрібними листка-ми, стебло, що стелеться по землі. Влітку на гілочках, що піднімаються вгору, виростають булавовидні стробіли. Від стебла в грунт відходять корені. Нові наростаючі пагони укорінюються додатковими коренями, старіші – поступо-во відмирають. Так вегетативно розмножуються і розселя-ються плауни. Ріст плаунів відбувається лише в точці росту, оскільки камбій в стеблі відсутній. Стробіл, або «спороносний колосок», складається із спорофілів, на верхньому кінці яких містяться спорангії, де дозрівають спори. У відповідних умовах із спори пророс-тає невеликий заросток (гаметофіт). Клітини заростка не мають хлорофілу, і він розвивається під землею 12–. 20 років, ведучи сапрофітний спосіб життя, живлячись за допомогою грибів (мікориза). Зміна статевого і нестате-вого поколінь у хвощів і плаунів відбувається так само, як і в папороті. Оскільки гаметофіт плаунів розвивається дуже повільно (12–20 років), ці рослини необхідно обе-рігати. Спори плаунів використовуються в медицині як при-сипки. Відділ Голонасінні Назву голонасінні дано цим рослинам тому, що їхнє насіння розвивається на споролистках відкрито, не обгор-нуте стінкою зав'язі («голе»). Поява насіння, яке має запас поживних речовин і захищене шкіркою,– значний ароморфоз, що зумовив широке і швидке розповсюдження голонасінних рослин на суші. В процесі еволюції насінина з'явилась раніше, ніж квітка і плід. У голонасінних насін-ня не захищене стінками плоду і лежить відкрито на спорофілоносних листках. Не менш важливим пристосуванням до життя на суші є можливість внутрішнього запліднення (без води). Пи-лок голонасінних рослин переноситься повітряними течія-ми. Потрапляючи на розташований відкрито насіннєвий зачаток (насіннєву бруньку), він утворює пилкову трубку, яка досягає яйцеклітини і забезпечує злиття гамет. Після запліднення із насіннєвих зачатків формується насіння. В насінині вже є зародок з корінцем, бруньками і зародко-вими листками (сім'ядолями), вкритими насіннєвою шкір-кою і забезпеченими запасом поживних речовин. Сучасні голонасінні поділяються на чотири класи: са-говники, гінкгові, гнетові і хвойні. Із них найбільше зна-чення мають хвойні. Хвойні – найчисленніші і найпоширеніші сучасні голо-насінні рослини, їх нараховується 560 видів. За своїм значенням у природі і для людини вони займають друге місце після покритонасінних і являють собою групу рос-лин, що знаходиться в розквіті. За зовнішнім виглядом – це дерева і кущі різних розмірів: від карликових сосон (сосна-пігмей гірських і субальпійських торф'яників висо-тою до 1 м) до гігантських дерев (секвойя–100 м у висоту і 11 м у діаметрі, мамонтове дерево – до 12 м у діаметрі). Трав'янистих рослин серед хвойних не вияв-лено. Назву рослинам дали через голчасті (лускоподібні) листки – хвою, що розташована на вкорочених пагонах поодинці або зібрана в пучки. У більшості хвойних листки багаторічні, але у деяких видів вони опадають щорічно (модрина). Типовими представниками хвойних є сосна звичайна і ялина – основні лісотворні породи лісової зони. Сосна – світлолюбна рослина, зовнішній вигляд якої залежить від умов життя. В густому лісі дерева сосни прямі, стрункі, з гладеньким стовбуром, досягають 35–40 м у висоту. «Прозора» крона розташовується на самій вер-хівці. Нижні бічні гілки не витримують затінення і рано відмирають. На відкритих місцевостях сосни мають крис-лату крону. Соснові ліси зустрічаються в найрізноманітні-ших умовах, у тому числі на піщаних ґрунтах, болотах, крейдяних горах, голих скелях. Коренева система сосни стрижнева, дуже добре розвинена. Крім довгих коренів, головних або бічних, є короткі дрібні і дуже галузисті бічні, як правило, з мікоризою Додаткових коренів немає. Форма кореневої системи за-лежить від типу ґрунту. Так, на піску у сосни крім глибоких коренів розростаються численні поверхневі коре-ні. На болотах у неї лише поверхневі корені. Ялина – вічнозелене високе струнке дерево з конусо-подібною кроною. На відміну від сосни ялина тіньовитривала, в зв'язку з цим нижні гілки живуть довго. Хвоя ялини коротка, жорстка, сидить поодиноко, покриваючи всю гілку, живе на дереві від 5 до 9 років. Коренева система поверхнева, тому сильні вітри можуть вивернути дерево з коренями. До ґрунту вибагливіша, ніж сосна. Розмножується ялина, як і сосна, насінням, але шиш-ки у неї більші, насіння дозріває пізно восени того ж року. Стиглі шишки розкриваються, вивільняючи насіння тієї ж осені або взимку, після чого відпадають цілком. Насіння проростає навесні наступного року на вологому поживно-му ґрунті в тіні дерев. Перші 15 років ялина росте повільно, щорічний приріст складає 5–15 см, після чого вона починає рости швидше і переганяє сосну. Крім сосни (близько 100 видів) і ялини (до 50 видів) широко відомі такі хвойні, як модрина, смерека, кедр, кипарис, ялівець, туя, тис. Хвойні рослини поряд з покритонасінними мають важ-ливе значення в природі і для людини. У хвойних лісах нагромаджується велика біомаса. Україна відноситься до малолісних країн. Лише 13,9 % її території зайнято лісами, але їх основу становлять рослини класу хвойних (47,8 %), серед яких поширені представники родів: тис, ялиця, ялина, сосна (23 види), модрина, ялівець. У лісах різних районів північної півкулі головними утворювачами ландшафтів є хвойні. Так, сосни утворюють світлі сухі соснові бори, можуть рости вони разом з ялиною і у мішаних лісах. На піщаних ґрунтах сосна затримує рух пісків, закріплює грунт ярів і урвищ. Ялина разом із смерекою утворюють темнохвойну тайгу. В Україні – на Поліссі і на піщаних терасах річок лісостепової та степової зон – ялина входить до складу суборів (природ-ний сосновий ліс з домішками берези, дуба, осики, ялини тощо). Відділ Покритонасінні Покритонасінні, або квіткові, рослини найбільш поши-рені в рослинному світі. Відділ включає близько 240 тис. видів, які об'єднані в 13 тис. родів і 390 родин. Ростуть покритонасінні в усіх кліматичних зонах від тропічних лісів до тундри і складають основну масу рослинності на Землі. Широке розповсюдження покрито-насінних зумовлене їхньою здатністю переносити яскраве освітлення і сухість повітря, високою пристосовуваністю до мешкання в різних умовах суходолу. Для цього у квіткових рослин існує цілий ряд особли-востей будови – значних ароморфозів. Перш за все їхньою характерною особливістю є наявність квіток, пло-дів і насіння. Насіння формується із насінних зачатків, захищених стінками зав'язі, що перетворюються в опло-день. Саме через це квіткові рослини називаються ще і покритонасінними. Маточка із зав'яззю, стовпчиком і приймочкою, плід, що розвивається із зав'язі маточки, – нові органи, характерні лише для покритонасінних рос-лин. Гаметофіт редукований до кількох клітин, що значно прискорює його розвиток. Утворенню насіння передують запилення квіток і подвійне запліднення (рис. 71). Для запилення, поширення плодів і насіння у квіткових рослин є різноманітні пристосування. Для покритонасінних характерна найвища і найсклад-ніша будова вегетативних органів, що дає їм можливість максимально пристосуватись до навколишнього середови-ща. У них добре розвинена провідна система, яка поєднує надземну і підземні частини. Покритонасінні рослини представлені деревами, куща-ми і еволюційно більш молодими травами. Вважається, що предком квіткових рослин була одна із гілок предків вимерлих насінних папоротей. Починаючи з середини крейдяного періоду покритонасінні займають домінуюче положення. Більшість з них – автотрофи, але є і вторинні гетеротрофи: комахоїдні рослини (росичка, пухирник). Близько 400 видів квіткових рослин позбавлені хлорофілу і ведуть частково (омела) або повністю паразитичний спосіб життя (повитиця, вовчок). Відділ квіткових поділяється на два класи: дводольні, чисельністю 180 тис. видів, що об'єднані в 10 тис. родів і 325 родин, і однодольні – 60 тис. видів, 3 тис. родів, 65 родин. Обидва класи розвивались у крейдяному періо-ді мезозойської ери. Сучасні систематики вважають, що однодольні виникли від дводольних, відділившись на ранніх етапах еволюції як самостійна гілка. Потім обидва класи розвивались паралельно і незалежно один від одного. Основні відмінності між цими класами представлені в табл. 6, з якої видно, що у обох класів є чіткі відміни. Таблиця 6. Характерні ознаки класів однодольних і дводольних Органи | Дводольні | Однодольні Насіння | Зародок з двома сім'ядолями | Зародок з однією сім'ядолею Коренева система | Стрижнева | Мичкувата Стебло | Дерев'янисте, трав'янисте, провідні пучки з камбієм, розташовані правильним колом у стеблі | Трав'янисте (рідко дерев’янисте) , провідні пучки без камбію, розкидані по стеблу Листок | Простий, або складний, цілокраїй або надрізаний | Простий, цілокраїй Жилкування | Сітчасте | Паралельне або дугове Квітка | Чотири-, п'ятичленна | Тричленна Запилення | Комахами (у більшості) | Вітром (у більшості) Проте можливі винятки, тому для розпізнавання класів необхідний комплекс ознак. Класи дводольних і однодольних поділяються на по-рядки, а вони, в свою чергу, на родини-. Більшість пред-ставників, які мають важливе практичне значення, відно-сяться до родин хрестоцвітих (капустяних), розоцвітих (розових), бобових, пасльонових, складноцвітих (айстро-вих) із класу дводольних, злакових і лілійних із класу однодольних. Основні ознаки цих родин подано в табл. 7. Таблиця 7. Основні ознаки родин із класів одно- і дводольних Родина | Формула квітки | Суцвіття | Плід | Листок | Представники та їхнє практичне значення Клас дводольні Розоцвіті (розові), 3 тис. видів | Ч5П5ТМ Ч5П5ТМ, | Поодинокі квітки, китиця, щиток, простий зонтик | Горішки у розрослому квітколожі, кістянка, збірна кістянка, яблуко | Чергові прості і складні | Плодово-ягідні культури: яблуня, груша, вишня, слива, персик, мигдаль, айва, черемха, горобина, малина, суниці Лікарські рослини: глід, суниці, ожина, малина, горобина, шипшина Декоративні рослини: троянди, шипшина, глід, таволга Хрестоцвіті (капустяні) , 3 тис. видів | Ч4П4Т2 + 4М1 | Китиця | Стручок, стру-чечок | Чергові, прості | Овочеві культури: капуста, редька, хрін, ріпа, бруква Олійні культури: ріпак, гірчиця, рижій Лікарські рослини: редька, гірчиця, хрін, гикавка, грицики Декоративні рослини: левкой, лакфіоль, іберійка зонтична Бур'яни: свиріпа, дика редька, сухоребрик, Бобові, 12 тис. видів | 45П3 + (2)Т(9)+1М1 або 10 | Головка, китиця | Біб | Чергові, прості і складні | жовтушник, крупка «Харчові» рослини: горох, боби, квасоля, соя, сочевиця, нут Кормові трави: конюшина, люцерна, кормові боби, люпин, вика Лікарські рослини: буркун, в'язіль, конюшина, дрік, астрагал Пасльонові, 2,5 тис. видів | Ч(5)П(5)Т(5)М1 | Китиця, за-війка, волоть, поодинокі квіти | Ягода, коро-бочка | Чергові, прості | Овочеві культури: картопля, помідори, пе-рець, баклажани Лікарські рослини: блекота чорна, пасльон, дурман, беладонна Декоративні рослини: петунія, пахучий тютюн Складноцвіті (айстрові) 25 тис. видів | П(5)Т(5),М1„ замість чашеч-ки – плівки або чубчик із волосків | Кошик | Сім'янка | Чергові, прості (цілісні і розсічені), складні | Олійні і овочеві культури: соняшник, земляна груша, артишок Лікарські рослини: пижмо, деревій, кульбаба, підбіл, полин, череда; безсмертник, цикорій, сухоцвіт, ромашка Декоративні рослини: жоржини, волошки, айстри, стокротки, хризантеми Бур'яни: осот, волошки, кульбаба, молочай, будяк, деревій, латук Клас однодольні Злаки, 10 тис. видів | Т3М1 замість оцвітини дві плівчасті луски | Простий і складний колос, волоть, качан | Зернівка | Чергові, прості, лінійні, цілокраї | Зернові культури: жито, ячмінь, овес, рис, просо, кукурудза, сорго Технічні культури: цукрова тростина, бамбук, очерет Лучні трави: тимофіївка, стоколос, тонконіг Бур'яни: пирій, вівсюг, мишій, пажитниця, куряче просо Лілійні, 2,8 тис. видів | О3+3Т3+3М3 | Поодинокі квітки | Коробочка, ягода | Чергові, прості | Овочеві культури: цибуля, часник, холодок Лікарські рослини: конвалія, купина, цибуля, часник, холодок, чемериця, алое Декоративні рослини: лілія, тюльпан, конвалія, гіацинт, холодок, нарцис | |
| Переглядів: 3337 | |
| Всього коментарів: 0 | |