С. М. Стойко (Інститут екології Карпат нан україни)
 Скачать 45.61 Mb.
|
|
Вищі рослини – це новий етап еволюційного розвитку рослин- ного світу. На думку деяких учених, предками вищих рослин могли бути водорості, зокрема, зелені або бурі. Ускладнення організації ви- щих рослин значною мірою зумовлене їхнім переходом до наземного способу життя, що відбулося в силурі. Підцарство вищих рослин налічує 250–300 тис. видів, що розподіляються у вісім відділів: риніо- фіти, мохоподібні, псилофітові, плавуно-, хвоще-, папоротеподібні, голо-, покритонасінні (або квіткові). Найчисленнішими серед них є квіткові, мохо- і папоротеподібні. За едифікаторною функцією в рослинному покриві суходолу та значенням для людини першорядне місце посідають голо- і покритонасінні. Вищі рослини – це складно диференційовані багатоклітинні організми, які найліпше пристосовані до сучасних природних умов. Тіло вищих рослин (спорофіт) поділене на стебло, листя і корінь. Невеликі окремі групи (печіночні мохи) мають сланювате тіло, а мохи загалом не мають кореня. Для всіх вищих рослин характерне чергування поколінь – статевого (гаметофіта, або гаметофази) і не- статевого (спорофіта, або спорофази). Статеві органи вищих рослин називають архегоніями (жіночі) й антеридіями (чоловічі). У кожному архегонії розвивається тільки одна яйцеклітина, сперматозоїдів в антеридії утворюється два або багато. Сталою ця ознака є для мохо-, папоротеподібних і голонасінних. Але вже в окремих групах голо- насінних, зокрема в гнетових, помітна редукція архегонія. Цілком він зникає у покритонасінних. Від нього в рослинах цього відділу ×àñòèíà 1. Çàãàëüí³ ïðîáëåìè á³îãåîãðàô³¿ 98 залишилася лише яйцеклітина, яка розвивається в зародковому мішку. Покритонасінні мають новий орган – маточкуі справжню квітку, що й дало підставу називати їх водночас квітковими. Відділ риніофіти (Rhyniophyta) об’єднує найдавніші й найпри- мітивніші вищі рослини. Він поділяється на один клас – рініопсида, в якому є два порядки: ринієві та псилофітові. Ці рослини росли напри- кінці силурійського – до середини девонського періодів. Риніофіти були невеликими рослинами без листків та коренів, з дихотомічним розгалуженим спорофітом. Різні за розміром та формою спорангії з численними спорами містилися на верхівці. Риніофіти жили на во- логих та болотяних місцях, деякі з них були водяними рослинами, їх вважають предками мохо-, хвоще- та папоротеподібних. Відділ мохоподібні (Bryophyta) утворюють рослини з примітив- ною будовою тіла. Вегетативне тіло – гаметофіт – має вигляд слані або простого чи розгалуженого пагона, так званого стебла, позбавленого кореня. Талом з нижнього боку, а стебло здебільшого в основі (крім сфагнових мохів) вкриті ризоїдами 1 (грец. ρίξα – корінь і εἶδος – ви- гляд). Крім розмноження спорами, яке переважає, мохоподібним властиве й вегетативне – підземними пагонами, відокремленими частинами гаметофіта і за допомогою бруньок, бульбочок тощо. Часто воду і потрібні їм розчини мінеральних солей вони вбирають всією поверхнею тіла. У переважній більшості мохоподібні – це багаторічні рослини, які поширені на всіх континентах і в різних географічних зонах, окрім пустинь з хлоридним і сульфатним засоленням. Найбільше поширені у тундрі та високогір’ях, які називають “царством мохів і лишайни- ків”. Ростуть мохи в різних екологічних умовах, на різноманітному субстраті, створюючи нерідко суцільний покрив. Нині відомо близько 25 тис. видів мохоподібних. Їх поділяють на три класи: антоцеротові (Anthocerotopsida), печіночники, або пе- чіночні мохи (Hepaticopsida), і власне мохи, або листостеблові мохи (Bryopsida). 1 Ризоїди – ниткоподібні одно- або багатоклітинні коренеподібні утворення, якими мохоподібні, лишайники, деякі водорості й гриби прикріплюються до субстрату. 4. Ìåãàñèñòåìà îðãàí³÷íîãî ñâ³òó Çåìë³ 99 Здатність мохів поглинати велику кількість вологи й утриму- вати її зумовлює заболочування й заторфовування території. Мохи переводять значну частину поверхневого стоку в підземний і, таким чином, запобігають ерозії ґрунтів, зокрема гірських територій, вони акумулюють забрудники речовини, – зокрема радіоактивні. Деякі види мохів, що мають антибіотичні властивості, використовують у медицині. Як паливо й органічне добриво використовують продукт життєдіяльності мохів та інших болотних рослин – торф. Бріологія – галузь ботанічної науки, яка вивчає мохоподібні. В Україні зведений список мохів охоплює понад 600 видів, за іншими даними (Д. Гро- дзинський, 2002) – майже 800 видів. Відділ псилотоподібні (Psilotophyta) – це реліктові судинні рос- лини. Відділ містить одинклас (Psilotops) з одним порядком (Psilo- tales). Це невеликі трав’янисті рослини, які ведуть епіфітний 1 (грец. επί – над і рослина) спосіб життя або ростуть на родючому ґрунті чи на корі дерев у вологих тропічних і субтропічних лісах. Розмножу- ються спорами. Більшість представників цього відділу з’явилася на початку палеозою і давно вимерла. Відділ плавуноподібні (Lycopodiophyta). Сучасні представники цього відділу – це багаторічні трав’янисті рослини з розгалуженими стеблами, густо вкритими листками, що стеляться по землі. Ростуть вони у хвойних лісах, на болотах помірної зони, ще більше їх у тун- дрі. У силурі та карбоні палеозою росли деревоподібні форми, які наприкінці палеозою – на початку мезозою вимерли. Деякі види в тропічних широтах ведуть епіфітний спосіб життя. Є серед них водні форми. Розмножуються спорами. Плавуноподібні поділяють на два класи: плаунові (Lycopodiopsida) і молодильники (Isoetopsida). Всього в сучасній флорі є близько 450 видів, з них в Україні 9 видів, які пе- ребувають під охороною. Деякі плавуноподібні містять паралізуючу отруту, їх використовують у медицині для лікування алкоголізму, очних та інших хвороб, але самолікування недопустиме, ліки можна вживати тільки за порадами лікаря. 1 Епіфіти – рослини, які оселяються на інших рослинах, але використовують їх лише як субстрат. Мають пристосування для добування поживних речовин і води з довкілля. ×àñòèíà 1. Çàãàëüí³ ïðîáëåìè á³îãåîãðàô³¿ 100 Відділ хвощеподібні (Equisetophyta). Як і плавуноподібні, хво- щеподібні з’явилися ще в палеозої. У карбоні деревоподібні форми (каламіти) утворювали лісові масиви. Сучасні хвощеподібні мають стебло, розчленоване на вузли і міжвузля, і мутовчасте розміщення на вузлах гілок і листків. Стебла порожнисті, листки дрібні, мало- розвинені. Розмноження відбувається за допомогою спор і кореневищ. Висота рослин – від декількох сантиметрів до 1 м, а в тропічних видів – до 10 м, діаметр стебла – до 2 см. За новою систематикою хвощеподібні поділяють на трикласи разом з викопними гієнієвими (Hyaenidae) і клинолистими (Sphenphyllales), що цілком вимерли та хвощеподібні (Equisetopsida), що нині наявні. Хвощеподібні пред- ставлені однією родиною – хвощових (Equisetaceae), що налічує 32 види. Вони поширені здебільшого в північній півкулі, найбільше в Америці, менше в Євразії,зовсім їх немає в Австралії, Новій Зеландії та тропічній частині Африки. На території України зростають всього 9 видів монотипного роду хвощів. Хвощеподібні є злісними бур’янами (хвощ польовий), деякі з них отруйні для тварин (сіно не отруйне). Їх використовують у медицині, а також як барвники, для полірування дерев’яних виробів (хвощ зимовий). Відділ папоротеподібні (Polypodiophyta, синонім Pteridophyta). Представники цього відділу були дуже поширені в девонському періо- ді, зокрема, їх деревоподібні форми, які тепер збереглися в тропічних широтах. У помірних широтах переважають трав’янисті форми, які ростуть у вологих, тінистих мішаних і широколистих лісах, на болотах. У сучасних трав’янистих формах листки переважають за розмірами стебло, яке часто буває повзучим, і яке називають кореневищем. Розмножуються папоротеподібні спорами, зібраними у спорангії, які утворюються на листках. У сучасній флорі налічують понад 10 тис. видів папоротеподібних, поширених у різноманітних природних умо- вах суходолу. Відділ папоротеподібних поділяють на 7 класів, 4 види з яких вимерли. Три сучасні класи: вужачкові (Ophioglossopsida), маратіопсиди (Marattiopsida) і поліподіопсиди (Polypodiopsida). Клас полідіопсиди – найчисленніший. Зокрема, орляк звичайний, чоловічу папороть вважають космополітичними видами, а водна папороть – сальвінія плаваюча – рідкісна рослина, занесена до Червоної книги України. Безщитник жіночий – отруйна рослина. Страусове перо та 4. Ìåãàñèñòåìà îðãàí³÷íîãî ñâ³òó Çåìë³ 101 чоловічу папороть використовують у медицині. В молодому віці з чоловічої папороті японці виготовляють делікатесний салат, сирови- ну для якого здебільшого заготовляють на Далекому Сході. Значну кількість видів папоротей використовують як декоративні рослини під час озеленення поселень. Насінні рослини, на відміну від спорових (мохоподібних, па- поротеподібних та інших), розмножуються насінням, а не спорами. У циклі розвитку переважає спорофіт (гаметофіт – лише в мохопо- дібних). Насінні рослини завжди різноспорові, гаметофіти в них редуковані. Насіння розвивається завдяки материнській рослині. Згодом насінина падає на землю і за сприятливих умов проростає. Розмноження насінням – прогресивніший спосіб розмноження назем- них рослин. Насінні рослини представлені двома відділами: голо- і покритонасінними. Відділ голонасінні(Pinophyta або Gimnospermae). Найхарак- тернішою ознакою голонасінних є те, що насінні зачатки (макроспо- рангії) і насіння розташовані в них на плодолистках, а не замкнені в зав’язі, як у покритонасінних рослин. Усі голонасінні – різноспорові рослини. Перші з них – насінні папороті – з’явилися наприкінці де- вонського періоду. Багато видів, родів і навіть цілі порядки відомі винятково як викопні форми: насінні папороті, кордаїтові, кейтонієві та ін. Голонасінні провідне місце посіли в мезозойській флорі, але наприкінці крейдового періоду їх витіснили покритонасінні. До голо- насінних належать дерева й кущі, серед трав їх немає. Нині відомо близько 600 видів, які поділяють на чотири класи: саговники, хвойні, гінгкові, гнетові. Саговники (Cycadopsida) – вічнозелені деревоподібні рослини з бульбовидними або циліндричним стовбуром, здебільшого неве- ликі. В деяких видів стовбур досягає 20 м висоти з незначним дихо- томічним розгалуженням. Листки великі папоротеподібні, перисті, розміщені пучком на верхівці стовбура. Це реліктова група рослин, відома з пізнього палеозою. У сучасній флорі поширені здебільшого у тропіках і субтропіках обох півкуль. Стовбури саговників містять крохмаль, який використовують для приготування харчового про- дукту – саго. Сік насіння деяких видів є отрутою могутньої дії. Про- ростання таких видів на пасовищах спричинило на зламі ХІХ–ХХ ×àñòèíà 1. Çàãàëüí³ ïðîáëåìè á³îãåîãðàô³¿ 102 століть значну шкоду вівчарству Австралії. Саговники вважають видами, які вимирають. Вони потребують охорони. Хвойні (Pinopsida) – дерева й чагарники з лускоподібними або голчастими (хвоя) листками, що живуть на рослинах декілька років. Виняток становить модрина, яка на зиму скидає хвою. Запилюються хвойні за допомогою вітру. З’явилися вони у пермському періоді, а найбільшого розвитку досягли наприкінці мезозою – на початку кайнозою. Поширені в теплих, помірних і холодних областях земної кулі. В Україні налічують 23 види хвойних: таких родів, як тис, ялиця, ялина, сосна, модрина, яловець. Найпоширенішими є сосна звичайна (Pinus silvestris), сосна кримська, або палласа (Pinus pallasiana) – в Криму, а також ялина звичайна (Picea excelsa) – у Карпатах. Деякі види є реліптами, зокрема, тис ягідний (Taxus baccata), модрина польська (Larix polonica) та ін. Хвойні мають важливе господарське значення, їхню деревину застосовують у будівництві, меблевій, па- перовій та інших галузях промисловості, з неї виготовляють смоли, бальзами, дубильні речовини тощо. Гінкгові (Ginkgoopsida) – монотипний клас волонасінних, що представлений одним родом (Ginkgo) і видом – гінгко дволопатеве (Ginkgo biloba). Це реліктовий вид дерева, яке скидає листя, його висота може досягати до 30–40 м. Геологічна історія цієї рослини почалася в тріасі, як і десятка інших видів цього роду. Тоді вони займали великий ареал сучасної Голарктики, але згодом вимерли. Палеоботаніки вважали, що рід зник, аж поки у Внутрішньому Китаї вчені у 40-х роках ХХ ст. віднайшли гінгко дволопатеве, яке тепер поширене в багатьох дендраріях та ботанічних садах світу. Гнетові (Gnetopsida) відомі з палеогену. Тепер їх налічують близько 100 видів. Унікальним представником гнетових є вельвічія дивна (Welwitschia), ареал якої – у приокеанській частині пустині На- міб. Це дерево-карлик з товстим (до 0,5 м) стеблом висотою до 1 м. На верхній частині стебла ростуть два супротивні потужні листки довжиною до п’яти–шести і більше метрів, а на окраїні ствола над основою листків – шишки (стробіла). Ця рослина – дуже своєрідний ксерофіт (грец. ξηρος – сухий і рослина), яка забезпечує себе вологою майже винятково з морських туманів південної Атлантики. Деякі з ягід – насінин гнетових – вживають у їжу. 4. Ìåãàñèñòåìà îðãàí³÷íîãî ñâ³òó Çåìë³ 103 Відділ покритонасінні, квіткові (Angiospermae, Magnoliophyta). Це найчисленніший відділ вищих насінних рослин і найвища ступінь в еволюції рослинного світу. Вони виникли наприкінці юрського – на початку крейдяного періодів. Найхарактернішою ознакою покрито- насінних є наявність квітки (звідси й назва квіткові), а також плоду, всередині якого міститься насіння (звідси покритонасінні). Запилення покритонасінних відбувається за допомогою вітру, комах, птахів, води, можливе також самозапилення. Важливою ознакою покритона- сінних є наявність добре розвинених справжніх судин, що проводять воду з розчиненими в ній мінеральними речовинами. Покритонасін- ність – важлива перевага рослин, що дає змогу ліпше зберегти насіння від несприятливих умов і насамперед від висушування. Покритонасінні поширилися на весь суходіл земної кулі, а деякі з них проникли у прісні водойми, де до глибини 3–5 м утворюють так звані “підводні луки” (ряска мала – Lemna minor), а також при- стосувалися до життя в морських мілководдях (понад 50 видів рос- лин). На гірських схилах острова Суматри є рослина з найбільшою квіткою, розміри якої сягають до одного метра в діаметрі – рефлезія. До покритонасінних належать найвищі дерева, зокрема, евкаліпт гі- гантський (Eucalyptus gigantea). Описані екземпляри евкаліпта мали висоту до 155 м, а діаметр стовбура – 25 м. Тепер таких екземплярів немає, але дерева 100-метрової висоти ще трапляються. Одні рос- лини цього відділу закінчують свій життєвий цикл у декілька тижнів або й днів, а інші живуть до трьох–чотирьох тисяч років: наприклад тис ягідний (Taxus baccata), мамонтове дерево (Sequoiadendron gi- ganteum), баобаб (Adansonia digitata), площа поперечного перерізу ствола якого сягає 60 м 2 Покритонасінні пристосувалися до найрізноманітніших при- родних умов. У північній півкулі 90 представників цього відділу освоїлися на широтах 78–83° (Гренландія), у південній півкулі (на широті 64°) проростає злак – молоточник антарктичний. Піщанка мохоподібна (Arenaria bryoides) з родини гвоздичних росте на схилах Евересту на висоті 6218 м. Майже всі покритонасінні – автотрофні рослини. Однак близько 400 видів з них позбавлені зеленого забарвлення, тому непридатні до процесу фотосинтезу. Отже, покритонасінні, або квіткові рослини, ×àñòèíà 1. Çàãàëüí³ ïðîáëåìè á³îãåîãðàô³¿ 104 які займають у сучасних умовах панівне становище і відіграють архі- важливу роль у продукуванні органічної речовини, характеризуються найбільшою різноманітністю. Покритонасінні поділяють на два класи: дводольні, або магно- лієподібні (Dicotyledones, або Magnoliopsida), та однодольні, або лілієподібні (Monocotyledones, або Liliopsida). Клас дводольні по- діляють на підкласи – первиннопокривні і вториннопокривні, або зрослопелюсткові. А клас однодольні – на чотири підкласи. Прак- тичне значення покритонасінних полягає в тому, що саме до них належать всі найважливіші культурні рослини. Є десяток гіпотез про походження покритонасінних рослин, але найвірогідніша з них та, що обґрунтовує їхнє походження від голонасінних. 4.4. Öàðñòâî òâàðèí Тварини утворюють одне з найбільших царств живих організмів на Землі. Всі тварини – гетеротрофи. Більшість з них характеризуєть- ся такою ознакою, як рухливість. Серед нерухливих (сидячих) форм переважають колоніальні організми. Тварин поділяють на дві головні групи (підцарства) за рівнем організації: одноклітинні (найпростіші) і багатоклітинні (всі решту типів тварин). На рівні одноклітинних немає чіткої межі між рослинами і тваринами. Зокрема, деякі джгу- тикові містять хлорофіл і здатні до фотосинтезу, пересуваються за допомогою джгутиків. Будова і функції багатоклітинних тварин у процесі еволюції значно ускладнилися. Виникли тканини, органи та їхні системи, роз- винулися спеціальні складні форми поведінки, пристосування, що забезпечують сталість внутрішнього середовища, наприклад, сталу температуру тіла тощо. Нині відомо близько 1,5 млн видів тварин, серед них понад 1,0 млн видів належать до типу членистоногих. Усі види тварин становлять генетичний фонд нашої планети і потребу- ють захисту як від природного вимирання, так і знищення внаслідок браконьєрства, мисливства й антропічного впливу на довкілля. Тип найпростіші(Protozoa). До найпростіших належать одно- клітинні організми, єдина клітина яких має досить складну будову. Це ціліснийорганізм, який здатний вести самостійнежиття. Деякі 4. Ìåãàñèñòåìà îðãàí³÷íîãî ñâ³òó Çåìë³ 105 найпростіші можуть утворювати колонії та угруповання, з яких кож- ний організм виконує всю сукупність функцій (живлення, виділення тощо). Якщо у багатоклітинних організмів тіло складається з комп- лексів клітин, тканин і органів, які виконують певні функції, то в одноклітинних і колоніальних організмів окремі функції виконують частини однієї і тієї ж клітини, які мають назву органелл. З найпро- стіших найпримітивніші корненіжки, які не мають постійно зафіксо- ваної форми тіла і пересуваються (ніби переливаючись з одного місця в інше) за допомогою так званих псевдоподій, джгутиків, війок. Інші найпростіші мають постійну форму тіла. Найпростіші живляться, захоплюючи найдрібніші живі орга- нізми або пилинки органічної речовини всією поверхнею тіла або ж певною його ділянкою, яку називають гортанню. Одні з них хижаки, інші – травоїдні або всеїдні, ще інші – сапрофіти або паразити. Деякі види мають кремнієвий скелет (радіолярії) або раковинки з вуглекис- лого кальцію (фораменіфери), іноді з сірчанокислого стронцію або з органічних речовин, близьких до хітину. Оскільки раковини і скелети найпростіших не розчиняються у воді, то на морських глибинах вони можуть утворювати значні верстви відкладів. Розмножуються найпростіші безстатевим і статевим шляхами. Одні організми діляться на дві або кілька частин, другі утворюють спори, треті – відгалуження. У деяких найпростіших простежують чергування поколінь – статевого і безстатевого. Такими є більша частина споровиків і деякі форамініфери. Найпростіші широко по- ширені у прісних водах, морях і в ґрунтах. Вони утворюють значну частину планктону і бентосу. В одному грамі ґрунту містяться де- сятки і сотні тисяч особин. Деякі живуть в організмах як сапрофіти, інші – як паразити. Одні з них ростуть у водоймах, солоність яких – до 15–20 %, інші, як деякі амеби та інфузорії, трапляються у термаль- них джерелах з температурою 40–50°С. Більшість найпростіших – це мікроскопічні організми (2–200 мкм). Максимальні розміри окремих видів можна побачити неозброєним оком, величина яких досягає 16 мм у діаметрі. Серед найпростіших багато космополітичних форм і убіквістів, тобто форм, які трапляються у найрізноманітніших екологічних умо- вах. Деякі види мають обмежений ареал. Тепер відомо понад 30 тис. ×àñòèíà 1. Çàãàëüí³ ïðîáëåìè á³îãåîãðàô³¿ 106 видів найпростіших, з них на території України поширено близь- ко 1500 видів. Найпростіших поділяють на шість класів: саркодові, джгутикові, споровики, кнідоспоридії, мікроспоридії, інфузорії. Най- простіші здебільшого є кормом для тварин. Вони відіграють важливу роль у процесі самоочищення водойм, а також під час визначення віку гірських порід (фораменіфери) та формування осадових відкладів. Серед них є паразити – збудники багатьох захворювань людини. Протистологія – наука, що вивчає найпростіші типи тварин. |