медицинская ботаника. Учебник для студентов высших учебных заведений
 Скачать 25.32 Mb.
|
|
Раздел 3. Систематика. Растения. Семенные А В Б 219 Овес посевной — Avena sativa (рис. 3.87, В). Ценная крупяная и кор мовая однолетняя культура. Стебель ветвистый, высотой 60–100 см. Листья с длинным трубчатым, завернутым влагалищем и коротким, шероховатым язычком. Соцветие — раскидистая метелка колосков. Колоски из 2–4 цветков. Нижняя колосковая чешуя имеет коленча тую ость. Лодикулы срастаются с завязью и сохраняются при плодах. Зерновки покрыты плотной чешуей с бороздкой, не осыпаются при созревании. Они богаты крахмалом, белком, минеральными солями, витаминами В, Е, используются для получения крупы «Геркулес», которая снижает уровень холестерина и липидов в крови. Рис посевной — Oryza sativa (рис. 3.88, А). Родина — Юго Восточ ная Азия. Культивируется как однолетний гигрофит (более 2 тыс. сор тов). Стебли ветвистые, тонкие. Соцветие — метелка. Колоски одноцветковые. Колосковых чешуй 4. Нижняя цветковая чешуя бе лая, пленчатая, обхватывает завязь, твердеет и сохраняется при пло дах. Тычинок 6. Рис перерабатывают на крахмал, крупу, солому, спирт. Крахмал используется при изготовлении пудры, присыпок, таблеток. Отвар зерновок оказывает обволакивающее и мягчительное действие. Покрытосеменные. Двудольные. Мятликовые Рис. 3.88: А — Oryza sativa; Б — Zea mays; В — Elytrigia repens А В Б Кукуруза обыкновенная (маис) — Zea mays(рис. 3.88, Б). Одно летняя зерновая, кормовая, техническая, лекарственная культура с 8 подвидами и 2 тыс. рас. Стебель выполненный, в нижней части 220 одревесневающий, с надземными придаточными корнями. Листья широколинейные, с коротким, широким, открытым, расщепленным влагалищем и прозрачным, коротким язычком. Цветки раздельнопо лые, растения однодомные. Мужские двуцветковые колоски собра ны в верхушечную метелку, имеют широкие, заостренные, пушистые колосковые чешуи. Женские одноцветковые колоски образуют пазуш ные початки, покрытые обвертками бледно зеленых влагалищных ли стьев. Колосковые чешуи мясисто хрящеватые, цветки голые, с очень маленькими, пленчатыми чешуями, рыльце на длинном нитевидном столбике. Зерновки зубовидно клиновидной формы, разнообразной окраски, богаты маслом, крахмалом, витаминами группы В. «Куку рузные рыльца» обладают желчегонным, мочегонным, кровоостанав ливающим эффектом. Пырей ползучий — Elytrigia repens (Agropyron repens)(рис. 3.88, В). Растет на лугах, по лесным опушкам, как сорное на полях и у до рог. Многолетник высотой 50–130 см. Корневище ползучее, шнуровид ное, в междоузлиях полое, в узлах — с редуцированными листьями. Надземные листья шероховатые, влагалищные, с язычком и ушками. Сложный колос густой, прямой. Колоски одиночные, сидят в выемках оси колоса, 2–7 цветковые. Колосковые чешуи короче нижних цвет ковых чешуй, гладкие, заостренные или с остью. Цветковые чешуи с короткой остью или без нее. Лодикулы разной длины, тычинки 3, рыльце сидячее. Корневище используется как обволакивающее, слабительное, от харкивающее, желчегонное средство. ПОДКЛАСС ARECIDAE Семейство пальмовые — Palmaceae Пальма кокосовая — Cocus nucifera (рис. 3.89, А). В диком состоя нии и в культуре распространена по берегам и островам тропической зоны океанов. Дерево высотой до 30 м, считается «королевой пальм». Придаточные корни горизонтальные. Ствол стройный, неветвящий ся, несколько изогнут, покрыт кольцевыми рубцами от отвалившихся листовых влагалищ. Крона из 15–30 перистых листьев длиной 4–6 м, с крупными влагалищами. Соцветие — метелка до 2 м длиной. Каж дое соцветие окружено деревянистым кроющим листом, раскрываю щимся при цветении. Разнополые цветки собраны в одном соцветии: пестичные находятся внизу соцветия, тычиночные — вверху. Около цветник черепитчатый, желтоватый. Формулы цветков: * Ca 3 Co 3 A 3+3 ; * Ca 3 Co 3 G (3) Плод — крупная костянка (кокосовый орех) с волокнистым мезо карпием. Эндосперм семян вначале жидкий, затем затвердевает. Раздел 3. Систематика. Растения. Семенные 221 Жидкий эндосперм (кокосовое молоко) хорошо утоляет жажду. Су хой эндосперм (копра) богат жирным маслом (до 65 %), сахарами, слу жит пищевым продуктом и сырьем для получения кокосового масла, которое используется в косметике, медицине и пищевой промышлен ности. Из молодых соцветий добывают пальмовый сахар. Стволы слу жат строительным материалом. Покрытосеменные. Однодольные. Пальмовые. Ароидные Рис. 3.89: А — Cocus nucifera; Б — Phoenix dactylifera А Б Пальма финиковая — Phoenix dactylifera (рис. 3.89, Б). Растение тропиков и субтропиков. Двудомное, корнеотпрысковое, древовид ное. Стебель пальмовидный, с рубцами от листовых влагалищ. Лис тья очередные, влагалищные, перисто рассеченные, нижние сегмен ты превращены в острые шипы, средняя жилка хорошо выражена. Соцветия с кроющими листьями. Цветки мелкие, желтовато зеле ные, однополые. Мужские собраны в початок с длинным стержнем, женские — в метелки. В завязи развивается одно гнездо с одним семенем. Формулы цветков: * Ca (3) Co (3) A 3+3 ; * Ca 3 Co 3 G (3) Плод — финик, односеменная мясистая ягода, содержащая сахар (70 %), жиры (2,5 %), белки (2 %), витамины. Используют как лаком ство. Из сока получают сахар и пальмовое вино. Ствол и листья ис пользуют в качестве стройматериалов. Семейство ароидные — Araceae Аир тростниковый (а. болотный) — Acorus calamus (рис. 3.90). Рас тет на заболоченных лугах, болотах, почти повсеместно. Многолет ник высотой 80–120 см. Корневище мощное, до 3 см в диаметре, пол зучее, желто зеленое, извилистое, с листовыми рубцами. Желобоватые 222 стебли односторонне сплюснутые, ребристые. Листья цельные, мече видные, длиной до 120 см, интенсив но зеленые, собраны на ответвлениях корневищ. Соцветие — початок, с длинным линейным покрывалом. Цветки, мелкие, с 6 членным плен чатым, зеленовато желтым около цветником. Рыльце почти сидячее. Формула цветка: * P 3+3 A 3+3 G (3) Плод — красноватая сухая ягода. Корневище используется как проти вовоспалительное, антибактери альное, желчегонное, мочегонное средство, а также в пищевой про мышленности и в парфюмерии как отдушка. ОТ ОТ ОТ ОТ ОТДЕЛ Г ДЕЛ Г ДЕЛ Г ДЕЛ Г ДЕЛ ГОЛОСЕМЕННЫЕ — G ОЛОСЕМЕННЫЕ — G ОЛОСЕМЕННЫЕ — G ОЛОСЕМЕННЫЕ — G ОЛОСЕМЕННЫЕ — GYMNOSPERMAE YMNOSPERMAE YMNOSPERMAE YMNOSPERMAE YMNOSPERMAE Г о л о с е м е н н ы е — семенные растения, процветавшие в ме зозойскую эру. В настоящее время отдел насчитывает около 800 ви дов. У голосеменных, как и других архегониатов (мхов, хвощей, плау нов и папоротников), имеются архегонии, но в отличие от них расселение и размножение происходит не спорами, а посредством семян. Считается, что возникли семена у семенных папоротников, известных сейчас по ископаемым остаткам верхнего девона. Экологическое и народнохозяйственное значение голосеменных трудно переоценить. Подзона хвойных лесов, или тайга, тянется сплошной обширной полосой по Европе и Азии от Атлантического до Тихого океана. Подзона смешанных лесов выражена в европей ской части лесной зоны. В лесных биоценозах обитают многие про мысловые звери, птицы, полезные насекомые, для которых хвоя, мо лодые побеги, шишки и семена — незаменимый корм. Воздух хвойного леса отличается повышенным содержанием озона и фитон цидов, обладающих обеззараживающими свойствами. Голосеменные растения дают основную массу ценной строительной и поделочной древесины, служат сырьем для производства целлюлозы, шелка, вис козы и штапеля, являются источником смол, бальзамов, камфоры, спирта, уксусной кислоты, витаминов, дубильных и других веществ. Семена многих видов содержат жирные масла. Охрана лесов, их разведение, щадящая и рациональная эксплуа тация должны быть заботой каждого человека и всего сообщества. Раздел 3. Систематика. Растения. Семенные Рис. 3.90. Acorus calamus 223 Классификация Отдел голосеменные подразделяется на шесть классов: семен ные папоротники и беннеттитовые (вымершие классы, известные как ископаемые), саговниковые (реликтовые, редко встречающие ся растения, сохранившиеся в тропических и субтропических областях земного шара — Средней Америке и Юго Восточной Азии), гинкго вые, хвойные, гнетовые. Гинкговые зародились в пермском периоде и дошли до нашего времени единственным видом — гинкго двулопаст ной — Ginkgo biloba (дико произрастает в Китае, культивируется во всех ботанических садах мира как последний представитель вымирающе го класса и в качестве ценного лекарственного растения). Класс хвойные — Pinopsida Класс хвойные — Pinopsida Класс хвойные — Pinopsida Класс хвойные — Pinopsida Класс хвойные — Pinopsida Это самая распространенная и многочисленная (около 700 видов) группа современных голосеменных. Хвойные наиболее приспособи лись к современным условиям существования, достигнув высокого уровня ксероморфизма: в зимнее время они испаряют воды в несколь ко десятков раз меньше, чем покрытосеменные. Хвойные распрост ранены по всему периметру Тихого океана. Наиболее древним, ши роко представленным и в настоящее время является китайский очаг — Япония и Китай. Основные признаки, характеризующие хвойные: • представлены вечнозелеными деревьями, реже кустарниками и лианами; • растения разноспоровые, обычно однодомные, опыляются вет ром; пыльца, как правило, с двумя воздушными пузырями; • корневая система стержневая, с хорошо развитой микоризой; • стебель нарастает моноподиально; • листья игловидные — хвоя, живущая 2–3 года, или чешуевидные; • спорангии находятся на видоизмененных листьях — микро и ме гаспорофиллах, которые собраны, соответственно, в мужские и женские шишки, или стробилы; • семена не защищены околоплодником и лежат открыто (голо) на мегаспорофиллах; • зародыш c несколькими семядолями, имеет длительный период покоя; • древесина состоит из трахеид, сосуды отсутствуют; ситовидные трубки луба лишены клеток спутниц; • все органы обычно пронизаны смоляными ходами схизогенного типа; • хемосистематическим признаком является наличие фитонцидов, эфирного масла, смол и бальзамов. Голосеменные. Хвойные 224 Строение шишек По своему внешнему виду шишки голосеменных разнообразны и специфичны. Они различаются размерами, формой, положением в пространстве, окраской, структурой и формой спорофиллов, при способлениями к высвобождению семян и др. Однако принцип стро ения шишек единый. Шишки состоят из оси, обособленной от веге тативной части растения и представляющей собой укороченный побег со спороносными листьями — спорофиллами. Ось мужской шишки (рис. 3.91) покрыта микроспорофиллами, на нижней стороне которых имеется по два микроспорангия, или пыльника. В них образуются гаплоидные микроспоры, которые после митотичес ких делений прорастают в мужской гаметофит, или пыльцу. Она содер жит вегетативную и антеридиальную клетки. Пыльца покрыта двумя оболочками: внутренняя — интина — тонкая и эластичная, а наруж ная — экзина — утолщенная, шиповато пористая. Она образует два пузыревидных вздутия, которые обеспечивают перенос пыльцы ветром. Ось женской шишки (рис. 3.91) несет мегаспорофиллы, или семен ные чешуи, на внутренней стороне которых находится по два мегаспо рангия, или семязачатка. У большей части голосеменных женская шишка имеет еще и бесплодные кроющие чешуи, прилегающие обыч но снизу к семенным. В мегаспорангиях в результате редукционного деления образуется по четыре мегаспоры, из которых лишь одна жиз неспособна и прорастает в гаплоидный эндосперм — тело женского га метофита. Из клеток эндосперма, расположенных возле пыльцевхо да, формируется два архегония с яйцеклетками. Оплодотворение Впервые изучил и описал оплодотворение у голосеменных рус ский естествоиспытатель И.Н. Горожанкин в 1880 г. Пыльца, попавшая на семенную чешую, прилипает к густой жид кости, выделяющейся через пыльцевход, и затягивается внутрь семя почки, после чего чешуйки шишки плотно смыкаются и склеиваются смолой. Через 1–2 года пыльца начинает прорастать (рис. 3.91). При этом вегетативная клетка вытягивается в пыльцевую трубку, которая продвигается к архегониям, неся спермогенную клетку. Из нее образуют ся два безжгутиковых спермия. Достигнув архегония, пыльцевая трубка разрывается, один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой отми рает. Из образовавшейся диплоидной зиготы формируется зародыш семени. В эндосперме и остатках нуцеллуса накапливаются питатель ные вещества, а покровы семяпочки превращаются в кожуру семени. Зародыш семени, состоящий из первичного корешка, стебелька, верхушечной почечки и нескольких семядолей, определенное время покоится. Обычно через 1,5–2 года, а иногда и более, шишки дости гают своих постоянных размеров, становятся коричневыми, деревя Раздел 3. Систематика. Растения. Семенные 225 Рис. 3.91. Жизненный цикл сосны обыкновенной: А — взрослый спорофит; Б — вегетативно репродуктивный побег спорофита с «ко лосками» мужских шишек и женскими шишками различной зрелости; В — молодой спорофит; Г — мужской гаметофит; Д — женский гаметофит; 1 — годичные ростовые женские и мужские побеги; 2, 3 — укороченные прошлогодние репродуктивные по беги с оплодотворенными и зрелыми женскими шишками; 3 — чешуйчатый лист, 4 — пазушный листоносный укороченный побег; 5 — пара хвоинок; 6 — молодые жен ские шишки (внешний вид и фрагмент продольного разреза); 7 — мужские шишки (внешний вид и продольный разрез); 8 — микроспорофилл (в поперечном и продоль ном сечениях); 9 — микроспорангии с микроспорами; 10 — развитие пыльцы; 11 — кроющие чешуи; 12 — семенные чешуи (в продольном сечении и вид снизу); 13 — се мяпочки; 14 — семя с пленчатым крылом; а — экзина; б — интина; в — воздушные пузыри; г — антеридиальная клетка; д — вегетативная клетка; е — спермогенная клетка; ж — пыльцевая трубка Голосеменные. Хвойные. Сосновые Б В 10 а б г д е ж Г Д 13 12 11 14 13 6 1 11 12 2 5 7 1 4 3 А в 9 8 226 нистыми. Чаще всего после созревания семян чешуи шишек расхо дятся, семена высыпаются, шишки опадают. Иногда шишки не опа дают, а распадаются на отдельные чешуи, высвобождая таким обра зом семена. У многих хвойных семена имеют пленчатое крылышко, обеспечивающее перенос ветром. Прорастают семена после длитель ного состояния покоя. Класс хвойные делится на семь порядков. Остановимся на харак теристике некоторых семейств порядков сосновые и кипарисовые. Семейство сосновые — Pinaceae По территории освоения сосновые превосходят все другие семей ства высших. Это вечнозеленые, реже — листопадные деревья с раз личной формой кроны, иногда — стелющиеся кустарники. Листья игловидные (хвоя), чешуевидные или узколанцетные. Родовые и ви довые различия в строении хвоинок сводятся к их размерам, форме поперечного сечения, окраске и расположению на побегах. У части представителей все побеги одинаковые, обычные, со спирально рас положенными листьями (ель, пихта). У других хвойных побеги нескольких типов: обычные, удлиненные, или ростовые (вегетативные и смешанные), и укороченные (вегетативные и репродуктивные). Уко роченные вегетативные побеги выходят из пазух чешуевидных листь ев обычных побегов и несут пучки хвоинок (сосна, лиственница, кедр). Репродуктивные побеги называются еще шишконосными, так как несут шишки. Мужские шишки мелкие, расположены поодиночно или собраны в колоски. Женские шишки крупные, одиночные, различа ются формой, размерами, положением в пространстве, строением чешуй (табл. 3.3). Пыльца с двумя воздушными мешками. Семена, как правило, с пленчатым крылом. Род сосна — Pinus. Это самый большой род семейства. Объединя ет около 100 видов, произрастающих в Евразии и Северной Америке. Многие декоративные виды интродуцированы в Великобритании, Крыму, в Южной Америке и даже в Южной Африке. Представители рода — вечнозеленые деревья с конусовидной кро ной, высотой 50–75 м, с диаметром ствола до 4 м. Удлиненные побеги покрыты чешуевидными листьями, в пазухах которых располагаются сильно укороченные побеги, несущие пучки из 2, 3, 5 и более хвоинок. Семена созревают через 1,5–2 года после опыления. Шишки опадают. Наиболее широко в Центральной, Северной и Западной Европе, Шотландии и Сибири распространена сосна обыкновенная — Pinus sylvestris (рис. 3.91). Это светолюбивые, быстрорастущие, живущие до 400 лет деревья, достигающие в высоту 40 м, формирующие обыч но чистые сосновые леса — боры. Кора на стволе красновато бурая, а на ветвях — желтоватая, шелушащаяся. Удлиненные побеги покрыты Раздел 3. Систематика. Растения. Семенные 227 спирально расположенными чешуевидными листьями. Укороченные побеги несут по две жесткие, колючие, сизовато зеленые хвоинки от 4 до 7 см длиной. Мужские шишки мелкие, собраны в колоски на концах молодых побегов. Женские шишки конусовидные, изредка овальные, 2–5 см длиной и 1–3 см толщиной, серые, коричневые или темно зеленые, сначала вверх стоячие, позже — горизонтальные или повислые, растрескивающиеся. Кроющие чешуи короче семенных. Щиток семенных чешуй гладенький, плоский, матово серовато бурый. Семена на загнутой вниз ножке, обратно яйцевидные или эллиптические, от желто бурых до почти черных, с ланцетным кры лом, которое в 3 раза длиннее семени. Хвоя сосны богата аскорбиновой кислотой, дубильными веще ствами, эфирными маслами. Ее используют для приготовления вита минных напитков и противоастматической микстуры по прописи Траскова. Из побегов сосны — «сосновых лапок» — готовят хвойную пасту, содержащую до 30 мг% каротина, 300 мг% хлорофилла, 50 мг% витамина С, другие витамины и фитонциды. Она применяется как ранозаживляющее средство. Сосновые почки входят в состав мочегон ных и отхаркивающих сборов, ингаляционных смесей. Из сосновой смолы добывают живицу, обладающую ранозаживляющим и бактери цидным действием. Из живицы путем перегонки с водяным паром полу чают скипидар и канифоль. Чистый скипидар (терпентинное масло) используют как местное раздражающее и отвлекающее средство, как де зинфицирующее при заболева нии верхних дыхательных путей. В процессе сухой перегонки дре весины получают деготь, приме няемый при кожных болезнях. Сосна кедровая сибирская (кедр сибирский) — P. sibirica (рис. 3.92). Занимает огромные площади в Сибири, Монголии. Укороченные побеги несут по 5 уплощенных, торчащих хвои нок длиной 6–13 см. Влагалища возле пучков листьев на первом году жизни отпадают. Шишки светло бурые, овально цилинд рические, яйцевидные, иногда почти круглые, крупные (до 13 см длиной и 5 см толщиной), направлены вверх или отклоне ны в сторону. Они не растрески Рис. 3.92. Pinus sibirica Голосеменные. Хвойные. Сосновые 228 ваются, а опадают целиком. Щитки шишек с конечной пирамидкой. Семена сглаженно трехгранные, шершавые, темно коричневые или черные, слабо блестящие, крупные (длиной до 14 мм), без крыла, с одревесневшей кожурой. Семена («кедровые орешки») съедобны, содержат до 65 % питатель ного жирного масла. Все части растения богаты смолой, бальзамом, витамином С, фитонцидами. Древесина сравнительно мягкая, исполь зуется для изготовления карандашей. Сосновые леса Крыма и Закавказья формирует сосна Палласа, или с. крымская — P. pallasiana. В Крыму культивируется сосна итальянская, или пиния — P. pinea. Она имеет зонтиковидную крону, крупные шиш ки, бескрылые съедобные семена, напоминающие «кедровые ореш ки». Употребляются в пищу также семена («сосновые орешки») сосны съедобной — P. edulis. По берегам Средиземного моря растет сосна при морская — P. pinaster. Ее большие смолистые шишки при созревании раздуваются и становятся рыхлыми, а при горении выделяют очень много тепла. Сосна остистая — P. longaeva, произрастающая в США (штат Юта), имеет хвою, способную фотосинтезировать до 45 лет. Род ель — Picea. Включает до 50 видов, которые распространены в Северной Европе, Центральной и Восточной Азии, Северной Амери ке. Это стройные деревья с конусовидной кроной, диаметром 1,5–2 м, высотой 60–90 м. Они теневыносливы, долговечны (доживают до 500–600 лет). Кора тонкая, содержит дубильные вещества. Укорочен ных побегов нет. Хвоя располагается поодиночно на листовых подушеч ках коры, сохраняется на дереве до 7 лет. Хвоинки жесткие, кожистые, колючие, четырехгранные или плоские, но с двумя килями, острые или притупленные. Женские шишки до созревания зеленые, стоячие вверх, а после созревания — темно коричневые, повислые. Кроющие чешуи скрыты под семенными. Зрелые шишки осенью первого года растрескиваются, теряют семена и затем опадают. Мужские шишки образуются на прошлогодних побегах в пазухах чешуйчатых листьев. Применение находит древесина как строительный материал, топ ливо, сырье в бумажной промышленности, для изготовления музы кальных инструментов. При перегонке древесины получают смолу, канифоль, скипидар. Из коры извлекают дубильные вещества. Хвоя богата аскорбиновой кислотой, эфирными маслами, которые входят в состав препарата «Пинабин», обладающего спазмолитическим и бактериостатическим действием. Наиболее широко в Западной Европе, европейской части России, в Северной Америке распространена ель европейская (смерека) — P. abies (P. excelsa) (рис. 3.93, А). Шишки цилиндрические, светло коричневые, 8–20 см длиной, 3–4 см толщиной. Семена продолгова то яйцевидные, от светло коричневых до почти черных, с краснова |