медицинская ботаника. Учебник для студентов высших учебных заведений
 Скачать 25.32 Mb.
|
|
Раздел 3. Систематика. Растения. Семенные 229 тым крылом, достигающим 15 мм. В Западной Сибири и на северо востоке европейской части России растет ель сибирская — P. obovata. Она характеризуется более мелкими, чем у других видов, яйцевидно цилиндрическими, светло коричневыми шишками. Семенные чешуи широкие, выпуклые, цельнокрайние. В качестве декоративных видов культивируется е. колючая — P. pungens с голубой или серебристой хвоей, е. восточная, е. изящная и др. Рис. 3.93: А — Picea abies; Б — Abies alba Род пихта — Abies. Деревья высотой 60–100 м и диаметром ствола до 2 м. Крона коническая или пирамидальная, кора тонкая, гладкая, серовато белая с вместилищами смолы. Распространены в Европе, Азии, Северной Америке и Северной Африке. В северных районах растут на равнинах, а в более южных — только в горах. Характерно то, что на удлиненных вегетативных побегах хвоя располагается двух рядно гребенчато и прикрепляется зауженным в виде черешочка пят кообразным основанием. Хвоинки одиночные, кожистые, плоские, притупленные, закругленные или с небольшой выемкой, мягкие, сни зу с двумя белыми восковыми полосками, где располагаются устьица. Хвоя шишконосных побегов четырехгранная, с беловатой полоской на каждой грани. Зрелые шишки прямостоячие, располагаются на концах прошлогодних побегов, созревают в первый год. Осенью они рассыпаются, оставляя на побегах стержни. Семена треугольные, с длинным, широким крылом. Представителем рода является пихта сибирская — Abies sibirica, занимающая в Западной Сибири площадь более 100 млн. га. Древесина Голосеменные. Хвойные. Сосновые А Б 230 белая, хвоя различной длины, шишки овально цилиндрические, свет ло коричневые, смолистые, с кроющими чешуями, не выступающими над семенными. В Карпатах произрастает пихта белая, европейская, или гребенчатая — A. alba (рис. 3.93, Б). Шишки коричневые, цилин дрические, длиной 10–16 см, толщиной 3–5 см. Над семенными че шуями выступают кроющие чешуи с отогнутыми назад окончания ми. Семена светло коричневые, клиновидно треугольные, шершавые, матовые, голые, с бальзамическим запахом. Крыло в два раза длин нее семени, клиновидное, кожистое, коричневое, блестящее, голое. В Краснодарском крае и на Кавказе произрастает п. Нордманна, или п. кавказская — A. Nordmanniana. Довольно широко распространена в Северном полушарии п. бальзамическая — A. balsamea. Ее прямо стоячие шишки достигают 10 см, все части богаты смолой и служат источником получения «канадского бальзама», которым пользуются для склеивания линз для оптических приборов. Пихты — ценные древесинные, смолоносные, лекарственные, вита минные, танидоносные и декоративные растения. Их древесина легкая, мягкая, используется как поделочный и строительный материал. Из хвои молодых ветвей — «пихтовых лапок» — получают спирт борнеол — исходный продукт для синтеза камфоры. Пихтовый бальзам использу ют в медицине как бактерицидное средство, а также в микротехнике. Род лиственница — Larix. Включает около 20 крупных листопадных деревьев, доживающих до 600 лет. Распространены они в Азии, Европе, Северной Америке. Характерно мутовчатое расположение ветвей. Кора толстая, красно бурая. Древесина богата смолой, придающей ей красноватый оттенок. Хвоя мягкая, плоская, светло зеленая, распо ложена на удлиненных побегах поодиночно, на укороченных — пучка ми, на листовых подушечках. Пыльца без воздушных мешков. Семена яйцевидной формы, с небольшим крылом; созревают в течение одного вегетационного периода. Мужские шишки находятся на концах без листных, очень коротких побегов. Женские шишки небольшие, об разуются на концах укороченных побегов. После созревания они рас крываются, освобождая семена, остаются на 2–3 года, а затем опадают. Наиболее широко в северных и восточных частях Европы, в За падной Сибири распространена лиственница сибирская — Larix sibirica. Зрелые шишки яйцевидные, реже — цилиндрические, коричневые. Верхний край семенных чешуй почти ровный, чуть волнистый. Кро ющие чешуи короче семенных и не выступают из под них. Раскры тые шишки достигают 3 см в длину и 2,5–3,0 см в диаметре. Семя широкояйцевидное, светло коричневое, длиной 0,5 см, с крылом, достигающим 1,5 см в длину. В Карпатах, в Средней и Западной Европе растет л. европейская — L. europaea, или л. опадающая — L. decidua (рис. 3.94). Шишки Раздел 3. Систематика. Растения. Семенные 231 продолговато яйцевидной формы, коричневые, с чуть отогнутыми наружу семенными чешуями. Верхний край кроющей чешуи острый, в виде темно коричневого шипика, выступающего из за семенной чешуи. Семена светло коричневые, шершавые, вместе с крылом до стигают 1 см. Среди наиболее распространенных можно также назвать л. американскую — L. laricina. Голосеменные. Хвойные. Сосновые Рис. 3.94. Larix decidua Рис. 3.95. Cedrus deodora Древесина лиственниц устойчива против гниения и используется в кораблестроении. Благодаря листопадности лиственницы способ ны выдерживать атмосферу городов и применяются в зеленом строи тельстве. Род кедр — Cedrus. Представлен высокоствольными, до 50 м, мощ ными, долговечными деревьями с раскидистой или пирамидальной кроной. Хвоя более или менее жесткая, колючая, трех и четырехгран ная. Она расположена на удлиненных побегах поодиночно и по спи рали, а на укороченных — в пучках по 30–40. Шишки крупные, бо чонкообразные, стоячие вверх, созревают на 2–3 год и рассыпаются. Древесина кедра с приятным специфическим запахом, очень проч ная, со светло желтоватой заболонью и темным ядром. Известно четыре вида кедра: кедр ливанский — Cedrus libani, про израстающий в горах Турции, Ливана и Сирии, живущий до 3000 лет; к. атласский — C. atlantia, встречающийся в Марокко и Алжире; к. кипр ский — C. brevifolia, растущий в горах острова Кипр; к. гималайский — C. deodora, характерный дляфлоры Афганистана, Пакистана и север ной Индии. В Крыму культивируются кедры ливанский и гима лайский. Особенностью к. гималайского, или настоящего кедра 232 (рис. 3.95), является то, что семя диаметром 3–4 мм содержит много смолы, из за чего не поедается птицами и грызунами. Отличается этот кедр также смолистой и прочной древесиной. Характеристика зрелых шишек некоторых видов сем. сосновые представлена в табл. 3.3. Раздел 3. Систематика. Растения. Семенные Сроки созре вания семян; преобразова ния шишек 18–20 мес. Растрескива ются и опа дают после рассеивания семян 12–13 мес. Растрески ваются и опадают после рассе ивания се мян 5–6 мес. Рассыпают ся на от дельные че шуи, несу щие семена 5–6 мес. Раcтрескива ются и опа дают после рассеивания семян Т а б л и ц а 3.3 ХАРАКТЕРИСТИКА ЗРЕЛЫХ ЖЕНСКИХ ШИШЕК НЕКОТОРЫХ СОСНОВЫХ Виды Сосна лесная Ель европей ская Пихта сибир ская Лист венни ца сибир ская Расположе ние на побе ге и в прост ранстве По одной две на вер хушках мо лодых побе гов; повис лые По одной на верхушках прошлогод них побе гов; повис лые По одной вблизи вер хушек про шлогодних побегов, прямостоя чие По одной на верхушках укорочен ных побе гов; повис лые Форма; цвет; размеры (см) Яйцевидные, темно корич невые, дли ной 3–6, ши риной 2–4 Вытянуто ци линдричес кие, коричне вые, блестя щие, длиной 10–16, шири ной 3–4 Закругленно цилиндричес кие, сизова то бурые, длиной 5–9, шириной 2–4 Яйцевидные, овальные, ко ричневато красные, дли ной 2–5, ши риной 1–3 Семенные чешуи Плотные, с ромбически ми, слабо выпуклыми щитками Усеченные или закруг ленные, по краю выем чато зубча тые Бархатис тые, закруг ленные, по внешнему краю мелко зазубренные Кожисто де ревянистые, ложковид ной формы, опушенные Крою щие чешуи Ланцет ные, ма ленькие, короче семен ных Короче семен ных, продол говато ромбо видные Длиннее семен ных, с отогну той вер хушкой Короче семен ных, в виде шипиков у их ос нования При зна ки Семейство кипарисовые — Cupressaceae Включает около 130 вечнозеленых кустарников и деревьев без смоляных ходов, но с многочисленными клетками идиобластами со смолой. Листья чешуйчатые или игловидные, мелкие, расположены супротивно или мутовками по три, редко по четыре. Шишки деревя нистые или мясистые, со сросшимися между собой чешуями. Род можжевельник — Juniperus.Насчитывает около 70 видов, про израстающих в умеренной, тропической и субтропической зонах. 233 Древесина можжевельников устойчива против гниения и с давних времен используется для строительства домов, кораблей, изготовления автомобильных деталей. В настоящее время можжевеловых лесов оста лось очень мало, поэтому необходимы комплексные меры по их охране. Характерным представителем семейства является можжевельник обыкновенный — Juniperus communis (рис. 3.96), широко распространен ный в лесной и лесостепной зонах Европы, в Средиземноморье, Се верной Америке, Канаде. Это небольшое долговечное (живет до 2000 лет) двудомное деревце. Хвоя расположена по три в му товках, игловидная, острая, с верхней стороны беловатая, с нижней — зеленая. Шишки мелкие, с мясистыми чешуями. Созревают в течение двух лет, образуя темно синие шишкояго ды с тремя семенами и эфирно масличными вместилищами. Шишкоягоды можжевель ника обыкновенного входят в состав мочегонных сборов, применяются как пряность в ликеро водочной, консерв ной, мясо молочной и кондитер ской отраслях. Эфирное масло шишкоягод входит в состав раноза живляющего средства — арчевого бальзама. Хвоя обладает фитонцид ным действием. На юге европейской части России и на Кавказе растет ядовитый м. казацкий — J. sabina. Его побеги при растирании распространяют резкий неприятный запах. Хвоя мягкая, неколючая. Шишкоягоды с 1–6 семенами. Используется эфирное масло и бальзам в парфюме рии и других отраслях. Род туя — Thuja представлен 12 видами. Наиболее широко распро странена и культивируется во многих странах туя западная — Thuja occidentalis (рис. 3.97, А). Родина — Северная Америка. Это дерево вы сотой около 15 м. Побеги плоские, в кроне горизонтальные. Листья чешуевидные, темно зеленые или буроватые, расположены накрест супротивно, плотно, черепитчато. Листья плоской стороны заострен ные, треугольно клиновидные, с округлой или овально выпуклой смоляной железкой на спинке. Листья по краям побега — продолго вато ладьевидные. Женские шишки созревают за 1 год, становятся продолговатыми, светло коричневыми или буроватыми, 1–1,3 см дли Голосеменные. Хвойные. Кипарисовые Рис. 3.96. Juniperus communis 234 Рис. 3.97: А — Thuja occidentalis; Б — Biota orientalis ной, 0,5–0,8 см толщиной. Чешуи кожистые, семена плоские, свет ло коричневые, с двумя крыльями. Ценится туя за древесину и деко ративность, хорошо переносит неблагоприятные условия городов, содержит фитонциды. Из Китая произошла культура широковетвенника восточного — Platycladus orientalis (Thuja orientalis, Biota orientalis) (рис. 3.97, Б). В от личие от туи листья широковетвенника без смоляных железок. Класс гнетовые — Gnetopsida Класс гнетовые — Gnetopsida Класс гнетовые — Gnetopsida Класс гнетовые — Gnetopsida Класс гнетовые — Gnetopsida Представители класса, который называется также оболочкосемен ные, отличаются от других голосеменных рядом признаков: • побеги, несущие стробилы, расположены дихазиально; • в древесине присутствуют сосуды, отсутствуют смоляные ходы; • листья, редуцированные до пленочек, чешуек, расположены су противно; • вокруг мужских и женских спорофиллов имеются покровы, сход ные с околоцветником; • гаметофиты сильно редуцированы; • половой процесс сходен с двойным оплодотворением у покрыто семенных; • семязачаток один, зародыш семени с двумя семядолями. Класс включает три монотипных порядка и три семейства. Рас смотрим род эфедра, относящийся к сем. эфедровые. Семейство эфедровые (хвойниковые) — Ephedraceae Род эфедра (хвойник) — Ephedra. Включает деревья до 8 м высо той, кустарники, полукустарники и лианы, обитающие в пустынях, полупустынях, на каменистых склонах. Листья мелкие, обычно плен чато чешуевидные, раноопадающие. Функцию ассимиляции выпол няют прутьевидные, зеленые, членистые, ребристые побеги, ветвя щиеся мутовчато. Мужские и женские шишки расположены по 2–4 в узлах стебля. При созревании семян наружный покров шишки Раздел 3. Систематика. Растения. Семенные А Б 235 одревесневает, а кроющие чешуи становятся сочными, ярко красны ми или желтыми (шишка напоминает ягоду или костянку). В Средней Азии, Верхнем Тянь Шане, Казахстане произрастает эфедра хвощевая, или горная (хвойник хвощевой) — Ephedra equisetina. Ее побеги содержат ценные для медицины алкалоиды эфедрин и псев доэфедрин, а также дубильные вещества. В Лесостепи, Степи Укра ины, в Крыму, по каменистым приморским склонам и на степных песках растет хвойник двуколосковый, или кузьмичева трава — E. distachya (рис. 3.98). Это двудомный кустарничек высотой 5–15 см, с корневищем и желтовато зелеными стеблями, обычно закручен ными вверху. Листья редуцированы до красноватых пленочек. Мик роспорангии развиваются на специальной ножке — антерофоре. Жен ские шишки сидят по несколько в узлах супротивно расположенных ветвей, имеют несколько пар супротивных кроющих чешуек. Зрелые шишки шаровидные, 6–7 мм диаметром, сочные, красные, односе менные. Семена светло коричневые, ланцетные, брюшная сторона плоская, спинная — выпуклая, продольно морщинистая, с килем. Внутренний покров семени пленчатый, внешний — твердый, каменистый. Рис. 3.98. Ephedra distachya Эфедрин возбуждает ЦНС и дыхательный центр, вызывает суже ние периферических сосудов, стимулирует работу сердца, повышает артериальное давление, тормозит перистальтику кишечника, снима ет спазмы гладкой мускулатуры, повышает содержание сахара в кро ви. Рекомендуется при бронхитах, коклюше, бронхиальной астме, кра пивнице, аллергических и других заболеваниях. Принимают под наблюдением врача! Из шишкоягод готовят варенье с медовым привкусом. Голосеменные. Гнетовые. Эфедровые 236 С П О Р О В Ы Е Р С П О Р О В Ы Е Р С П О Р О В Ы Е Р С П О Р О В Ы Е Р С П О Р О В Ы Е Р А С Т Е Н И Я А С Т Е Н И Я А С Т Е Н И Я А С Т Е Н И Я А С Т Е Н И Я Эволюционные связи этой группы растений показаны на рисун ке 3.3. От высших семенных растений их отличает ряд признаков: • расселение происходит посредством спор; • в цикле развития четко выражено чередование поколений; • процессы полового и бесполого размножения разделены: споры образуются в спорангиях одних растений — спорофитов, а гаметы — в гаметангиях других растений — гаметофитов (см. рис. 2.1, 2.5); • мужской половой орган — антеридий содержит многочисленные подвижные сперматозоиды, а женский — архегоний — неподвиж ную яйцеклетку; • для оплодотворения необходима капельно жидкая влага; • споры могут быть одинаковые (равноспоровые растения) или раз ные — макро и микроспоры (разноспоровые растения); • для осевых органов не характерно вторичное утолщение из за от сутствия вторичной образовательной ткани — камбия. Высшие споровые подразделяются на предпобеговые бессосудис тые, включающие отдел — моховидные, и на побеговые сосудистые, охватывающие три отдела — плауновидные, хвощевидные и папорот никовидные. Они отличаются от моховидных наличием настоящих проводящих тканей, корней, листьев и преобладанием в цикле раз вития спорофита над гаметофитом. ОТ ОТ ОТ ОТ ОТДЕЛ МО ДЕЛ МО ДЕЛ МО ДЕЛ МО ДЕЛ МОХОВИДНЫЕ — BRY ХОВИДНЫЕ — BRY ХОВИДНЫЕ — BRY ХОВИДНЫЕ — BRY ХОВИДНЫЕ — BRYOPHYT OPHYT OPHYT OPHYT OPHYTA A A A A М х и насчитывают около 35 000 видов, для которых характерен ряд примитивных признаков строения вегетативного тела. Так, у них еще не развиты настоящие проводящие ткани флоэмы и ксилемы; от сутствуют корни, всасывающую функцию выполняют ризоиды, а в слу чае их отсутствия вода и минеральные растворы поглощаются всей поверхностью тела. Фотосинтезирующими органами являются лис топодобные выросты стебля — филлоиды, не имеющие настоящих жилок. В цикле развития доминирует гаметофит. Он представлен вы растающей из споры протонемой (предростком) и образующимися из протонемы гаметофорами — одно или двудомными многолетними травянистыми растениями. Мхи распространены повсюду, но предпочитают влажные, не силь но засоленные субстраты. Значение их в природе состоит в том, что они регулируют водный баланс, впитывают и удерживают воду, заболачива ют почву, предохраняют землю от эрозии, защищают стволы деревьев, первыми заселяют необжитые субстраты и создают условия для произ растания других растений. Мхи способны накапливать радиоактивные вещества и тяжелые металлы. Они гигроскопичны, не поедаются живот Раздел 3. Систематика. Растения. Споровые 237 ными, поэтому используются в качестве подстилки. Могут служить ан тисептическим перевязочным материалом. Некоторые мхи применяют ся как топливо, строительный материал, удобрение, для получения ща велевой кислоты, фурфурола и др. Адаптированная классификация моховидных Классы Листостебельные мхи Печеночники Антоцеровые Порядки Зеленые мхи Сфагновые мхи Семейства Политриховые Сфагновые Рода Политрих Сфагнум Виды Политрих обыкновенный, или кукушкин лен Класс листостебельные мхи — Musci Класс листостебельные мхи — Musci Класс листостебельные мхи — Musci Класс листостебельные мхи — Musci Класс листостебельные мхи — Musci Гаметофиты — одно или двудомные многолетние травы, образу ющие дернины. Могут быть с ризоидами (зеленые мхи) или без них (сфагновые мхи). Филлоиды очередные, без жилок (сфагновые мхи) или с ненастоящими жилками (зеленые мхи). Архегонии и антеридии нахо дятся на верхушке побега; спермии двужгутиковые. Оплодотворение яйцеклетки происходит при наличии влаги. Из зиготы на женском га метофите развивается спорофит, состоящий из стеблевидного спорогона, или ножки, и спорангия в виде коробочки с крышечкой и волосистым кол пачком. Морфологически одинаковые + и — споры прорастают в жен ские и мужские нитевидные или пластинчатые протонемы, или предрост ки, с почками, из которых вырастают новые однополые гаметофиты. Семейство политриховые — Polytrichaceae Род политрих — Polytrichum. Строение зеленых мхов и цикл их раз вития с чередованием поколений представлен на примере политриха обыкновенного (кукушкина льна) — Polytrichum commune (рис. 3.99). Семейство сфагновые — Sphagnaceae Род сфагнум — Sphagnum (рис. 3.100). Растения рода называют также белыми и торфяными мхами из за их светлой окраски и способности обра зовывать при отмирании нижней части стеблей бурую массу — торф. Растут на кислых субстратах, формируют подушковидные дернинки, их стебли без ризоидов, боковые веточки расположены мутовчато. Листья спирально черепитчатые, без жилок, с водосборными клетками у осно вания. Мякоть листочков (рис. 3.100) однослойная, из двух типов клеток: одни — узкие, зеленые, фотосинтезирующие, а другие — крупные, бес цветные, водоносные (гиалиновые) клетки, с утолщенными, пористыми оболочками. Между листочками боковых веточек сидят антеридии на ножках, а на верхушках побегов располагаются архегонии. Из них пос ле оплодотворения вырастают спорогоны с ложной, короткой ножкой и шаровидной коробочкой. Протонема пластинчатая, с ризоидами. Моховидные. Листостебельные мхи. Политриховые. Сфагновые 238 Рис. 3.99. Схема развития кукушкина льна: 1 — мужской и женский гаметофиты; 2 — антеридий со сперматозоидами; 3 — спер матозоид; 4 — архегоний с яйцеклеткой; 5 — развитие зиготы из оплодотворенной яйцеклетки; 6 — развивающийся спорофит; 7 — зрелые спорофиты на женских гаме тофитах: а — ножка; б — коробочка; в — колпачок; г — крышечка; д — колонка; е — спорогенные клетки спорангия и образование из них спор (мейоз); 8 — споры (+ и –); 9 — прорастание спор; 10 — протонемы мужская и женская В процессе естественного отмирания и неполного распада мхов в условиях избыточного увлажнения и затрудненного доступа возду ха образуются торф и сапропель. Торф — горючее полезное ископае мое, представляющее собой коллоид из целлюлозы, лигнина, смол, кислот и других органических и минеральных соединений. Торф при меняется как удобрение, топливо, строительный материал, сорбиру ющая подстилка для животных. Он служит сырьем для получения |