WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |
Елабужский государственный педагогический институт Кафедра ботаники и основ сельского хозяйства СиСтЕматиКа низших раСтЕний Елабуга 2001 2 зуева Г.а.

Введение Считается, что в мире существует около 5 млн. видов живых организмов и не менее 500 млн. видов вымерло в предшествующие геологические эпохи. Классификаций организмов и выяснением их эволюционных взаимоотношений занимается особая ветвь биологии называемая систематикой. Основная задача систематики - выявление, описание, классификация и группирование организмов в систему. Конечной целью систематических исследований является создание такой системы всех организмов или отдельных их групп, которая содержала бы максимум биологической информации. Чем информативнее система, тем полезнее она в научном и практическом отношении. Современная систематика - синтетическая наука, опирающаяся на данные всех разделов биологии, и, особенно, на эволюционное учение, которое представляет собой теоретическую основу систематики. Одновременно систематика служит базой многих общетеоретических и прикладных биологических исследований и дает возможность ориентироваться во множестве ныне живущих организмов, что необходимо в хозяйственной деятельности человека.

Первоначально перед систематикой стояла лишь задача создания удобной для обозрения и пользования классификации, которая носила совершенно искусственный характер. Искусственность классификации выражалась в том, что она основывалась на небольшом количестве произвольно взятых признаков, в результате группировались совершенно не родственные между собой организмы.

Первая попытка создания классификации растений, сохранившаяся до нашего времени, относится ко времени расцвета древнегреческой культуры и принадлежит другу и ученику Аристотеля Теофрасту (372287 гг. до н.э.). Он классифицировал средиземноморскую флору, выделяя группы на экологической основе, классификация отражала практическое использование растений человеком. Теофраст разделил флору на группы:

деревья, кустарники, полукустарники и травы.

В древнем Риме (79 г. до н.э.) Плиний старший описал уже более видов, большее внимание уделял лекарственным и садовым растениям.

В течение первых веков нашей эры и в период средневековья значительно возросло число известных растений. В конце средневековья появляются «травники» - печатные сочинения с изображением европейских растений и описанием их облика и свойств на латинском языке, бывшем в средние века обязательным языком в науке. В эпоху Возрождения, с развитием мореходства, международной торговли, с открытием новых стран, наблюдается быстрый рост науки, в т.ч. и ботаники. Со всех концов мира привозят новые растения, которые культивируются в создаваемых ботанических садах. Первые ботанические сады появились в Италии - Солерно, 1309 г.; Падуя, 1525 г.; Пиза, 1544 г. В России первые ботанические Лекции по систематике низших растений сады «аптекарские огороды» созданы в 17-18 веках. Из них сохранились, например, созданный в Москве по указу Петра I в 1706 году «аптекарский огород», преобразованный в 1805 году в ботанический сад Московского университета, или аптекарский огород заложенный в Петербурге в году, переименованный в 1823 году в ботанический сад (сейчас это БИН - Ботанический институт АН).

В начале 16 века итальянский ботаник Лука Гини изобрел способ сохранения растений путем их высушивания между листами бумаги, положив начало гербаризации растений. Это открытие способствовало росту ботанических исследований, а в систематике позволило сопоставлять растения, собранные в разных странах. Вскоре такие сухие сады стали сосредотачиваться как особые учреждения, обычно при ботанических садах и университетах. Стал возможен обмен растениями между учеными различных стран.

Накопленный фактический материал по растениям из разных стран и континентов требовал обобщения и создания классификации на новой основе. Первой искусственной системой растительного мира стала система итальянского ботаника Чезальпино (1519-1603). Чезальпино привлекал к построению системы много разнообразных признаков в строении плодов и семян и полагал, что признаки вегетативных органов не могут быть положены в основу классификации, т.к. они очень непостоянны (изменчивы). Система Чезальпино впервые отошла от хозяйственного практического подхода в классификации растений, основываясь на вполне объективных признаках, свойственных самим растениям.

К.Линней (1707-1778) опубликовал свое известное произведение «Система природы». Он построил свою систему, основываясь на строении половых органов - тычинок и пестиков. Система Линнея значительно упростила изучение ботаники и определение растений. Этому способствовали краткие и четкие описания, построенные по единому плану, единая последовательная терминология. Всего Линнеем было дано около 1000 ботанических терминов, которыми пользуются и в настоящее время.

Лично К.Линней открыл и описал 1500 новых видов растений. Им также было установлено четкое соподчинение между систематическими категориями: царство, класс, порядок, род, вид, разновидность. Величайшей заслугой Линнея является введение в обиход бинарной (двусловной) номенклатуры, согласно которой каждый вид обозначается двумя латинскими названиями родовым и видовым. Эта номенклатура используется и ныне. Однако, возвращаясь к «Системе природы», следует сказать, что она была искусственная.

С развитием морфологии растений искусственная систематика растений уступила свое место «естественной», основанной на совокупности признаков. Авторы естественных систем продолжали верить в постоянство видов. В естественных системах растения объединялись на основании 4 зуева Г.а.



«родства» не по происхождению, а лишь по внешнему сходству. Среди естественных систем были наиболее известны системы Декандоля, Эндлихера, Броньяра. Все авторы естественных классификаций не могли установить связи между споровыми и цветковыми растениями. Огромную роль в развитии естественной классификации сыграло творчество Ламарка (1744-1829) - автора первой обоснованной теории эволюции. Однако фактически как руководящую идею в построении системы растений эволюционный признак стали использовать после того как эволюционное учение было обосновано Ч.Дарвином (1809-1882). Дарвинская теория эволюции открыла новый, третий период систематики - эволюционный или филогенетический.

Филогенетическая систематика возникла на фундаменте, который был заложен систематикой естественной. Среди первых систематиков-филогенетиков наиболее значимы работы выдающегося немецкого ботаника Адольфа Энглера (1844-1930). Энглер со своими сотрудниками подготовил многотомное издание с описанием всех родов низших и высших растений мировой флоры - «Die naturlichen Pflanzenfamilien». Система Энглера благодаря глубине её проработки получила широкое распространение, в том числе и в нашей стране, и используется до сих пор.

В идейном отношении к ней близка система австрийского ботаника Р.Веттштейна (1863-1931), опубликованная в 1901 г. Веттштейн разработал оригинальную псевдантную теорию происхождения покрытосеменных растений и положил её в основу своей системы.

Большое значение для дальнейшего развития филогенетических построений имела система английского ботаника Дж.Хатчинсона (18841972), опубликованная в 1926 г. Хатчинсон помимо цветка, использовал широкую совокупность признаков (напр., жизненная форма).

Многочисленные системы были созданы и в нашей стране - Б.М. КозоПолянским (1922), Н.А. Бушем (1940), А.А. Гроссгеймом (1945). В настоящие дни наиболее распространены варианты филогенетических систем А.Л. Тахтаджяна (1942, 1954, 1959, 1966), А.Кронквиста (1957, 1968), Р.Торна (1968, 1976) - в идейном отношении они близки между собой.

Система А.Л. Тахтаджяна «динамична», т.е. постоянно дорабатывается и совершенствуется, но её основная идея постоянна: монофилетичес-кое происхождение покрытосеменных.

Некоторые исследователи придерживаются мнения о полифилетическом происхождении покрытосеменных. В нашей стране наиболее известна полифилетическая система Н.И. Кузнецова (1914). За рубежом мнение о полифилетизме покрытосеменных высказывают многие, но мало кто облекает эту идею в форме законченной системы.

Понятие о таксономических категориях Систематика выработала свою систему понятий и символов, свой язык, служащий для классификации организмов. Любая система класЛекции по систематике низших растений сификации является системой иерархически соподчиненых единиц.

Для образования систематических единиц любого ранга принят термин «таксон».

Основной единицей классификации является вид (species). Современное представление о виде сложилось лишь в 20-е годы ХХ века. Вид оказался сложной генетической системой, имеющей, однако, общий генофонд, защищенный от проникновения генов др. видов барьером биологической изоляции. Обычно под биологическим видом понимают совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, населяющих определенный ареал, обладающих рядом морфологических признаков и типов взаимоотношений с абиотической и биотической средой и отделенных от других таких же совокупностей особей полным отсутствием гибридных форм. Таким образом, вид - это совокупность единокровных. Нередко виды подразделяются на более мелкие категории - подвиды, имеющие свои ареалы.

Еще менее резко отличаются разновидности или вариации.

Каждый вид относится к какому-либо роду (genus). Род представляет собой собирательную таксономическую категорию, состоящую из видов, тесно связанных между собой родственными отношениями. Категория рода отличается от всех прочих категорий более высокого ранга тем, что его название входит в названия всех относящихся к нему видов.

Родственные роды объединяются в семейства (familia). Семейство включает один род или группу родов, имеющих общее происхождение и отделенных от др. семейств ясно выраженным разрывом.

Порядок (ordo) объединяет одно или несколько филогенетически тесно связанных семейств, что делает всю систему более обозримой и легче запоминаемой. Название порядка происходит от названия одного из его семейств.

Класс (classis) - следующая категория в таксономической иерархии.

Число классов небольшое. Различаются классы более резко, чем порядки.

Классы объединяются в отделы (divisionis), которые различаются между собой наиболее фундаментальными особенностями, касающимися основных особенностей их организации и развития. Отделы соответствуют главным ветвям филогенетического древа растительного мира.

Единство всего растительного мира с точки зрения современной филогенетической систематики выражается в общности происхождения всех растений от каких-то древнейших и простейших существ. Последние же дали начало не одному, а нескольким стволам эволюционного развития, в каждом из которых независимо от других происходило усложнение организации (или, наоборот, в отдельных ветвях - морфологическое упрощение, например в эволюции паразитов, в процессе накопления (подбора) полезных организму свойств.

6 зуева Г.а.

Современные представления о царствах природы По мере углубления биологических исследований и накопления нового материала представления о числе отделов и более мелких таксономических категориях изменяются. С другой стороны, новый отдел, выделенный тем или иным исследователем, может признаваться или не признаваться другими учеными, в зависимости от того. Насколько аргументировано выделение данной группы как самостоятельной систематической единицы.





Эукариоты делятся на Animalia, Funqi или Mycota и Plantae. Царство растений включает багрянки (Rhodophyta), настоящие водоросли (Rhycophyta) и высшие растения (Cormophyta или Embryophyta). Низшие растения объединяются в под-царство Thallomobionta, в высшие - в подцарство Cormobionta.

Багрянки и настоящие водоросли относятся к низшим растениям, их тело недифференцированный таллом (слоевище), не имеет развитых органов и тканей. Тело большинства высших растений расчленено на органы и ткани. Высшие - преимущественно наземные растения.

ЦарСтВО ПрОКариОтЫ К прокариотам относятся организмы, в цитоплазме которых нет обособленного ядра, а имеется один или несколько участков с высокой концентрацией ДНК. Эти участки называются нуклеотидами или нуклеоплазмой. Нуклеотид более простая форма организации ядерного аппарата. У прокариот он качественно отличается от ядерного аппарата эукариот. У прокариот нет ядрышка, нет высокоорганизованных хромосом, не обнаружены белки гистоны, нет митохондрий, пластид, ряда других клеточных включений, известных у эукариот. У прокариот в клетках имеются лизосомы - сложные мембранные образования, формирующиеся из цитоплазматических мембран. У некоторых прокариот известны газовые вакуоли, позволяющие им свободно плавать в воде, не погружаясь на дно.

Основу клеточных стенок у прокариот составляет гликопептид (мукопептид) муреин. У подвижных прокариот более просто, чем у эукариот, устроены жгутики. Клетки прокариот всегда гаплоидны, смены ядерных фаз не наблюдается, у них неизвестны митоз и мейоз. Половой процесс или отсутствует, или проходит по типу конъюгации. Вследствие удвоения нити ДНК нуклеотида происходит деление клетки на две путем образования поперечной перегородки. Среди представителей встречаются почкующиеся формы, когда от материнской образуется дочерняя, меньшая чем материнская.

Прокариоты, вероятно, первые организмы Земли. В настоящее время Лекции по систематике низших растений царство прокариот насчитывает около 3000 видов. В их состав включены 2 отдела: дробянки (бактерии, микоплазмы, актиномицеты, спирохеты) и сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Большинство прокариот гетеротрофы, часть из них - паразиты человека, животных, растений и человека. К фототрофным и хемоавтотрофным прокариотам принадлежат пурпурные и зеленые бактерии и сине-зеленые водоросли.

Благодаря ничтожным размерам прокариоты встречаются повсеместно. Они принимают самое активное участие в круговороте веществ в природе. Все органические соединения и значительная часть неорганических подвергаются при этом существенным изменениям. Благодаря их деятельности происходит разложение и минерализация отмерших организмов и их выделений, животных и растительных остатков. В процессе жизнедеятельности прокариот образуется ряд соединений, которые широко используются человеком: антибиотики, аминокислоты, витамины, ферменты и другие соединения. Необычайно велико значение прокариот в патогенезе заболеваний человека, животных и растений.

Отдел Eubarteriophyta Cистематика прокариот еще несовершенна. Условно их относят к царству растений (Plantae), однако их связи с высшими растениями или водорослями не доказаны. Среди прокариот наиболее широко распространенная группа микроорганизмов в природе - бактерии. Бактерии - самый большой и чрезвычайно разнообразный мир микроскопических существ. Основные признаки Eubacteria совпадают с характеристикой прокариот.

Название бактерий произошло от греческого слова «бактерион» - палочка. В зависимости от формы клетки бактерии носят разные названия:

шаровидные «кокки», палочковидные «бациллы», имеющие форму запятой - вибрионы; спирально закрученные - спириллы, кокки, располагающиеся попарно, - диплококки; цепочкой - стрептококки, собранные в гроздь - стафиллококки.

Клетки бактерий имеют плотную оболочку. У многих вокруг клеток образуются слизистые капсулы. Многие бактерии подвижны благодаря очень тонким жгутикам. Некоторые бактерии перемещаются, выбрасывая слизь. Большинство бактерий бесцветно, но некоторые выделяют пигмент в окружающую среду, окрашивая ее в желтый, оранжевый, красный, зеленый, оливково-зеленый цвет. Некоторые способны образовывать внутри клетки эндогенные споры и микроцисты образующиеся из целой клетки, способствующие перенесению неблагоприятных условий.

Физиология бактерий настолько разнообразна, что обеспечивает им возможность существования практически в любых местообитаниях. Питание разнообразное, среди бактерий встречаются автотрофы - хемосинтетики и гетеротрофы. Хемосинтетики питаются без участия 8 зуева Г.а.

солнечного света за счет энергии окисления различных неорганических соединений и за счет кислорода воздуха (например, серобактерии окисляют сероводород до серы, а серу до серной кислоты). Гетеротрофные бактерии питаются как сапробионты, т.е. обитатели гниющего органического материала; паразиты или симбиоты. Сапробионтное питание известно двух типов. Брожение - распад органических веществ, который не приводит к полному их окислению часто сопровождается выделением газов (спиртовое, молочнокислое, маслянокислое брожение). Гниение - разложение азотистых веществ белковых соединений. Вызывается гниение многими бактериями, причем деятельность одних может сменяться другими, третьими и т.д.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.