Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Когда мне предложили написать сочинение на тему: «Молодежь и выборы», я, не задумываясь, выбрал номинацию «Почему 4 декабря 2011 года моя семья пойде...полностью>>
'Закон'
Настоящий Федеральный закон осуществляет правовое регулирование в области воинской обязанности и военной службы в целях реализации гражданами Российс...полностью>>
'Документ'
Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни „Фінансовий аналіз” (для студентів 5 курсу спеціальності 7.050106 „Облік і аудит”). Укл....полностью>>
'Документ'
Чрезвычайная (экстремальная) ситуация (ЧС) – это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления,...полностью>>

Лекции по ботанике для студентов специальности «Агрономия»

Главная > Лекции
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Экологическая география.

Экология - наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой и между собой. А. Гумбольдт определил экологию растений как ботанико-географическую науку. Термин «экология» предложил известный немецкий ученый-дарвинист Э. Геккель (1869). Развитие экологии растений в недрах ботанической географии связано прежде всего с именами А. Гризебаха, А. Энглера, О. Друде.

Экологическую географию растений подразделяют на экологию видов, экологию растительных группировок, сельскохозяйственную экологию, фитоценологию. Во многих странах мира экологию понимают очень широко - как науку об экосистемах (биогеоценозах).

Жизнь высших растений тесно связана с окружающей средой, прежде всего с почвой и климатом. Зеленые растения получают из атмосферы углекислый газ, от солнца - энергию, а из почвы - воду и минеральные соли. Причем углекислого газа в атмосфере содержится всего 0,03%, а необходимые растениям соли и влага находятся в почве в ограниченном и распыленном состоянии. Все это обусловливает необходимость для растений иметь большую поверхность поглощения. В ходе эволюции растения выработали колоссальную площадь соприкосновения с внешней средой (листьев с атмосферой, корней с почвой), во много раз большую, чем у высших животных. Вот почему растения особенно быстро и тонко реагируют на изменения условий жизни. В то же время и сами растения в ходе жизнедеятельности изменяют окружающую их среду. Хорошо известно, что лес с годами поднимается все выше и образует более густой полог. Это изменяет условия жизни для подлеска и травянистого покрова. По мере роста растения постоянно попадают в новые условия (например, корни проникают в более глубокие горизонты почвы). Реакция растений на условия среды давно привлекала внимание ученых как объект исследования. Поднимаясь в горы с предгорных равнин, можно наблюдать не только смену растительных сообществ (степь, лес, субальпийские и альпийские луга, тундры), но и преобразование (трансформацию) структуры жизненных форм близких, а иногда одних и тех же видов. Влияние своеобразных условий жизни в высокогорье (низкая температура, физиологическая сухость, качество освещения и др.) приводит к тому, что деревья и кустарники приобретают приземистые формы, высокие травы становятся полурозеточными и розеточными.

Приспособления растений к условиям местообитания можно наблюдать не только в горах, но и когда виды попадают в новые, достаточно контрастные условия. Это происходит и при изменении естественных условий обитания, и при интродукции растений. Земледельцы давно установили, что условия питания и правильно разработанная агротехника сельскохозяйственных культур сильно влияют на количество и качество урожая.

Важнейшее практическое значение экологии как науки - изучение условий, при которых можно получить максимальную продукцию хозяйственно ценных видов или участков растительного покрова. Только на основе строго достоверных экспериментальных данных можно планировать допустимые нормы заготовок леса, технических или лекарственных растений в данной местности. Чрезмерные нормы заготовок или выпаса приводят к уничтожению природных растительных богатств.

Экологические факторы. Среда обитания растений слагается из отдельных элементов - экологических факторов. Они необходимы для существования растений и оказывают на них то или иное воздействие. Окружающая среда складывается из живых (биотических) и неживых (физических) факторов. Единицы территории с определенным комплексом неживых факторов называют экотопами. К ним можно отнести песчаные местности, каменистые осыпи и т. д. Экологические факторы могут влиять на растение непосредственно (тепло, влага, плодородие почвы) или косвенно (высота над уровнем моря, воздух, ветер).

Экологические факторы среды обычно подразделяют на следующие группы:

климатические - свет, тепло, воздух (его состав, движение), осадки, влажность воздуха, электрические явления;

почвенные - физические свойства, механический состав, химизм и микробиология почв и грунтов;

орографические — высота над уровнем моря, экспозиция (освещение солнцем) и крутизна склонов, характер рельефа;

биотические - вся совокупность организмов (животные, растения, микроорганизмы);

антропогенные - человек и .его хозяйственная деятельность, влияющие непосредственно на растения и на другие экологические факторы.

Деление условий жизни на отдельные факторы и неизбежное в таком случае их противопоставление весьма условно, искусственно, а иногда и просто противоречиво. Поэтому необходимо всегда исходить из представления о тесной взаимосвязи и взаимопроникновении элементов среды, так как изменение одного из них неминуемо влечет за собой изменение других.

Климатические факторы во многом определяют распространение видов. Группы растений, выделяемые по отношению к свету, влаге, почве, рассматривались в лекции №7.

Фитоценология (геоботаника).

Это один из наиболее молодых и развивающихся разделов экологической географии, основная задача которого - изучение растительных сообществ (фитоценозов) для выяснения причин их возникновения и развития, путей и способов хозяйственного использования, а также преобразования. Наряду с другими разделами ботанической географии фитоценология имеет большое значение для сельского хозяйства. Всестороннее изучение и хозяйственное использование растительного покрова, особенно на территориях, занимаемых лугами, лесами, болотами, связаны с успехами фитоценологии.

Фитоценоз - это исторически сложившееся сочетание взаимодействующих сопряженных растений на однородных участках территории. В этом определении внимание концентрируется на том, что фитоценоз - это совокупность не случайного набора растений, а сообщество взаимодействующих видов, не изолированное сообщество, а связанное с определенной территорией, то есть с факторами внешней среды, продукт длительного исторического развития в процессе приспособления растений к условиям существования.

Одно из важнейших свойств фитоценоза как устойчивой системы - его способность к самовосстановлению. Сочетание растений, неспособных к самовосстановлению, в отличие от фитоценоза называют группировкой.

Фитоценозы изучают по универсальной программе. Первоочередное внимание отводят изучению видового состава, ярусности (надземных частей и корневых систем), степени участия отдельных видов в формировании данного фитоценоза, жизненности отдельных видов и другим параметрам.

Каждый тип фитоценоза имеет определенный видовой состав. Чем благоприятнее вся сумма экологических факторов, тем больше видов содержит фитоценоз. Однако роль видов в фитоценозе неравноценна. Виды, которые преобладают по числу особей, биомассе (обилие) или же имеют большую площадь горизонтальной проекции надземных частей на поверхность почвы (покрытие), играют в фитоценозе ведущую роль. Их называют доминантами.

Известны фитоценозы, сформированные только одним видом. Такие фитоценозы можно наблюдать в особых местообитаниях, где один из видов растений благодаря лучшей приспособленности имеет явное преимущество перед другими. Таковы, например, заросли некоторых видов рода солянка (Solsola) на засоленных почвах, камыша озерного (Scirpus lacustris) на местообитаниях с близким залеганием грунтовых вод.

Виды растений, формирующие фитоценоз, располагаются над землей на разной высоте. Их корни проникают в почву и подпочву тоже на разную глубину. Это явление называют ярусностью. Число надземных ярусов фитоценоза может быть от одного до восьми. Для лесов средней полосы обычно выделяют следующие семь ярусов: деревья выше 6 м, деревья ниже 6 м, кустарники высотой около 2 м, травы высотой около 0,8 м, травы высотой около 0,3 м, травы высотой около 0,1 м, напочвенные растения высотой около 0,03 м. Так, например, в сосняке-черничнике можно наблюдать пять ярусов: сосна (род Pinus) в первом ярусе, орешник (род Corylus) во втором, черника (род Vaccinium) в третьем, кислица (род Oxalis) в четвертом, зеленые мхи (подкласс Bryidae) в пятом.

Надземные ярусы можно наблюдать и в травянистых фитоценозах, однако они обособлены менее четко, чем в фитоценозах, где сосредоточены виды с контрастными жизненными формами. В северных разнотравных степях выделяют семь ярусов. В сухих степях и тем более в пустынях их всего два-три.

При раскапывании корневых систем растений, формирующих фитоценозы, обнаружили подземную ярусность.

Ярусное расположение определяет возможность совместного произрастания видов с разными экологическими особенностями. Многоярусные фитоценозы наиболее производительны.

В земледельческой практике давно уже применяют смешанные двух-, трехъярусные посевы: картофеля и фасоли, вики и овса, травосмеси из нескольких видов злаков и бобовых и др. Для получения высоких урожаев необходимо совмещать на одном поле биологически и экологически неравнозначные виды и сорта.

У различных видов растений, слагающих фитоценоз, наступление одинаковых фенофаз не совпадает по времени. Например, одни виды зацветают, в то время как другие лишь пробуждаются к жизни. Соответственно этому внешний вид фитоценоза (аспект) по сезонам бывает неодинаков. Так, аспект луговой степи в разные сезоны может быть желтым от горицвета, лиловым от шалфея, белым от поповника.

Смена аспектов свидетельствует о подвижности фитоценоза. Но это не изменяет его основных свойств и признаков. Смена одного фитоценоза другим может произойти в результате изменения внешних условий - климата, почв. Например, при заболачивании леса ему на смену может прийти болото. Нередко смена фитоценоза связана с деятельностью животных и человека (выпасы, покосы, искусственное орошение, порубки, пожары и т.д.).

Одновременно с подвижностью наблюдается и устойчивость фитоценозов, которые при нарушении более или менее полно возвращаются к своему исходному типу. Так, после распашки восстанавливается степь; на месте вырубленного ельника появляется березняк или осинник, но постепенно их снова заменяет ельник.

Главная задача фитоценологов состоит в разработке научных основ рационального использования и защиты лугов, лесов, тундры и других типов растительного покрова, в том числе и трансформированного, например сельскохозяйственных посевов и насаждений. Фитоценологи совместно с агрономами, почвоведами, экономистами прогнозируют эффективность мелиоративных мероприятий, продвижение земледелия на север и восток, работают в заповедниках, участвуют в землеустройстве и лесоустройстве всей огромной территории нашей страны.

Растительные зоны и пояса.

Совокупность фитоценозов образует растительный покров, или растительность определенной территории. Распределение растительного покрова на земном шаре тесно связано с природными условиями и прежде всего с климатом.

По обе стороны от экватора широкой полосой простирается зеленая тропическая растительность, которая в зависимости от количества и сезонности выпадения осадков формирует вечнозеленые (дождевые) леса, переменно-влажные листопадные леса, ксерофитные редколесья и кустарники, саванны, а в полосе морских приливов - мангровые леса. За полосой зеленой расти¬ельности к северу от экватора расположены огромные безлесные пространства - пустыни, степи, прерии. В более высоких широтах вновь появляется полоса вечнозеленых лесов, но не лиственных, как в тропиках, а хвойных (таежных). Севернее тайги, вокруг полюса, простираются тундра и холодные воды морей Северного Ледовитого океана. Вблизи полюса и на высокогорных хребтах находятся вечные льды и снега.

К югу от экватора суши относительно мало.

Этот разноцветный растительный ковер существенно изменяется по временам года, особенно зимой, когда огромные пространства континентов, начиная примерно с 40° с.ш. и выше, покрываются снежным покровом.

Таким образом, можно сделать следующие выводы: растительный покров континентов неоднороден; наиболее типично широтная зональность представлена в Северном полушарии; на тех пространствах Земли, где в течение года совершается смена погоды (тепла и холода, засухи и дождей), изменяется и внешний облик растительного покрова.

В высоких северных широтах циркумполярно расположена полярная зона (зона арктических пустынь). Вегетация происходит здесь лишь в короткий период полярного лета при низких температурах. Средняя температура самого теплого месяца июля не превышает О°С. В состав этой узкой зоны входят северная оконечность полуострова Таймыр и группа островов: северный остров Новой Земли, Северная Земля, Земля Франца-Иосифа, часть Новосибирских островов, остров Геральда и др. В этой зоне произрастает не более 40 - 50 видов растений. Сомкнутого растительного покрова нет. Только одиночные растения или небольшие куртинки мхов и лишайников разбросаны среди щебня и камней.

Зона дождевых тропических лесов (гилей) опоясывает континенты на 7 - 8° к северу и югу от экватора. Погода здесь довольно стабильная, средняя годовая температура не ниже 18 - 20°С. Минимальная температура никогда не падает ниже О°С. Осадки обильные - 8000 - 10 000 мм в год, выпадают равномерно в течение года. Растительный покров сплошной (сомкнутый), многоярусный. В его составе много жизненных форм, экологических групп растений и огромное разнообразие видов. Дождевые тропические леса хорошо представлены как в Западном, так и в Восточном полушариях. По структуре, составу видов и их комплексов (ассоциаций) эти леса неоднородны. В них явно преобладает древесная жизненная форма - фанерофиты. По числу видов деревьям не уступают одревесневающие лианы. Лишь на прогалинах, преимущественно у водоемов, образуются ассоциации травянистых растений - крупнотравье. В их составе бананы (род Musa), ароидные (сем. Аrасеае), канны (род Саnnа), папоротники (отдел Polypodiophyta), бегонии (род Begonia).

Между этими двумя контрастными зонами расположены промежуточные, последовательно сменяющие друг друга.

Эти зоны отличаются друг от друга не только климатом, но и внешним видом, и, перемещаясь из одной в другую, можно наблюдать смену растительности.

Критерием климата служат не только физические характеристики (температура, количество осадков), но и характер растительности данной области. Поэтому наиболее точное определение климата следующее: климат пустыни, климат тундры, климат дождевых тропических лесов и т. д.

Нужно, однако, отметить, что система зональности (климата, почв, растительности) базируется на наблюдениях и обобщениях, проведенных в условиях ровного рельефа водораздельных территорий. Но практически в разных участках континентов обязательно существуют орографические условия, нарушающие эту общую закономерность, особенно, когда горные системы расположены в широтном направлении. Существенно влияют на климат теплые течения, например Гольфстрим, Куросио.

На огромных пространствах европейской России ни орографический фактор (Среднерусская и Приволжская возвышенности и др.), ни влияние теплых течений не нарушают сколько-нибудь значительно зональной системы. То же можно сказать о территории Западно-Сибирской низменности.

В европейской России выражена четырехступенчатая зональность: полярная зона, тундра, лес, степь.

Зоны, следующие одна за другой, не имеют резко выраженных границ. Между ними имеются достаточно значительные по площади переходные зоны: лесотундра, лесостепь, полупустыня и др. Растительные зоны тоже не однородны по структуре растительного покрова, составу видов и жизненных форм. Так, в рамках тундровой зоны выделяют подзоны мохово-лишайниковых тундр, кустарниковых тундр и лесотундр. Дифференцируют на подзоны и другие зоны.

В пределах растительных зон, кроме господствующего типа зональной растительности, встречают и незональные участки. Это отдельные островки или полосы растительного покрова, отличающиеся своим особым обликом и генетическими связями с определенным местообитанием. Такие включения в основной тип зональной растительности называют интразональными.

В горных регионах России (Кавказ, Алтай и др.) общая зональность изменяется. По направлению от подножия к горным вершинам простираются, сменяя друг друга, различные полосы растительности, называемые здесь поясами, или вертикальными зонами. Ученые, изучающие закономерности распространения и распределения растений в горах, установили, что чем ближе к экватору расположены горы, тем более полно и четко выражены пояса растительности. Так, в высоких северных широтах, в зоне тундры, при восхождении в горы ничего другого, кроме растительности тундры, не встречают. Напротив, в горах, расположенных вблизи экватора в зоне пустынь, например в Килиманджаро, четко выражен полный спектр поясов растительности. Значит, полнота вертикальной зональности зависит как от пространственного фактора (высота гор), так и от географической широты.

Лекция № 18
Царство Грибы.

Строение. Таллом грибов называют мицелием, или грибницей. Мицелий состоит из тонких ветвящихся нитей - гиф. У низших грибов гифы не имеют перегородок и представляют как бы одну сильно разветвленную гигантскую клетку, у высших грибов они разделены поперечными перегородками (септами) на клетки. Стенка гиф содержит до 80 - 90% полисахаридов, связанных с белками и липидами. Кроме того, в ее состав входят пигменты и другие вещества. Скелетные компоненты стенки (микрофибриллы) состоят из хитина или целлюлозы. Под клеточной стенкой находится протопласт. Важная особенность строения грибов - отсутствие пластид. Ядра очень мелкие, в клетке их 1 - 2 или много. Запасные продукты откладываются в виде гликогена или жира, крахмал никогда не образуется. Гифы нарастают верхушками. При благоприятных условиях рост происходит очень быстро. У высших грибов гифы часто плотно сплетаются и образуют ложную ткань - плектенхиму, из которой формируются так называемые плодовые тела. У грибов нет приспособлений для проведения воды и защиты от испарения, поэтому они живут лишь во влажных местах.

Питание. Мицелий обычно погружен в субстрат, откуда он поглощает пищу. Грибы - гетеротрофные организмы. Большинство их - сапрофиты - питаются остатками отмерших растений. Они образуют ферменты, разрушающие целлюлозные клеточные стенки и лигнин. Значительно меньшее число сапрофитов питается остатками животного происхождения. Паразиты поглощают питательные вещества из клеток живых организмов. Среди грибов-паразитов свыше 10 тыс. видов паразитируют на растениях, менее 1 тыс. - на животных и человеке. Многие грибы часть жизни проводят как паразиты, часть - как сапрофиты. Нередко грибы вступают в сожительство с водорослями и высшими растениями. В процессе симбиоза возникли новые образования, например лишайники, микориза.

Размножение. У грибов половой процесс редуцирован, поэтому способы вегетативного и бесполого размножения весьма разнообразны.

Вегетативное размножение происходит частями мицелия; хламидоспорами - толстостенными клетками, на которые распадаются гифы, предназначенными для перенесения неблагоприятных условий; почкованием - образованием на гифах округлых выростов, затем отделяющихся.

Бесполое размножение осуществляется при помощи различных спор: зооспор, развивающихся внутри зооспорангиев; спорангиоспор, образующихся внутри спорангиев; конидий, формирующихся экзогенно на особых гифах-конидиеносцах. У некоторых грибов в жизненном цикле бывает несколько форм бесполого спороношения.

Половое размножение. У низших грибов формы полового процесса разнообразные: изогамия, гетерогамия, оогамия, гаметангиогамия, зигогамия. Зигота всегда некоторое время находится в покое, затем прорастает и образует зооспоры или короткую гифу с зооспорангием или спорангием. Перед прорастанием зигота делится путем мейоза. Жизнь большинства низших грибов проходит в гаплоидной фазе (n), диплоидна лишь зигота (2n).

У высших грибов формы полового процесса своеобразны: гаметангиогамия - слияние содержимого двух внешне различных органов полового размножения, не дифференцированного на гаметы; соматогамия - слияние двух клеток вегетативных гиф. Слияние ядер (кариогамия), как правило, происходит не сразу. Ядра противоположных полов сначала располагаются парами, образуя дикарионы. Число дикарионов увеличивается в результате синхронного деления составляющих их ядер. Через некоторое время ядра, наконец, сливаются. Диплоидное ядро делится путем мейоза, и гаплоидные ядра становятся ядрами спор, возникшими в результате полового процесса. Таким образом, у высших грибов в жизненном цикле чередуются три ядерные фазы: гаплоидная, дикарионная и диплоидная. Причем диплоидная фаза обычно кратковременна, а гаплоидная или дикарионная составляют основную часть жизненного цикла. Споры, возникшие в результате полового процесса, могут быть двух типов: аскоспоры, или сумкоспоры, образуются эндогенно, большей частью по восемь, в особых клетках - асках, или сумках, после слияния ядер дикариона, мейоза и последующего митоза; базидиоспоры образуются экзогенно, большей частью по четыре, на особых клетках - базидиях, также после слияния ядер дикариона и мейоза. Половое спороношение обычно завершает жизненный цикл.

Таким образом, по способу питания, отсутствию пластид, наличию хитина в стенках гиф, а также запасного продукта гликогена грибы приближаются к животным, а по неограниченному росту и поглощению пищи путем всасывания - к растениям. От растений и животных их отличают тело, состоящее из гиф, и наличие в жизненном цикле, кроме гаплоидной и диплоидной ядерных фаз, третьей фазы - дикарионной.

Значение грибов в природе и жизни человека. Грибы играют важную роль в круговороте веществ в природе. Они минерализуют органические вещества, в основном остатки отмерших растений, и участвуют в образовании гумуса. Грибы, вызывающие спиртовое брожение, широко применяют в хлебопечении, для производства спирта, вина, пива, кваса, кефира. Кроме того, дрожжи используют как пищевой, кормовой и лечебный продукт. Шляпочные грибы употребляют в пищу. Однако стенки гиф плохо перевариваются, поэтому белки почти не усваиваются, и грибы имеют преимущественно вкусовое значение. Велика роль грибов в производстве антибиотиков.

С другой стороны, многие грибы вызывают болезни сельскохозяйственных растений. Огромный вред хозяйству наносят грибы, разрушающие древесину. Некоторые виды вызывают болезни человека, животных, а также отравления. Грибы паразитируют в теле организмов, имеющих кислую реакцию, которую не выдерживает большинство патогенных бактерий.

Классификация. Грибы делят на шесть классов: Хитридиомицеты, Оомицеты, Зигомицеты, Аскомицеты, Базидиомицеты, Дейтеромицеты. Представителей первых трех классов относят к низшим грибам, так как они имеют неклеточный мицелий или совсем его не имеют. Представителей остальных классов относят к высшим грибам, так как их мицелий состоит из гиф, разделенных на клетки.

Класс Хитридиомицеты - Chytridiomycetes.

Объединяет 300 видов. Мицелия нет. Вегетативное тело представлено либо плазмодием - голой многоядерной цитоплазматической массой, либо клеткой, от которой отходят безъядерные, не разделенные перегородками зачаточные гифы. Бесполое размножение осуществляется зооспорами с одним жгутиком. Формы полового процесса разнообразны - изогамия, гетерогамия, оогамия и др. Обитают преимущественно в водной среде. Многие паразитируют на водорослях и высших растениях.

Ольпидий капустный (Olpidium brassicae) - паразитирует на капусте. У рассады капусты, пораженной ольпидиумом, корень и часть подсемядольного колена имеют черную морщинистую поверхность, поэтому болезнь называют черной ножкой. В клетках коры находятся талломы ольпидиума в виде многоядерных плазмодиев. Плазмодий увеличивается в размерах, одевается оболочкой и целиком превращается в зооспорангий шаровидной формы. При этом каждое ядро с частью цитоплазмы становится зооспорой, имеющей длинный гладкий жгутик. Через трубчатый отросток зооспоры выходят наружу, приближаются к новому растению, прикрепляются к эпидерме и переливают в ее клетки содержимое. Ядро паразита многократно делится, и из зооспоры образуется новый плазмодий, а затем зооспорангий. При благоприятных условиях жизненный цикл длится 2 - 3 дня. Половой процесс изогамный. При задержке прорастания зооспорангия зооспоры, выходящие из него, ведут себя, как гаметы: сливаясь, они образуют зиготу, которая передвигается с помощью двух жгутиков. Зигота заражает растение так же, как и зооспора, но затем покрывается толстой стенкой, превращается в цисту и зимует. При прорастании зигота делится путем мейоза и образует плазмодий, который вскоре превращается в зооспорангий.

Синхитрий (Synchytrium endobioticum) - паразитирует на картофеле. Зооспоры, проникая в клетки клубня, вызывают их сильное увеличение. Клетки, окружающие пораженные участки ткани, многократно делятся, стенки их одревесневают. В результате на клубнях образуются бугристые опухоли. Болезнь называют раком. Пораженные клубни часто бывают мелкими и содержат мало крахмала. При бесполом размножении из плазмодия в отличие от ольпидия образуется не один, а группа (сорус) из 5 - 9 зооспорангиев. Половое размножение происходит осенью. Половой процесс изогамный. Зигота, снабженная двумя жгутиками, проникает в клубень картофеля, покрывается толстой стенкой, превращается в цисту и зимует. Жизнеспособность цисты сохраняется в течение 20 лет. При прорастании зиготы происходит мейоз и образуется один зооспорангий.

Класс Оомицеты - Oomycetes.

Включает 300 видов. Мицелий состоит из сильно разветвленных неклеточных гиф, содержащих много ядер. Поперечные перегородки возникают только при отчленении органов размножения. Стенка гиф состоит из целлюлозы, хитина нет. Бесполое размножение осуществляется при помощи зооспор с двумя жгутиками. Половой процесс оогамный. Зигота диплоидна, при ее прорастании происходит мейоз. Большая часть жизни проходит в гаплоидной фазе. Жизненный цикл большинства видов в значительной мере связан с водной средой.

Фитофтора (Phytophthora infestans) - паразитирует на картофеле. Мицелий находится в мезофилле листа. Гифы разрастаются по межклетникам и с помощью гаусторий проникают внутрь клеток, вызывая их отмирание. На листьях появляются темные пятна, а при сильном поражении погибает весь лист. Выросты гиф (спорангиеносцы) выходят наружу через устьица, ветвятся и во влажную погоду образуют белый налет вокруг пятен с нижней стороны листьев. На их концах формируются лимоновидные зооспорангий, которые отделяются от спорангиеносцев и, попадая на листья картофеля, прорастают или в новые гифы, проникающие в ткани листа через устьица, или (при наличии капельной влаги) в зооспоры. Последние также поражают здоровые листья. Темп размножения зооспорами выше, чем зооспорангиями. Зооспорангии или зооспоры, попадая на почву, могут заражать клубни картофеля. Половое размножение обнаружено лишь на родине гриба - в Мексике, оно происходит на почве в отмирающих листьях. Оогонии и антеридии образуются лишь тогда, когда имеются два физиологически различных мицелия (гетероталлизм). Оогонии имеет шаровидную форму, внутри формируется яйцеклетка. Гифа с антеридием растет в сторону оогония. Выросты антеридия через поры врастают внутрь оогония, достигают яйцеклетки, и часть содержимого с одним ядром сливается с яйцеклеткой. Оплодотворенная яйцеклетка покрывается оболочкой и превращается в ооспору. По окончании периода покоя ооспора делится мейозом и прорастает в гифу с зооспорангием. Зимуют ооспоры и мицелий на растительных остатках и в клубнях. Заражение происходит через почву и клубни.

Класс Зигомицеты - Zygomycetes.

Число видов 400. Мицелий неклеточный. В стенках гиф имеется хитин. Бесполое размножение осуществляется при помощи спорангиоспор или конидий, Зооспор нет. Почти все виды ведут наземный образ жизни. Половой процесс - зигогамия.

Мукор (Mucor mucedo) - обычный сапрофит, поселяющийся на хлебе, овощах, а также на навозе и многих других органических субстратах. Гифы неклеточные, сильно ветвистые, с множеством ядер. Бесполое размножение происходит при помощи спорангиоспор, образующихся в шаровидных спорангиях. Попадая на увлажненный субстрат, споры прорастают. Половой процесс наблюдается сравнительно редко. Он возможен лишь тогда, когда рядом окажутся два физиологически различных (гетероталличных) мицелия. Гифы мицелиев растут навстречу друг другу. Концы их утолщаются, приходят в соприкосновение, и от них отделяются перегородками гаметангии. Стенки гаметангиев в месте соприкосновения растворяются, и многоядерное содержимое их сливается. Образовавшаяся зигота с диплоидными ядрами покрывается толстой темной оболочкой, превращаясь в зигоспору. После периода покоя она делится мейозом и прорастает. Образуется зародышевая гифа со спорангием, содержащим гаплоидные споры.

Класс Аскомицеты - Ascomycetes.

Объединяет около 30 тыс. видов. Мицелий аскомицетов состоит из клеточных гиф, погруженных в субстрат. На поверхности образуются лишь органы полового размножения. Большинство видов - сапрофиты. Они живут в почве, питаясь остатками отмерших растений, на пищевых продуктах. Однако известны и паразиты растений, реже животных и даже человека. Некоторые начинают жизненный цикл как паразиты, а заканчивают как сапрофита.

Бесполое размножение осуществляется конидиями. Половой процесс - гаметангиогамия. У примитивных представителей он заключается в слиянии двух гаметангиев разного пола, морфологически сходных или малоразличимых, представляющих собой выросты гиф. Сразу же происходит кариогамия. В многоядерных гаметангиях сливаются только два ядра. Зигота не имеет периода покоя, диплоидное ядро делится путем мейоза, а затем еще раз - митозом. В результате образуется восемь гаплоидных аскоспор. У большинства высокоорганизованных аскомицетов образуются дифференцированные органы полового размножения: женский - архикарп и мужской - антеридий. Архикарп состоит из двух клеток: нижней вздутой - аскогона, и верхней цилиндрической - трихогины. Антеридий - из одной цилиндрической клетки. Оба органа обычно многоядерные. Антеридий примыкает к трихогине, содержимое его переливается в архикарп, где и происходит слияние цитоплазмы. Ядра разного происхождения - аскогонного (женского) и антеридиального (мужского) - не сливаются, а сближаются попарно, образуя дикарионы. После этого из аскогона образуются ветвящиеся аскогенные гифы. В них переходят дикарионы, которые размножаются делением. Каждая клетка аскогенных гиф содержит по одному дикариону. В завершающей фазе полового процесса в верхушечных клетках аскогенных гиф ядра дикарионов сливаются. Образуется зигота, в которой сразу же происходит мейоз, а затем - митоз. В результате получается восемь (иногда четыре) гаплоидных клеток - аскоспор. Верхушечная клетка, в которой содержатся аскоспоры, разрастается и превращается в аску, или сумку. Следовательно, у высокоорганизованных аскомицетов в жизненном цикле чередуются три фазы: гаплоидная (большая часть цикла), дикарионная и очень непродолжительная диплоидная. Между асками всегда находятся стерильные гифы - парафизы. Они выполняют буферную роль, но возможно способствуют также рассеиванию аскоспор. Аски и парафизы образуют гимениальный слой, или гимений. Гимениальный слой высокоорганизованных аскомицетов расположен на плодовом теле, состоящем из ложной ткани - плектенхимы. У более примитивно организованных представителей аскомицетов плодовые тела не формируются, аски образуются в любом месте мицелия, состоящего из аскогенных гиф.

В зависимости от наличия или отсутствия плодового тела и способа его образования класс Аскомицеты подразделяют на три подкласса: Гемиаскомицеты, Эуаскомицеты, Локулоаскомицеты.

Подкласс Гемиаскомицеты - Hemiascomycetidae.

Плодовое тело и гимениальный слой отсутствуют. Аски образуются на аскогенных гифах мицелия или из отдельных неспециализированных клеток.

Дрожжи пекарские (Saccharomyces cerevisiae). Используются в хлебопечении, пивоварении и в производстве спирта. Известны только в культуре.

Дрожжи винные (S. ellipsoideus) распространены в природе, их используют в виноделии.

Дрожжи вызывают спиртовое брожение, при котором глюкоза превращается в винный спирт и выделяется углекислый газ. Таллом у дрожжей одноклеточный. Вегетативное размножение происходит путем почкования. При благоприятных условиях оно идет так быстро, что клетки не успевают разделиться. Через сутки от одной клетки можно получить миллионное потомство. При неблагоприятных условиях роста наступает половой процесс: ядро делится путем мейоза, и клетка превращается в аск с четырьмя гаплоидными аскоспорами. Аскоспоры некоторое время размножаются почкованием, затем сливаются попарно, образуя диплоидные клетки, которые длительное время размножаются почкованием.

Подкласс Эуаскомицеты - Euascomycetidae.

Самый обширный подкласс. Основной признак - образование плодовых тел, имеющих гимениальный слой. Различают три основных типа плодовых тел:

  • клейстотеций - полностью замкнутое, обычно шаровидной формы, аски находятся внутри, они освобождаются в результате разрушения стенки плодового тела;

  • перитеций - имеет сверху выходное отверстие, внутри содержит гимениальный слой;

  • апотеций - открытое, блюдцевидной или чашевидной формы, гимениальный слой расположен на поверхности.

Пеницилл (род Penicillium). Виды этого рода обитают в почве, где минерализуют органические остатки, некоторые вызывают порчу пищевых продуктов - хлеба, овощей. Отдельные представители служат сырьем для получения антибиотика пенициллина. Другие используют при производстве сыра сортов рокфор и камамбер. Гифы разделены на клетки, содержащие по одному ядру. Бесполое размножение происходит при помощи конидий. Конидиеносцы многоклеточные, заканчиваются на верхушке разветвлениями, имеющими форму кисточек. От конечных разветвлений (фиалид) отделяются цепочки конидий. Наиболее молодые конидии расположены в основании цепочки, а наиболее старые (созревшие) - на ее конце. Отделившиеся конидии разносятся токами воздуха и, попав в благоприятные условия, образуют новые мицелии. Половое размножение известно у немногих видов этого рода. Плодовое тело - клейстотеций.

Часто эти грибы (вследствие отсутствия полового размножения у большинства из них) относят к несовершенным грибам - дейтеромицетам.

Спорынья (Claviceps purpurea) - злостный паразит ржи и многих дикорастущих злаков. На колосьях образуются темно-фиолетовые склероции (рожки). На периферии их гифы толстостенные, темноокрашенные, в центре - с тонкими стенками, заполнены запасными продуктами (маслом и гликогеном). Склероции зимует в почве, а к началу цветения ржи прорастает, и на нем образуются головчатые стромы с погруженными в них перитециями. Они содержат удлиненные аски, в каждом из которых по восемь тонких аскоспор. Созревшие аскоспоры выбрасываются наружу и, попав на цветущие колосья ржи, прорастают и образуют в завязях мицелий. От гиф мицелия отшнуровываются конидии, которые переносятся с колоса на колос насекомыми, привлеченными сладковатой жидкостью - медвяной росой, выделяемой мицелием гриба на поверхность колосьев в виде капель. Конидия, прорастая, внедряется в завязь и образует мицелий, который к осени уплотняется и превращается в новый склероций. Склероций несет на своей верхушке отмершую завязь с рыльцами, а в теле его накапливаются запасные продукты и ядовитое вещество - эрготин.

Сморчковая шапочка (Verpa bohemica) - сапрофит, обитающий в лесу. Мицелий находится в почве, а на поверхность весной вскоре после освобождения почвы от снега выходит плодовое тело - апотеций, имеющий вид конической шляпки бурого цвета, 3 - 5 см в диаметре, на цилиндрической ножке. Оно образовано плектенхимой. Наружная поверхность шляпки морщинистая, выстлана гимениальным слоем, состоящим из удлиненных асков, расположенных перпендикулярно к поверхности. Аски содержат по две крупные удлиненно-овальные аскоспоры (остальные ядра дегенерируют), погруженные в цитоплазматическую массу - эпиплазму. Между асками находятся парафизы, придающие упругость гимениальному слою. При созревании асков гликоген в эпиплазме превращается в сахар, поэтому они всасывают воду, тургор увеличивается и через образовавшееся на верхушке отверстие аскоспоры с силой выбрасываются наружу на расстояние до 30 см. При благоприятных условиях они прорастают и образуют новые мицелии.

Класс Базидиомицеты - Bas1diomycetes.

Общее число видов около 30 тыс. Мицелий состоит из клеточных гиф. Бесполое размножение происходит при помощи конидий, но встречается редко. Половой процесс - соматогамия. Он осуществляется путем слияния клеток двух гаплоидных гиф, специальных органов полового размножения не образуется. У гетероталличных видов, составляющих большинство, сливаются гифы противоположных по знаку мицелиев. При этом образуются дикарионы, ядра которых затем синхронно делятся. Половой процесс завершается слиянием ядер дикарионов, мейозом и образованием базидии с четырьмя базидиоспорами.

Базидии по строению бывают разные:

  • холобазидия одноклеточная, булавовидная;

  • гетеробазидия состоит из двух частей - нижней расширенной (гипобазидия) и верхней, являющейся выростом нижней (эпибазидия);

  • фрагмобазидия (телиобазидия) - разделена поперечными перегородками на четыре клетки, обычно образуется из толстостенной покоящейся клетки, называемой телиоспорой.

В жизненном цикле базидиомицетов доминирует дикарионная фаза, а гаплоидная и диплоидная очень кратковременны. У большинства видов базидиоспоры образуются на плодовых телах, разнообразных по форме и размеру. По консистенции плодовые тела могут быть рыхлыми, паутинистыми, плотно-войлочными, кожистыми и даже деревянистыми. Гимений чаще всего располагается на нижней стороне плодового тела. Он состоит из базидий, парафиз и цистид. Цистида - более крупная, чем парафиза, клетка, возвышающаяся над гимениальным слоем. Поверхность плодового тела, несущую гимений, называют гименофором. У примитивных представителей он гладкий, а у высокоорганизованных имеет форму шипов, пластинок, трубочек, что значительно увеличивает поверхность гимениального слоя. У некоторых видов базидии с базидиоспорами образуются прямо на гифах мицелия.

Базидиальные грибы подразделяют на три подкласса: Холобазидиомицеты, Гетеробазидиомицеты, Телиобазидиомицеты.

Подкласс Холобазидиомицеты - Holobasidiomycetidae.

Объединяет грибы, образующие холобазидии.

Шампиньон (Agaricus campestre) - сапрофит, живет на хорошо унавоженной почве. Плодовое тело образуется на сильно разветвленном мицелии, расположенном в почве и состоящем из клеточных гиф. Оно имеет шляпку и ножку. У молодых плодовых тел нижняя сторона шляпки затянута покрывалом - белой пленкой, прикрепленной к краю шляпки и ножке, выполняющей защитную роль. На старых плодовых телах от покрывала остаются только обрывки пленки в виде белого кольца на ножке. Ножка плодового тела, кожица, покрывающая шляпку, мякоть и пластинчатый гименофор, расположенный на нижней поверхности шляпки, состоят из плектенхимы. Поверхность пластинок гименофора имеет розоватый цвет у молодых шампиньонов и более темный - у старых. Гимениальный слой состоит из одного ряда базидий. Базидиоспоры сидят на стеригмах - выростах базидий. Отделяясь от стеригм, они попадают в пространство между пластинками, падают вниз и разносятся токами воздуха.

К холобазидиомицетам относят также следующие хорошо известные грибы:

с пластинчатым гименофором: лисичка (род Cantharellus), опенок (род Armillariella), сыроежка (род Russula), рыжик (Lactarius deliciosus), груздь (L. piperatus);

с трубчатым гименофором: трутовик настоящий (Fomes fomentarius), белый гриб (Boletus edulis), подберезовик (B. scaber), подосиновик (В. versipellis).

Подкласс Телиобазидиомицеты - Teliobasidiomycetidae.

Имеют фрагмобазидии.

Возбудитель твердой головни пшеницы (Tilletia caries). Пораженный колос более легкий, чем здоровый, так как многие его зерновки заполнены телиоспорами. Телиоспоры имеют шаровидную форму, темную окраску и ячеистую поверхность. Во время обмолота они прилипают к зерновкам и при посеве попадают в почву. Прорастают весной одновременно с зерновкой. Перед прорастанием ядра дикариона сливаются, а затем зигота делится путем мейоза. Затем образуется фрагмобазидия с гаплоидными базидиоспорами. Базидиоспоры неспособны заражать растения. Две гетероталличные базидиоспоры сливаются и образуют двухъядерную клетку. Из такой клетки вырастает дикарионная гифа. Она внедряется в околоплодник зерновки, а затем в проросток, растет вместе с растением, проникает в соцветие, сильно разрастается внутри зерновок и поглощает их содержимое. Околоплодник и спермодерма не разрушаются, зерновка сохраняет внешнюю форму, но внутри она заполнена телиоспорами.

Такой же жизненный цикл имеют возбудители головни ржи (Т. secalis) и ячменя (Т. hordei), пыльной головни кукурузы (Sorosporium reilianum) и др.

Возбудитель пыльной головни пшеницы (Ustilago tritici) имеет более сложный жизненный цикл. У пораженного колоса чешуйки колосков и зерновки разрушены и покрыты черными телиоспорами. Они мельче, чем телиоспоры твердой головни пшеницы, поверхность их не ячеистая. Телиоспоры попадают на здоровые колосья. На рыльце пестика они прорастают и образуют фрагмобазидии. Однако базидиоспоры не формируются, а происходит попарное слияние члеников фрагмобазидий, которые затем прорастают в дикарионные гифы. Последние проникают в завязь, разрастаются внутри эндосперма и зародыша, но не разрушают их. Пораженные зерновки не отличаются от здоровых ни формой, ни массой и способны прорастать. Следовательно, здесь заражение происходит не в почве, а во время цветения и формирования зерновки. При посеве, когда зародыш трогается в рост, начинается и интенсивный рост мицелия. Особенно сильно разрастается мицелий в соцветии, где накапливается много питательных веществ. Здесь он распадается на отдельные клетки, которые покрываются толстой стенкой и превращаются в телиоспоры. При этом соцветие деформируется и представляет собой черную пылящую массу.

Пукциния злаковая, или возбудитель линейной ржавчины (Puccinia graminis), паразитирует на двух растениях: злаках и барбарисе. Злак служит основным растением-хозяином, а барбарис - промежуточным. На стеблях и листьях пораженных злаков в середине лета появляются удлиненные выпуклые пятна (подушечки) ржаво-бурого цвета. Они состоят из множества летних спор, называемых уредоспорами. Во второй половине лета образуются пятна черного цвета. Это кучки гелиоспор. Они появляются на тех же местах, где были уредоспоры. Оба вида спор образуются на дикарионном мицелии, который находится в тканях стеблей и листьев злака. Уредоспора - это двухъядерная клетка, имеющая цвет ржавчины вследствие наличия в ней капель масла. Она овальной формы и расположена на одноклеточной ножке. Уредоспоры разносятся ветром и заражают другие растения. Телиоспора также расположена на ножке. Она удлиненной формы, имеет толстую бурую стенку и состоит из двух клеток. Вначале в каждой клетке имеется по два ядра. Затем ядра дикариона сливаются и двухъядерные клетки превращаются в диплоидные одноядерные.

Телиоспоры перезимовывают на почве или на стерне. Весной они прорастают. Перед прорастанием ядра делятся путем мейоза. Из каждой клетки вырастает фрагмобазидия с четырьмя гаплоидными базидиоспорами на коротких стеригмах. Базидиоспоры разносятся ветром. Попадая на листья барбариса, они прорастают и образуют мицелий в тканях листа. На верхней стороне пораженного листа появляются пикниды. Это овальные образования, состоящие из гаплоидных гиф, от верхушек которых отделяются пикноспоры. Развиваясь, пикнида разрывает верхнюю эпидерму листа, и часть тиф высовывается наружу. Роль пикноспор сводится к своеобразному «опылению» пикнид другого знака (+ или —) и снабжению последних недостающими ядрами для образования дикарионного мицелия. Только на .таком мицелии возникают эцидии. Они находятся на нижней стороне листа. Молодые эцидии имеют шаровидную форму и погружены в паренхиму листа. Внутри созревают эцидиоспоры, окруженные покровом - перидием. Более старые эцидии прорывают нижнюю эпидерму и приобретают бокаловидную форму. Эцидиоспоры расположены в них правильными вертикальными рядами. Они отделяются от удлиненных клеток, находящихся на дне эцидия и являющихся продолжением гиф, которые пронизывают межклетные пространства тканей листа. Эцидиоспоры переносятся ветром на стебли и листья злаков. Пукциния злаковая паразитирует как на культурных злаках, так и на дикорастущих. Для некоторых луговых злаков промежуточный хозяин - крушина ломкая.

Класс Дейтеромицеты, или Несовершенные грибы, - Deuteromycetes.

Общее число видов около 30 тыс. Гифы клеточные. Бесполое размножение осуществляется посредством конидий. Половое размножение отсутствует. Это паразиты и сапрофиты. Многие виды очень широко распространены в природе, нередко вызывают заболевания и гибель сельскохозяйственных растений.

Классификация дейтеромицетов основана на расположении конидиеносцев и форме конидий. Конидиеносцы могут располагаться поодиночке или небольшими пучками - коремиями (ботритис - род Botrytis), на поверхности переплетения гиф - ложе, или строме (коллетотрихум - род Colleto-trichum), внутри шаровидного или овального вместилища с отверстием на вершине - пикниды (диплодина - род Diplodina).



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Учебная программа курса ботаники для студентов специальности 110400 «Агрономия»

    Учебная программа курса
    В соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 110400 Агрономия (квалификация (степень) «бакалавр»), утвержденным приказом Министерства образования
  2. Конспект лекций по культурологии Для студентов всех специальностей

    Конспект
    Слово “культура” происходит от латинского слова культивировать, или возделывать почву. В средние века это слово стало обозначать прогрессивный метод возделывания зерновых, таким образом возник термин agriculture или искусство земледелия.
  3. Рабочая программа учебная дисциплина Ботаника Для студентов очного обучения по специальности 110200 Агрономия

    Рабочая программа
    1.1 Ботаника как наука о растениях является фундаментальной теоретической дисциплиной, создающей базу для изучения студентами остальных биологических (например, физиологии растений, микробиологии, генетики и др.
  4. А. А. Терехин курсовая работа по ботанике методические рекомендации

    Курсовая
    С.Ф.Пономаренко, В.А.Сурков, А.А.Терехин. Курсовая работа по ботанике. Методические рекомендации для студентов специальностей «Агрономия» и «Фармация».
  5. Учебно-практическое пособие для студентов специальностей: 0604, 0605, 0606, 0611, 3513, 0204, 0211, 0524

    Учебно-практическое пособие
    В работе изложены основные вопросы курса «Концепции современного естествознания». В пособии даны общие методические указания по работе над курсом КСЕ, список литературы, рекомендуемой для изучения курса, рабочая программа дисциплины,

Другие похожие документы..