Систематика высших растений
Систематизация – физическое или мысленное объединение некоторого множества объектов по сходству их качеств или функций.
Теофраст (371-286 до н э) – отец ботаники, основал ее как науку (комплекс представлений, понятий и терминов). «Естественная история растений» - 10 томов, вопросы общей ботаники. «О причинах растений» - о сущности, сохранились только фрагменты, физические проблемы, описано около 500 растений. Выделял деревья, кустарники и т.п. Листопадные, водные, бобовые, злаки и т.д. Классификация продержалась до 19 века.
Плиний Старший (23-79 нэ) – написал серию книг «Естественная история». Описал около 100 растений.
Диоскорид – занимался изучением лекарственных свойств растений «Медицинские свойства растений», описал около 600 лекарственных трав.
Монах Василий Великий (329-379) – был основателем монастырских больниц и лепрозориев.
Ибн Синна (Авиценна) (980-1037) – арабский врач, «Гексамерон».
Альберт Великий (1193 – 1280) – создавал зимние сады.
Эпоха Возрождения
Создавались травники – рисунки растений, подробное описание.
Искусственная система – система, основанная на любом произвольно выбранном признаке.
Цезарь Пин – основатель школы фруктистов.
Турнифор – короллисты («королля» - венчик)
Рой – англичанин, поделил цветок растения на 2 группы – однодольные, двудольные. Предложил понятие «вида»
Братья Баудины – 17 век, Швейцария. Каспар описал 6000 растений, предложил понятие бинарной номенклатуры. Произошла дифференциация ботаников.
Карл Линней – Швеция, 1707 – 1778. Реформатор ботаники, разработал искусственную систему растений, по пестикам и тычинкам. Разработка и присвоение ботанических терминов, около 1000 терминов. Присвоил всем известным, около 10000, растениям бинарное название.
Естественная система – основана на признаках прямого родства.
Жюсье – французская семья ботаников. Появилось описание 20000 растений, около 100 семейств, 15 классов. «О родах растений» - вышла в 1789 году. Семейства лежат в основе естественной системы.
В 1813 году вышла книга Декандоля Огюстена «Элементарная теория ботаники» - описание 75000 растений.
Таксон – это реальная группа организмов любого систематического ранга и объема.
Таксономические категории (Латрейл, 1804 год)
-
Вид Species
-
Род Genus
-
Семейство Familia
-
Порядок Ordo
-
Класс Classis
-
Отдел Divisio
Основной таксономической категорией является вид, который разбивает существующие живые организмы на отдельные конкреции. Надвидовые категории выполняют объединяющую функцию.
Вид – генетически ограниченная группа популяций, особи которой характеризуются совокупностью определенных, только им присущих признаков, способностью скрещиваться, давая плодовитое потомство и занимающая определенный ареал.
Подвид Subspecies – группа популяций вида, имеющая наследственно закрепленные морфологические отличия и свой ареал.
Разновидность Varietas – группа популяций вида географически необособленная, но имеющая наследственно закрепленные морфологические отличия, связанные с характером места обитания.
Форма Forma – группа особей, имеющая наследственно закрепленные морфологические отличия, которые возникли в результате случайных мутаций, не несущие экологической адаптивности, ареала нет.
Систематика – наука о разнообразии организмов и взаимосвязи их друг с другом (филогенетическая взаимосвязь).
Задачи:
1 уровень. Альфа-систематика. Исследование и составление каталога и описания видов, обитающих на земном шаре. Предмет систематики – все разнообразие представителей растительного царства на Земле.
2 уровень. Бета-систематика. Составление классификации растений. Классификация – система соподчиненных понятий какой-либо области знаний, используемая как средство для установления связей между этими понятиями, а также для ориентации в многообразии этих понятий.
Классификация растений – филогенетическая система соподчиненных таксонов.
Задачи систематики растений: описание и обозначение существующих и вымерших организмов и установление родственных связей между видами и группами видов. Эти отношения выражаются в филогенетической системе соподчиненных таксонов.
Методы систематики:
-
Морфологические
-
Собственно морфологический метод
-
Анатомический – особенности строения тканей, органов.
-
Полинологический – споры, пыльца, особенности строения наружной оболочки.
-
Эмбриологический
-
Тератологический
-
Биохимические
-
Серодиагностика
-
Цитогенетический, кариологический
-
Физиологический – физиологические особенности (фотосинтез, дыхание, минеральный обмен)
-
Онтогенетический – сравнение циклов воспроизводства растений. Цикл воспроизводства – закономерная смена стадий развития организма.
-
Палеоботанический – изучение ископаемых растений. Позволил выявить основные переходные формы между существующими таксонами.
-
Топологические
-
географический – сравнение ареалов
-
экологический
-
фитоценологический – изучает роли вида, встроенного в конкретном растительном сообществе.
-
Вспомогательные методы
-
Математическое моделирование
-
Рентгеноструктурный анализ
Роль систематики в биологии
-
Составляет ценную информацию о классификациях, имеет большую научную и практическую ценность.
-
Дает картину разнообразия органического мира.
-
Воссоздает филогению жизни.
-
Вскрывает эволюционные тенденции
В науке:
-
Стратиграфия осадочных слоев.
-
На систематике основана эволюционная биохимия
-
Мендель и Наден. Выбор правильного объекта исследования.
Практическая ценность:
-
Селекция растений
-
Сельское хозяйство
-
Медицина
-
Охрана природы
-
Парфюмерия
Основные принципы, лежащие в основе построения современной системы.
-
Структурные принципы
-
Объединение видов в систему взаимоподчиненных таксономических единиц надвидового ранга. Основным таксоном является род. В случае необходимости выделяют вспомогательные таксоны: подкласс, надкласс, группа порядков, надпорядок, подсемейство и т.д.
-
Принцип построения классификации в виде иерархического дерева. При этом наличие первого максимального элемента (ствола) подразумевает включение минимальных элементов (веточек) и заданное отношение предшествования: признаки последующего элемента включают в себя все признаки предыдущего и отличаются от него хотя бы одним дополнительным признаком.
-
Принципом обратной пропорциональности. Чем больше по объему выделенные родственные группы, тем больше допускается между ними точек соприкосновения, то есть растений сочетающих промежуточных признаков.
-
Методологические принципы построения системы
-
Построение системы на филогенетической основе.
-
Фундаментом построения системы является учение о виде и видообразовании.
-
Принцип монофилетичности. Все родственные таксоны происходят от одного предка.
-
Принцип научной обоснованности
Обоснование выделения грибов в особое царство.
Признаки, общие у растений и грибов
-
Неподвижность в вегетативной стадии
-
Наличие клеточной стенки, оболочки
-
Осмотрофный способ поглощения питательных веществ
-
Наличие вакуолей с клеточным соком
-
Размножение спорами
-
Неограниченный рост
Признаки, общие у грибов и животных
-
Гетеротрофный тип питания
-
Наличие хитина в клеточной стенке
-
Наличие мочевины в качестве конечного продукта белкового обмена
-
Синтез лизина по животному типу
-
Гликоген, масла, волютин, фосфорная кислота.
Признаки, присущие только грибам
-
Своеобразное строение цитохромов (серия ферментов, содержащих сильно окисляющий элемент, необходимый для дыхания)
Грибы и грибоподные организмы
Отдел Myxomycata Myxophuta (слизевики)
-
Группа организмов, тело состоит из протопласта, не покрытого оболочкой
-
Около 450 видов, паразитические и свободноживущие
Класс Myxogasteromycetes (миксогастеровые)
Порядок Lycogala (ликогала)
-
Окрашенная лепешечка
-
Имеют волокна, выполняющие мышечную функцию
-
Питаются одноклеточными, мелкими насекомыми, органическим веществом
Цикл воспроизводства.
Элатеры (пружинки) – структуры, которые не имеют клеточного строения, способные совершать гигроскопические движения.
Монада – одноклеточная структура, способная активно передвигаться с помощью жгутиков. Амебоидная структура – миксомеба. Они могут взаимно превращаться. Нужны для копуляции.
Этапы копуляции:
1 этап. Плазмогамия – сливается цитоплазма
2 этап. Кариогамия – слияние ядер
Класс Plasmodiophoromycetes (плазмодиофоровые)
Род Plasmodiophora (плазмодиофора)
-
Паразитические организмы, Plasmodiophora brassiacae капустная плазмодиофора. Заболевание – капустная кила
Цикл вопроизводства
Зооспоры – способны к движению с помощью жгутиков, которые находятся на переднем конце.
Дикарионтическая стадия – двуядрие
Меры борьбы с капустной килой:
-
Известкование почвы (не выносят щелочного раствора)
-
Просушивание парников
-
Плодосмен
Слизевики способны формировать склероции, могут долго сохранять жизнеспособность, сжимаясь в шарик, обезвоживаются и покрываются крепкой оболочкой. Жизнеспособны в течение десятков лет. Миксамеба может в состояние цисты и обратно.
Spongospora solani (картофельная парша)
Филогения отдела Слизевиков
Произошли от жгутиковых (динофлагелят)