медицинская ботаника

Клеточныестенкивысшихбазидиальныхгрибовотличаютсявы< соким содержанием биополимеров — хитина и глюканов. Это пред< ставляетбольшойинтересдлямедицины,многихотраслейпромыш< ленностиисельскогохозяйства.Кромеэтого,всоставоболочкивходят белки, липиды, меланин и другие вещества. Способность хитина к образованию соединений с тяжелыми металлами и большая удель< ная поверхность хитиновых микрофибрилл превращает клеточную стенку грибов в уникальный биосорбент ионов тяжелых металлов

ирадионуклидов. Глюканы участвуют в транспорте веществ в клетку

иудалениипродуктовметаболизмаизнее,проявляютпротивоопухо< левуюииммуномодулирующуюактивность.ВнастоящеевремявУк< раине изучается группа почвенных микромицетов — биодеструкто< ров, способных поглощать 14С радиоактивного графита.

б

+

21

+

Рис. 3.116. Жизненный цикл шляпочного гриба:

1 — базидиоспоры; 2 — прорастание базидиоспор в первичный мицелий; 3 — сомато< гамия; 4 — рост вторичного мицелия; 5 — плодовое тело: а — ножка; б — шляпка; в — базидии с базидиоспорами

В плодовых телах, мицелии и культуральном фильтрате ксило< трофныхгрибов родов Pleurotus, Panus, Lentinus, Flammulina, Phomitopsis, Phizopus, Phellinns, Fomes, Inonotus и др. содержатся ферменты и кис< лоты — муравьиная, уксусная, масляная, щавелевая, лимонная, ита< ковая, бензойная и оксибензойная. Некоторые препараты из этих грибов вызывают лизис тромбов крови человека, угнетают рост гри< бов<паразитовидр. Лиственничная губка (Fomes officinalis) (рис. 3.117, 1) применяется при желудочных заболеваниях, туберкулезе, желтухе. Бесспоровая, стерильная форма трутовика ложного — трутовик

косотрубчатый, или чага— Inonotus obliquus (рис. 3.117, 3). Она разви< вается в трещинах коры берез в виде бугорчатых, черных нарос<

тов. Из чаги получают противораковые препараты. Слизистая обо< лочка («земляное масло») молодого гриба веселки (рис. 3.117, 4) эф< фективнапри ревматизме.Антибактериальнымдействиемобладают некоторые трутовики и такие шляпочные грибы, как говорушка, опе нок осенний, шампиньон, дождевик. Виды, содержащие значительное количество меланина (Torula herbatum, Mycelia sterilia), используются для очистки сточных вод от нефтепродуктов. Многие виды базидио< мицетов употребляются в пищу: масленок, груздь, белый гриб, или бо

ровик, шампиньон, подберезовик, подосиновик, рыжик, лисичка, вешен ка и др.(рис.3.117,4–9).Естьтакжесмертельноядовитыегрибы(рис. 3.117, 10–12).

12

5

4

Рис. 3.117. Представители базидиальных грибов:

1–3 — трутовики: лиственничная губка, трутовик настоящий, чага; 4–9 — съедобные шляпочные грибы: 4 — веселка; 5 — говорушка; 6 — белый гриб; 7 — груздь; 8 — ли< сичка; 9 — вешенка; 10–12 — ядовитые грибы: 10 — бледная поганка; 11 — мухомор;

12— ложный опенок

Всовременныхбиотехнологияхдляполучениямедицинскихпре< паратов на основе базидиальных макромицетов используют плодо< вые тела, мицелиальную массу и метаболиты, которые выделяют из питательныхсредприискусственномкультивировании.Впоследние годы большое внимание биотехнологов привлекает съедобный япон

ский черный гриб, или сиитаке — Lentinus edodes. Вещества, которые онпродуцирует,обладаютонкостатическим,антисклеротическим,ан< тиоксидантнымдействием,индуцируютинтерферон,подавляют ви<

русы гриппа. Препараты на основе алкалоидов, получаемых из сии< таке, укрепляют сердечную мышцу и снижают уровень холестерина в крови. Полисахаридные фракции из грибной биомассы обладают иммуномодулирующей активностью. Этот гриб искусственно выра< щивают на отходах переработки винограда и методом глубинного культивирования на жидких средах. В качестве источников биологи< чески активных полисахаридов культивируются также Pleurotus oatreatus и Flammulina velutipes. Они повышают иммуногенез челове< ка, снижают тонус сосудов, стимулируют регенерацию тканей. В за< падноймедицинеужедавноиспользуетсяcъедобныйлигнотрофный гриб Hericium erinaceum. Из порошка его плодовых тел производят таблеткидлялеченияонкологическихзаболеванийивоспалительных процессовжелудочно<кишечноготракта.Противоопухолевуюактив< ность проявляет также культуральный фильтрат гриба<ксилофита

Gloeophyllum sepiarium.

ОТДЕЛ ЛИШАЙНИКИ — LICHENOPHYTA

Л и ш а й н и к и насчитывают около 20 000 видов. Это своеоб< разные симбиотические организмы, включающие гриб (сумчатый, реже — базидиальный), водоросль (обычно зеленую) или цианобак< терии (чаще — носток). В составе некоторых лишайников имеются азотфиксирующие бактерии. В лишайниковом симбиозе гриб обес< печивает водоросль водой и минеральными солями, защищает ее от высыхания,механическоговоздействия, влияниякрайнихтемпе< ратур. В свою очередь, от водоросли гриб получает синтезируемые в процессе фотосинтеза углеводы и витамины группы В. О некото< ром паразитизме гриба свидетельствует способность формировать гаустории (присоски) для внедрения в клетки водоросли и поглоще< нияих содержимого.

Сожительство гриба и водоросли дает возможность лишайникам существоватьвсамыхнеблагоприятныхусловиях,гдеотдельнонитот нидругойорганизмнесмоглибыразвиваться.Лишайники —пионе< ры растительной жизни. Они поселяются там, где другие растения жить не могут: на голых скалах, бесплодных почвах, на стенах домов. Наиболее широко распространены лишайники в арктической и вы< сокогорнойтундре,втайге.Всосновыхборахониустилаютпочвусе< рым ковром, растут на стволах деревьев, свисают с ветвей. Встреча< ются лишайники на лугах, в степях и пустынях. К субстрату лишайникинетребовательны,таккакспособныпоглощатьводуи ми< неральные вещества всем талломом из осадков, воздуха и атмосфер< ной пыли. Они успешно развиваются в туманных высокогорных и приполярныхобластях.Лишайникиспособныдолгоевремясохра< нять жизнь при полном высыхании, а после увлажнения оживать.

Вместе с тем они очень требовательны к свету, необходимому во< дорослям для фотосинтеза, и крайне чувствительны к чистоте возду< ха.Онинерастутвместах,гдевоздухзагрязнендымом,копотью,сер< нистымгазом.Вэтойсвязииххимическийсостави«здоровье»служат индикаторамикачестваместообитания.Многиелишайникиспособ< нысвязывать тяжелые металлы,радионуклиды.

Тело лишайника представляет собой таллом, или слоевище. По форметалломаразличаюттриосновныхтипалишайников(рис.3.118): накипные, или корковые (принадлежит 80 % видов) — тело в виде ко< рочек или накипи, тесно связанное с субстратом всей поверхностью ипрактическинеотделимоеотнего; листоватые —теловвиделисто< видных пластинок, прикрепленных к субстрату пучками, часто с по< мощью ризинов — особых выростов; кустистые — в виде более или менее прикрепленного кустика длиной до 15 см, поднимающегося с земли или свисающего с ветвей.

Слабый фотосинтез, скудное минеральное питание определяют крайне медленный рост и длительное существование лишайников. Накипныелишайникизагодвырастаютна1–8мм,алистоватыеи ку< стистые — на 1–35 мм.

Внутреннеестроениелишайников(рис.3.118)примитивно.У ли< стоватых и кустистых гетеромерных лишайников с верхней и нижней стороны или только с верхней стороны имеются плотные сплетения гифов, образующие сухой корковый слой; водоросли располагаются сразуподверхнейкорой,образуягонидиальный,иливодорослевый,слой, а внутреннюю часть — сердцевину составляют рыхло расположенные гифыиклеткиводорослей.Уболеепримитивныхгомеомерныхлишай ников гонидиального слоя нет и водоросли равномерно распределе< ныповсемуслоевищу.

В качестве запасных питательных веществ в лишайниках накап< ливаютсяполисахариды — лихенин иизолихенин,белкиижирноемас< ло. Среди специфических веществ наиболее изучены лишайниковые кислоты (известно около 200). Они откладываются на поверхности гифовввидекристаллов,палочек,зернышекипр.Большинствокис< лот бесцветно,нонекоторые придают талломам серый, бурый, ярко< желтый,оранжевыйиличерныйцвет.Впрошломониширокоисполь< зовались для окраски тканей и пряжи. Некоторые лишайники синтезируют эфирные масла, ценные для парфюмерии своим специ< фическим, тонким и стойким ароматом.

Размножаются лишайники только вегетативно — частями таллома илиспомощьюспециальныхобразований — изидий исоредий,состо< ящихизгифовгриба,оплетающихнесколькоклетокводорослей.Со< редииформируютсявнутрислоевища,изидии —наегоповерхности, обламываются ветром, каплями дождя. Массовое образование соре<

дийприводиткразрывукорыиихвысвобождению(рис.3.118).Кроме этого, грибы и водоросли, входящие в состав лишайника, размно< жаются самостоятельно: водоросли — делением клеток и образова< нием неподвижных спор, грибы — спорами, возникающими вегета< тивным, бесполым и половым путем. Водоросли, развившиеся из спор, могут существовать самостоятельно, без грибов, а проросшие в мицелийспорыгрибовпогибаютвслучаеотсутствиясоответствую< щейводоросли.

5

3

Рис. 3.118. Представители лишайников с различными типами таллома:

А — накипной письменный лишайник Graphis seripta (на коре); Б — листоватый гомеомерный — Collema pulposum (внешний вид таллома с апотециями и фраг< мент поперечного среза), В — листоватый с гетеромерным талломом — Parmelia; Г — кустистый олений лишайник — ягель — Сladonia rangiferina; Д — кустистый гомео< мерный — Lobaria verrucosa (внешний вид и разрез таллома); Е — кустистый борода< тый — Usnea barbata (внешний вид, поперечный и продольный срезы гетеромерно< радиального таллома); 1 — гифы гриба; 2 — клетки водоросли; 3 — коровый слой; 4 — гонидиальный водорослевый слой; 5 — сердцевинный слой; 6 — соредии;

7 — ризины

Значение. Биологическиеособенностилишайниковпозволяютим поселяться на бесплодных горных породах и способствовать их вы< ветриванию.Выделениялишайниковрастворяютизвестковыеикрем< неземистые соединения. В трещинах и углублениях разрыхленной породы задерживаются частицы пыли и накапливается гумус. Пер< вымиобычнопоселяютсянакипныелишайники,вытесняемыеболее крупными листоватыми и кустистыми, затем мхи, травы и мелкие кустарники. Эта работа лишайников определяет их значение в при< роде. Лишайники используются для контроля за выпадением радио< активных осадков, применяются в мониторинге загрязнения атмо< сферы.Вместестемлишайники,поселяющиесянадеревьях,нарушают их газообмен, дают пристанище вредным насекомым. Наибольшее экономическоезначениеимеюткустистыелишайникисемействакла дониевые: ягель, или олений лишайник (олений «мох») — Сladonia rangiferina (рис. 3.118), исландский «мох» — Cetraria islandica и другие виды родов кладония, цетрария, пармелия и алектория. Они широко распространены в тундре, где служат главным кормом для северных оленей. Используют лишайники также в фармации для получения слизистых отваров, лекарственных антибиотических средств (уснинат натрияизуснеи — Usnea).Впарфюмериинекоторыелишай< ники (эверния сливовая — Evernia prunastri) служат источником уни< кальных ароматических веществ. Из лишайников получают краски, лакмус и др.

НАДЦАРСТВО ПРОКАРИОТЫ (ДОЯДЕРНЫЕ) — PROCARYOTA

Клеткипрокариототличаютсяотсутствиемоформленногоядраи примитивнойструктуройорганоидов.Надцарствопредставленоцар< ством бактерии, или дробянки, в состав которого, среди прочих, вхо< дит отдел цианобактерии.

ЦАРСТВО БАКТЕРИИ — MONERA

ОТДЕЛ ЦИАНОБАКТЕРИИ — CYANOBACTERIA

Ц и а н о б а к т е р и и, ц и а н е и, и л и с и н е з е л е н ы е в о< д о р о с л и — одноклеточные,колониальныеимногоклеточныенит< чатые организмы, появившиеся свыше 3 млрд. лет назад и насчиты< вающие в настоящее время около 7500 видов. Распространены повсеместно,первымизаселяютновыепространства,обитаютнараз< личных субстратах, но большая часть из них — пресноводные.

Клетки цианей (рис. 3.119) отличаются рядом признаков. Форма их разнообразна, окраска от сине<зеленой до фиолетовой, красной и почти черной. Клеточная оболочка обычно с порами, состоит из пектиновыхвеществ,целлюлозы,муреина, альгинатов идр.Снаружи клетка имеет чехол из слизи и протеиновых микрофибрилл,обеспечива< ющийзащитуидвижениеклеток.Жгутикиотсутствуют.Цитоплазма неоднородна: в ней выделяют хромато< и нуклеоплазму. Хромато плазма — постенный слой, содержащий гранулы цианофицина, тилакоиды без мембран, но с гранулами пигментов — зеленого хло< рофилла «а», красно<оранжевых каротиноидов, фикобилинов и фико цианинов, синего фикоэритрина. Соотношениеэтих пигментовопре< деляет окраску клеток. Эндопласт, или нуклеоплазма, без пигментов, содержит нити ДНК. В цитоплазме, что заключена между хромато< и нуклеоплазмой,сосредоточенырибосомы,митохондрииигранулы запасных веществ — гликопротеидов, волютина и др. Вакуоли газо носные,заполненыазотом.

Питание цианей автотрофное, гетеротрофное и смешанное; не< которые фиксируют атмосферный азот. У нитчатых форм эту функ< циювыполняют гетероцисты — крупныеклеткистолстымиоболоч< ками (рис. 3.119, Б, 8).

Размножаются цианеивегетативно:одноклеточныеделятсяпопо< лам, большинство нитчатых — посредством гормогониев — участков

нити. У одних цианей внутри материнской клетки образуются эндо споры, у других — отшнуровываются экзоспоры. Цианеи могут обра< зовыватьтолстостенныеспоры длядлительногосохранениявидавне< благоприятныхусловиях.

Значение цианобактерийвтом,чтоониобогащаютводоемыкисло< родомиорганическимивеществами,являютсяихбиологическимиочи< стителями.Однакоинтенсивноеразмножениетакихцианобактерий, как микроцистис, анабена, глеотрихия идр.,вызывает«цветение»воды, аих массовое отмирание ведет кмору рыбы. Синезеленые водоросли в симбиозе с грибами образуют лишайники. Вместе с другими бакте< риями и водорослями цианеи составляют лиманные грязи, которые применяют в физиотерапии. Некоторые цианобактерии — носток (Nostoc), спирулина (Spirulina platensis) — используются в различных пищевыхпродуктах.Спирулинарекомендуетсятакжедлявыведения радионуклидовитяжелыхметаллов,укрепленияиммуннойсистемы, повышения жизненного тонуса. Для обогащения воды азотом при выращивании риса используется Anabaena. Биомасса Dunaliella viridia служитпродуцентомбелкаибиологическиактивныхсоединений(со< держит 38–43 % белка, 31–36 % глицеридов, 8–12 % липидов, 3–4 % нуклеиновыхкислот,6–9 % β<каротина,витаминыС,В,токоферил< хиноны, фитогормоны и др. активные вещества).

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Что изучает систематика? Каковы ее задачи?

2.В каком столетии систематика сформировалась как наука?

3.На какие разделы делится ботаническая систематика? Что они изучают?

4.Как данные таксономии и филогенетики используются в фарма< когнозииифитотерапии?

5.Назовитетаксономическиекатегории–отвысочайшегорангадо наиболеенизкого.

6.Что такое таксон?

7.Кто является автором бинарной номенклатуры? В чем ее суть?

8.Охарактеризуйте типы систем. Какие ученые внесли свой вклад

вразработкусистемрастительныхорганизмов?

9.Вчемпреимуществасовременныхфилогенетическихсистем? 10. Чтоизучаетхемосистематикаикаковоеезначениедляфармации? 11. Приведите сравнительную характеристику надцарств прокариот

иэукариот.

12.Укажите основные признаки низших и высших растений.

13.Какиежизненныеформыприсущиклеточныморганизмам?

14.В чем состоит различие между автотрофами и гетеротрофами? Приведитепримерысоответствующихорганизмов.

15.На какие царства подразделяется надцарство эукариоты?

16.Какие группы растений включает царство растений?

17.Укажите прогрессивные признаки, общие для высших зародыше вых, или побеговых, растений.

ЦАРСТВО РАСТЕНИЯ — PLANTES Семенные растения (стр. 120–235)

1.В чем состоят преимущества семенных растений?

2.Каковыпринципыклассификациисеменныхрастений?

3.Охарактеризуйтеэволюционныевзаимосвязиотделовголосемен ных ипокрытосеменных.

ОТДЕЛПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ,илиЦВЕТКОВЫЕ– ANGIOSPERMAE,илиMAGNOLIOPHYTA

1.Какие признаки отличают цветковые растения от других групп высшихрастений?

2.КаковыпринципыклассификациипокрытосеменныхпоА.Л. Тах< таджяну?

3.Дайтесравнительнуюхарактеристикуклассовцветковыхрастений.

КЛАССДВУДОЛЬНЫЕ,илиМАГНОЛИОПСИДЫ– DICOTYLEDONES,илиMAGNOLIOPSIDA

ПОДКЛАССMAGNOLIIDAE

4.Какиесемействавключаетподкласс Magnoliidae?

5.ГдепроизрастаетSchizandrachinensis?Каковажизненнаяформа?Ка< киеплодыимеетэторастение,каконииспользуютсявмедицине?

6.Охарактеризуйте Laurus nobilis, укажите области применения.

ПОДКЛАССRANUNCULIDAE

7.Какиесемействавключаетподкласс Ranunculidae?

8.Напишите латинские названия таких таксонов: семейство люти ковые, род аконит, род дельфиниум, вид адонис весенний.

9.Какиеморфологическиепризнакицветкаявляютсяобщеродовы< ми для представителей лютиковых?

10.Укажитеморфогенетическиеособенностиплодовлекарственных растенийсемействалютиковые.

11.Назовите биологически активные вещества, которые предо< пределяют токсичность большинства растений семейства люти< ковые.

12.Выделите общие морфологические и хемосистематические при< знакиPapaverасеае.

13.Какие лекарственные растения из семейства маковые культиви< руют,скакойцелью?

14.Какие секреторные структуры имеются в органах Papaver som niferum и Chelidonium majus? Какой секрет они содержат?

ПОДКЛАССНАМАМЕLIDIDАЕ

15.Какие семейства относятся к подклассу Hamamelididae?

16.Какиеморфолого<анатомическиепризнакиприсущиUrticadioica?

17.Чем обусловлено раздражающее действие на кожу жгучих волос< ков Urtica dioica?

18.Укажите морфологические диагностические признаки плодов Quercusrobur.Какиечастирастенияискакойцельюиспользуются?

19.Охарактеризуйте листья, соцветия и плоды Betula verrucosa. Ка< кие части растения и с какой целью используются?

ПОДКЛАССCARYOPHYLLIDAE

20.Какие семейства относятся к подклассу Сariophyllidae?

21.Какие диагностические признаки присущи листьям представи< телейсемействаPolygonaceae?

22.Какназываетсяплодгречишных?Вчемегоотличиеотплодована< логичноготипа?

23.Приведите морфологические признаки рода Polygonum.Укажите лекарственныевиды.

24.На какие морфолого<анатомические признаки нужно обращать особое внимание при распознавании сходных видов – Polygonum hydropiper и Polygonum persicaria?

25.Каковы особенности строения подземных органов Polygonum bistorta? Каким терапевтическим действием они обладают?

26.ГдепроизрастаетPolygonumaviculare?Какимтерапевтическимдей< ствием обладает трава?

27.Укажитеморфологическиепризнаки,отличающиеRumexconfertus

от Rumex acetosa.

28.Какими видами представлен в Украине род Rheum? Какие виды ревеня культивируются, скакойцелью?

29.Охарактеризуйте Fagopyrum sagittatum, укажите народнохозяй< ственноезначение.

ПОДКЛАССDILLENIIDAE

30.Какие семейства входят в подкласс Dilleniidae?

31.К какому семейству принадлежит Hypericum perforatum, где про< израстает?

32.Укажите тип соцветия Hypericum perforatum,отметьте его видовые особенности.Напишитеипрокомментируйтеформулуцветка.

33.Каковы рекомендации по использованию Hypericum perforatum?

34.Опишите наиболее общие признаки семейства Brassicaceae

(Cruciferae).

35.По каким морфологическим признакам можно отличить горчицу черную от горчицы белой и сарептской? Каково применение горчиц?