45. Культурные растения

Культурные растения (агрокультуры) — растения, выращиваемые человеком для получения пищевых продуктов, кормов в сельском хозяйстве, лекарств, промышленного и иного сырья и других целей.

Культурные растения получены из диких путём гибридизации, селекции или генной инженерии. В процессе поиска диких растений для превращения их в культурные и использования возникло учение о центрах происхождения культурных растений. В 1926—1939 годах Н. И. Вавилов обобщил накопленные знания и выделил семь основных центров происхождения культурных растений. В отличие от декоративных видов, культурные растения не имеют естественных ареалов.

Классификация культурных растений: Декоративные (роза); Зерновые и хлебные злаки (рис, кукуруза, пшеница); Бобовые (фасоль, соя); Крахмалоносные (бататы, картофель); Сахароносные (сахарная свёкла); Масличные (подсолнух); Волокнистые; Бахчевые (арбузы); Овощные (томаты, огурцы, укроп); Плодовые растения (ананасы, кокосы); Стимулирующие (чай, кофе, мак).

Среди полевых культур наиболее важны злаки. К ним относятся рожь, пшеница, рис, кукуруза, овес, сорго и просо, занимающие почти три четверти пахотных земель на планете. Почти повсюду выращивают пшеницу: это наш основной хлеб, который мы потребляем ежедневно. Частично урожай идет на фураж скоту. Рис тоже очень важная злаковая культура, он основной продукт питания в азиатских странах.

К основным продуктам питания относятся также клубнеплоды - растения со съедобными клубнями. В Европе такой культурой является картофель, а в Африке - ямс и маниока.

Центры распространения (Н.И. Вавилов, 1926):

1. переднеазиатский (рожь, ячмень, дыня, тыква, виноград, груша, черешня; кормовые травы: посевная вика, синяя люцерна).

2. средиземноморский (овёс, лён, мак, морковка, спаржа, чеснок, лук, редька).

3. эфиопский (кофейное дерево, клещевина, твердые и английские пшеницы).

4. среднеазиатский (мягкая пшеница, горох, чечевица, нут, конопля).

5. китайский (просо, гречиха, соя, хурма, абрикос, слива, вишня).

6. индийский (сахарный тростник, манго, цитрусовые, рис, огурцы, баклажаны)

7. индонезийский (кокосовая пальма, хлебное дерево, дурян, черный перец).

8. мексиканский (кукуруза, фасоль, красный перец, папайя, табак).

9. перуанский (картофель, томат, турецкий табак, «египетский» хлопчатник)

10. западно-суданский (голый рис, мас. пальма).

46. Растения-паразиты и растения-хищники

1) Растения-хищники – это, в основном, многолетние травянистые растения. Они ловят насекомых, в редких случаях и других небольших животных, используя их в качестве дополнительного источника питания (главную роль играет азотистое питание). Насекомоядные растения широко распространены по всей Земле. К ним относятся приблизительно 50 видов из шести семейств (росянковые, непентесовые, пузырчатковые, цефалотовые и сарранциевые). В России произрастают 18 видов из четырех родов, которые принадлежат к двум семействам: пузырчатковых (жирянка, пузырчатка) и росянковых (альдрованда, росянка).

Средой обитания насекомоядных растений являются пресные водоемы или заболоченные луга и болота, где наблюдается недостаток азотистых соединений, необходимых для роста растений. Чтобы восполнить недостаток азота, а также калия, фосфора и других необходимых веществ, растения-хищники прибегают к ловле насекомых с помощью ловчих аппаратов – видоизмененных листьев. Такие листья растений снабжены специальными железками, продуцирующими ферменты наподобие пепсина и ряд органических кислот (бензойную, муравьиную и т.д.). Благодаря воздействию вышеуказанных ферментов, происходит расщепление белков организма животного на аминокислоты и другие простые соединения, которые растение способно усваивать.

У растений-хищников, обитающих на суше, корневая система плохо развита, а у водных она отсутствует совсем, но и те, и другие могут жить, благодаря получению питательных веществ из воды и почвы. Согласно научным исследованиям, растения-хищники, живущие исключительно за счет питания веществами, полученными из корня, по сравнению с растениями, питающимися дополнительно и животными, значительно отстают в росте и развитии. Растение при переходе к питанию животными начинает быстрее развиваться, также ускоряется наступление периода цветения и образования плодов.

У ряда растений-хищников ловчими органами являются пассивно улавливающие насекомых урны, как у саррацении, дарлингтонии, непентеса, т.д. У других растений-хищников имеются активно действующие ловушки, например, у пузырчатки, дионеи, альдрованды, т.д. Но большинство растений-хищников имеют типичное строение видоизмененных листьев, приспособленных к ловле насекомых. На поверхности метаморфизованных листьев расположено множество головчатых железок, которые продуцируют клейкую бесцветную жидкость, привлекающую насекомых и приклеивающую их к листьям. Если насекомое-жертва попалось в ловушку растения, активизируется выделение липких веществ железками, что еще больше затрудняет движения насекомого. Далее наклоняются к телу насекомого железистые волоски растения хищника, как у росянки, либо подворачиваются края листа, как у жирянки, и начинается выделение ферментов для «переваривания» насекомого. Так питаются практически все растения хищники.

2) Жизнедеятельность растений паразитов полностью либо частично осуществляется за счет организма хозяина. Покрытосеменные растения-паразиты живут, в основном, за счет высших растений. Среди их хозяев встречаются и культурные растения – табак, томат, подсолнечник, сорго, т.д. При поражении этих растений паразитами снижается урожайность. Примерами растений-паразитов могут служить омела окрашенная, повилика, заразиха, раффлезиевые.

В природе также существуют факультативные растения-паразиты, которые могут жить как посредством использования другого организма (паразитизма), так и за счет других типов питания, к примеру, фотоавтотофного. В некоторых случаях альтернативные источники питания используют и облигатные растения-паразиты. Их еще называют растениями-полупаразитами. Для таких растений характерен одновременно и паразитизм, и фототрофное питание. Например, петров крест сочетает в себе черты растения-паразита и растения-хищника.

Различают две группы растений-паразитов. К первой группе относятся эктопаразиты (омела, повилика, заразиха). Они проникают внутрь организма хозяина только гаусториями, предназначенными для получения питательных веществ. Эндопаразиты (раффлезиевые и т.д.) преимущественно либо полностью растут в организме растения-хозяина, а покидают тело хозяина исключительно для осуществления размножения.

Растения-паразиты появились в процессе эволюции от случайных особей паразитов и развивались от факультативных форм к облигатному паразитизму. Это происходило на фоне потери способности к сапрофитному либо автотрофному питанию и возникновения приспособлений к питанию за счет другого организма хозяина. Структурные элементы оранизма растения-паразита, благодаря которым осуществлялось автотрофное питание, постепенно трансформировались в органы чужеядного питания. Так, кончики корней покрытосеменных растений преобразовались в гаустории.

При паразитировании на других организмах у отдельных растений изменилось течение развития. У высокоспециализированных растений-паразитов, относящихся к цветковым растениям, в развитии происходят метаморфозы, обусловленные трансформацией их организации в ходе онтогенеза. Определенные группы растений имеют более сложные формы паразитизма. Аллелопаразитизм – это явление взаимного паразитизма покрытосеменного растения и эндотрофной микоризы гриба, как у грушаиковых, орхидных, т.д. Эпипаразитизм представляет собой «тройной паразитизм», когда микотрофное цветковое растение потребляет питательные вещества из растущих рядом хвойных деревьев, благодаря взаимодействию с общим для них микоризным грибом (подъельником).