Мегафилльная побеговая структура тела у щитовника мужского

(Dryopteris filix-mas) и орляка обыкновенного (Pteridium aquilinum)

По гербарию щитовника мужского ознакомьтесь с внешним расчленением тела мегафилльного растения. Зарисуйте, на рисунке сделайте следующие обозначения: корневище с остатками оснований листьев (выполняет запасающую функцию), придаточные корни, мегафилльные листья – вайи (на них покажите рахис, чешуи – энации, перья и перышки). Отдельно зарисуйте дольку вайи снизу и покажите сорусы спорангиев, прикрытые индузиумом.

Используя препарат поперечного среза корневища папоротника орляка (ув. 8 х 7), изучите его анатомическое строение. Сделайте схематический рисунок, отразив расположение комплексов тканей. Обозначьте на рисунке эпидермис, кору и центральный проводящий цилиндр. В коре отметьте два слоя: внешний темный и внутренний из богатых крахмалом клеток, тяж склеренхимы. В центральном цилиндре («полициклическая диктиостела» – разновидность сифоностелы) обозначьте два круга меристел, сердцевину. Подробно зарисуйте отдельную меристелу, показав ее клеточное строение. Обозначьте эндодерму, перицикл, проводящие ткани флоэму и ксилему, окружающую их паренхиму.

На препарате продольного среза через дольку спороносной вайи изучите строение соруса. Зарисуйте его схематически и обозначьте центральную жилку листа, его край, прикрывающий сорусы, плаценту, отдельные спорангии. Детально зарисуйте строение спорангия, обозначьте ножку, однослойную стенку, кольцо, устье, споры.

Лабораторная работа № 6
Голосеменные (Pinophyta или Gymnospermae)

Материалы: учебные таблицы «Отдел Сосновые (Pinophyta)», «Жизненный цикл Сосны обыкновенной», гербарный и фиксированный материал по систематике голосеменных, коллекция шишек.

 

Появились голосеменные в девоне палеозойской эры, около 350 млн. лет назад. Расцвет голосеменных относится к концу палеозоя и мезозою – эпохе горообразования, поднятия материков и иссушению климата. В то время они заняли место папоротниковидных. Отдел включает шесть классов, два из которых вымерли, а из оставшихся наиболее многочисленная группа - хвойные, имеющие игловидные или чешуйчатые листья. Современных голосеменных насчитывается около 700 видов, все они исключительно древесные формы - деревья, кустарники и лианы. У большинства листья вечнозеленые, игольчатые по форме. Покрыты толстой кутикулой, устьица погружены в ткань листа, что снижает испарение воды. Кора тонкая, древесина представлена в основном трахеидами, сосуды отсутствуют. У многих в листьях, коре и древесине имеются смоляные каналы. Сердцевина выражена слабо.

В жизненном цикле голосеменных доминирует спорофит, бесполое поколение, образующее в стробилах (шишках) микро- и мегаспоры (все голосеменные разноспоровые растения). Важнейшим ароморфозом оказалось образование из мегаспоры женского гаметофита на самом спорофите и превращение мегаспорангия в семя. Сам мегаспорангий называется семязачатком, его покровы - интегументами, внутри находится нуцеллус, вход в него - микропиле. Рассмотрим размножение голосеменных на примере сосны

Класс Семенные папоротники (Lyginopterydopsida, или Pteridospermae) включает полностью вымершие растения, внешним обликом и строением листьев схожие с настоящими папоротниками, за что и получили свое название. Но размножались они с помощью семян. Скорее всего развитие зародыша в семезачатке происходило уже после опадания с метеринского растения на почву.

Класс Беннеттитовые (Bennettitopsida). Вымершая группа древовидных голосеменных растений. Возможно, произошли от семенных папоротников. Известны с триаса до мела. По внешнему виду напоминали саговники, но отличались от них строением органов размножения. Большинство беннеттитовых имели обоеполые стробилы, напоминающие по типу цветок наиболее примитивных современных покрытосеменных. Семя содержало вполне развитый зародыш с хорошо развитыми семядолями, содержащими запас питательных веществ. Считаются возможними предками покрытосеменных.

Класс Гнетовые (Gnetopsida) включает три изолированных друг от друга порядка – эфедровые (Ephedrales), вельвичиевые (Welwitschiales) и гнетовые (Gnetales). Всех их обьединяет ряд общих признаков: супротивное листорасположение; дихазиальное ветвление собраний стробилов; похожий на околоцветник покров вокруг стробилов; двусемядольные зародыши; длинные микропилярные трубки, образованные вытянутыми интегументами; наличие сосудов во вторичной ксилеме; отсутствие смоляных ходов.

Класс Саговниковые, или Цикадовые (Cycadopsida). Группа тропических и субтропических голосеменных, насчитывающая около 120 видов. Саговники - древовидные, реже низкорослые растения, внешним видом напоминающие пальмы. Наиболее крупные представители саговников достигают высоты 20 м и имею ствол толщиной около 1 м. Саговниковые - исключительно двудомные растения. Интересно отметить, что их мужские гаметы обладают собственным двигательным аппаратом и называемые сперматозоидами, способны к активному движению в водной среде микропилярной камеры по направлению к яйцеклетке. Это очень примитивный признак, который показывает, что эволюция полового процесса идет очень медленно и нет резкой грани между половым процессом папоротниковидных и голосеменных. Большинство саговников декоративны и ценятся у цветоводов различных стран мира.

Класс Гинкговые (Ginkgopsida) представлен единственным видом - гинкго двулопастным (Ginkgo biloba). Листья гинкго от дихотомически рассеченных, до двулопастных или цельных, жилкование дихотоми­ческое. Спорофиллы сильно редуцированы в однопо­лых стробилах. Сперматозоиды подвижные, с многочисленными жгутиками. Гинкго двулопастной - двудомное листопадное де­рево высотой до 30-40 м. Укороченные побеги несут на верхушках пучки листьев, а также микро- и мега­стробилы. Между опылением и оплодотворением проходит несколько месяцев. Развитие зародыша происходит в опавших с дерева семязачатках. Про­израстает на небольшой территории в Восточном Китае. Семена употребляют в пищу и используют в китайской медицине. Широко разводят как декора­тивное дерево в субтропических и теплоумеренных областях.

Класс Хвойные (Pinopsida). Современные представители - вечнозеленые, реже листопадные обычно высокие деревья, иногда кустарники. Известны с карбона, наибольшего разнообразия достигли в юре. Побеги большей частью 2-х типов: длинные со спиральным листорасположением (ауксибласты) и укороченные, несущие пучки листьев (брахибласты). Листья игловидные - хвоя, реже чешуевидные (кипарис и др.). Размножение на примере сосны см. выше. В коре и древесине имеются смоляные ходы.

Рис.6. Сосновые (Pinaceae): 1 – сосна обыкновенная (Pinus silvestris): a – ветвь с женскими и мужскими шишками; 6 – укороченный побег в пазухе чешуевидного листа: к.л – кроющий лист; п. л – пленчатые листья; хв – хвоинки; в – молодая женская шишка; г, д – комплекс кроющей и семенной чешуи с внешней (г) и с внутренней (д) стороны; е – крылатое семя; ж – мужская шишка (микростробил); з – продольный разрез через мужскую шишку; и – продольный разрез через спорофилл со спорангием; к – пылинка; 2 – шишка сибирской сосны (P. sibirica); 3 – строение зрелого семязачатка: я – яйцеклетка; ин – интегумент; ну – нуцеллус; гф – гаметофит (эндосперм).