92. Систематика, цели и задачи. Укажите основные разделы, их задачи. Опишите типы систем. Дайте определения понятиям «таксон» и «таксономические категории», приведите примеры на рус. и лат. языке.
Систематика – это наука о разнообразии организмов, определяющая их место в системе органического мира. Существует систематика животных, микроорганизмов, грибов, растений.
В задачи любой систематики входит выявление, описание, идентификация, классификация и группирование организмов (от древнейших и примитивных до современных и самых сложных) в систему, в которой было бы однозначно определено положение каждого таксона.
Со времени К. Линнея в науке господствовала система двух царств: растений и животных. В XX в. с открытием вирусов, а также обнаружением ряда важных различий в процессах обмена веществ и ультраструктуре клетки у разных групп организмов привело к пересмотру устоявшихся взглядов. В настоящее время общая схема филогенетических (родственных) отношений между основными группами живых организмов выглядит следующим образом.
Таксон – это реально существовавшие или существующие группы организмов, отнесенные в процессе классификации к определенным таксономическим категориям.
Основные таксономические ранги систематики
Высших растений и примеры таксонов
| Таксономический ранг | Пример таксона | Окончание в латинском названии |
| Царство | Plantae (Растения) | - |
| Отдел | Magnoliophyta (Покрытосеменные) | -phyta |
| Класс | Magnoliopsida (Двудольные) | -opsida |
| Подкласс | Ranunculidae (Ранункулиды) | -idae |
| Порядок | Ranunculales (Лютиковые) | -ales |
| Семейство | Ranunculaceae (Лютиковые) | -aceae |
| Род | Ranunculus (Лютик) | - |
| Вид | Ranunculus repens L. (Лютик ползучий) | - |
История развития растительного мира по эрам и периодам.
Водоросли. Дайте общую характеристику (особенности строения клетки, типы таллома, экологические группы, виды размножения, основные типы полового процесса).
Водоросли бывают одноклеточными, колониальными или многоклеточными. Тело водорослей – таллом (слоевище), не дифференцировано на органы и ткани. Размножение у водорослей разнообразное: вегетативное, бесполое и половое.
Вегетативное размножение осуществляется почкованием, делением клетки надвое, обрывками нитей. Бесполое осуществляется спорами: подвижными (зооспорами) или неподвижными (апланоспорами). Споры одноклеточные, образуются в специальных органах – спорангиях. Половое размножение, осуществляется гаметами, которые образуются в специальных одноклеточных органах полового размножения: оогониях (женские гаметангии) и антеридиях (мужские гаметангии). Сущность полового размножения заключается в слиянии гамет и образовании зиготы
3.отдел багрянки
Таллом красных водорослей сильно расчленен и имеет вид разветвленных многоклеточных нитей, прикрепленных к субстрату с помощью ризоидов. Хроматофоры в виде зерен или пластинок содержат пигменты: красный (фикоэритрин), синий (фикоциан), зеленый (хлорофилл).
Продуктом фотосинтеза является полисахарид – багрянковый крахмал. Размножаются красные водоросли бесполым и половым путем. При бесполом размножении образуются спорангии, содержащие 1-4 пассивные споры. Половой процесс оогамный. Женский половой орган - карпогон имеет брюшко (расширенная базальная часть), в котором находится яйцеклетка и отросток – трихогину. Мужской половой орган антеридий – это мелкая бесцветная клетка, которая несет гаплоидные половые клетки – спермации. Порфиру (Porphyra) используют в пищу В некоторых странах багрянки используют на корм сельскохозяйственным животным
95. Приведите классификацию подцарства «Водоросли» на рус. и лат. языке. Опишите значение водорослей для природы и человека.
Сине-зеленые водоросли. Дайте общую характеристику (рус. и лат. название отдела, экологическая группа, тип таллома, пигменты, запасное вещество, размножение). Укажите представителей и значение.
Зеленьте водоросли. Дайте общую характеристику (рус. и лат. название отдела, экологическая группа, тип таллома, пигменты, запасное вещество, размножение). Укажите представителей и значение.
Самый большой отдел, который насчитывает до 20 тыс. видов. Обитают преимущественно в пресных водах и в морях, некоторые на снеге, стволах деревьев и в почве. У зеленых водорослей представлены все типы организации таллома: одноклеточный, колониальный, многоклеточные нитчатый и пластинчатый (рис. 10.10).
Зеленые водоросли содержат пигменты - хлорофиллы «а» и «в», каротины и ксантофиллы (два последних пигмента не маскируют хлорофилл, и поэтому водоросли имеют зеленую окраску). Запасным продуктом является крахмал, который откладывается в хроматофоре вокруг пиреноида. Хроматофоры разнообразной формы: чашевидные (хламидомонада, хлорелла), лентовидные (спирогира). В строме хроматофоров зеленых водорослей находится светочувствительный глазок – стигма. Клеточные стенки обычно содержат целлюлозу и пектины. Эндоплазматическая сеть более развита, чем у остальных водорослей. Представлены все типы размножения и все виды полового процесса.
Диатомовые водоросли. Дайте общую характеристику (рус. и лат. название отдела, экологическая группа, тип таллома, пигменты, запасное вещество, размножение). Укажите представителей и значение.
Отдел Диатомовые водоросли – Diatomophycota
Насчитывает более 10000 видов, распространенных в планктоне морей, океанов и пресных водах, в верхних слоях почвы, в горячих источниках, на снегу. Это одноклеточные и колониальные организмы. Протопласт клеток дифференцирован на цитоплазму, ядро, вакуоли. Запасной продукт углеводной природы – хризоламинарин. Хроматофоры крупные, пластинчатые или зернистые, желтовато-бурые, содержат хлорофиллы, фукоксантин и другие ксантофиллы (диатомовые относятся к группе буроокрашенных водорослей). Вместо клеточной стенки образуется тонкий двустворчатый панцирь, состоящий из кремнезема. Большая створка (эпитека) надета на меньшую створку (гипотека), как крышка на коробку. Под панцирем находится пектиновая стенка.
По форме клеток все диатомеи делятся на две группы: центрические (радиально-симметричные) – преимущественно планктонные водоросли морей и океанов и пеннатные (двусторонне-симметричные) – чаще пресноводные бентосные и напочвенные водоросли.
Размножаются диатомовые продольным, чаще всего вегетативным делением клеток надвое с последующим достраиванием одной створки кремниевого панциря - гипотеки. Половой процесс – изогамия и оогамия.
Диатомовые водоросли живут в диплоидном состоянии (т.е. ядра содержат двойной набор хромосом), и только их гаметы гаплоидны.
Роль диатомовых водорослей в природе велика: они служат основным кормом для значительного количества водных организмов (обладают высокой питательной ценностью); принимают первостепенное участие в осадконакоплении (огромное количество панцирей мертвых диатомей образуют на дне водоемов диатомовые илы).
Бурые водоросли. Дайте общую характеристику (рус. и лат. название отдела, экологическая группа, тип таллома, пигменты, запасное вещество, размножение). Укажите представителей и значение.
Отдел Бурые водоросли – Fucophycota
Содержит около 1500 видов, преимущественно растущих во всех морях. Размер этих водорослей от нескольких миллиметров до 20-100 м. Таллом имеет вид либо ветвистых одноядерных и многоядерных нитей, либо у него сложное строение (он как бы расчленен на стеблевидную и листовидную части и имеет зачатки примитивной ткани – ассимиляционную, запасающую, механическую и проводящую) (рис. 10. 8).
Основными пигментами бурых водорослей являются: хлорофиллы а и с, каротин, ксантофилл. Последний пигмент придает водорослям характерную бурую окраску.
Клеточные стенки состоят из двух слоев: наружного ослизняющегося, содержащего альгиновую кислоту, и внутреннего, образованного разновидностью целлюлозы – альгулезой. В клетках имеется одно крупное ядро, крупные вакуоли с клеточным соком и мелкие вакуоли, содержащие дубильные вещества, хроматофоры в виде дисков или зерен. Запасные вещества – ламинарин, маннит и, в небольшом количестве, жиры.
Размножение бурых водорослей: вегетативное (частями талломов), бесполое (зооспорами) и половое (изогамия, гетерогамия и оогамия).
Наиболее известным родом бурых водорослей является ламинария (Laminaria) (рис. 10. 9).
Представители данного рода (ламинария сахарная - Laminaria saccharina, ламинария пальчатая - L. digitata, ламинария японская – L. japonica) образуют целые плантации в северных и дальневосточных морях (в местах с постоянным движением воды, у открытых берегов). Они также известны под названием «морская капуста». Таллом их расчленен на ризоиды, «стеблевую» и «листовую» части. Внутреннее строение таллома довольно сложно, заметна дифференциация на примитивные ткани. Таллом многолетний, пластина сменяется ежегодно.
Описанный таллом – это диплоидный спорофит. На поверхности листовой пластины спорофита группами образуются одногнездные зооспорангии, в них - многочисленные зооспоры. Зооспоры гаплоидны и физиологически неравнозначны. Прорастая, зооспоры дают микроскопического размера гаметофиты - заростки в виде ветвящихся нитей, состоящих из небольшого числа клеток.
На заростках образуются органы полового размножения: женские (оогонии) и мужские (антеридии). Антеридии многоклеточные (признак более высокой организации). В гаметангиях формируются по одной гамете (яйцеклетке и сперматозоиду соответственно). После оплодотворения из зиготы без периода покоя вырастает новый диплоидный спорофит.
Ламинарии используют: в качестве пищевых продуктов (диетическая пища, богатая йодом); для получения лекарственных препаратов (содержат йод и полисахариды, концентрация йода составляет не менее 0,1 %); для получения полисахарида альгина (применяют в качестве желеобразующих веществ в кондитерской промышленности, при изготовлении лаков, красок); на корм сельскохозяйственным животным; в качестве удобрения (богаты калием).
Красные водоросли. Дайте общую характеристику (рус. и лат. название отдела, экологическая группа, тип таллома, пигменты, запасное вещество, размножение). Укажите представителей и значение.
Отдел Красные водоросли (багрянки) - Rhodophycota
Насчитывает около 3800 видов. Это преимущественно обитатели морей, незначительная часть встречается в пресных водоемах и в почве. Среди багрянок есть неподвижные одноклеточные водоросли, нитчатые и пластинчатые. Размеры от нескольких сантиметров до 1-2 м (порфира). Таллом красных водорослей сильно расчленен и имеет вид разветвленных многоклеточных нитей, прикрепленных к субстрату с помощью ризоидов (рис. 10. 6).
Хроматофоры в виде зерен или пластинок содержат пигменты: красный (фикоэритрин), синий (фикоциан), зеленый (хлорофилл).
Фикоэритрин преобладает у глубоководных водорослей. Он маскирует другие пигменты и придает ярко-красный цвет. Мелководные формы имеют голубоватую окраску, так как у них преобладают фикоцианины.
Продуктом фотосинтеза является полисахарид – багрянковый крахмал, откладывающийся в цитоплазме. Клеточные стенки, кроме целлюлозы, пропитаны большим количеством пектиновых веществ, которые сильно ослизняются и набухают, образуя мягкий или хрящеватый общий каркас, в который как бы погружены протопласты клеток. У некоторых багрянок стенки пропитаны углекислым кальцием и магнием.
Размножаются красные водоросли бесполым и половым путем. Подвижные (жгутиковые) стадии при размножении полностью отсутствуют. При бесполом размножении образуются спорангии, содержащие 1-4 пассивные споры. Половой процесс оогамный. Женский половой орган - карпогон имеет брюшко (расширенная базальная часть), в котором находится яйцеклетка и отросток – трихогину. Мужской половой орган антеридий – это мелкая бесцветная клетка, которая несет гаплоидные половые клетки – спермации. Последние, не имея жгутиков, пассивно переносятся токами воды и прилипают к трихогине. В месте контакта наблюдается растворение стенок спермация и трихогины, проникновение ядра спермация в брюшную полость карпогона и слияние с женским ядром. После оплодотворения образуется зигота, а затем диплоидные карпоспоры. Из карпоспор развивается диплоидный таллом, на котором в результате редукционного деления образуются гаплоидные тетраспоры. На гаплоидном талломе, развивающемся из тетраспор, вновь образуются половые органы, и цикл повторяется.
Таким образом, жизненный цикл красных водорослей сложен и необычен. В нем чередуются: гаплоидный гаметофит, диплоидный полупаразитический карпоспорофит, сидящий на гаметофите, и диплоидный тетраспорофит, живущий самостоятельно.
Спорофиты и гаметофиты имеют сходное или отличное друг от друга строение.
Багрянки – лучшие агароносы (анфельция – Ahnfeltia); имеющие сильно ослизняющиеся пектиново-целлюлозные стенки. Порфиру (Porphyra) используют в пищу (в Японии развито ее промышленное культивирование). В некоторых странах багрянки используют на корм сельскохозяйственным животным.
