Семейство Осоковые – Cyperaceae

Краткое описание семейства

Видовое разнообразие. В семейство включают 4000 видов из 100 родов. На территории России отмечено около 370 видов из 20 родов.

Географическое распространение. Виды семейства распространены по всему Земному шару; многие виды встречаются в массовом количестве и играют существенную роль в сложении растительного покрова, особенно в местообитаниях с достаточным и избыточным увлажнением.

Жизненные формы. Преобладают многолетние (реже однолетние) травы.

Особенности вегетативных органов. Стебли осоковых в поперечном сечении чаще трёхгранные (у рода осока – обязательно трёхгранные), реже округлые, сплошные, часто острошероховатые. Ветвление происходит на уровне почвы или под землёй.

Листья осоковых, как правило, расположены трёхрядно (в отличие от злаковых), преимущественно в нижней части стебля. Листья расположены очерёдно, в большинстве случаев имеют хорошо заметные замкнутые влагалища, плотно охватывающие стебель. В месте перехода влагалища в листовую пластинку у осок имеется небольшой плёнчатый язычок. Нижние листья большинства представителей семейства чешуевидные.

Особенности генеративных органов. Соцветия – колоски (иногда одноцветковые), которые в свою очередь могут быть собраны в более сложные головчатые, зонтиковидные, метельчатые или колосовидные соцветия.

Цветки (расположены в пазухах кожистых чешуевидных листьев):

1) зигоморфные, обоеполые или однополые, мелкие, невзрачные;

2) околоцветник простой или отсутствует (цветок голый); в обоеполых цветках околоцветник в виде шести плёночек или чешуек, чаще в виде 1-6 или многих щетинок, или же совсем редуцирован, и тогда цветки голые. Однополые цветки не имеют околоцветника;

3) андроцей – состоит из трех, реже шести или двух тычинок. Пыльники неподвижные, прикрепляются к тычиночной нити своим основанием;

4) гинецей – образован двумя либо тремя плодолистиками. Завязь верхняя. Столбик с тремя или двумя рыльцами по числу плодолистиков, образовавших пестик.

Формула цветка: *P_{6 или 0}А₃ G _{2 или 3}.

Цветки анемофильные.

По характеру расположения тычиночных и пестичных цветков однодомные виды осок делятся на две группы: равноколосковые (пестичные и тычиночные цветки располагаются в одних и тех же колосках) и разноколосковые (пестичные цветки обычно находятся на стебле ниже тычиночных) (рис. 52).

Плод - трёхгранный шаровидный или сплюснутый орешек, голый или окружённый остающимся околоцветником. У осок образуется мешочек, заключающий в себя пестик женских цветков и способствующий переносу плодика водой на большие расстояния.

Представители. Центральным родом семейства, богатейшим по видовому составу (более 2000 видов) и имеющим наибольшую роль в растительном покрове Земного шара, является род осока (Carex). Различные виды рода осока могут встречаться во всех основных вариантах сообществ – хвойных лесах (осока пальчатая – C. digitata), широколиственных (осока волосистая – C. pilosa, осока лесная – C. sylvatica), мелколиственных лесах (осока заячья – C. leporina, осока бледноватая – C. pallescens), на лугах (осока ранняя – C. praecox, осока соседняя – C. contigua) и, конечно, на болотах (осока топяная – C. limosa и др.). Для болот, тундр, альпийского пояса гор типичны также виды рода пушица (Eriophorum). По берегам водоемов обычен камыш озерный (Scirpus lacustris) с высокими стеблями до 2,5 м.

 

 

Семейство Орхидные – Orchidaceae

Краткое описание семейства

Видовое разнообразие. Семейство насчитывает 20 000-25 000 (по некоторым данным до 35 000) видов, 600 - 750 родов. На территории России отмечено 120 видов орхидей.

Географическое распространение. Представители семейства встречаются по всему миру, однако, центр разнообразия орхидных – тропические области.

Жизненные формы. Многолетние наземные травы, часто с по-разному устроенными запасающими органами. Довольно велика доля эпифитных и лиановидных видов. Многие виды – облигатные микотрофы и на ранних этапах жизни зависят от гриба-микоризообразователя.

Особенности вегетативных органов. Для орхидей характерны простые, часто сидячие листья, с параллельным или дуговидным жилкованием, часто мясистые, обычно с влагалищами. Листорасположение очерёдное, иногда двухрядное, редко супротивное или мутовчатое.

Особенности генеративных органов. Соцветия – кисть, колос, метёлка, реже одиночные цветки.

Цветки:

1) зигоморфные, обоеполые; цветки тропических орхидей, как правило, яркие и крупные, в умеренном климате большая часть видов имеет сравнительно неброские цветки.

2) околоцветник двойной, трёхчленный;

3) чашечка из трёх свободных чашелистиков;

4) венчик – из трёх свободных лепестков. Задний лепесток называется губой – он крупнее остальных, ярко окрашен и имеет шпору, на дне которой скапливается нектар. Она же служит посадочной площадкой для насекомых и птиц.

5) андроцей – из одной, редко двух или трёх тычинок.

Е) гинецей – ценокарпный из трёх плодолистиков, завязь нижняя.

Цветки опыляются насекомыми и птицами.

Формула цветка: ↑Ca₃Co₃A_3-1G₍₃₎;

Плод - коробочка с мелкими многочисленными семенами, распространяемыми ветром.

Представители. В хвойных лесах можно увидеть миниатюрную гудайеру ползучую (Goodyera repens), на лугах, в светлых лесах и на опушках – виды родов пальчатокоренник (Dactylorhiza), тайник (Listera) и любка (Platanthera). Очень редко удается увидеть наиболее крупную и декоративную из орхидей средней России – башмачок настоящий (Cypripedium calceolus).

 

Лабораторная работа №11

ЖИЗНЕННЫЕ ФОРМЫ РАСТЕНИЙ

Цель работы: знакомство с системами жизненных форм К. Раункиера и И.Г. Серебрякова

Необходимые материалы и оборудование: лупы, препаровальные иглы, скальпели, гербарный и живой демонстрационный материал.

Задания:

1. Рассмотреть гербарные и/или живые образцы растений. Определить, к какой жизненной форме они относятся.

2. Зарисовать 5 растений разных жизненных форм. Отметить на рисунке уровень почвы. Подписать почки возобновления, органы вегетативного размножения. Многолетние и однолетние части показать разным цветом.

 

Внешний облик растительных сообществ, их горизонтальная и вертикальная структура в значительной степени зависят от состава жизненных форм растений. Впервые эта связь была подчеркнута немецким естествоиспытателем, основателем ботанической географии, Александром Гумбольдтом (Humboldt, 1769-1859), который для описания ландшафта (растительности) разных стран разработал классификацию «основных форм» растений. Позднее, один из основателей экологии растений, датский ботаник Евгений Варминг (Warming, 1841-1924) использовал для обозначения «основных форм» растений понятие «жизненная форма». Под этим он понимал форму (внешний вид), в которой «вегетативное тело растения (индивидуума) находится в гармонии с внешней средой в течение всей его жизни, от колыбели до гроба, от семени до отмирания».

В настоящее время большинство ботаников рассматривают жизненные формы растений (биоморфы) как тип адаптации, как комплексное выражение в габитусе (внешнем облике) приспособленности к определенным условиям среды. Поскольку рост растений генетически жестко не детерминирован, их внешний облик изменяется в зависимости от условий местообитания. Однако, как неоднократно подчеркивал основатель отечественной биоморфологии Иван Григорьевич Серебряков (1914-1969), многие особенности жизненной формы вида унаследованы им от его предков, и габитус растения отражает не только современные экологические условия, но и условия прошлых эпох. Согласно его определению, жизненная форма – это своеобразный габитус растений, формирующийся в онтогенезе в результате роста и развития в определенных условиях среды и исторически сложившийся в конкретных почвенно-климатических и ценотических условиях как выражение приспособленности к этим условиям.

Жизненная форма растения (особи) характеризуется многими, но не всеми признаками, присущими живому организму. При выделении (описании) жизненных форм, как правило, имеют в виду только признаки вегетативных органов, которые обеспечивают постоянную жизнь особи и ее связь с окружающей средой. К таковым относятся побег, корень и образуемые ими системы. Благодаря росту этих органов растение увеличивает и обновляет фотосинтезирующую и всасывающую поверхность, захватывает и удерживает за собой территорию, реагирует на изменения в окружающей среде и осуществляет вегетативное размножение. Правда, поскольку внешний облик растения изменяется в онтогенезе, то название той или иной «жизненной формы» (дерево, кустарник и др.) используется для обозначения габитуса взрослых особей, а не молодых или старых растений.

Основная цель биоморфологического анализа растительного сообщества - определение состава жизненных форм или разнообразия биоморфологических признаков растений конкретного фитоценоза с использованием одной или нескольких классификационных схем. Поскольку один вид может иметь несколько жизненных форм, то при подсчетах учитывается не число видов, а частота встречаемости жизненной формы (биоморфологического признака). Количественные данные такого анализа (биоморфологические спектры) обычно рассматриваются как показатель гетерогенности среды, эколого-ценотических или климатических условий.