Лекции по Составитель доц. А. Ажиев нукус -2019 лекция 1 предмет, методы и история развития ботаники

Лекция 8
Тема № 1. Низшие растения.
1.1 Основные понятие о водорослях.
1.2 Синезеленые водорослях.
1.3 Красные водорсли
Систематика-важнейшая отрасль ботаники. Без нее не может раз­виваться ни теоретическая, ни прикладная ботаника (селекция, семено­водство, интродукция растений и др.).
Перед систематикой как наукой стоят две основные задачи. Первая — описание видов растений, населяющих нашу планету, и распределение их в родственные группы: роды, семейства и др. Это задача флористиче­ской систематики.
Вторая — расположение родственных групп растений в таком поряд­ке, в такой системе, которая бы отражала историю развития мира расте­ний, длившуюся сотни миллионов и миллиарды лет. Это задача филогене­тической систематики. Разработка научных основ селекции и генетики, интродукции и растениеводства невозможна без знания филогении тех родов и семейств, куда относят виды, интересующие экспериментатора. Эволюционная теория — всеобщая для всей органической природы — была сформулирована Ч. Дарвином. Важнейшая задача современного этапа развития этой теории — представить реальный ход эволюции кон­кретных природных родственных групп растений, выяснить частные, свой­ственные данной группе закономерности и пути исторического развития, его движущие силы и темпы. Зная все это, можно в каждом отдельном случае прогнозировать дальнейший ход эволюции и, что особенно важно, влиять на этот ход — убыстрять или замедлять его методами селекцион­но-генетической практики.
Трудность работы систематиков определяется колоссальным обилием и по существу неисчерпаемым разнообразием видов растений, которые приходится изучать и систематизировать. До сих пор нет достаточно оп­ределенных, согласованных данных о численности видов растений. Пред­положительно общее число ныне- живущих видов растений достига­ет 500 000. Цифра эта весьма приблизительна. Даже для одной из наи­более изученных групп растений — Покрытосеменных — число видов определяется разными авторами по-разному: от 175 000 до 300 000 и более.
Таксоны (систематические единицы) мира растений. В качестве ос­новного таксона органической природы принят вид. Учение о виде имеет очень большую историю, насыщенную острой борьбой противоречивых взглядов. Дискуссия о виде всегда имела общебиологическое значение и отражала борьбу двух мировоззрений, двух концепций развития приро­ды: материалистической и идеалистической.
По поводу вида К. А. Тимирязев писал: «Слово вид в применении к организмам имеет, очевидно, два значения, и от неясного различия двой­ственности этой точки зрения происходят бесконечные недоразумения и разногласия ученых» По К. А. Тимирязеву, вид имеет двойственную природу и всякий раз должен рассматриваться в двух аспектах: в аспекте логического, чисто формального понятия как совокупность тождествен­ных особей и в аспекте биологического, естественноисторического поня­тия как основная форма проявления хода эволюционного процесса.
Ч. Дарвин подходит к проблеме вида, имея в виду не абстрактные формально-логические отдельности, а природноисторические. Именно в этом смысле он дает глубокое научно-философское определение: «Вид есть не что иное, как резко выраженная и постоянная разновидность».
Таким образом, необходимо различать два принципиально отличных подхода к проблеме вида. При формально-логическом подходе определе­ние вида не представляет трудностей: вид — совокупность тождествен­ных особей, практически неразличимых. Конечно, тождество в данном случае понимают условно и относительно, как тождество, например, рас­тений, развивавшихся из зерновок одного колоса или целого куста пше­ницы. Для общей ориентации в естественной природе, в созданной чело­веком культурной флоре, в практической работе агронома и ботаника по определению растений пользуются именно формально-логическим методом.
Определение же вида как естественноисторического явления природы представляет чрезвычайные трудности. Из многих десятков определений вида нет ни одного исчерпывающего и общепризнанного. Одно из наибо­лее удовлетворительных определений принадлежит В. Л. Комарову: «Вид есть совокупность поколений, происходящих от общего предка и под влиянием среды и борьбы за существование обособленных отбором от остального мира живых существ, вместе с тем вид есть определенный этап в процессе эволюции».
Итак, вид — основная единица (таксон) в мире растений. Вид — объ­ективный факт природы, тогда как другие таксоны (роды, семейства /и т. д.) — результат деятельности систематиков. Приводим перечень так-JcoHOB мира растений в порядке их соподчинения:
I Вид — совокупность тождественных в основных признаках особей. / Род— совокупность близкородственных видов, например, род роза / объединяет виды: роза морщинистая, роза собачья, роза казанлыкская и др.
Семейство — совокупность близкородственных родов, например, се­мейство Розанные объединяет роды роза, малина, земляника и др.
Порядок — совокупность близких семейств, например, порядок Розо­цветные объединяет родственные семейства Толстянковые, Камнеломко­вые, Розанные.
Класс — совокупность сходных порядков, например, класс Двудоль­ные объединяет порядки Розоцветные, Бобовоцветные, Мальвоцвет-ные и др.
Отдел — совокупность сходных классов, например, отдел Покрытосе­менные объединяет два класса: Двудольные и Однодольные.
Существуют также таксоны более мелкого ранга внутри основных: подрод, подсемейство и т. д. В случае необходимости внутри вида выде­ляют подвиды и разновидности, а применительно к культурным растени­ям — сорта. Сорта представляют результат селекционной деятельности человека. Они характеризуются определенными хозяйственными свойст­вами, передаваемыми по наследству.
Кроме перечисленных выше официальных таксонов, привлекаются еще вспомогательные. Так, например, на первой ступени растения делят на Низшие и Высшие.
Низшие растения (Слоевцовые, или Талломные, — Thallobionta). Их тело (слоевище, или таллом) может быть одноклеточным, колониальным или неклеточным. Более высокоорганизованные имеют многоклеточное тело, достигающее значительных размеров. Однако оно не дифференци-
ровано на органы (корень, стебель и лист). Нет дифференциации и на ткани. Органы полового размножения (женские — оогонии, мужские — антеридии) преимущественно одноклеточны.
Высшие растения (Листостебельные, или Сосудистые, или Кормофи­ты — Kormobionta) характеризуются более сложным строением вегета­тивного тела, дифференцированного у большинства на органы: корень, стебель, лист. Ткани хорошо обособлены и разнообразны. Органы поло­вого размножения всегда многоклеточные: женские — архегонии, муж­ские — антеридии или антеридиальные клетки пыльцы.
Приводим упрощенную современную систему мира растений:
Низшие растения — Thallobionta.
Отдел Бактерии — Bacteriophyta.
Отдел Синезеленые водоросли— Cyanophyta.
Отдел Зеленые водоросли — Chlorophyta.
Отдел Золотистые водоросли — Chrysophyta.
Отдел Диатомовые (Кремнистые) водоросли — Bacillariophyta tomeae).
Отдел Бурые водоросли — Phaeophyta.
Отдел Красные водоросли — Rhodophyta.
Отдел Слизевики — Myxophyta.
Отдел Грибы — Mycophyta (Fungi).
Отдел Лишайники — Lichenophyta (Lichenes] Высшие растения — Kormobionta.
Отдел Мохообразные — Bryophyta.
Отдел Риниеобразные— Phyniophyta.
Отдел Псилотообразные — Psilotophyta (Tmesophyta).
Отдел Плаунообразные—Lepidophyta.
Отдел Каламитообразные — Calamitophyta.
Отдел Папоротникообразные — Pterophyta.
Отдел Голосеменные — Gymnospermae.
Отдел Покрытосеменные — Angiospermae.
Краткая история систематики. Многовековую историю классифика­ции растений можно подразделить на 4 периода:
Период утилитарной систематики. Наиболее древний принцип классификации— распределение известных растений в группы по их хозяйственному, т. е. утилитарному, значению: съедобные, ядови­тые, лекарственные, текстильные и т. д. Начало этого периода трудно ус­тановить. Очевидно, этот принцип появился в самом начале хозяйствен­ной деятельности человека. Это был самый длительный период. Он за­кончился лишь в конце XVI в.
Период искусственных систем. Основным принципом клас­сификации в этом периоде было объединение сходных растений преиму­щественно по одному произвольно взятому морфологическому призна­ку. Высшее достижение этого периода — система выдающегося реформа­тора систематизирующей ботаники и зоологии К. Линнея (1707—1778). По стройности и легкости обзора всех групп растений эта система не превзойдена до наших дней. Весь многообразный мир растений К. Лин­ней подразделял всего на 24 выдела высшего ранга — класса. В основу этого подразделения он положил число тычинок в цветке, их срастание, длину и некоторые другие признаки. К последнему классу отнесены та­кие растения, у которых вовсе отсутствуют цветки. Это класс Тайнобрач­ных, он как бы противопоставлялся остальным 23 классам. Основной не­достаток линнеевской системы состоит в том, что каждый из классов объ­единяет виды на основании лишь одного признака. Поэтому виды, вхо­дящие в один класс, как правило, характеризуются не истинным родством, а чисто случайным совпадением одного из признаков строения андроцея, например числа тычинок. Эта система разъединяла многие
виды действительно родственные. Например, все знают, что злаки — од­но из наиболее естественных семейств, настолько у них сходно строение цветка и соцветия, плода, стебля и т. д. Однако не у всех злаков одина­ковое число тычинок: большинство имеет 3 тычинки и отнесено поэтому к 3-му классу. У риса цветки с 6 тычинками и он отнесен к 6-му классу, душистый колосок имеет всего 2 тычинки и отнесен, следовательно, ко 2-му классу.
Таким образом, система К. Линнея искусственна, так как последова­тельность классов никак не отражает последовательности развития мира растений, его эволюцию. Сам К. Линней отчетливо представлял, что его система — «лучшая из искусственных» — временна.
К. Линнеем введена бинарная номенклатура растений и животных. Название каждого вида слагается из двух латинских слов: первое из них обозначает род, второе (редко два) вместе с первым обозначает вид. Так, род клевер — Trifolium включает ряд видов: Trifolium pratense (кле­вер луговой), Trifolium repens (клевер ползучий) и др.
Период натуральных, или естественных, систем. Первая естественная система мира растений была опубликована в 1789 г. А. Жюссье. Он впервые объединил в группы растения не по одному-двум признакам, а по целой совокупности их. Причем признаки эти относят­ся не к одному органу, а к разнообразным органам. Момент случайного совпадения тем самым становится менее вероятным. А. Жюссье впер­вые за всю историю науки стремился объединить все семейства на осно­ве преемственного развития. Но эволюционный принцип в построении систем органической природы, в частности мира растений, был утверж­ден лишь после опубликования труда Ч. Дарвина «Происхождение ви­дов», где был научно доказан и продемонстрирован на разнообразном материале сам факт эволюции и ее движущие силы. Эволюционная тео­рия Ч. Дарвина оказала весьма прогрессивное влияние на развитие всех отраслей биологии, на борьбу со старыми традициями и пережитками метафизического периода, ибо Ч. Дарвин «...положил конец воззрению на виды животных и растений, как на ничем не связанные, случайные, «богом созданные» и неизменяемые, и впервые поставил биологию на вполне научную почву» '.
Период филогенетических систем. После работ Ч. Дар­вина в науке наступили новые времена. В этот период, длящийся уже целое столетие, разработаны и разрабатываются важнейшие проблемы как общебиологического масштаба, например эволюционная морфоло­гия, так и более частные. Созданы и успешно развиваются новые отрас­ли науки и новые методы исследования. Во всех цивилизованных стра­нах мира разрабатываются десятки филогенетических систем. Нередко они имеют существенные различия не только в графическом изображе­нии хода развития, но даже в определении исходных родительских ти­пов для крупнейших звеньев общей системы. В построении филогенети­ческих систем видная роль принадлежит советским ученым — Н. Кузне­цову, Б. Козо-Полянскому, Н. Бушу, А. Гроссгейму и др. Самое большое число филогенетических систем предложено для покрытосеменных рас­тений — наиболее хорошо изученных. Однако в наши дни нет ни одной филогенетической системы, которая была бы общепринятой. ,
Исходя из сказанного, в настоящем курсе было бы нецелесообразно располагать материал строго по какой-либо системе, так как это лиши­ло бы возможности продемонстрировать новые достижения филогенистов по отдельным крупным естественным выделам. Низшие растения изло­жены в основном по системе А. Пашера (1931).