§ 26. Основы систематики растений — Пасечник. 6 класс. Учебник
Вопросы в начале параграфа
1. Какие царства органического мира вам известны?
Царство бактерий, царство грибов, царство растений и царство животных.
2. Какие основные группы растений вы знаете?
Основные известные группы растений — это водоросли, папоротники, мхи, плауны, хвощи, голосеменные растения и покрытосеменные (цветковые) растения.
Вопросы в конце параграфа
1. Почему необходима классификация растений?
Классификация растений позволяет учёным лучше понимать и изучать всё многообразие растений, описывать их, устанавливать их сходство и различие, а также родство с другими растениями.
2. Какие единицы систематики вы знаете и для чего они служат?
Вид — это основная единица систематики. Вид служит для определения конкретного растения, например ивы ломкой.
Род — объединяет различные растения одного вида. Например, ива ломкая, ива белая, ива козья и другие ивы относятся к одному роду Ива.
Семейство — объединяет несколько родственных родов. Например, род Тополь, род Ива и род Чозения объединены в семейство Ивовые.
Порядок — объединяет несколько семейств со сходными особенностями. Например, к порядку Ивоцветные относятся растения с мелкими, незаметными, однополыми цветками собранными в соцветия серёжка. Сейчас в этот порядок входит только одно семейство Ивовые.
Классы — объединяют растения по более общим признакам. Например, в один класс могут входить растения с одинаковой корневой системой, или с одинаковым количеством семядолей, или с одинаковым жилкованием листьев и т.д. Например, порядок Ивоцветные относится к классу Двудольные.
Отделы — наиболее крупная систематическая единица. Растения одного отдела имеют общий план строения и важнейшие признаки. Например, существует отдел покрытосеменных растений, голосеменных растений, водорослей и т.д. Так, класс Двудольные относится к отделу Покрытосеменные растения.
3. Каковы особенности вида?
Вид — это группа близкородственных организмов, которые могут скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.
4. Что такое сорт? В чём его отличие от вида?
Сорт — это группа растений одного вида, созданных человеком и обладающих определёнными хозяйственными видами и свойствами. Например, существует множество сортов яблонь: антоновка, белый налив, апорт, конфетное и т.д. Все эти сорта относятся к одному виду — яблоня домашняя.
5. По каким признакам можно отличить однодольные растения от двудольных?
Однодольные растения имеют:
Двудольные растения имеют:
6. Какие признаки являются главными при выделении растений в семейства?
Для выделения растений в семейства главными признаками являются особенности строения цветка и плода.
Подумайте
Почему, определяя, к какому классу относится растение, нельзя учитывать только один признак?
Некоторые растения, относящиеся к конкретному классу, имеют отличные от других представителей этого класса внешние характеристики. Например, вороний глаз — это однодольное растение, но с сетчатым жилкованием листьев (характерно для двудольных растений).
В этом случае растение классифицируют в соответствии с ведущим признаком класса. В нашем примере ведущим признаком класса однодольных растений будет наличие одной семянной доли в зародыше. Именно поэтому вороний глаз отнесен к классу однодольных растений.
Задания
Пользуясь рисунком 114(опечатка, рисунок 113), выделите признаки, характерные для двудольных и однодольных растений.
Признаки
Однодольные
Двудольные
Количество семядолей в зародыше
Мочковатая
Стержневая
Расположение проводящего пучка в стебле
Беспорядочно
В центре или по кругу
Словарик
Систематика растений— это раздел ботаники, занимающийся классификацией растений.
Вид— это группа близкородственных организмов, которые могут скрещиваться друг с другом и давать потомство.
Род— это группа из нескольких видов растений, объединённых по некоторым общим признакам.
Семейство— это группа из нескольких родов растений, объединённых по определённым характерным признакам.
Порядок— это группа семейств растений, объединённых на основании общих признаков.
Класс— это группа порядков растений, объединённых по каким-либо существенным признакам.
Отдел— это группа классов растений, имеющих общий план строения и важнейшие общие признаки.
Царство —это группа состоящая из нескольких отделов живых организмов. Выделяют царство грибов, царство бактерий, царство животных и царство растений.
Сорт —это группа растений, относящихся к одному виду, но преобразованных человеком для определённых хозяйственных нужд. Каждый сорт обладает какими-то особенными свойствами, полезными для человека.
Класс однодольные— это класс, включающий в себя все растения в зародыше которых находится только одна семядоля.
Класс двудольные— это класс, включающий в себя все растения в зародыше которых находится две семядоли.
Систематика растений – особенности, системы и зачем нужна
Термин “таксономия” происходит от др.-греч. τάξις — строй, порядок и νόμος — закон). Систематика растений занимается классификацией растений по определенным установленным правилам. Термин “таксономия” был введен швейцарским ботаником А. П. де Кандоллем в его книге “Элементарная теория ботаники” (Théorie élémentaire de la botanique).
Таксономию растений можно определить как раздел ботаники, который занимается характеристикой, идентификацией, классификацией и номенклатурой растений на основе их сходств и различий.
Целями систематики растений являются:
Таксономия и систематика
Слово “систематика” происходит от слова “система”, означающего систематическое расположение организмов. Она учитывает эволюционные взаимоотношения организмов. Систематика растений имеет дело с взаимоотношениями между растениями и их эволюционным происхождением. Систематика изучает биологическое разнообразие и систематизирует информацию в классификацию.
Организмы классифицируются на основе сходства, близости или родства между ними. Классификация показывает филогенетические отношения между различными организмами и их родословную. Сходство между особями показывает, что они могли развиться от общего предка. Близкородственные организмы входят в группу, которая имеет общий генофонд.
Организмы подразделяются на различные таксономические категории в зависимости от сходства и специфических особенностей. Различные таксономические категории в их иерархическом порядке:
Число общих признаков уменьшается по мере того, как мы переходим от вида к царству, где виды имеют фундаментальное сходство, а организмы в том же царстве имеют наименьшие общие черты.
Системы систематики растений
Самая ранняя система классификации рассматривала лишь несколько растительных признаков. Современные таксономические исследования более сложные и учитывают различные морфологические, клеточные и молекулярные характеристики, например, репродуктивные особенности, способ питания, среду обитания, эволюционные отношения и т. д.
Существует три основных типа систем классификации растений:
Искусственные системы
Искусственные системы были самыми ранними системами, которые пытались классифицировать организмы на основе нескольких поверхностных признаков.
Они сыграли важную роль в истории биологической классификации, поскольку это была попытка организовать живые организмы. Недостатком было то, что они не учитывал морфологические признаки и эволюционные отношения. Они придавали равное значение растительным и половым признакам, но это было ошибкой. На вегетативные признаки большое влияние оказывает окружающая среда. В результате близкородственные виды систематизировали обособленно.
Аристотель классифицировал растения более 2000 лет назад на основе простых морфологических признаков на травы, кустарники и деревья.
Теофраст в своей книге “Historia Plantarum” или “Исследование растений” (1454) попытался организовать растения в различные группы на основе того, как они размножаются и как они используются. Его называют “Отцом ботаники”.
Карл Линней известен как “Отец современной систематики”. В своей книге “Systema naturae” или “Система природы” (1735) он дал иерархическую систему классификации природного мира на растительное царство, животное царство и минеральное царство.
Он понимал важность цветочных признаков и классифицировал растения по количеству тычинок, присутствующих в них. Эта система также известна как половая система классификации растений.
Линней продолжал добавлять новые работы в свои публикации. В “Species Plantarum” или “Виды растений” (1753) он дал краткое описание всех известных ему видов. В ней он описал около 7300 видов растений. Линней разделил растительное царство на 24 класса по строению, союзу, длине и количеству тычинок.
В “Philosophia Botanica” или “Философия ботаники” он предоставил биномиальный способ для наименования каждого вида. Он называется биномиальным, потому что каждое название состоит из двух частей: 1) название рода и 2) название вида, например Solanum melongena (баклажан), Solanum tuberosum (картофель), имеющие один и тот же род, но разные названия видов.
Естественные системы
В этой системе при классификации учитывается больше признаков. Она была основана на естественном сходстве растительных и цветочных признаков между растениями, а также учитывает различные внешние и внутренние особенности, такие как строение клетки, типы эмбриона и фитохимия.
Бентам и Гукер предложили важнейшую естественную систему классификации цветковых растений. Они классифицировали растения на криптогамы (нецветущие растения) и фанерогамы (цветущие растения).
Это помогло определить отношения между различными группами растений, но не смогло выявить филогенетические отношения между ними.
Филогенетическая система классификации
Филогенетическая система основана на эволюционной последовательности и генетических отношениях. Она была разработана после публикации теории эволюции Дарвина. Помимо морфологических характеристик, обнаруженных в летописи ископаемых, рассматривались также генетические составляющие. Система была широко принят биологами во всем мире. Согласно филогенетической системе, все организмы, принадлежащие к одним и тем же таксонам, произошли от общего предка.
Различные ученые, а именно Энглер и Прантль, Хатчинсон, Тахтаян, Кронквист, Рольф Дальгрен и Роберт Торн внесли свой вклад в филогенетическую систему классификации.
Современные таксономические достижения
С появлением молекулярной биологии было разработано множество методов идентификации генетических материалов. Это позволило нам сравнить особей на разных таксономических уровнях и разрешить трудности их классификации, даже если нет никаких ископаемых свидетельств.
Вопрос 1. Почему необходима классификация растений? В настоящее время на Земле обитает около 600 тыс. видов растений, которые можно условно разделить на 2 группы: высшие и низшие растения, однако ученые-ботаники находят все новые и новые виды. Чтобы можно было ориентироваться во всем этом многообразии растений, необходима классификация.
Вопрос 2. Какие единицы систематики вы знаете и для чего они служат? Чтобы легче было разобраться во всем многообразии растений, их разделили на группы. Особи, имеющие сходное происхождение, строение и жизнедеятельность, относят к одному виду. Родственные виды объединяют в роды, роды — в семейства, семейства — в порядки, порядки — в классы, классы — в отделы, отделы — в царства.
Вопрос 3. Каковы особенности вида? Вид — это совокупность особей, обладающих общими морфологическими, физиологическими и биохимическими признаками, занимающих определенный ареал, способных скрещиваться друг с другом и дающих плодовитое потомство. Эти свойства прямо связаны с общностью происхождения всех особей данного вида. Особи, относящиеся к разным видам, как правило, даже если и живут рядом, не скрещиваются между собой. Каждый вид занимает определенную территорию и приспосабливается к условиям обитания на ней. Вид — основная единица систематики.
Вопрос 4. Что такое сорт? В чем его отличие от вида? Сорта растений — это большая совокупность растений одного вида, созданная человеком в результате селекции. Сорт создается человеком, в отличие от вида, который формируется в природе в процессе развития и приспособления к определенным условиям. Сорта растений характеризуются определенными морфофизиологическими и хозяйственными признаками. Для поддержания существования того или иного сорта необходимы определенные условия. Если благоприятные для данного сорта растений условия исчезают, то сорт вырождается. Существуют многие сотни сортов различных культурных растений (например, только одной пшеницы насчитывается более 300 различных сортов). Выведением сортов занимается селекция растений, задачей которой является создание новых и улучшение существующих сортов растений. Виды — это сумма популяций. Популяция — элементарная структура вида — это совокупность свободно скрещивающихся особей данного вида, живущая длительно на определенной территории ареала вида.
Теория и практика: экологические классификации видов растений
Статья содержит обзор экологических классификаций видов растений и различий характеристик, определяющих группировки (типы) растений в зависимости от выбранного подхода. Можно выделить два основных способа систематизации знаний в экологических исследованиях сообществ растений: определение групп по внешнему облику растений или по отношению видов к экологическим факторам. Авторы предполагают, что оперирование функциональными группами растений, в отличие от использования систем жизненных форм, более эффективно в геоботанических исследованиях.
Классификации разного рода систематизируют большой объем данных, помогают схематизировать эволюцию и разнообразие биологических объектов. Разнообразие растительных сообществ также подвергается анализу и классификации (см. синопсис и статьи в ЖОБ «Основные тенденции развития теории синтаксономии и динамики растительных сообществ», «Концепция растительного сообщества: история и современное состояние»). Для классификации сообществ необходимо понимание экологических характеристик видов, составляющих разные типы сообществ, выявление закономерностей видовой мозаики в сходных и различающихся сообществах. В статье авторы предлагают обзор экологических классификаций видов растений и описание важных характеристик, которые определяют группировки растений согласно разным классификациям.
Имеется два подхода к экологической классификации видов растений, по аналогии с классификацией сообществ: физиогномический и флористический. Физиогномические экологические классификации основаны на выделение групп видов по сходству внешнего облика растений, флористические – по сходству требований к экологическим условиям. В первом случае принято различать жизненные формы растений (ЖФ) и формы роста (ФР). Считается, что ЖФ, т.е. собственно морфология растения, является следствием адаптации растения к условиям среды, тогда как ФР определяется «внутренним механизмом» и относительно независима от комплекса внешних условий. Надо отметить, что в отечественных исследованиях понятие ФР непопулярно, зато применение нашли несколько систем ЖФ. Фундамент деления растений по ЖФ заложил философ Теофраст за 300 лет до н.э. Он выделил три типа ЖФ – деревья, кустарники и травы. Эти три типа до сих пор применяются в качестве упрощенной схемы для разного рода обобщающих исследований (см., например, статью в текущем номере ЖОБ «Современная и мел-кайнозойская диверсификация покрытосеменных»). Однако эта система получила развитие в работах ботаников, которое пошло по пути увеличения числа типов и подтипов ЖФ. Так, например, в системе Гумбольдта (1806) насчитывается 16 типов форм, среди которых пальмы, кактусы, банан, а в системе Друде (1896) число подтипов достигло 60, объединенных в 7 основных типов: древесные растения, суккуленты, лианы, эпифиты, злаки, лишайники, мхи. Одной из наиболее широко известных и применяемых физиогномических классификаций является система К. Раункиера. Он предложил систему основанную всего на одном признаке – положении и способе защиты почек возобновления в течение неблагоприятного периода (холодного или сухого) (рис. 1).
Понятие ЖФ может быть акцентировано применением терминов функциональные типы растений или функциональные группы растений, в выделении которых особое значение приобретают такие параметры как продуктивность, индекс листовой поверхности, сезонная ритмика и проч. Эффективность системы ЖФ Раункиера была показана Р. Уиттекером (1980) при сравнении флористического состава биомов. Он показал, например, что во влажных тропических лесах преобладают фанерофиты, в лесах умеренно холодной зоны, тундре и степи – гемикриптофиты, в полупустыне – хамефиты, а в пустыне – терофиты.
Я. Баркман (Barkman, 1988) развил классификацию ФР, которая была противопоставлена ЖФ. В ней деревья делятся исключительно по морфологическим признакам наименее связанным с условиями обитания (насколько это вообще возможно, конечно). На первом уровне растения делятся на свободно плавающие, прикрепленные и имеющие корни. Понятно, что в одной системе рассматриваются разнообразные по систематическому положению виды – и водоросли, и сосудистые растения, и мхи. На следующем уровне виды делятся на типы по характерным представителям и т.д. Система отличается тем, что на всех уровнях есть строгие (формализованные) правила выделения групп растений.
Другим путем пошли исследователи, которые попытались сделать систему ЖФ более пригодной для применения на практике. Предполагалось перейти от классификации формы к функционированию растения. Система функциональных типов растений (ФТР) основана на выделении типов, различающихся по функциональным признакам. Такие типы выступают в роли доминантов биомов и отвечают за их основные функциональные характеристики. Например, ФТР используются в первую очередь при аэрокосмической съемке. Выделенные на основе ФТР биомы различаются по таким существенным характеристикам, как индекс листовой поверхности, первичная биологическая продукция и показатель испарения влаги.
Отдельная методика используется для выделения функциональных групп растений (ФГР). Как правило, ФГР отражают поведение растений в ходе сукцессии, например, при пирогенной сукцессии или пастбищной дигрессии.
Методика выделения экологических групп существенно отличается от таковой по морфологическим признакам (даже учитывая связь морфологии с внешними условиями). Основные подходы к выделению экологических групп видов сформированы под воздействием концепции непрерывности Л.Г. Раменского. Дискретность биомов признается условной, распределение видов растений в пространстве определяется градиентами различных экологических факторов. Градиент определенного фактора разбивается (условно) на конечное число градаций. Предполагается что, экологические группы составляют виды, у которых модальные классы распределения по данному градиенту лежат в рамках установленных градаций. Понятно, что группы, выделенные по градиенту одного фактора, будут распадаться (в той или иной степени) при рассмотрении распределений видов относительно другого фактора. Поэтому для выделения таких групп не используется более 2-3 наиболее «говорящих» факторов. Фитоценологи часто выделяют экологические группы по отношению к ведущим факторам среды, таким как увлажнение (мезофиты, гигрофиты, ксерофиты и т.п.), засолению (галофиты, гликофиты, и т.п.). Широко используется градиентный анализ вдоль одного фактора среды: экоклины (влажность), топоклины (высота над уровнем моря), хроноклины (в случае сукцессии).
В рамках флористического подхода следует упомянуть распространённый в отечественной геоботанической литературе метод выделения эколого-ценотических групп (ЭЦГ). Выделение групп происходит на основе видов-индикаторов типов сообществ, определяемых в ходе флористического описания сообществ по методу Браун-Бланке. При определении видов-индикаторов применяют как экспертную оценку, так и статистическую оценку значимости определения.
Авторы предполагают, что оперирование функциональными группами растений, в отличие от использования систем жизненных форм, более эффективно в геоботанических исследованиях.
Порядок классификации растений: схема, семейства, значение, примеры
Растения — краткое описание
Растения (от латинского plantae) — биологическое царство, которое является одной из ключевых групп многоклеточных организмов.
Изучению растений и их разновидностей посвящена наука ботаника.
Впервые изучать растения начал древнегреческий философ и ученый Аристотель. Он поместил данный класс в промежуточное положение между неодушевленными предметами и животными. Исследователь представил определение растений в виде живых организмов, обделенных способностью к самостоятельному передвижению. В этом заключается одно из их главных отличий от животных.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
В более позднее время наука открыла бактерии и археи, которые невозможно отнести к общепринятому понятию растительности. Во второй половине ХХ столетия происходит выделение грибов и некоторых типов водорослей в отдельные категории на основании отсутствия у данных организмов сосудистой и нервной системы, характерных для других представителей растительных видов.
Основные признаки
Растения отличают по ряду характеристик. Основными признаками растительности являются:
Клетки растения обладают рядом особенностей, среди которых можно отметить следующие характерные черты:
Классификация растений
Основные ранги таксонов растительности классифицируют, исходя из принципов иерархичности, то есть соподчинения. Таким образом, более крупные таксоны объединяют в себе более мелкие.
Примером такой классификации может служить известное растение ромашка. Формулировка данного таксона будет иметь следующий вид:
Жизненная форма организма — внешний облик, отражающий его приспособленность к определенным условиям среды.
В ботанике принята стандартная классификация растительности, исходя из их жизненной формы. Основными группами являются:
Принцип иерархичности
Отдел
Среди большого многообразия растений выделяют основные категории:
Споровые растения подразделяются на несколько отделов:
Среди семенных растений выделяют следующие отделы:
Класс
Мохообразные растения группируют по следующим классам:
К хвощевидным растениям относятся виды хвощового класса. К отделу плауновидных причисляют полушниковые и плауновые классы. Отдел цветковых растений представлен следующими классами:
Среди голосеменных видов растительности выделяют следующие классы:
Папоротниковидные вилы растений также подразделяют на отдельные классы. К ним относятся папоротниковидные, мараттиевые, псилотовидные растения.
Порядок
В каждом классе выделяют определенные порядки растений. К примеру, к классу андреевых относится порядок андреевых видов растительности.
Порядки листостебельных мхов следующие:
К классу хвощовых относится порядок хвощовые. К гинкговым растениям относятся виды из гинкгового порядка, к гнетовым — хвойникова порядка, к полушниковым — порядка селагинелловых.
Класс однодольных растений представлен следующими порядками:
Плауновому классу соответствует порядок плауновых растений. В классе двудольных представлено более ста порядков. Некоторые из них:
К хвойному классу относятся следующие порядки:
Порядки растений из папоротниковидного класса следующие:
К классу политриховых мхов относится политриховый порядок растений. Класс тетрофисовых мхов представлен видами из тетрофисового порядка растительных организмов.
Семейство
Данная таксономическая единица растительных организмов определяется рядом их систематических признаков. Растительный мир отличается богатым разнообразием. В семейства включены виды растений, обладающие оригинальными признаками.
Для однодольных растений характерны параллельное или дуговое жилкование листьев, мочковатая корневая система, травянистая жизненная форма.
К однодольным относят следующие семейства:
Двудольные растения характеризуются стержневой формой корневой системы, сетчатым жилкованием листьев, кратными частями цветка. В составе двудольных растений присутствует камбий. Это ткань, которая обеспечивает рост стебля в толщину. Среди двудольных растений нередко встречают разнообразные виды деревьев, кустарников и трав.
К данному классу относят следующие семейства:
Насчитывается множество семейств растений. В качестве примера можно перечислить следующие:
В каждом семействе по узкопрофильным признакам выделяют конкретные таксономические единицы. Растения, относящиеся к определенному роду, обладают рядом отличительных характеристик.
К примеру, в семействе акантовых растений представлены следующие роды:
К семейству адиантовых относятся растения следующего рода:
Существует еще несколько сотен родов растений. Каждому из них присуще индивидуальные характеристики. В рамках конкретного рода выделяют виды растительных организмов.
В мире насчитывается около 350 тысяч видов растений. Точная цифра постоянно меняется, так как ежегодно какие-то из них гибнут, а ученые регулярно открывают новые виды. Растения распределяются по трем подцарствам, которые включают разнообразные виды высших зародышевых растительных организмов, настоящих водорослей и красных водорослей багрянок.
Представители каждого вида отличаются по ряду основных признаков:
Подцарства
Многообразие растений классифицируется по определенным признакам. В зависимости от строения выделяют основные подцарства растительных организмов: высшие и низшие.
Низшие растения (водоросли)
Представители данного подцарства не обладают органами и тканями. Для низших растений характерно наличие слоевища или талла. К данной категории причисляют водоросли. В большинстве своем такая растительность обитает в водной среде. Питание у водорослей происходит за счет поглощения питательных веществ с помощью всей поверхности тела. Преобладающая часть или вся структура растительности водоемов соприкасается с солнечным светом, что объясняет ее способность к фотосинтезу. Такой образ жизни не предполагает быстрого перемещения веществ по организму. Для большинства видов водорослей характерно однотипное строение клеток.
Высшие растения (споровые, семенные)
Виды, которые относятся к данному подцарству, обладают функционально различными органами, которые образуют специализированные клетки. Как правило, представители высших растений обитают на суше. Вода и минеральное питание добываются ими из грунта. Фотосинтез у таких растений осуществляется путем подъема над поверхностью почвы. Виды, относящиеся к высшему подцарству, нуждаются в транспортировке веществ между частями организма, которая выполняется с помощь проводящих тканей.
Механическая и покровная ткани создают поддержку и опору для растения в наземно-воздушной среде. Благодаря специализированным клеткам, тканям и органам, растительные организмы высшего подцарства могут достигать больших размеров и осваивать широкий спектр сред обитания. Для многих представителей высших растений характерен вторичный возврат в водную среду. К примеру, в условиях пресного водоема такие организмы формируют основную массу водной растительности.
Пример классификации на примере конкретного растения
Ромашка аптечная обладает следующими характеристиками:
В случае тюльпана характеристика будет иметь следующий вид:
3. Каковы особенности вида?
