Как сделать классификацию растений
Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Основы систематики. Систематика растений
Основы систематики. Наука о распределении организмов на группы по степени родства называется, систематикой, а место того или иного организма в системе — классификацией.
Основателем систематики является К. Линней. Все растения относятся к одному царству. Царство растений делится на 2 подцарства: низшие и высшие растения.
К низшим растениям относятся водоросли. Некоторые из них имеют простое одноклеточное строение. Другие, хотя и являются многоклеточными, не имеют корней, стеблей и листьев.
Признаки высших растений. Большинство высших растений имеют ткани и органы. Вегетативные органы — корни, стебли и листья — выполняют функции питания и взаимодействия с окружающей средой. Генеративные органы (цветки) служат для полового размножения. Моховидные, плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные растения размножаются спорами. Голосеменные и покрытосеменные растения размножаются семенами. Семена покрыты плотной оболочкой и содержат запасы питательных веществ и многоклеточный зародыш. Хотя растения и разделяются па высшие и низшие, все они относятся к царству растений. Клетки низших и высших растений схожи по строению и жизнедеятельности. Все они способны к фотосинтезу при наличии хлорофилла.
Систематика растений. При изучении растений сходные друг с другом виды объединяют в роды, роды — в семейства, семейства — в порядки, порядки — в классы, классы — в отделы, отделы — в царство (рис.1,2):
Рис.1 Основные систематические категории растений
Таким образом, систематика — ото наука о степени родства организмов. Принадлежащие к определенной группе растения произошли от общих предков. У родов один общий вид — предок. Эти группы образовывались постепенно, в течение длительного времени, в результате приспособления к различным внешним условиям.
Вид — наименьшая единица в систематике, он объединяет растения, схожие по 4 признакам: 1) общее строение; 2) сходные экологические условия и общая территория обитания (ареал); 3) схожесть жизненных процессов, например скорость роста; 4) скрещиваемость и способность давать потомство.
К самой распространенной на земле группе растений относятся покрытосеменные, или цветковые. По строению семян, стеблей и листьев они подразделяются на два класса: однодольные и двудольные. Например, всем известный картофель (паслен клубненосный) относится к роду паслен, семейству пасленовых, порядку норичниковых, классу двудольных, отделу покрытосеменных. Вид лук репчатый относится к роду лук, семейству луковых, порядку лилейных, классу однодольных, отделу покрытосеменных растений.
Систематика и классификация животных.
Как и всем живым организмам, растениям свойственны такие процессы, как обмен веществ, питание, дыхание, размножение, рост и развитие, раздражимость. Им ; характерны все виды размножения. При классификации растения делят на группы. Самая большая единица царства — подцарство. Основными считаются следующие: вид —> род —> семейство —> порядок —> класс —> отдел —> царство.
Вид — наименьшая единица системы. При определении вида растения учитывается множество факторов: общее строение; сходные экологические условия и общий ареал; схожесть жизненных процессов; скрещиваемость и качество потомства.
Царство растений. Классификация растений. Общая характеристика
Царство растений поражает своим величием многообразием. Куда бы мы ни поехали, в каком бы уголке планеты ни оказались, везде можно встретить представителей растительного мира. Даже льды Арктики не являются исключением для их обитания. Каково это царство растений? Виды его представителей разнообразны и многочисленны. Какова общая характеристика царства растений? Как их можно классифицировать? Попробуем разобраться.
Общая характеристика царства растений
Признаки царства растений следующие:
Ботаническая классификация растений
Царство растений делится на два подцарства:
Подцарство «низшие растения»
Большинство из них живет в воде или на воде. Но встречаются водоросли, которые растут в почве, на деревьях, на камнях и даже во льдах.
Тело водорослей — это слоевище или таллом, которое не имеет ни корня, ни побегов. У водорослей не существует органов и различных тканей, поглощение веществ (воды и минеральных солей) у них происходит всей поверхностью тела.
Подцарство «низшие растения» состоит из одиннадцати отделов водорослей.
Значение для человека: выделяют кислород; употребляются в пищу; используются для получения агар-агара; используются в качестве удобрений.
Подцарство «высшие растения»
К высшим растениям относятся организмы, которые имеют хорошо выраженные ткани, органы (вегетативные: корень и побег, генеративные) и индивидуальное развитие (онтогенез) которых делится на эмбриональный (зародышевый) и постэмбриональный (послезародышевый) периоды.
Высшие растения делятся на две группы: споровые и семенные.
Споровые растения распространяются при помощи спор. Для размножения нужна вода. Семенные растения распространяются при помощи семян. Для размножения вода не нужна.
Споровые растения делятся на следующие отделы:
Семенные делятся на следующие отделы:
Рассмотрим их более подробнее.
Отдел «моховидные»
Моховидные делятся на два класса — печеночные и листостебельные.
Листостебельные мхи имеют побеги, которые состоят из стеблей и листьев. Типичным представителем является мох кукушкин лен.
У мхов возможно половое и бесполое размножение. Бесполое может быть как вегетативным, когда растение размножается частями стеблей, слоевища или листьев, так и споровым. При половом размножении у моховидных образуются специальные органы, в которых созревают неподвижные яйцеклетки и подвижные сперматозоиды. Сперматозоиды по воде передвигаются к яйцеклеткам и оплодотворяют их. Затем на растении вырастает коробочка со спорами, которые после созревания рассыпаются и распространяются на большие расстояния.
Мхи предпочитают влажные места, однако растут и в пустынях, и на скалах, и в тундрах, но их не встретить в морях и на сильно засоленных почвах, в сыпучих песках и ледниках.
Значение для человека: торф широко применяется в качестве топлива и удобрения, а также для производства воска, парафина, красок, бумаги, в строительстве используется в качестве теплоизолирующего материала.
Отделы «плауновидные», «хвощевидные» и «папоротниковидные»
Эти три отдела споровых растений имеют схожее строение и размножение, большинство их растет в тенистых и влажных местах. Древесные формы этих растений встречаются очень редко.
Папоротники, плауны и хвощи являются древними растениями. 350 миллионов лет назад они представляли собой большие деревья, именно они составляли леса на планете, кроме того, они являются источниками залежей каменного угля в настоящее время.
Немногочисленные виды растений отделов папоротникобразных, хвощевидных и плауновидных, которые дошли до сегодняшних дней, можно назвать живыми ископаемыми.
Внешне разные виды плаунов, хвощей и папоротников отличны друг от друга. Но они схожи по внутреннему строению и размножению. Устроены они сложнее, чем моховидные (имеют больше тканей в своем строении), но проще, чем семенные растения. Относятся к споровым растениям, так как все они образуют споры. Также для них возможно как половое, так и бесполое размножение.
Значение для человека: древние папоротникообразные дали нам залежи каменного угля, который используется как топливо и ценное химическое сырье; некоторые виды используются в пищу, применяются в медицине, используются в качестве удобрений.
Отдел «покрытосеменные» (или «цветковые»)
Цветковые растения — это самая многочисленная и высокоорганизованная группа растений. Насчитывают более 300 тысяч видов. Эта группа составляет основную часть растительного покрова планеты. Почти все представители растительного мира, окружающие нас в обычной жизни, как дикорастущие, так и садовые растения, являются представителями покрытосеменных. Среди них можно встретить все жизненные формы: деревья, кустарники и травы.
Цветковые растения господствуют в растительном покрове как наиболее приспособленные к современным условиям жизни на нашей планете.
Значение для человека: используются в пищу; выделяют кислород в окружающую среду; применяются в качестве стройматериалов, топлива; используются в медицинской, пищевой, парфюмерной промышленности.
Отдел «голосеменные»
Отличием голосеменных от покрытосеменных является то, что они не образуют плодов, то есть семена их не покрыты, они располагаются на чешуйках шишек.
Голосеменные растения представлены деревьями и кустарниками. Среди них нет трав. Большинство голосеменных имеют листья в виде иголок (хвоинок). Среди голосеменных выделяется большая группа хвойных растений.
Около 150 млн. лет назад хвойные растения преобладали в растительном покрове планеты.
Значение для человека: образуют хвойные леса; выделяют большое количество кислорода; используются в качестве топлива, стройматериалов, в кораблестроении, изготовлении мебели; применяются в медицине, в пищевой промышленности.
Разнообразие растительного мира, названия растений
Приведенная выше классификация имеет продолжение, отделы подразделяются на классы, классы — на порядки, затем следуют семейства, потом роды и, наконец, виды растений.
Царство растений огромно и разнообразно, поэтому принято использовать ботанические названия растений, имеющие двойное имя. Первое слово в названии означает род растений, а второе — вид. Вот как будет выглядеть систематика всем нам известной ромашки аптечной:
Царство: растения.
Отдел: цветковые.
Класс: двудольные.
Порядок: астроцветные.
Семейство: астровые.
Род: ромашка.
Вид: ромашка аптечная.
Классификация растений по их жизненным формам, описание растений
Царство растений также классифицируется по жизненным формам, то есть по внешнему облику растительного организма.
Дикорастущие и культурные растения
К разнообразию растительного мира приложил руку и человек, и на сегодняшний день растения можно также поделить на дикорастущие и культурные.
Культурные растения происходят от дикорастущих, но получены путем селекции, гибридизации или генной инженерии. Это все садовые растения.
Принципы классификации растений
Основы ботанической классификации растений заложил Карл Линней, давший описание многих видов растительного мира.
В настоящее время в систематике растений применяют следующие основные категории: отдел, класс, порядок, семейство, род, вид, подвид, разновидность, форма и сорт.
Отдел — одна из крупных категорий, используемых в систематике растений, объединяет родственные классы (например, Покрытосеменные, или Цветковые).
Класс — категория рангом ниже отдела, объединяет близкие порядки (например, Двудольные, Однодольные).
Порядок — одна из основных категорий систематики растений, объединяющая родственные семейства (например, Злакоцветные. Бобовоцветные).
Семейство — объединяет растения, похожие друг на друга по способу размножения, происхождению и строению органов. Например, семейство Злаковых включает в себя пшеницу, рожь, овес, ячмень, просо, сорго и др.
Близкие виды объединяют в ролы. Например, пшеница — это род. В свою очередь пшеница имеет несколько видов: пшеница твердая, пшеница мягкая и т. д.
Близкие роды объединяют в трибы. Например, важнейшие злаки — пшеницу, рожь, ячмень — относят к трибе пшеничных (раньше называли ячменевых).
Вид — это основная классификационная единица. Название вида состоит их двух слов. Первое слово обозначает род растения, а второе (обычно прилагательное) — название вида. После латинского названия вида следует латинская буква (несколько букв), указывающая в сокращенной форме фамилию исследователя, впервые его описавшего и назвавшего (L. — К. Линней, Jacub. — М. М. Якубцинер и т. п.). Пшеница мягкая называется Triticum aestivum L. — это название дал Линней.
Разновидность — совокупность растений, которые имеют общие морфологические, физиологические и экологические признаки. Например, наличие у мягкой пшеницы остей, колосковых и цветковых чешуй.
Более мелкие физиологические и морфологические признаки (зимостойкость, скороспелость и др.) служат основой для деления разновидностей на формы (расы) растений.
В селекционной работе часто используют такие понятия, как чистая линия и сорт.
Линия — генетически однородная группа растений или потомство одного самоопыляющегося растения.
Сорт — совокупность культурных растений с одинаковыми наследственными признаками (биологическими, хозяйственными, технологическими).
К биологическим признакам относятся: форма и линейные размеры зерна, цвет, стекловидность, морозоустойчивость и др.; к хозяйственным — устойчивость по отношению к сорнякам, болезням и вредителям, скороспелость, урожайность и др.; к технологическим — выход муки, качество клейковины, пивоваренные, крупяные, мукомольные, хлебопекарные и другие свойства.
Существуют три основные группы сортов: линейный, гибридный и сорт-популяция. Линейный сорт получают из одного самоопыляющегося растения. Растения линейного сорта принадлежат к одной разновидности и к одной форме. Гибридный сорт получают от нескольких сортов (форм) перекрестноопыляющихся растений. Сорт-популяцию — в результате естественного
Скрещивания разных сортов. Растения сорта-популяции могут принадлежать к разным видам.
Для гибридных семян характерно явление гетерозиса — увеличение урожайности (до 40%) в первом поколении. Постепенно, с годами урожайность снижается.
Сорта культурных растений подразделяются на районированные, дефицитные, перспективные, стандартные, элитные и др.
Различают селекционные и местные сорта. Селекционные, в ботаническом смысле, совпадают с понятием расы и выведены путем искусственного отбора. Названия селекционных сортов дают по месту их выведения (рожь — Харьковская 88, пшеница — Новосибирская 67); а также произвольно (пшеница — Заря, рожь — Восход 2, овес — Горизонт).
Местные сорта создаются естественным отбором. Они представляют собой смесь (популяцию) рас, а иногда разновидностей растений.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Факты из истории
Растения представляют собой биологическое царство, которое состоит из многоклеточных живых организмов. Несмотря на отсутствие способности передвигаться, представители вида ведут активную жизнедеятельность. Внутри листьев, стеблей и корней происходят различные химические процессы, которые обеспечивают нормальное функционирование всей системы.
Первое описание многообразия царства растений принадлежит древнему философу и ученому Аристотелю. Точного определения, названия, особенностей семейств или подцарств он не давал, но поставил растения между представителями животного мира и неодушевленными предметами, поскольку они не способны передвигаться.
Через некоторое время ученые выделили отдельное царство грибов, и растения стали отдельным видом, который изучается и сегодня. Помимо этого, специалисты выделили некоторые разновидности водорослей, не имеющие корневой системы, как у других представителей растительного мира.
Этапы эволюции
Если верить находкам и заключениям палеонтологов, разделение растительного и животного мира произошло еще 3 млрд лет назад. Этот период приходится на архейскую эру, когда были обнаружены первые единицы, имеющие признаки растений.
В протерозойской эре некоторые уже имели представление об эукариотах, которые, по их мнению, стали результатом перехода в это состояние обычной амебовидной клетки. Именно этот переход и стал причиной появления некоторых видов водорослей, которые стали первыми настоящими представителями мира растений. Несколько позже появились красные, зеленые и сине-зеленые водоросли.
В палеозойской эре возникают первые высшие единицы — риниофиты. Это происходит в результате множества преобразовательных процессов, провоцирующих исчезновение некоторых морей. Вследствие таких изменений многие водоросли стали приспосабливаться к жизни на суше, а выжили благодаря образованию и развитию на почве цианобактерий и бактерий.
Одним из наиболее древних растений, обнаруженных на территории современной Шотландии, считается куксония. Палеонтологи определили, что ее возраст приближается к 415 млн лет. После открытия куксонии в 1937 году растительный мир разделился на две основные линии: сапрофитные, или сосудистые, и гаметофитные, или моховидные.
Отличительные признаки
Разобраться в систематике или систематических группах растений поможет изучение основных признаков представителей этого царства, их общих характеристик и строения. Специалисты выделяют несколько основных черт растений, произрастающих на Земле:
Помимо этого, специалисты отметили чередование поколений. Этот признак не считается уникальным, но позволяет отличить представителей растительного мира от грибов и некоторых водорослей.
Особенности строения
Разнообразие строения единиц растительного мира позволяет разделить их на одноклеточные типы и многоклеточные. Яркими представителями первого вида являются хламидомонады и хлореллы. Одной из особенностей строения считается довольно большой размер каждой клетки, который иногда достигает нескольких сантиметров. Эукариоты имеют жесткую клеточную оболочку и большое количество целлюлозы.
В каждой клетке присутствуют хлоропласты и вакуоли, обеспечивающие упругость. Во время пролиферации клеток перегородка образуется за счет содержания большого количества фрагмопластов. Сперматозоиды растений имеют два или несколько жгутиков. Многожгутиковая система напоминает строение клеток зеленых водорослей.
Клетки единиц растительного мира объединяются в ткани, особенностью которых является отсутствие межклеточного вещества и присутствие довольно большого количества мертвых клеток. Некоторые части растения в основном состоят именно из таких клеток. Помимо этого, одним из отличий представителей растительного и животного мира считается состав тканей, который может включать разные типы клеток.
В зависимости от типа растения схема его строения может отличаться. Тело некоторых видов представлено сплошным пластом без ответвлений. Другие имеют развитую корневую систему и надземную часть. Корнеплоды, например, отличаются не только наличием множественных извилистых корней, но и плодов разной формы, размера. Листья выступают в роли фотосинтезирующих органов, содержат наибольшее количество хлорофилла.
Почка выступает в качестве отдельного органа в некоторых видах растений. Примером таких представителей будут некоторые деревья, на которых почки появляются раньше, чем листья и цветы.
Жизненный цикл и размножение
Характерная особенность растительности — возможность размножения половым и бесполым способом. Первый метод предполагает оогамию, на которую способны высшие сосудистые растения, второй чаще всего осуществляется вегетативным путем. Жизненный цикл крупных и мелких растений включает несколько этапов:
Подобный цикл присущ Мохообразным и Папоротникообразным. Семенные же растения нуждаются в дополнительной помощи для оплодотворения, которое осуществляется путем опыления. Покрытосеменные виды также нуждаются в опылении, после которого формируется цветок, превращающийся в плод через некоторое время. Подобный порядок позволяет жизненному циклу не прерываться, и единицы всегда находятся на определенном этапе развития.
Отмечено, что у цветковых растений в условиях умеренно континентального климата жизненный цикл зависит от погодных условий, может замедлиться или полностью остановиться.
Основные виды
Классификация растений предполагает их разделение на два подцарства (высшие и низшие) и несколько основных разновидностей. Среди низших преобладают одноклеточные. В подцарстве высших растений специалисты выделяют папоротники, мхи, голосеменные, покрытосеменные или цветковые, водоросли. Каждый подвид имеет свои особенности:
Эти виды ученые изучили тщательно, поскольку простое строение и жизненный цикл не сложно зафиксировать.
Голосеменные и покрытосеменные
Вид голосеменных растений включает в себя около 1000 различных представителей. Основным отличием их от покрытосеменных будет отсутствие какого-либо укрытия для сохранения семян. Они также не имеют плодов или цветков. Этот отдел высших растений включает в себя несколько классов:
Вид покрытосеменных растений включает в себя кустарники, деревья и травы. Считаются наиболее развитыми представителями флоры. Основным отличием этого вида является наличие плода и цветка. Семена скрыты в завязи, из которой и образуется плод. Покрытосеменные включают несколько классов, но наиболее крупными будут двудольные и однодольные.
Первые отличаются строением семени, которое имеет две доли. Листья обычно обладают сетчатой структурой, а также имеется центральный корень. От него идут мелкие ответвления. Двудольные разделяются на 6 подклассов и множество разновидностей.
Зародыш однодольных растений имеет одну семядолю. Сами представители класса наделены мочковатой корневой системой, дуговой схемой жилкования листьев. Класс разделен на 5 подклассов и множество семейств.
Роль в жизни человека
Наиболее распространенным классом растений на планете считаются цветковые. Их насчитывают более 250 тысяч. Однако все виды и классы играют важную роль в жизни человека. Все живое существует в основном благодаря растениям. Они помогают очищать воздух, что жизненно необходимо для людей в крупных населенных пунктах.
Помимо этого, после гибели они разлагаются, удобряя почву. Ученые определили, что с уменьшением количества представителей растительного мира сократился объем кислорода. При регулярном уничтожении лесов эти цифры уменьшаются, что может привести к катастрофе.
Важная функция растений — лечебная. Среди представителей цветковых встречается множество видов, обладающих уникальными терапевтическими свойствами для организма человека. Сегодня фитотерапия не так развита, как несколько десятилетий назад, но остается востребованной и эффективной. Еще одним важным свойством растений будет насыщение организма витаминами и минеральными веществами.