СИСТЕМАТИКА РОСЛИН - Ю. І. Корнієвський - 2017
Конспект лекцій
Лекція № 2. Вступ до систематики рослин. Основи ботанічної класифікації. Система магноліофітів. Родини: жовтецеві, макові, гречкові
План лекції
1. Систематика рослин
2. Розділи систематики
3. Основні поняття систематики
4. Система магноліофітів. Родини макові, гречкові
Систематика - наука, що вивчає різноманітність всіх існуючих і вимерлих організмів. Вважається, що в даний час на Землі існує близько 500 тисяч видів рослин і близько 2 млн. видів живих організмів.
Завдання систематики - виявлення, опис і класифікація організмів у систему.
Розділи систематики - таксономія, номенклатура і філогенетика.
Таксономія - теорія і практика класифікації організмів, тобто розподіл всіх відомих на даний момент організмів за певною системою супідрядних категорій на підставі їх подібності і відмінностей. Подібність і відмінності встановлюються за допомогою різних методів і оцінюються за спеціально розробленими критеріями.
Номенклатура - сукупність всіх існуючих назв таксонів.
Філогенетика вивчає історичний розвиток світу живих організмів (філогенез) і спорідненість організмів у ході розвитку.
Основні поняття систематики - таксони і таксономічні категорії. Таксономічні категорії - певні рівні в ієрархічній класифікації.
Таксони - конкретні групи організмів, реально існуючих або які існували раніше.
Основним таксоном, що об'єднує особини, найбільш близькі одна до одної, є вид (species). Рослини, що використовуються людиною, повинні бути визначені до виду. До теперішнього часу немає єдиного загальноприйнятого визначення виду, в рівній мірі підходить як рослин, що розмножується статевим шляхом, так і рослин, що розмножується безстатевим шляхом або вегетативно.
Вид - група особин, подібних за морфологічними, фізіологічними, біохімічними та інщими ознаками, що вільно схрещуються між собою, дають плідне потомство і проживають на певній території (ареал).
Усередині виду можуть бути різновиди, підвиди, які в процесі еволюції можуть давати нові види. Якою б великою не була внутрішньовидова мінливість, всередині виду все одно є безперервний ряд форм, у той час як між навіть близькими видами, як правило, існує дискретність, немає перехідних форм. Види розрізняються не тільки за зовнішніми ознаками, а й за умовами існування.
Види об'єднуються в роди. Рід (genus) - більш висока таксономічна категорія, яка об'єднує групу споріднених видів. Для всіх таксонів, починаючи з роду, є наукові назви, що складаються з одного латинського слова (уніномінальні). Для видів прийняті біномінальні назви, що складаються з двох латинських слів: перше слово - назва роду, до якого належить даний вид; друге - видовий епітет: подорожник великий, кропива дводомна. Введена така бінарна номенклатура Карлом Ліннеєм у 1753 р, який вважав види постійними і незмінними.
Таксономічні категорії вищого рангу: родина (familia), що включає один або декілька родів. Назва родини утворюється з назви роду з закінченням - асеае, Соnvаllaria - Соnvаllаriасеае.
Порядок (ordo) - систематична категорія, що включає кілька родин. Називається з закінченням - аles.
Клас (classis) - значно більш висока таксономическая категорія. Число класів невелике. У покритонасінних два класи - Однодольні і Дводольні. Для класів прийнято закінчення - psida, але допускається вживання давно сталих назв без цього закінчення. Дводольні можна називати Маgnolioорsidа aбo Dicotyledones.
Найбільша таксономічна одиниця в царстві рослин - відділ (divisio). Відділи називаються з закінченням -рhуtа і відрізняються фундаментальними ознаками. Розташовуються в порядку еволюційного ускладнення.
Будь-яка система складається з таксономічних одиниць, розташованих ієрархічно. Якщо ми називаємо рівні цієї ієрархії, то це таксономічні категорії. Якщо ж ми маємо на увазі конкретний зміст виділених груп, то це таксони. Перші системи з'явилися ще до нашої ери, але до нашого часу не створена загальноприйнята система, яка містила б максимум можливої біологічної інформації. Існують штучні, природні та генеалогічні системи рослин.
Штучні системи будуються на основі однієї або декількох взятих ознак. Найбільш відома з них - система Ліннея. Рослинний світ був розділений на 24 класи на основі кількості тичинок і особливостей тичинкового комплексу. До переваг цієї системи можна віднести можливість її застосування на практиці для розпізнавання рослин у природі. Карл Лінней вперше дав поняття роду та виду, ввів бінарну номенклатуру, описав близько 10 тис. видів, розподіливши їх на 1000 родів. Його дослідження не втратили свого значення до теперішнього часу. Але разом з тим система Ліннея була штучною, тому що до одного класу потрапляли рослини, далекі одна від одної, наприклад, рис і капуста, тому що вони мають по 6 тичинок.
На відміну від штучних, природні системи враховують при класифікації схожість і відмінності за багатьма ознаками одночасно. Перша з таких систем створена Антуаном Жюссье в кінці 18 століття (1789 р), в якій він виділяє природні групи дводольних, однодольних, хвойних ,гриби, водорості, мохи, папороті.
Система Декандоля вперше враховувала в класифікації анатомічну будову рослин (1824-1874 р.р). Система Дж. Гукера н Дж. Бентама (1883 р.) є логічним розвитком системи Декандоля, але охоплює більшу кількість рослин, а також відрізняється оцінкою безпокривних квіток як скорочених, вторинних, а не первинних.
Ідея розвитку від простого до складного, тобто зачатки еволюційної теорії були покладені в основу деяких додарвіновских систем. Така система Ламарка, а також система ботаніка П.Ф.Горянінова (1834 г.), який вважав, що родинні таксони мають спільне походження. Система Горянінова починається з грибів і досить правильно з сучасної точки зору має відділи вищих рослин у порядку їх виникнення і розвитку.
В основі всіх природних систем лежить уявлення про незмінність видів. У кінці 19 століття після впровадження еволюційної теорії Дарвіна з'явилися генеалогічні системи. Вони побудовані на філогенетичній основі.
Наприкінці XIX століття з'явилися еволюційні, або філогенетичні системи, що враховують походження рослин і родинні відносини таксонів, порівняльні дані молекулярної біології, морфології, анатомії, ембріології, каріології, біохімії, географії й екології рослин (А. Енглер, А.А. Гросгейм, А.Л. Тахтаджян). Успішно розвивається новий напрямок, як хемосистематика, оснований на порівняльному аналізі хімічного складу рослин різних систематичних груп.
Сучасний період розвитку ботаніки, пов'язаний з виникненням нових методів досліджень: електронної мікроскопії, методу мічених атомів, культури клітин, тканин, органів. З їх допомогою можливе вивчення ультратонкої будови клітин тканин, особливостей обміну речовин на різних рівнях організації рослинного організму.
В Україні розвиток систематики, філогенетики і флористики рослин пов'язаний з іменами таких всесвітньо відомих вчених, як Л.С. Ценковський, І.І. Мечніков, О.О. Ковалевський, О.М. Северцов, І.І. Шмальгаузен, Д.К. Зеров, О.П. Маркевич, О.В. Топачевський, А.М. Окснер.
Загальні ознаки родини жовтцеві - Ranunculaceae
· Підземні органи різноманітні: стрижнева або мичкувата коренева система, столони (рутвиця), коренебульби (пшінка), бульби (гімносперміум), кореневища (горицвіт, чемерник).
· Листки почергові, супротивні або в прикореневій розетці, прості, без прилистків, цілісні або розрізані, сидячі чи черешкові, часто з піхвою; характерні водяні продихи - гідатоди.
· Квітки поодинокі або в суцвіттях типу монохазій, китиця, волоть.
· Квітколоже опукле, розташування частин квітки спіральне або геміциклічне.
· Квітки правильні чи неправильні, двостатеві, зрідка одностатеві. Оцвітина проста, частіше віночкоподібна (РСо4,5,6) або подвійна (Са3,5,6,∞ Со5-7).
· Чашолистки опадають (жовтець, горицвіт) або залишаються при плодах (чемерник). Іноді чашолистки пелюсткоподібні (чемерник), зрідка утворюють шпору (дельфіній, сокирки) або шолом (аконіт).
· Пелюстки у більшості випадків жовті. Характерні специфічні нектарники у вигляді шпори (дельфіній, сокирки), лійки (чемерник), ріжків (чорнушка), медоносної ямки, прикритої (жовтець) або не прикритої (пшінка) лусочкою.
· Тичинки вільні, численні, розташовані по спіралі (квітки геміциклічні), можуть бути фертильними, стерильними або нектароносними.
· Гінецей апокарнний, як виняток - монокарпний (сокирки); іноді плодолистки частково зростаються (чорнушка, чемерник).
· Плоди - складні листянки або горішки, як виняток - однолистянки(сокирки)або ягоди (воронець колосистий). Часто плоди і насіння з різними пристосуваннями для їх розповсюдження.
❖ Горицвіт весняний - Adonis vernalis
· Рослина отруйна! За екоморфою горіцвіт весняний відноситься до ксерофітів; раньоквітнучих кореневищних ефемероїдів.
· Потребує охорони.
· Багаторічник, кореневище потовщене, багатоголове, темно-буре.
· Стеблові листки почергові, напівстеблеобгортні, тричі пальчасто-перисто-розсічені на вузьколінійні загострені сегменти.
· Низові листки плівчасті, бурі.
· Квітки поодинокі, верхівкові, великі. Оцвітина подвійна: чашечка з 5 вільних, опушених, опадаючих чашолистків; віночок з 6-20 вільних, довгастих, слабкозубчастих, золотаво-жовтих пелюсток без медоносної ямки. Всі частин квітки розташовуються по спіралі.
· Гінецей апокарпний.
· Плід - багатогорішок, горішки з гачковидним носиком.
· Дія: кардіотонічна, діуретична.
❖ Дельфіній високий - Delphinium elatum
· Рослина отруйна!
· Листки почергові, розчленовані.
· Суцвіття - китиця. Квітки зигоморфні з подвійною оцвітиною.У цимозному суцвітті живокосту лікарського бічні осі спрямовані в один бік (завійка).
· Чашечка із 5 забарвлених чашолистків, з яких верхній - зі шпоркою.
· Віночок із двох бічних пелюстковидних стамінодіїв і шпористого нектарника, що входить у шпорку чашечки.
· Дія: гагліоблокуюча, гіпотензивна.
❖ Аконіт каракольський - Aconitum karakolicum
· Рослина смертельно отруйна! Містить алкалоїд аконітин.
· Багаторічна трав’яниста рослина. Підземні органи - коренебульби.
· Листки почергові, черешкові, пальчасто-розсічені на вузькі сегменти.
· Суцвіття - верхівкова волоть.
· Квітки великі, фіолетові, зигоморфні, з шиловидними приквітками.
· Чашечка із 5 пелюсткоподібних чашолистків: верхній - у вигляді шолома, а 4 бокових - парні.
· Пелюстки видозмінені до 2 нектарників, укладених у шоломоподібний чашолистик. Вони мають розширену частину - губу і нектароносну вигнуту шпору.
· Плід - 3-7-листянка.
· Дія: болетамувальна, протипухлинна.
❖ Сокирки польові - Consolida regalis
· Отруйна, однорічна рослина!
· Коренева система - стрижнева.
· Стебло галузисте, опушене.
· Листки багаторазово розсічені на вузьколінійні сегменти.
· Приквітки шилоподібні, маленькі, синьо-фіолетові.
· Суцвіття - розлога волоть.
· Квітки й однолистянки вкриті рідкими притиснутими волосками.
· Насіння довгасто-тригранне, поперечно-борозенчасте.
· Дія: трави - сечогінна, квіток - протизапальна.
Родина макові - Papaveraceae
Діагностичні ознаки родини.
· Для більшості характерні молочники з отруйним молочним соком, що міститьалкалоїди ( діагностична ознака родини).
· Листки почергові, без прилистків, прості, зазвичай сильно розчленовані, рідше цілісні.
· Квітки поодинокі або в суцвіттях - китиця, волоть, несправжній зонтик (плейохазій).
· Чашечка з двох рано опадаючих чашолистків.
· Пелюстки у двох колах. Іноді квітки махрові.
· Тичинки зазвичай багаточисленні, вільні, розташовані колами.
· Гінецей утворений двома або багатьма зрослими плодолистками.
· Приймочка маточки сидяча, зав'язь верхня.
· Формула квітки: * Са2 СО2+2,3+3,4+4,6+6 А(3) ∞+(3) G(2),∞.
· Плід - коробочка округлої (мак) або стручкоподібної (чистотіл, мачок) форми (діагностична ознака родини).
· Насіння з олійним ендоспермом.
❖ Мак снотворний - Papaver somniferum
· Рослина отруйна!
· Рослина містить білий молочний сік ( опій).
· ебло, листки і чашолистки розсіяно-опушені довгими щетинистими емергенцями.
· У Серединні листки обгортають стебло, широколанцетні, перисто-лопатеві або крупнозубчасті.
· Квітки пооднокі, пелюстки розміщені в двох колах, чашолистків 2, які опадають при розпусканні квітки.
· Плід ценокарпний - куляста сірувато-бура багатогнізда коробочка, з якої насіння висипається через отвори під сидячою приймочкою; гінецей паракарпний - одногніздий, утворений при зростанні плодолистків краями, з пристінною плацентацією насінних зачатків.
· Дія: наркотична, болетамувальна, спазмолітична, протикашлева, гіпотензивна.
❖ Мачок жовтий - Glaucium flavum
· Відсутній молочний сік.
· Багато- або однорічний монокарпік.
· Стеблові листки почергові, стеблообгортні, сизі, розділені чи розсічені, верхні - перисто-лопатеві.
· Квітки великі, верхівкові або пазушні.
· Віночок правильний, хрестоподібний, чашолистків 2 вони зелені, опадають.
· Плід ценокарпний - стручковидна одногнізда коробочка, двостулкова.
· Дія: болетамувальна, спазмолітична, протикашлева, гіпотензивна.
❖ Чистотіл звичайний — Chelidonium majus
· Багаторічна отруйна рослина. Містить молочний сік оранжевого кольору.
· Пагони прямостоячі, стебла розгалужені, ребристі, розсіяно-волосисті.
· Листки перисто- і ліровидно-розсічені.
· Оцвітина подвійна, чашолистки швидко опадають.
· Квітки зібрані по 4-5 у несправжні зонтики (плейохазій), пелюстки жовті, розташовані навхрест.
· Плід ценокарпний - стручковидна коробочка.
· Насіння чорне, блискуче з гребінчастим принасінником.
· Дія: жовчогінна, фунгістатична, антибактеріальна.
Родина гречкові - Polygonaceae
Діагностичні ознаки родини.
· Клас — дводольні рослини. До родини входить близько 750 видів, поширених по всій Земній кулі.
· Частіше трав’янисті рослини з почерговими листками, прилистки яких зростаються й утворюють тонку плівку — піхву, що обхоплює вузлувате стебло - розтруб, який є діагностичною ознакою.
· Квітки частіше двостатеві, правильні, складаються з простої віночковидної або чашечковидної оцвітини з 5—6 частками.
· Тичинок від трьох до дев’яти. Маточка одна, зав’язь одногнізда, верхня, з 2—3 стовпчиками, які мають головчасті або китицевидні приймочки.
· Плід — дво-, тригранний горіх або сім’янка; насіння з борошнистим ендоспермом.
❖ Гірчак зміїний - Polygonum bistorta
· Багаторічник з товстим, змієвидно вигнутим кореневищем з темно-червоною поверхнею.
· Стебло прямостояче, до 1 м.
· Листя прикореневої розетки великі, з довгими крилатими черешками, видовжено- яйцевидні, верхівка гостра, основа низхідна.
· Стеблові листки почергові, сидячі, по краю хвилясті з клиновидною основою, знизу сіруваті, короткоопушені, зверху голі.
· Розтруби косі, відкриті.
· Суцвіття колосовидні, верхівкові, густі, щільні, циліндричні рожевого кольору.
· Плід - горішок.
· Дія: в’яжуча, протизапальна, кровоспинна.
❖ Гірчак почечуйний - Polygonum persicaria
· Стебло висхідне, реберчасте, вилчасто-галузисте із сильно здутими вузлами антоціанового кольору.
· Листки видовжено-ланцетні, із клиновидною основою, рідкоопушені щетинистими волосками в пучках.
· На верхній стороні листка посередині помітна бура пляма у вигляді підкови.
· Розтруби червоні, вузькі, щільно охоплюють стебло.
· Листки не мають пекучого смаку (на відміну від водяного перцю).
· Колосовидні китиці верхівкові, прямостоячі.
· Оцвітина блідо-рожевого кольору, біля основи зеленувата, без залозок.
· Плід - горішок, сплюснуто-серцевидний чи тригранний, блискучий, чорний.
· Дія: в’яжуча, протизапальна, кровоспинна.
❖ Гірчак перцевий - Polygonum hydropiper
· Пагони висхідні, галузисті, лежача частина вкорінюється. Вузли потовщені, червонуваті.
· Листки подовжені, з вузько-клиновидною основою, по краю шорсткі від пучків волосків. На пластинці просвічуються округлі залозки.
· Епідерма з анізоцитними продихами.
· Листки та стебла на смак - гостро-пекучі.
· Розтруби - циліндричні, плівчасті, червонуваті.
· Колосовидні китиці верхівкові, не густі з пониклою верхівкою.
· Оцвітина блідо-зелена з золотистими залозками.
· Дія: в’яжуча, протизапальна, кровоспинна.
❖ Спориш звичайний - Polygonum aviculare
· Пагони горизонтальні, стеляться по землі, але не вкорінюються - лежачі або сланкі, галузисті від основи.
· Розтруби довгасто-загострені майже до основи прозоро-сріблясті.
· Листки від еліптичних до лінійно-ланцетних.
· Квітки зібрані по 2-5 в пазухах листків.
· Оцвітина глибоко-5-розсічена, у нижній частині зелена - у верхній - біла чи рожева.
· Горішки тригранні, чорного кольору.
· Дія: діуретична, літолітична, в’яжуча
❖ Гречка їстівна - Fagopyrum sagittatum
· Стебло червонувате.
· Листки трикутно-серцевидні або стріловидні.
· Суцвіття - щитковидна волоть. Квітки рожеві, диморфні.
· Проста віночковидна оцвітина, маточка із трьох плодолистків.
· Явище гетеростилії (різностовбчатість).
· Горішки гостро-тригранні, коричневого кольору.
· Дія: загальнозміцнююча, жовчогінна, вітамінна.
❖ Ревінь пальчастий - Rheumpalmatum (tanguticum)
· Кореневище міцне, корені великі, веретеноподібні, на зламі яскраво-жовті.
· Стебла прямостоячі, розгалужені.
· Прикореневі листки черешкові, дуже великі, 5-7-пальчастороздільні, щетинисті.
· Оцвітина проста, в 2-3-членних колах.
· Квітки жовтувато-білі, зібрані у волоті.
· Плоди - червоні горішки по граням широко-крилаті.
· Дія: проносна, в’яжуча, вітамінна, жовчогінна.
❖ Щавель кінський - Rumex confertus
· Стебло прямостояче, борозенчасте, зверху галузисте.
· Листки почергові, верхні - дрібні, яйцевидно-ланцетні, нижні - черешкові, довгасто-трикутно-яйцевидні. Біля основи серцевидні, по краю злегка хвилясті. Черешки зверху жолобкуваті.
· Квітконіжки зчленовані в середині або трохи нижче.
· Квітки двостатеві та маточкові, зібрані в кільця.
· Суцвіття - вузьковолотистий тирс.
· Плід - тригранний горішок.
· Дія: проносна, в’яжуча.
❖ Щавель кислий - Rumex acetosa
· Листки на смак кислі, прикореневі - довгочерешкові зі стріловидною основою.
· Внутрішні листочки оцвітини розростаються при плодах.
· Квітки одностатеві, рожеві або червонуваті, зібрані в циліндричні волоті.
· Плід - 4-гранний горішок, гладенький, блискучий.
· Дія: в’яжуча, протизапальна, травна.