Charakterystyka roślin okrytozalążkowych

Transkrypt

1 Katedra Botaniki i Ochrony Przyrody Charakterystyka roślin okrytozalążkowych UWM OLSZTYN Katedra Botaniki i Ochrony Przyrody, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Gromada Telomophyta - rośliny telomowe Podgromada Bryophytina - mszaki Podgromada Lycophytina - widłakowe Podgromada Sphenophytina - skrzypowe Podgromada Pterophytina paprociowe 1

2 Podgromada Magnoliophytina (= Angiospermatophytina) Angiospermae (=okrytozalążkowe, =okrytonasienne) Klasa Kl. Dicotyledones (= Magnoliopsida) dwuliścienne Kl. Monocotyledones (= Liliopsida) - jednoliścienne Podgr. Magnoliophytina (=Angiospermae) Okrytozalążkowe (=okrytonasienne) 2

3 Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe cechy charakterystyczne drewno zbudowane głównie z naczyń (u prymitywnych mogą występować cewki) liście grzbieto-brzusznie spłaszczone bardzo różnorodne, niepodzielone lub podzielone u wyspecjalizowanych, nawet ich brak ich funkcję przejmują np. łodygid liście okrytozalążkowych Naczynia (tracheje) 3

4 Kwiat najbardziej charakterystyczna cecha: zbudowany z okółków lub spiralny słupek (powstały ze zrośnięcia owocolistków, które tworzy zalążnię, szyjkę, znamię - zalążki na łożyskach (placenta) - pręciki nitka pręcikowa - główka dwa pylniki po dwa worki pyłkowe korona część płonna, powabnia kielich część ochronna dno kwiatowe Wzór kwiatowy = P, * K C A G silna redukcja gametofitów: Budowa pręcika 4

5 MORFOLOGIA SŁUPKA POWSTAJE ze zrośnięcia OWOCOLISTKÓW! SŁUPEK tylko u roślin OKRYTOZALĄŻKOWYCH! ZNAMIĘ SZYJKA ŚCIANA ZALĄŻNI KOMORA ZALĄŻKOWA ZALĄŻNIA ZALĄŻEK Kwiat męski: brak komórek przedroślowych komórki plemnikowe (=plemniki) łagiewka pyłkowa kiełkuje na znamieniu 5

6 Kwiat żeński: brak rodni powstaje woreczek zalążkowy z 8 jądrami podwójne zapłodnienie: komórka jajowa - zarodek wtórne jądro woreczka zalążkowego - bielmo z całego zalążka powstaje nasienie z zalążni (słupka) powstaje owoc Cechy okrytonasiennych obecność słupka, powstałego ze zrośnięcia owocolistków (zalążki zamknięte w komorze zalążkowej); wytwarzanie owoców; podwójne zapłodnienie; bielmo jako tkanka zapasowa (3n); wiązka przewodząca z naczyniami. 6

7 Przemiana pokoleń u roślsn okrytonasiennych Cykl rozwojowy rośliny okrytonasiennej (dwuliściennej) Teorie powstania kwiatu okrytozalążkowych Trudne jest ustalenie filogenezy roślin tej grupy ze względu na: brak jakichkolwiek szczątków kopalnych, które miałyby pośredni charakter pomiędzy okrytozalążkowymi a innymi grupami roślin telomowych szczątki okrytozalążkowych pojawiają się już w dolnej kredzie i w środkowej kredzie, są grupą bardzo liczną i zróżnicowaną w większości są one podobne lub te same jak żyjące dzisiaj filogenezę opieramy na analizie współcześnie żyjących Badacze co do jednego są zgodni, że przodków należy szukać wśród nagozalążkowych lub (i) paproci nasiennych 7

8 Teorie powstania kwiatu okrytozalążkowych: 1. Euangium szyszkokwiatowa = antostrobilusowa (1907 r.) 2. Pseudancjum kwiatostanowa 3. Teoria telomowa osiowego pochodzenia kwiatu Hipoteza euangium szyszkokwiatowa = antostrobilusowa: zakłada się, że kwiat okrytozalążkowych powstał z jednoosiowego, nie rozgałęzionego, końcowego odcinka pędu, niosącego organa rozmnażania w postaci liści zarodniowych był to strobil tak powstał kwiat obupłciowych omawiane strobile były obupłciowe na szczycie były żeńskie liście zarodniowe (makrosporofile) niżej męskie (mikrosporofile) dalej płonne liście 8

9 Hipoteza euangium szyszkokwiatowa = antostrobilusowa: początkowo te liście były ułożone skrętolegle tj. spiralnie kwiat powstał przez skracanie się osi, zbliżanie się liści zarodnionośnych i przejściu ich w ułożenie okółkowe według tej hipotezy kwiat jest skróconym pędem, a jego części przekształconymi liśćmi kwiaty jednopłciowe (tj. rozdzielnopłciowość) są wg tej hipotezy zjawiskiem wtórnym wśród okrytozalążkowych owocolistki są homologiczne liściom zarodnionośnych Rys Wg hipotezy szyszkokwiatowej (euangium) za pierwotne okrytozalążkowe należy przyjąć: kwiaty obupłciowe powstałe na skróconym pędzie takimi są magnolie o wyraźnie wydłużonej osi kwiatu z dużą ilością słupków, pręcików i listków okwiatu ułożone skrętolegle i zapylane przez zwierzęta (zoidiogamia) magnolia 9

10 Podgromadę Magnoliphytina dzielimy na dwie klasy: I. Kl. Dicotyledones = Magnoliopsida dwuliścienne uznane za bardziej pierwotne II. Kl. Monocotyledones = Liliopsida - jednoliścienne Kl. Dicotyledones (=Magnoliopsida) Dwuliścienne 10

11 I. Klasa: Magnoliopsida dwuliścienne cechy charakterystyczne należy tu większość roślin okrytozalążkowych zarodek zbudowany jest z dwóch liścieni kwiaty przeważnie w 5 lub 4-krotne liście zwykle o pierzastym lub nieregularnie siatkowatym unerwieniu, z ogonkami walec osiowy zwykle typu eusteli przyrost wtórny na grubość przez drewno wtórne zbudowane z naczyń obecność korzenia głównego częste wykształcanie przylistków. do dwuliściennych należy około gatunków na świecie. 11

12 Łodyga dwuliściennych walec osiowy typu EUSTELA. Czesław Hołdyński Przykłady roślin należących do Kl. Magnoliopsida - dwuliścienne Muchołówka amerykańska Dionea muscipula 12

13 Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne Rodzina wrzosowate Ericaceae Cechy charakterystyczne: krzewy i krzewinki Kwiaty 4 krotne Owoce torebka *K(4)C(4)A4+4G(4) Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne Rodzina wrzosowate Ericaceae Rododendron sp. Bagno zwyczajne Ledum palustris Azalia Wrzos zwyczjny Caluna vulgaris 13

14 Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne Rodzina wrzosowate Ericaceae Podrodzina borówkowe - Vaccinioideae Cechy charakterystyczne: krzewinki Kwiaty 5 krotne Owoce jagoda *K(5)C(5)A5+5G(5) Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne Rodzina wrzosowate Ericaceae Podrodzina borówkowe - Vaccinioideae borówka brusznica Vaccinium vitis-idea borówka czarna Vaccinium myrtillus 14

15 Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne Rodzina wrzosowate Ericaceae Podrodzina borówkowe - Vaccinioideae borówka bagienna Vaccinium palustris borówka żurawina Vaccinium ocsycoccus Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne Rodzina konopiowate Cannabaceae Cechy charakterystyczne: rośliny dwupienne, silnie ogruczolone Ulistnienie pozornie naprzeciwległe Kwiaty 5 krotne Owoce drobny orzech P5+5A5; G(5) 15

16 Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne Rodzina konopiowate Cannabaceae konopie siewne Cannabis sativa chmiel zwyczjany Humulus lupulus Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne Rodzina: Solanaceae - psiankowate Cechy charakterystyczne: rośliny trujące (solanina) Kwiaty 5 krotne Owoce jagoda, torebka *K(5)[C(5)A5]G(2) 16

17 Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne F: Solanaceae - psiankowate psianka słodkogórz Solanum dulcamara Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne Solanaceae - psiankowate psianka ziemniak Solanum tuberosum psianka pomidor Solanum lycopersicon 17

18 Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne Solanaceae - psiankowate Uprawiana ponad 2,5 tys. lat temu w Ameryce Południowej w Europie od XVI w. Znanych jest ponad 200 gatunków papryka Capsicum Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. dwuliścienne Solanaceae - psiankowate tytoń szlachetny Nicotiana tabacum 18

19 Klasa: Monocotyledones (=Lilipsida) Jednoliścienne II. Liliopsida jednoliścienne Cechy jednoliściennych: w zarodku jeden liścień brak przyrostu na grubość wiązki przewodzące zamknięte liście o nerwacji równoległej korzeń wiązkowy kwiaty 3-krotne 19

20 ZARODEK PSZENICY (rośliny jednoliściennej) - PRZEKRÓJ PODŁUŻNY liścień tzw. TARCZKA, (przylegający do bielma) pączek zarodkowy okryty pochewką, tzw. KOLEOPTYLEM zredukowany liścień tzw. EPIBLAST korzonek zarodkowy okryty pochewką, tzw. KOLEORYZĄ II. Liliopsida jednoliścienne Rodzina trawy - Poaceae Cechy charakterystyczne: Pęd nadziemny źdźbło, puste, budowa członowana (węzły = kolanka) Liście wyrastają z węzłów, pochwa obejmująca łodygę, języczek, blaszka liściowa Kwiaty obupłciowe w postaci kłosów złożonych lub wiechy Owoce ziarniak P0 A3G(2) 20

21 Przykłady roślin z Kl. Liliopsida = Monocotyledones Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. jednoliścienne Rodzina trawy - Poaceae Kwiatostany traw: - kłos złożonych lub wiecha jęczmień owies pszenica żyto 21

22 Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. jednoliścienne Rodzina trawy - Poaceae Budowa kłoska (spicula): a1 plewa dolna (gluma inferior) a2 plewa górna (gluma superior) kłosek Pojedynczy kwiat b plewka dolna (palea inferior) c plewka górna (palea superior) d pręcik e znamię słupka f słupek g łuszczki = pleweczki (lodicule) Rodzina trawy Poaceae - przykłady żyto zwyczajne Secale cerale jęczmień zwyczajny Hordeum vulgare 22

23 Rodzina trawy Poaceae - przykłady pszenica zwyczajna Triticum aestivum owies zwyczajny Avena sativa Rodzina trawy Poaceae - przykłady ryż siewny Oriza sativa proso właściwe Panicum miliaceum 23

24 Rodzina trawy Poaceae - przykłady kukurydza zwyczajna Zea mays bambus właściwy Bambusa vulgaris Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. jednoliścienne Rodzina turzycowate Cyperaceae Cechy charakterystyczne: Łodyga trójkątna, pełna, bez kolanek Kwiaty obupłciowe lub rozdzielnopłciowe (turzyce) Owoce orzeszek Carex podsadka okwiat szczeciniasty A3; G(3) Scirpus 24

25 Rodzina turzycowate Cyperaceae kwiat męski kwiaty żeńskie pęcherzyk podsadka Carex sp. kwiat żeński pęcherzyki Rodzina turzycowate Cyperaceae - przykłady Wełnianka wąskolistna Eriophorum angustifolium ponikło błotne Heleocharis palustris 25

26 Rodzina turzycowate Cyperaceae - przykłady oczeret jeziorny Scirpus lacustris sitowie leśne Scirpus sylvestris Rodzina turzycowate Cyperaceae - przykłady cibora papirus Cyperus papyrus 26

27 Rodzina turzycowate Cyperaceae - przykłady Rodzaj Carex - turzyca turzyca ciborowata Carex pseudocyperus Rodzina turzycowate Cyperaceae - przykłady Rodzaj Carex - turzyca turzyca żółta Carex flava turzyca prosowa Carex paniculata 27

28 Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. jednoliścienne Rodzina storczykowate - Orchidaceae Cechy charakterystyczne: większość gatunków epifityczna Kwiaty skręcone o 180 stop. skrajne przystosowanie do owadopylności Owoce torebka P3+3[A1+0G/(3)] Rodzina storczykowate - Orchidaceae okółek wewnętrzny pyłkowiny okółek zwenętrzny warżka prętosłup ostroga łodyga P3+3[A1+0G/(3)] 28

29 Rodzina storczykowate - Orchidaceae kruszczyk błotny Epipactis palustris obuwik pospolity Cypripedium calceolus Rodzina storczykowate - Orchidaceae wanilia płaskolistna Vanilla planifolia 29

30 Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. jednoliścienne Rodzina rdestnicowate - Potamogetoneteae Cechy charakterystyczne: Hydrochoria roznoszenie nasion przez wodę Liście ustawione w szeregach Kwiatostan kłos Owoce orzeszki *P4A4G/4 rdestnica pływająca Potamogeton natans Podgromada Magnoliophytina okrytozalążkowe, Kl. jednoliścienne Rodzina rzęsowate - Lemnaceae Cechy charakterystyczne: Najbardziej skrajne przystosowanie do życia w środowisku wodnym: - brak zróżnicowania na łodygę i liście - często brak korzeni spirodela wielokorzeniowa Spirodela polyrrhiza wolfia bezkorzeniowa Wolffia arrhiza rzęsa Lemna 30

31 PORÓWNANIE ROŚLIN OKRYTOZALĄŻKOWYCH Z KLASY DWULIŚCIENNYCH I JEDNOLIŚCIENNYCH Dwuliścienne Magnoliopsida = Dicotyledones pochodzą od paproci nasiennych ok. 230 tysięcy gatunków, m.in. rodziny: Jednoliścienne Liliopsida = Monocotyledones pochodzą od dwuliściennych ok. 66 tysięcy gatunków, m.in. rodziny: BUDOWA ZARODKÓW I TYPY NASION Cecha Dwuliścienne Jednoliścienne Liścienie zarodka zwykle dwa jeden Typ nasion bielmowe bezbielmowe obielmowe głównie bielmowe 31

32 BUDOWA KWIATÓW Cecha Dwuliścienne Jednoliścienne Krotność kwiatu zwykle 4- i 5-krotne ( 2 )- 3 -( 4 )-krotne Ułożenie elementów kwiatu okółkowo i spiralnie zwykle okółkowo Okwiat często podwójny zwykle pojedynczy OGÓLNA MORFOLOGIA ORGANÓW WEGETATYWNYCH Cecha Dwuliścienne Jednoliścienne Ulistnienie skrętoległe, okółkowe zwykle skrętoległe Rozgałęzienia pędów System korzeniowy obfitsze często palowy uboższe często wiązkowy 32

33 MORFOLOGIA LIŚCI Dwuliścienne liście pojedyncze i złożone różne kształty blaszek nerwacja gł. siatkowata różne typy brzegu blaszki często przylistki często ogonkowe Jednoliścienne liście zwykle pojedyncze blaszki gł. równowąskie nerwacja gł. równoległa blaszki całobrzegie bez przylistków często bezogonkowe BUDOWA PIERWOTNA ŁODYG Dwuliścienne kora pierwotna wyraźna tk. mech. - kolenchyma i sklerenchyma wiązki przewodzące: w jednym okręgu gł. kolateralne otwarte wyraźny rdzeń i promienie rdzeniowe Jednoliścienne kora pierwotna niewyraźna tk. mech. - sklerenchyma wiązki przewodzące: rozproszone gł. kolateralne zamknięte brak wyraźnego rdzenia i promieni rdzeniowych 33

34 PRZYROST WTÓRNY Występowanie Dwuliścienne Jednoliścienne w łodygach częsty, wiele roślin o pędach zdrewniałych brak albo nietypowy w korzeniach częsty u niewielu gatunków Literatura Lampert W., Sommer U Ekologia wód śródlądowych, PWN Warszawa; Mowszowicz J., Pospolite rośliny naczyniowe Polski. PWN, Warszawa; Podbielkowski Z., Reymont-Grochowska I., Skirgiełło A., Rośliny zarodnikowe. Parol, Warszawa Reymont-Grochowska I., Cykle rozwojowe roślin. PWN, Warszawa; Rutkowski L., Klucz do oznaczania roślin naczyniowych Polski Niżowej. PWN, Warszawa; Stace C.A., Taksonomia roślin i biosystematyka, PWN, Warszawa Starmach K., seria kluczy: Flora Słodkowodna Polski, PWN Warszawa; Szweykowska A., Szweykowski J., Botanika, tom I - Morfologia. PWN, Warszawa; Szweykowska A., Szweykowski J., Botanika, tom II - Systematyka. PWN, Warszawa; 34