Ботаніка.

Нижчі рослини. Гриби і бактерії

Спорові 

Вищі рослини, які розмножуються за допомогою спор, називають вищими споровими. В їхньому життєвому циклі обов'язково чергуються особини статевого (утворюють статеві клітини) та нестатевого (розмножуються спорами) поколінь. До вищих спорових рослин належать представники чотирьох відділів: Мохоподібні, Плауноподібні, Хвощеподібні та Папоротеподібні. Поширені вищі спорові рослини переважно у вологих регіонах нашої планети.

Мохи - позбавлені коренів вищі спорові рослини. Функції коренів виконують ризоїди. Особини статевого покоління складаються зі стебла, листків і формують чоловічі та жіночі статеві органи. Рослини нестатевого покоління утворюють спори, з яких виростають особини нового статевого покоління. Мохоподібні поширені в усіх природних зонах суходолу та прісних водоймах. Але найбільш різноманітні та численні вони у зволожених угрупованнях (лісах, болотах, тундрі). Мохи є піонерами серед рослин, оселяючись там, де цих організмів раніше не було, регулюють водний режим ґрунтів і сприяють заболочуванню. Відмерлі рештки сфагнових мохів утворюють торф, який людина застосовує як добриво, паливо та сировину для хімічної промисловості.

Плауноподібні та хвощеподібні - два відділи вищих спорових рослин, які в наш час представлені багаторічними трав'янистими рослинами. Спори у них розвиваються у спороносних колосках.Папоротеподібні - вищі спорові рослини. Папороті в районах помірного клімату представлені трав'янистими рослинами, а в тропіках трапляються й дерев'янисті форми. Давні папоротеподібні разом з іншими вищими споровими рослинами брали участь в утворенні кам'яного вугілля.

Папоротеподібні - вищі спорові рослини. Папороті в районах помірного клімату представлені трав'янистими рослинами, а в тропіках трапляються й дерев'янисті форми. Давні папоротеподібні разом з іншими вищими споровими рослинами брали участь в утворенні кам'яного вугілля

Водорості

Серед водоростей є як одноклітинні, так і багатоклітинні види. Проте тіло багатоклітинних водоростей - слань - не утворює органів. У хлоропластах клітин водоростей наявний хлорофіл, завдяки чому вони здатні до фотосинтезу. Водорості поширені переважно у прісних і солоних водоймах, деякі види - у ґрунті та інших зволожених місцях суходолу.

Зелені водорості - це одноклітинні, колоніальні чи багатоклітинні організми, які містять ті самі пігменти, що і вищі рослини, та запасають крохмаль. Вони поширені у водоймах усіх типів та на зволожених ділянках суходолу. Зелені водорості можуть вступати у симбіоз з іншими організмами. Представники одноклітинних зелених водоростей - хламідомонада, хлорела, вольвокс.

Бурі та Червоні водорості - відділи, що об'єднують найскладніше організованих представників цих рослин. Якщо бурі водорості це виключно багатоклітинні види, то серед червоних водоростей трапляються й одноклітинні. Це переважно морські види. Лише окремі їх представники мешкають у прісних водоймах або ґрунті.

Водорості виробляють величезну масу органічної речовини, збагачують воду та повітря киснем, слугують основою живлення багатьох водяних тварин. Вони беруть участь в утворенні осадових порід та ґрунтоутворенні. Водорості людина вживає в їжу, використовує як корм для худоби, органічне добриво та сировину для вироблення різних хімічних сполук та лікарських препаратів.

Гриби

Гриби - одне з царств гетеротрофних організмів, їхні клітини позбавлені хлорофілу. Серед грибів є як одноклітинні, так і багатоклітинні організми. Клітини грибів оточені клітинною стінкою, до складу якої входить хітин.

Шапкові гриби - представники царства Гриби, грибниця яких утворює плодові тіла. їхня функція -утворення спор. Живляться шапкові гриби, розкладаючи мертву органіку або отримуючи поживні речовини від рослин, з якими вони вступають у взаємовигідне співжиття. Серед шапкових грибів є їстівні, але серед них є й чимало отруйних.

Цвілеві гриби мешкають у ґрунтах, на органічних рештках, харчових продуктах. Дріжджі - одноклітинні гриби, що розмножуються переважно брунькуванням. Серед грибів є чимало паразитичних видів, здатних завдавати відчутної шкоди господарству людини та її здоров'ю. До небезпечних паразитів культурних рослин належать сажка, ріжки, борошнисторосяні гриби, фітофтора, трутовики та багато інших. Деякі види паразитичних грибів людина використовує для боротьби зі шкідливими видами (біологічний метод боротьби).

Лишайники - особливі комплексні організми, що належать до царства Гриби. Вони складаються з клітин грибів та фотосинтезуючих організмів - водоростей і ціанобактерій. За зовнішньою будовою лишайники поділяють на накипні, листуваті та кущисті. Розмножуються лишайники здебільшого вегетативно. Завдяки здатності витримувати тривалі періоди несприятливих умов лишайники можуть оселятись там, де не живуть інші організми. Лишайникам притаманне значне поширення, проте вони не витримують забруднення атмосфери.

Завдяки своїй витривалості лишайники оселяються там, де не можуть існувати інші організми. Своєю діяльністю вони створюють умови для формування рослинних угруповань у тих місцях, де їх раніше не існувало. Так, оселяючись на скелях, лишайники сприяють подрібненню скельних порід та формуванню первісних ґрунтів, на яких згодом оселяються вищі рослини. Річ у тім, що гриб виділяє кислоти та інші сполуки, які поступово руйнують гірські породи, перетворюючи їх на гравій або пісок. А після відмирання слань лишайників, завдяки діяльності мікроорганізмів, перетворюється на гумус.

Лишайники містять багато цукрів та білків. Вони слугують їжею для багатьох видів тварин: комах, копитних тощо. Наприклад, оленячий мох, або ягель, - улюблена їжа для північних оленів. Деякі види лишайників, як-от цетрарію ісландську, може вживати в їжу і людина. Лишайники також є середовищем мешкання багатьох безхребетних тварин.

Крім того, певні види лишайників людина використовує у промисловості для отримання цукрів, барвників, виробництва лакмусу, у парфумерній чи медичній промисловості тощо.

Бактерії

Прокаріоти - одноклітинні чи колоніальні організми, клітини яких не мають ядра та більшості органел. Вони поширені в ґрунті, водоймах, повітрі, живуть в організмі інших істот. Одні з прокаріотів споживають готові органічні речовини, інші здатні їх створювати з неорганічних. Розмножуються прокаріоти поділом або брунькуванням. Несприятливі умови прокаріоти можуть переживати у вигляді спор або цист.

Важлива роль прокаріотів у природі полягає в забезпеченні родючості ґрунтів, очищенні водойм, утворенні покладів залізних руд, родовищ нафти, природного газу тощо. Оселяючись в організмах інших істот, одні види бактерій спричиняють різноманітні захворювання, інші, навпаки, можуть приносити йому користь.

Організм та середовище існування людини

Тип місцевості, де поширений певний вид рослин, називають місцезростанням. Чинники довкілля, які впливають на живі організми та їхні угруповання, називають екологічними. їх поділяють на чинники неживої (температура, вологість, освітленість тощо) та живої (різноманітні типи зв'язків між організмами) природи. Особливу групу екологічних чинників становить господарська діяльність людини. Внаслідок цієї діяльності змінюються як окремі угруповання живих істот, так і все довкілля в цілому.

В узгодженні роботи різних органів та частин рослини важлива роль належить фітогормонам. Ці біологічно активні сполуки регулюють усі процеси обміну речовин та перетворення енергії. Подразливість у рослин часто проявляється через певні рухи їхніх частин. У зв'язку з періодичними змінами умов життя у рослин існують добові та сезонні ритми.

Між різними видами рослин та між рослинами й іншими організмами можуть виникати різні типи взаємозв'язків. В одних випадках такі зв'язки можуть приносити користь обом видам, в інших - взаємозв'язки можуть мати несприятливі наслідки для обох організмів (конкуренція, паразитизм). Рослини та гриби слугують джерелом живлення та місцем оселення для багатьох видів тварин. Разом із тим тварини забезпечують запилення квіткових рослин та поширення їхніх плодів і насіння.

В Україні трапляються такі основні типи рослинних угруповань: ліси (хвойні, широколисті, мішані), луки, степи та болота. Сукупність видів рослин, що зростають на певній території, називають флорою. Сукупність рослинних угруповань Землі або окремих її частин називають рослинністю.

Охорона рослинного світу здійснюється за різними напрямами. Як окремі види рослин, так і їхні угруповання охороняють на територіях заповідників, національних природних парків, заказників. Правові основи охорони рослинного світу створює відповідна законодавча база. Види рослин, що потребують охорони, заносять до Червоної книги (Міжнародної та окремих країн). З метою охорони рідкісних рослинних угруповань в Україні створена Зелена книга України.

Вищі рослини

На нашій планеті мешкають різноманітні живі істоти, які складаються з окремих клітин. Живі організми відрізняються від неживих тіл хімічним

складом, здатністю здійснювати обмін речовин та перетворення енергії, сприймати різноманітні подразнення й відповідати на них, розмножуватися, рухатися. Всі прояви життя, різноманітність організмів, їхню будову, процеси життєдіяльності, взаємозв'язки з довкіллям вивчає наука біологія. Біологічні знання використовують у різних сферах практичної діяльності людини сільському господарстві, медицині, різних галузях промисловості, охороні навколишнього середовища.

Різноманітність живих організмів нашої планети досліджує наука систематика. Вчені-систематики для класифікації організмів використовують такі основні систематичні одиниці, як вид, рід, родина, порядок, клас, відділ, царство. Класифікувати будь-який вид - це означає визначити його належність до всіх основних систематичних одиниць. Будь-який вид організмів має єдину наукову назву латинською мовою, яка складається з двох слів.

Клітини вивчають за допомогою збільшувальних приладів - лупи та мікроскопа. За допомогою світлового мікроскопа досягають збільшення до 3 тис. разів, а електронного - до кількох сотень тисяч.

Основні функції рослинних організмів

Рослини - царство організмів, представники якого здатні до фотосинтезу. Використовуючи енергію світла, вони створюють органічні сполуки з неорганічних. Тому рослини - це автотрофні організми. Серед рослин є як одноклітинні, так і багатоклітинні види. У багатоклітинних рослин із клітин формуються тканини та органи. Такі рослини належать до вищих.

Залежно від тривалості життя листків та характеру їхньої заміни рослини поділяють на листопадні та вічнозелені. Листопад захищає рослину від надмірних витрат води та дає їй змогу позбутися кінцевих продуктів обміну речовин. Здійснюючи додаткові функції, листки можуть видозмінюватися на колючки, луски, вусики тощо.

Фотосинтез - головна функція зелених листків. Це утворення органічних сполук із неорганічних у результаті засвоєння рослиною енергії світла. Для фотосинтезу необхідні енергія світла, яку вловлює хлорофіл, постійне надходження вуглекислого газу з повітря (повітряне живлення) та води з ґрунту. Під час фотосинтезу рослини виділяють в атмосферу кисень.

Дихання - процеси окиснення органічних сполук з вивільненням енергії, необхідної для життєдіяльності організму. Під час дихання рослина поглинає кисень і виділяє вуглекислий газ. Унаслідок випаровування води листками посилюється всмоктування з ґрунту розчину поживних речовин та охолоджується поверхня рослини у жарку погоду.

Рослинам, як і іншим організмам, властиві процеси росту та розвитку. Ріст може бути безперервним чи періодичним. Розвиток рослин відбувається у кілька послідовних етапів. У життєвому циклі квіткових рослин виділяють зародковий та післязародковий періоди. Післязародковий період охоплює етапи паростка, молодості, зрілості та старіння.

В узгодженні роботи різних органів та частин рослини важлива роль належить фітогормонам. Ці біологічно активні сполуки регулюють усі процеси обміну речовин та перетворення енергії. Подразливість у рослин часто проявляється через певні рухи їхніх частин. У зв'язку з періодичними змінами умов життя у рослин існують добові та сезонні ритми. 

Будова рослин

Клітини вивчають за допомогою збільшувальних приладів - лупи та мікроскопа. За допомогою світлового мікроскопа досягають збільшення до 3 тис. разів, а електронного - до кількох сотень тисяч.

Рослини, як й інші живі організми, складаються із клітин. До складу клітин входять різні хімічні елементи, серед яких переважають Оксиген, Карбон, Гідроген та Нітроген. У клітинах містяться неорганічні та органічні сполуки. До органічних належать білки, ліпіди, вуглеводи, нуклеїнові кислоти та інші, а до неорганічних - вода, неорганічні кислоти та мінеральні солі.

Клітини рослин складаються з клітинної оболонки, цитоплазми та ядра. Цитоплазма містить різноманітні органели та включення. Характерними для рослин органе-лами є пластиди та вакуолі з клітинним соком. Ядро містить спадкову інформацію. Клітини розмножуються поділом.

Вищі рослини складаються з вегетативних і генеративних органів. Вегетативні органи - корінь і пагін -забезпечують ріст, живлення, обмін речовин тощо. У багатьох рослин вони можуть забезпечувати вегетативне розмноження -розвиток нового організму з частини вегетативного органа або його видозміни. Генеративні органи слугують для статевого розмноження.

Існують різні види коренів: головний, бічні та додаткові. Головний розвивається із зародкового кореня, додаткові утворюються на інших органах рослини. Від головного та додаткових коренів можуть відгалужуватися бічні. Сукупність усіх коренів рослини становить її кореневу систему, яка буває стрижневою чи мичкуватою.

Корінь складається з різних за особливостями будови та функцій ділянок - зон. Його верхівка вкрита кореневим чохликом, під яким розташована зона поділу. За рахунок клітин зон поділу та розтягування корінь росте. У всисній зоні наявні кореневі волоски, які забезпечують надходження з ґрунту розчинів поживних речовин. По провідній зоні вони пересуваються до надземної частини рослини. У ділянці всисної зони кореня можна виділити шари кори та центрального осьового циліндра.

Пагін - вегетативний орган рослин, до складу якого входять стебло, листки та бруньки. Стебло - осьова частина пагона, що утворює і несе бруньки, листки, квітки та суцвіття. Листок - бічна частина пагона, що забезпечує фотосинтез, дихання та випаровування води. Брунька - це зачатковий пагін. Залежно від особливостей будови розрізняють бруньки вегетативні, генеративні та змішані.

Стебло деревної рослини зовні вкрите корою, яка складається з клітин покривної, провідної, механічної та основної тканин. Внутрішню частину кори називають лубом. Під лубом розташований камбій. Усередину від камбію розташована деревина, яка складається із провідної, основної та механічної тканин. Центральна частина стебла - серцевина. Від серцевини через деревину та кору проходять ряди клітин основної тканини - серцевинні промені. У деревині багаторічної деревної рослини помітні концентричні шари - річні кільця, які формуються внаслідок нерівномірної діяльності камбію в різні пори року. За їхньою кількістю можна визначити вік рослини. У багатьох видів рослин пагони видозмінені, що пов'язано з виконанням ними різноманітних функцій. Так, надземні пагони можуть мати вигляд вусиків, вусів, колючок, стеблових бульб. Підземні пагони існують у вигляді стеблових бульб, кореневищ, цибулин. У таких видозмінених пагонах часто відкладаються запасні поживні речовини. Нерідко вони забезпечують вегетативне розмноження рослин. Видозмінені пагони відіграють важливу роль і у господарстві людини.

У більшості рослин листки черешкові, вони складаються з черешка та листкової пластинки. Безчереш-кові листки називають сидячими. Вони прикріплені до стебла основою листкової пластинки. Залежно від кількості листкових пластинок листки поділяють на прості та складні. Розташування жилок листкової пластинки має назву жилкування. Розрізняють сітчасте, паралельне та дугове жилкування. Листкорозміщення буває супротивним, почерговим або кільчастим.

Листок зверху та знизу вкритий покривною тканиною - шкіркою. В ній містяться продихи, які здатні регулювати інтенсивність газообміну та випаровування води. Під шкіркою розміщена основна фотосинтезуюча тканина. Крізь неї проходять жилки, що забезпечують проведення у листок води та неорганічних сполук, виведення з нього утворених органічних речовин, а також надають йому міцності. 

Розмноження рослин

Рослини можуть розмножуватися статево, нестатево та вегетативно. У статевому розмноженні беруть участь спеціалізовані статеві клітини - яйцеклітина, спермії. Нестатево та вегетативно рослини розмножуються нестатевими клітинами. Нестатеве розмноження відбувається за рахунок однієї нестатевої клітини (наприклад, спори), а вегетативне - групи клітин. У вищих рослин вегетативне розмноження здійснюється за рахунок вегетативних органів чи їхніх видозмін. Вегетативне розмноження сприяє швидкому відтворенню і розселенню рослин.

Нестатеве розмноження здійснюється окремими нестатевими клітинами. Наприклад, водорості та вищі спорові рослини розмножуються спорами. Спора - це окрема нестатева клітина, оточена захисними оболонками.

Квітка - вкорочений та обмежений у рості видозмінений пагін. Вона складається з квітконіжки, квітколожа, оцвітини, тичинок і маточок. Квітки, що водночас містять тичинки і маточки, називають двостатевими, а ті, які мають тільки тичинки або маточки, - одностатевими. В однодомних рослин тичинкові та маточкові квітки розташовані на одній особині, у дводомних - на різних.

Рослинам, як і іншим організмам, властиві процеси росту та розвитку. Ріст може бути безперервним чи періодичним. Розвиток рослин відбувається у кілька послідовних етапів. У життєвому циклі квіткових рослин виділяють зародковий та післязародковий періоди. Післязародковий період охоплює етапи паростка, молодості, зрілості та старіння.

Квітка - вкорочений та обмежений у рості видозмінений пагін. Вона складається з квітконіжки, квітколожа, оцвітини, тичинок і маточок. Квітки, що водночас містять тичинки і маточки, називають двостатевими, а ті, які мають тільки тичинки або маточки, - одностатевими. В однодомних рослин тичинкові та маточкові квітки розташовані на одній особині, у дводомних - на різних.

У природі поширені перехресне запилення та самозапилення. У разі самозапилення покритонасінних рослин пилок із тичинки квітки потрапляє на приймочку маточки тієї самої квітки. Під час перехресного запилення пилок із тичинки однієї квітки потрапляє на приймочку маточки іншої квітки цієї самої або іншої рослини того самого виду. Перехресне запилення може відбуватись за допомогою вітру, комах, птахів. За потреби застосовують штучне запилення.

У квіткових рослин запліднення має свої особливості порівняно з іншими рослинами і дістало назву подвійного. Це пов'язано з тим, що у зародковий мішок водночас потрапляють два спермії. Один із них зливається з яйцеклітиною, а другий - з центральною клітиною. Насінина розвивається з насінного зачатка і складається зі шкірки та зародка, а також часто містить запасаючу тканину - ендосперм.

Для проростання насіння потрібна сукупність таких умов: достатнє зволоження ґрунту, доступ повітря та певна температура, а для деяких видів ще й світло. Для кожного виду рослин ці умови специфічні, тобто підходять лише йому. Перед сівбою насіння слід перевірити на схожість, а також визначити час висівання та глибину загортання.

Плід складається з однієї чи кількох насінин та оплодня. Оплодень розвивається після запліднення з квітки (переважно із зав'язі) і оточує насіння. Він складається із трьох шарів: зовнішнього, середнього та внутрішнього. Плоди захищають зародок від несприятливих впливів та сприяють розповсюдженню рослин. Плоди бувають однонасінні та багатонасінні, прості та збірні, соковиті та сухі, розкривні та нерозкривні.

Голонасінні

Голонасінні не мають квіток і не утворюють плодів. Насінні зачатки та пиляки розвиваються у шишках. Голонасінні - це дерева та кущі, більшість із них - вічнозелені рослини. Найбільше видів голонасінних належить до класу Хвойні. У більшості видів хвойних листки мають вигляд голок, які називають хвоєю.

У природі голонасінні утворюють значну масу органічної речовини, збагачують повітря киснем. У господарстві людини голонасінні, переважно хвойні, використовують як будівельний матеріал, для виробництва меблів, паперу, а також як паливо. Наземні частини голонасінних містять багато лікарських речовин та вітамінів. Хвойні виділяють у повітря фітонциди, що вбивають хвороботворних бактерій. Багато голонасінних мають естетичне значення, їх використовують як декоративні рослини.

Покритонасінні

До відділу Покритонасінні, або Квіткові, належать вищі рослини з добре сформованими всіма вегетативними органами, а також здатні утворювати квітки та формувати насіння і плоди.

Важко переоцінити і значення покритонасінних рослин у житті людини. Так, усісільськогосподарські рослини належать до квіткових рослин. Покритонасінні забезпечують людину продуктами харчування, сировиною для різних галузей виробництва, їх використовують у медицині. Разом з тим серед покритонасінних, крім сільськогосподарських і декоративних рослин, є злісні бур'яни та отруйні види.

Головною ознакою відділу Покритонасінні (Квіткові) рослини є здатність до утворення квіток та плодів. Відомо близько 250 000 видів цих рослин, які поділяють на два класи: Дводольні (зародок яких має дві сім'ядолі) та Однодольні (зародок з однією сім'ядолею).

Родина Розові представлена різноманітними життєвими формами, серед яких є трав'янисті рослини, кущі, дерева. Серед розових відомо багато культурних рослин: плодово-ягідних, декоративних та лікарських.

Серед бобових, яких налічують понад 17 тис. видів, є трав'янисті рослини, кущі та дерева. Бобові вживають у їжу, використовують як корм для тварин та у різних галузях промисловості. Багато видів відомі як лікарські рослини.

Айстрові (Складноцвіті) - найбагатша на види (близько 25 тис.) родина класу Дводольні. їхні квітки зібрані у суцвіття кошик. Переважна більшість айстрових трав'янисті рослини. Серед складноцвітих відомі харчові, кормові, олійні, декоративні та лікарські рослини, а також бур'яни.

Представники родин Лілійні та Цибулеві - багаторічні трав'янисті рослини. Багато видів лілійних відомі як цінні декоративні рослини, а цибулю та часник вирощують як овочеві культури. Серед представників обох родин відомо багато лікарських рослин