Семейства сложноцветных, лилейных и злаковых. Бактерии, грибы и лишайники

Общие признаки. Цветки очень своеобразны. Каждый цветок состоит из двух чешуек, трех тычинок и пестика с двумя рыльцами. Цветки собраны в колоски, а колоски - в сложные соцветия (метелку, сложный колос). Плод - зерновка. Злаки - травянистые растения, только бамбуки, растущие в тропиках, - древовидные злаки. У злаков стебель в междоузлиях полый. Листья разделены на влагалища, охватывающие стебель, и узкие линейные пластинки. На границе между влагалищем и пластинкой есть пленчатый вырост - язычок. В верхней части стебли злаков обычно не ветвятся, а лишь внизу, где образуются зоны кущения. При очень скученном ветвлении возникают очень плотные дерновины (ковыли, белоус). Некоторые имеют длинные горизонтальные корневища и одиночные подземные побеги (пырей ползучий).

Экология и география. Семейство Злаки включает 700 родов и 8000 видов. По числу видов стоит на четвертом месте среди цветковых растений, по числу родов - на втором, а по роли в растительном покрове - на первом. Это типичное ветроопыляемое семейство. Злаки многочисленны почти во всех районах земного шара, особенно на открытых пространствах. Для степей характерны ковыли, типчак, для лугов - мятлики, овсяницы, для наших лесов - вейники, бор, перловники. Манники, тростник обитают в воде.

Зерновые злаки. Злаки - важнейшее в хозяйственном отношении семейство. В мировом земледелии наибольшие площади занимает пшеница (родина - Юго-Западная Азия). Возделывается во всех умеренных и субтропических районах земного шара. Огромное значение имеет кукуруза (родина - Центральная и Южная Америка), в диком состоянии не существует. Кукуруза - однодомное растение, с раздельнополыми соцветиями: мужское соцветие - метелка, женское - початок. Стебель кукурузы не полый, а заполненный тканью. В умеренно холодных районах возделывается на силос. Особое место занимает важнейшая культура стран Восточной Азии. К семейству Злаки относятся просо, сорго, рожь, ячмень, овес.

Сахарный тростник и бамбук. Сахарный тростник получают из стеблей, которые заполнены тканью, как и у кукурузы. Плантации сахарного тростника особенно широко распространены в Южной и Центральной Америке. Бамбук - важнейший строительный материал в тропиках.

Самые первые организмы

Первые наземные растения - псилофиты и мхи

БАКТЕРИИ

Строение. Бактерии - очень мелкие живые организмы. Их можно видеть только под микроскопом с очень сильным увеличением. Все бактерии одноклеточные. Внутреннее строение клетки бактерий не похоже на клетки растений и животных. У них нет ни ядра, ни пластид. Ядерное вещество и пигменты имеются, но в "распыленном" состоянии. Форма разнообразна.

Многие бактерии передвигаются посредством жгутиков.

Образование спор. Споры у бактерий служат для перенесения неблагоприятных условий. Они образуются из внутренней части содержимого клетки. При этом вокруг споры формируется новая, более плотная оболочка. Споры могут переносить очень низкие температуры (до - 273 °С) и очень высокие. Споры не погибают при кипячении воды.

Питание. Многие бактерии имеют хлорофилл и другие пигменты. Они осуществляют фотосинтез, подобно растениям (цианобактерии, пурпурные бактерии). Другие бактерии получают энергию из неорганических веществ - серы, соединений железа и других, но источник углерода, как и при фотосинтезе, - углекислый газ.

Большинство бактерий способны использовать готовые органические соединения. Одни из них используют мертвый органический материал (это сапротрофы, или сапробионты). Другие питаются органическими веществами живых организмов (паразиты, вызывающие болезни).

Размножение. Бактерии размножаются простым делением клеток с последующим их ростом и вновь наступающим делением. Темп деления в подходящих условиях очень высокий. Деления могут следовать друг за другом через 20 - 30 мин. Потому так быстро возникают опасные болезни.

Роль в природе. Распространение и экология. Бактерии распространены повсеместно: в водоемах, воздухе, почве. В воздухе их меньше всего (но не в местах скопления людей). В водах рек их может быть до 400 000 в 1 см³, а в почве - до 1 000 000 000 в 1 г. Бактерии по-разному относятся к кислороду: для одних он необходим, для других губителен. Для большинства бактерий наиболее благоприятны температуры между +4 и +40 °С. Прямой солнечный свет вызывает гибель многих бактерий.

Встречаясь в огромном количестве (число их видов достигает 2500), бактерии играют исключительно важную роль во многих природных процессах. Вместе с грибами и почвенными беспозвоночными животными они участвуют в процессах разложения растительных остатков (опадающие листья, ветки и т.п.) до перегноя. Деятельность сапрофитных бактерий приводит к образованию минеральных солей, которые усваиваются корнями растений. Клубеньковые бактерии, живущие в тканях корней мотыльковых, а также некоторые свободноживущие бактерии обладают замечательной способностью усваивать атмосферный азот, недоступный для растений. Таким образом, бактерии участвуют в круговороте веществ в природе.

Значение бактерий в жизни человека. Большое значение имеют процессы брожения; так называют в основном разложение углеводов. Так, в результате брожения молоко превращается в кефир и другие продукты; силосование кормов - тоже брожение. Брожение происходит и в кишечнике человека. Без соответствующих бактерий (например, кишечной палочки) кишечник нормально не может функционировать. Гниение, полезное в природе, крайне нежелательно в быту (например, порча мясных продуктов). Не всегда полезно и брожение (например, скисание молока). Чтобы продукты не портились, их солят, сушат, консервируют, держат в холодильниках. Таким образом снижают деятельность бактерий.

Бактерии, вызывающие болезни. Важнейшие бактериальные болезни человека: бактериальная пневмония, дифтерит, туберкулез, брюшной тиф, холера, дизентерия. Туберкулез (или чахотка) - медленно развивающаяся болезнь; это настоящий бич человечества. В наше время в Индии больны туберкулезом не менее 6 млн человек; даже в США ежегодно умирает от туберкулеза около 20 тыс. человек. В развитых странах опасность возникновения острых инфекционных заболеваний существенно снижена, но отнюдь не ликвидирована.

Многие болезни растений вызываются бактериями. От них гибнет примерно 1/8 часть мирового урожая.

ГРИБЫ

Общие признаки. Грибы - особое царство живых организмов, насчитывающее 100 000 видов. В них сочетаются черты растений и животных, а также признаки, свойственные только грибам. Признаки растений: неподвижность, постоянный рост, питание растворенными веществами, наличие клеточных оболочек. Признаки животных: отсутствие пластид и способности к фотосинтезу, наличие хитина в клеточных оболочках.

Вегетативное тело гриба представляет собой мицелий (грибницу), состоящий из нитей - гифов. Это признак, свойственный только грибам.

Шляпочные грибы. Помимо грибницы они образуют плодовые тела, которые в быту и называют грибами. Плодовое тело также состоит из гиф и делится на шляпку и ножку. С нижней стороны шляпки видны пластинки или отверстия очень тонких трубочек.

Различают трубчатые и пластинчатые грибы. Трубчатые грибы: белый, подберезовик, масленок и др. Пластинчатые грибы: сыроежка, опенок, лисичка и др.

В трубочках и на пластинках образуются мельчайшие споры. Даже в небольших плодовых телах их миллионы. Попав в благоприятные условия, спора прорастает в гифу. Гифы растут, ветвятся, число клеток увеличивается. Образуется мицелий - белая плесень на земле, опавших листьях. В этом виде гриб может пребывать длительное время.

Шляпочные грибы всасывают из почвы воду, минеральные соли, органические вещества. Многие из них (но не все) могут получать органические вещества только из корней деревьев. При этом гифы тесно оплетают корень и даже проникают внутрь его клеток. Корни дерева, в свою очередь, получают от гриба воду и минеральные соли. Подобные связи называются симбиозом, а симбиоз мицелия гриба с корнями - микориза. Одни грибы связаны лишь с определенными древесными породами (подосиновик - осина, подберезовик - береза), другие - с несколькими (белый гриб - сосна, ель, дуб, береза). Не образуют микоризу, например, шампиньоны. Поэтому их легче разводить искусственно.

Большинство шляпочных грибов съедобны. Однако среди них есть и малосъедобные и очень ядовитые грибы. Самые ядовитые грибы -

бледные поганки, ядовиты также мухоморы, ложные опята, ложные лисички, горький боровик и др.

Плесневые грибы. Очень многие грибы не образуют крупных плодовых тел, но размножаются также спорами. Плесневые грибы образуют мицелий на хлебе, варенье и других продуктах. Гриб мукор представляет собой белую пушистую плесень. Споры же образуются внутри шарообразных спорангиев. Мицелий мукора не разделен на клетки, но ядер много.

Гриб пеницилл образует зеленую плесень. Мицелий разделен на клетки. Некоторые гифы образуют на концах кистевидные разветвления, заканчивающиеся цепочками спор. Из пеницилла изготавливают одно из известнейших лекарств - пенициллин. Применяется он при гнойно-воспалительных заболеваниях, легочных заболеваниях и др. Пенициллин относится к антибиотикам - веществам, подавляющим развитие многих бактерий и вирусов.

Дрожжевые грибы. Дрожжи - также грибы, однако не имеют настоящего мицелия. Под микроскопом видно, что дрожжи представляют собой либо отдельные клетки, либо цепочки, возникшие в результате размножения - почкования. В диком состоянии дрожжи не известны. Как некоторые бактерии, они осуществляют процесс брожения. Дрожжи разлагают сахар с образованием спирта и углекислого газа.

Грибы-паразиты. Вероятно, не менее 30% всех грибов - паразиты растений, а некоторые вызывают опасные болезни животных и человека - микозы. Назовем важнейшие паразитические грибы, вызывающие болезни сельскохозяйственных культур.

Головневые грибы. Паразитируют на пшенице, ржи, кукурузе и других сельскохозяйственных злаках. Признак поражения - черные, как бы обугленные колоски, наполненные спорами гриба.

Хлебная ржавчина. Поражает главным образом пшеницу. За лето образуется несколько поколений спор ржаво-красного цвета, покрывающих листья и стебли. Цикл развития гриба очень сложный. Весной и в начале лета он развивается на барбарисе.

Мучнистая роса картофеля - фитофтора. Признак поражения - белый пушок на листьях и клубнях. В середине прошлого века порча картофеля мучнистой росой вызывала настоящий голод среди населения, питающегося главным образом картофелем.

Большое распространение имеют также мучнистая роса крыжовника и роз, парша плодовых деревьев, спорынья ржи (вызывает отравление) и многие другие.

Трутовики. Так называют грибы, образующие многолетние копытообразные плодовые тела на деревьях. Они могут питаться живыми клетками деревьев, но также и мертвой древесиной.

ЛИШАЙНИКИ

Как и грибы, лишайники - особая и очень распространенная группа (25 000 видов) живых организмов.

Внешнее строение. Лишайники встречаются трех типов. Кустистые лишайники похожи на беловатые "кустики" или "косматые бороды", свисающие с ветвей деревьев. Листоватые лишайники представляют собой пластинки на почве или коре деревьев, несколько похожие на сухие листья. Накипные лишайники, похожие на накипь, сплошь покрывают в горах камни и скалы. Размеры лишайников невелики - несколько сантиметров. Окраска разнообразна: желтая, белая, серая, почти черная, красноватая, зеленовато-серая.

Лишайники - симбиотические организмы. На разрезе через любой крупный лишайник хорошо видны клетки водорослей или фотосинтезирующих бактерий, оплетенные гифами гриба. Гриб и водоросль находятся в таком тесном контакте, что возникает как бы единый организм. Водоросль в результате фотосинтеза вырабатывает органические вещества, которые используются грибом. Гриб снабжает водоросль водой и минеральными солями. Гриб более сильный компонент лишайника, часто угнетающий клетки водорослей. В свободном состоянии гриб лишайника практически не может существовать. Водоросль гораздо меньше зависит от гриба.

Размножение лишайников. Лишайники размножаются маленькими клубочками, состоящими из клеток водорослей и гифов гриба. Размножаются лишайники и частями своего тела - слоевища. Кроме того, гриб и водоросль часто сохраняют собственные способы размножения.

Экология и значение лишайников. Лишайники нетребовательны к субстрату и часто играют роль первопоселенцев на совершенно голых скалах. Лишайники могут пребывать в почти обезвоженном состоянии. При этом они выдерживают сильное нагревание и жестокие холода. И наоборот, лишайники очень чувствительны к ядовитым веществам, содержащимся в воздухе, особенно к сернистому газу, который разрушает хлорофилл. Вот почему лишайники используют для оценки чистоты воздуха в городах и их окрестностях, а также для контроля за выпадением радиоактивных осадков.

В хозяйственном отношении в тундре большую роль играет ягель, или "олений мох", которым питаются олени. Следует иметь в виду, что растут лишайники чрезвычайно медленно, на 0,1-10 мм в год.