Lekce 6: Taxonomie rostlin.

Systematika je věda, která umožňuje něco organizovat. Rostlinná taxonomie nám umožňuje pohodlně začlenit rostlinné organismy do systému. V této lekci se naučíme, o jaký druh systému se jedná a jaká kritéria jsou v něm identifikována.

Plán lekce:

Základní pojmy

Taxonomie rostlin je odvětví biologie, které popisuje různé skupiny rostlin a dává je do vzájemného vztahu. Pro klasifikaci organismů je nutné identifikovat jejich podobnosti a rozdíly. Na základě několika podobností můžeme rostliny seskupit do velké skupiny. Čím více podobností mezi organismy, tím menší skupina, do které budou zařazeny.

Skupiny v biologii se nazývají systematické taxony. Taxon je skupina organismů, která byla identifikována na základě společných vlastností. Taxony se liší velikostí. Nejmenší taxon v biologii je druh.

1. Království;
2. Oddělení;
3. Třída;
4. Objednávka;
5. Rodina;
6. Rod;
7. Zobrazit.

Taxonomický popis druhu

Třídy kvetoucích rostlin

Kvetoucí rostliny mají dvě třídy:

1. Dvouděložné rostliny;
2. Jednoděložné.

Dvouděložné rostliny. Abyste pochopili název třídy, musíte si zapamatovat strukturu semenného embrya. Embryo se skládá z:

Máme zájem o kotyledony. Kotyledony jsou velké výrůstky embrya. Toto je hlavní rozdíl mezi dvouděložnými a jednoděložnými: dvouděložné mají dva děložní listy.

Struktura semen dvouděložných rostlin

Mezi další rozdíly mezi dvouděložnými rostlinami patří:

1. Kohoutový kořenový systém s jedním hlavním kořenem;
2. Široké listy s řapíky a síťovanou žilnatinou;
3. Květy s dvojitým okvětím: je tam kalich sepalů a koruna jasných okvětních lístků;
4. Vodivý systém má prstencovou strukturu.

Existuje obrovská rozmanitost dvouděložných rostlin. Tato třída zahrnuje více než 350 rodin. Nejvýznamnější z nich jsou:

Jednoděložné. Jak jejich název napovídá, jednoděložné rostliny mají pouze jeden kotyledon.

Podélný řez semeny dvouděložných a jednoděložných rostlin

Mezi další rozdíly mezi jednoděložnými rostlinami patří:

1. Vláknitý kořenový systém bez hlavního kořene;
2. Úzké přisedlé listy bez řapíku s paralelní nebo obloukovitou žilnatinou;
3. Květiny s jednoduchým periantem: je tam jen koruna;
4. Vodivý systém se skládá ze samostatných svazků.

Jednoděložných rostlin je méně než dvouděložných rostlin. Tato třída zahrnuje 60 rodin. Nejvýznamnější z nich jsou:

1. čeleď Liliaceae (konvalinka, česnek);
2. Rodinné obiloviny (oves, ječmen).

Srovnávací charakteristiky dvouděložných a jednoděložných

Rodinné cereálie

Tato rodina má pro lidstvo velký význam. Obiloviny byly před mnoha staletími potravinářskými plodinami. Lidé jedí pšenici, žito, ječmen, oves, kukuřici a rýži. Výsledkem je, že na regálech vidíme chléb, housky, játra, těstoviny a další potravinářské výrobky. Ta zrna, která nejsou vhodná pro lidskou spotřebu, se stávají potravou pro zvířata využívaná v zemědělství. Patří mezi ně timotej, kohoutek, bromegrass, bluegrass a wheatgrass. Oves a pšeničná tráva se pro své léčivé vlastnosti používají jako léčivé rostliny.

Čeleď trav má také jiné jméno – bluegrass.

Plodem obilovin je obilka, to znamená, že jde o suchý, jednosemenný, neopadavý plod.

Podélný řez pšeničného zrna

Obiloviny mají malé květy, které se shromažďují v květenstvích: klas (kukuřice), klas (žito), komplexní klas (pšenice) a lata (oves). Květenství je potřeba k přizpůsobení se rozmnožování pomocí větru.

Květy jsou nepravidelné a oboustranně symetrické, to znamená, že jimi lze protáhnout pouze jednu osu symetrie. Květy mají dvě srostlé vnitřní a dvě vnější šupiny, tři dlouhé tyčinky s velkým prašníkem a jeden pestík se dvěma bliznami. Vzorec obilného květu tedy může být reprezentován následovně: O(2) + 2T3P1 (okvětí se dvěma srostlými a dvěma nesrostlými okvětními lístky, třemi tyčinkami a jedním pestíkem).

Struktura obilného květu

Typicky rostlinné organismy rostou pomocí apikálního růstu, ale obiloviny mají také interkalární růst. Jedná se o růst rostlinného organismu, ke kterému dochází v důsledku buněčného dělení internodií.

Listy trávy mají pochvy, struktury, které umožňují listu chránit buňky v místech interkalárního růstu. Dalším ochranným mechanismem je jazyk. Jedná se o membránový výrůstek, který chrání prostor mezi vagínou a stonkem před vodou.

Vlastnosti listů obilnin

Nejdůležitější obilninou, kterou lze zastupovat, je pšenice. Stéblo pšenice se nazývá stéblo. Pšenice se používá k přípravě pekařských a těstovinových potravinářských výrobků.

Odrůdy pšenice se rozlišují:

1. Tvrdý: endosperm této odrůdy je tvrdý, protože obsahuje hodně bílkovin;
2. Měkký: endosperm této odrůdy je měkký, protože obsahuje hodně škrobu.

Druhy pšenice podle způsobu pěstování:

1. Zima: vysévá na podzim, sazenice přezimují pod sněhem (Stanichnaja, Ermak);
2. Jaro: zaseto brzy na jaře (Tyumenskaya, Nerda).

Obecná charakteristika obilovin

čeleď Liliaceae

Z rostlinných organismů z čeledi liliovitých jsou důležité zeleninové plodiny: cibule a česnek. Kvůli kráse lilií se mnoho z nich používá k dekoraci prostor: lilie, tulipán a další. Některé rostliny lilie jsou jedovaté: konvalinka a vraní oko. Jed je obsažen v ovoci a bobulích a za žádných okolností byste je neměli jíst. Někteří savci však mohou bobule jíst bez poškození těla.

Plodem lilií je suchá tobolka (tulipán), která se otevírá třemi listy, nebo bobule (konvalinka).

Květy rostlin z čeledi liliovitých mají jednoduchý okvětní lístek (pouze koruna), šest okvětních lístků, šest tyčinek a jeden pestík. Koruna je velká a světlá, často příjemně voní. Okvětní lístky jsou uspořádány ve dvou vrstvách. Někdy se květy shromažďují v hroznovém (konvalinkovém) květenství. Vzorec květu lilie lze tedy znázornit takto: O3 + 3T3 + 3P1 (perianth se šesti okvětními lístky uspořádanými ve dvou vrstvách, šest tyčinek uspořádaných ve dvou vrstvách, jeden pestík).

Často v liliích najdete úpravy výhonku: oddenek (tulipán) nebo cibule (cibule). Tyto úpravy umožňují liliím úspěšně se rozmnožovat vegetativně.

Úpravy výhonků lilie

Obecná charakteristika lilií

Křížovitá rodina

Rostliny z čeledi brukvovitých jsou zvyklé na drsné podmínky. Zřídka se vyskytují v tropech: většina roste v mírném pásmu severní polokoule. Jako vždy hlavní roli hrají zeleninové plodiny: zelí, tuřín, ředkvičky, ředkvičky, křen. Některé rostlinné organismy se používají v lidovém léčitelství (hořčice). Také mezi brukvovitými rostlinami existuje mnoho divoce rostoucích zástupců, kteří nenašli uplatnění, například pastevecký měšec.

Podle jména hlavního představitele čeledi se brukvovitým rostlinám říká také zelí.

Brukvovité plody se nazývají lusky, pokud jsou protáhlé, a lusky, pokud jsou zkrácené. Je to suché ovoce s mnoha semeny uvnitř. Jsou připojeny k přepážce, která rozděluje ovoce na dvě stejné komory. Otevírá se klapkami.

Květy s dvojitým periantem. Navzdory přítomnosti kalichu a koruny jsou květy matné, nenápadné a malé. Obvykle tvoří hroznovité květenství. Kalich má čtyři kališní lístky a koruna má čtyři okvětní lístky. Jsou uspořádány napříč. Tak se objevilo jméno rodiny.

Uvnitř květu je šest tyčinek a jeden pestík. Čtyři ze šesti tyčinek jsou protáhlé. Vzorec brukvovité květiny tedy může být reprezentován následovně: CH4L4T2+4P1.

U rostlin z čeledi brukvovitých se často upravují orgány pro ukládání látek. Zelí má hlávku zelí a tuřín a ředkvičky mají kořeny.

Zeleninové plodiny brukvovité

Obecná charakteristika brukvovité zeleniny

Bean rodina

Luštěniny jsou prastaré kulturní rostlinné organismy: hrách, fazole, čočka, sója, arašídy. Některé z nich se používají jako krmivo pro hospodářská zvířata: jetel, vojtěška. Některé jsou jako krásné dekorace k vytvoření atmosféry v místnosti: lupina, akát. Existují také divoké druhy: čína, sladký jetel.

Jiné jméno je můra.

Ovoce rostlin z čeledi luštěnin je snadno zapamatovatelné: je to fazole. Na rozdíl od brukvovitého lusku není fazol přepážkou rozdělen na dvě komory.

Srovnání fazole a lusku

Květy se shromažďují v různých květenstvích: jednoduchý a složitý hrozn (lupina) a hlávka (jetel).

Květy jsou dvojité, to znamená, že mají kalich a korunu. Kalich se skládá z pěti kališních lístků. Okvětní lístky luštěnin jsou zvláštní: mají složitou strukturu:

1. Plachta (vlajka): největší horní okvětní lístek;
2. Vesla: boční laloky;
3. Člun: dva spodní srostlé okvětní lístky.

Taková květina se nazývá květina typu můra. Je snadné odlišit luštěniny od zástupců jiných rodin.

Uvnitř květu je devět srostlých a jedna volná tyčinka a jeden pestík. Vzorec luštěninového květu tedy může být reprezentován následovně: H(5)L1+2+(2)T(9)+1P.

Hlavní modifikací luštěnin jsou kořenové uzliny. Žijí na nich nodulové bakterie, se kterými si rostlina buduje symbiotický vztah. Rostlina luštěnin poskytuje bakteriím bydlení a na oplátku bakterie syntetizují sloučeniny obsahující dusík, které luštěniny potřebují pro výživu. Takové dusíkaté sloučeniny zahrnují aminokyseliny, nukleotidy a vitamíny.

Všem známá modifikace je popínavý stonek hrachu. Tato úprava je nezbytná pro podporu rostliny.

Obecná charakteristika luštěnin

Rodina Solanaceae

Nightshades jsou široce rozšířeny po celém světě. Mezi zástupci této rodiny je mnoho zeleniny, kterou lidé denně konzumují: brambory, rajčata, papriky, lilek. Divoké a dokonce jedovaté druhy: lilek, slepýš, droga. Toxické vlastnosti rostlin pupalky zajišťuje látka solanin, která se ukrývá v zelených částech. I všemi oblíbený brambor obsahuje jed. Těžké požití solaninu může být smrtelné.

Solanaceae plod: bobule (rajče) – šťavnaté – a tobolka (slepice) – suché vícesemenné. Bobule brambor a lusky kurníku jsou jedovaté.

Květy s dvojitým okvětím se shromažďují v květenstvích: kadeř (kurník), lata (hořkosladká), hrozn (černá) a gyrus (petúnie) Květ obsahuje pět srostlých kališních lístků, pět srostlých okvětních lístků a pět tyčinek jeden pestík. Vzorec květu pupalky může být tedy reprezentován následovně: Ch(5)L(5)T5P1.

Hlavní představitel čeledi hluchavkovitých, brambor, se vyznačuje upraveným výhonem. Jíme hlízy. Bramborový plod je vlastně upravený výhonek zvaný hlíza. Podzemní výhonky brambor se nazývají stolony a hlíza je její zahušťování. Na povrchu hlízy bramboru, zejména v horní části, jsou pupeny – oči. Taková celková úprava výhonu je nutná pro velké ukládání živin, zejména škrobu.

Obecná charakteristika nočníků

Čeleď Compositae

Jedná se o největší rodinu třídy dvouděložných – asi 27 tisíc různých druhů. Distribuováno všude. Nejznámější rostlinou z čeledi Asteraceae je slunečnice. Slunečnicový olej se získává ze slunečnicových semen a používá se k vaření. Mezi další jedlé zástupce čeledi Asteraceae patří čekanka, estragon, topinambur a salát. Mezi Compositae je mnoho okrasných rostlin: astry, měsíčky, jiřiny a chryzantémy.

Jiný název pro Asteraceae je Asteraceae.

Chcete-li identifikovat ovoce aster, musíte si vzpomenout na slunečnici. Stejná semena jsou jejich ovocem, nažkou. Je suchá a neotevřená. Plody pampelišky se nazývají létající nažka, protože ji snadno zvedá vítr.

Květy se sbírají v květenství – košíku. Plodnice je dvojitá: koruna je světlá a produkuje nektar, ale kalich je špatně vyvinutý. Okvětní lístky Asteraceae mají různé tvary:

1. Rákos: na vrcholu okvětního lístku se tvoří denticles a zespodu vyrůstají do trubice (pampeliška);
2. Trubkovitý: okvětní lístek končí pěti hřebíčky (pelyněk);
3. Nálevkovitý: okvětní lístek tvoří nálevku (chrpu);
4. Pseudoligulates: podobné ligulátům, ale zakončené třemi denticly (slunečnice).

Koruna se skládá z pěti srostlých okvětních lístků. Uvnitř je pět srostlých tyčinek a jeden pestík. Vzorec květu Asteraceae tedy může být reprezentován následovně: H0L(5)T(5)P1.

Obecná charakteristika hvězdnicových (Asteraceae).

Čeleď Rosaceae

Zástupci čeledi Rosaceae jsou velmi různorodí. Mezi jedlé rostlinné organismy patří jahody, lesní jahody, šípky, švestky, třešně, jabloně, hrušky, broskvoně, meruňky a další. Existují dekorativní zástupci, například růže nebo sakura. Gravilat, manžeta a vraní noha nenašly u lidí využití.

Vzhledem k tomu, že odrůda Rosaceae je velká, je také skvělá rozmanitost ovoce: jablko, peckovice, mnohodrupe a mnohokvět. Jedná se o plody se šťavnatým oplodím.

Rosaceae květy jsou obvykle jednotlivé, ale někdy se shromažďují v hroznovém (mockince) nebo corymb (třešeň) květenství. Samotné květy mají dvojitý periant s pětičlenným kalichem a pětičlennou korunou. Uvnitř je mnoho tyčinek a mnoho pestíků (nebo jeden pestík). Vzorec květu Rosaceae tedy může být reprezentován následovně: CH5L5T∞P∞ nebo CH5L5T∞P1.

Rostliny z čeledi Rosaceae se vyznačují úpravami. Jahody mají stolony pro vegetativní rozmnožování. Šípky mají trny a hlohy mají trny, které je chrání před býložravci.

Obecná charakteristika Rosaceae

Čeleď obilovin (lat. Gramineae) nebo bluegrass (lat. Poaceae), lze bezpečně zařadit k nejpočetnější ze známých čeledí. Zahrnuje mnoho plodin žádaných v zemědělské výrobě, bez kterých si mnozí prostě nedokážou představit život: jedná se o pšenici, rýži, kukuřici, cukrovou třtinu, bambus a mnoho dalších rozšířených rostlin.

Obiloviny jsou běžné na všech kontinentech bez výjimky – a dokonce i v Antarktidě byly nedávno objeveny obiloviny (modrá tráva). A v savanách a stepních zónách tvoří právě obiloviny drtivou část veškeré fytomasy. Celkem tato čeleď zahrnuje asi šest tisíc druhů.

Popis obilovin

Celou čeleď obilovin lze zařadit do velké třídy jednoděložných rostlin. A tato čeleď zahrnuje byliny, keře a stromy: jednoleté i víceleté rostliny.

Mezi obrovským množstvím všech obilovin se nenacházejí ani epifyty, ani saprofyty. Nejsou mezi nimi ani žádní paraziti. Rozmanitost obilovin lze podle jejich struktury rozdělit na:

• Trávovitý;
• Tvořící stolony;
• Dlouhý oddenek.

Tyto skupiny se zase dělí do podskupin, které se od sebe liší v různých detailech struktury výhonků (jak nadzemní, tak podzemní části).

Například velká skupina obilovin – trávníků – se obvykle dělí v závislosti na procesu obnovy výhonků (který může být extravaginální a intravaginální) na podskupiny kyprých a hustých trávníků.

Výhonky těchto rostlin jsou obvykle generativní i vegetativní, se střídavými destičkami úzkých listů, uspořádaných ve dvou řadách a opatřených rovnoběžnými žilkami.

Druhy obilovin

Obilné rostliny

Obiloviny obvykle zahrnují rostliny, které jsou téměř každému známé:

1. Pšenice je bylina, kterou lze ve většině oblastí planety nazvat hlavní obilninou;
2. Žito – setí nebo pěstované – je bylina, která zahrnuje více než čtyři desítky odrůd;
3. Kukuřice, jediný zástupce svého rodu, který zahrnuje čtyři divoké druhy kukuřice, kukuřici cukrovou a tři jejich poddruhy;
4. Rýže je obilovina z čeledi obilovin, poměrně náročná na pěstební podmínky, ale v asijských zemích extrémně běžná.

Pšenice

Žito

Kukuřice

Oves

Ječmen

Proso

Okrasné obilné rostliny

Mezi okrasné obiloviny můžeme vyzdvihnout:

• Bambus, rod bohatý na 130 druhů rostlin rostoucích v tropech Asie, Afriky, Ameriky a Austrálie;
• Rákosí jsou bylinné rostliny, které rostou v bažinatých oblastech téměř na všech kontinentech.

Amarant je rozšířená plodina, známá také jako sametová tráva, liščí ocas a axamit.

bambus

Třtina

Amaranth

Kanárek

Plevele

Plevelné obiloviny obvykle zahrnují:

• pšeničná tráva;
• proso;
• humai;
• plevy vícebarevné;
• bluegrass

Pšeničná tráva plazivá

Kuřecí proso

Žitný oheň

Gumay

Bluegrass ročně

Byliny

Kromě známých a dobře známých pěstovaných rostlin se v čeledi obilovin vyskytují také plevele, které jsou pro zemědělství škodlivé, a vytrvalé trávy, které jsou naprosto neškodné. Mezi travní rostliny z čeledi obilovin patří:

Třesoucí se tráva

Perlovnik

Kolosnyak

Moliniya

Znaky a vlastnosti obilovin

Obiloviny se vyznačují rozmanitostí životních forem – jsou zde keře a polokeře, stromy a trávy (vytrvalé i jednoleté). Obecně mají všechny obiloviny společné biologické rysy jak v kořenovém systému, tak i v dalších aspektech.

Například většina z nich má vláknitý kořenový systém, který má primární i sekundární kořeny. Květenství obilovin jsou laty nebo klasy, hrozny nebo klasy. Plody obilovin jsou pseudomonokarpy, nebo jednodušeji zrna, která se vyznačují blanitým oplodím přiléhajícím k semene, někdy dokonce srostlým se spermodermem.

Pěstování obilovin vyžaduje také opatrnost: zde je nutné dodržovat termíny setí a střídání plodin. Je třeba vzít v úvahu, že ozimé obiloviny dosahují zralosti do konce léta a snaží se vydržet nástup mrazů. A aby tyto druhy obilovin mohly začít růst, potřebují právě nízkou teplotu – od 0 °C. A jarní odrůdy se naopak vyvíjejí při poměrně vysokých teplotách – od 10 do 20 stupňů a je třeba je vysít v teplém jaru. Ozimé odrůdy jsou produktivnější – protože lépe využívají všechny zdroje půdy: jak živiny, tak i zásoby vláhy.

Ozimy se sejí po raně sklizených plodinách (například luštěninách), ale jarní plodiny se vysévají ihned po řádkových plodinách a travách.

Hnojivo pro obiloviny se obvykle aplikuje na podzim formou podzimní kultivace – tedy při setí se do řádků plodiny přidávají granulované hnojivo (dusík a fosfor). Stejné hnojení se provádí i na jaře.

Struktura obilovin

Květenství obilovin se skládá z velkého počtu elementárních květenství klásků a obvykle se rozlišuje několik typů:

• Ve tvaru hrotu;
• Hroznovitost;
• Latinový;
• Cobs.

Květy obilovin jsou obvykle malé a světle zbarvené: obvykle se skládají ze tří tyčinek, plodnice se zkráceným cípem a dvojice péřových blizen. Plodem téměř všech obilovin je obilka, tj. semeno pevně srostlé s tenkou skořápkou.

Výhonky většiny obilovin lze zase rozdělit na vegetativní a generativní – a každý z těchto výhonků lze snadno zařadit mezi trvalky nebo letničky.

Obiloviny obvykle postrádají mechanismus sekundárního ztlušťování v zóně stonku a systém větvení je organizován v zóně odnožování nebo je přímo spojen s oblastí květenství.

Stonky obilovin lze klasifikovat jako válcovité. Všechny jsou článkované a obvykle duté v internodiích, jako brčka. Z tohoto pravidla existuje výjimka – několik druhů a čeledí (například bambus, kukuřice a rákos).

Květenství obilovin se obvykle skládají z několika elementárních částí, klásků, které obvykle obsahují několik květů – větrem a samosprašných. V typických případech mají takové květy několik květních šupin – horní a dolní. V tomto případě tvoří střední žilka šupin ostrý okraj, který dostal charakteristický název “kýl”. Horní šupinka tvoří několik takových kýlů, které s největší pravděpodobností vznikají srůstem několika šupin. Uvnitř hlavních šupin květu se nacházejí tři malé polykule – ty jsou považovány za prvky související s vnitřním kruhem okvětí.

Tato struktura dává všechny důvody k zařazení okvětí obilovin do kategorie trojčlenných nebo trojrozměrných. Obvykle má každý květ tři tyčinky a na vaječníku se tvoří několik péřových blizen.

Význam obilovin

Význam všech obilovin je těžké podceňovat, protože většina z nich tvoří hlavní potravinovou dávku lidstva na celé Zemi. Chléb, kaše a další pokrmy z obilovin se vyrábějí již několik tisíc let.

I když ne všechny obiloviny byly od samého počátku oceňovány – například bluegrasům se ne vždy věnovala náležitá pozornost. Až do chvíle, kdy lidstvo nevynalezlo způsob, jak plody těchto rostlin rozemlít na mouku. A z mouky začali vyrábět těsto, ze kterého se staly placky a jiné druhy chleba.

Obiloviny však nejsou jen základem stravy. Mají také léčebnou hodnotu, protože obsahují obrovské množství prospěšných látek.

Rodina obilovin – videolekce biologie

Závěr

Čeleď obilovin je rozmanitá a velmi početná – čítá více než 750 rodů. Rostliny tohoto druhu jsou obvykle považovány za patřící do třídy jednoděložných rostlin. Obrovské množství obilovin má nenahraditelné výhody – nejen v potravinářském průmyslu, ale také například jako okrasné plodiny, které se aktivně používají v krajinářské architektuře.

Obiloviny žijí na všech kontinentech jako trávy a stromy a jejich plody obsahují obrovské množství užitečných látek, éterických olejů, bílkovin atd. Kromě toho jsou obiloviny důležitým prvkem pícnin a potravinářských plodin.