Rośliny
Ewolucja roślin
We współczesnej florze świata dominują rośliny kwiatowe. Jednak początkowo ląd był porośnięty paprociami i widłakami, a ewolucja roślin została zapoczątkowana przez prymitywne glony.
Najwcześniejszymi formami roślinnymi byty organizmy morskie. Wszystkie różnorodne gatunki roślin lądowych, zarówno te. które upiększają nasze ogrody i parki, jak i te dostarczające nam pokarmu, rozwinęły się z prymitywnych form roślinnych żyjących w oceanach miliardy lat temu.
Opisano ponad 400000 gatunków roślin i wszystkie one są potomkami kilku pradawnych grup. Wiemy jednak tylko o niektórych grupach, natomiast prawdopodobnie dużo więcej dawniej istniejących roślin wyginęło bez śladu, gdyż nie potrafiły przystosować się do zmieniających się warunków lub nie były w stanie sprostać konkurencji z nowymi gatunkami, które były lepiej przystosowane do zmian w środowisku.
Paleobotanicy, czyli naukowcy, którzy badają skamieniałe szczątki roślin, byli zdolni określić przybliżony czas pojawienia się na Ziemi różnych grup roślinnych. Jednakże w naszej wiedzy istnieją pewne luki. gdyż rośliny nie posiadają tak twardych tkanek jak zwierzęta, który ch szkielety zbu- j dowane z tkanki kostnej łatwo ulegają fosylizacji. r. Na szczęście wczesne formy roślinne czasami 1 mogą być wykryte w pokładach osadów mułu. f a niektóre w ten sposób zachow ane organizmy są = znajdowane w skałach, które pochodzą sprzed ~Z około 3 miliardów 100 milionów lat temu.
Na podstawie materiałów kopalnych w iemy , życie na Ziemi musiało powstać z organizmć roślinnych. Rośliny są podstawowym ogniwe łańcuchów pokarmowych i od nich zależy byt wic przedstawicieli świata zwierząt. Jednakże rc roślin w ewolucyjnej historii świata jest bardz doniosła, gdyż to dzięki nim mogło nastąpić prz kształcenie się atmosfery Ziemi w taką, w któi mogą bytować organizmy zwierzęce. Prawdop dobnie wielkie ilości dwutlenku węgla w pradai nej atmosferze uniemożliwiłyby zwierzętom odd chanie, ale rośliny, przeprowadzając fotosynte2 pochłaniały dwutlenek węgla i uwalniały tld Istnienie roślin umożliwia ewolucję zwierząt roś nożemych i w dalszej kolejności zwierząt mięs żernych, które polują na roślinożerców . Ewoluc jest jednakże niezmiernie wolnym procesem, a dobór naturalny faworyzuje te istoty, które przystosowują się do zmian środowiska. Najwcześniejsze formy organizmów roślinnych były zależne od wody, gdyż nie posiadały struktur umożliwiających im życie na lądzie. Pierwsze organizmy roślinne, które mogły żyć poza wodą - wynurzyły się z niej - prawdopodobnie były mieszkańcami bagien i moczarów, gdzie ich niższe części mogły być cały czas zanurzone w wodzie. Najstarsze formy właściwych roślin lądowych były prawdopodobnie również wciąż zależne od środowiska wodnego. Byty to mchy. wątrobowce i paprocie. Do dzisiaj formy te wymagają do życia wilgotnego środowiska, gdy ż woda jest czynnikiem warunkującym ich rozmnażanie się.
Byt pierwszych roślin kwiatowych (nagona-siennych. na przykład roślin szpilkowych) był uzależniony od wiatru, gdyż byty one wiatropylne i wiatrosiewne. W czasie, gdy się pojawiły nie było jeszcze na Ziemi owadów, które mogłyby je zapylać. Obecnie dominujące we florze świata rośliny okrytozalążkowe są przeważnie owadopyl-ne. a ich ewolucja przebiegała w powiązaniu z ewolucją owadów i innych zwierząt. Czasami bowiem ich nasiona są przystosowane do roznoszenia przez większe zwierzęta, gdyż są zaopatrzone w haczyki i kolce, którymi przyczepiają się ś do sierści lub piór.
Najwcześniejszymi znanymi nam formami organizmów roślinnych były prymitywne bakterie
i sinice, których ciało jest zbudowane z jednej komórki nie posiadającej jądra komórkowego. Prawdopodobnie 1 i miliarda lat temu pojawiły się pierwsze eukariotyczne (posiadające jądro komórkowe jednokomórkowe glony. Z nich mogły wykształcić się. w wyniku ewolucji, formy glonów wielokomórkowych, które przypominały obecne zielenice. Na różnych częściach ciała posiadały ona wyspecjalizowane rejony odpowiedzialne za roz] mnażanie się.
Do okresu kambryjskiego. około 590 min lat te mu. powstało wiele form życia. W tym okresie wykształciło się ponad 900 dotąd opisanych gatunków, a są to tylko te. po których pozostały jakie; ślady w postaci skamieniałości. Wiele pradawnycl form wyginęło bez śladu.
Na ląd
W okresie syluru (440-408 milionów lat temu rośliny zaczęły kolonizować powierzchnię lądu Wczesne formy organizmów zwierzęcych i roślin nych byty ograniczone w swoim występowaniu dc środowiska morskiego, jednak niektóre glony przy stosowały się również do życia w wodach słod kich. Prawdopodobnie to one dały początek współ czesnym gatunkom roślin lądowych.
Aby przetrwać na lądzie, rośliny musiały wy kształcić kompletnie nowe struktury,gdyż warunk życia w tym środowisku są odmienne od warunków życia w wodzie. Na lądzie konieczne jest posiada nie struktur, za pomocą których woda jest rozpro wadzana w organizmie. Rolę tę spełnia systen przewodzący, przez który też rozprowadzane sj sole mineralne i produkty fotosyntezy. Ponadtc roślina lądowa musi mieć wykształcone element) które ją wzmacniają i usztywniają, gdyż nie dzia ła tutaj siła wyporu. Jednakże zanim rośliny wodni mogły opanować suchsze obszary, musiały wykształcić organy rozrodcze, mogące funkcjonować również w otwartym powietrzu.
Najstarsze ślady roślin lądowych znalezione w skałach pochodzenia sylurskiego. Jedna z tyci form roślinnych, Zosterophyllum, posiadała ple chę, w której można wyróżnić części pełniące funk cje korzenia, łodygi i liści. Rhynia była bezlistnyn psylofitem posiadającym wielkie sporangia (zaród nie produkujące zarodniki) umieszczone na szczy cie pędów. Asteroxlon posiadał napowietrzne pędy na których były osadzone małe, łuskowate listki Wszystkie te formy były najprawdopodobnie gatunkami rosnącymi na bagniskach.Do wczesnych roślin lądowych zaliczane są takie formy jak wątrobowce i mchy, spośród których wiele gatunków już wyginęło.
Postęp ewolucji
Ewolucja nie ma ukierunkowanego charakteru, a jej tempo nie jest zawsze jednakowe. Mimo luk w naszej wiedzy i mimo że dokładny przebieg ewolucji roślin nie jest w pełni znany, na podstawie badań porównawczych oraz danych kopalnych można pokusić się o odtworzenie najbardziej prawdopodobnej drogi, jaką przebyły rośliny od form najprostszych do obecnych roślin kwiatowych. Przedstawione poniżej grupy roślin prawie na pewno ewoluowały w kolejności tutaj podanej. Pamiętajmy przy tym, że ewolucja wciąż trwa, ale zmiany, jakie w jej następstwie zachodzą, mogą być zaobserwowane dopiero po bardzo długim czasie.
Bakterie
Pierwszymi organizmami komórkowymi były prawdopodobnie bakterie. Uważa się, że bakterie są bliżej spokrewnione z roślinami niż ze zwierzętami, jednak mają one dość mało wspólnych cech z obu grupami. Są mikroskopijnej wielkości, ciało ich składa się z jednej tylko komórki, a w optymalnych warunkach potrafią rozmnażać się w zadziwiająco szybkim tempie.
Wiele bakterii to formy pasożytnicze i saprofityczne (żywiące się martwą materią organiczną), które nie są zdolne do przeprowadzania fotosyntezy. Są wśród nich i takie, które wykorzystują do życia amoniak i azot, tak jak być może miało to miejsce na samym początku ich powstania, kiedy atmosfera Ziemi zawierała znaczne ilości amoniaku. Wiele bakterii to gatunki potrafiące przeprowadzać fotosyntezę i w ten sposób samodzielnie produkować sobie pokarm.
Sinice
Te prymitywne organizmy prokariotyczne w dawnych systematykach były określane jako glony. Ponieważ wykazują znaczne różnice w porównaniu z glonami właściwymi, w nowoczesnych systemach zalicza się je do tej samej grupy co bakterie. Ślady najstarszych sinic znaleziono w pokładach skalnych pochodzących sprzed 3 miliardów lat. Świadczy to o tym, że sinice należą do najstarszych organizmów wykazujących zdolność do fotosyntezy. Większość ich gatunków to formy mikroskopijnej wielkości, jednokomórkowe, pozbawione jądra komórkowego. Znanych jest też wiele sinic o charakterze kolonijnym. Sinice często możemy spotkać w przeżyźnionych zbiornikach wody słodkiej , a ich nadmierny rozwój może być tam przyczyną tzw. zakwitu wody.
Grzyby
Grzyby nie są roślinami tak jak wielu z nas błędnie uważa. Te proste organizmy nie posiadają wysoce wyspecjalizowanych struktur właściwych wielu roślinom, a brak chlorofilu w ich komórkach oznacza, że nie potrafią też przeprowadzać fotosyntezy. Jako heterotrofy żyją pasożytniczo kosztem roślin lub zwierząt, a formy saprofityczne rozkładają martwą materię organiczną.
Glony
Do glonów zaliczane są najpierwotniejsze i najbardziej prymitywnie zbudowane gatunki roślin. Ich ciało to plecha, w której nie można wyróżnić liści, łodyg ani korzeni. Jednakże prawie wszystkie rodzaje glonów są w stanie wytwarzać sobie pokarm na drodze fotosyntezy przy udziale światła słonecznego. Takie prymitywne rośliny są do
składającej się z wielkich form wielokomórkowych, jak i drobnych, jednokomórkowych organizmów budujących fitoplankton.
Zarówno gatunki glonów morskich, słodkowodnych, jak i lądowych to formy szeroko rozprzestrzenione na całym świecie. Organizmy te zabarwiają wodę na zielono i często okrywają grubą warstwą szyby zaniedbanego akwarium. Niektóre glony są jednokomórkowe, a inne wielokomórkowe mają plechy o długości nawet do kilkudziesięciu metrów. Mogą tworzyć formy nitkowate lub tkankowe, wiele z nich jest organizmami kolonijnymi. Kilka gatunków glonów stoi na pograniczu świata roślin i zwierząt. Na przykład osobniki należące do Euglenophyta wykazują wiele cech zwierzęcych - poruszają się za pomocą ruchów wici, mają wrażliwą na światło stigmę (pomaga ona w znalezieniu najlepszego miejsca do przeprowadzania fotosyntezy) i są w stanie czasowo prowadzić heterotroficzny tryb życia.
Porosty
Porosty to symbiotyczne twory składające się z glonów i grzybów, pomiędzy którymi istnieją zależności opierające się na obopólnych korzyściach. Porosty mogły powstać po tym, jak wykształciły się glony i grzyby. Dzięki takim powiązaniom zajmują one nisze niedostępne dla innych organizmów, takie jak na przykład nagie skały.
Mchy i wątrobowce
Bryophyta (mchy i wątrobowce) mają charakter prymitywnych roślin lądowych. Ich ewolucja trwa nadal. Rośliny te charakteryzują się posiadaniem wykształconych łodyg i struktur liściowych, w tej grupie można także zaobserwować początek rozwoju tkanek przewodzących. Mchy i wątrobowce rozmnażają się przez zarodniki i występuje u nich przemiana pokoleń.
Po pierwszym pokoleniu, które rozmnaża się bezpłciowo za pomocą zarodników, zwanym spo-rofitem, następuje pokolenie płciowe - gametofit. Gametofit wytwarza komórki płciowe - gamety. Cały skomplikowany proces rozmnażania się mszaków może zachodzić tylko w obecności wody. Wskazuje to na dawne pochodzenie mszaków i ich prymitywny charakter jako roślin lądowych. Stanowi to przeszkodę w ekspansji mszaków na inne, suchsze tereny.
Paprotniki
Paprocie, widłaki i skrzypy rozmnażają się przez zarodniki, a nie przez nasiona. Również i u nich, tak jak u mchów i wątrobowców, występuje przemiana pokoleń, one także do rozmnażania się potrzebują wody. Pokolenie sporofitowe jest mniej uzależnione od wilgoci, co oznacza, że paprotniki, chociaż muszą rosnąć w wilgotnym lub mokrym środowisku, aby mógł nastąpić rozwój gametofi-tu, mogą opanowywać bardziej różnorodne środowiska niż mchy i wątrobowce.
Bardziej złożona tkanka przewodząca paprotników wskazuje na ich późniejsze pochodzenie. Rośliny z tej grupy były licznie reprezentowane na Ziemi już w okresie dewonu (408-360 min lat temu) . Dobrze rozwinięty układ tkanek przewodzących paprotników nie tylko umożliwił im życie na lądzie, ale też stał się cechą umożliwiającą rozrost.
Widłaki i skrzypy są obecnie mniej liczne niż paprocie. Skrzypy dominowały w okresie karboń-skim (360 min lat temu) i to głównie ich szczątki uformowały obecne pokłady węgla kamiennego. Po tym okresie zaczął następować powolny proces zanikania tych roślin.
Paprocie nasienne
Paprocie nasienne obecnie nie występują, są to rośliny kopalne. Upatruje się wśród nich przodków obecnych roślin kwiatowych. Żyły one w okresie od dewonu do triasu (248 min lat temu). Wyglądem przypominały paprocie, ale produkowały nasiona, co zasadniczo różniło je od współczesnych paproci zarodnikowych.
Nagonasienne
Współczesne nagonasienne są prawie wszystkie roślinami drzewiastymi lub krzewami. Pojawiły się w erze mezozoicznej (patrz tabela obok). Wytwarzają one kwiaty i nasiona, które są niczym nie
osłonięte. Rośliny szpilkowe, takie jak sosny świerki i modrzewie, są najlepiej znanymi roślinami nagonasiennymi. Do nagonasiennych jednakże należą nie tylko rośliny szpilkowe - w grupie tej występują też liściaste sagowce i miłorząb Gigantycznych rozmiarów sekwoje są drzewami szpilkowymi o wielkiej średnicy pnia. W niektórych częściach świata lasy szpilkowe są dominującym typem roślinności. Szpilkowe maja ogromne znaczenie gospodarcze i są sadzone w wielu miejscach. Z nich wyrabia się papiei i otrzymuje drewno znajdujące zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu.
Okrytonasienne
Okrytonasienne dominują we współczesnej florze świata. Do tej grupy należą tak duże drzewa jak np. dęby i kasztanowce, a także małe rośliny zielne, jak stokrotki i mniszki. Roślinami okrytonasiennymi są także storczyki i warzywa oraz trawy, dc których zaliczamy zboża, takie jak na przykład pszenica i ryż. Większość roślin naszych ogrodów i sadów to rośliny okrytonasienne.
Nasiona okrytonasiennych, jak sama nazwa grupy wskazuje, są okryte tkankami budującymi zalążnię. Rośliny z tej grupy zadomowiły się w wielu zakątkach świata i przystosowały się dc różnorodnych środowisk. Mogą być wiatropylne i owadopylne, kwiaty niektórych z nich są wyłącznie zapylane przez ściśle określone rodzaje owadów lub ptaków. Różnorodne są także metody rozsiewania się tych roślin.
Królestwo roślin
Królestwo roślin wykazuje zdumiewającą różnorodność. Należą do niego mikroskopijne bakterie (niektóre szkodliwe, inne potrzebne człowiekowi) i rośliny, które potrafimy zidentyfikować na pierwszy rzut oka. Aby zrozumieć świat roślin, trzeba uświadomić sobie, jak ważną rolę odgrywają one w naszym życiu.
Chociaż niełatwo jest napotkać skamieliny roślinne, ponieważ rośliny nie mają kości ani szkieletów, geologom udało się zebrać wystarczające dowody w postaci skamieniałych szczątków, by dokładnie ustalić kierunki ewolucji tych form żywych. Pierwszymi śladami życia na Ziemi były prymitywne twory pobierające substancje odżywcze z gleby i atmosfery, a pierwszymi roślinami były niemal na pewno jednokomórkowe glony. Były one w stanie spełniać wszystkie swoje funkcje życiowe w obrębie pojedynczej komórki. Z tych form żywych rozwinęły się formy wielokomórkowe, w których poszczególne procesy życiowe, jak np. reprodukcja, odbywały się w odpowiednich częściach danej rośliny.
Prymitywne formy życia, takie jak glony, stanowiły podstawę łańcucha pokarmowego i stworzyły warunki rozwoju królestwa roślin. Jak niemal wszystkie rośliny, glony wykorzystują energię słoneczną do produkcji substancji pokarmowych. Zwierzęta roślinożerne żywią się tymi roślinami, a same z kolei są pokarmem dla mięsożernych. W czasie, kiedy na drodze ewolucji pojawiły się istoty roślinożerne, glony występowały w dużej obfitości i mogły zapewnić podstawowe źródło pożywienia dla wszystkich innych form życia.
Dwie główne grupy roślin
Tradycyjnie królestwo roślin dzieli się na dwie główne grupy: rośliny „niższe", niekwitnące (jak glony, paprocie i mchy) oraz rośliny „wyższe", kwitnące (jak orchidee, krzewy i drzewa). Jednak podział królestwa roślin jest podziałem arbitralnym - niektórzy naukowcy twierdzą, że pewnych organizmów nie da się tak łatwo przyporządkować ani do roślin, ani do zwierząt, i że powinny być zaklasyfikowane oddzielnie. Bakterie (Bacteriophytci) i sinice (Cyanophyta) - nie posiadające komórek z wyspecjalizowanymi strukturami - należą właśnie do tej kategorii.
Glony tworzą o wiele bardziej różnorodną grupę, niż sądzi wiele osób. Są wśród nich rośliny jednokomórkowe i skomplikowane struktury wielokomórkowe, takie jak glony morskie. Chociaż większość żyje w wodzie, można je także spotkać w wilgotnych miejscach na lądzie. Mogą przybrać postać zielonych narośli na zawilgoconych ścianach czy doniczkach kwiatowych.
Znanych jest wiele gatunków glonów, klasyfikowanych wg koloru albo składu ścian komórkowych. Zawłotnia (Chlamydomonaś) jest glonem jednokomórkowym. Ma prostą strukturę, pobiera składniki odżywcze z wody, w której jest zanurzona, i posiada witki (flagella), przy pomocy których potrafi „pływać". Rozmnaża się przez podział komórkowy.
Skrętnica
Skrętnica (Spirogyra) jest glonem o bardziej złożonej budowie. Jej komórki zostały ukształtowane w formie długich nitek. Często tworzy zieloną pianę, jaką można zaobserwować w niektórych zbiornikach wodnych. Ze względu na jej kształt, łatwo ją badać pod mikroskopem. Choć składa się z wielu komórek, należy chyba uważać ją za kolonię jednokomórkowych organizmów, po swoim podziale pozostających w jednej otoczce. Rozmnażają się wegetatywnie (segmenty rośliny po prostu oddzielają się i tworzą nowe egzemplarze) lub płciowo (dwie nitki łączą się, okręcając się wokół siebie, i następuje wymiana materiału komórkowego i pojawienie się nowej skrętnicy z powstałej zygospory).
Glony dają się rozpoznać na pierwszy rzut oka jako rośliny wielokomórkowe o rozwiniętych strukturach, pomimo iż nie posiadają wewnętrznych części roślinnych o wyspecjalizowanych funkcjach ani prawdziwych łodyg i liści. Zielony glon o nazwie Ulva lactuca, pospolicie znany ja ko sałata morska, jest chętnie jedzony w Wielkie Brytanii, podczas gdy w innych częściach świat* na stoły trafiają także inne wodorosty. W Arabi Saudyjskiej agar stanowi surowiec do produkcj wielu pokarmów, między innymi lodów.
Grzyby
Grzyby nie zawierają chlorofilu, substancji pomagającej roślinom zielonym w przetworzeniu energii słonecznej na składniki odżywcze, zaten" nie są w stanie same wytwarzać dla siebie pożywienia. Muszą żywić się martwymi organizmami lub pasożytować na innym organizmie żywym.
Wiele grzybów ma mikroskopijne rozmiary, podczas gdy inne są bardzo duże i okazałe. Pieczarka używana do przyrządzania potraw jest grzybem, podobnie jak trufle, które w wielu krajach uważane są za przysmak. Rozmaite gatunki grzybów różnią się wyglądem - wystarczy porównać muchomora z pleśnią, którą często można znaleźć na starym chlebie.
Grzyby są bardzo ważną grupą roślin, ponieważ powodują wiele chorób, zarówno roślin (zaraza ziemniaczana) jak i zwierząt (grzybica mię-dzypalcowa) Są także źródłem bardzo cennych leków: jeden z najbardziej znanych antybiotyków - penicylina, jest produkowana z grzybów.
Wiele grzybów rozmnaża się przy pomocy małych komórek zwanych zarodnikami, które łatwo unoszą się z wiatrem. Inne, używają do tego celu grzybni (nitkowatych części znajdujących się zwykle pod ziemią), które łączą się wymieniając materiał genetyczny.
Porosty
Porosty składają się w rzeczywistości z dwóch roślin - grzyba i jednokomórkowego glonu - żyjących bardzo blisko siebie, choć to połączenie wcale nie przypomina żadnej ze swoich części składowych. Porosty rosną tam. gdzie trudno byłoby przetrwać innym roślinom - na skałach, pniach drzew czy zbielałych czaszkach martwych zwierząt. Znaleziono je na najbardziej na południe i na północ wysuniętych krańcach ziemi, dalej niż jakąkolwiek inną roślinę. W Himalajach rosną na wysokości ponad 5600 m. Porost, będący rezultatem połączenia grzyba z glonem, jest jednym z najlepszych przy kładów symbiozy, czyli współpracy korzystnej dla obu stron związku.
Mchy i wątrobowce
Bryophyta (mchy i wątrobowce) to proste, prymitywne rośliny lądowe. Chociaż na zewnątrz mają łodygi, liście i korzenie, ich struktury są o wiele prostsze niż odpowiadające im części wyższych roślin. Ponieważ nie mają zdrewniałych tkanek, zawsze są niewielkich rozmiarów i w przeciwieństwie do roślin wyższych nie posiadają wyspecjalizowanych komórek rozprowadzających wodę i składniki odżywcze. Większość wybiera stanowiska wilgotne i zacienione, choć sporo mchów potrafi przeżyć wiele miesięcy suszy.
Mchy i wątrobowce mają skomplikowany cykl życiowy. Dojrzałe egzemplarze wysyłają zarodniki, które kiełkują i dają początek koloniom roślin męskich i żeńskich (u niektórych gatunków męskie i żeńskie organy rozrodcze mogą występować na jednej roślinie). Komórki męskie są wyposażone w witki, dzięki którym mogą dopłynąć do żeńskiej komórki jajowej, i właśnie dlatego ten etap reprodukcji musi odbywać się w środowisku wodnym. Z zapłodnionej komórki jajowej powstaje odrębny typ rośliny, zwany spo-rofitem, ponieważ zawiera zarodniki (od „spora" - zarodnik). Później zarodniki zostają rozproszone w celu kontynuowania cyklu.
Paprotniki
Do gromady paprotników (Pteridophyta) należą paprocie, skrzypy i widłaki. Niektóre z nich. jak
paprocie drzewiaste, mogą osiągać rozmiary pokaźnych drzew. Wszystkie te rośliny mają wyraźny podział na łodygi i struktury korzeniowe, mają też liście o różnych formach - ale jednak nie są w stanie wytwarzać kwiatów.
Paprocie są największą klasą paprotników. W dzisiejszych czasach widłaki (Lycopsida) tworzą stosunkowo niewielką grupę roślin, tak samo zresztą jak skrzypy (Sphenopsida).
Rośliny kwitnące
Najlepiej znane człowiekowi są rośliny kwitnące. Do tej grupy należy większość roślin uprawnych, drzew, jak również roślin ozdobnych. Kwiaty nie zawsze są okazałe, czasem trudno je dostrzec, a rośliny nagonasienne (do których należą rośliny iglaste) w zasadzie nawet nie kwitną. Jednak, i nagonasienne i okrytonasienne - prawdziwe rośliny kwitnące - wydają nasiona i, ze stosunkowo nielicznymi wyjątkami, żyją na suchym lądzie. Rośliny niekwitnące generalnie potrzebują do reprodukcji wilgotnego środowiska.
Rośliny nagonasienne
Nagonasienne są najstarszą grupą roślin wytwarzającą prawdziwe nasiona. Mogą osiągać olbrzymie rozmiary dzięki corocznemu przyrostowi słojów. (Do nagonasiennych należą niektóre z najwyższych drzew na świecie, jak kalifornijskie sekwoje.) Mają prymitywne kwiaty, a nasiona znajdują się w specjalnych strukturach, szyszkach. Stanowią podstawowe źródło drewna -uzyskuje się z nich miazgę do wyrobu papieru.
Rośliny iglaste, jak sosny i świerki, to najlepiej znane nagonasienne, ale odkryto też inne gatunki, występujące głównie w rejonach tropikalnych. Na przykład sagowce (Cycadopsida) wyglądają jak palmy czy paprocie. Ich naturalnym środowiskiem są wyłącznie tropiki, ale czasami są hodowane w sztucznych warunkach cieplarni, oranżerii czy palmiarni.
Rozmnażanie odbywa się za pośrednictwem zarodników przenoszonych z wiatrem między męskimi i żeńskimi „kwiatami''. U niektórych gatunków zapłodnienie trwa bardzo długo - na przykład zarodniki sosny cały rok wrastają w komórkę żeńską, by się z nią połączyć - jednak u innych, jak u cisa, proces ten jest o wiele szybszy.
Nasiona wysypują się z dojrzałych szyszek żeńskich i są roznoszone przez wiatr, a często także przez ptaki.
Okrytonasienne
Tworzą łatwo rozpoznawalne kwiaty i, w przeciwieństwie do drzew iglastych, ich nasiona są zwykle zamknięte w czymś w rodzaju torebki. Dzielą się na jednoliścienne i dwuliścienne. Większość roślin o szerokich liściach to rośliny dwuliścienne (co oznacza, że ich nasiona są wyposażone w dwa liście); jednoliścienne posiadają tylko jeden liść przy nasieniu, choć różnica ta uwidacznia się dopiero przy kiełkowaniu. U jed-noliściennych nie występuje coroczny przyrost objętości, zatem wszystkie rośliny o zdrewniałych łodygach są dwuliścienne. Trzeba jednak dodać, że u niektórych jednoliściennych zaobserwowano swego rodzaju coroczny przyrost grubości, na przykład juki mogą tworzyć łodygi przypominające niewielki pień.
Wśród najlepiej znanych jednoliściennych znajdują się rośliny uprawne takie, jak zboża, oraz rośliny ozdobne, na przykład lilie.
Bakterie, wirusy i glony
Wirusy i bakterie należą do najmniejszych żyjących organizmów. Niektóre z nich są szkodliwe, obecność innych jest niezbędna dla funkcjonowania organizmu ludzkiego. Bardziej od nich rozwinięte glony są ważnym ogniwem łańcucha pokarmowego.
Wirusy są malutkie, jednak często mogą być śmiertelnie groźne. Wirus HIV. który powoduje AIDS stal się przyczyną śmierci wielu milionów ludzi, a choroba przez niego wywołana jest jedną z najgroźniejszych, z jakimi zetknęła się ludzkość. Jeszcze więcej ludzi umierałoby każdego roku na inne choroby wirusowe, na przykład na ospę, gdyby nie wynaleziono przeciwko nim skutecznych szczepionek. Niektóre wirusy chorobotwórcze są bardzo zjadliwe i wywołują objawy chorobowe bardzo szybko, podczas gdy inne, na przykład wirus HIV. po wniknięciu do tkanek gospodarza, mogą z nim koegzy-stować przez długi okres zanim go zniszczą. Wiele wirusów ma mniej dramatyczny wpływ i wywołują one katar, grypę. odrę. świnkę i ospę wietrzną. Są również choroby wirusowe roślin, często drastycznie obniżające plony.
Bakterie są niewidoczne gołym okiem, ale występują wszędzie, na zewnątrz i wewnątrz naszych ciał. Niektóre są przyczyną groźnych chorób, takich jak cholera, dur brzuszny i pokarmowe sal-monellozy. Jednakże duża część bakterii to organizmy pożyteczne dla człowieka. Biorą one udział w trawieniu, procesach gnilnych, dzięki którym następuje rozkład martwej materii organicznej.
Glony są bardziej złożone pod względem rozwoju i posiadają wiele cech organizmów wyższych. Nie są bezpośrednio wykorzystywane przez człowieka, ale stanowią ważne ogniwo w łańcuchu zależności pokarmowych w przyrodzie. Są ważnym składnikiem planktonu oceanicznego.
Wirusy
Wirusy nie są organizmami żywymi, jak większość z nas mylnie uważa. Można je określić jako żywe związki chemiczne wykazujące zdolność do powielania się. Składają się z kwasów nukleinowych i białek. Nie mają budowy komórkowej, jak zwierzęta, rośliny i grzyby. Są pasożytami i nie mogą egzystować niezależnie poza komórkami innych istot żywych (mogą nimi być zwierzęta, rośliny, bakterie albo nawet inne wirusy). Chociaż ich obecność nie jest korzystna dla człowieka i innych zwierząt, to w królestwie roślin wywołują objawy, które są uważane za bardzo pożądane. Efekt działalności wirusa powodującego pojawienie się zabarwienia na liściach roślin normalnie jednolicie zielonych uważa się za estetyczny, a roślina zakażona tym wirusem jest mimo to żywotna. Nakrapiany i smugowy rysunek na płatkach kwiatowych tulipana Rembrandta jest również wywołany działalnością wirusa.
Wirusy są bardzo małe. Wirus mozaiki tytoniowej (TMV) ma pałeczko waty kształt o długości 300 milimikronów (1 milimikron - jedna milionowa milimetra) i średnicy 18 milimikronów. Większą jego część stanowi otoczka białkowa, zbudowana z ułożonych w gęstą spiralę cząsteczek. Otoczka osłania pojedynczą cząsteczkę RNA § i powoduje, że wirus jest bardzo wytrzymały. RNA | (kwas rybonukleinowy) jest replikacyjną częścią £ wirusa. Wirusy mają różnorodne kształty: wirus opryszczki, który powoduje ospę wietrzną i pół-pasiec ma kształt bryły o dwudziestu ścianach, a wirus infekujący bakterie składa się z główki, kurczącego się ogonka i włókienek. Kształt nadaje wirusowi jego zewnętrzna białkowa otoczka, w jej wnętrzu znajduje się materiał genetyczny, (DNA lub RNA) umożliwiający rozmnażanie się wirusa.
Namnażanie się
Gdy tylko wirus dostanie się do komórki gospodarza, natychmiast zrzuca otoczkę białkową i uwalnia RNA. Cząsteczka RNA przekazuje komórce gospodarza instrukcję, aby zaczęła produkować szczególny enzym, który w odpowiedzi wytwarza, w oparciu o substancje zgromadzone w komórce, odwróconą kopię cząsteczki RNA (tak jak negatyw fotografii). Kompletny negatyw odpada od oryginalnego pozytywu i staje się matrycą replikacyjną dla wielu kopii. Otaczają się one osłonkami białkowymi zbudowanymi z aminokwasów i pep-tydów komórki gospodarza. W sposobie namna-żania się wirusów występują nieznaczne różnice.
Niektóre wirusy posiadają zamiast RNA cząsteczki DNA, osłonki wirusów mają zróżnicowane kształty (niektóre wirusy nie posiadają najprawdopodobniej otoczki) jednak wszystkie manipulują komórkami gospodarzy w sposób podobny do tego, w jaki się same namnażają.
Przenoszenie wirusów
Wirusy nie potrafią samodzielnie się poruszać przemieszczając się z jednego żywiciela do drugiego polegają na czynnikach zewnętrznych. Wiele wirusów jest przenoszonych w kropelkach płynu, które powstają podczas kichania lub kaszlania. Są one przechwytywane przez komórki tak, jakby były cząstkami pokarmu. Niektóre wirusy sąprzenoszone do krwi drogą nakłucia: wirus żółtej febry jest często przenoszony przez komary. W przypadku takich wirusów jak na przykład HIV, przeniesienie wirusa następuje poprzez krew i spermę. Mogą dostać się one do ciała gospodarza wskutek używania niesterylnych strzykawek i poprzez zetknięcie się zakażonych płynów z otwartymi ranami.
Wirusy roślinne zazwyczaj dostają się do roślin poprzez uszkodzone tkanki, a wiele ich jest przenoszonych przez mszyce, które nakłuwają rośliny, aby dostać się do ich soku.
Bakterie
Chociaż niektóre bakterie wywołują choroby, jest też wiele gatunków bardzo pożytecznych. Pomagają one w rozkładzie i powtórnym wykorzystaniu martwych tkanek, rozkładają celulozę w żwaczu (część żołądka przeżuwaczy) krów, owiec i kóz, wykorzystywane są także w oczyszczaniu wód.
Umożliwiają ponadto powstawanie obornika, są używane w produkcji serów, wina, octu i jogurtu. Brodawki na korzeniach roślin motylkowych (na przykład koniczyny lub grochu) są siedliskiem bakterii, które umożliwiają zamianę atmosferycznego azotu w związki azotowe, wykorzystywane przez rośliny do produkcji białka.
Bakterie występują wszędzie: w organizmach zwierząt i roślin, głęboko w oceanach, w glebie, w powietrzu, są przyczepione do skał omywanych przez wodę z gorących źródeł.
Bakterie różnią się kształtem. Najczęściej spotykane są bakterie kuliste (coccus), pałeczkowate (bacillus), przecinkowce (vibrio) i spiralne (spiri-llum). Bakterie posiadają otoczkę osłaniającą komórkę, w której, inaczej niż u roślin i zwierząt, nie występują wyspecjalizowane struktury - organelle. Czynności takie jak oddychanie, fotosynteza, wydalanie i wydzielanie muszą być wykonywane przez całą komórkę, a nie wyspecjalizowane jej części. Materiał genetyczny ma postać kolistej nici i nie znajduje się w jądrze komórkowym, gdyż takiego bakterie nie posiadają.
Rozmnażanie się
Bakterie rozmnażają się na kilka sposobów. Najprostszym jest podział komórki. Na początku dzieli się jej materiał genetyczny. Kwasy nukleinowe formują pojedynczy pierścień zwany neoforem, który pęka na pół, a następnie cała komórka dzieli się na dwie identyczne komórki potomne.
Niektóre bakterie mogą rozmnażać się w drodze pączkowania. Nowe komórki powstają jako wypustki komórki macierzystej, które po pewnym czasie odrywają się i rozwijają w nowy organizm.
U bakterii wykryto zdolność do pobierania z podłoża materiału genetycznego, pochodzącego od innych komórek bakteryjnych. Jest to tak zwana transformacja, dzięki której bakterie mogą nabywać
nowych właściwości, na przykład szczepy bakterii niezjadliwych mogą stać się zjadliwe.
Jeszcze inną formą wymiany materiału genetycznego jest proces nazywany koniugacją najbliższy rozmnażaniu płciowemu roślin i zwierząt. Komórka „męska" tworzy kanalik, przez który przekazuje komórce „żeńskiej" swój materiał genetyczny. Powstają wtedy nowe komórki, wykazujące cechy obydwu koniugujących bakterii.
Glony
Glony są prostymi roślinami wodnymi lub żyjącymi w środowisku wilgotnym. Spotkać je można w stawach, jeziorach, strumieniach i oceanach lub w wilgotnych środowiskach lądowych. Wraz z małymi organizmami zwierzęcymi tworzą plankton wód oceanicznych i są podstawowym źródłem pokarmu dla wielu gatunków ryb i innych wodnych zwierząt. Niektóre glony są jednokomórkowe, ich komórki mają średnicę przeciętnie 0,01 mm, inne są organizmami dużymi: istnieją glony morskie, które dorastają do 100 metrów długości.
Podział systematyczny glonów oparty jest głównie o takie kryteria, jak występowanie niektórych barwników, skład ściany komórkowej i budowa plechy (takiej nazwy używa się na określenie ciała glonów wielokomórkowych).
Znanych jest około 20 tysięcy gatunków glonów. Występują one prawie we wszystkich środowiskach, do których dociera światło. Żyją one na lodowcach, w gorących źródłach (tolerują temperatury sięgające prawie 85°C), w wodzie o różnym stopniu zasolenia, a nawet na salinach.
Budowa
Wszystkie komórki glonów posiadają struktury zwane chromatoforami. Są one odpowiednikiem chloroplastów roślin wyższych i zawierają różnorodne barwniki. Najważniejszym barwnikiem jest chlorofil. Kształt i liczba chromatoforów jest zróżnicowana pomiędzy gatunkami. U chlorelli są to twory pojedyncze o kubeczkowatym kształcie, a chromatofory skrętnicy mają postać spiralnej taśmy. Barwa jaką nadają glonom ich barwniki jest jedną z ich najważniejszych cech systematycznych. Każda grupa glonów posiada określony zestaw barwników i ich określoną ilość w komórce. Z uwagi na to wyróżnia się między innymi takie grupy glonów jak brunatnice, zielenice, krasnoro-sty. Wiele glonów żyje w symbiotycznych związkach z grzybami, tworząc porosty.
Jednokomórkowe glony, spośród których chlorella jest dobrym przykładem, w swojej komórce posiadają materiał genetyczny (DNA) i chromatofory zawierające chlorofil. Ich komórkę otacza ściana komórkowa. Niektóre glony mogą się poruszać, gdyż ich komórki opatrzone są wiciami o biczy-kowatym kształcie.
Piechy glonów wielokomórkowych mają różną postać - nitkowatą, spłaszczoną, krzaczastą, a niektóre przypominają wyglądem rośliny wyższe.
Rozmnażanie się
Glony mogą rozmnażać się na wiele sposobów. Niektóre rozmnażają się wegetatywnie - fragmenty ich plechy odrywają się i stają się zaczątkiem nowego organizmu. Najczęstszymi formami rozmnażania się są jednak podział komórki i rozmnażanie płciowe.
Glony jednokomórkowe zazwyczaj rozmnażają się przez prosty podział komórki, w podobny sposób jak bakterie - komórka macierzysta dzieli się, dając dwie identyczne komórki potomne.
Wyżej zorganizowane glony rozmnażają się wegetatywnie, bezpłciowo i płciowo. Prawdopodobnie to, jakim sposobem w danym momencie będzie rozmnażał się glon, jest uzależnione od aktualnie panujących warunków środowiskowych.
Rozmnażanie bezpłciowe dokonuje się przez wytwarzanie spor. Powstają one w komórce i mogą być opatrzone wiciami, dzięki czemu mają zdolność ruchu. Są one nazywane zoosporami.
Większość gatunków glonów rozmnaża się płciowo. U glonów o rozbudowanych plechach, takich jak na przykład Fucus, czyli morszczyn, rozmnażanie płciowe ma dosyć złożony charakter. ' Komórki rozrodcze męskie i żeńskie powstają w określonych rejonach plechy. U większości gatunków z tego rodzaju są one wytwarzane na różnych osobnikach (gatunki dwupienne), czasami obydwa rodzaje gamet produkuje jedna roślina (gatunki jednopienne). Męskie plemnie i żeńskie lęgnie odrywają się na wiosnę od roślin i, gdy następuje przypływ, uwalniają do wody gamety. Męskie plemnie posiadają wici i są ruchliwe. Docierają w pobliże nieruchomych gamet żeńskich i zapłod-niają je. Powstała zygota wytwarza ścianę komórkową, a później kiełkuje, przekształcając się w nową roślinę.
Grzyby
Grzyby są wszędzie wokół nas - niektóre z nich uważa się za specjały kulinarne, niektóre są źródłem ratujących życie leków, inne mogą niszczyć zbiory, a jeszcze inne są śmiertelnie trujące. Chociażby z tego względu zadziwiający świat grzybów wart jest głębszego poznania.
Terminem „grzyb" określa się bardzo zróżnicowaną grupę organizmów, które mają jedną cechę wspólną: nie potrafią same produkować pokarmu i z tego powodu są zmuszone żyć w lub na innych organizmach (jako pasożyty) albo żywić się martwą materią organiczną (jako saprofity). To głównie grzyby pasożytnicze są przyczyną chorób zwierząt i roślin. Grzyby, które żyją na rozkładającej się materii organicznej, są często pożyteczne, gdyż przyspieszają procesy gnilne i przyczyniają się do ponownego włączenia ważnych pierwiastków w obieg materii. Do saprofitycznych rodzajów grzybów należą też jadalne grzyby kapeluszowe i przysmaki takie jak trufle.
Większość grzybów rośnie w sposób dla nas niedostrzegalny i nie rzucający się w oczy, pod postacią cienkich, nitkowatych strzępków, które tworzą grzybnię, znajdującą się pod ziemią lub we wnętrzu jakiegoś obiektu. Części nadziemne, które my dostrzegamy i uważamy mylnie za całkowitą postać grzyba, to ich ciała reprodukcyjne. Fakt ten
może być przyczyną tego, że badania i obserwacje grzybów stają się zniechęcająco trudne, ponieważ często, aby oznaczyć poprawnie gatunek, trzeba bardzo długo czekać, aż grzybnia wytworzy ciała owocujące. Łatwo zauważalne grzyby kapeluszowe to jedynie mała grupa przedstawicieli wielkiego świata grzybów. Większości gatunków grzybów nie zauważamy, spostrzegamy tylko różnego rodzaju objawy ich istnienia. Grzybica stóp jest tutaj najlepszym przykładem. Skóra jest zaczerwieniona i boląca, często spękana,jednak wywołującego ją grzyba gołym okiem nie widać. Inne grzyby, których także nie widzimy, wytwarzają alkohol i powodują rośnięcie ciasta.
Pożyteczne grzyby
Te grzyby to drożdże. Są one w stanie przeprowadzać fermentację alkoholową cukrowców - zdolność, którą wykorzystujemy w browarnictwie i go-rzelnictwie. Drożdże są także wykorzystywane w piekarnictwie - dzięki nim rośnie ciasto. Uwalniają one dwutlenek węgla, który powoduje powstawanie pęcherzyków, czyniąc w ten sposób ciasto pulchnym i łatwiejszym do strawienia. Fermentację wywołują enzymy, które są obecne w komórkach drożdży. To dlatego żywe drożdże nie są koniecznie potrzebne do przeprowadzenia fermentacji - wystarczą drożdże martwe lub spreparowane, pod warunkiem, że będą zawierały enzymy fermentacyjne. Drożdże są także ważnym źródłem witaminy B.
Trichoderma viridiae jest kolejnym grzybem wykorzystywanym przez człowieka. Produkuje on enzym rozkładający celulozę i jako taki jest wykorzystywany do rozkładu papieru gazetowego. Enzym ten nie działa na tusz drukarski i inne domieszki, tak więc pozostają one na dnie zbiornika jako czarny szlam, który może być stamtąd z łatwością usunięty.
Antybiotyki produkowane przez grzyby pomogły ocalić przed śmiercią wiele tysięcy ludzi; rola pędzlaka produkującego penicylinę jest doskonale znana. Inne gatunki pędzlaków są wykorzystywane w wytwarzaniu sera (ciemne smugi w serach pleśniowych są związane z występowaniem w nich grzybów). Gatunki z rodzaju Penicillium występują powszechnie na każdym rodzaju rozkładającej się materii organicznej, zarówno pochodzenia zwierzęcego, jak i roślinnego. Występują także w glebie i na owocach na całym świecie (podczas poszukiwania lepszych szczepów pędzlaków do produkcji antybiotyków pobierano próbki z gleby i owoców z całego świata).
Obecność grzybów pasożytniczych nie zawsze ma niszczący charakter dla gospodarza. Korzenie niektórych leśnych gatunków drzew są siedliskiem bytowania grzybów. Drzewa te w zamian za to otrzymują od nich sole mineralne. Ta symbioza, zwana mikoryzą, umożliwia obu rodzajom organizmów harmonijną, polegającą na obopólnych korzyściach egzystencję w często niesprzyjających warunkach środowiskowych. Z podobną sytuacją mamy do czynienia w przypadku porostów.
Grzyby jako pokarm
W Europie najpopularniejszym grzybem jadalnym jest pieczarka, która często jest uprawiana na wielką skalę w pieczarkarniach i sprzedawana w sklepach. Czasami oprócz niej sprzedawane są też boczniaki, poza tym można kupić grzyby dziko rosnące, szczególnie wczesną jesienią. Grzyby jadalne dostępne są w handlu także w formę przetworzonej, niektóre z nich w postaci marynat można nabyć w wielkich supermarketach.
Trufle w pewnych częściach świata są uważane za wielki przysmak. Ich owocniki, będące częścią, która jest zjadana, powstają pod ziemią w pobliżu dębów. Poszukuje się ich. wykorzystując specjalnie do tego celu wyszkolone psy. a czasami świnie, które potrafią wykryć silny zapach grzyba. Ponieważ trufle nie są grzybami, które można by hodować, i są trudne do znalezienia, ich cena jest niezmiennie bardzo wysoka.
Grzyby jako wrogowie
Corocznie grzyby są przyczyną wielkich strat w zbiorach - choroby wywoływane przez grzyby, jak chociażby zaraza ziemniaczana, były przyczybicznych w dużym stopniu ograniczyła wpływ zarazy ziemniaczanej na zbiory. Dzięki badaniom naukowym można przewidzieć zaistnienie warunków pogodowych, które mogą sprzyjać pojawieniu się choroby, toteż w razie zagrożenia rolnicy spryskują swe uprawy i w ten sposób przeciwdziałają chorobie. Brodawczyca ziemniaka jest wywołana obecnością grzyba Synchytrium endobioti-cum i objawia się występowaniem brodawek na bulwach, a za kiłę kapuścianą, na którą chorują różne gatunki kapust, jest odpowiedzialny grzyb Plasmodiophora brassocae.
Wiele innych rodzajów grzybów jest przyczyną poważnych chorób roślinnych, a te, które należą do rodzaju Pythium, są odpowiedzialne za chorobę zwaną czarną nóżką. Polega ona na tym, że sadzonki nagle przewracają się i obumierają. Choroba poszerza się coraz bardziej, kiedy grzyb rozmnaża się przez zoospory uwalniane z zakażonych korzeni roślinnych. Zoospory mogą pływać za pomocą wici i docierać do innych sadzonek. Jest to bezpłciowy sposób rozmnażania się tego grzyba, natomiast w okresach suszy lub mrozu Pythium może rozmnażać się także płciowo, poprzez zlanie się dwóch strzępków grzybni.
Grzyb, którego dobrze znamy i z którym często się stykamy, chociaż może nie wiemy, że jest on grzybem, to pleśniak (Mucor). Pojawia się on na pieczywie i przetworach. Nie powoduje on ogromnych szkód, jednak może stać się przyczyną psucia się pokarmu, a co za tym idzie strat w zapasach. Jego zarodniki są prawie wszędzie - jeżeli pozostawi się bez przykrycia wilgotny chleb, po kilku dniach najprawdopodobniej będzie można znaleźć na nim kolonie tego grzyba. Po kilku następnych dniach będzie można zobaczyć pod lupą czarne, przypominające wyglądem główki szpilki, owocniki. Unoszące się w powietrzu zarodniki kiełkują i powstałe z nich nitkowate strzępki atakują cząsteczki pieczywa, gdzie uwalniają enzymy trawienne rozkładające pokarm, który jest następnie wchłaniany przez grzybnię. Pleśniak może rozmnażać się płciowo lub bezpłciowo. Sporangiami, czyli miejscem, w którym powstają zarodniki, są właśnie te czarne, maczugowate twory.
Grzyby, które są nazywane workowcami, są w większości saprofitami. chociaż niektóre z nich są odpowiedzialne za choroby liści takich drzew owocowych, jak brzoskwinie i śliwy. Grzybnia przenika tkanki liścia i powoduje powstanie dużych, czerwonych pęcherzykowatych zgrubień, które nadają liściowi skręcony kształt. Odbarwienie jest spowodowane przez worki z zarodnikami. które wystają z liści.
Wpływ na ludzi
Dopóki nie zaczęto uprawiać bardziej odpornych odmian i stosować fungicydów, plony zbóż. takich jak pszenica, jęczmień i ryż. były często niszczone przez różnorodne gatunki grzybów. Pasożytujący na zbożach grzyb o nazwie buławinka czerwona (Claviceps purpured) nie tylko był powodem mniejszych plonów, ale także stanowił potencjalne zagrożenie dla ludzi, gdyż miał właściwości trujące. W pewnym stadium swego cyklu życiowego produkuje on purpurowoczarne przetrwalniki o kształcie rożka, nazywane popularnie sporyszem. W dawnych czasach przetrwalniki te często mielono z ziarnem na mąkę, a następstwa tego były tragiczne. Zjedzenie sporyszu w chlebie było w średniowiecznej Francji i Niemczech przyczyną wielu zatruć, nazywanych rojnicami. Objawami rojnicy były spazmatyczne skurcze mięśni i stopniowa zgorzel palców rąk i nóg. Buławinka czerwona może być także pożytecznym grzybem, gdyż jest źródłem lekarstwa o nazwie ergometryna. Związek ten powoduje skurcze mięśni gładkich i z tego względu był używany w medycynie. W położnictwie jest stosowany od XVI wieku do regulacji czynności macicy, zwykle po porodzie. Ergotamina, alkaloid otrzymywany ze sporyszu, jest stosowany w stanach migreny.
Określenie „grzyb kapeluszowy" jest powszechnie używane do opisania grzybów należących do podstawczaków. Grzybami kapeluszowymi są także różne gatunki muchomorów, które często spotykamy na trawnikach i boiskach. Ich owocniki rosną na okręgach, w środku których rośnie bardziej zielona, bujniejsza niż poza okręgiem, trawa. Nie ma nic w tym tajemniczego, gdyż grzybnia, która rozwija się z kiełkujących zarodników, co roku promieniście rozrasta się i pochłania substancje odżywcze z darni. Kiedy jej najstarsze, znajdujące się w centrum koła fragmenty, obumierają, do ziemi uwalniają się substancje, które pobiera trawa do swego wzrostu i dzięki temu jest ona tutaj bujniejsza niż poza takim, nierzadko osiągającym średnicę kilku metrów, kołem. Tajemniczy wygląd owocników muchomorów, rosnących na obrzeżach takich kolistych powierzchni bujnej trawy, był kiedyś przyczyną kojarzenia tych grzybów z występowaniem sił nadprzyrodzonych.
Rdza źdźbłowa
Nie wszystkie podstawczaki wytwarzają duże owocniki, które mają postać kapeluszy. Liczna grupa podstawczaków - rdze - to groźne pasożyty roślin. Grzyby te noszą taką nazwę, gdyż wytwarzają na liściach rośliny gospodarza małe, brązowo-czerwone brodawki wypełnione zarodnikami. Zwykle każdy gatunek rdzy jest przy stosowany do określonego gatunku rośliny żywicielskiej, na przykład do prawoślazu, jednak jeden gatunek tych grzybów, zwany rdzą czarną, jest szczególnie interesujący, gdyż jego cykl życiowy obejmuje dwóch gospodarzy. Zarodniki grzyba, wytwarzane na pszenicy na krótko przed żniwami, są nazywane teliosporami. Jednakże nie są one w stanie od razu zarazić innych roślin pszenicy - naprzód muszą osiąść na berberysie (Berberis vulgaris). Na berberysie powstają zarodniki grzyba zdolne atakować zboża. Na polach zbożowych w Stanach Zjednoczonych często niszczy się berberysy po to, aby nie dopuścić do rozwoju rdzy zbożowej. Ponadto walka z rdzą polega na wytwarzaniu nowych odmian zbóż, jednak, niejako w odpowiedzi, powstają też nowe szczepy rdzy.
Wiele grzybów kapeluszowych jest bardzo niebezpiecznych i po zjedzeniu mogą wywoływać halucynacje, sensacje żołądkowe, konwulsje i paraliż. Niektóre, takie jak muchomor sromotniko-
wy i muchomor czerwony, są śmiertelnie trujące. Czasami gotowanie neutralizuje toksyny grzybów, jednak nie zawsze. Na pewno nie ma prostej zasady odróżniania grzybów jadalnych od grzybów trujących. Chociaż jaskrawo ubarwione gatunki są częściej trujące niż gatunki skromnie ubarwione, to jednak jest wiele gatunków bardzo trujących, które do złudzenia przypominają gatunki jadalne. Z tego względu, dopóki nie wie się na pewno, czy znaleziony grzyb jest jadalny, czy trujący, nie należy go ze sobą zabierać i zjadać.
Mszaki
Mchy i wątrobowce to prymitywne rośliny, które odgrywają ważną rolę, utrzymując prawidłowe stosunki wodne na Ziemi i zabezpieczając glebę przed erozją.
Przodkami mchów i wątrobowców były glony, co można zaobserwować patrząc chociażby na budowę tych roślin, a także badając ich sposób rozmnażania się. Niektóre z mchów mogą przetrzymać miesiące suszy, ale aby rosnąć i rozmnażać się, wszystkie mchy wymagają obecności wody. Mchy i wątrobowce są zaliczane przez botaników do grupy roślin zwanych mszakami. Organizmy zgrupowane w tej jednostce systematycznej nie osiągają wielkich rozmiarów, gdyż ich struktura jest zbyt prosta.
Mszaki nie mają wielkiego znaczenia handlowego dla człowieka, chociaż ich szczątki budują wielkie pokłady torfowe. Malejący areał torfowisk i wzrastająca wśród ludzi świadomość szkodliwych następstw rabunkowej eksploatacji tych terenów spowodowały, że ogrodnicy i rolnicy zaczęli rozglądać się za czymś, co mogłoby zastąpić torf w produkcji rolnej.
Zróżnicowane wykorzystanie
Producenci sadzonek wykładają doniczki mchami torfowcami, gdyż mają one zdolność pochłaniania nadmiaru wody. W ten sposób zapobiega się przesuszeniu gleby, w której są sadzonki. W przeszłości ogromne zdolności pochłaniania wilgoci przez torfowce znajdowały zastosowanie w medycynie - robiono z nich opatrunki na rany.
Mszaki odgrywają ogromną rolę w ekologii gleby, zabezpieczając glebę przed erozją i zatrzymując w niej wilgoć. Powodują także rozpadanie się skał - tworzą się w ten sposób drobne nieorganiczne składniki gleby. Chociaż niektóre mszaki mogą mieć morfologię zbliżoną do wyglądu roślin kwiatowych, wykształcając organy podobne do ich łodyg, liści i korzeni, to jednak są to struktury o wiele prostsze i mniej skomplikowane w budowie. Gametofit (wytwarzające gamety, samożyw-ne pokolenie w cyklu życiowym mszaków) nie posiada prawdziwych korzeni, lecz jedno lub wielokomórkowe ryzoidy, czyli chwytniki, które kotwiczą roślinę w podłożu i pomagają wchłaniać wodę i substancje mineralne. Gametofity mchów posiadają łodygi i liście, lecz brak jest w nich tkanki drzewnej, która mogłaby wspierać jakieś większe struktury, a która jest obecna u roślin kwiatowych, gdzie pełni między innymi funkcje wzmacniające. Ponadto, ani łodygi mchów, ani ich liście nie posiadają wyspecjalizowanego systemu przewodzącego, który umożliwia krążenie wody i substancji po roślinie.
Mszaki mogą wchłaniać do swoich komórek wodę i rozpuszczone w niej związki mineralne bezpośrednio z wilgotnego otoczenia. W zielonych ulistnionych częściach gametofitu zachodzi fotosynteza, w jej produkty roślina zaopatruje swą łodygę i chwytniki, dzięki czemu one rosną.
Sporofit, drugie pokolenie w cyklu życiowym mszaków, nie potrafi fotosyntetyzować i stąd jest on całkowicie zależny od gametofitu.
Rozmnażanie się
Mchy i wątrobowce mogą rozmnażać się drogą płciową i bezpłciową - w sposób wegetatywny i przez zarodniki. Rozmnażanie wegetatywne polega na tym, że oderwane od rośliny kawałki łodygi, liści lub chwytników mogą rozwinąć się w sprzyjających warunkach w nowy samodzielny organizm. Rozmnażanie bezpłciowe jest też możliwe dzięki grupom komórek nazywanych rozmnóżkami, a które mają talerzykowaty kształt. Gdy oderwą się one od rośliny i trafią na odpowiednie podłoże są zaczątkiem nowych roślin. Rozmnóżki, są zwykle wielkości główki szpilki i są osadzone na małych trzonkach. Kruche trzonki, gdy się złamią, uwalniają rozmnóżki, które są rozniesione przez wiatr lub małe zwierzęta nieraz na znaczne odległości.
W cyklu życiowym mszaka ma miejsce tak zwana przemiana pokoleń, czyli następowanie po sobie w sposób regularny fazy rozmnażania płciowego i bezpłciowego. Cykl życiowy rozpoczyna się z chwilą uwolnienia zarodników z zarodni, zwanej puszką. Zarodniki kiełkując tworzą splą-tek - nitkowaty, rozgałęziony twór, który zielenieje, w górnej części wytwarza pączek, a w dolnej chwytniki przyczepiające go do podłoża.
Roślina, która rozwija się jest tym, co ludzie zwykle nazywają „mchem". Jest ona zielona, ulist-niona i wytwarza męskie i żeńskie organy płciowe. Czasami organy męskie (plemnie, anterydium) i żeńskie (rodnie, archegonium) znajdują się na osobnych roślinach. Jest to gametofit - pokolenie wytwarzające komórki rozrodcze, czyli gamety. Posiadająca wici gameta męska - plemnik (sper-matozoid) może dostać się do rodni tylko w środowisku wodnym - to dlatego woda ma tak ogromne znaczenie dla mszaków.
Zapłodniona komórka jajowa wytwarza sporofit, który wrasta w gametofit. Sporofit ma postać brązowej, nieulistnionej łodyżki, na szczycie której wytwarza się puszka, będąca zarodnią produkującą zarodniki. Sporofit jest odżywiany przez gametofit. Patrząc na „kwitnący" mech (ze sporo-fitami, na szczycie których są dojrzałe zarodnie), widzimy dwa pokolenia cyklu życiowego tej rośliny: sporofit rosnący na gametoficie.
Paprotniki
Paprocie i ich krewniacy - widłaki oraz skrzypy - są roślinami lądowymi, które pojawiły się około 350 milionów lat temu. Były pierwszymi roślinami, które opanowały lądy i dominowały tam przez ponad 100 milionów lat.
Paprocie, widłaki oraz skrzypy należą do grupy roślin zwanych paprotnikami (Pteńdop-hyta). U roślin z tej grupy pojawiły się cechy niespotykane wcześniej u mszaków i glonów, takie jak zewnętrzna warstwa komórek nie przepuszczająca wody, zwana epidermą. i wyspecjalizowana tkanka przewodząca. Transportuje ona wodę wraz z solami mineralnymi pomiędzy wchłaniającymi wodę korzeniami a przeprowadzającymi fotosyntezę liśćmi.
Niektóre pradawne paprotniki dorastały do ogromnych rozmiarów i chociaż 30-metrowe paprocie drzewiaste i 15-metrowe widłaki już wyginęły, ich mniejsi krewniacy są wciąż ważnym elementem współczesnej flory. W obecnych czasach znaczenie paprotników dla gospodarki człowieka jest niewielkie - są wykorzystywane przede wszystkim jako rośliny doniczkowe. Jednakże wielkie paprotniki, które porastały powierzchnię Ziemi miliony lat temu. dały początek pokładom węgla kamiennego i złożom ropy naftowej, które są surowcami energetycznymi umożliwiającymi rozwój przemysłu w czasach nowożytnych.
Paprocie, widłaki i skrzypy są roślinami zarodnikowymi. W przeciwieństwie do mchów i wątrobowców, które posiadają ryzoidy, czyli chwytniki pełniące funkcje korzeni, paprotniki mają w pełni wykształcone korzenie i rozwiniętą tkanką przewodzącą wodę, a także liście, których budowa jest zbliżona do liści wielu roślin kwiatowych.
Budowa paprotnika
U większości paproci liście są bardzo duże w stosunku do wielkości pozostałych części rośliny. Każdy dojrzały liść składa się z osi centralnej, zwanej nerwem głównym, od którego odchodzą mniejsze nerwy boczne. Blaszka liściowa u większości
gatunków paproci jest pierzasta, chociaż u kilku gatunków, na przykład u języcznika zwyczajnego (Phyllitis scolopendrium), jest ona jednolita i nie podzielona na mniejsze płaty.
Łodygi paproci mogą mieć postać pni lub kłączy - krótkich, rosnących poziomo podziemnych pędów, takich jakie występują np. u niektórych kosaćców. Chociaż kłącze jest najczęstszą formą łodygi paproci, to jednak niektóre gatunki mają łodygi w kształcie pionowo ustawionych pni i przez to wyglądem przypominają rośliny drzewiaste lub krzewy. U paproci drzewiastych liście wyrastają bezpośrednio z łodygi, a później obumierają i odpadają. Pozostają jednak ich nasady liściowe, które otaczając łodygę, chronią ją przed niekorzystnymi wpływami czynników środowiskowych. Łodygę chronią także włoski lub łuski.
Korzenie paproci wyrastają bezpośrednio z łodygi i są w związku z tym korzeniami przybyszowymi. Pod innymi względami są one podobne do korzeni roślin kwiatowych. Posiadają położone centralnie przewodzące wodę wiązki, a kiedy są młode, na ich powierzchni występują włoski pochłaniające wodę z gleby. Jednakże korzenie paproci nie przyrastają na grubość.
Istnieje około 10000 gatunków paproci i występują one na całym świecie z wyjątkiem rejonów pokrytych przez cały rok śniegami i lodem. Nawet w Arktyce rośnie ponad 500 gatunków, które wytworzyły przystosowania ułatwiające im zmaganie się z surowymi warunkami. Prawie wszystkie rodzaje gatunków pustynnych mają wykształcone włoski lub łuski umożliwiające przetrwanie w suchym środowisku. Wysokość nad poziomem morza też nie jest barierą dla występowania paproci i niektóre gatunki porastają góry do wysokości 5000 metrów. Jednakże paprocie zazwyczaj wegetują w wilgotnym środowisku i dlatego nie ma w tym nic zaskakującego, że najwięcej gatunków paproci spotyka się w tropikach.
Rozpiętość wielkości wśród gatunków paproci jest duża. Najmniejsze gatunki mają zaledwie kilka centymetrów i wymagają do życia niezmiernie wilgotnego otoczenia. Na drugim końcu jest około 700 gatunków paproci drzewiastych. W Nowej Zelandii i wilgotnych obszarach Australii występują gatunki, które pokrojem przypominają palmy i dorastają do wysokości 15 metrów, a ich liście mogą mieć długość 6 metrów.
Niektóre paprocie żyją w zbiornikach wodnych i unosząc się na powierzchni, tworzą pływające kobierce. Do takich paproci należą gatunki z rodzaju Azolla sp. i salwinia pływająca Salvinia natans. Inne paprocie, na przykład Lygodium, są epifita-mi i rosną na drzewach do wysokości 10 metrów.
Rozmnażanie się paproci
Obecnie żyjące paprocie, w przeciwieństwie do wielu innych roślin, nie produkują nasion, aby się rozmnażać, nie mają bowiem kwiatów. Ich rozwój ma charakter cyklicznej przemiany pokoleń, która została w pełni opisana w połowie XIX wieku przez niemieckiego botanika Friedricha Hofmeistera. Badacz ten w wolnych chwilach zajmował się paprociami i dzięki swoim badaniom mógł rozwikłać zagadkowy charakter tego procesu.
Paprocie produkują zarodniki - malutkie jak ziarna pyłku twory, które znajdują się w zarodniach. Poszczególne zarodnie są zgrupowane w kupkach, które są umieszczone na dolnej stronie liści i często poukładane w ściśle określony, wizualnie atrakcyjny sposób. Jedna paproć może wytwarzać tysiące zarodni.
Kiedy zarodnie dojrzeją, ich ściany pękają i uwalniają w ten sposób zarodniki, które są porywane przez wiatr. Gdy zarodnik spadnie na ziemię i natrafi na wilgotne, zacienione podłoże, zaczyna kiełkować. W ciągu zaledwie kilku dni formuje się kilka komórek, ale zazwyczaj musi minąć kilka miesięcy do momentu wykształcenia się w pełni rozwiniętego przedrośla, zwanego prothallus. Przedrośle ma zazwyczaj sercowaty kształt i jest nieduże - ma średnicę około 6 milimetrów.
Przedrośle przytwierdza się do podłoża chwyt-nikami, a na jego spodniej stronie znajdują się organy płciowe - rodnie i plemnie. Męskie plemnie -anterydia - wytwarzają plemniki i są zlokalizowane na końcu przedrośla w okolicy chwytników, a żeńskie rodnie - archegonia - znajdują się z przeciwnej strony i produkują komórki jajowe. Do zapłodnienia może dojść tylko w obecności wody. przylegającej cienką błonką do przedrośla, gdyż tylko w niej mogą poruszać się plemniki.
Po zapłodnieniu i po podziałach zygoty powstaje bezpłciowy sporofit, czyli zielona postać rośliny, który wytwarza po dojrzeniu własne zarodniki. Cały ten skomplikowany cykl rozrodczy trwa przez dziewięć miesięcy.
Paprocie i cztowiek
Egzotyczne gatunki paproci sprowadzono do Wielkiej Brytanii w 1699 roku. jednak do 1795 roku nie czyniono tego na większą skalę. W tamtych czasach hodowla paproci, nie wspominając już o ich rozmnażaniu, była całkowicie nieznana. To, w powiązaniu z wysokimi kosztami transportu, było powodem, że paprocie były trzymane w rezydencjach bardzo bogatych ludzi lub uprawiane przez zagorzałych miłośników - kolekcjonerów.
Oczywiście były też paprocie rodzime, ale nie cieszyły się one powodzeniem i nie zwracano na nie uwagi jako na rośliny o ozdobnym charakterze. To, co uczyniło z tych dotychczasowych „kopciuszków" obiekty wielkiego zainteresowania w świecie ogrodników i hodowców roślin, było sprawą przypadku.
Nathaniel Ward był fizykiem pasjonującym się roślinami. Przez wiele lat na próżno starał się uprawiać paprocie w swoim ogrodzie. Paprocie, które hodował, ginęły w zadymionym i suchym powietrzu miasta. Interesował się także ćmami i pewnego dnia umieścił w nakrytym słoju kokon, aby obserwować rozwój owada. Ward po pewnym czasie zapomniał o słoju. Po sześciu miesiącach zajrzał do niego i ku swojej radości odkrył, że na ziemi na dnie słoja rosną młode, zdrowo wyglądające paprocie. W ten przypadkowy sposób w 1830 roku Ward odkrył, że uprawiając paprocie w miniaturowych szklarniach, gdzie powietrze jest czyste i wilgotne, możliwa jest hodowla tych roślin w mieście.
Krótko po tym odkryciu paprocie stały się jednymi z najbardziej popularnych roślin ozdobnych w epoce wiktoriańskiej. Eleganckie, miniaturowe cieplarnie, wykonane ze szkła, metalu i drewna, z rosnącymi w środku egzotycznymi paprociami, stały się bardzo modnymi elementami wystroju salonów. Ogrodnicy zaczęli w związku z tym uprawiać coraz więcej gatunków paproci, aby zadowolić nienasyconą klientelę. Za rzadkie odmiany płacono bardzo wiele. Doprowadziło to do tego, że nawet brytyjskie lasy zaczęły być plądrowane w celu uzyskania paproci. Z wyjątkiem storczyków nie było nigdy w Wielkiej Brytanii bardziej pożądanych roślin ozdobnych.
Widłaki
Widłaki są grupą niskich roślin wyrastających z kłączy. Wyglądem przypominają mchy, a ich nazwa bierze się stąd, że mają widlasto rozgałęzione pędy. Obecnie występuje tylko pięć grup roślin należących do widłaków. Są to Lycopodium, Sela-ginella, Stylites, Isoetes i Phylloglosum. Podobnie jak w przypadku paproci, w okresie karbońskim (360-286 milionów lat temu) występowały liczne formy widłaków drzewiastych.
Rozwój niektórych przedstawicieli widłaków , na przykład widliczki SelaginelIa,]QSt nieco podobny do cyklu rozrodczego roślin kwiatowych, bowiem widłaki te wytwarzają dwa rodzaje zarodników, tzn. mikrospory i makrospory. Z obu tych typów zarodników powstają gametofity. Gametofi-ty powstałe z makrospor mają charakter żeński, gdyż na nich są osadzone rodnie, a z mikrospor rozwijają się gametofity męskie, które posiadają plemnie. Gametofit męski wraz z plemnikami powstaje w obrębie mikrospory, a w obrębie makrospory tworzy się gametofit żeński wraz z komórkami jajowymi. W przeciwieństwie jednak do roślin kwiatowych tak rozwinięte makrospory opadają na ziemię, zanim nastąpi zapłodnienie znajdujących się na nich komórek jajowych.
Skrzypy
Skrzypy są kolejną grupą paprotników o nieco osobliwym wyglądzie. Nie posiadają one liści i kwiatów, są także roślinami o długim rodowodzie, który początkami sięga okresu karbonu. Obecnie występuje około 25-30 gatunków skrzypów i wszystkie one należą do jednego rodzaju Eąuisetum.
Te dziwnie wyglądające, patykowate rośliny mają na końcu pędu główkowate kłosy. Liście, chociaż niezbyt dobrze widoczne, również występują, jednak mają one postać drobnych łusek osadzonych na międzywęźlach. W kłosie osadzone są zarodnie. Proces wytwarzania pokarmu w drodze fotosyntezy, który normalnie u wszystkich roślin ma miejsce głównie w liściach, u skrzypów zachodzi w łodygach mających rynienko watę, podłużne zagłębienia.
Łodygi nadziemne skrzypów są członowane i puste w środku. Łodygi podziemne - kłącza -płożą się na dużej przestrzeni, co powoduje, że jak skrzypy raz pojawią się na jakimś terenie, to bardzo trudno jest je stamtąd wyplenić.
Większość gatunków skrzypów zasiedla tereny wilgotnym podłożu. Wielkość pędów nadziemnych może być bardzo zróżnicowana - od 15 centymetrów do ponad 2 metrów wysokości. Eąuisetum hyemale ma pędy nadziemne o wysokości od 30 do 100 cm, które skręcając się, tworzą splątaną matę, a kombinacja barw zielonej, białej i czarnej pędów Eąuisetum variegatum nadaje im atrakcyjny wygląd i z tego względu ten gatunek skrzypu jest często uprawiany jako roślina ozdobna.
Skrzypy rosną prawie na całym świecie, chociaż są liczniej reprezentowane w umiarkowanych chłodniejszych rejonach półkuli północnej. W pędach niektórych gatunków odkłada się dużo krzemionki i z tego względu w dawnych czasach używano ich do polerowania szkła i metalu.
Nagonasienne
Ponad 220 milionów lat temu te prymitywne rośliny dominowały w światowej florze. Pod nazwą nagonasienne kryje się zarówno dobrze znane drzewo iglaste, miłorząb japoński, jak i największe drzewa na naszej planecie, sekwoje olbrzymie.
Nagonasienne to od dawna występująca na naszej planecie grupa roślin, które można rozpoznać w skamielinach pochodzących sprzed 300 milionów lat. Przez 120 milionów lat -od 220 milionów lat temu do 100 milionów lat temu - stanowiły dominującą grupę roślinną na Ziemi, aż do chwili pojawienia się roślin kwitnących. Być może najlepszy okres mają już za sobą, ale pięć grup roślin nagonasiennych ma swoich przedstawicieli we współczesnym świecie, a należą do nich jedne z najbardziej zdumiewających i egzotycznych drzew.
Większość nagonasiennych to wiecznie zielone drzewa lub krzewy. Mają one charakterystyczne zalążki, na które pyłek może spaść bezpośrednio z powietrza atmosferycznego. W rzeczy samej, nazwa nagonasienne pochodzi od greckich słów gymnos co znaczy „nagi" i spermas, co znaczy „nasiona".
U nagonasiennych poszczególne rośliny mają zwykle albo kwiaty męskie, albo żeńskie. Narządy rozrodcze zwykle są umieszczone w szyszkach. Szyszki męskie produkują olbrzymie ilości ziaren pyłku, w których znajdują się dobrze chronione męskie komórki rozrodcze (gamety).Ziarna pyłku zostają uniesione z wiatrem.do szyszek osobników żeńskich i zapładniają ich komórki jajowe. Rośliny iglaste są najbardziej znane spośród nagonasiennych i mają największe znaczenie użytkowe. Dostarczają najwięcej drewna dla przemysłu papierniczego i budownictwa. Idealnie nadają się do produkcji desek, ze względu na szybki wzrost i długie, proste pnie. Żywice drzew iglastych są również ważnym surowcem dla przemysłu chemicznego.
Najwyższe iglaki
Rośliny iglaste można rozróżnić na podstawie kwiatów, które mają kształt szyszki (na przykład popularna szyszka sosny) oraz liści w kształcie igieł. Zazwyczaj są wysokimi drzewami, a ich umiejętność wzniesienia się w górę ponad inne drzewa w pogoni za światłem jest jedną z przyczyn trwałości tej grupy roślin, choć istnieje też wiele karłowatych form.
Niektóre z najstarszych i największych drzew świata to rośliny iglaste. Sekwoje czerwone (Seąuoia sempewirens) są najwyższymi drzewami na świecie (jedna rosnąca w Redwood Creek Valley w Kalifornii ma ponad 112 m wysokości), podczas gdy sekwoja olbrzymia (Seguoiadendron giganteum) często bywa niższsza, ale ma za to większy obwód. Karłowaty gatunek Pinus ari-stata może żyć tysiące lat (wiek jednego z egzemplarzy rosnących na pustyni Arizona oceniono na 4000 lat). Inna sosna, Pinus longaeva, jest najdłużej żyjącą rośliną na świecie, a jej przedstawiciele mają po 4900 lat!
Zrzucające liście
Większość iglastych to rośliny wiecznie zielone, ale kilka dobrze znanych gatunków jesienią zrzuca liście. Należy do nich modrzew (Larix deci-dud) i cypryśnik błotny (Taxodium distichum), który w warunkach naturalnych rośnie na bagnistych terenach, takich jak Everglades na Florydzie. Jest rośliną niezwykłą, ponieważ może wypuszczać przypominające kołki korzenie, wystające nad ziemię po to, by wchłaniać tlen. Metasekwoja {Metaseąuoia glyptastroboides) jest zrzucającym liście drzewem iglastym, znanym niegdyś wyłącznie ze skamielin, jednak żywe egzemplarze zostały odnalezione w bardzo odludnych rejonach Chin w 1941 roku. Obecnie jest hodowana w wielu krajach.
Niewiele roślin iglastych pochodzi z południowej półkuli, jednak araukaria {Araucaria araucana) należy do wyjątków. Ten ciekawy iglak, ze swoimi pokrętnymi gałęziami, jest popularnym drzewem ogrodowym. Cisy {Taxus spp.) i ich daleki azjatycki krewny, Cephalo-taxus, są częścią niewielkiej, ale charakterystycznej grupy nagonasiennych, które wydają mięsiste owoce zamiast szyszek.
Męskie i żeńskie owoce cisa rosną na osobnych egzemplarzach, a rozwijające się nasiona otaczają się mięsistą czerwoną osnówką. Chociaż cis jest ogólnie trujący, kuszące czerwone osnów-ki nie szkodzą ptakom, które zjadając je, pomagają roznosić nasiona.
Sagowce
Sagowce to prymitywna, starożytna grupa nagonasiennych. Wyglądem zewnętrznym przypominają palmy, czasami nazywa się je drzewnymi paprociami. Większość z nich to niewysokie drzewa (rzadko przekraczające 10 m), a ich prosty pień zakończony jest koroną złożoną z bardzo dużych, często ostrych na końcach liści. Szyszki sagowców powstają w samym środku rośliny, otoczone liśćmi przypominającymi liście palmy. Szyszki bywają olbrzymie, u niektórych gatunków mogą mieć 60 cm długości. Większość sagowców pochodzi z rejonów tropikalnych, jednak sagowiec wygięty (Cycas revoluta) bywa czasem hodowany jako roślina ozdobna w cieplarniach.
Miłorząb japoński
W przeszłości sądzono, że roślina ta wyginęła w swoich naturalnych środowiskach. Nie było to prawdą, chociaż miłorząb japoński (Ginkgo bilo-ba) częściej bywa sadzony przez człowieka, niż można go spotkać w naturze. Obecnie stanowi atrakcyjną ozdobę wielu parków i dużych ogrodów (choć tylko osobniki męskie są uprawiane dla ozdoby, ponieważ osobniki żeńskie wytwarzają nasiona o nieprzyjemnym zapachu). Rośnie wzdłuż ulic wielu światowych metropolii.
Gnioty jest to grupa zawierająca egzemplarze w niewielkim stopniu przypominające bardziej znane nagonasienne. Najbardziej zaskakującą rośliną jest welwiczia, drzewo przystosowane do życia na pustyni. Ta dziwaczna roślina charakteryzuje się sięgającą głęboko w ziemię korzenio-łodygą, w kształcie dużej, drewnianej pietruszki, z której wyrastają tylko dwa liście leżące na gorącym piasku pustyni. Jak wiadomo, te niezwykłe rośliny żyją 2000 lat!
Przęśl to ciekawa roślina, w której łodygach odbywa się fotosynteza, wobec tego rosną na niej tylko małe, łuskowate liście. Niektóre z przęśli można uprawiać w ogrodach, dajmy na to, Wielkiej Brytanii, choć większość wymaga cieplejszego klimatu. Lek efedryna, niegdyś szeroko stosowany, otrzymuje się z rośliny Ephedra vulgaris.
Okrytonasienne
Rośliny kwiatowe są najbardziej zaawansowaną ewolucyjnie grupą roślin, która dominuje we współczesnej florze świata. Niektóre, szczególnie gatunki wiatropylne, mają drobne, niewyraźne kwiaty, jednak większość gatunków owa-dopylnych wykształca kwiaty duże i kolorowe, które niejednokrotnie mają zachwycające kształty.
Kwiaty, będące ozdobą naszych ogrodów lub domów, są organami roślin, które umożliwiają im rozmnażanie się. Nawet te rośliny, które mogą rozmnażać się w sposób wegetatywny, wykształcając na przykład rozłogi, mają kwiaty zapewniające wydanie dużej liczby osobników potomnych i ich skuteczne rozprzestrzenianie się. Dzieje się to wszystko dzięki rozmnażaniu płciowemu, które zapewnia zmienność genetyczną, warunkującą zdolność przystosowania się i ewolucję. Korzyści ewolucyjne, jakie odniosły rośliny kwiatowe z zapylenia krzyżowego, są jednym z głównych powodów ich obecnej dominacji w świecie roślin.
Zdolności przystosowawcze umożliwiają roślinom kwiatowym bytowanie w niegościnnych środowiskach, tam gdzie inne grupy roślin nie są w stanie przetrwać. W sprzyjających warunkach te same zdolności są przyczyną dużej różnorodności form i dlatego gatunki roślin kwiatowych dominują we florze tak tropików, jak i łąk wysokogórskich. Rośliny te dostarczają pokarmu, schronienia i różnorodnych materiałów dla większości mieszkańców naszej planety. Do tej pory opisano ponad 25000 gatunków roślin kwiatowych.
Początki
Rośliny okrytonasienne (ckrytozalążkowe) powstały później niż rośliny nagonasienne (nagozalążko-we) i bardziej prymitywne paprotniki i mszaki. Ich zalążki są osłonięte i często są nazywane roślinami kwiatowymi. Istnieje wiele teorii dotyczących ich ewolucji, jednak są one niełatwe do udowodnienia, gdyż delikatne części kwiatów trudno zachowują się w postaci skamieniałości.
Z okresu dolnej kredy (100-135 lat temu) pochodzą skamieniałości roślin podobnych do tych, które występują obecnie, jednakże eksplozja liczby gatunków miała miejsce o wiele później - prawdopodobnie we wczesnym trzeciorzędzie (około 80 min lat temu). Stała się ona możliwa dzięki temu, że w tym samym czasie wzrosła też liczba gatunków owadów, takich jak pszczoły i motyle, które odgrywają ważną rolę jako przenosiciele pyłku.
W grupie roślin okrytozalążkowych znajduje się większość gatunków drzew wycinanych dla pozyskania drewna i prawie wszystkie rośliny uprawne.
Liczne gatunki roślin kwiatowych, nazywane roślinami zielnymi, mogą pomyślnie egzystować dzięki temu. że w okresach panowania niesprzyjających warunków ich nadziemne pędy obumierają, a przy życiu pozostają organy schowane pod ziemią. Gdy tylko pojawią się w środowisku sprzyjające warunki, wytwarzają one szybko nowe pędy i kwitną.
Rośliny jednoroczne i dwuletnie żyją krótko, jednak w pełni wykorzystują długość sezonu wegetacyjnego. Rośliny jednoroczne rosną, kwitną i wydają nasiona w ciągu jednego tylko roku. W rejonach suchych, o ograniczonej ilości opadów deszczu, ich cykl życiowy trwa jeszcze krócej. Szybko rosną i mają liczne kwiaty, które muszą być szybko zapylone i jeszcze przed zakończeniem sprzyjającej pory, zrzucają nasiona, gdyż inaczej wyginęłyby. Taka zdolność do szybkiego wzrostu i produkowania licznych kwiatów w krótkim okresie, a także krótki okres kiełkowania nasion, sprawia, że są one popularne wśród ogrodników jako ozdoby letnich kwietników.
Rośliny dwuletnie, takie jak niezapominajki (Myosotis spp.), również żyją krótko, jednak ich cykl życiowy obejmuje kilka pór roku. Rośliny te kiełkują z nasion i rozrastają się w jednym roku, a dopiero w następnym kwitną i wydają nasiona. Rośliny jednoroczne i dwuletnie są roślinami monokarpicznymi, to znaczy, że produkują nasiona tylko raz w życiu i potem giną. Niektóre rośliny monokarpiczne mogą wegetować wiele lat.
Nasiona i odroślą
Agawa Agave americana jest nazywana rośliną stuletnią, gdyż może rosnąć przez sto lat, zanim zakwitnie (normalnie jest to o wiele krótszy okres). Po wydaniu nasion obumiera. Ananasowate, takie jak echmea (Aechmea), są także roślinami mono-karpicznymi, jednak roślina macierzysta przed obumarciem wytwarza odroślą, które są nowymi roślinami - jej genetycznymi kopiami.
Wiatropylność
W kategoriach ewolucyjnych, wiatropylne rośliny kwiatowe są najbardziej prymitywnymi przedstawicielami okrytozalążkowych - ich zapylenie możliwe jest b^z udziału owadów.
Roślinami wiatropylnymi są trawy i wiele gatunków drzew. Produkują one duże ilości pyłku i dzięki temu zwiększają szansę pomyślnego zapylenia. Ludzie z uczuleniem najlepiej wiedzą, jak wiele wywołującego reakcję alergiczną pyłku znajduje się na wiosnę w powietrzu. Dla tego typu roślin wykształcanie płatków kwiatowych jest nie tylko niepotrzebne, ale wręcz szkodliwe, gdyż mogłoby być przeszkodą w uniesieniu się pyłku w powietrze. Kwiaty więc są zwykle małe i niepokaźne. nie są barwne, chociaż ich pręciki mogą być czasami duże i kolorowe.
Wiele gatunków drzew i krzewów ma kotki oraz bazie. Na wierzbach kwiaty męskie i żeńskie powstają na osobnych drzewach, a u brzóz na jednej roślinie. Kotki męskie, które wytwarzają pyłek, są zwykle stosunkowo duże i wyraźne, kotki żeńskie często są małe. Piękne kotki leszczyny (Corylus aveliana), które można zaobserwować na wiosnę, są kwiatostanami męskimi; kwiaty żeńskie, które przekształcają się w orzechy laskowe, są czerwone i bardzo drobne. Trudno je zauważyć, jeżeli pobieżnie ogląda się gałązkę
krzewu. Kiedy kotki są potrząsane przez podmuchy wiatru, uwalniają pyłek, co stwarza szansę na to, że jakieś ziarna uniesione w powietrze opadną na kwiaty żeńskie.
Większość traw ma części męskie i żeńskie na tym samym kwiecie, a ponieważ kwiaty są zebrane w kłosy, stopień zapylenia jest zwykle wysoki. U tych gatunków traw, u których części męskie i żeńskie znajdują się w osobnych częściach tej samej rośliny, na przykład u kukurydzy (Zea mays), kwiaty męskie są osadzone niżej, tak więc pyłek opada na nie z góry.
Owadopylność
Kwiaty zapylane przez owady mają bardzo różnorodny wygląd, a większość z nich charakteryzuje się bogatym ubarwieniem. Pomimo że kszta'* kwiatów jest bardzo rozmaity, u większości gatuii -ków roślin można dopatrzyć się elementów wspólnych. Za kwiat uważa się koniec łodygi, na której znajdują się liczne, wysoko zmodyfikowane liście, które przekształciły się w takie elementy kwiatu jak płatki, działki i pręciki.
Pierwszą strukturą, najłatwiej rozpoznawalną jako grupa przekształconych liści jest kielich, na który składają się zielone, liściopodobne działki kielicha, które obejmują pąk i znajdują się u podstawy całego kwiatu. Działki kielicha mogą odpaść wkrótce po tym, jak kwiat zakwitnie - jak to ma miejsce u maku - jednak zazwyczaj pozostają (można je zauważyć w kwiatach i owocach pomidora lub truskawki).
Ponad kielichem znajdują się płatki, zazwyczaj o wiele większe i bardziej kolorowe, chociaż u roślin wiatropylnych, takich jak Littorella uniflora, mogą być nieobecne. Płatki korony mogą ulec czasami modyfikacji i stają się miodnikami. W komórkach miodników powstaje słodki nektar, który zwabia owady. Miodniki mogą być workowatymi strukturami u nasady płatków, jak to jest u jaskro-watych. lub mogą mieć postać długich ząbków, co obserwujemy u fiołków. Miodniki typu wydłużonego są odwiedzane przez owady o długich aparatach gębowych, takie jak ćmy i motyle. Te zwierzęta, zbierając nektar, zwykle odwiedzają wybrany typ kwiatów o podobnej budowie miodników, toteż pyłek, który roznoszą, nie pada zbyt często na kwiaty innych gatunków.
Układ zebranych razem działek kielicha i płatków korony jest nazywany okwiatem. Ogrodnicy używają tego określenia przede wszystkim do nazwania kwiatów, których działki i pręciki są połączone w jedną całość. Kwiaty tego typu ma na przykład narcyz. Koroną nazywają układ płatków. Okwiat osłania żeńskie i męskie elementy kwiatu. Część żeńską tworzy zalążnia. na końcu jej słupka znajduje się znamię, na które padają ziarna pyłku. Słupek jest otoczony męskimi pręcikami (składają się one z nitek zakończonych produkującymi pyłek pylnikami).
Jeżeli działki kielicha i płatki korony są umieszczone u nasady zalążni, wtedy mówi się o kwiecie górnozalążniowym: jeśli są umieszczone powyżej zalążni. w tedy mamy do czynienia z kwiatem dol-nozalążniowym. Niektóre gatunki, na przykład jaskry, posiadają liczne pojedyncze zalążnie, zaląż-nie innych gatunków są zrośnięte - czasami całkowicie, a czasami mają osobne słupki.
Chociaż większość roślin kwiatowych posiada kwiaty zawierające zarówno elementy żeńskie, jak i męskie I są to kwiaty obupłciowe), to niektóre z nich wykształciły kwiaty jednopłciowe. Większość turzyc (wszystkie są wiatropylne) ma osobne kwiaty męskie i żeńskie, jednak wyrastają one na tej samej roślinie. Rośliny o takim rozmieszczeniu kwiatów nazywamy jednopiennymi. Inne, takie jak o\\ adopylne ostrokrzewy, mają kwiaty męskie i żeńskie rozmieszczone na oddzielnych roślinach - są to rośliny dwupienne.
Kwiaty są często umieszczone pojedynczo, tak jak ma to miejsce u tulipana, jednakże mogą być zgrupowane w kwiatostany, które mają różnorodny wygląd - baldacha, grona lub główki. Taki układ kwiatów prawdopodobnie zwiększa możliwość ich zapylenia, gdyż w większym stopniu przyciąga uwagę owadów
iki roślin o małych, niewyraźnych duiają zwierzęta, wykształcając barwne liście przylegające bezpośrednio do kwiatów. Jasnoczerwone „płatki" poinsecji (Euphorbiapul-chzrrima) rośliny doniczkowej popularnej w okre-s;c Bożego Narodzenia, nazywanej też gwiazdą betlejemską, są zmodyfikowanymi liśćmi, zwanymi podsadkami - prawdziwe kwiaty zwykle są przez nas nie zauważane.
Kształt kwiatów
Po kształcie kwiatu zwykle można się zorientować, w jaki sposób jest on zapylany. Te, które mają szerokie dno kwiatowe, są łatwo dostępne dla różnego rodzaju owadów, między innymi trzmieli, pszczół i much. Te kwiaty, których okwiat jest bardziej wydłużony lub przekształcony, muszą być zapylane przez ściśle określone grupy owadów. Te, które mają długie rurki kwiatowe lub ostrogi, jak na przykład orliki i osty, będą zapylane przez posiadające długie trąbki ćmy i motyle. Te rośliny, których kwiaty są bardziej zamknięte, jak na przykład kolcolist i wyżlin, wykształciły je po to, aby odwiedzające je pszczoły i podobne im owady ocierały się o pylniki, kiedy wchodzą do wnętrza kwiatu i z niego wychodzą. Przedstawiciele rodziny wargowych (Labiatae) i motylkowych (Papiliona-ceae) są typowymi przykładami takich gatunków, które wykształciły w budowie kwiatu elementy zapewniające im to, że pyłek zostanie umieszczony na określonej części ciała owada i za jego pośrednictwem wejdzie w kontakt ze znamieniem. W budowie kwiatu można też wyróżnić rejon stanowiący coś w rodzaju platformy lądowiskowej, której wielkość i kształt są dostosowane do typu zapylającego go owada. Często też pręciki, które dojrzewają szybciej od słupka, są tak ułożone, że wchodzący po nektar do kwiatu owad zgina je i wysypuje na siebie pyłek. Kiedy ten sam owad odwiedzi kwiat z dojrzałym znamieniem na końcu słupka, który w miarę dojrzewania wydłuża się tak, że jego znamię znajduje się bliżej wylotu od pręcików, pyłek z ciała owada trafia na znamię i tak dochodzi do skutecznego zapylenia krzyżowego.
Aby zapewnić sobie zapylenie krzyżowe i przez to zwiększyć możliwości rekombinacyjne, wiele roślin ma kwiaty, w których elementy męskie i żeńskie dojrzewają w różnym czasie.
Pierwiosnek (Primula yulgaris) wykształcił dwa typy kwiatów: jedne są kwiatami krótkosłupkowy-mi, w których pylniki są wyższe od słupka, a drugie to kwiaty długosłupkowe, gdzie znamię słupka jest wyniesione ponad pylniki. Pszczoły żywiące się nektarem, który znajduje się u nasady rurkowatej korony kwiatu, przenoszą pyłek z pylników kwiatów krótkosłupkowych na znamiona kwiatów długosłupkowych i z pylników kwiatów długosłup-kowych na znamiona kwiatów krótkosłupkowych.
Zapach i barwa
Zapach, obok wyglądu kwiatu, odgrywa ważną rolę w przyciąganiu zwierząt zapylających, którymi z reguły są różne gatunki owadów. Często umożliwia zwierzęciu wykrycie rośliny, która nie znajduje się w zasięgu jego wzroku. Wiele roślin kwitnących w nocy wydziela silną woń, która pozwala owadowi na zlokalizowanie ich w ciemności, czyli wtedy, kiedy barwa kwiatu nie odgrywa praktycznie żadnej roli.
Wonne kwiaty zwabiają odpowiednie zwierzęta, często zaczynają mocno pachnieć o zmierzchu, kiedy określone gatunki owadów zaczynają żerować. Zapach niektórych kwiatów może być nieprzyjemny dla człowieka, ale bardzo atrakcyjny dla owadów. Pewne rośliny przyciągają muchy, ponieważ ich kwiaty mają wygląd i woń padliny. Roślinami tymi są na przykład Stapelia spp i Dra-cunculus vulgaris.
Większość owadów najsilniej przyciąga nektar, jednak barwa kwiatów i układ plamek także odgrywają niebagatelną rolę. Wiele gatunków roślin, wśród nich lilie i storczyki, ma ciemne plamki i prążki na płatkach, które naprowadzają owada do środka kwiatu.
Podstawowymi kolorami kwiatów prostszych roślin są biały i żółty, natomiast barwa czerwona, purpurowa i niebieska jest spotykana u bardziej zaawansowanych gatunków. Owady postrzegają barwy inaczej niż ludzie i najbardziej ich uwagę zwracają kolory niebieski, purpurowy i żółty. Pomarańczowa barwa kwiatów jest rzadko spotykana, a kwiatów czarnych w świecie dzikich roślin nie ma wcale (chociaż ogrodnicy wyhodowali sztucznie odmiany mające prawie czarne kwiaty).
Oczy owadów, takich jak pszczoły, są wrażliwe na inne niż ludzie długości fal świetlnych, na przykład widzą one niewidoczny dla nas ultrafiolet. Ich świat barw jest więc odmienny, co oznacza, że kwiat, który dla nas jest biały, może mieć dla pszczoły barwę zieloną.
Zwierzętami, które obok owadów mogą brać udział w zapylaniu kwiatów, są nietoperze i ptaki, szczególnie takie jak kolibry i nektarniki, których pokarmem jest nektar.
Wśród storczyków możemy znaleźć najlepsze przykład) kwiatów, których kształt i zapach jest przystosowany do zwabiania ściśle określonych gatunków owadów. Niektóre z nich występują w Europie, jak np. dwulistnik muszy Ophrys insec-tifera i dwulistnik pszczeli Ophrys apifera. Dwulistnik muszy posiada kwiaty, które przypominają wyglądem samicę osy. Dwulistniki kwitną w porze, kiedy samce owadów poszukują samic. Wygląd kwiatu przyciąga owada, który, próbując odbyć z nim kopulację, zapyla go. Kwiaty dwulistnika nawet pachną jak samice os.
Fizjologia roślin
Rośliny są podstawowym ogniwem łańcucha życia na Ziemi, gdyż przekształcają energię słoneczną w energię chemiczną związków organicznych. Właśnie to, jak rośliny funkcjonują, jest juz cudem samym w sobie.
Rośliny są żywymi fabrykami chemicznmi. gdzie zachodzą złożone reakcje chemiczne oraz wymiana gazowa. Dzięki temu na Ziemi może istnieć życie i dzięki temu Ziemia może być zamieszkała. Jak ważne są one dla naszego środowiska i klimatu można się przekonać obserwując dramatyczne następstwa kurczenia się obszaru lasów tropikalnych. Również środowisko wywiera wpływ na wzrost roślin. Wzrost promieniowania ultrafioletowego na powierzchni Ziemi spowodowany dziurami w warstwie ozonowej
może obniżyć przyrost biomasy roślinnej i plony niektórych gatunków. Większość roślin posiada wewnętrzne struktury, które są bardzo do siebie podobne u różnych gatunków, nawet tak odmiennych jak gigantyczne drzewo i delikatny zawilec. System przewodzący, rozprowadzający po ciele rośliny różnego rodzaju substancje mineralne i organiczne, jest utworzony z wiązek naczyniowych, które biegną we wszystkich częściach rośliny - w korzeniach, łodygach i liściach. Są one niczym system żył i tętnic u ludzi i zwierząt, jednak funkcjonują na innych zasadach.
Komórki roślinne
W wiązce przewodzącej występują dwa główne typy komórek: komórki ksylemu (drewno), w nich przemieszcza się woda z solami w górę rośliny, i komórki floemu (łyko), którymi przewodzone są produkty fotosyntezy do miejsc, gdzie są one wykorzystywane. Te dwa typy „rur" są rozdzielone warstwą kambium (miazgi) - cienkiej warstwy komórek, wytwarzającej do środka komórki drewna, a na zewnątrz komórki łyka. U roślin drzewiastych cały wzrost na grubość jest spowodowany działalnością kambium, które wytwarza trzy rodzaje komórek: nowe komórki ksylemu do wewnątrz , nowe komórki floemu na zewnątrz i nowe komórki kambium, po to, żeby warstwa kambium mogła się rozrastać równolegle z powiększającą swe rozmiary rośliną.
Najważniejszymi procesami, jakie zachodzą w roślinach, są fotosynteza, respiracja i transpira-cja. Kluczem do tych procesów jest chlorofil, substancja nadająca roślinom zieloną barwę.
Fotosynteza
Ważną rzeczą, którą należy sobie uświadomić, jest to, że chociaż nieorganiczne substancje pokarmowe są głównie pobierane z gleby, to są one jedynie cegiełkami w procesie wzrostu rośliny. Fotosynteza jest konieczna, aby umożliwić tym substancjom zbudowanie nowych rodzajów cząsteczek, tworzących ciało rośliny.
Chlorofil jest substancją, dzięki której jest możliwe przekształcenie dwutlenku węgla i wody do postaci tlenu i cukrów (węglowodanów lub energii zapasowej) i jest znajdowany w chloroplastach, które licznie występują w specjalnych komórkach w liściach. On to nadaje zieloną barwę większości gatunków roślin - nawet liście wyglądające brązowo, czerwono lub szaro zawierają w sobie chlorofil, ale tu barwa zielona chlorofilu jest zamaskowana innymi rodzajami barwników. Tylko rośliny pasożytnicze, np. kanianka (Cuscuta sp.), nie posiadają chlorofilu, muszą więc one korzystać z energii wyprodukowanej przez inne rośliny.
Równanie chemiczne zamiany wody (z gleby) i dwutlenku węgla (z powietrza) w tlen i cukier jest proste, ale właściwie kluczowe reakcje rozbicia cząsteczki wody pod wpływem światła dokonują się dzięki chlorofilowi. Produkty tych reakcji są siłą napędową cyklu kolejnych przemian chemicznych doprowadzających do wbudowania dwutlenku węgla i utworzenia cząsteczek cukru. Cukry powstałe w wyniku fotosyntezy są więc faktycznie zmagazynowaną energią.
Świecące słońce pobudza cząsteczki chlorofilu. które rozpoczynają reakcję chemiczną. Bez wystarczającej ilości wody, dwutlenku węgla i naświetlenia wzrost roślin będzie niedostateczny. W ogrodnictwie przemysłowym czasami wykorzystuje się sztuczne światło, aby utrzymać wzrost roślin w czasie ..pochmurnych" miesięcy, zwiększa się też stężenie dwutlenku węgla w cieplarniach, gdy jego ilość jest niewystarczająca.
Respiracja
Fotosynteza nie może zachodzić, kiedy jest ciemno, natomiast proces respiracji (oddychania) ma miejsce cały czas. ponieważ wyprodukowany w fotosyntezie cukier jest teraz rozkładany w obecności tlenu, dając roślinie potrzebną do życia energię. W czasie oddychania poza energią powstaje dwutlenek węgla i para wodna, uwalniane do atmosfery. Gdy natężenie światła maleje i zatrzymuje się fotosynteza, rośliny uwalniają wtedy dwutlenek węgla i pobierają tlen - to dlatego niektórzy ludzie nie lubią mieć roślin w sypialni (chociaż uwalniane ilości dwutlenku węgla nie są aż tak olbrzymie, aby komukolwiek zaszkodziły). Jednak w skali globalnej ma to istotne znaczenie dla składu atmosfery, gdyż zwiększa się w ten sposób ilość dwutlenku węgla, który może być w następnym dniu użyty w procesie fotosyntezy.
Transpiracja
Jest to proces dzięki któremu woda paruje z powierzchni liści przez małe szparki. Utrata wody przez liście powoduje wciąganie wody z niższych rejonów rośliny, tworząc coś w rodzaju reakcji łańcuchowej, sięgającej aż po korzenie i ułatwiającej wchłanianie większych ilości wody z gleby. Gdy wilgotność powietrza jest duża, transpiracja jest obniżona, gdyż roślina potrzebuje mniej wody. Gdy jest sucho i wietrznie, transpiracja wzrasta i potrzeba więcej wody, aby wyrównać straty i zapobiec zwiędnięciu. Rośliny przystosowane do gorących, suchych warunków nie posiadają albo prawdziwych liści (tak jak większość kaktusów), albo mają specjalnie zmodyfikowane liście z mniejszą liczbą szparek, które mogą być ciasno zamknięte, co zatrzymuje transpirację.
Budowa liścia
Większość roślin ma liście o dużej powierzchni, aby wykorzystać jak największą ilość światła. Są one ułożone na łodydze naprzeciwległe parami albo skrętolegle, tak aby każdy liść jak najmniej
zacieniał pozostałe. Rośliny przystosowane do warunków cienistych mają nieproporcjonalnie duże liście. Rośliny mają też zdolność do poruszania liśćmi i wzrostu w kierunku światła. Nazywamy to fototropizmem.
Nie wszystkie rośliny mają liście ukształtowane tak, aby mogły szybko pobierać i wydzielać gazy: struktura liścia roślin cieniolubnych powoduje zwolnioną dyfuzję. Nie jest to upośledzenie łych roślin, gdyż prawdopodobnie czynnikiem limitującym ich rozwój nie jest światło, ale zbyt mała ilość dwutlenku węgla. Zwykle też. rośliny :e nie wykazują intensywnej transpiracji i stąd tempo ich fotosyntezy jest niższe, ale wystarczające do podtrzymywania procesów życiowych.
Liście są pokryte wodoodporną skórką, nazywaną epidermą, która obniża utratę wilgotności, są podziurkowane szparkami, więc roślina może kontrolować stopień uwodnienia swoich tkanek i tempo absorbcji gazów. Fotosynteza zachodzi głównie w specjalnych komórkach palisadowych -miękiszu palisadowym. Komórki te są położone zaraz pod skórką i są wypełnione chloroplastami. W warstwie środkowej liścia znajdują się komórki miękiszu gąbczastego, który jest tym miejscem, gdzie magazynowane są tymczasowo produkty fotosyntezy zanim będą przetransportowane do innych części rośliny.
Związki mineralne
Procesem, dzięki któremu woda dostaje się z gleby do korzeni jest osmoza. Następnie w ciele rośliny woda jest transportowana częściowo dzięki osmozie i siłom kapilarnym - dzięki temu może być ona uniesiona aż do szczytu wysokich drzew. Oprócz węgla pobieranego z powietrza, tlenu i wodoru z wody, rośliny potrzebują wielu innych pierwiastków do prawidłowego wzrostu i rozwoju. Wiele pierwiastków, np. azot. fosfor, magnez, żelazo, wapń i potas, jest potrzebnych roślinom. Nie mniejsze znaczenie mają śladowe ilości innych, rzadszych pierwiastków. Rośliny wykazują pewną wybiórczość co do ilości pobieranych składników mineralnych, wchłaniając więcej tych, które aktualnie potrzebują i mniej tych, których nie potrzebują, nawet wtedy, gdy jednych i drugich będzie wystarczająco dużo w podłożu.
Cząsteczki cukru
Cukry (węglowodany) powstałe w czasie fotosyntezy na drodze dalszych reakcji są zamieniane w inne związki chemiczne, spotykane w ciele roślin. Pokarm wytwarzany w liściach jest rozprowadzany w ciele rośliny w komórkach łyka wiązek przewodzących. Wytworzona energia jest zmagazynowana pod postacią ziaren skrobii (jeśli potraktuje się naciętą bulwę ziemniaka jodyną, można zobaczyć, jak dużo skrobii jest w bulwie, gdyż zaczyna ona ciemnieć - bulwa jest organem zapasowym rośliny).
Nie cały wytworzony cukier jest materiałem energetycznym, część węglowodanów jest bazą do produkcji innych związków chemicznych, odgrywających bardzo istotną rolę w życiu roślin. Rośliny nie mają wyszukanego systemu nerwowego tak jak zwierzęta, ich reakcje są sterowane hormonalnie. Hormony roślinne są związkami chemicznymi produkowanymi w jednej części rośliny a działającymi na inny rejon jej ciała. Niektóre, na przykład gibereliny, wspierają wzrost, inne go hamują, np. kwas abscysynowy stymuluje formowanie się tak zwanej warstwy odcinającej (skupisko martwych, luźno ułożonych komórek), która pojawia się u nasady liści i owoców i powoduje ich opadanie, gdy nadejdzie ku temu pora.
Karfowacenie
Kwas giberelowy jest hormonem, który może modyfikować przebieg wzrostu rośliny. Potraktowana gibereliną roślina karłowata może być wyższa. Inne substancje chemiczne mogą mieć odwrotne działanie, powodując karłowacenie normalnie wysokich roślin. Ogrodnicy i sadownicy potrafią wykorzystywać te substancje i otrzymywać rośliny o różnych kształtach i wielkościach w zależności od upodobania.
Fototropizm jest naturalną zdolnością roślin do wzrostu w kierunku padającego światła. Geotro-pizm jest odpowiedzią rośliny na grawitację, powodującą rośnięcie korzeni w dół. Chemotropizm jest reakcją na bodźce chemiczne, np. na auksyny, które są hormonami odgrywającymi ważną rolę, gdyż kontrolują wzrost różnych części rośliny. W zależności od położenia rośliny, ziarna skrobii są odkładane w różnych częściach jej ciała, co wpływa na gromadzenie się auksyn w korzeniach lub w pędzie głównym. Stężenie auksyn spada od szczytu pędu głównego ku dołowi. Chociaż w zasadzie auksyny pobudzają wzrost, to różne części rośliny potrzebują różnych ich stężeń, aby roślina prawidłowo się rozwijała, np. auksyny mają wpływ hamujący na wzrost korzenia. Jeśli stężenie auksyn jest zbyt wysokie w danej części, może to zahamować jej wzrost. Gdy roślina ma położenie horyzontalne (poziome), auksyny lokalizują się w niżej położonej części. Efekt tego jest taki, że koniec pędu jest pobudzony do wzrostu szybszego tam, gdzie koncentracja auksyn jest wysoka (powoduje to wyprostowanie kierunku wzrostu rośliny). Jednocześnie hamowany jest wzrost w niższej części korzenia w porównaniu z jego częścią górną i wtedy korzeń zaczyna rosnąć w dół.
Fototropizm
Roślina rośnie prosto do góry pod warunkiem, że auksyny są równomiernie rozmieszczone wokół pędu głównego. Jednak auksyny mają większe stężenia w zacienionych częściach rośliny, powodując, że komórki w tych rejonach są pobudzone do szybszego wzrostu, co „skręca" roślinę do światła. To fototropiczne zjawisko (zginanie pędu w kierunku światła) jest prostym i zgrabnym sposobem powodowania ruchu roślin przez hormony.
Auksyny są również zaangażowane w otwieranie kwiatów w odpowiedzi na bodźce świetlne i temperaturowe. Ciepło powoduje, że jedna strona płatka rośnie szybciej i kwiat się otwiera. U niektórych roślin zimno może odwrócić ten proces. Zdolność wspinania się i owijania roślin wokół podpór, spotykana u wielu gatunków roślin, zależy również od rozmieszczenia hormonów. Gdy roślina grochu lub innego pnącza swoim wąsem dotknie podpórki, hormony przemieszczają się na przeciwną stronę rośliny, powodując pobudzenie jej szybszego wzrostu i wąs owija się wokół podpory. Związki hormonalne kontrolują również kształt i liczbę gałęzi u roślin. Auksyny produkowane w pąkach szczytowych pędów roślin są rozprowadzane w soku do innych części organizmu, gdzie mogą stłumić wzrost konkurencyjnych pędów bocznych. Jest to tak zwana dominacja wierzchołkowa. Im dalej od wierzchołka rośliny, tym wpływ auksyn jest słabszy. Każda część rośliny ma swój optymalny poziom auksyn określający prawidłowy wzorzec wzrostu. Kiedy pęd główny ulegnie złamaniu (albo po prostu będzie ścięty przez ogrodnika, aby roślina była bardziej gęsta i miała więcej gałęzi) poziom auksyn spada i ich hamujący wpływ na wzrost pędów bocznych i leżących poniżej szczytu pędu głównego ustaje. Pobudzone w ten sposób nowe pędy zaczynają produkować dużo swoich auksyn, co powoduje, że ustala się nowa hierarchia pędów.
Siła światła
Światło jako zasadniczy warunek fotosyntezy wpływa również na proces kwitnienia. Długość dnia i nocy ma wpływ na rośliny. Wiele gatunków roślin, które hodujemy w naszych ogrodach i domach pochodzi z okolic równika (długość dnia i nocy jest tam jednakowa), inne zostały sprowadzone z rejonów podbiegunowych, gdzie letnie dni i zimowe noce są bardzo długie. Ponieważ sezon wegetacyjny tych roślin ma miejsce wtedy, gdy
dni są długie, rośliny z rejonów podbiegunowych są określane jako rośliny dnia długiego, gdyż wymagają długiego dnia, aby prawidłowo zakwitnąć.
Przeniesienie roślin w inne szerokości geograficzne może więc wpłynąć na ich kwitnienie. Pomysłowy ogrodnik może wykorzystać to zjawisko i ciekawie zaplanować skład gatunkowy w swoim ogrodzie. Ostróżka ogrodowa jest rośliną dnia długiego, kwitnie ona na początku lata, gdy długość dnia się wydłuża, natomiast dalie to rośliny dnia krótkiego, rozkwitają gdy dzień się skraca, czyli pod koniec lata i na początku jesieni.
Zapylanie
Zapylanie jest bardzo ważnym procesem dla wszystkich roślin kwitnących. Natura wynalazła kilka intrygujących sposobów zapewniających jego skuteczność.
Rośliny, w przeciwieństwie do zwierząt, nie mogą aktywnie poszukiwać partnera do reprodukcji, dlatego zmuszone są wykorzystywać czynniki zewnętrzne, jak wiatr, owady, czy nawet wodę, do przenoszenia zarodników z jednej rośliny, bądź jej części, na drugą, by mogło dojść do wytworzenia nasion.
Zapylanie jest bardzo ważnym procesem, ponieważ pomaga w zachowaniu gatunku. A w wyniku zapylania krzyżowego - czyli przenoszenia zarodników na znamię innego kwiatu, znajdującego się na tej samej roślinie lub na innej roślinie tego samego gatunku - może przyczynić się do powstania odmian, które będą lepiej przystosowane do życia w określonych warunkach. Zapylanie odgrywa ważną rolę także z przyczyn ekonomicznych: na przykład ziarna fasoli, będące poszukiwanym artykułem spożywczym, nie utworzą się bez zapylenia kwiatów.
Wiatropylność
Wiatropylność, czyli zjawisko, w którym leciutki pyłek kwiatowy jest przenoszony przez wiatr, jest bardzo powszechne. Wiele drzew, jak dąb, jesion i sosna, są zapylane w ten sposób, podobnie jak ważne dla rolnictwa zboże - kukurydza. Jedne z najstarszych roślin świata - trawy - rozmnażają się przez wiatropylność.
Rośliny wiatropylne muszą produkować olbrzymie ilości zarodników, żeby zwiększyć szanse, że niektóre z nich trafią na znamię odpowiedniej rośliny. Właśnie dlatego drzewa i trawy w okresie pylenia tak bardzo szkodzą ludziom cierpiącym na katar sienny. Pyłek musi być na tyle lekki, aby unosił się w powietrzu, więc zarodniki są malutkie jak kurz. Jeśli potrząśnie się dojrzałe kotki orzechów czy kwitnące gałęzie drzewa iglastego, lub też kwitnącą trawę tymotkę, można zauważyć chmurę pyłku wzbijającą się w powietrze. Niektóre rośliny wiatropylne są wyposażone w małe pęcherzyki powietrza, które pomagają im unosić się w powietrzu.
Owadopylność
Kwiaty roślin zapylanych przez owady są zwykle bardzo kolorowe i najczęściej mają silny zapach. Jeśli pojedyncze kwiatki są małe, bywają ułożone w grona lub otoczone przez kolorowe liście, zwane przy listkami. Celem jest przywabienie owadów. „Kwiaty" poinsecji to w gruncie rzeczy barwne przylistki, których uroda ma zainteresować owady nie rzucającymi się w oczy kwiatami. Pyłek produkowany przez rośliny owadopylne składa się zazwyczaj z większych i nie tak gładkich zarodników, często też jest lepki. Chodzi o to, by łatwiej czepiał się owadów.
Proces adaptacji
Właśnie wśród roślin owadopylnych występują najbardziej fascynujące przykłady adaptacji -natura wymyśliła wiele pomysłowych urządzeń do wabienia owadów. Niektóre mają kwiaty otwarte, jak stokrotka czy jaskier, by zainteresować i wykorzystać niemal każdego przelatującego owada, czy to pszczołę, chrząszcza, mrówkę, czy nawet małe zwierzęta przedzierające się przez łąkę. Pyłek zostaje strząśnięty ze słupków na czekające na niego znamię albo przeniesiony ze zwierzęciem z jednej rośliny na drugą. Inne rośliny potrzebują do zapłodnienia określonych owadów. Łubin i słodki groszek, a także inni członkowie rodziny groszkowatych, są tak ukształtowane, żeby ciężar zwierzęcia przyginał „skrzydełka" kwiatu, odsłaniając wystające pręciki i znamię.
Są rośliny, których kwiaty są przystosowane do zapylenia przez długie trąbki owadów, takich jak ćmy i pszczoły. Na przykład owad siedzący na białej pokrzywie musi wcisnąć głowę do środka kwiatu, w celu zebrania nektaru znajdującego się u podstawy. W tym czasie pręciki lub znamiona, umieszczone wewnątrz górnych płatków, które mają kształt kaptura, zostają przyciśnięte do tyłu owada. U niektórych roślin zapylanie krzyżowe zapewniają zwieszające się bardziej na zewnątrz słupki. Dopiero po wysypaniu się całego pyłku znamię wydłuża się, aby to ono. a nie pręciki, miało bezpośredni kontakt z nadlatującymi owadami.
Chociaż owadopylność odgrywa podstawową rolę u roślin ozdobnych, w krajach tropikalnych i cieplejszych rejonach Australii i Ameryki Południowej występuje powszechnie zapylanie przez ptaki. Funkcję tę spełniają głównie kolibry i miodojady. które wielkością porównywalne są do trzmiela. Ptaki ssą nektar przez zamknięte dzioby, wykorzystując języki w charakterze swoistych tłoków.
Zapylanie przez wodę
To najmniej znana metoda zapylania. Jest ona niezwykle ważna dla kwitnących roślin wodnych, takich jak wodorosty, wyposażonych w pyłek w kształcie nitek, o ciężarze gatunkowym zbliżonym do ciężaru gatunkowego wody morskiej. Dzięki temu może się on z łatwością przemieszczać na dowolnej głębokości, aż zostanie złapany przez pierzaste znamiona.
Owoce i nasiona
Rośliny kwiatowe nie tylko produkują piękne kwiaty, ale również dostarczają nam owoców i nasion, którymi się odżywiamy. Jabłka, śliwki, pomidory, pszenica i inne zboża są podstawą diety zwierząt i ludzi na całym świecie.
Ze względu na piękno swoich kształtów i różnorodność barw kwiaty są zawsze miłym widokiem dla ludzi. Jednak ich podstawową funkcją nie jest zaspokojenie doznań estetycznych człowieka, lecz bardzo ważne zadanie polegające na zapewnieniu pomyślnego przebiegu zapylenia i umożliwieniu rozprzestrzeniania się nasion, a tym samym na utrzymaniu ciągłości istnienia roślin. Nasiona i owoce (w których znajdują się nasiona wielu roślin) są atrakcyjnym pożywieniem dla _ wielu ptaków i ssaków (także i ludzi), które zjadając je, przyczyniają się do rozprzestrzeniania się "5 roślin, czasami na bardzo duże odległości. *= Mięsista część owocu po zjedzeniu jest trawio- i na. ale twarde nasiona często przechodzą nietknięte przez układ pokarmowy zwierzęcia i wraz z kałem są wydalane gdzieś daleko w nowym miejscu. Wiele dębów i leszczyn wyrosło z orzechów i żołędzi zmagazynowanych w ziemi przez wiewiórki, które zapomniały o swoich zapasach i nie zjadły ich w zimie.
Rośliny wykorzystują wiele zmyślnych sposobów zapewnienia sobie rozprzestrzeniania się. Niektóre nasiona są opatrzone „spadochronami", które porywa wiatr i rozrzuca po dużym obszarze, inne mają haczyki, którymi przyczepiają się do sierści i piór zwierząt. Nasiona niektórych gatunków są otoczone strzelającymi wytworami, które po ich dotknięciu gwałtownie pękają i wyrzucają nasiona na dość znaczną odległość od rośliny macierzystej.
Owoce suche
Owoc jest strukturą powstałą po zapłodnieniu z zalążni i zawiera nasiono lub wiele nasion, które rozwijają się z zalążków. Nie wszystkie są tak soczyste jak jabłka czy gruszki. Istnieją również owoce suche. Botanicy dokonują klasyfikacji owoców, posługując się różnymi kryteriami, i dzielą je na kilka grup obejmujących wiele typów.
Owoce suche są dzielone na dwie grupy - pękające i niepękające. Owoce pękające to te, w których owocnia, będąca wytworem ścian zalążni, sama się otwiera i wysypuje nasiona (na przykład łuszczyna rzepaku), a owoce niepękające to takie, których owocnia pozostaje cały czas zamknięta. Przykładem owocu niepękającego jest orzech leszczyny, ziarniak pszenicy lub niełupka mniszka lekarskiego. Owoce niepękające mają nasiona, które otoczone są owocnią zaczynającą pękać dopiero wtedy, gdy zarodek zaczyna się rozwijać i kiełkuje.
Suche owoce niepękające
Niełupki są owocami zawierającymi w sobie tylko jedno nasiono. Jedna roślina, na przykład słonecznik lub mniszek, może wytwarzać wiele takich nie-łupek, które leżą obok siebie, a w każdej z nich znajduje się tylko jedno nasiono.
W niełupce pojedyncze nasiono jest otoczone suchą owocnią, która pęka tylko wtedy, gdy zaczyna się kiełkowanie. Słonecznik ma owoce w postaci niełupki, zebrane razem na dnie kwiatostanowym, które jest silnie skróconym, rozszerzonym i spłaszczonym fragmentem łodygi. Utrzymuje ono na sobie wszystkie kwiaty wchodzące w skład kwiatostanu, który my zwykle określamy błędnie kwiatem słonecznika.
Niektóre niełupki, szczególnie owoce roślin należących do rodziny złożonych, są opatrzone na szczycie wieńcem włosków lub szczecinek powstałych z przekształconego puchu kielichowego. Takie „spadochrony" możemy zauważyć u mniszka lekarskiego i służą one do lepszego rozsiewania za pośrednictwem wiatru.
Orzechy są podobne do niełupek, ale ich owocnia jest bardzo gruba i twarda, często zdrewniała. W orzechu, tak jak w niełupce, owocnia nie zrasta się z nasieniem, które też jest pojedyncze. Ziarniaki są formą owocu traw, do których należą takie zboża, jak pszenica, owies i kukurydza. Tutaj skó-rzasta owocnia zrasta się z łupiną nasienną pojedynczego nasienia.
Skrzydlak jest podobny do niełupki. Jednak w tym jednonasiennym owocu owocnia zamiast twardnieć, tak jak w niełupce. wydłuża się w spłaszczony i skrzydlasty wyrostek. Dobrze znaną formą takiego owocu jest skrzydlak jesionu, a także skrzydlak klonu, u którego dwa takie owoce są ze sobą połączone u nasady.
Suche owoce pękające
W suchych owocach pękających owocnia pęka i uwalnia dojrzałe nasiona. Jednym z najprostszych rodzajów suchych owoców pękających jest mieszek, który pękając z jednej strony, uwalnia jedno lub wiele nasion. Prawie wszystkie spośród najczęściej spotykanych suchych owoców pękaj ących mają kilka mieszków połączonych ze sobą. Delfinium i knieć błotna są przykładami roślin o takim układzie owoców.
Strąk zawiera kilka nasion i pęka od dołu po obu stronach, tak że dwie połówki owocni oddzielają się od siebie, co umożliwia wypadnięcie nasion. Dobrze znanymi przykładami tego typu owoców są strąki grochu, fasoli i bobu.
Suchym owocem pękającym wykazującym największą zmienność formy jest torebka, zawierająca w sobie kilka nasion i zwykle otwierająca się w różny sposób - wzdłuż, okrężnie lub poprzez powstanie w jej ścianie otworów, tak jak u maku. W kilku przypadkach w torebce może być tylko jedno nasiono, gdyż rozwój innych zostaje zahamowany, co widać u kasztanowca.
W rodzinie krzyżowych - Cruciferae - występuje inny typ suchego owocu pękającego - łuszczy-na. Jest to owoc pękający od nasady dwiema klapami, pomiędzy którymi istnieje tzw. fałszywa przegroda. Z każdej strony tej przegrody są umieszczone nasiona. Owoce tego rodzaju występują na przykład u rzepaku, gorczycy i tasznika.
Owoce soczyste
Owoce suche są ważnym składnikiem naszego pokarmu - przykładem niech będą pszenica, kukurydza lub fasola - jednakże to owoce soczyste, zwane też mięsistymi, mają bardziej zachęcający wygląd i lepiej smakują. Ogromna większość owoców soczystych posiada mięsisty miąższ, dzięki czemu wiemy od razu, z jakim owocem mamy do czynienia. Orzech kokosowy jest również klasyfikowany jako owoc mięsisty, jednak ma on wyjątkowy charakter, gdyż mezokarp, normalnie mięsista część pomiędzy zewnętrzną skórką a nasionem, jest włóknisty.
Orzech palmy kokosowej jest zaliczany do grupy owoców soczystych zwanych pestkowcami. Pestkowiec to owoc posiadający zewnętrzną skórkę (epikarp), środkową mięsistą warstwę (mezokarp) i wewnętrzną, twardą, zdrewniałą warstwę (endokarp), która tworzy pestkę otaczającą nasiono. Owoce pestkowe mają ogromne znaczenie handlowe. Zaliczamy do nich wiśnie, czereśnie, brzoskwinie, morele, mango, śliwki, migdały i orzechy włoskie, które, jak widać, nie są prawdziwymi orzechami w klasyfikacji botanicznej.
Inny typ owocu soczystego - jagoda - też jest utworzony z trzech warstw, ale tutaj endokarp, będący twardą pestką u pestkowców, jest mięsisty, dzięki czemu owoc może być zjadany w całości.
Wygląd jagód różnych gatunków roślin jest bardzo zróżnicowany. Istnieją jagody powstałe z zalążni kwiatów górnych - zalążnie w takim kwiecie są ulokowane poniżej pozostałych części kwiatu -a także jagody wytworzone z zalążni kwiatów dolnych, gdzie zalążnia jest wyniesiona nad płatki, działki i pręciki. Banany, czarne porzeczki, ogórki, arbuzy i granaty są jagodami pochodzącymi od zalążni kwiatów górnych. Jagodami powstającymi z zalążni kwiatów dolnych są na przykład winogrona i pomidory. Pomarańcza, grapefruit, cytryna to również, w sensie botanicznym, jagody.
Jabłko i gruszka są reprezentantami tak zwanych owoców szupinkowych, czyli tych, w których tworzeniu bierze udział nie tylko sama zalążnia, lecz również rozrośnięte dno kwiatowe. Skórka tych owoców i ich mięsista część są wytworem dna kwiatowego, a wewnętrzne łuski, które otaczają leżące w środku nasiona, rozwijają się z zalążni. Owoc zbiorowy powstaje z kilku zalążni (organów reprodukcyjnych) jednego wielosłupkowego kwiatu i jest w rzeczywistości zbiorem połączonych ze sobą owoców pojedynczych. Owoc delfinium jest zbiorem pojedynczych mieszków, a owoc róży jest zbiorem pojedynczych niełupek. Tak samo jak owoce delfinium i róży, owocami zbiorowymi są również owoce wielopestkowcowe malin i jeżyn, a także owoce wieloorzeszkowe truskawki i poziomki. Znane są także owoce wielojagodowe (spotykane u niektórych tropikalnych gatunków, np. u roślin z rodzaju Annona), a także wieloskrzyd-lakowe - owoce Ailanthus. W powstawaniu owoców zbiorowych istotną rolę spełnia dno kwiatowe, które rozrastając się, spaja razem poszczególne, często bardzo niewielkiej wielkości, owoce. Owo-costany to takie owoce, które powstają z istniejących na pędzie kwiatostanów, a nie z pojedynczych kwiatów. Ten rodzaj owocu nie jest częsty w świecie roślin. W wykształceniu się owocostanów, oprócz zalążni wielu kwiatów, biorą udział także dna kwiatowe, elementy okwiatu, oś kwiatostanowa i liście przykwiatowe.
Najlepiej znanymi takimi owocostanami są owoce ananasa i figi. Sześciokątne pola na powierzchni owocu ananasa wskazują ułożenie pojedynczych kwiatów, które po przekształceniu się utworzyły ten owocostan. W centrum owocu znajduje się nabrzmiała oś owocostanu. a bukiet liści na jego szczycie jest miejscem dalszego przebiegu pędu. Owoc figi powstaje z łodygi, na której jesi kwiatostan, a która to powiększa się i obrasta małe kwiaty. Później kwiaty żeńskie przekształcają się w małe pestki znajdowane w środku spożywanego przez nas owocu.
Zasoby pokarmowe
Tkanki budujące owoc zabezpieczają rozwijające się nasiona i pomagają roślinom w rozsiewaniu się gdy dojrzeją. Te soczyste,pożywne osłony nasior są ważnym źródłem pokarmu wielu gatunków zwierząt, także człowieka. Bardzo ważne jakc pokarm są także same nasiona. Są one przeciek niczym innym.jak niewielkimi kapsułkami zmagazynowanej energii.
Kukurydza i wiele innych zbóż, takich jak np pszenica i żyto, to rośliny przemysłowe. Ich ziarno jest wykorzystywane nie tylko jako pokarm, ale także jako surowiec do produkcji różnych substancji chemicznych, na przykład alkoholu. Stanowią one pokarm hodowanych przez nas zwierząt z nich też wyrabia się mąkę oraz znane wszystkirr płatki kukurydziane i owsiane. To co my zwykle nazywamy nasieniem zboża - ziarno - jest w istocie ziarniakiem, czyli owocem - po zapłodnieniu zalążnia przekształcająca się w perykarp zrasta się z łupiną nasienną - inaczej niż w przypadku ziarer grochu i fasoli, które są prawdziwymi nasionami Prawdziwe nasiona są także ważnym składnikieir diety. Fasola i groch są podstawowymi roślinam uprawnymi w wielu krajach.
Oleje
Zapasy pokarmu, w jaki wyposażają rośliny swoje zarodki w nasieniu, mają nie tylko postać cukrowców. Wiele nasion jest bogatych w tłuszcze o charakterze olejów. Nasiona roślin oleistych są prze; nas wykorzystywane do otrzymywania olejów używanych do wielorakich celów.
Pola rzepaku, żółto kwitnącej rośliny oleisto z rodziny krzyżowych, są częstym widokien w wielu miejscach świata, tak samo jak łany słoneczników, których nasiona dostarczają cennegc oleju konsumpcyjnego. Olej z oliwek, który jes powszechnie używany do robienia sałatek i smażenia, jest wyciskany z owoców drzewa oliwko wego, a olej rycynowy z nasion rącznika pospoli tego. Olej rycynowy był kiedyś szeroko używany jako środek przeczyszczający, a obecnie znajduje zastosowanie w przemyśle jako płyn urządzer hydraulicznych. Nasiona rącznika są trujące i produkowany z nich dla celów medycznych olej mus być otrzymywany w specjalny sposób.
Rośliny dwuliścienne
Spośród prawie trzystu tysięcy gatunków roślin okrytozalązko-wych przeważającą część stanowią rośliny dwuliścienne. Większość gatunków tej klasy roślin to rośliny zielne, które nie wytwarzają zdrewniałych pędów nadziemnych.
Dwuliścienne charakteryzują się posiadaniem zarodków o dwóch liścieniach - nazywanych tworami, albo pierwszymi liśćmi, które umożliwiają rozwój rośliny zaraz po wykiełko-waniu z nasiona. Rośliny jednoliścienne w swoich nasionach mają zarodki o jednym liścieniu. Liście-nie są tymi częściami zarodka, które dostarczają mu energii, koniecznej do rozpoczęcia kiełkowania. Energia ta pochodzi z rozkładu skrobi zgromadzonej w liścieniach. Ma to miejsce, zanim młoda roślinka stanie się zdolna do samodzielnego życia, czyli produkowania pokarmu po tym. jak się już ukorzeni i utworzy liście właściw e.
Do roślin dwuliściennych należą niektóre krzewy i drzewa, ale większość ich to gatunki zielne. Rośliny jednoliścienne to głównie trawy i liliowa-te. Dwuliścienne mają liście o nieregularnym, siatkowatym użytkowaniu, podczas gdy nerwacja liści roślin jednoliściennych jest równoległa. W iązki przewodzące w łodydze roślin dwuliściennych na
przekroju są ułożone pierścieniowato, a u roślin jednoliściennych są równomiernie rozproszone po całej łodydze. Nieomal wszystkie gatunki drzew liściastych na świecie to przedstawiciele klasy dwuliściennych. Do nich należy jedno z najwyższych drzew świata Eucalyptus amygdalina, osiągające wysokość ponad 100 metrów.
Na świecie występuje wiele gatunków różnych roślin. Różne są też sposoby ich klasyfikacji. Jednym z nich jest podział w oparciu o to, jak roślina rośnie i kiedy się rozmnaża - podział na rośliny jednoroczne, dwuletnie i wieloletnie. Dwuliścienne mają swych przedstawicieli we wszystkich tych trzech kategoriach.
Grupy roślin
Wiele gatunków pospolitych chwastów to rośliny jednoroczne, które kiełkują, rosną, kwitną, owocują i wydają nasiona w ciągu jednego tylko roku, w porze, która najlepiej im odpowiada ze względu na warunki pogodowe i środowiskowe. Jeżeli okres pomiędzy kiełkowaniem a owocowaniem trwa zaledwie kilka tygodni, to takie rośliny są nazywane roślinami krótkowiecznymi.
Rośliny dwuletnie to takie, których cały cykl życiowy trwa przez dwa lata. W pierwszym roku ukorzeniają się, produkują liście i wytwarzają zapasy, a w następnym owocują, wydają nasiona i giną.
Rośliny wieloletnie, po tym jak się ukorzenią, rosną i kwitną każdego roku. Jednakże proces ukorzeniania się i wzrostu może trwać bardzo długo, tak jak to ma miejsce u niektórych storczyków, takich na przykład jak obuwik, u których zanim roślina wytworzy pierwszy kwiat, musi wegetować w podłożu przez 16 lat.
Krzewy tym się różnią od drzew, że są roślinami mającymi wiele pędów, wśród których nie można wyróżnić pędu głównego. Cechą niektórych krzewów, na przykład żarnowca, jest to, że nagle giną po kilku latach wegetacji, w ciągu których wytworzyły wystarczająco dużą ilość nasion do przedłużenia gatunku. U niektórych gatunków górskich i niektórych bambusów rośliny w produkcję kwiatów, owoców i nasion wkładają tak dużo energii, że po wydaniu tylko jednej licznej partii nasion obumierają.
Z uwagi na posiadanie jednego lub dwóch liście-ni w zarodku rośliny okrytonasienne podzielono na dwie główne klasy. Budowa kwiatu z kolei jest przydatnym kryterium podziału różnych roślin na rodziny. Budowa kwiatu może być dość skomplikowana i często nie jest łatwo określić poszczególne jego elementy, ale zasadniczo kwiaty roślin składają się z czterech głównych części: zewnętrznych działek kielicha, wewnętrznych płatków korony, pręcików - elementów męskich i słupka -elementu żeńskiego. Pręciki są zwykle długie i cienkie. Składają się z nitki, która jest zakończona główką, w której znajdują się pylniki produkujące ziarna pyłku. Z ziaren pyłku powstają później plemniki - komórki płciowe męskie. Aparat żeński (słupek) składa się z trzech części. Są nimi znamię, szyjka i zalążnia, w której znajdują się zalążki. W obrębie zalążków powstają komórki rozrodcze żeńskie - komórki jajowe.
Zapylenie
Gdy woreczki pyłkowe pylników pękają, uwalniają one niezliczone ziarna pyłku, które są przenoszone na elementy żeńskie innych kwiatów. Przenosić je mogą zwierzęta lub wiatr. Ziarna pyłku są bardzo lekkie i łatwo unoszą się w powietrzu. Zwierzętami, które biorą udział w zapylaniu kwiatów, są głównie owady. Ziarna pyłku przyczepione do włosków na ich ciele są transportowane na inne kwiaty, gdzie opadają na lepkie znamię słupka i kiełkują. Kiedy gameta męska połączy się z komórką jajową w zalążku, następuje zapłodnienie. Zapylenie krzyżowe ma miejsce wtedy, gdy pyłek jednej rośliny opada na znamię słupka innej rośliny. Większość roślin unika samozapylenia, gdyż jest ono genetycznie niekorzystne.
Wiele gatunków roślin dwuliściennych jest zapylanych przez owady, które są przywabiane przez rośliny na różne sposoby. Zapach kwiatów działa na nie z dużej odległości, nawet z kilkuset metrów. Na przywabione zapachem owady działają następnie bodźce w postaci kolorów. Potem, tak jak to jest u wielu gatunków storczyków, działają bodźce dotykowe, gdyż kwiaty naśladują swym kształtem i fakturą wygląd samic wielu gatunków owadów. W związku z tym, kiedy samiec ląduje na kwiecie, staje się bardzo podekscytowany i stara się kopulować z kwiatem, a wtedy pyłek, który u tych storczyków występuje w workach pyłko
wych, przylepia się do ciała owada. Kiedy owad przeleci z pyłkiem do kolejnego storczyka i będzie się tam zachowywał podobnie, pyłek opadnie na elementy żeńskie i w ten sposób nastąpi zapylenie.
Rośliny zwabiające owady w celu zapylenia są nazywane gatunkami owadopylnymi, a rośliny, których pyłek jest przenoszony przez wiatr, są określane jako wiatropylne. Pomiędzy tymi dwoma grupami roślin występują zasadnicze różnice. Większość dwuliściennych to gatunki owadopylne, ale istnieją też gatunki, u których zapylenie przebiega przy zamkniętych kwiatach i ma charakter samozapylenia. Ten dziwny sposób, nazywany
klejstogamią, jest specjalnością niektórych fiołków. Kiedy „kwiat" się otwiera, jest on w istocie owocem, utworzonym z rzędów dojrzałych nasion. Korzyścią tego typu zapylenia jest krótki termin, w jakim roślina wytwarza nasiona. Jednakże większość roślin wytrwale unika samozapylenia poprzez zróżnicowanie pory dojrzewania pręcików i słupków - kiedy pręciki są dojrzałe, słupki są w trakcie rozwoju lub na odwrót. W tej sytuacji pyłek tej samej rośliny nie może skutecznie zapylić jej własnych elementów żeńskich.
Rośliny, które są owadopylne mają często kwiaty grzbieciste, co oznacza, że przez kwiat można przeprowadzić tylko jedną oś symetrii. Tak zbudowane kwiaty zwykle posiadają specjalne rejony, które są przystosowane budową do lądującego na nich owada. Barwa i kształt pomaga owadowi nakierować się na tę część kwiatu, która jest zbudowana z płatka lub zrośniętych płatków. W czasie lądowania owada pręciki pochylają się i wyrzucają na zwierzę pyłek, a sam owad w tym czasie gorliwie pobiera nektar, jaki oferuje mu „w nagrodę" roślina.
Są również gatunki roślin o kwiatach promienistych, przez które można przeprowadzić wiele ? osi symetrii. U dwuliściennych obserwuje się wielką różnorodność budowy kwiatów.
Znane dwuliścienne
Rodzina jaskrowatych liczy około 1500 gatunków roślin zielnych i krzewów. Wiele ich to gatunki powszechnie rosnące w ogrodach i na łąkach. Kilka gatunków, na przykład nagietki, występujące dziko w miejscach wilgotnych, dobrze też rosną w ogrodach. Kwiaty jaskrowatych posiadają pięć płatków i wiele pręcików. Rośliny te rosną również w lasach na niżu, tak jak na przykład przy-laszczka, ziarnopłon i zawilce, a powojniki zasiedlają europejskie lasy górskie. W ogrodach często uprawiane są zawilce i miłki.
Wiele gatunków roślin z tej rodziny to rośliny trujące, wytwarzające toksyny, które bronią je przed roślinożercami. Sok trującego tojada jest jedną
z najsilniejszych trucizn. W czasach historycznych była ona wielokrotnie używana przez skrytobójców, którzy wlewali ją swoim wrogom do wina.
Do rodziny grzybieniowatych należą gatunki tropikalne i rośliny rosnące w strefach umiarkowanych, często spotykane zarówno w naturze, jak i w ogrodach botanicznych. Lilie wodne, bo taka jest popularna nazwa tej rodziny, prawdopodobnie były jednymi z pierwszych dwuliściennych na Ziemi. Kwiaty tych roślin mają nie sprecyzowaną liczbę płatków. Gatunki tropikalne mają wielkie kwiaty osadzone na długiej łodyżce, która wystaje wysoko nad powierzchnię wody. Jest to przystosowanie zapobiegające zalaniu kwiatu przez wodę, gdyż w wyniku obfitych opadów deszczu poziom wody może ulec znacznemu podwyższeniu Europejskie gatunki są równie piękne, ale ich kwiaty nie mają długiej łodyżki, gdyż tu poziom lustn wody nie zmienia się tak bardzo jak w tropikach.
Jednym z najpiękniejszych gatunków lilii wodnych jest lotos, charakteryzujący się wspaniałym różowymi kwiatami. Jest on czczony przez buddystów, którzy wierzą, że Budda urodził się nz wielkim kwiecie lotosu. W Egipcie czczoną lilie wodną był gatunek Nymphaea caerulea, o czyn świadczą wizerunki tej rośliny na starożytnych płaskorzeźbach sprzed 3500 lat.
Inną rozpowszechnioną rodziną dwuliściennych są pierwiosnkowate, które liczą około 1000 gatunków. Rośliny te spotyka się głównie na półkuli północnej. Najlepiej znanymi gatunkami z tej rodzin) są
pierwiosnki (prymulki), cyklameny i tojeść Rosną one na łąkach, szczególnie w górskich rejonach, a niektóre z nich są także roślinami ogrodowymi i pospolitymi chwastami, jak np. kurzy ślad
Pierwiosnki wykształciły unikalny sposób zapylenia krzyżowego, poprzez produkowanie dwócl typów kwiatów. Jedne rośliny mają kwiaty o krótkiej szyjce i pręcikach leżących powyżej znamienia, a inne mają kwiaty długoszyjkowe, o pręcikach leżących poniżej znamienia. Zapylający je owad - trzmiel, motyl lub pszczoła - przenosi pyłek z jednego rodzaju kwiatu na drugi, gdyż pyłek gromadzi się w dwóch miejscach - na narządach gębowych i na głowie owada.
Rośliny wykorzystywane przez człowieka
Po to, aby zabezpieczyć się przed zwierzętami roślinożernymi i atakiem gąsienic, wiele roślin |wytwarza w swoich tkankach substancje trujące. Człowiek nauczył się użytkować gospodarczo wiele gatunków roślin, w tym również gatunki trujące. Ich toksyny są wykorzystywane do produkcji leków, a także służą jako materiał wyjściowy do produkcji różnorodnych substancji używanych w życiu codziennym.
Wiele zwierząt jest uzależnionych pokarmowo od roślin, a człowiek nie jest tutaj wyjątkiem. Dla .udzkości podstawowe znaczenie mają rośliny należące do traw - ryż, pszenica, żyto i trzcina cukrowa. Są one przedstawicielami klasy jednoliścien-nych. Jednakże rola roślin dwuliściennych jest też istotna. Należą do nich ziemniak, marchew, kapusta i wiele innych warzyw, a także krzewy i drzewa owocowe. Niektóre rośliny dwuliścienne są użytkowane jako pasza dla zwierząt hodowlanych lub stanowią źródło wielu substancji wykorzystywanych w medycynie. W rzędzie strączków ców są akacje - z których soku produkuje się gumę arabską i których używa się do ocieniania plantacji kawy, a także indygowiec barwierski i orzech ziemny. Należą do niego również fasola, groch, soja i koniczyna.
Strączkowce posiadają bardzo ciekawie zbudowane kwiaty, które wyglądają jak motyle, stąd też nazwa jednej z ich rodzin, najliczniejszej zresztą -Pcipilionaceae - motylkowe. Utworzona z płatków korona tych kwiatów ma charakterystyczną budowę i składa się z woreczka utworzonego z dwóch płatków dolnych, dwóch płatków bocznych (skrzydełek) i płatka górnego (żagielka). Do strączkow-ców zaliczana jest też wrażliwa mimoza, Mimosa pudica, której podwójne liście składają się po dotknięciu. Roślina ta, zwana inaczej czułkiem wstydliwym, jest ciekawostką w europejskich cieplarniach, natomiast w warunkach naturalnych jest często występującym chwastem, rosnącym na przykład na plantacjach orzechów kokosowych.
Jadalne dwuliścienne
Rodzina krzyżowych obejmuje około 3200 gatunków roślin, z których najlepiej znana jest kapusta ogrodowa Brassica oleracea. Gatunek ten w stanie dzikim rośnie do dziś na kredowych podłożach. Z niego, w drodze umiejętnej selekcji, która rozpoczęła się około 2000 lat temu, wyhodowano wiele różnych form. Odmianami tymi są, na przykład, kapusta brukselka, kapusta włoska i głowiasta, kapusta bezgłowa, kalarepa, kalafior, jarmuż i brokuł. Innymi gatunkami kapusty są rzepak Brassica napus i rzepa Brassica rapa.
Kwiaty wszystkich krzyżowych mają cztery płatki, cztery działki i cztery pręciki. Wiele roślin z tej rodziny to popularne gatunki ogrodowe, takie jak Arabis, Iberis i lak {Cheiranthus cheiń).
Do rodziny baldaszkowatych należy wiele użytecznych roślin zielnych, charakteryzujących się silnym, często ostrym, zapachem i smakiem. Dawni Rzymianie często przyprawiali potrawy z ryb koprem i do dzisiaj ta roślina jest używana do tego celu. Kolendra, pietruszka, kminek i seler to inni przedstawiciele tej grupy roślin. Cechą charakterystyczną tych gatunków jest posiadanie promienistych kwiatów o pięciu działkach kielicha i pięciu płatkach korony, oraz takiej samej liczbie pręcików. Kwiaty są zgrupowane w kwiatostanach tworzących baldach - stąd nazwa rodziny.
Rodzina psiankowatych liczy ponad 2000 gatunków roślin zielnych, krzewów i drzew. Do niej należy ziemniak - roślina, która w wielu krajach stanowi podstawowy składnik pożywienia. Około 2000 lat temu ziemniak zaczął być uprawiany w Ameryce Południowej, a do Europy został sprowadzony po odkryciu Nowego Świata. Szybko stał się jedną z najważniejszych upraw starego kontynentu. Na przykład, nieudane zbiory ziemniaka w 1845 roku stały się przyczyną klęski głodu w Irlandii. Liście ziemniaka, tak jak innych psiankowatych, są trujące.
Złożone
Kwiaty o nieregularnej budowie są typowe dla roślin z rodziny wargowych (jasnotawatych) i złożonych (astrowatych). Rodzina złożonych jest jedną z największych rodzin spośród roślin kwiatowych i liczy około dwudziestu tysięcy gatunków. Są wśród nich powszechnie znane słoneczniki, mniszek lekarski czy stokrotka. Ogrodnicy cenią sobie takie rośliny dekoracyjne jak astry, nagietki, chryzantemy, gerbery i pochodzące z Ameryki Północnej, łatwo dziczejące rudbekie, które spotyka się
nad brzegami europejskich rzek i strumieni. Kwiaty, a właściwie kwiatostany, roślin złożonych mają barwę najczęściej żółtą, jak u mniszka lekarskiego, lub białą, tak jak u stokrotek.
Rodzina wargowych liczy 3500 gatunków. Większość ich to rośliny zielne, ale spotykane są też gatunki krzewiaste. Kwiaty roślin z tej rodziny są grzbieciste, a taka budowa związana jest z ich owadopylnością. Trzy dolne płatki korony są ze sobą zrośnięte i tworzą lądowisko dla owadów - wargę dolną. Barwa kwiatów jest niebieska, biała, żółta, fioletowa lub różowa. Lawenda, macierzanka i rozmaryn to typowe gatunki zielne z tej rodziny, do której należą także liczne zioła lecznicze, jak na przykład mięta i melisa, oraz przyprawy, na przykład tymianek i majeranek.
Modyfikacje kwiatów
Rośliny wargowe mają łodygi czterokanciaste, tak jak niektóre rośliny z rodziny trędownikowatych, do której należą między innymi wyżliny i naparstnice. Kwiaty wyżlinów i naparstnic są jeszcze lepiej przystosowane do przyjmowania owadów. Ich płatki są zrośnięte i tworzą długą tubkę, w której znika całkowicie poszukujący nektaru trzmiel. Kiedy owad opuszcza tak zbudowany kwiat, jest cały pokryty pyłkiem.
Modyfikacja kwiatu zapylanego przez owady jest jeszcze bardziej widoczna w rodzinie lobelio-watych. Kilka gatunków północnoamerykańskich lobelii posiada bardzo długie, rurkowate kwiaty, których budowa jest przystosowana do zapylania przez kolibry.
Rośliny odporne na długotrwałą suszę nazywane są kserofitami. Wykazują one wiele interesujących przystosowań, na przykład mogą posiadać liście zredukowane, zwinięte lub nawet tymczasowe. Niektóre kserofity są także sukulen-tami, co oznacza, że mogą w swoich tkankach magazynować zapasy wody. Wiele roślin z tej grupy środowiskowej, na przykład kaktusy, to rośliny dwuliścienne.
Istnieje około 2000 znanych gatunków kaktusów i występują one głównie w obu Amerykach. Ponieważ rosną w środowisku pustynnym, nie posiadają zwyczajnych liści, które bardzo szybko traciłyby życiodajną wodę. Niektóre z nich zaraz po opadach deszczu mogą wytwarzać małe listki. Kiedy po paru dniach zaczyna się robić sucho, listki te są zrzucane. Powtarza się to przy każdym opadzie deszczu - jeśli pada pięć razy w roku, kaktus pięć razy produkuje nowe listki.
Gigantyczny kaktus karnegia, którego w Arizonie nazywają saguarro, dorasta do wysokości czternastu metrów. Posiada on fenomenalne zdolności pobierania wody w warunkach niezwykle rzadkich opadów deszczu, jakie panują na pustyni. Jego system korzeniowy rozchodzi się w promieniu nawet 31 metrów od pnia i sięga do głębokości 7,5 metra. W czasie opadów roślina ta może wchłonąć 757 litrów wody deszczowej, co starcza jej na cały rok.
Fotosynteza (produkcja substancji cukrowych, dzięki którym roślina utrzymuje się przy życiu, a które powstają dzięki działaniu światła na zielone części roślin) przebiega oczywiście również i u kaktusów, jednakże w przeciwieństwie do wielu innych roślin, u większości kaktusów barwniki fotosyntetycznie czynne występują nie w liściach, ale w łodydze. Większość gatunków z tej grupy posiada kolce, które są przekształconymi liśćmi.
Kwiaty kaktusów osadzone są na łodydze i mają regularny kształt. Pojawiają się one na bardzo krótko, czasami tylko na jeden dzień, i natychmiast przekwitają. Zwierzętami, które je zapylają są przede wszystkim ćmy, ptaki i nietoperze.
Kaktusy chwasty
Najbardziej rozpowszechnionym na świecie rodzajem kaktusów są pochodzące z Ameryki Południowej opuncje. Na początku kaktusy te introduko-wano na południu Europy, gdzie się szybko zaaklimatyzowały. Jednakże po sprowadzeniu ich do Australii, w 1839 roku, stały się one chwastem siejącym spustoszenie w naturalnym środowisku. Do 1925 roku opanowały obszar 24 milionów hektarów, porastając go nieprzebytym gąszczem, co uniemożliwiło wykorzystanie terenu jako pastwiska dla bydła i owiec.
Po wielu desperackich i bezowocnych próbach wyeliminowania kaktusów, znaleziono w końcu sposób rozwiązania problemu. Zastosowano biologiczną metodę kontroli ich liczebności, wypuszczając ćmę kaktusową, której gąsienice ochoczo zabrały się do pracy i przepuściły przez swe przewody pokarmowe biliony ton opuncji, uwalniając Australię od uciążliwych chwastów.
Jednoliścienne
Do podgromady roślin jednoliściennych należą zboża oraz rośliny wytwarzające takie owoce Jak ananasy, kokosy, banany i daktyle. Rośliny te mają w wielu krajach wielkie znaczenie gospodarcze i są tez bardzo ważnym składnikiem współczesnej flory świata.
Chociaż rośliny jednoliścienne stanowią zaledwie jedną piątą składu gatunkowego wszystkich roślin kwiatowych, to są bardzo ważnymi organizmami, które mają zasadniczy wpływ na naszą codzienność.
Najbardziej docenianą grupą jednoliściennych są trawy. Porastają one trawniki w naszych przydomowych ogródkach i parkach, a nasiona niektórych z nich są codziennie zjadane przez nas na śniadanie. Z ziarna zbóż, takich jak owies i kukurydza wyrabia się płatki śniadaniowe, a z pszenicy i żyta mąkę na chleb i bułki. Kiedy jemy banana, ananasa lub orzecha kokosowego, delektujemy się smakiem owoców roślin jednoliściennych. W* dodatku rośliny jednoliścienne nie są wyłącznie ważnym źródłem pokarmu. Dostarczają one też wielu ważnych surowców wykorzystywanych w przemyśle i są, co nie jest bez znaczenia, ozdobą naszych ogrodów i domów, gdyż niektóre z nich. na przykład egzotyczne storczyki i lilie, mają przepiękne kwiaty i kształty.
Od czasu, kiedy po raz pierwszy pojawiły się na Ziemi, czyli około 65 min lat temu. rośliny jednoliścienne ewoluowały w różnych kierunkach, które można określić, badając ich kwiaty. Jedna linia, reprezentowana przez storczyki, wykształciła niezmiernie wyszukane, wyspecjalizowane kwiaty, które muszą być zapylane przez owady. Inna linia, przykładem jej są trawy, ma kwiaty o bardzo prostej budowie, często pozbawione płatków lub działek. Są to rośliny wiatropylne.
Czym jest roślina jednoliścienna?
Rośliny jednoliścienne należą do roślin okrytonasiennych. Ich znajdujące się w nasieniu zarodki wykształcają tylko jeden liścień, w przeciwieństwie do zarodków roślin dwuliściennych, które mają dwa liścienie. Liścienie są pierwszymi liśćmi, które pojawiają się wtedy, gdy nasionko kiełkuje. Liście te nie przypominają zazwyczaj wyglądem liści osobnika dojrzałego, gdyż są magazynem zapasów pokarmu dla dzielącego się zarodka. Zarodek korzysta z tych zapasów od momentu kiełkowania nasiona do czasu, kiedy roślina wykształci liście, które będą przeprowadzały fotosyntezę i produkowały pokarm.
Pod mikroskopem
Zazwyczaj dość łatwo można rozpoznać dojrzałą roślinę jednoliścienną po kształcie jej liści. Rośliny dwuliścienne zwykle mają szerokie liście o unerwieniu drzewkowatym, natomiast liście jednoliściennych są długie, wąskie, nie mają podzielonej blaszki liściowej - np. liście cebuli lub narcyza -a ich nerwacja jest równoległa.
Kiedy patrzy się na przekrój poprzeczny przez łodygę rośliny jednoliściennej pod mikroskopem i porównuje widok z łodygą rośliny dwuliściennej, uwidaczniają się kolejne różnice. Wiązki przewodzące (zgrupowania tunelikowatych komórek transportujących wodę z solami mineralnymi i cukrowcami) są u roślin dwuliściennych rozmieszczone pierścieniowato i znajdują się blisko krawędzi łodygi, a u roślin jednoliściennych są rozrzucone po całej powierzchni w sposób dość równomierny. W obrębie korzenia rośliny jednoliściennej układ wiązek przewodzących ma jednakże bardziej uporządkowany charakter. W liściu rośliny jednoliściennej jest wiele wiązek, bo prawie każda wiązka przewodząca w łodydze dociera do liścia z osobna. To wyjaśnia, dlaczego jest ich tak wiele w łodydze.
U roślin dwuliściennych może mieć miejsce wtórny wzrost rośliny na grubość, co powoduje, że ich łodygi i korzenie są bardziej sztywne i twarde. Dzięki temu rośliny z tej podgromady mogą dochodzić do większych rozmiarów. Brak kambium (wąskiej warstwy dzielących się komórek w łodydze) oraz specyficzny układ wiązek przewodzących u roślin jednoliściennych oznacza, że ich łodygi nie mogą przyrastać na grubość. Dlatego większość roślin jednoliściennych stanowią niskie zioła i trawy.
Liliowce
Niektóre gatunki z rzędu liliowców, takie jak draceny i juki, charakteryzują się obecnością przyrostu wtórnego na grubość, tak jak rośliny dwuliścienne, i chociaż rzadko dochodzą do wielkich rozmiarów, czasami są zaskakująco wysokie. Najlepszym przykładem jest dracena właściwa Dracaena draco, której przedstawiciel rosnący w pobliżu Santa Cruz de Tenerife na Wyspach Kanaryjskich miał wysokość 21 metrów i w chwili, gdy został powalony przez wichurę w 1869 roku, jego wiek oceniano na około 6000 lat.
Palmy
Palmy są także roślinami jednoliściennymi i są jedną z dwóch rodzin w tej podgromadzie, do których należą głównie gatunki drzewiaste. Palmy mogą być bardzo wysokimi roślinami i mają wygląd drzew. Mimo że ich łodygi - kłodziny - są grube i twarde, to jednak nie ma w nich kambium odpowiadającego za przyrost na grubość. Powiększanie się obwodu pnia palmy jest jedynie wynikiem powiększania się rozmiarów już istniejących komórek, a nie przybywania nowych. Jeden gatunek rosnącej w Andach palmy woskowej (Ceroxyloń) osiąga wysokość 60 m. jednak większość palm nie przekracza połowy tej wysokości. Palmy (Palmae) są najważniejszymi drzewiastymi roślinami jednoliściennymi w tropikach. Jest ich około 2500 gatunków i są one źródłem pokarmu oraz osłoną dla żyjących w tych rejonach świata ludzi.
Wzrost
Kiedy nasionko palmy kiełkuje, sadzonka rośnie przez wiele lat dzięki podziałom stożka wzrostu znajdującego się na szczycie pędu. Mimo że łodyga wytwarza liście, roślina nie rośnie w górę aż do czasu, kiedy wierzchołek pędu osiągnie określoną szerokość (różną u różnych gatunków). Dopiero po osiągnięciu tego stadium zaczyna się wzrost na wysokość, który trwa kilka lat, a ustaje wzrost na grubość. W przeciwieństwie do roślin dwuliściennych, grubość rosnących później łodyg palm pozostaje już mniej więcej taka sama.
Mocna kłodzina
Wytrzymałość palm jest wynikiem specyficznej struktury twardych wiązek przewodzących, które są równomiernie upakowane na przekroju całej kłodziny. Szacuje się, że u palmy kokosowej (Cocos nucifera) w pniu o średnicy 30 centymetrów może być 18000 wiązek. Struktura łodygi jest wzmocniona włóknami, które biegną równolegle do wiązek. Kłodziny palm, z wyjątkiem rodzaju Hyph-aene, nigdy nie są rozgałęzione, natomiast ich liście są pierzasto podzielone.
Pandanowate (Pandanaceae) są także drzewiastymi jednoliściennymi. Kilka ich rodzajów występuje w Afryce, gdzie na niektórych obszarach są dominującym elementem flory, jednakże ich głównym miejscem występowania jest tropikalna Azja. Pandanowce mają rozgałęzione łodygi, na których są osadzone nie podzielone liście.
Kwiaty niektórych roślin jednoliściennych, takich jak trawy i turzyce, nie są okazałe, jednakże są w tej gromadzie gatunki, które wytwarzają jedne z najpiękniejszych kwiatów w całym świecie roślin. Storczykowate są najliczniejszą, lub przynajmniej drugą, pod względem liczebności gatunków, rodziną roślin kwiatowych. Większość z nich wegetuje w tropikach, które nie są wystarczająco dobrze poznane pod względem florystycznym i z tego względu prawdopodobnie istnieje jeszcze wiele gatunków z rodziny storczykowatych, które nie zostały naukowo opisane. Z tego wynikają rozbieżne szacunki, co do liczby gatunków w tej rodzinie. Większość storczyków rośnie w lasach deszczowych oraz na obszarach, gdzie klimat jest wilgotny i gorący. Rośliny te mają różny wygląd i wielkość, jednak większość z nich ma piękne kwiaty. Storczyki występują także w Europie, a nawet na obszarach arktycznych. Wiele gatunków tych roślin wytwarza kwiaty, które wyglądem są podobne do owadów je zapylających, takich jak trzmiele i muchy. Taki wygląd myli owady, które próbują nawet kopulować z kwiatami, biorąc je za przedstawicieli odmiennej płci swego gatunku.
Powietrzne rośliny
Niektóre gatunki z rodziny ananasowatych. na przykład echmea wstęgowata, rosną nad ziemią, są więc epifitami. Najczęściej osiedlają się na innych roślinach, które służą im za podporę. Pobierają one wodę i składniki pokarmowe z opadów oraz rozkładających się resztek organicznych zalegających w szczelinach kory, tak więc nie potrzebują gleby do swej wegetacji. Z tego powodu są nazywane roślinami powietrznymi. Ich kwiaty nie są okazałe, są natomiast otoczone barwnymi liśćmi, zw anymi przykwiatkami. Liście formują czarkę, w której gromadzi się woda. bezkręgow ce i inne cząstki organiczne, które rozkładając się. dostarczają roślinie substancji pokarmowych.
Do tropikalnych gatunków roślin jednoliściennych posiadających wspaniałe kwiaty należy stre-licja, a oprócz niej wiele roślin z rodziny liliowa-tych. Są one sadzone w przydomowych ogrodach i należą do najpopularniejszych roślin ozdobnych.
Chociaż kwiaty roślin jednoliściennych znacznie różnią się wyglądem, mają jedną cechę wspólną: są one trójkrotne, to znaczy mają 3 płatki, trzy działki i trzy pręciki lub wielokrotność tej liczby.
Niektórzy przedstawiciele
Oprócz lilii, do rodziny liliowatych należą tak popularne rośliny, jak hiacynty i tulipany. Inną dużą grupą jest rodzina amarylkowatych (Amaryllida-ceae), do której zalicza się przebiśniegi i narcyzy. Do rodziny kosaćcowatych (Iridaceae) należą krokusy, frezje, kosaćce (irysy) i mieczyki.
Większość gatunków w rodzinie liliowatych to rośliny wieloletnie. Mogą one przetrwać okresy zimna lub suszy, bo wtedy znajdują się w stanie spoczynkowym, nie posiadając liści i łodyg. Aby żyć w ten sposób, wykształciły organy spichrzowe, takie jak bulwy lub specjalne korzenie, które magazynują substancje pokarmowe potrzebne do rozpoczęcia szybkiego wzrostu, kiedy nadejdą sprzyjające warunki.
Palmy są często hodowane jako rośliny dekoracyjne. Nie wszystkie rośliny jednoliścienne mają liście, takie jak u palm i traw. Niektóre gatunki posiadają liście o szerokiej blaszce liściowej i na pierwszy rzut oka wyglądają jakby należały one do podgromady dwuliściennych. Przykładem takich roślin jest rodzina marantowatych (Marantaceae), do której należy wiele interesujących gatunków, a wiele z nich to rośliny doniczkowe. Maranta dwu-barwna {Maranta bicolor), która na noc składa liście, jest znaną rośliną ozdobną, mającą wiele odmian barwnych, otrzymanych w drodze selekcji.
Innymi roślinami ozdobnymi z tej rodziny są dwa gatunki kalatei - Calathea makoyana i Ca-lathea lancifolia. Liście pierwszej z nich są owalne i mają srebrzysty odcień, a drugiej wydłużone, z ciemniejszymi plamami.
Większość dracen ma liście wydłużone o typowym dla jednoliściennych wyglądzie. Są jednakże w tej grupie gatunki, których liście są szerokie. Jednym z nich jest Dracena godseffiana o liściach żółto nakrapianych, kształtem przypominających liście laurowe.
Drzewa palmowe dostarczają nam wielu owoców i surowców roślinnych. W północnej Afryce i Indiach od wielu stuleci ważnym elementem diety są daktyle, wytwarzane przez palmę daktylową. Powszechnie znane są orzechy kokosowe będące owocami palmy kokosowej.
Owocowanie palm może być bardzo obfite. Uprawiana na plantacjach na Sri Lance, ale nie rosnąca dziko, palma Corypha umbraculifera kwitnie tylko raz, kiedy roślina ma mniej więcej 50-70 lat. Potem ginie. Nie jest to jednak zaskakujące zważywszy okoliczność, że jej kwiatostan (układ kwiatów na łodydze) może mieć 6 m wysokości i 10 metrów średnicy. Pół miliona owoców, które powstają z pół miliona kwiatów, przeciąża roślinę i pochłania wszystkie substancje pokarmowe.
Inne gatunki roślin jednoliściennych także wytwarzają jadalne owoce, a najbardziej znanymi z nich są bananowce (Musa sp.).
Największe znaczenie ekonomiczne ze wszystkich jednoliściennych mają dla ludzi gatunki roślin z rodziny traw (Graminaceae). Są zjadane przez nas w formie ziarna lub mąki, a także stanowią podstawę wyżywienia zwierząt hodowlanych (trawa dla bydła i owiec, a nasiona kukurydzy i innych zbóż dla drobiu oraz trzody chlewnej). Na całym świecie ludzie uprawiają zboża. Pszenica, żyto, owies, jęczmień, kukurydza i ryż stanowią podstawę wyżywienia ludzkości. Proso jest sprzedawane w Europie jako pokarm dla ptaków, jednak w krajach strefy tropikalnej i subtropikalnej jest to zboże uprawiane jako pokarm dla ludzi. Podobnie jest z wieloma innymi gatunkami traw, które są roślinami ozdobnymi w jednych krajach, a w innych są cennymi roślinami paszowymi dla zwierząt. Przykładem mogą być trawy pampasowe.
Źródłem cukru może być wiele roślin uprawnych, między innymi buraki cukrowe, jednakże rośliną o największym znaczeniu w przemyśle cukrowym jest trzcina cukrowa (Saccharum officina-rum). Cukier jest pozyskiwany z soczystego miękiszu, znajdującego się w długich i grubych łodygach.
Bambusy to także trawy - często uważane za najbardziej prymitywne gatunki - jednak w przeciwieństwie do pozostałych przedstawicieli rodziny traw, łodygi większości bambusów są silnie zdrewniałe. Kilka ich gatunków może osiągać wysokość do 30 m i mieć łodygę o średnicy 20 cm.
Pnącza
Piękne lilie z rodzaju Gloriosa znalazły sposób dotarcia do światła i przestrzeni życiowej, wykształcając wąsy na końcach swoich liści, za pomocą których przytwierdzają się do podłoża. Są więc one pnączami. Gatunki pnące są rzadkie wśród roślin jednoliściennych. Wyjątkiem są tu przedstawiciele rodziny Dioscoreaceae lub Araceae, np. monstera. Większość jednoliściennych pnączy żyje w tropikach i na obszarach o ciepłym klimacie, jednak i w Europie można je napotkać. Należy do nich Tamnus communis, który czasami porasta brytyjskie żywopłoty. Ważną grupą z cieplejszych rejonów świata są gatunki z rodzaju Dioscorea, czyli ignamy (inna nazwa - jamsy). Ich bulwy są jadalne, w wielu krajach po ugotowaniu lub upieczeniu stanowią główne źródło węglowodanów.
Rośliny pasożytnicze i pnącza
Większość gatunków rosili to istoty samoiywne, jednakie są wśród nich i takiey które muszą korzystać z substancji wytworzonych przez inne organizmy. Pnącza, aby dotrzeć do światła, wykorzystują jako podporę takie inne gatunki roślin Jednaki? one nie zniewalają swych gospodarzy i nie korzystają z ich zasobów energii.
Większość roślin sama produkuje sobie pokarm i dzięki temu są one samożywne. Pasożyty korzystają z energii wyprodukowanej przez inne gatunki, a pnącza wykorzystują je jako podporę, gdy rosną w stronę światła. W różny sposób pasożyty i pnącza wykształciły w drodze ewolucji sposoby wykorzystywania innych gatunków do zapewnienia sobie egzystencji.
Rośliny pasożytnicze
Rośliny pasożytnicze są stosunkowo rzadkie wśród tak zwanych roślin wyższych, czyli roślin kwiatowych. Jednym z najbardziej znanych gatunków jest jemioła, która rośnie na jabłoniach i topolach. Wiele gatunków pasożytniczych roślin czerpie wszystkie konieczne substancje z organizmu gospodarza. Inne, na przykład jemioła, mają zielone liście i same vą w stanie produkować pokarm. Gatunki zupełnie zależne od roślin żywicielskich. na przykład kanianki (Cuscuta sp.), są pozbawione chlorofilu i polegają całkowicie na pokarmie wytworzonym przez roślinę, na której żyją. gdyż nie są w stanie przeprowadzać fotosyntez).
Pasożyty częściowe, na przykład jemioła, najprawdopodobniej nie wyrządzają wielkiej szkody żywicielom, natomiast pasożyt) całkowite, takie jak kanianki, sto procent pokarmu pobierają od gospodarza i stąd też mogą być przyczyną wielkich szkód w uprawach.
Rośliny pasożytnicze uzyskują wodę i pokarm z ciała gospodarza za pomocą specjalnych organów zwanych haustoriami (ssaw ki |. które działają jak kotwice i wrastają w system tkanki przewodzącej gospodarza, przylegając do naczyń i cewek, którymi jest transportowana woda.
Pasożyty całkowite zazwyczaj mają w stopniu minimalnym wykształcone organy zewnętrzne: pasożyty korzeniowe mogą na przykład mieć bardzo małe łodygi i niewielkie, łuskowate liście, ale za to bardzo dobrze wykształcone kwiaty. Kwiaty są najważniejszymi organami pasożytów jednorocznych, ponieważ zapewniają powstawanie nasion i ich rozsiewanie się. Takimi jednorocznymi roślinami pasożytniczymi są kanianki.
Kanianki
Kanianki prowadzą samodzielny tryb życia bardzo krótko i ma to miejsce tylko wtedy, kiedy nasion-ko wykiełkuje. Jeżeli sadzonka nie znajdzie się w pobliżu rośliny żywicielskiej, bardzo szybko obumiera, toteż aby zwiększyły się jej szanse na przetrwanie, nasiona kanianek kiełkują późną wiosną, kiedy większość roślin, będących ich potencjalnymi gospodarzami, już wytworzyła nowe pędy.
Gdy nasionko natrafi na odpowiedniego gospodarza, pasożyt zaczyna się rozrastać i owija się wokół łodygi żywiciela. Haustoria kanianki wrastają w epidermę gospodarza i czerpią wodę oraz substancje pokarmowe. Kiedy młody pasożyt już zadomowi się na roślinie żywicielskiej, jego łączność z glebą ulega przerwaniu i od tej pory jest całkowicie zależny od gospodarza.
Pasożyty korzeniowe
Nie wszystkie gatunki roślin pasożytniczych przytwierdzają się do łodyg. Niektóre, takie jak zaraza (Orobanche) i łuskiewnik (Lathraea),występujące w lasach i zaroślach, przyczepiają się do korzeni drzew i krzewów. Jedynymi normalnie widocznymi organami tych roślin są kwiaty, które muszą się przebić przez glebę, aby zakwitnąć.
Nasiona pasożytów korzeniowych kiełkują tylko wtedy, gdy znajdą się w pobliżu odpowiednich gatunków roślin żywicielskich. Ich bliskość sprawia, że ssawki pasożytów szybko łączą się z korzeniami gospodarzy. Niektóre gatunki pasożytów korzeniowych wytwarzają jedne z największych na świecie kwiatów. Należy do nich tropikalna Rafflesia arnoldii o kwiatach wielkości jednego metra. Ogromny kwiat chowa pod sobą całą resztę ciała tego pasożyta korzeniowego, którego łodyga, liście i korzenie są zredukowane do postaci cienkiej, bezbarwnej strzępki, zagłębionej w tkankach rośliny żywicielskiej. Ponieważ pasożyt nie wytwarza skomplikowanych struktur, takich jak łodyga i liście, większość pochłoniętej z ciała żywiciela energii jest wydatkowana na produkcję nasion.
Jemioła jest pasożytem częściowym, ponieważ mązielone liście, które są zdolne do syntetyzowania węglowodanów. Nie posiada ona jednakże normalnych korzeni, tak więc za pomocą haustoriów przytwierdza się do rośliny żywicielskiej i nimi czerpie z niej wodę wraz z solami mineralnymi. Oprócz jemioły w Polsce możemy napotkać także inne rośliny częściowo pasożytnicze, jakimi są sze-lężniki (Rhinanthus). Korzenie tych roślin wnikają do korzeni traw, z których czerpią różnorodne substancje odżywcze. Gatunki takie jak na przykład świetlik (Euphrasia) i pszeniec (Melampy-rurri) to także rośliny półpasożytnicze. Należą one do rodziny trędownikowatych.
Wybiórczość gospodarza
Wiele roślin pasożytniczych ma określone gatunki roślin żywicielskich. Jemioła preferuje jabłonie, topole, dęby i głogi, jednakże jej różne szczepy są bardziej przystosowane do przebywania na określonym typie drzewa. Jeżeli chcemy więc, aby jakaś jemioła zaczęła rosnąć na jabłoni, weźmy nasiona od osobnika, który pasożytuje na tym drzewie, a nie na innym.
Kanianka pospolita (Cuscuta europaea) jest spotykana zwykle na pokrzywie (Urtica dioica) i na chmielu (Humulus), a rzadko na innych gatunkach, natomiast inny gatunek kanianki - Cuscuta epithymum - jest związany z kolcolistem (Ulex) i wrzosem (Calluna).
Zarazy są bardzo wybiórcze pod względem roślin mających być ich gospodarzami: zaraza purpurowa (Orobanche purpiirea) rośnie tylko na krwawniku pospolitym (Achillea millefolium) i kilku innych gatunkach z rodziny złożonych (Com-positae). Zaraza błękitnawa {Orobanche coeru-lescens) jest pasożytem korzeni bylicy polnej (Artemisia campestńs).
Łuskiewnik różowy {Lathraea sąuamaria) jest mniej wymagający i pasożytuje na korzeniach wielu gatunków drzew i krzewów, na przykład na leszczynie, świerkach i wiązach.
Rośliny pasożytnicze przedstawiają znikomą wartość dla człowieka. W wielu krajach Europy w okresie Bożego Narodzenia zrywa się jemiołę i przyozdabia nią wnętrza domów, stąd też ta roślina jest tam pozyskiwana w celach komercyjnych. Niektóre gatunki roślin pasożytniczych mogą powodować straty w uprawach.
Pnącza
Dla wielu gatunków pnączy inne rośliny służą wyłącznie jako podpora, a niejako rośliny, z których pobierają substancje konieczne do swego wzrostu. Pnącza nie są więc pasożytami i w procesie fotosyntezy same produkują sobie węglowodany. Zdolność wspinania się stwarza im możliwość dotarcia do światła i unikania cienia innych roślin oraz wiąże się też często z większymi możliwościami rozsiewania się nasion przez wiatr. Pnącza mogą dzięki swej naturze ukorzeniać się też w miejscach cienistych, gdzie inne rośliny przegrywają walkę o dostęp do światła z silniejszymi gatunkami. Rośliny pnące są bardziej częste w tropikalnych lasach deszczowych, w których, w porównaniu z innymi typami lasów, jest o wiele ciemniej. Mogą one
dochodzić do znacznej długości i nie muszą przy tym wytwarzać mocnych i wyszukanych organów, jak te rośliny, które są ich oparciem, czyli krzewy i drzewa. Stąd też pnącza tracą o wiele mniej energii, aby móc dotrzeć do życiodajnego światła.
Zdolność do takiego trybu życia ma jednak i swoje minusy, gdyż u tak długich roślin o cienkich łodygach jest utrudniony transport wody od ziemi do najwyższych części pędu. Z tego powodu średnica naczyń transportujących wodę u pnączy jest w porównaniu z innymi roślinami bardzo duża, co zmniejsza opór przepływu wody. wywołanego przez parcie korzeniowe i siłę ssącą liści.
Wyglądające jak sznury łodygi pnączy z tropikalnych lasów (liany) pną się w górę, gdzie docierają do wierzchołków najwyższych drzew, aby po tym znowu schodzić w dół i wspinać się w górę po następnej roślinie. W wyjątkowych przypadkach długość lian może dochodzić do kilkuset metrów. W wyniku trudności związanych z transportem wody na takie odległości łodygi lian zbudowane są głównie z tkanki przewodzącej z małym udziałem tkanki wzmacniającej. Dzięki temu przez łodygę może płynąć bardzo dużo wody i gdy się ją przetnie, w krótkim czasie można napełnić kubek wyciekającym z niej płynem.
Sposoby przytwierdzania się pnączy do podłoża są rozmaite i zadziwiające. Rośliny te wykształciły wiele metod, aby osiągnąć ten sam cel.
Rośliny czepiające się
Najprostsze pnącza rosną w górę, czepiając się innych roślin. Przytulią czepna (Galium aparine), która rośnie w niższych częściach żywopłotów i jeżyna (Rubus fruticosus) po prostu mają długie łodygi opatrzone zakrzywionymi włoskami (w przypadku jeżyny cierniami), które są haczykowato zagięte i które zaczepiają się o podłoże.
Wąsy czepne
Wiele gatunków pnączy wykształciło wąsy czepne, które są bardziej pewnym sposobem przytrzymywania się podłoża. Wąsy czepne są przekształconymi organami, są one wydłużone i nitkowate. Wiele rodzajów wąsów czepnych to przekształcone liście. Są one wrażliwe na dotyk i owijają się dookoła przedmiotu, z którym wchodzą w kontakt. Tego rodzaju modyfikacje liści powodują zmniejszenie się powierzchni mogącej brać udział w procesie fotosyntezy, niezbędnym dla funkcjonowania rośliny, stąd też u niektórych gatunków następuje rozrost przylistków (liściowatych struktur występujących u nasady ogonka liściowego), które przejmują zadania po zmodyfikowanych liściach.
Powojnik wykształca inny typ wąsów czepnych. W wąs czepny nie przekształca się u niego blaszka liściowa, lecz ogonek liściowy.
Nie wszystkie typy wąsów czepnych są przekształconymi częściami liści. Niektóre ich rodzaje wyrastają bezpośrednio z łodygi i są przekształconymi pędami. Męczennica modra {Passiflora coeruiea) i wmobluszcż japoński (Parthenocissus tricuspidata) są przykładami gatunków mających wąsy pochodzenia pędowego. Wmobluszcż ma na wąsach małe przylgi, za pomocą których przytwierdza się do płaskiego podłoża, jakim może być na przykład gładki mur.
Wąsy czepne wykazują właściwości haptotro-piczne, to znaczy reagują na dotyk. Jeżeli koniuszek wąsa jest w kontakcie z jakimś obiektem (szczególnie takim o szorstkiej powierzchni), owija się w kierunku pobudzonej strony. Kiedy się zaczyna zginać, coraz większa powierzchnia wąsa jest pobudzana i wtedy owija się on do czasu, gdy całkowicie otoczy dotykający go obiekt.
Zwykle nasada wąsa zwija się w sprężynę nawet wtedy, kiedy nie jest ona w bezpośrednim kontakcie z podporą. Taki jej kształt zapobiega nagłemu uszkodzeniu wąsa.
Owijanie się
Wiele pnączy zamiast wykształcać specjalne struktury, dzięki którym przytwierdzają sk do podpory, po prostu rośnie w górę owijając się wokół podłoża. Krótko po tym jak nasiona roślin tego typu kiełkują, szczyt pędu zaczyna rosnąć i wykonywać ruchy spiralne. Kiedy wejdzie w kontakt z obiektem mogącym być odpowiednią podporą, natychmiast owija się dookoła niego. Rosnąc w górę, szczyt pędu dalej owija się wokół podpory i dzięki temu cała roślina pewnie sie do niej przytwierdza. Pnączami tego rodzaju są na przykład powój polny (Convolvulus awensis) i większość gatunków wiciokrzewów (Lonicera).
Na okrężny charakter ruchu szczytu pędu ma wpływ grawitacja, o czym można się przekonać robiąc proste doświadczenie. Po odwróceniu „do góry nogami" owiniętej wokół podpory rośliny, na przykład powoju, jej dwa albo trzy ostatnie zwoje odwiną się i wyprostują, zanim pędy nie zaczną rosnąć znowu w górę, czyli w normalnym dla rośliny kierunku. Kierunek skrętu pędu dla większości pnączy należących do tej samej grupy systematycznej jest zawsze jednakowy. Na przykład wszystkie wiciokrzewy rosną, zwijając pęd zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara. W rodzaju Wisteria jest jednak inaczej - Wisteria flori-bunda rośnie w sposób prawoskrętny. a Wisteria sinensis w sposób lewoskrętny.
Korzenie czepne
Niektóre gatunki roślin, szczególnie bluszcz, posiada korzenie czepne, którymi może przytwierdzać się do kory drzew a nawet do bardzo gładkiego podłoża. Bluszcz i podobne do niego gatunki pnączy płożą się po ziemi, dopóki nie natrafią na jakiś obie a, mogący służyć jako podpora. Kiedy to nastąpi, roślina zaczyna rosnąć pionowo, dzięki temu. że ^yczepia się do oparcia specjalnymi koizemami cbwytnymi. Bluszcze są gatunkami cie-niolubnyrni, toteż dla nich wzrost w kierunku światła ma mniejsze znaczenie.
Pnącza ogrodowe
Rośliny pnące są bardzo popularne wśród ogrodników i miłośników działek, gdyż mają efektowny wygląd i mogą być sadzone w miejscach, gdzie inne rośliny nie byłyby w stanie przetrwać. Dzięki pnączom można także tworzyć atrakcyjnie wyglądające zielone ścian\ i pergole. Niektóre gatunki roślin pnących są wykorzystywane gospodarczo nie tylko w ogrodnictwie. Z owoców winorośli właściwej (Vitis vinifera) wytwarza się wina, a dzięki szyszkom chmielu (Humulus lupuluś) możemy delektować się gorzkim smakiem piwa.
Owijanie się
Wiele pnączy zamiast wykształcać specjalne struktury, dzięki którym przytwierdzają sk do podpory, po prostu rośnie w górę owijając się wokół podłoża. Krótko po tym jak nasiona roślin tego typu kiełkują, szczyt pędu zaczyna rosnąć i wykonywać ruchy spiralne. Kiedy wejdzie w kontakt z obiektem mogącym być odpowiednią podporą, natychmiast owija się dookoła niego. Rosnąc w górę, szczyt pędu dalej owija się wokół podpory i dzięki temu cała roślina pewnie sie do niej przytwierdza. Pnączami tego rodzaju są na przykład powój polny (Convolvulus awensis) i większość gatunków wiciokrzewów (Lonicera).
Na okrężny charakter ruchu szczytu pędu ma wpływ grawitacja, o czym można się przekonać robiąc proste doświadczenie. Po odwróceniu „do góry nogami" owiniętej wokół podpory rośliny, na przykład powoju, jej dwa albo trzy ostatnie zwoje odwiną się i wyprostują, zanim pędy nie zaczną rosnąć znowu w górę, czyli w normalnym dla rośliny kierunku. Kierunek skrętu pędu dla większości pnączy należących do tej samej grupy systematycznej jest zawsze jednakowy. Na przykład wszystkie wiciokrzewy rosną, zwijając pęd zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara. W rodzaju Wisteria jest jednak inaczej - Wisteria flori-bunda rośnie w sposób prawoskrętny. a Wisteria sinensis w sposób lewoskrętny.
Korzenie czepne
Niektóre gatunki roślin, szczególnie bluszcz, posiada korzenie czepne, którymi może przytwierdzać się do kory drzew a nawet do bardzo gładkiego podłoża. Bluszcz i podobne do niego gatunki pnączy płożą się po ziemi, dopóki nie natrafią na jakiś obie a, mogący służyć jako podpora. Kiedy to nastąpi, roślina zaczyna rosnąć pionowo, dzięki temu. że ^yczepia się do oparcia specjalnymi koizemami cbwytnymi. Bluszcze są gatunkami cie-niolubnyrni, toteż dla nich wzrost w kierunku światła ma mniejsze znaczenie.
Pnącza ogrodowe
Rośliny pnące są bardzo popularne wśród ogrodników i miłośników działek, gdyż mają efektowny wygląd i mogą być sadzone w miejscach, gdzie inne rośliny nie byłyby w stanie przetrwać. Dzięki pnączom można także tworzyć atrakcyjnie wyglądające zielone ścian\ i pergole. Niektóre gatunki roślin pnących są wykorzystywane gospodarczo nie tylko w ogrodnictwie. Z owoców winorośli właściwej (Vitis vinifera) wytwarza się wina, a dzięki szyszkom chmielu (Humulus lupuluś) możemy delektować się gorzkim smakiem piwa.
Takie odkrycia, jak ten odcisk skalny liści miłorzębu, ułatwiają naukowcom zbadanie ewolucji świata roślinnego.
Miłorząb | jest rośliną | nagonasienną. Ma trójkątne, wachlarzowate liście, jest drzewem, którego wysokość może przekraczać 30 metrów
Sagowce są matymi tropikalnymi roślinami drzewiastymi. Wyglądem przypominają palmy, jednak rozmnażają się inaczej, gdyż należą do nagonasiennych. Większość sagowców tworzy szyszki otoczone liśćmi.
U zielenic, do których należą te żyjące na kamieniach strumieni glony, zielony barwnik, chlorofil, nie jest maskowany obecnością barwników o innych kolorach.
Wątrobowce przypominają glony, żyją jednak na lądzie. W warstwie zewnętrznej znajdują się komórki zabezpieczające przed utratą wody.
U niektórych skrzypów występują dwa rodzaje pędów -pędy generatywne (na zdjęciu), które nie są zielone i nie przeprowadzają fotosyntezy, i pędy asymila-cyjne, o zielonej barwie i pojawiające się po zaniku pędów generatywnych.
Sporofity mchów rosną pionowo. Wyrastają z zielonych gametofitów, które są przytwierdzone do podłoża chwytnikami.
Dzisiaj paprocie nie są tak licznie reprezentowane jak kiedyś, gdy należały do pierwszych roślin lądowych. Było to około 400 milionów lat temu.
Ten grzyb nie zawiera chlorofilu, a więc nie potrafi sam wyprodukować pożywienia. Jest saprofitem - to znaczy pobiera składniki pokarmowe z martwych organizmów żywych, jak ten zwalony dąb. Inne grzyby są pasożytami - to znaczy pobierają składniki odżywcze z żyjących organizmów
Te kwiaty jednoli-ścienne różnią się od wieloliściennych swoimi okazałymi liśćmi, przez które przebiegają równoległe żyłki. Wieloliścienne mają żyłki rozgałęzione, przebiegające poprzecznie.
Początkowo życie na naszej planecie rozwijato się w morzach i oceanach, a jego najwcześniejsze formy prawdopodobnie przypominały bakterie i sinice.
Podział 1:
Pierwsze organizmy proste, plechowce {Thallophyta), nie miały korzeni, łodyg ani liści.
Podział 2:
Mszaki [Bryophyta), rośliny posiadające liście i łodygi, ale pozbawione prawdziwych korzeni.
Porosty od dawna wykorzystywano w medycynie i nauce - jedną z odmian będących w szerokim zastosowaniu jest lakmus, stosowany jako wskaźnik kwasów, ponieważ w roztwo-^ rze kwaśnym zmie-I nia zabarwienie na 3 czerwone, a w roz-z tworze zasadowym | zmienia barwę na | niebieską. Porosty są także podstawą diety reniferów.
Chociaż paprocie - takie jak ta paproć królewska - zaklasyfikowane do roślin „niższych", wykazują wiele podobieństw do wyższych rzędów. Ich łodygi zawierają specjalną, zdrewniałą tkankę, która przewodzi wodę. Jest to zwykle cecha charakterystyczna dla roślin wyższych.
Pochodzące od glonów wszystkie wyższe formy roślinne coraz lepiej przystosowywały się do życia na lądzie.
Podział 3: Paprotniki (Pteridophyła) są roślinami posiadającymi korzenie, łodygi, liście i tkankę przewodzącą wodę.
Podział 4: Nasienne
(Spermatophyta) to wydające nasiona rośliny, posiadające korzenie, łodygi, liście i tkankę przewodzącą wodę.
Srebrny świerk z dojrzałymi szyszkami. $ Świerki są drzewami iglastymi i tworzą najbar-6 dziej znaną grupę nagonasiennych.
Rośliny zostały podzielone na grupy, z których każda posiada swoje cechy charakterystyczne, odróżniające ją od pozostałych. Rodzina dzieli się na rodzaje, które znowu dzielą się na gatunki.
Trawy to tradycyjna nazwa roślin zwanych wiechlinowatymi. Wiech-linowate to rośliny jednoliścienne, charakteryzujące się zarodkiem nasienia; o jednym liścieniu. Tak jak inne rośliny tej klasy, z nielicznymi wyjątkami, nie mogą sie rozrastać na grubość.
Lasy dębowe były w przeszłości dominującą formacją roślinną na kontynencie europejskim. Dęby, podobnie jak inne drzewa, zawdzięczają swoje rozmiary zdolności do odkładania drewna w postać przyrastających słojów.
Na tym polu makowym rośnie rodzina prostych kwiatów dwuliściennych, których płatki są od siebie oddzielone. W przeciwieństwie dc jednoliściennych, rośliny dwuliścienne mogą rozrastać się na grubość. Zjawisko to określa się mianem przyrostu wtórnego.
Płatki kwiatu Cheiranthus, normalny (z lewej) i zakażony wirusem. Niektórzy ogrodnicy uważają, że obecność wirusa w tym przypadku jest zaletą.
Model budowy geometrycznej dwu-dziestobocznego wirusa. Wewnątrz biafkowej otoczki znajduje się pojedyncza cząsteczka DNA lub RNA.
Ten T-2 bakteriofag składa się z osłonki białkowej (heksagonalna główka), kurczącego się ogonka i sześciu proteinowych włókienek.
Pałeczkowate wirusy mozaiki tytoniowej (TMV) powiększone 200 tys. razy. Wirusy te powodują pojawienie się plam na liściach i spadek plonów tytoniu. Atakują również pomidory, wywołując obecność dużych żółtych lub zielonych plam na dojrzałych owocach.
Małe śrubowce oglądane pod soczewkami mikroskopu.
Kształt komórek bakterii jest rozmaity. Najczęściej występują kuliste ziarenkowce [coccus), pałeczki {bacillus), przecinkowce (vibrio) albo spiralne [spirillum).
Zakwit zielenic w pobliżu solankowych źródeł we wschodniej Afryce. Kolor zielony zielenice zawdzięczają chlorofilowi, który jest barwnikiem fotosyntetycznym.
Kolonie nitkowate sinicy Stigonema w 200-krotnym powiększeniu. Te spokrewnione z bakteriami organizmy posiadają barwniki umożliwiające przeprowadzanie fotosyntezy.
Bakterie należą do najmniejszych żyjących istot. Te Bacillus proteus zabarwiono barwnikami zawierającymi srebro i powiększono obraz 2,5 tys. razy.
Typowa bakteria. Zasadnicze procesy życiowe, takie jak wytwarzanie energii, zachodzą w cytoplazmie. Ściana komórkowa jest sztywna, a śluzowa otoczka zabezpiecza komórkę przed wyschnięciem. Rzęski i wić umożliwiają ruch.
Zielenica może rozmnażać się przez podział (1) - komórka macierzysta dzieli się na dwie potomne - lub płciowo (2). Gamety dwóch osobników łączą się, tworząc zygotę, a potem zygosporę, która dzieli się na cztery komórki potomne.
Dwie nici skrętnicy. Na ilustracjach został przedstawiony płciowy sposób rozmnażania się tego glona. Z zygospory powstają, po jej podziale, nowe osobniki.
Plechy krasnorostów mają zazwyczaj czerwone zabarwienie. Ich kształt jest rozmaity, najczęściej są to formy gałęziste i pierzaste, co upodabnia je do paproci.
Niektóre grzyby europejskie. Jednym z ciekawszych jest czernidłak kołpakowaty, którego bardzo młode owocniki są jadalne. Dęby są gospodarzami wielu gatunków grzybów pasożytniczych. Być może najbardziej charakterystycznym z nich, chociaż bardzo krótko żyjącym, jest ozorek dębowy.
Zarodnie (sporangia) śluzowca Trichia decipiens, który łączy w sobie cechy roślin i zwierząt.
Rozmnażanie płciowe u pleśniaka to wynik zetknięcia się strzępków o odmiennych znakach. Zarodnie rozwijają się bezpłciowo ze strzępków.
Produkujące zarodniki konidiofory u Aspergillus niger, który jest pospolicie występującym grzybem.
Zarodniki znajdują się na samym końcu rozchodzących się promieniście trzoneczków.
Pleśniak (Mucor)
jest pospolitym
grzybem, który
pojawia się na
nie zabezpieczonym
pokarmie.
Na pionowych
strzępkach
wyrastają kuliste
zarodnie
z zarodnikami.
Te okrągłe twory
pochłaniają wodę
z podtrzymujących je
strzępków i kiedy
ich ściany pękną,
uwalniane są
zarodniki.
Plamki rdzy źdźbłowej na liściach pszenicy. W 1954 roku rdza zniszczyła 70% upraw pszenicy w stanie Minnesota i obu Dakotach.
Drożdże rozmnażają się przez pączkowanie. W komórce rodzicielskiej powstaje przewężenie, jądro dzieli się na dwa jądra, z których jedno przemieszcza się do pączka. Następnie przewężenie zamyka się. Czasami mogą powstać duże, rozgałęzione kolonie.
Jednym z najbardziej barwnych grzybów kapeluszowych jest saprofityczny, leśny muchomor czerwony. Jest on bardzo trujący.
Te parasolowatego kształtu twory to żeńskie organy płciowe porostnicy.
Bryum sp., należący do mchów właściwych, spotykany często na murach i skałach.
Mchy torfowce, Sphagnum rubellum (czerwony) i Sphagnum recurvum (zielony).
Starsze rodnie są na swym wierzchołku otwarte, przez te otwory wpływają plemniki, aby zapłodnić komórki jajowe.
Torf składa się ze szczątków mszaków i w niektórych rejonach Europy jest wykorzystywany jako składnik kompostu i opał.
Adiantum pedatum rośnie dziko w Ameryce Pófnocnej i Japonii. Dorasta do wysokości od 14 do 46 cm. Nazwę łacińską nadał jej szwedzki botanik Linneusz, kiedy zbudował podstawy nowoczesnej systematyki organizmów.
Do 1903 roku trudności z rozpoznawaniem skamieniałych liści lub łodyg roślin podobnych do paproci powodowały, że błędnie klasyfikowano je jako paprocie. Ten Linopteris nie jest paprocią właściwą, ale rośliną nasienną należącą do wymarłej grupy Pteridospermae.
Paprocie drzewiaste rosnące na wysokości 1200 m w górach Malezji. Paprocie drzewiaste mają proste „pnie" zakończone pióropuszem liści.
Salvinia auriculata jest paprocią wodną. Większość paproci to gatunki lądowe, jednak są i takie, które żyją w wodzie i mają pływające liście.
Młody sporofit rozwijający się na gametoficie paproci, określanym mianem przedrośla. W tym stadium przedrośle jest przyczepione do gleby chwytnikami.
Paprotka zwyczajna Polypodium vulgare na spodniej stronie liści ma kuliste zarodnie zebrane w kupki. Jedna roślina może wytwo rzyć tysiące takich zarodni.
Equisetum telmateia jest gatunkiem skrzypu spotykanym w Europie. „Szyszki" na wierzchofkach pędów zawierają
zarodnie. Kiedy dojrzewają, pękają i uwalniają zarodniki, które rozsiewa wiatr. Z tych, które natrafią na odpowiednie podfoże, rozwiną się przedrośla.
Skrzypy (na zdjęciu z prawej strony) rosną w wielu miejscach. Ponieważ ich obecne gatunki są spokrewnione z występującymi w okresie karbonu kalamitami, nazywa się je często żywymi skamieniałościami.
W przeciwieństwie do innych sagowców, żeńskie sagowce wygięte nie mają szyszek, a ich struktury rozrodcze bardziej przypominają mały liść.
Bursztyn to skamieniafa żywica drzew iglastych. Ten owad wpadf do kropli żywicy 50 milionów lat temu!
Różne formy żeńskich szyszek roślin nagonasiennych:
1. Jedlica Douglasa
2. Sosna zwyczajna
3. Sosna śródziemnomorska
4. Modrzew
5. Wejmutka
6. Jodta
7. Sekwoja olbrzymia
8. Sosna morska
9. Cypryśnik
10.Świerk
11.Cedr libański
Największe drzewa na świecie to sekwoje olbrzymie. Jedno z nich, nazwane Generał Grant, ma 91,5 m wysokości i 24,3 m w obwodzie. Sekwoje czerwone są zwykle wyższe, ale nie tak masywne.
Szukając nektaru i pyłku, owady okrywają się pyłkiem powstałym w elementach męskich kwiatu (pręciki). Potem przenoszą one pyłek na elementy żeńskie (na znamię słupka) kwiatu innej rośliny. W ten sposób komórki plemnikowe, które powstają z pyłku jednej rośliny, zapładniają komórki jajowe innej rośliny. Jest to zapylenie i zapłodnienie krzyżowe, w wyniku którego powstają nowe, różniące się genetycznie, rośliny potomne.
Oset zwisfy (Carduus nutans). Osty należą do rodziny złożonych {Compositae). Każdy „kwiat" jest kwiatostanem złożonym z wielu małych kwiatków, ułożonych w kształt główki.
Rośliny z rodziny Umbelliferae (baldaszkowate) mają kwiatostany wyglądające jak parasol, które składają się z wielu małych kwiatów odchodzących promieniście od łodygi centralnej. Większość gatunków z tej rodziny, jak na przykład marchew [Daucus carota), ma także grube korzenie, które pełnią funkcje spichrzowe.
Sprzedaż barwników w Indiach. Rośliny kwiatowe mają wielkie znaczenie gospodarcze w wielu gałęziach przemysłu. Najważniejszymi z nich są przemysł drzewny, tekstylny, farmaceutyczny, gumowy i perfumeryjny. Znaczenie roślin kwiatowych jako źródła pokarmu jest nieocenione.
Ochrona naszych lasów tropikalnych jest konieczna dla dobra środowiska. Gdy powierzchnia lasów się zmniejsza, ilość uwalnianego tlenu do atmosfery maleje a ilość dwutlenku węgla - potencjalnie szkodliwego gazu - wzrasta.
Rośliny pobierają wodę i sole mineralne z gleby, dwutlenek węgla z atmosfery i pochfaniają światło stoneczne. W liściach znajduje się chlorofil, który uczestniczy w przemianie dwutlenku węgla i wody w tlen i cukier. Cukier, który jest formą energii, jest zmagazynowany w liściach a tlen jest uwalniany do atmosfery poprzez szparki.
Liście są pokryte wodoszczelną skórką (epidermą) i posiadają szparki, które umożliwiają roślinie pobieranie gazów i wydalanie pary wodnej. Bezpośrednio pod epidermą jest miękisz palisadowy; jego komórki są wypełnione chloroplastami, które zawierają chlorofil. Kolejną warstwą jest miękisz gąbczasty.
W czasie zimowych miesięcy brak dostatecznej ilości światła i inne czynniki ograniczają wzrost roślin. W stacjach hodowli roślin wykorzystuje się sztuczne światło i inne sposoby, aby stworzyć roślinom warunki do wzrostu. Pozwala to otrzymywać plony różnych typów roślin przez cały rok.
Liście mogą mieć różne barwy, kształty i wielkości, od długich i cienkich liści draceny (góra) do szerokich i okrągłych jak u pelargonii (z prawej). Rośliny zamieszkujące miejsca cieniste zwykle mają liście większe. Substancją nadającą barwę liściom jest chlorofil.
Miniaturowe róże są naturalnie niskie, ale wiele innych roślin, na przykład poinsecje, są karłowate w wyniku stosowania przez hodowców sztucznych hormonów.
Te sadzonki pomidora, tak jak inne rośliny, mają zdolność ustawiania liści w kierunku padającego na nie światła - zasadniczego czynnika fotosyntezy. Ten rodzaj ruchu roślin jest nazywany fototropizmem.
Gdy roślina leży poziomo na podłożu, hormon auksyna gromadzi się w jej dolnej części, Pobudza to szczyt pędu do szybszego wzrostu, dzięki temu roślina się wyprostowuje.
Leki ziołowe stają się coraz bardziej popularne. Nawet obecnie, kiedy wiele leków otrzymuje się sztucznie, rośliny są wciąż surowcem, z którego wytwarza się wiele medykamentów.
Ostróżka jest rośliną długiego dnia, podczas gdy dalia krótkiego. Oznacza to, że ostróżka kwitnie na początku lata, natomiast dalia - na początku jesieni.
Napiwszy się nektaru, robotnica pszczoły pracowicie napełnia worki pyłkiem, aby przetransportować je do ula. Następnie odwiedza kolejny kwiat, niosąc ze sobą pyłek, który przyczepił się do odwłoka podczas poprzedniego posiłku. To zaledwie jeden przykład zapylania krzyżowego.
Kiedy ziarenka pyłku znajdą się na znamieniu odpowiedniej rośliny, rozpoczyna się skomplikowany proces zapłodnienia. Oto przekrój poprzeczny typowego kwiatu. Ziarna pyłku znajdują się na znamieniu. Wytwarzają one łagiewki pyłkowe, które wędrują przez szyjkę słupka do zarodni, gdzie odbywa się zapłodnienie.
Mlecze są owadopylne. Po zapyleniu nasiona roznoszone są przez wiatr.
Na wielu drzewach wiszą kwiaty obładowane pyłkiem, zwane kotkami.
Niesiony wiatrem pyłek może nigdy nie dotrzeć do celu. Olbrzymie ilości pyłków z tych sosen z pewnością zmarnują się w wodzie.
Powierzchnia
znamienia, powięk-
szona około 500
razy, z wyraźnie widocznymi ziarnami
pyłku.
Jaskrawe kolory kwiatów mają na celu przywabienie jak największej ilości owadów. Kiedy pszczoła karmi się nektarem znajdującym się na dnie kwiatu, pylniki zostawiają pyłek na jej odwłoku. Odwiedzając kolejny kwiat owad zostawi pyłek na jego znamieniu.
W celu lepszego rozsiewania się rośliny wytwarzają smaczne owoce o atrakcyjnym wyglądzie. Owoce maliny są soczyste i chętnie zjadane przez wiele zwierząt.
Nasiona wielu roślin są rozsiewane przez zwierzęta. Często opatrzone są haczykami, którymi przyczepiają się do sierści i piór.
Nasiona mniszka lekarskiego wyposażone są w pęk włosków działających jak spadochron, co ułatwia rozsiewanie przez wiatr.
Groch jest jedną z najlepiej znanych roślin o motylkowych, a jego nasiona są cennym źró-^ dłem biafka. Innymi przedstawicielami tej ro-5 dżiny są fasola, bób i łubin.
Zjadające owoce zwierzęta, takie jak ta orzesznica, przyczyniają się mimowolnie do szerszego rozsiewania roślin. Drobne nasiona znajdujące się w soczystym miąższu owoców przechodzą w stanie nieomal nienaruszonym przez jelito i wraz z kałem zwierzęcia są wydalane, często bardzo daleko od rośliny macierzystej.
Śliwki, morele, migdały i czereśnie należą do grupy roślin z rodzaju Prunus. Gatunek wyjściowy, od którego się wywodzą, nie jest znany. Wszystkie te rośliny należą do rodziny różowatych.
Owoce tego śródziemnomorskiego bodziszka mają długi „dziób", który się skręca, gdy owoc dojrzewa. W stosownej chwili dzióbek wyrzuca w powietrze nasiona, które padają w pewnej odległości od rośliny.
Owoce brzozy (Betula) są bardzo lekkie i mają masę około 0,0002 g każdy. Dzięki temu są łatwo roznoszone przez wiatr, pod warunkiem, że nie trafią na przeszkodę w postaci pajęczej sieci. Większe orzechy są zwykle roznoszone przez zwierzęta.
U dzikiej róży nasiona są otoczone miąższem powstałym z dna kwiatowego. Gdy owoc dojrzewa, miąższ staje się czerwony lub pomarańczowy. Odmiany wielu róż ogrodowych często nie wytwarzają nasion.
Łubin, pokazany tutaj jako gatunek dziko rosnący, jest rośliną ozdobną; Wiele motylkowych uprawia się ze względu na nasiona, które są bogate w białko, gdyż korzenie tych roślin żyją w symbiozie z bakteriami azotowymi.
Kluczową cechą w klasyfikacji roślin jest budowa kwiatu, a nie obecność lub brak zdrewniałych łodyg. Z tego powodu w obrębie wielu rodzin znajdują się zarówno rośliny zielne jak i drzewa oraz krzewy. Przykładem tego rodzaju rodzin roślin są Proteaceae, do których zaliczana jest zimozielona Protea (u góry), i Malvaceae, o bej mu jące rodzaj Hibiscus - różę chińską, która jest krzewem.
Gatunek pospolitego rodzaju Opuntia. Ten pochodzący z Ameryki Południowej kaktus stał się, w wyniku nieopatrznej introdukcji, chwastem w wielu rejonach świata.
Victoria amazonica jest gatunkiem rodzimym w Brazylii. Roślina ta została odkryta przez europejskiego botanika w 1801 roku. Jej ogromne liście, osiągające średnicę nawet dwóch metrów, są wzmocnione od spodu siecią nerwów.
Kwiaty fiołka trójbarwnego Viola tricolor wydają się mieć niezwykle prostą budowę. Jednak posiadają one specjalną strukturę, która zapobiega samozapyleniu. Znamię słupka jest osłonięte zastawką, która może być odsłonięta tylko przez owada i która zamyka się natychmiast po tym, jak owad opuszcza kwiat.
Brassica oleracea - kapusta ogrodowa jest tylko jednym z wielu gatunków kapust.
Wiele gatunków roślin z rodziny trojeściowatych wydziela substancje zapachowe zwabiające owady. Czasami zapachy te są bardzo podobne do odoru rozkładającej się padliny.
Pokrzywy mają na liściach i łodygach włoski. Gdy dotknie się roślinę, włoski łamią się i odpadają, uwalniając kwas powodujący oparzenia. Drzewiaste gatunki pokrzyw są bardzo niebezpieczne; pokrzywa zwyczajna jest mniej groźna.
Kwiaty krótkosłupkowe (z lewej) i długosłupkowe (z prawej) pierwiosnka Primula vulgaris. Pszczoły żywiące się nektarem z nasady rurkowatej korony kwiatu przenoszą pyłek z pylników kwiatów krótkosłupkowych na znamiona kwiatów
długosłupkowych i z pylników kwiatów długosłupkowych na znamiona kwiatów krótkosłupkowych.
Kwiaty roślin z rodziny ukośnicowatych, do której należy m.in. begonia, są jednopłciowe -kwiaty męskie są większe, a żeńskie mniejsze.
Bulwy ziemniaka są podziemnymi łodygami, których funkcją jest magazynowanie substancji zapasowych, wykorzystywanych w na stępnym roku wegetacji. „Oczka" na bulwach to pąki, z których na wiosnę wyrosną nowe pędy.
Duży, pomarańczowożółty owoc dyni olbrzymiej Cucurbita maxima rośnie, leżąc na ziemi. Dynie i ogórki należą do rodziny dyniowatych (Cucurbitaceae).
Trująca psianka słodkogórz jest przedstawicielem rodziny psiankowatych {Solanaceae), do której należą też ziemniak, papryka i pomidor. Owoce psianki, chociaż wyglądają atrakcyjnie, zawierają truciznę atakującą układ nerwowy ludzi.
Szałwia jest rośliną wykorzystywaną przez człowieka ze względu na własności lecznicze.
Gałka muszkatołowa jest wytworem drzewa muszkatołowego Myristica frag-rans. Owoc pękając, uwalnia znajdujące się wewnątrz nasiono, które następnie n powoli usycha.
Owoce kminku zwyczajnego są powszechnie znaną przyprawą.
Kwiaty strelicji są bardzo barwne i mają efektowne kształty. Są zapylane przez nektarniki, które siadają na „grządce" uformowanej przez dwa zrośnięte płatki.
Istnieją dwa gatunki jęczmienia: jęczmień dwurzędowy Hordetum distichon (z prawej) i jęczmień wielorzędowy Hordetum vulgare.
Z ekonomicznego punktu widzenia najważniejszymi gatunkami palm są palma kokosowa (u góry), palma daktylowa i palma olejowa. W krajach tropikalnych ich plantacje zajmują wielkie obszary.
Wielu przedstawicieli rodziny ananasowa-tych, tak jak ta Fascicularia bicolor, to epifity (rośliny rosnące w sposób niepasożytniczy na innych roślinach). Niektóre gatunki z tej rodziny nazywa się roślinami powietrznymi.
Z wielkich kwiatostanów bananowca wykształcają się ogromne, wiszące kiście bananów.
Kwiaty europejskiego storczyka purpurowego przypominają kształtem „ludziki".
Najważniejszym zbożem w tropikach i subtropikach jest ryż. Roślina ta aż do kwitnienia rośnie na zalanych wodą polach. Łodygi jej są puste, co umożliwia dotarcie tlenu do przykrytych wodą korzeni. W czasie dojrzewania ziarna pola ryżowe są osuszane.
Kwiaty większości roślin z rodziny ananasowatych nie wyglądają imponująco, jednak Tillandsia cyanea ma wielkie walory ozdobne.
Skomplikowany rozwój i oryginalne, delikatne kształty kwiatów storczyków są powodem tego, że wielu botaników interesuje się tą grupą jednoliściennych. Australijski gatunek Caledenia heugelii jest typowym przedstawicielem egzotycznych storczyków.
Kanianka jest pasożytniczym pnączem. Haustoria będące wypustkami fodygi wrastają w tkanki żywiciela (u góry). Zdjęcie dolne jest przekrojem tej okolicy. Haustorium kanianki wnika w łodygę żywiciela.
Jemiota, Viscum album. Biafe jagody dojrzewają w zimie i są zjadane przez ptaki, a kleiste nasiona przylegają do ich dziobów. Wycierając dzioby o gałęzie, ptaki zostawiają nasiona na drzewach, na przykład na jabłoniach, rozsiewając w ten sposób jemiołę. Później kiełkujące nasiona przytwierdzają się haustoriami do tkanek przewodzących wodę w roślinie (ksylem).
Groszek pachnący (Lathyrus odora-tus) jest jednorocznym pnączem z rodziny Legumino-sae. Za pomocą czepnych wąsów przytwierdza się do różnego rodzaju podpór. Dzika forma tej rośliny ma czerwone i niebieskie kwiaty o słodkawym zapachu. W wyniku rozmaitych mutacji i krzyżówek utrwalonych przez hodowców powstało wiele odmian, mających rozmaicie ubarwione kwiaty.
Przestrzęp biały (Bryonia alba) należy do tej samej rodziny dyniowatych co ogórek i dynia. Wytwarza on długie, sprężynowate wąsy pędowe, które owijają się dookoła obiektów, z którymi się zetkną. W rezultacie roślina jest bardzo pewnie, a przy tym sprężyście, przymocowana do podłoża.
Jedno z najbardziej wonnych pnączy, wiciokrzew (Lonicera periclyme-num) wije się wśród żywopłotów lub pnie się do wysokości sześciu metrów. Ponieważ pnącza nie wydatkują energii na wytwarzanie tkanek wzmacniających, często mogą sobą pokryć całą roślinę, po której się pną.
Wiele gatunków pnączy może się wspinać w górę dzięki posiadaniu zagiętych haczykowato włosków. To zdjęcie pokazuje w powiększeniu wygląd łodygi przytulii (Galium apari-ne). Roślina ta jest ulubionym pokarmem drobiu i należy do rzędu marzanowatych.
Niezwykły sposób przytwierdzania się roślin do podłoża. Ten winobluszcz japoński przyczepia się do drewna przylgami. Również niezwykły i z wyglądu dość podobny jest bluszcz {Hedera helix), który wytwarza korzenie czepne.