САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ БИОЛОГО-ПОЧВЕННЫЙ ФАКУЛЬТЕТ Введение в биологию

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ БИОЛОГО-ПОЧВЕННЫЙ ФАКУЛЬТЕТ Введение в биологию Биоразнообразие Жук Александр Валентинович

Отдел Pinophyta

Предполагаемое филогенетическое древо высших растений • Филогенетическое древо наземных растений и некоторых водорослей, построенное на основании сопоставления генов rbc. L и встречаемости интронов в некоторых генах митохондриальной ДНК (Qiu et al. , 1998)

• Филогенетическое древо наземных растений и некоторых водорослей, построенное на основании сопоставления генов rbc. L и встречаемости интронов в некоторых генах митохондриальной ДНК (Qiu et al. , 1998)

Современная система растений спорофитной линии эволюции POLYPODIOPHYTA EQUISETOPHYTA LYCOPODIOPHYTA CHLOROPHYTA MAGNOLIOPHYTA RHYNIOPHYTA PSILOTOPHYTA ? ? ? PINOPHYTA

ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СЕМЕЗАЧАТКА 1. Разноспоровость 2. Сокращение числа мегаспор в мегаспорангии до одной 3. Задержка мегаспоры в мегаспорангии 4. Образование дополнительных защитных структур

Lepidodendron sp. стробил взрослый спорофит молодой спорофит

Один из вариантов семезачаткоподобных структур

«двойная терминология» нуцеллус мегаспорангий первичный эндосперм женский гаметофит или мегагаметофит

Фридрих Вильгельм Бенедикт Гофмейстер (1824 -1877). Описал в 1851 году чередования поколений, образующих спорангии и гаметангии во всех группах растений от мхов до голосеменных.

Развитие семезачатка в онтогенезе микропиле пыльцевая камера интегумент мегаспорангий архегоний материнская клетка мегаспор женский гаметофит 4 гаплоидные мегаспоры Плацентарная ткань МЕЙОЗ мегаспорангий интегумент

Археоптеридопсиды (Archaeopteridopsida) – возможные предки • Известны из отложений конца среднего девона (390 -360 млн. лет назад). Имели настоящие листья с цельной, вильчато, пальчато или перисторассеченной пластинкой. Спорангии крупные, расположены одно- или двурядно на отдельных перисторассеченных спорофиллах, чередующихся со стерильными листьями. Известна разноспоровость.

Древесина

Класс Lyginopteridopsida

Medullosa

Класс CYCADOPSIDA 10 родов 120 видов

Cycas riuminiana Encephalartos laurentianus Cycas revoluta Encephalartos villosus Dioon edule Encephalartos lehmannii

Линней Карл (Carl Linne, Linnaeus) (1707 - 1778) Описал около 1500 видов растений. Считал саговники пальмами! К. Линней - "Не зная названия, теряешь и понимание вещей. " n

Фридрих Вильгельм Бенедикт Гофмейстер (1824 -1877). Впервые доказал принадлежность саговников к голосеменным по характеру их жизненного цикла

Улиткообразное закручивание листа

Развитие семезачатка в онтогенезе микропиле пыльцевая камера интегумент мегаспорангий архегоний материнская клетка мегаспор женский гаметофит 4 гаплоидные мегаспоры Плацентарная ткань МЕЙОЗ мегаспорангий интегумент

Семезачаток цикадовых и гинкговых микропиле интегумент пыльцевая камера зигота зародыш архегониальная камера гаустория мегаспорангий архегоний женский гаметофит

Коралловидные видоизменения боковых корней – зона контакта с азотфиксаторами и грибами

Cycas revoluta микростробилы и мегаспорофиллы

Свободные мегаспорофиллы Cycas sp. Семезачаток

Семена Cycas sp.

Проросток Cycas sp. лист семя главный корень

Cycas riuminiana Dioon edule Encephalartos laurentianus Cycas revoluta Encephalartos senticosus Zamia skinneri

Основные черты сходства с Polypodiophyta • Улиткообразное закручивание листа • Расположение микроспорангиев группами на нижней стороне микроспорофилла • Эвспорангиатный тип развития микроспорангия • Покров и аппарат вскрывания микроспорангия • Развитие мегаспоры

Класс Ginkgoopsida • 1 род • 1 вид - Ginkgo biloba L.

Ginkgo biloba L.

Семена Ginkgo biloba семя редуцированный семезачаток

Класс Pinopsida • 7 семейств • 55 родов • 560 видов

Развитие семезачатка в онтогенезе микропиле пыльцевая камера интегумент мегаспорангий архегоний материнская клетка мегаспор женский гаметофит 4 гаплоидные мегаспоры Плацентарная ткань МЕЙОЗ мегаспорангий интегумент

Семезачаток хвойных Опылит. капля микропиле интегумент зигота пыльцевая камера зародыш мегаспорангий архегоний женский гаметофит

Порядок Pinales семейство Pinaceae • 10 Родов • 250 Видов

Микростробилы

микростробил микроспорофилл микроспорангий

Пыльца Pinus sp.

Семенная шишка Семенная чешуя Кроющая чешуя

Развитие шишки

Семенная шишка

Семя Pinus sp. зародыш эндосперм

Прорастание Pinus sp.

Пор. Cupressales

Класс Gnetopsida

Anthophyte hypothesis Angiosperms are closely related to Gnetophyta Paleoclusia Gnetifer hypothesis Angiosperms distinct from all gymnosperms (a) A typical morphology-based phylogeny of existing seed plants (plus the extinct Bennettitales) illustrating (in bold type) the anthophyte clade. (b) A composite phylogeny illustrating the realignment of Bennettitales and Gnetales based on ITS and new morphological data (Goremykin et al 1996). This figure from Crepet (2000).

• 1) совершенно необычное для современных голосеменных дихазиальное ветвление собраний стробилов; • 2) наличие похожего на околцветник покрова вокруг стробилов, что также совершенно необычно для современных голосеменных; • 3) пизнаки прошлой обоеполости стробилов, хорошо выраженные у вельвичии; • 4) длинные микропилярные трубки, образованные вытянутым интегументом; • 5) наличие сосудов во вторичной ксилеме, резко отличающее их от всех остальных, как современных, так и вымерших.

Мегастробил Ephedra sp. Микропилярная трубка Покров мегастробила Пыльцевая камера Интегумент Нуцеллус Женский гаметофит Стерильные листья

Ephedra trifurca

Gnetum sp.

Welwitschia mirabilis

Gnetophyta Gnetales n Welwitshia mirabilis в пустыне Намиб (Юго-Западная Африка)