Bryofīti- Tie galvenokārt ir daudzgadīgi augi, parasti zema auguma, to izmēri svārstās no milimetra līdz vairākiem centimetriem.
Sūnas izceļas ar salīdzinošo iekšējās organizācijas vienkāršību. Viņu ķermenī var atrast asimilējošos audus, kā arī vadošos, mehāniskos, glabājošos un integumentāros audus, kas ir vāji izteikti salīdzinājumā ar citiem augstākajiem augiem. Īstu sakņu nav, sūnas pie augsnes piestiprina tieviem pavedieniem līdzīgi izaugumi (vienšūnu vai daudzšūnu) - rizoīdi. Pārstāvji: dzeguzes lini (zaļās sūnas), sfagni (kūdras sūnas).
Ir zināms, ka briofīti ir divmāju un vienmāju. Divmāju sugās sieviešu un vīriešu gametofīti atrodas uz dažādiem augiem, piemēram, dzeguzes liniem, vienmāju sugās - uz viena.

Plauno nodaļa prominenta

Klubu sūnu izskats aizsākās paleozoiskā laikmeta Silūra periodā. Šie augi, tāpat kā briofīti, cēlušies no psilofītiem.
Tie ir daudzgadīgi zālaugu augi. Saknes ir nejaušas, stiepjas no stumbra, kas ložņā pa zemi. Lapas ir nelielas, dažādas formas (subulētas, ovālas, subulētas u.c.), sakārtotas pamīšus, pretēji vai rievotas.
Sūnu veģetatīvā pavairošana notiek veco dzinumu un sakneņu daļu nāves dēļ. Bezdzimuma vairošanos veic arī sporas, kas dīgst un rada divdzimumu gametofītus, kuriem ir anteridijas - vīriešu dzimumorgāni un arhegonija - sieviešu dzimumorgāni.

Nodaļa Horsetails

Arī kosas attīstījās no psilofītiem. Tie ir daudzgadīgi lakstaugi ar labi attīstītu pazemes stublāju – sakneņu, no kura sniedzas nejaušas saknes. Atšķirībā no citām augstākām sporām, kosām raksturīgi šarnīrveida dzinumi.
Stublājā ir lapu virpuļi. Lapām ir stublāju izcelsme - tie ir ļoti pārveidoti sānu zari.
Pavasarī uz sakneņiem aug dzinumi, kas beidzas ar sporu nesošām vārpām. Šeit sporas veidojas sporangijās - aseksuālā paaudzē. Nogatavojušās sporas izplūst no sporangijām un, dīgstot labvēlīgos apstākļos, veido heteroseksuālus gametofītus - seksuālo paaudzi. Mēslošana notiek pilienu-šķidruma mitruma klātbūtnē. No apaugļotas olšūnas atkal attīstās kosa bezdzimuma paaudze — sporofīts.

Papardes nodaļa

Papardes jeb papardes ir cēlušās no psilofītiem. Dzīves ciklā, tāpat kā visos augstākajos augos, izņemot bryofītus, dominē diploīdā sporofīta fāze. Sporofīts parasti ir daudzgadīgs. Parastajām papardēm mērenajos mežos stublājs ir īss, atrodas augsnē un ir sakneņi.
Stublājā ir labi attīstīti vadošie audi, starp kuru saišķiem atrodas parenhīmas audu šūnas. Lapas aug no sakneņu pumpuriem un izvēršas virs augsnes virsmas. Viņiem ir apikāls augums un tie sasniedz lielus izmērus. Vairumā gadījumu lapas apvieno divas funkcijas - fotosintēzi un sporulāciju.
Lapas apakšējā virsmā attīstās sporangijas, kurās veidojas haploīdas sporas. Labvēlīgos apstākļos spora uzdīgst un no tās veidojas neliela plāksnīte - prothallus (gametofīts). Papardes gametofīts ir biseksuāls, uz tā veidojas sieviešu (arhegonijas) un vīriešu (anteridijas) reproduktīvie orgāni, kuros veidojas attiecīgi olas un spermatozoīdi. Mēslošana notiek pilienu-šķidruma mitrumā. No zigotas attīstās embrijs; pēc tam, kad tas ir iesakņojies, dīglis nomirst. Embrijs attīstās par sporofītu. Papardēm raksturīga arī veģetatīvā pavairošana caur īpašiem pumpuriem.

Division Gymnosperms

Gimnosēkļi ietver apmēram 700 koku un krūmu sugas, kas vairojas ar sēklām. Gimnosēkļi radās paleozoiskā laikmeta devona periodā no primārajām heterosporajām papardēm.
Gymnosperm nodaļa ietver vairākas klases, no kurām Skujkoku klase ir visizplatītākā. Gandrīz visus skujkoku veidus pārstāv koksnes formas (priede, egle, egle, lapegle utt.).
Stumbra šķērsgriezumā izšķir plānu mizu, labi attīstītu koksni un vāji izteiktu serdi. Vecajos stumbros kodols ir tikko pamanāms. Gimnosēklu koksne ir vienkāršāka nekā ziedošajiem augiem, to galvenokārt veido trauki - traheīdi. Kokā ir ļoti maz vai nav parenhīmas. Daudzām sugām mizā un koksnē ir sveķu kanāli, kas piepildīti ar sveķiem, ēteriskajām eļļām un citām vielām.
Lielākajai daļai skuju koku lapas ir cietas, skujveida (skujas) un nelabvēlīgos gada laikos nenokrīt. Tie ir pārklāti ar biezu sienu ādu, stomas ir iegremdētas lapu audos, kas samazina ūdens iztvaikošanu. Skujkoku lapas ražo īpašas vielas – fitoncīdus, kam piemīt baktericīdas īpašības.
Skujkoku, piemēram, priedes, vairošanās notiek šādi. Priede ir divdzimumu, vēja apputeksnēts augs. Jauno stublāju galotnēs veidojas divu veidu čiekuri - vīrišķie un mātītes. Vīriešu čiekuriem ir ass, pie kuras piestiprinātas svari. Zvīņos ir divas putekšņlapas, kurās attīstās ziedputekšņu graudi. Sieviešu konuss sastāv arī no ass, uz kuras atrodas sēklu zvīņas. Sieviešu čiekuru zvīņu virspusē ir divas olšūnas. Katrā olšūnā megaspora ir sadalīta četrās šūnās; viens attīstās par sieviešu dzimuma gametofītu. Katrs gametofīts satur vienu olu. Uz olšūnas nokrīt ziedputekšņu grauds, kas satur četras mikrosporas, viena no mikrosporām uzdīgst un veido putekšņu caurulīti, bet no otras veidojas divi spermatozoīdi. Viens no spermatozoīdiem iekļūst putekšņu caurulītē olšūnā un apaugļo olu. No zigotas attīstās embrijs. Sēklas ar barības vielu piegādi (endospermu) ir pārklātas ar aizsargčaumalām.

Departaments Angiosperms (ziedoši) augi

Angiospermi ir visattīstītākā un daudzskaitlīgākā mūsdienu augu pasaules grupa.
Ziedošie augi radās no izmirušu aļģu grupas, kas radīja sēklu papardes. Tādējādi ģimnosēkļi un segsēkļi ir paralēli evolūcijas atzari, kuriem ir kopīgs sencis, bet pēc tam attīstās neatkarīgi viens no otra. Agrās egļu atradnēs atrodamas pirmo ziedēšanas augu atliekas.
Ziedošo augu morfoloģiskā daudzveidība ir ļoti liela. To veģetatīvo un ģeneratīvo orgānu struktūra sasniedz vislielāko sarežģītību, audiem ir raksturīga augsta specializācijas pakāpe.
Ziedoši augi ir vienīgā augu grupa, kas spēj veidot sarežģītas daudzslāņu kopienas.
Segsēklu departaments ir sadalīts divās klasēs - divdīgļlapu un viendīgļlapju šķirnēs.
Klase Monocots. Klases “viendīgļlapu” nosaukums radies tāpēc, ka sēklu embrijs satur vienu dīgļlapu. Viendīgļlapas būtiski atšķiras no divdīgļlapiņām pēc šādām pazīmēm: 1) šķiedraina sakņu sistēma, saknei ir primārā struktūra (tai trūkst kambija); 2) lapas pārsvarā vienkāršas, veselas, ar izliektām vai paralēlām dzīslām; 3) asinsvadu kūlīši stumbrā ir noslēgti, izkaisīti visā stumbra biezumā.
Ģimenes labība (vairāk nekā 6 tūkstoši sugu). Ģimenes bioloģija: zālaugu augi (izņemot bambusu). Kāti ir vienkārši, dažreiz sazaroti, cilindriski vai saplacināti, atdalīti ar mezgliem. Vairums augu starpmezglos ir dobi un tikai mezglos ir piepildīti ar audiem. Šādu kātu sauc par salmiem. Lapas ir lineāras vai lancetiskas, ar apvalku pie pamatnes. Maksts un plāksnes krustojumā ir izaugums - mēle, kuras forma ir labības identifikācijas zīme. Ziedi ir dzeltenīgi zaļi, mazi, savākti ziedkopās, vārpās, kas veido smailes, smailes, panicles. Katras vārpas pamatnē ir piestiprinātas divas smailes, kas pārklāj vārpiņu. Smailē ir 2-5 ziedi. Perianth sastāv no divām ziedu zvīņām un divām plēvēm. Divdzimuma zieds satur trīs putekšņlapas un spārnu ar divām spalvu stigmām. Dažos gadījumos ir 1-6 vārpiņas un ziedu zvīņas, 2-6, retāk 40 putekšņlapas. Augļi ir graudi (rieksti vai ogas). Ekonomiskā nozīme: 1. Kvieši, rudzi, mieži, auzas, kukurūza, rīsi, sorgo, mogars, cukurniedres - graudi, rūpnieciskās kultūras (no tiem iegūst cukuru, spirtu, alu). 2. Auzene, zilzāle, timotiņš - lopbarības stiebrzāles.
3.Niedres, bambuss. Kāti tiek izmantoti celtniecībā, papīra ražošanā un kā degviela. Graudaugi tiek plaši izmantoti smilšu, nogāžu stabilizēšanai un dekoratīvajā puķkopībā.
4. Dīvāna zāle, savvaļas auzas, saru zāle un kūts zāle ir nezāles.
Liliaceae dzimta(apmēram 2800 sugas). Dzimtas bioloģija: viengadīgi, divgadīgi un daudzgadīgi lakstaugi, apakškrūmi, krūmi un koki. Daudzgadīgiem augiem ir raksturīga sīpolu vai sakneņu klātbūtne. Ziedi ir divdzimumu, retāk viendzimuma. Perianth pārsvarā ir vainagveida, dažreiz kausveida, sastāv no brīvām vai nepilnīgi sapludinātām lapām. Putekšņlapu skaits atbilst apmalītes lapu skaitam. Viena piesta. Auglis ir trīsdaivu kapsula vai oga. Ekonomiskā nozīme: 1. Sīpoli, ķiploki, sparģeļi - dārzeņu kultūras. 2. Maijpuķīte, alveja, hellebore - izejvielas zālēm. 3. Lilija, maijpuķīte, tulpe, hiacinte - dekoratīvās kultūras.
Divdīgļlapu klase. Sistemātiska divdīgļlapu iezīme ir divu dīgļlapu klātbūtne embrijā. Divdīgļlapu atšķirīgās pazīmes ir šādas: 1) sakņu sistēma ir mietsakne, ar attīstītām sānsaknēm; 2) saknei un kātam ir sekundāra struktūra, ir kambijs; 3) stumbra vaskulāri šķiedru kūlīši ir atvērti, izvietoti koncentriski; 4) lapas, gan vienkāršas, gan sarežģītas; 5) piecu un četru locekļu tipa ziedi; 6) endosperma nogatavinātās sēklās ir labi izteikta vairākās sugās: Solanaceae, Umbelliferae uc Bet pākšaugos, Compositae un citos (piemēram, zirņos, pupās, saulespuķēs) tas ir vāji attīstīts vai vispār nav, un tajā ir barības vielu rezerves. atrodas tieši embrija dīgļlapās.
Rosaceae dzimta(apmēram 3 tūkstoši sugu). Ģimenes bioloģija: izplatīta valstīs ar subtropu un mērenu klimatu. Ļoti daudzveidīgs zieda, ziedkopu, augļu un lapu struktūrā. Raksturīga iezīme ir īpatnēja ginekja un tvertnes struktūra. Pēdējam ir tendence augt. Dažās augu sugās zieda daļas, kas ieskauj piestiņu, ir sapludinātas to pamatnēs un veido gaļīgu kausu, hipantiju, ar sapludināto tvertni. Ziedi ar dubultu pieclocekļu apmalīti, daudziem putekšņlapām, tie izvietoti aplī (to skaits ir 5 reizināts), viena vai vairākas piestiņas. Olnīca ir augstāka, zemāka vai vidēja. Augļi ir kauleņi, rieksti, bieži vien viltoti vai jaukti. Kukaiņu apputeksnētie augi. Ekonomiskā nozīme: 1. Mežrozīšu. Augļi satur daudz C vitamīna, 1-8% cukura, līdz 2% cietes, 1-5% slāpekli saturošu vielu. Saknes ir bagātas ar tanīniem. Izmanto pārtikas (zāļu) un parfimērijas rūpniecībā. 2. Rozes (polyanthus, tēja), avenes, zemenes, āboli, bumbieri, pīlādži, plūmes, ķirši, aprikozes, persiki, mandeles - dekoratīvās kultūras, izmanto pārtikas, parfimērijas un farmācijas rūpniecībā.
Ģimenes pākšaugi(apmēram 12 tūkstoši sugu). Dzimtas bioloģija: kāti stāvi, kāpjoši, ložņājoši. Lapas ir saliktas, ar kātiņiem. Zieda uzbūve ir tipiska: kausiņš ar 5 kauslapiņām (3 + 2), vainags no 5 ziedlapiņām (aizmugurējā ir bura, divas sānu ir airi, divas apakšējās, sapludinātas augšpusē, ir laiva). Ir 10 putekšņi (9 no tiem aug kopā un veido atvērtu cauruli). Viena piesta. Olnīca ir augstāka, vienpusīga. Auglis ir pupiņas. Apputeksnēts ar kukaiņiem. Dzimtas pārstāvju (astragals, kamieļu ērkšķis - apakškrūmi, vīķi, zirņi, āboliņš, lucerna, pupas, sojas pupas, lupīnas) ekonomiskā nozīme: pārtika, lopbarība, medus, dekoratīvie augi. Pateicoties mezglu baktērijām – zaļmēsliem. Uzturvērtības un barības kvalitāte ir pazemināta, pateicoties augstajai glikozīdu (glicirizīna, kumarīna, ononīna) un alkaloīdu (citizīna, sparteīna) koncentrācijai. Viņiem ir nozīmīga loma veģetācijas seguma veidošanā.
Solanaceae dzimta(apmēram 2200 sugas). Dzimtas bioloģija: garšaugi, retāk apakškrūmi, krūmi. Lapas ir pamīšus, bez kātiem, vienkāršas, ar veselu vai atdalītu asmeni. Ziedi ir pareizi vai nepareizi. Vainags ir sapludināts ar ziedlapiņām, cauruļveida. Pie vainaga caurulītes ir piestiprināti 5 putekšņi. Ir viena pistole ar augšējo divlokulāru olnīcu, kurā ir daudz sēklu dīgļu. Ziedi ir biseksuāli. Kukaiņu apputeksnētie augi. Auglis ir oga vai kapsula (retāk drupelike). Lielākā daļa naktsvijoļu satur indīgus alkaloīdus, kurus nelielās devās izmanto zāļu ražošanai. Ekonomiskā nozīme: 1. Nightshade (melnā naktsvijole). No lapām iegūst citronskābi un drogas, bet no tabakas sēklām – tabakas eļļu. 2. Kartupeļi, baklažāni, tomāti, paprika. Izmanto pārtikas rūpniecībā. 3. Belladonna (skaista), scopolia, datura, melnā henbane - ārstniecības augi.
Krustziežu dzimta(apmēram 2 tūkstoši sugu). Ģimenes bioloģija: viengadīgi, divgadīgi un daudzgadīgi lakstaugi, apakškrūmi ar alternatīvām lapām, dažreiz savākti bazālajā rozetē. Ziedi ir divdzimumu, savākti sacīkstēs. Perianth ir dubultā, četru locekļu. Sepals un ziedlapiņas ir sakārtotas krusteniski. Ir 6 putekšņlapas, no tām 4 ir garas, 2 ir īsas. Viena piesta. Auglis ir pāksts vai pāksts. Sēklas satur 15-49,5% eļļas. Saimnieciskā nozīme: 1. Savvaļas redīsi, rapsis, ganu maka, lauka sinepes, dzelte - nezāles. 2. Kāposti, redīsi, rāceņi, rutabaga ir dārza kultūras. 3. Sinepes, rapsis
- eļļas augu sēklas. 4. Levkoy, nakts skaistums, mathiola - dekoratīvie augi.
Asteraceae dzimta(apmēram 15 tūkstoši sugu). Dzimtas bioloģija: viengadīgi un daudzgadīgi lakstaugi, apakškrūmi, krūmi, mazi koki. Lapas ir pamīšus vai pretējas, bez kājiņām. Tipiska iezīme ir ziedkopu grozs. Atsevišķi ziedi atrodas uz plakanas vai izliektas groza dibena. Grozam ir kopīgs involucre, kas sastāv no modificētām apikālām lapām. Tipiski ziedi ir divdzimumu, ar zemāku olnīcu, kurai pievienots modificēts kausiņš; vainags vītņveida, cauruļveida, piltuvveida; krāsa ir balta, zila, dzeltena, zila uc Ziedi ir viendzimuma (vīriešu vai sieviešu), ārējie ziedi bieži ir sterili. Ir 5 putekšņlapas, tās saaug kopā kā putekļu daļiņas caurulītē, caur kuru iziet stils, kam ir stigma. Auglis ir parasts sēklis ar matainu pušķi vai plēvainu vainagu.
Šķērsapputes vai pašapputes. Ekonomiskā nozīme: 1. Salāti, cigoriņi, artišoks
- pārtikas kultūras. 2. Saulespuķes ir eļļas augu kultūra. 3. Topinambūrs - lopbarības kultūra. 4. Pienene, vērmeles, stīgas, pelašķi, kumelītes - ārstniecības augi. 5. Dālijas, kliņģerītes, krizantēmas ir dekoratīvie augi. 6. Dadzis, spurdze, zilā rudzupuķe, ložņu rūgtzāle
- nezāles.

Apvieno dzīvos organismus, kuriem ir raksturīgas īpašības. Tie visi ir autotrofi, tas ir, viņi var veikt fotosintēzi. Tāpat visiem augu valsts pārstāvjiem ir blīvas šūnu sienas, kuru pamatā ir organiska viela, piemēram, celuloze. Ciete augos ir rezerves viela. Neskatoties uz to, ka saprofītiskajiem augiem un parazītiem ir raksturīga heterotrofiska barošana, tie pieder pie augu valsts, jo šāda veida uzturs ir sekundārs. Starp augu valsts pārstāvjiem ir arī citas raksturīgas iezīmes. Tie ir noteikti dzīves cikli, orgānu izlikšanas veidi, mazkustīgs dzīvesveids utt. Lai gan iepriekš minētās īpašības nav raksturīgas visām augu grupām, to kombinācija ļauj atšķirt augus, īpaši augsti organizētus, no visiem citu valstu dzīvajiem organismiem. Zemākā attīstības līmenī augus var viegli sajaukt ar vienkāršākajiem dzīvniekiem. Galvenā augu atšķirīgā iezīme šajā līmenī ir hloroplastu klātbūtne un šūnu struktūras iezīmes.

Shēma. Augu klasifikācija

Jo augstāks ir augu organizācijas līmenis, jo skaidrāk ir redzamas atšķirības starp tiem un citiem dzīviem organismiem. Lielākajai daļai augsti sakārtotu augu ķermenis ir pārāk sadalīts, kas izraisa tā virsmas palielināšanos, lai labāk absorbētu gāzes un šķidrumus no apkārtējās telpas, lai fotosintēzes laikā tos tālāk pārveidotu barības vielās. Liela skaita specializētu ķermeņa daļu klātbūtne augstākajos augos kļuva iespējama tieši pateicoties ķermeņa sadalīšanai un diferenciācijai. Lielāko daļu nozīmīgām augu struktūras iezīmēm nosaka to pavairošanas, attīstības un apmetnes veida īpatnības.

Kopš 20. gadsimta vidus augu valsts klasifikācija un sistemātiskās kategorijas ir mainījušās. Līdz šim visi augi tika sadalīti zemākajos un augstākajos. Zemākās bija baktērijas, sēnītes, aļģes, ķērpji un gļotu pelējuma sēnes, bet augstākajās - bryofīti, rinijs, likofīti, psiloti, kosas, ģimnosēkļi, papardes un segsēkļi. Mūsdienās augu taksonomijā ir baktēriju valstība Un sēņu valstība atsevišķi viens no otra. Tāpēc “apakšējo augu” grupa ir nogrimusi aizmirstībā. Mūsdienu taksonomijā augu valstība ir sadalīta trīs apakšvalstīs: īstas jūraszāles , koši(sarkanās aļģes) un augstākie augi (dīgļu). Šajās trīs apakšvalstīs ietilpst visas 350 tūkstoši augu sugu, kas aug uz Zemes. Tie ir dažāda izmēra - no ļoti maziem līdz milzīgiem augiem. Visi augu valsts pārstāvji atšķiras viens no otra pēc dzīvības formām (zāles, koki, krūmi), dzīves ilguma (daudzgadīgs, viengadīgs, divgadīgs), vides apstākļu prasībām un vairošanās veidiem.

Augu valstības nodaļas

Visi augi ir sadalīti starp galvenajām augu valsts nodaļām. Tās ir sūnas, sūnas, papardes, ģimnosēkļi, kosas un segsēklu (ziedoši) augi. Savukārt segsēklu (ziedošo) augu nodaļas pārstāvji iedalās divās klasēs - divdīgļlapu un viendīgļlapju. Dažādi augu pavairošanas veidi nosaka to sadalījumu sēklu augos un sporu vairošanās augos. Ņemot vērā augu prasības augšanas apstākļiem, izšķir siltummīlīgus un aukstumizturīgus augus, ēnu izturīgus un gaismas mīlošus, sausumu izturīgus un mitrumizturīgus augus. Tos augus, kuru dzīvotne ir ūdens, sauc par ūdensaugiem.

Augu nozīme uz Zemes ir milzīga. Augu valsts pārstāvji ir primārie organisko vielu ražotāji. Ir pierādīts, ka viss atmosfērā pieejamais skābeklis radās, pateicoties augu dzīvībai svarīgajai darbībai jeb, precīzāk, fotosintēzei. Augu sabiedrības ir dabiska dzīvotne dzīvniekiem un cilvēkiem, vienlaikus nodrošinot tos ar pārtiku, tostarp netieši piedaloties augsnes veidošanā. Augi kalpo kā izejviela dažādu tehnoloģisko materiālu, degvielas, būvmateriālu, medikamentu ražošanai. Dažas augu sugas ir kultivētas, un no tām iegūst vērtīgus pārtikas produktus.

Raksta saturs

AUGU SISTĒMĀCIJA, botānikas nozare, kas saistīta ar augu dabisko klasifikāciju. Eksemplāri ar daudzām līdzīgām īpašībām tiek sagrupēti grupās, ko sauc par sugām. Tīģerlilijas ir viena veida, baltās lilijas ir cita veida utt. Savukārt viena otrai līdzīgas sugas tiek apvienotas vienā ģintī, piemēram, visas lilijas pieder vienai ģints - Lilija.

Ja sugai nav tuvu radinieku, tā veido patstāvīgu, t.s. monotipiska ģints, piemēram, Ginkgo biloba (ģints Ginkgo). Zināmas līdzības starp lilijām, tulpēm, hiacintēm un dažām citām ģintīm ļauj tās apvienot vienā ģimenē - lilijās (Liliaceae). Pēc tāda paša principa tiek veidoti pasūtījumi no ģimenēm, un nodarbības tiek veidotas pēc pasūtījumiem. Rodas dažādu rangu grupu hierarhiska sistēma. Katru šādu grupu neatkarīgi no ranga, piemēram, Liliaceae ģints, Amaryllidaceae dzimtas vai rožu kārtas, sauc par taksonu. Īpaša disciplīna, taksonomija, nodarbojas ar taksonu identificēšanas un klasifikācijas principiem.

Sistemātika ir nepieciešams pamats jebkurai botānikas nozarei, jo tā raksturo, ciktāl ļauj uzkrātie dati, dažādu augu attiecības un dod augiem oficiālus nosaukumus, kas ļauj dažādu valstu speciālistiem apmainīties ar zinātnisko informāciju.

AUGU KLASIFIKĀCIJAS IZCELSME UN ATTĪSTĪBA

Botānikas dzimšana.

Literatūras pieminekļos, kas palikuši no senajām civilizācijām, ir ļoti maz informācijas par augu klasifikāciju un nosaukumiem. Par pirmo botāniķi tiek uzskatīts grieķis Teofrasts, Aristoteļa skolnieks, kurš dzīvoja 4. gadsimtā. BC. Viņš visus augus sadalīja kokos, krūmos, apakškrūmos un garšaugos – grupās, kas mūsdienu izpratnē nav dabiskas, bet noderīgas tiem, kas audzēja augus. Seno romiešu ieguldījums botānikā aprobežojās ar plaši pazīstamajiem Plīnija kompilācijas darbiem un dažiem dzejoļiem. Grieķu ārsts Dioskorids 1. gs. sastādīja pārskatu par plaši izmantotajiem ārstniecības augiem. Pēc Romas impērijas sabrukuma zinātnēs vairākus gadsimtus valdīja stagnācija, pēc kuras botānika Eiropā atdzima “zāļu grāmatu” veidā - grāmatās, kurās aprakstītas plaši izplatīto augu ārstnieciskās īpašības. Senākus darbus pārsvarā pazaudēja eiropieši, bet arābi tos saglabāja.

Zāļu audzētāju laikmets.

Pēc tā izgudrošanas 15. gs. Zāļu grāmatas sāka regulāri izdot tipogrāfijas laikā. Piemēram, grāmata izgāja daudzus izdevumus Veselības dārzs (Ortus sanitatis). Šie darbi bija neprecīzi un māņticību pilni, taču to izplatīšana rosināja reālu zinātnieku darbu. 16. gadsimtā Vācijā iznāca trīs slaveni ārstniecības augu speciālisti – Leonards Fukss, Oto Brunfels un Hieronīms Boks. Autori bija ārsti un interesējās par augu ārstnieciskajām īpašībām, taču nepieciešamība atšķirt dažādus augus lika būt visai precīziem aprakstos un ilustrācijās. Visa Eiropa sekoja šim piemēram, un laika posmu no 1450. līdz 1600. gadam droši var saukt par ārstniecības augu laikmetu. Nozīmīgākos no tiem sastādīja Remberts Dodoins, Matiass de Lobels, Šarls de L'Eklūzs, Viljams Tērners un Pjērs Andrea Matioli.Pēdējā darbs, kas izgājis vairāk nekā vienu izdevumu, tika apkopots kā komentārs par Dioskorida darbiem. (kas liecināja par atjaunotu interesi par klasiku), bet autors iekļāva savus datus.

Tajā pašā laika posmā sāka veidoties botāniskie dārzi - Padujā un Pizā, pēc tam Leidenā, Heidelbergā, Parīzē, Oksfordā, Čelsijā un citās pilsētās. Sākumā zinātnieki tajos audzēja dzīvus ārstniecības augus. Tad parādījās herbāriji, t.i. sauso augu kolekcijas. Tiek uzskatīts, ka pirmo herbāriju savāca Luca Ghini.

Klasifikācijas izstrāde.

Ārstniecības augu speciālisti turpināja publicēties līdz 16. gadsimta beigām. (vienu no labākajiem apkopojis angļu botāniķis Džons Džerards), taču zinātniekus arvien vairāk interesēja paši augi neatkarīgi no to ārstnieciskajām īpašībām. Jau 13. gs. Albertus Magnuss savos rakstos par dabas vēsturi aprakstīja augu struktūru. 1583. gadā Andrea Česalpino klasificēja augus pēc to ziedu, augļu un sēklu struktūras. Līdzīgas metodes tika izmantotas 18. gadsimta sākumā. Pjērs Magnols un viņa skolnieks Turnforts. Aptuveni tajā pašā laikā, 17. gadsimtā, Oksfordas universitātes profesors Roberts Morisons spēja identificēt dažas “dabiskas” augu grupas, jo īpaši lietussargu dzimtas (Umbelliferae) un krustziežu dzimtas augus (Cruciferae). Lielais angļu botāniķis Džons Rejs gāja vēl tālāk, grupējot ģimenes augstāka ranga grupās. Viņš vērsa uzmanību uz dīgļlapu (embrija lapu) skaita nozīmi klasifikācijā, ierosinot atšķirt divdīgļlapju (ar divām dīgļlapām) un viendīgļlapju (ar vienu dīgļlapu) augus. Šī “dabiskā” sistēma balstījās uz stabilu īpašību kombināciju atpazīšanu un ietvēra to detalizētu izpēti, kas labvēlīgi atšķīrās no tīri mākslīgām klasifikācijām, kuru pamatā ir subjektīvi izvēlētas līdzības.

Šajā periodā parādījās vairākas apjomīgas botāniskas kompilācijas, īpaši Konrāda fon Gesnera un brāļu Johana un Kaspara Bauginu. Pēdējā apkopoja visus tolaik zināmos sugu nosaukumus un to aprakstus.

Linneja sistēma.

Visas šīs tendences vispilnīgāk izpaudās 18. gadsimta izcilā zviedru botāniķa darbos. Kārlis Linnejs, no 1741. līdz 1778. gadam Upsalas universitātes medicīnas un dabas vēstures profesors. Viņš klasificēja augus galvenokārt pēc putekšņlapu un stiebru (ziedu reproduktīvās struktūras) skaita un izvietojuma. Šī "seksuālā" sistēma tās vienkāršības un dažādu sugu iekļaušanas viegluma dēļ ir saņēmusi plašu atzinību. Turklāt Linnejs, balstoties uz viņa priekšgājēju organismu “tipiem” dotajiem sarežģītajiem, runīgajiem nosaukumiem, radīja mūsdienu bioloģiskās nomenklatūras principus. No vācu botāniķa Bahmaņa (Rivinius) viņš aizguvis dubultos sugu nosaukumus: pirmais vārds atbilst ģints, otrais (specifiskais epitets) pašai sugai. Linnejam bija daudz studentu, un daži no viņiem devās uz Ameriku, Arābiju, Dienvidāfriku un pat Japānu, meklējot jaunus augus.

Linneja sistēmas vājums ir tāds, ka viņa stingrā pieeja reizēm neatspoguļoja acīmredzamo organismu tuvumu vai, gluži pretēji, apvienoja sugas, kas bija skaidri attālinātas viena no otras. Zināms, piemēram, trīs putekšņi ir raksturīgi gan graudaugiem, gan ķirbju augiem, un, piemēram, Lamiaceae, kas ir līdzīgas daudzās citās pazīmēs, var būt divi vai četri. Tomēr pats Linnejs uzskatīja, ka botānikas mērķis ir tieši "dabiskā" sistēma, un viņam izdevās identificēt vairāk nekā 60 dabiskas augu grupas.

Mūsdienu klasifikācijas sistēmas.

1789. gadā Antuāns Lorāns de Žusjē apvienoja visas tolaik zināmās ģintis 100 “dabiskajās kārtās” un tās vairākās klasēs. No šī brīža mēs varam skaitīt mūsdienu augu klasifikācijas vēsturi. Jusjē un viņa sekotāju piedāvātās sistēmas tika pastāvīgi uzlabotas, uzkrājoties datiem un pakāpeniski aizstājot “dzimuma klasifikāciju”. Tajā pašā laikā Linneja izstrādātā dubultā nomenklatūra izrādījās tik ērta, ka to izmanto līdz pat šai dienai.

1813. gadā Augustin Piram Decandolle publicēja visaptverošu darbu par augu klasifikāciju. Viņa identificētās grupas atšķīrās pēc dīgļlapu, ziedlapu, karpelu un citu struktūru īpašībām. Džordža Bentema un Džozefa Daltona Hukera uzlabotā sistēma kļuva plaši atzīta. Vēl vienu shēmu, kas tika ievērota galvenokārt Amerikā, 19. gadsimta otrajā pusē ierosināja Ādolfs Englers. Šīs sistēmas ir aprakstītas divos apjomīgos darbos - Ievads augu valsts dabiskajā sistēmā (Prodromus systematis naturalis regni vegetabilis) Decandole un Dabisko augu dzimtas (Die natürlichen Pflanzenfamilien) Englers un Karls Prantls. Tie parādījās aprakstošās botānikas straujas attīstības periodā. Visu agrāko sistēmu trūkums bija tas, ka tajās nebija iekļautas sūnas, sēnes, aļģes un citi zemākie augi. Mikroskopijas attīstība 19. gadsimtā. atklāja šo organismu vairošanās īpatnības un ļāva tos klasificēt. Tajā pašā laikā kļuva iespējams papildināt augu galveno daļu aprakstu ar detaļām par to anatomisko struktūru, audu veidošanās metodēm un citām īpašībām.

Tajā pašā laikā no visām pasaules malām tika savākti tūkstošiem jaunu sugu, un parādījās plaša literatūra par taksonomiju. Tajā bija iekļautas monogrāfijas par atsevišķām dzimtām un ģintīm, zināmo dzimtu saraksti, reģionālās floras, t.i. konkrētu ģeogrāfisko apgabalu augu apraksti, parasti ar identifikācijas atslēgām, kā arī daudzas mācību grāmatas un uzziņu grāmatas. Slavenākie autori, bez jau pieminētajiem, ir Stefans Endlihers, Johans Hedvigs, Alfonss Dekandols, Kristians fon Ezenbeks, Kārlis Frīdrihs fon Martiuss, Dītrihs Francs Leonards fon Šlehtendāls, Pjērs Edmonds Boisjē, Ludvigs un Gustavs Reihenbahs, Asa Grejs, Džons Torrijs, Džons Lindlijs, Eliass Magnuss Frīzs, Viljams Džeksons Hūkers, Eimē Bonplanda un Kārlis Sigismunds Kunts.

Darvina ietekme uz taksonomijas attīstību.

1859. gadā darba publikācija Sugu izcelsme dabiskās atlases ceļā radikāli mainīja uzskatus par taksonomiju. Jēdziens “dabiskā sistēma” ir ieguvis mūsdienu nozīmi un sāka apzīmēt ģimenes saites starp organismiem, kas izveidojušās, to izcelšanās rezultātā no kopīga senča. Sugu savstarpējo tuvumu sāka noteikt tas, cik sen tāds sencis pastāvēja. Klasifikācijas shēma, kas pretendēja uz “dabisku”, pārvērtās par sava veida evolūcijas procesa šķērsgriezumu, un visas iepriekšējās shēmas tika pārskatītas tieši no šī viedokļa. Parādījās ideja par “primitīvām” un “progresīvām” īpašībām. Augusts Vilhelms Eihlers uz šī pamata uzbūvēja pilnīgi jaunu augu sistēmu, kuras principi tika izmantoti vēlākajos Englera un Čārlza Beseja darbos.

Vēlme sistemātiski atspoguļot dzīvo būtņu evolūcijas gaitu joprojām bija vadošā tendence šajā botānikas jomā 20. gadsimtā, ko īpaši veicināja mikroskopijas un ģenētikas attīstība. Vienlaikus turpina papildināt augu kolekcijas gan no labi izpētītiem, gan jauniem botāniķiem paredzētiem reģioniem.

NOMENKLATŪRA

Dažās augu sugas, kuras zāli zināja, nosaukušas apmēram tāpat kā senatnē. Tādējādi ar vārdu tika apzīmēts īpašs lilijas “veids”. Lilija, kam seko aprakstoša frāze, lai atšķirtu to no citiem liliju "veidiem". Tajā pašā laikā viņi izmantoja latīņu valodu, kas dominēja Eiropas zinātnē līdz 18. gadsimtam. Atklājot jaunas sugas, pēc šī noteikuma konstruētie “zinātniskie” nosaukumi, pirmkārt, kļuva arvien sarežģītāki, un, otrkārt, dažādi zinātnieki tos formulēja atšķirīgi, kas radīja neskaidrības. Šīs grūtības pazuda līdz ar binārās (binārās, binomiālās) nomenklatūras un prioritātes principa parādīšanos.

Ieviešot dubultnosaukumu sistēmu, tika saīsināts, piemēram, viena no rožu veidiem apraksts no plkst. Rosa caule aculeato,pedunculis hispidis, calycibus semipinnatis glabris(“roze ar ērkšķainu stublāju, sarainiem kātiem un pusplānveidīgiem gludiem sepaliem”) uz “binomeni” Rosa centifolia("kāpostu roze"). Turklāt, aprakstot tūkstošiem jaunu sugu un simtiem jaunu ģinšu, botāniķi, kas strādā neatkarīgi viens no otra, neizbēgami sauca vienus un tos pašus taksonus atšķirīgi. Kuram autoram vajadzētu pievērsties visiem pārējiem? Gadījās arī tā, ka viens un tas pats nosaukums tika dots dažādām sugām vai ģintīm. 1813. gadā Decandolle ierosināja prioritātes principu: taksons saglabā tam piedāvāto pirmo nosaukumu. Radās jautājums, kur meklēt “pirmo” vārdu, īpaši vispārīgo. Linnejs? Zāļu veikalos? Teofrasts? Tāpat nebija skaidrs, ko uzskatīt par pašu zinātnisku publikāciju un ko darīt, ja mainās taksona rangs, piemēram, suga sāk uzskatīt par šķirni vai tiek pārnesta uz citu ģints.

Bioloģiskās nomenklatūras likumi.

Līdz pagājušā gadsimta vidum augu nomenklatūra atkal bija uz haosa robežas, un Starptautiskajā botāniskajā kongresā Londonā 1866. gadā Alfonss Dekandols tika lūgts izklāstīt tās noteikumus, kas palīdzētu pārvarēt esošās grūtības. Gadu vēlāk viņš publicēja savus "nomenklatūras likumus", kurus botāniķi pieņēma nākamajā kongresā Parīzē. Šie likumi skaidri noteica, kā jādod nosaukums jebkura ranga taksonam (sugai, ģints, dzimtai, kārtai utt.) un kāda ir šo taksonu hierarhija. Viņi noteica kritērijus zinātniskās publikācijas atzīšanai par prioritāti. Linneja darbi tika atzīti par nomenklatūras pamatu: šī zinātnieka taksonam piešķirtais nosaukums tika uzskatīts par prioritāti, un, ja viņš pats to nedarīja, tad vārds, kas parādījās pirmais pēc viņa darbu publicēšanas.

Vīnes un Amerikas kodi.

Neskatoties uz šāda kodeksa pieņemšanu, pretrunas nav zudušas. Lai gan ir atzīts, ka sugu nomenklatūra aizsākās Linneja darbā Augu sugas (Plantarum suga), kur pirmo reizi tika sistematizēti binomi, likumos nebija noteikts šāds izejas punkts ģinšu un citu augstākas pakāpes taksonu nosaukumiem. Turklāt prioritātes princips, kā izrādījās, lika atteikties no vairākiem nosaukumiem, kas jau bija stingri nostiprinājušies zinātniskā lietošanā. Šajā sakarā vācu botāniķu grupa ierosināja sarakstu ar neprioritārajiem sugasvārdiem, kas būtu jāsaglabā kā izņēmumi. Tie tika doti 1905. gadā Vīnē pieņemtajos "Starptautiskajos botāniskās nomenklatūras noteikumos". Tomēr ne visi šos noteikumus atzina: vairāki amerikāņu zinātnieki uzstāja uz stingru prioritātes principa ievērošanu, vienlaikus iebilstot pret prasību aprakstīt jauni taksoni latīņu valodā. Viņi arī ierosināja “tipa metodi”, saistot augu nosaukumus ar to specifiskajiem (tipa) herbārija paraugiem vai zemāka ranga taksoniem. Rezultāts bija alternatīvs noteikumu kopums, Amerikas 1907. gada kodekss.

Starptautiskais kodekss.

Tādējādi 20. gadsimta sākumā. Spēkā bija vairāki botāniskās nomenklatūras kodi. Turpmākajos starptautiskajos kongresos šī problēma tika risināta, un visbeidzot 1930. gadā Kembridžā (Anglijā) tika panākts kompromiss. Tur pieņemtajā starptautiskajā kodeksā tika saglabāti neprioritārie “tradicionālie” nosaukumi (šobrīd to skaits ir ievērojami pieaudzis), bija nepieciešamas taksonu “diagnozes” latīņu valodā un, pats galvenais, tika atzīta “tipu metode”. Pēdējais ļāva ar lielāku precizitāti pieiet jautājumam par esošo nosaukumu saistīšanu ar augu grupām, mainot to rangu utt. Vienlaikus tika atrisinātas arī citas tehniskas problēmas. Lai gan nosaukumi turpina mainīties, taksonomiem cenšoties atšķirt arvien dabiskākas sugu grupas, paši botāniskās nomenklatūras lietošanas noteikumi ir ieguvuši nepieciešamo stabilitāti. Ir viegli saprast, ka vārdu izvēlei svarīga ir ne tikai adekvāta klasifikācijas shēma, bet arī dziļas botāniskās literatūras zināšanas, bieži vien atgriežoties Linnē laikmetā vai pat senāk. Bibliogrāfiskā datubāze taksonomijai ir ne mazāk nepieciešama kā herbārijs, jo tikai tā ļauj atrisināt daudzus jautājumus par identitāti un prioritāti.

Mūsu gadsimtā šī datubāze ir sasniegusi augstu attīstības pakāpi; Tagad vairs nav grūti noteikt, kad un kur tika publicēti pirmie botāniskie darbi, vai tika aprakstīts tas vai cits taksons. Šajā sakarā ir jāatsaucas uz atsauci Ceļvedis uz Karalisko botānisko dārzu, Kew,Anglija (Indekss kewensis), kas ir visu zināmo binomenu saraksts ar saitēm uz to pirmās publikācijas vietu.

Aptuveni tāds pats nomenklatūras kods tika pieņemts kultivētajiem augiem.

TAKSONOMIJAS PRINCIPI

Taksonomistu darbs ietver vairākas jomas – no augu savākšanas un jaunu taksonu aprakstīšanas līdz ģenētiskiem eksperimentiem.

Jauno taksonu apraksts.

Lai gan tagad ir zināmas aptuveni 300 000 augu sugu, lielas planētas teritorijas joprojām ir slikti izpētītas no botāniskā viedokļa. Īpaši daudz jaunu sugu un ģinšu slēpjas tropu reģionos. Materiāla savākšanas metodes ir daudzējādā ziņā pilnveidotas: zinātnieki ņem līdzi iekārtas augu paraugu ātrai žāvēšanai un iztaisnošanai, raksta detalizētus aprakstus par vietām, kur tie savākti, un bieži papildina herbārija paraugus ar materiālu, kas sagatavots mikroskopijai. Daudzas ekspedīcijas tiek organizētas ar vadošo botānisko dārzu un zinātnisko fondu līdzekļiem. Monogrāfijās un zinātniskajos periodikā publicētie jauno taksonu apraksti sniegti atbilstoši noteiktiem standartiem. Kjū, Leidenes, Ņujorkas, Vašingtonas, Kembridžas, Sentluisas, Parīzes, Ženēvas un Berlīnes lielākajās herbārijās ir miljoniem rūpīgi marķētu īpatņu.

Taksonu pārskatīšana.

Padziļinātas zināšanas par augu morfoloģiju un plašu augu kolekciju rašanās veicināja ideju pārskatīšanu par dažām ģintīm un sugām. Tiek publicētas detalizētas monogrāfijas par atsevišķām ģintīm un veselām ģimenēm. Sērija joprojām ir piemērs šajā ziņā augu valstība (Das Pflanzenreich), publicēts Berlīnē, rediģējis Engler un kas satur kritisku pārskatu par visām zināmajām ģintīm. Šādi darbi parasti ietver precīzus aprakstus, identifikācijas atslēgas, ilustrācijas, datus par taksonu ģeogrāfisko izplatību un pētīto īpatņu sarakstus.

Klasifikācijas kritēriju izvēle.

Taksonomijas sākumā augi tika klasificēti sugās un citos taksonos, pamatojoties uz ārējām pazīmēm, tostarp tām, kuras varēja redzēt caur palielināmo stiklu. Vēlāk šīm ārējām pazīmēm tika pievienotas iekšējās struktūras (anatomijas) mikroskopiskās pazīmes. Parasti klasiskā perioda taksonomi bija ļoti precīzi, nosakot taksonu dabiskās attiecības, tāpēc mikroskopiskie pētījumi galvenokārt apstiprināja esošās klasifikācijas shēmas un atbalstīja tās ar jauniem datiem. Tomēr dažkārt mikroskopistu atklājumi apšaubīja iedibinātos uzskatus. Tādējādi Englers uzskatīja, ka ziedi bez ziedlapiņām ir primitīvāki nekā ziedi ar ziedlapiņām, taču anatomiskie pētījumi apstiprināja Dekandolas hipotēzi, kurš savas sistēmas centrā novietoja augus ar labi attīstītu vainagu (Čārlzs Besijs vēlāk piekrita viņa viedoklim ). Tāpat Englers un citi pagātnes botāniķi par svarīgu sistemātisku raksturu uzskatīja ziedlapu saplūšanu cauruļveida, zvanveida vai piltuves formas vainagā, taču vēlākie pētījumi lika no šīs idejas atteikties. Piemēram, dalītās neļķes un prīmulas ilgu laiku atradās dažādās šķirās, bet pēc tam tika atzītas par cieši radniecīgām ģimenēm.

Kopumā klasifikācijai svarīgi ir tie raksturlielumi, kas nav atkarīgi (vai ir maz atkarīgi) no vides apstākļiem. Noderīgas ir arī pazīmes, kas ir stabilas no makroevolūcijas viedokļa, t.i. nav tieši saistīti ar izdzīvošanu un tāpēc vājāki nekā citi, kurus ietekmē pašreizējā dabiskā atlase. Piemēram, tādas pazīmes kā ziedu daļu skaits, lapu izkārtojums, augļa veids un dažas anatomiskās pazīmes ir daudz stabilākas, un tāpēc klasifikācijā daudz svarīgākas nekā izmērs, krāsa vai pubertāte, kas mainās atkarībā no vides apstākļiem.

Eksperimentālā audzēšana.

J. Rejs rakstīja par ieguvumiem, novērojot izmaiņas, kas augos notiek transplantācijas laikā, 17. gadsimtā, bet botāniķi sistemātiski sāka ķerties pie šīs metodes tikai mūsu gadsimtā. Parastā dārzā audzējot īpatņus no dažādiem biotopiem, bieži vien ir iespējams noteikt to stabilās īpašības, kas nemainās, mainoties dzīves apstākļiem, t.i. tās pazīmes, kas ļauj spriest par evolūcijas attiecībām. Daudzos gadījumos izdevās pierādīt, ka atšķirībām, kuras tika uzskatītas par augsnes īpatnībām, klimatu un citiem ārējiem faktoriem salīdzināmo īpatņu augšanas vietās, ir iedzimts pamats, t.i. svarīgi taksonomijai.

Augu ģeogrāfija (fitoģeogrāfija).

Evolūcijas teorija ir būtiski ietekmējusi pieejas taksonu ģeogrāfiskās izplatības izpētei. Jau 19. gadsimta beigās. botāniķi, atšķirībā no tropiskās Āfrikas un Amerikas pionieriem, saprata, cik maz ticams, ka zinātnei jaunos reģionos tiks atrastas vienas un tās pašas augu sugas un ģintis. Kļuva skaidrs, ka katrai sugai bija ļoti specifiska izcelsmes vieta, no kuras tā izplatījās uz citām tai pieejamām teritorijām. Ģeoloģiskie procesi varēja sadalīt izveidoto biotopu, un tad vienas sugas augu populācijas, izolētas viena no otras, neatkarīgas evolūcijas gaitā radīja neatkarīgus taksonus. Tādējādi Havaju salās ir daudz nekur citur nepazīstamu sugu (endēmiju), kuru senči tur ieradušies no Amerikas kontinenta. Tādējādi fitoģeogrāfija kalpo kā ļoti svarīgu datu avots augu klasifikācijai.

Citoloģija un ģenētika.

Kā jau minēts, organismu dabiskā sistēma ir veidota tā, lai atspoguļotu to izcelsmi no kopējiem senčiem. Izveidotās klasifikācijas shēmas var apstiprināt vai atspēkot ar datiem no ģenētikas (eksperimentālā atlase) un citoloģijas (īpaši dati, kas iegūti, pētot dalīšanās šūnu). Ir zināms, ka hromosomu skaits un forma, t.i. pavedieniem līdzīgas šūnu struktūras, kas satur iedzimtu informāciju (gēnus) un kontrolē indivīda attīstību, ir atkarīgas no organisma sistemātiskā stāvokļa. Lai gan vienas augu sugas ietvaros hromosomu skaits var atšķirties (piemēram, dažās vijolītēs), neizraisot redzamas morfoloģisko īpašību izmaiņas, parasti katrai sugai šis skaits ir diezgan noteikts (sugai raksturīgs). Turklāt cieši radniecīgās sugās hromosomu skaits bieži vien ir kāda bāzes skaitļa (n) daudzkārtnis. Tādējādi dažādu rožu dzimumšūnās ir 7, 14, 21 vai 28 hromosomas. Tas ļauj secināt, ka viens no jaunu taksonu veidošanās mehānismiem ir senču hromosomu skaita dubultošana evolūcijas laikā (poliploidizācija).

Poliploīdu parādīšanās bieži padara iespējamu hibridizāciju, t.i. dažādu taksonu šķērsošana. Starpsugu hibrīdi parasti ir sterili (sterili), jo atšķirība starp vecāku hromosomu komplektiem novērš homologu hromosomu savienošanos pārī, kas ir nepieciešams solis mejozes procesā, kas ir dzimumšūnu (spermas un olšūnu) veidošanās pamatā. Ja hibrīds kļūst poliploīds, tā šūnas saturēs vairākas vecāku hromosomu kopas; šajā gadījumā katra no hromosomām spēs atrast līdzīgu (homologu) un izveidot ar to pāri, kā rezultātā mejoze būs veiksmīga un augs spēs vairoties, t.i. būs auglīga. Ja auglīgs poliploīds hibrīds izdzīvos un regulāri radīs pēcnācējus, tas kļūs par jaunu rasi, t.i. neatkarīga taksonomiskā grupa. Dažās augu dzimtās starpsugu hibridizācijas vieglumu nosaka homologu hromosomu klātbūtne dažādās sugās. Kopumā hromosomu kopu līdzības pakāpe korelē ar taksonu ģenētisko tuvumu.

Bioķīmiskā sistemātika.

Salīdzinājumi, lai klasificētu augos atrastās vielas, pirmo reizi tika veikti 20. gadsimta 60. gados, un tie ir izrādījušies ļoti noderīgi. Dažu savienojumu, piemēram, dažu alkaloīdu, flavonoīdu pigmentu un terpēnu klātbūtne bieži vien ir ierobežota ar ļoti specifiskiem taksoniem, kas atšķiras pēc citām īpašībām. Tādējādi sinepju eļļas, kas piešķir asu aromātu, piemēram, sinepēm un mārrutkiem, ir sastopamas ne tikai krustziežu dzimtā, kurai pieder šie augi, bet arī vairāku tai tuvu grupu pārstāvjiem, jo ​​īpaši kaperiem. No otras puses, šādi savienojumi ir konkrētu gēnu darba (izpausmes) rezultāts, t.i. DNS sadaļas. Spēja identificēt atsevišķus gēnus un noteikt to specifisko nukleotīdu secību kļuva par pamatu nepieredzētam progresam biotehnoloģijā un DNS analīzē, un augu taksonomijas jomā noveda pie molekulārās sistemātikas rašanās.

Molekulārā sistemātika.

70. gadu beigās atklātie baktēriju endonukleāzes enzīmi, kas “sagriež” DNS stingri noteiktos punktos, ļāva biologiem izolēt un pētīt dažādu organismu atsevišķus gēnus un pat veselus genomus (pilnus gēnu komplektus). Gandrīz vienlaikus parādījās sekvencēšanas metodes, t.i. nosakot precīzu DNS sekciju nukleotīdu secību. Taksonomijai ļoti svarīgas ir zināšanas par konkrēta morfoloģiskā (strukturālā) rakstura ģenētisko pamatu. Ja divām sugām kopīgas pazīmes ģenētiskais pamats ir vienāds, tad var runāt par to tiešo saistību, ja atšķiras, mums ir paralēlisma jeb konverģences parādības, t.i. neatkarīgi radušās līdzības taksonos, kas ir cieši saistīti vai attālināti viens no otra.

AUGU VALSTS

Botānikas attīstības gaitā augu klasifikācija un pati pēdējā termina definīcija tika pastāvīgi pārskatīta. Pagājušā gadsimta vidū bija ierasts visus augus sadalīt kriptogāmos (kriptogāmos) ar “neredzamiem” dzimumorgāniem un gaišreģu augiem (fanerogāmiem), kuros labi redzamas reproduktīvās struktūras. Papardes, sūnas, aļģes un sēnes tika klasificētas kā sekretagogi, t.i. organismi, kas neveido sēklas, un fantomi ir sēklu sugas. Mūsdienās šāda sistēma tiek uzskatīta par pārāk rupju un mākslīgu.

20. gadsimta pirmajās desmitgadēs. paplašinot zināšanas par augu attiecībām, tika identificētas četras galvenās grupas: Thallophyta (talakveida, slāņaini vai zemākie augi), Bryophyta (bryofīti), Pteridophyta (papardes) un Spermatophyta (sēklas). Apakšējo augu grupa apvienoja baktērijas, aļģes un sēnītes – organismus ar talli, jeb talli, t.i. ķermenis, kas nav sadalīts saknēs, kātos un lapās. Bryofīti ietvēra aknas un lapu stublāju sūnas. Viņiem arī nav īstu sakņu, stublāju un lapu, bet tie atšķiras no zemākajiem galvenokārt ar to, ka embrijs attīstās no apaugļotas olšūnas īpašā sievietes orgānā uz auga, nevis vidē. Pteridofītos, t.i. papardes, kosas, sūnas un radniecīgās formas, ir ne tikai īstas saknes, stublāji un lapas, bet arī īpaša vadoša (asinsvadu) sistēma, kas sastāv no specializētiem ksilēmu un floēmu traukiem. Tomēr šie augi neražo sēklas. Sēklaugus, kuriem ir arī īstās saknes, stublāji, lapas un asinsvadu audi, iedala ģimnosēkļos (piemēram, skujkokos), kas neveido ziedus, un segsēkļos (ziedaugi).

Mūsdienās šī sistēma tiek atzīta par neapmierinošu. Daži botāniķi centās to uzlabot, sadalot visus augus embriofītos (Embryophyta), kas veido embriju mātes organisma iekšienē (briofīti, papardes, sēklas), un zemākos augos, kuriem šī īpašība trūkst (baktērijas, aļģes, sēnes). Citi zinātnieki ir ierosinājuši trīs locekļu iedalījumu augu valstībā - vaskulārajos (papardes un sēklas) jeb Tracheophyta, zemākajos (baktērijas, aļģes, sēnes) un briofītos (sūnas un aknu kārpiņas). Tomēr arī šīs sistēmas ir atzītas par neuzticamām.

Daudzu valstību sistēma tagad ir guvusi atzinību. Baktērijas, aļģes un sēnes vairs netiek atzītas par augiem (t.i., augu valsts pārstāvjiem). Pirmās (kopā ar zilaļģēm, kuras tagad sauc par zilaļģēm) ir vai nu klasificētas vienā valstībā Monera, vai arī izplatītas starp Arhebaktērijas un Eubaktērijas valstībām. Citas aļģes, tostarp vienšūnu aļģes, kā arī virkne tām pēc uzbūves salīdzinoši līdzīgu organismu veido protistu (Protista) valstību. Sēnes veido īpašu valstību. Lai gan tie vairākos veidos atgādina augus, daudzi to tipiskie pārstāvji, kā liecina DNS pētījumi, iespējams, ir tuvāk dzīvniekiem.

To, kas paliek augu valsts (Plantae) rezultātā, dažādi eksperti sadala 5–18 lielās grupās. To skaita pieaugums daļēji ir saistīts ar pilnīgi likumīgu atteikšanos atzīt vaskulāros augus (Tracheophyta) par dabisku taksonu: tagad katra grupa tiek uzskatīta par neatkarīgu departamentu.

Mūsdienu sistēmā iedalījums ir otrais hierarhiskais taksons pēc valstības (dzīvniekiem un protistiem tas atbilst “patvērumam”). Agrāk tika uzskatīts, ka daudzi no dalījumiem ir vairāk vai mazāk lineāri cēlušies viens no otra un atbilst secīgiem evolūcijas posmiem, bet tagad tos uzskata vienkārši par augu grupām, kas pēc struktūras un formu vairošanās īpašībām ir līdzīgas, nevis. obligāti cēlušies no vienas senču sugas citā nodaļā. Tādējādi, lai gan šis taksonomiskais rangs atspoguļo būtiskas atšķirības starp organismiem, tai vairs netiek piešķirts tāds pats evolūcijas saturs.

Šādi protistu valstības veidi tradicionāli tiek klasificēti kā augi.

Protista karaliste

Phylum Chlorophyta (zaļās aļģes)

Phylum Charophyta (charophyta vai stari; dažreiz dēvē par zaļajām aļģēm)

Phylum Chrysophyta (zeltaļģes, kramaļģes un dzeltenzaļas aļģes; pēdējās dažreiz klasificē kā neatkarīgu Xanthophyta dzimtu)

Phylum Phaeophyta (brūnaļģes)

Phylum Rhodophyta (sarkanaļģes vai purpuraļģes)

Phylum Pyrrophyta (dinoflagellāti, dažkārt klasificēti arī kā Sarcomastigophora dzimta)

Augu valstība (Plantae), kas atbilst embriofītiem.

Bryophyta nodaļa: sūnas, aknu sēnes, antocerotes sūnas

Atlikušie iedalījumi iepriekš tika apvienoti asinsvadu grupā (Tracheophyta), bet tagad šis termins tiek lietots tikai aprakstoši un, kā minēts iepriekš, netiek uzskatīts par dabisku taksonu.

Likofītu nodaļa (Lycophyta)

Psilophyta nodaļa

Equisetae nodaļa (Sphenophyta)

Papardes nodaļa (Pterophyta)

Atlikušie iedalījumi, kas izceļas ar ne tikai asinsvadu sistēmas, bet arī sēklu klātbūtni, iepriekš tika apvienoti sēklaugu grupā (Spermatophyta), taču tagad šis termins tiek lietots tikai aprakstoši un netiek uzskatīts par dabisku taksonu.

Cycadophyta nodaļa

Ginkgophyta nodaļa

Skujkoku nodaļa (Coniferophyta)

Sadalījumu nomācošais (Gnetophyta)

Angisēklu jeb ziedaugu (Magnoliophyta) departaments

TRADICIONĀLĀS SISTĒMĀTISKĀS GRUPAS

Zemāk ir īsi raksturojumi grupām, kuras tradicionāli uzskata par augiem un joprojām bieži (bet kļūdaini) klasificētas šajā valstībā, neskatoties uz izmaiņām oficiālajā klasifikācijā.

Zaļās aļģes.

Šo grupu (3700 sugas) galvenokārt pārstāv mazas ūdens formas - vienšūnas, daudzšūnu vai koloniālas. Daudzās sugās hloroplastus attēlo mazi diskveida ķermeņi, piemēram, vaskulārajos augos; citos gadījumos tie ir lieli, maz skaitā (dažreiz pa vienam šūnā) un mikroskopā izskatās kā sarežģītas, bieži ļoti skaistas struktūras. Dažas vienšūnas sugas ir līdzīgas Euglena ( Eiglēna), taču ir nevis viena, bet divas flagellas. Tie ir daudz sastopami planktonā. Stacionāras sugas bieži veido zaļu pārklājumu uz sienām, pīlāriem un koku stumbriem. Kolonijas ir plākšņu, dobu sfēru, vienkāršu vai sazarotu pavedienu veidā. Daudzi no tiem ir tuvu daudzšūnu organismiem: tiem ir stingri noteikta struktūra, savienojumi starp šūnām ir nemainīgi, un dažas šūnas atšķiras no citām. Lielākās zaļās aļģes, kas sastopamas jūrā Ulva(jūras salāti). Tās gaiši zaļās lapām līdzīgās plāksnes piestiprinās pie akmeņiem plūdmaiņu zonā. Dažas sugas satur ne tikai hlorofilu, bet arī citus pigmentus; Tādējādi kalnos dažkārt novērotā “sarkanā sniega” parādība ir saistīta ar sarkano pigmentu saturošo mikroskopisko zaļo aļģu masveida izplatību.

Zaļo aļģu pavairošanas metodes ir dažādas. Daudzas sugas veido brīvi peldošas šūnas (zoosporas), kuras pēc izplatīšanās perioda attīstās par veģetatīvo talli. Lielākā daļa sugu veido arī dzimumšūnas (gametes), un dažreiz notiek regulāra sporu un seksuālo paaudžu maiņa, kuru indivīdi pēc izskata var neatšķirties viens no otra. Dažās sugās sapludinātās gametas ir morfoloģiski identiskas (izogāmija), bet vairumā tās iedala sievišķajās un vīrišķajās, tāpat kā augos un dzīvniekos. Pat ar gametu ārējo līdzību starp tām bieži pastāv fizioloģiskas atšķirības, tāpēc saplūšana ir iespējama tikai starp divu seksuālo tipu gametām. Zināms solis uz priekšu ir gametu diferencēšana lielākās un mazākās (heterogāmija). Dažām sugām gan vīriešu, gan sieviešu dzimumšūnas tiek izlaistas ūdenī, kur tās brīvi peld, līdz nejauši satiekas un saplūst. Citos gadījumos kustīga ir tikai vīrišķā gameta, bet mātīti ieskauj īpaša membrāna, caur kuru iekļūst sperma (oogamija). Vairākām sugām gametas neveidojas vispār, un dzimumprocesa laikā vienas veģetatīvās šūnas saturs pa šī procesa (konjugācijas) laikā izveidoto caurulīti ieplūst citā.

Charovayas (staru).

Tie ir daudzšūnu, stāvi ūdens organismi, kas sastāv no centrālā stieņa ("stumbra") ar mezgliem, no kuriem stiepjas sānu izauguma virpuļi. Šarovāriem nav asinsvadu sistēmas, bet to šūnas nav vienādas: dažas ir iegarenas, daudzkodolu, citas ir mazas, mononukleāras. Augšana ir apikāla, tāpat kā augiem. Reprodukcijas process ietver nevienlīdzīgu gametu saplūšanu, kas atšķirībā no visu citu aļģu gametām veidojas īpašās daudzšūnu struktūrās. Šī īpašība ir galvenā atšķirība starp Characeae un zaļajām aļģēm, ar kurām tās saista daudzas pazīmes un pat starpformas. Jaunākie DNS pētījumi liecina, ka Characeae ir sauszemes augu senči. Dažiem no tiem ir tādas pašas mitotisko šūnu dalīšanās pazīmes un flagella struktūra kā vairākiem sauszemes augiem, lai gan citi šajā ziņā ir tuvāki zaļajām aļģēm.

Brūnās aļģes.

Tie ir daudzšūnu, galvenokārt jūras organismi. Tos bieži var atrast piestiprinātus pie akmeņiem relatīvi aukstās jūras plūdmaiņu zonā. Dažas sugas ir mazzarotas, daudzas ir lielas, uz tausti ādainas, ārēji sadalītas daļās, kas atgādina stublājus un lapas. Tieši šīs lielās aļģes, kas pieder brūnaļģu grupai, daudzās valstīs tiek savāktas un izmantotas kā mēslojums vai kā joda avots, ko tās absorbē no jūras ūdens; daudzas sugas izmanto kā pārtiku, īpaši Tālajos Austrumos. Dažas brūnaļģes atraujas no substrāta un brīvi peld; Sargasso jūra ir nosaukta vienas no šīm ģintīm - Sargassum. Daudzās sugās šūnas ieskauj gļotādas apvalks. Lielajās sugās dažkārt novērojama paaudžu maiņa, kas atgādina šo procesu papardēs. Šajā gadījumā paaudze, ko pārstāv lielie talli, veido brīvi peldošas sporas; no tiem attīstās gandrīz nemanāmi organismi, kas līdzīgi sīkiem augiem - dzimumšūnu paaudze, kas ražo gametas; gametu saplūšanas rezultātā atkal izaug liela pirmā tipa aļģe. Plaši izplatīta ģints Fucus vairojas tikai ar gametām, un šūnu līmenī tā dzīves cikls ir ļoti tuvs tam, kas raksturīgs ziedošiem augiem un augstākiem dzīvniekiem: tā haploīdā (ar vienu hromosomu komplektu) fāze ir samazināta līdz minimumam. Dažas brūnaļģes veido vairāk nekā 30 m garu kātam līdzīgu daļu, pārvēršoties lapām līdzīgās struktūrās ar gaisa burbuļiem, kas tās atbalsta ūdens kolonnā. Visām brūnajām aļģēm papildus hlorofilam ir īpašs brūns pigments. DNS nukleotīdu secību izpētes rezultāti liecina, ka brūnaļģes ir tuvas dzeltenzaļajām aļģēm, kas ietilpst Chrysophyta patversmē. Ja šie dati beidzot apstiprināsies, brūnaļģes pēc analoģijas ar dzeltenzaļajām aļģēm var uzskatīt par vienu no šāda veida klasēm.

Sarkanās aļģes (purpuraļģes).

Šajā patversmē ir 2500 daudzšūnu, galvenokārt vidēja izmēra jūras formu sugu, īpaši bagātīgi sastopamas tropos, kur tās bieži aug lielā dziļumā. Dažas sugas dzīvo saldūdeņos un mitrā augsnē. Daudzi purpursarkanie ziedi veido plāni sazarotus, graciozus “krūmus”, citiem ir plānas plāksnes ar līkumainām malām. Pigmenti, kas maskē hlorofila zaļo krāsu, piešķir talijai dažādas krāsas - no gaiši rozā līdz brūnganai, zilganai un gandrīz melnai. Šie pigmenti, iespējams, veicina fotosintēzi, absorbējot vājo gaismu, kas iekļūst lielā dziļumā.

Violetas šūnas ieskauj gļotādas apvalks. Dažās sugās tās ir diferencētas iegarenās centrālajās un fotosintēzes ārējās. Centrālās šūnas ir funkcionāli salīdzināmas ar augu vadošajiem elementiem; Dažām sarkanajām aļģēm, piemēram, asinsvadu augiem, ir apikāla augšana. Gan sporām, gan gametām (lai gan vīrišķās tiek izlaistas ūdenī) trūkst flagellu un tās var tikai pasīvi dreifēt. Ir zināmi vairāki dzīves ciklu veidi, no kuriem daži ir ļoti sarežģīti. Vairošanās procesā vīrišķā dzimumšūna tiek piestiprināta pie mātītes apmatojuma izauguma, kurā veidojas caurums. Vīrišķās šūnas kodols nonāk sievietes šūnas pamatnē un saplūst tur ar sievietes kodolu. Salīdzinoši vienkārša dzīves cikla gadījumā no zigotas veidojas sporas, kas rada jaunu seksuālo paaudzi. Sarežģītāki cikli ietver paaudžu maiņu. Šajā gadījumā zigotas kodols var migrēt uz citu šūnu, ap kuru pakāpeniski veidojas īpaša veida apvalks. Tad veidojas pavedieni, kas nes sporas. Šīs sporas atdalās un rada paaudzi, kas vairojas nevis seksuāli, bet gan ar cita veida sporām (“veģetatīvi”); No šīm sporām attīstās seksuāli indivīdi, un cikls atkārtojas. Ar šo paaudžu maiņu indivīdi, kas atšķiras pēc vairošanās veida, var būt ārēji identiski, bet biežāk tie ir tik atšķirīgi, ka divas vienas sugas paaudzes dažreiz tiek raksturotas kā neatkarīgi taksoni.

Violetos augus plaši izmanto cilvēki. No dažiem to veidiem iegūst ogļhidrātu agaru, uz kura laboratorijās audzē mikroorganismus. No citām sugām iegūtos kompleksos ogļhidrātus izmanto kā biezinātājus pārtikas rūpniecībā (piemēram, saldējuma ražošanā) un kosmētikā. Daudzas koši sēnes Japānā tiek uzskatītas par delikatesi.

Zelta aļģes.

Šis tips ir iedalīts trīs klasēs - kramaļģēs (Bacillariophyceae), zelta aļģēs (Chrysophyceae) un dzeltenzaļās aļģēs (Xanthophyceae). Daži eksperti pēdējās divas klases sliecas uzskatīt par neatkarīgiem veidiem - Bacillariophyta un Xanthophyta.

Patiesībā zelta aļģes un kramaļģes (kramaļģes), šķiet, ir tuvāk viena otrai nekā dzeltenzaļajām aļģēm, un pēdējās, šķiet, ir cieši saistītas ar brūnajām aļģēm; kā minēts iepriekš, brūnās aļģes galu galā var atzīt par vienu no Chrysophyta patversmes klasēm.

Daudzi biologi ir atzīmējuši, ka dažas ūdens sēnes (Oomycota un Hyphochytridiomycota) ar savu veģetatīvo micēliju un reproduktīvajām struktūrām atgādina Vaucheriales kārtas dzeltenzaļās aļģes. Turklāt to šūnu sienas galvenā sastāvdaļa, tāpat kā aļģēm, ir celuloze, nevis hitīns. Par šo grupu tuvumu liecina arī DNS un ribosomu RNS (rRNS) analīzes rezultāti. Ņemiet vērā, ka visās pārējās sēnēs (izņemot gļotu sēnītes, kuras tomēr vairs netiek uzskatītas par sēnēm un pieder protistu valstībai) šūnu siena sastāv galvenokārt no hitīna. Saliktā ogļhidrāta hitīna klātbūtne celulozes vietā ir īpašība, kas tuvina “īstās” sēnes dzīvniekiem; Ciešās attiecības starp šīm divām valstībām liecina arī rRNS salīdzinošā analīze.

Bryofīti.

Tie ir mazi augi bez vadošiem audiem; daudziem no tiem ir vienkārši sakārtoti “stublāji” un “lapas” (stingri sakot, to var saukt tikai par asinsvadu sugu orgāniem). Filofītu jeb vienkārši sūnu (Musci) klases pārstāvji aug visdažādākajos vides apstākļos (ir 14 000 sugu). Viņu stublāji ir stāvi vai ložņājoši, un to lapu izvietojums ir spirālveida. Aknuzāles (Hepaticae klase, 8500 sugas) atšķiras no sūnām ar saplacinātu ķermeni, kuras augšējais un apakšējais malas ir skaidri atšķiramas. Tie var parādīties kā daivu plāksnes bez lapu pazīmēm vai kā lapu dzinumi. Aknuzāles sastopamas galvenokārt mitrās vietās.

Sūnas, lai arī reti sasniedz vairāk nekā 10 cm augstumu, dabā ir plaši izplatītas. Daudzas sugas spēj izturēt ārkārtējas temperatūras un izžūšanu. Sugām bagāta ģints Sfagnumsīpaši raksturīgi kūdras purviem. Tās lapās ir dobumi, kas uzkrāj ūdeni, un tāpēc šie augi tiek izmantoti kā mitrumu absorbējošs materiāls. Viņu mirušās atliekas ir galvenā kūdras sastāvdaļa. Jāpiebilst, ka dažu šai nodaļai nepiederošo augu neoficiālajos nosaukumos iekļauts vārds “sūnas”; Tādējādi “briežu sūnas” ir ķērpis, “Īru sūnas” ir sarkanaļģes, bet “Luziānas sūnas” ir ziedoša suga. Dažādus akvārijos audzētos segsēkļus parastajā valodā mēdz dēvēt arī par sūnām.

Aknuzāles ir vairāk atkarīgas no mitruma. Lapu formās (Jungermaniales kārtas) seksuālie īpatņi pēc izskata ir līdzīgi lapu sūnām, bet sporu paaudze ir vienkāršāka un pēc izskata neuzkrītošāka. Marchantiales kārtas pārstāvji izskatās kā plakanas plāksnes ar nelīdzenu malu, kas piespiesta pamatnei, lai gan to iekšējā struktūra var būt diezgan sarežģīta. Antocerotes (kārta Anthocerotales) atšķiras no citām aknu kārpām ar to, kā tās veido reproduktīvos orgānus (anteridijas un arhegonijas), ar sporu paaudzes struktūru un augšanas veidu, kā arī ar viena hloroplasta klātbūtni šūnās. Daži uzskata, ka ar šādām pazīmēm pietiek, lai šos augus nošķirtu īpašā bryofītu klasē, un vairāki botāniķi sliecas uzskatīt, ka lapu sūnas un aknu kārpiņas ir neatkarīgas nodaļas. Tomēr hloroplastu DNS pētījumi liecina, ka visi bryofīti, lai arī atšķiras pēc gēnu secības tajos, ir cieši saistīti viens ar otru. Šī ir ļoti unikāla grupa, kuru nekādas pārejas formas nesaista ar citām augu nodaļām.

Psilotoīdi.

Šajā iedalījumā ietilpst tikai divas mūsdienu retu tropu augu ģintis ar stāviem zarojošiem kātiem, kas stiepjas no horizontālas pazemes daļas, līdzīgi sakneņiem. Tomēr psilotoīdiem nav īstu sakņu. Kāts satur vadošu sistēmu, kas sastāv no ksilēma un floēma: ūdens ar izšķīdušiem sāļiem pārvietojas pa ksilēmu, un floēms kalpo organisko barības vielu transportēšanai. Šie audi ir raksturīgi arī visiem citiem vaskulārajiem augiem. Tomēr psilotīdiem ne floēma, ne ksilēma neiesniedzas to lapām līdzīgajos piedēkļos, tāpēc šie piedēkļi netiek uzskatīti par īstām lapām. Uz zariem izveidojušās sporas pāraug cilindriski sazarotā veidojumā, kas atgādina mātesauga pazemes stublāju, bet labākajā gadījumā satur asinsvadu audu rudimentus. Šis “prothallus” veido gametas; arhegonijā gametas saplūst, un no zigotas atkal veidojas erekta sporu paaudze.

Psilotīdi ir ļoti svarīgi augu evolūcijas izpratnei. Daži botāniķi uzskata, ka tie bija pirmie vaskulārie augi. Tomēr, spriežot pēc hloroplastu DNS analīzes rezultātiem, tie ir tuvi papardēm un ir ļoti specializēta to grupa. Tie paši dati liecina, ka primitīvākie starp mūsdienu vaskulārajiem augiem ir likofīti, kas arī molekulārā līmenī ir ciešāk saistīti ar nevaskulārajiem briofītiem nekā citas grupas.

Sūnveida.

Tie ir vaskulāri augi ar stāviem (vairumam sugu) vai ložņājošiem kātiem, kas pārklāti ar mazām lapām. Daudzas sugas veido sporas čiekurveidīgās struktūrās, ko sauc par strobili. Sūnu sūnas ir izplatītas ziemeļu mežos, bet ir plaši pārstāvētas arī tropos. Pie polushnika vai Shilnik (ģints Isoetes) garas šauras lapas stiepjas no saīsināta kāta, kas sakņojas dubļos. Viss augs bieži ir pilnībā iegremdēts seklā ūdenī. Tās sporas veidojas dobumos pie lapu pamatnes. Likopodi savā dzīves ciklā ir līdzīgi papardēm, taču atšķiras no tām, pirmkārt, ar nelielo lapu izmēru, kas tomēr satur vadošus audus (vēnu), un, otrkārt, ar to, ka vīriešu dzimuma gametā ir tikai divas flagellas. (sperma).Ir daudz papardes veida). Pēdējā īpašība tuvina tos sūnām un aknām. Daudzām sugām sporas nesošās lapas veidojas tikai specializētu dzinumu galos, atšķiras no veģetatīvām lapām un tiek savāktas garos šauros strobili. No sporām attīstās gametu veidojošie augi - dzinumi, kas parasti ir kompaktas pazemes struktūras. Ģimenē Selaginella, izplatīts galvenokārt tropos, sporas ir dažāda izmēra un rada divu veidu dzinumus - vīrišķo un mātīti. Ir atklātas daudzas fosilās formas, kas ir tuvu likofītiem. Daži no tiem bija lieli koki ar divpusīgi zarotiem stumbriem, kas pārklāti ar zvīņveidīgām lapām; vairākas no šīm sugām vairojas ar īstām sēklām.

Zirga astes.

Šī ir gandrīz izmirusi grupa, ko mūsdienu florā pārstāv vienīgā kosa ģints ( Equisetum). Tās stāvie stublāji rodas no pazemes sakneņiem; Abos no tiem noteiktos intervālos ir redzami skaidri noteikti mezgli. Uz sakneņa saknes stiepjas no mezgliem, un uz virszemes stublāja ir zvīņveida lapu rozetes un daudzām sugām sānu zaru virpuļi. Šie zari neparādās no lapu padusēm, kā visiem citiem vaskulārajiem augiem, bet tieši zem tiem. Stublāji ar sarežģītu asinsvadu audu sistēmu ir zaļi un fotosintētiski. Tie ir piesūcināti ar silīcija dioksīdu un iepriekš tika izmantoti kā smirģelis. Sporas veidojas stumbra augšdaļā kompaktos strobili; dažām sugām šim nolūkam izveidojas īpašs sporu nesējs kāts, kurā nav hlorofila. Sporas dīgst seksuālos veidojumos, kas ir pārsteidzoši līdzīgi papardes sporām. Dažas no šīs grupas fosilajām formām bija koki, kuru stublāji izauga tikpat resni kā mūsdienu koksnes sugām. Hloroplastu DNS analīze liecina, ka kosa ir neatkarīga evolūcijas līnija, kaut arī tuvu papardes.

Papardei līdzīgs.

Tie ir vaskulāri augi, parasti ar lielām lapām (lapām), kas lielākajā daļā sugu sadalīti daudzos mazos segmentos. Papardes stublājs, kas izplatīts mērenā klimata joslā, ir saīsināts, bieži pazemē, veidojot saknes zemāk, un lapu rozeti augšā, augšanas galā. Daudzas tropiskās papardes ir kokiem līdzīgas ar augstiem stumbriem un sulīgiem vainagiem. Viņu stumbri neaug biezumā un saglabā cilindrisku formu. Ir zināmas 9000 dzīvo sugu. Lielākā daļa no tām atrodas mitros, ēnainos biotopos, bet daži ir pielāgojušies dzīvei atklātos akmeņos vai ūdenī. Dzīves cikls ir tāds pats kā citiem sporas saturošiem asinsvadu augiem. Papardes iedala divās grupās - eusporangiate un leptosporangiate, kas galvenokārt atšķiras ar sporangiju struktūru, t.i. sporas veidojošas struktūras. Sporangiju grupas sauc par sori - parasti tās ir raksturīgas izliektas svītras vai plankumi lapu apakšpusē. Eusporangiju sugās, kas ir tuvas daudzām fosilajām formām un mūsdienu florā ir pārstāvētas ar mežrozīšu, sienāžu un dažām tropu ģintīm, sporangijs veidojas no vairākām šūnām, tā siena sastāv no vairākiem šūnu slāņiem, un ir nenoteikts skaits sporu. veidojas tā iekšpusē. Jaunākajā leptosporangiātu paparžu grupā (vismodernākās sugas) sporangijs veidojas no vienas šūnas, nobriedusi tā sieniņa ir vienslāņaina, un sporu skaits tajā ir salīdzinoši neliels un diezgan noteikts - no 16 līdz 64. , atkarībā no taksona. Dažas leptosporangiātu sugas peld brīvi; Pēc izskata tie nav līdzīgi citām papardēm un veido divu veidu sporas.

Cikādes.

Cikādes ārēji atgādina iepriekšējā sadalījuma koku sugas, bet vairojas ar sēklām. Iespējams, ka tajā pašā grupā ietilpst izmirušās “sēklu papardes” (Pteridospermales), kuras, visticamāk, nav tuvu īstām papardes, un daži citi fosilie taksoni. Mūsdienu florā ir maz cikādes, taču agrāk tās bija ļoti izplatīta augu grupa. Viņu stublājs parasti ir īss, cilindrisks (dažreiz tik tikko paceļas virs zemes) ar lielu, spalvu lapu rozeti, kas līdzīga plaukstas augšdaļā (viens no taksoniem, līdz tika atklātas tā sēklas, tika klasificēts kā papardes) . Reproduktīvie orgāni ir segsēklu putekšņlapu un karpu analogi. “Pukšekļeņi” ir zvīņaini, savākti vīrišķajos konusos. “Karpeles”, kas ražo olšūnas, dažām sugām ir lapu formas un veido irdenu rozeti, savukārt citās tās ir vairogdziedzera formas, savāktas mātītes konusā. Ziedputekšņi tiek pārnesti no putekšņlapām uz olšūnām, kur veidojas arhegonijas ar olām. Ziedputekšņu graudos attīstījušies karogs spermatozoīdi pārvietojas pa putekšņu caurulēm, kas aug no šiem graudiem, uz olām un apaugļo tās. Pēc tam olšūnas pakāpeniski pārvēršas sēklās ar embriju iekšpusē. Ja mēs uzskatām šūnas, kas veido gametas, kā neatkarīga organisma paliekas, tad mēs varam runāt par sporu un seksuālo paaudžu maiņu. Patiešām, šīs šūnas ir haploīdas, bet vaskulārais augs kopumā ir diploīds. Turklāt gametu saplūšana notiek arhegonijā, tāpat kā haploīdajā papardes paaudzē. Galvenā atšķirība starp šo grupu (kā arī visām turpmākajām) no papardes ir tā, ka vīriešu dzimuma gametas peld uz sieviešu dzimuma gametām nevis caur ūdeni, kas ieskauj protalu, bet gan caur putekšņu caurulēm, kas ved no putekšņu graudiem uz olām.

Izmirušās sēklu papardes izskatījās līdzīgas mūsdienu lielajām papardes, taču tās veidoja sēklas gar lapu malām. Citā fosilajā cikādu grupā, Bennettitales, putekšņlapas tika savāktas irdenā virpulī, ko ieskauj lapām līdzīgi izaugumi; Kopumā šī struktūra bija ļoti līdzīga ziedam.

Ginkgoīdi.

Ginkgo ģints atkarībā no dzīves cikla un poliflagelāta spermatozoīdu klātbūtnes Ginkgo) ir tuvu cikādēm, taču daudzās detaļās šis koks ir tik unikāls, ka tas ir novietots atsevišķā nodaļā. Ginkgo Ķīnā ir audzēts gadsimtiem ilgi. Savvaļā tas nav zināms. Lapas ir mazas, vēdekļveida. Olšūnas attīstās atsevišķi uz kātiņiem un neveido konusus. Ir zināmi fosilie augi, kas ir tuvu ginkgo.

Nospiedošs.

Šī ir neliela grupa, kurā ir trīs mūsdienu ģintis ar neskaidriem evolūcijas savienojumiem. Lielākā daļa Gnetum sugu (ģints Gnetum) ir tropu vīnogulāji, kas izskatās kā ziedoši augi. Skujkoki ( Efedra) - tuksneša krūmi ar zvīņveidīgām lapām. Velviča ir ļoti unikāla ( Velviča), aug Dienvidāfrikas tuksnešos: tā kāts ir gandrīz pilnībā iegremdēts smiltīs, un no tā stiepjas divas milzīgas lentei līdzīgas lapas, kas aug pie pamatnes visā auga dzīves laikā. Šo ģinšu dzīves cikls ir aptuveni tāds pats kā cikādēm, taču to čiekuri ir sarežģītākas struktūras un ir tuvāk ziediem. Arī sieviešu dzimumšūnu gametu veidošanās olšūnā notiek aptuveni tāpat kā segsēkļos: dažām sugām arhegonijas neveidojas vispār. DNS analīze rāda, ka nomācošās sugas ir “mākslīga” grupa, kas apvieno formas, kuru līdzība nav ciešas radniecības, bet gan ilgstošas ​​paralēlas evolūcijas rezultāts.

Skujkoki.

Tie ir koki un krūmi galvenokārt ar mazām cietām lapām (daudzās dzimtās tos attēlo skujas, t.i., skujas), kas parasti paliek uz auga ilgāk par vienu gadu. Ziedputekšņi un sēklas veidojas konusos vai no tiem iegūtās struktūrās. Skujkoku meži aizņem plašas platības aukstajos reģionos un augstienēs. Šajā grupā ietilpst lielākie augi uz planētas. Viņu dzinumi ir kokaini, nepārtraukti augot augstumā un biezumā, ar augsti attīstītu vadošo audu sistēmu. Dzīves cikls ir aptuveni tāds pats kā cikādiem, taču čiekuri ir sarežģītāki, un “seksuālā paaudze” ir vienkāršāka. Arhegonijas veidojas olšūnās, un spermatozoīdi (spermatozoīdus nesaturošas spermas) sasniedz caur putekšņu caurulīti. Sēklai attīstoties, mainās arī sieviešu čiekuri. Dažreiz to zvīņas salīp kopā, pēc tam kļūst brūnas un atkal atdalās. Tādējādi sēklas kādu laiku tiek izolētas no ārējās vides, lai gan tās paliek “kailas” uz zvīņu virsmas. Sieviešu kadiķu čiekuri kļūst sulīgi, pārvēršoties par sava veida “ogu”, kas izskatās kā īsts auglis. Visspecializētākā ģints ir īve ( Taksometrs), kam sieviešu čiekuri vispār nav: tos aizstāj gaļīgu audu gredzens - auss kauliņš (jumts, arills); augot ap sēklu, veido ogām līdzīgu struktūru, augšpusē atvērtu. Daudzas skujkoku sugas laiku pa laikam veido neparastus čiekurus, kas ražo gan ziedputekšņus, gan sēklas.

Ziedēšana.

Zieds ir reproduktīva struktūra, kas aptuveni atbilst papardes sporu nesošo lapu rozetei vai skuju koku čiekuram. Tās galvenās daļas ir putekšņlapas un stiebri. Var trūkt spilgtas krāsas perianta, kas lielākajai daļai cilvēku asociējas ar vārdu “zieds”. Visiem segsēkļiem raksturīga iezīme ir olšūnu veidošanās īpašā traukā, ko veido viens vai vairāki kārpas, t.s. piesta. Olšūnām attīstoties sēklās, tos apņemošā pūtītes daļa (olnīca) pārvēršas auglī – pupiņā, kapsulā, ogā, ķirbī u.c. Tāpat kā cikādes, ginkgo, opija un skuju koki, apputeksnēšana ir nepieciešama ziedošu augu attīstībai, taču tajos ziedputekšņi nenokrīt uz pašu olšūnu (tas atrodas olnīcas iekšpusē), bet gan uz speciālas pīles apikālās daļas, sauc par stigmu, kā rezultātā no putekšņu graudiem izaug caurule, pa kuru spermatozoīdi virzās uz olšūnu, ir daudz garāka nekā iepriekšminēto sadaļu pārstāvjiem. Sievišķais haploīds “augs”, kas ražo vienu gametu, sastāv tikai no dažām šūnām (“embrija maisiņš”) un neveido arhegoniju.

Angiospermas ir vissvarīgākie augi cilvēkiem, un to taksonomija ir padziļināti pētīta ilgu laiku. Lielākā daļa agrīno klasifikācijas shēmu ietvēra gandrīz tikai ziedošās sugas. Tos parasti iedala divās klasēs - divdīgļlapu (Dicotyledoneae) ar divām dīgļlapām un viendīgļlapu (Monocotyledoneae), ar vienu. Lai gan šie nosaukumi attiecas tikai uz vienu augu īpašību - embrionālo lapu skaitu sēklā, šīs klases atšķiras viena no otras ar daudzām citām pazīmēm, jo ​​īpaši raksturīgo ziedu daļu skaitu, stublāju un sakņu anatomiju, venāciju. lapu un audu attīstība, kas nodrošina stumbra augšanu biezumā. Katra klase apvieno daudzus ordeņus, kas sastāv no vienas vai vairākām ģimenēm. Zemāk ir daži no lielākajiem un pazīstamākajiem segsēklu kārtas.

Divdīgļlapu šķirne (Dicotyledoneae)

Kārtība Magnoliaceae (Magnoliales). Ietver, acīmredzot, primitīvākos ziedošus augus. Viņu ziedi ir lieli, ar daudziem putekšņlapām un stiebriem. Piemēri: magnolija, tulpju koks.

Pasūtīt Laurels (Laurales). Aromātiski koki un krūmi, kas ražo garšvielas (laurs, kanēlis), ārstnieciskās vielas (sasafras), ēteriskās eļļas (kampars) un ēdamos augļus (avokado), kā arī kalpo kā dekoratīvie augi (Florida calicanthus).

Pasūtiet piparus (Piperales). Galvenokārt garšaugi, vīnogulāji un mazi koki. Labi zināms veids ir melnie pipari.

Pasūtiet Ranunculales (Ranunculales). Plaša grupa, kas sastāv galvenokārt no garšaugiem, bet ietver arī vairākas krūmu un koku sugas. Piemēri ir vībotne, māllēpe, cīrulis, bārbele.

Pasūtiet Magones (Papaverales). Šajā grupā ietilpst daudzas indīgas un halucinogēnas sugas, piemēram, Kanādas vilka pēda un miegainās magones, kā arī daži dekoratīvie augi, jo īpaši dicentra capulata un lieliskā.

Pasūtiet krustnagliņas (Caryophyllales). Heterogēna grupa; Lielākajai daļai to veidojošo sugu raksturo olšūnu atrašanās vieta olnīcas centrālajā kolonnā. Piemēri: krustnagliņas, portulaks.

Pasūtiet griķus (Polygonales). Papildus griķiem, knotweed, skābenes un rabarberiem, kas vienmēr ir iekļauti šajā taksonā, tajā ietilpst vēl divas augu grupas, kas iepriekš tika uzskatītas par neatkarīgām šķirnēm: Chenopodiales, kas ietver spinātus, bietes un ozolzīles, un kaktācejus, kas ietver pieder pie opuncijas, cereus u.c.

Pasūtīt dižskābardis (Fagales). To pārstāv dažāda veida koki, bieži dominējošie mežos. Viņu putekšņlapas un sēnītes attīstās atsevišķi viena no otras - mazos viendzimuma zaļganos ziedos. Vīriešu ziedi vienmēr tiek savākti auskaros. Piemēri: dižskābardis, ozols, bērzs, lazda.

Pasūtiet nātres (Urticales). Neviendabīga zālāju un koku grupa. Ziedi parasti ir mazi, heteroseksuāli vai biseksuāli. Piemēri ir nātre, goba, zīdkoks, maizes augļi un vīģes.

Pasūtiet Saxifragales (Saxifragales). Saxifrage pati un dažādi sukulenti - Crassula, sedum, un dažās klasifikācijas sistēmās arī ērkšķogas un jāņogas.

Pasūtiet rozā (Rosales). Liela un ekonomiski nozīmīga augu grupa. Parasti ir daudz putekšņlapu, viens vai vairāki spārni un parasti piecas apmales daļas. Lielākās ģimenes patiesībā ir rozes un pākšaugi. Piemēri - rožu gurni (roze), avenes, zemenes, ķirši, mandeles, ābeles, zirņi, pupiņas, akācija, lucerna, āboliņš.

Ordenis ģerānijas (Geraniales). Šīs grupas augiem parasti ir piecas vai desmit dažādas ziedu daļas (piemēram, ziedlapiņas, sepals). Labi pazīstamas ģintis ir ģerānija, oxalis un pelargonium.

Pasūtiet Euphorbias (Euphorbiales). Šajos augos ziedi bieži tiek samazināti līdz vienai putekšņlapai vai sneipam un savākti blīvās ziedkopās, kuras dažreiz ieskauj ziedlapiņām līdzīgas seglapiņas. Daudzas sugas satur piena sulu – lateksu, kas bieži vien ir indīgs. Piemēri ir gumijas augs Hevea, rīcinaugs, manioka (tapiokas avots), poinsettia, kā arī dažādas dekoratīvās un nezāļu ģints Euphorbia sugas.

Kārtība Celeryaceae (Apiales). Šīs grupas augiem raksturīgi nelieli ziedi, kas savākti lietussargu ziedkopās, līdz ar to tās agrākais nosaukums - lietussargi (Umbellales). Daudzas savvaļas sugas, piemēram, hemloks un hemloks, ir ļoti toksiskas. Ēdamās kultivētās sugas ir selerijas, pētersīļi, burkāni, pastinaki, anīss, dilles, ķimenes, fenhelis un žeņšeņs.

Pasūtiet kaperus (Capparales). Šī grupa ir labi pazīstama ar savām ēdamajām sugām, no kurām daudzas tiek izmantotas kā garšvielas. Piemēri ir kaperi, sinepes, kāposti, brokoļi, mārrutki utt.

Pasūtiet malvas vai malvas (Malvales). Ietver garšaugus un krūmus, kam raksturīga putekšņlapu savienošanās kolonnā, kas ieskauj no daudzām saaugušām stiebriem veidotu piestiņu. Piemēri ir malva (malva), hibisks, roze, kokvilna.

Pasūtiet Ericales. Liela, vispasaules augu grupa, galvenokārt ar kokainiem kātiem un skaistiem ziediem. Tajos ietilpst Dienvidāfrikas Erica ģints koki un ziemeļu kūdras purvu apakškrūmi. Rododendri un acālijas, dzērvenes un mellenes, virši un brūklenes, ziemcietes un podelņiki ir virši.

Pasūtiet Solanaceae (Solanales). Garšaugi un krūmi ar piecām ziedlapiņām, kas sapludināti piltuvē vai caurulē. Grupā ietilpst daudzi ēdami, ārstniecības un indīgi augi. Piemēri: naktsvijole, kartupeļi, baklažāni, dārzeņu pipari, tabaka, belladonna (belladonna), petūnija, vīteņa, saldais kartupelis.

Kārtība Scrophulariales. Galvenokārt garšaugi ar abpusēji, nevis radiāli simetriskiem ziediem, kuru ziedlapiņas saaugušas un veido vainaga augšējo un apakšējo daivu. Parasti ir divi līdz četri putekšņi. Piemēri ir spārns, lapsu sārtīte, pūšļazāle, Saintpaulia ("Usambara violet"), katalpa.

Pasūtiet Lamiaceae vai Lamiaceae (Lamiales). Pārsvarā augi ar pretējām lapām. Daudzi veidi satur aromātiskās eļļas. Ziedu struktūras ziņā tie kopumā ir līdzīgi Norichaceae pārstāvjiem, bet pīles olnīca ir četrlokulāra un tajā ir četras olšūnas. Piemēram, piparmētra, oregano, rozmarīns, lavanda, salvija, timiāns.

Kārtība Rubiaceae (Rubiales). Ietver galvenokārt krūmus un vīnogulājus, galvenokārt tropiskos. Piemēri: cinčona koks, kafijas koks. Acīmredzot tuvu trakajam kizilam.

Pasūtiet Asteraceae vai Asterales. Šajā grupā ietilpst lielākā vaskulāro augu dzimta, Compositae dzimta, kurā, iespējams, ietilpst apm. 20 000 sugu un izplatītas no polārajiem reģioniem līdz tropiem. Mazie ziedi, kas var būt divu vai trīs veidu, tiek savākti blīvās, parasti plakanās ziedkopās, kas ir līdzīgas atsevišķiem ziediem. Piemēri ir saulespuķes, asteres, zelta nūjiņas, margrietiņas, dālijas, pienenes, cigoriņi, salāti, artišoki, ambrozijas, dadzis, vērmeles.

Vienkoku šķirne (Monocotyledoneae)

Kārtība Liliaceae (Liliales). Pārsvarā garšaugi ar trim vai sešām putekšņlapām, zarnām un apmaldīšanās daļām. Daudzas sugas ražo sīpolus un citas pazemes uzglabāšanas struktūras. Piemēri - lilija, hiacinte, tulpe, sīpoli, sparģeļi, alveja, agave, narcise, īriss (irris), gladiola (iesms), krokuss (safrāns).

Pasūtiet Orchidaceae (Orchidales). Tajā ietilpst tikai viena, bet ļoti liela (iespējams, aptuveni 15 000 sugu) dzimta ar tādu pašu nosaukumu. Pārsvarā tropu augi, bet daudzas sugas ir izplatītas ziemeļu reģionu purvos, pļavās un mežos. Ziedi, kuriem principā ir trīs dažādi elementi, acīmredzot ir vissarežģītākā struktūra: to daļas veido unikālas struktūras segsēklu departamentā. Daudzas sugas ir pārsteidzoši skaistas. Piemēri ir katlija, vaniļa, dāmu čības, orhidejas.

Kārtība Arecaceae jeb palmas (Arecales).Koki, dažreiz punduri, ar cilindriskiem stumbriem, kas neaug biezumā un parasti sasniedz maksimālo diametru tieši zem apikālā pumpura. Stumbrs parasti nezarojas un tikai augšpusē vainagojas ar lielu, parasti izgrieztu lapu rozeti. Daudzi ziedi (trīs no katras dažādajām daļām) veidojas masīvās sacīkstēs. Piemēri ir kokosrieksts, datums un karaliskās palmas.

Kārtība Arumaceae (Arales). Galvenokārt tropu augi ar maziem ziediem, kas savākti spārnos, kurus bieži ieskauj liela, koši krāsaina lapa - spate. Piemēri ir kalla (kala lilija), arums, monstera, filodendrs, taro (pārtikas kultūra vairākās tropu valstīs).

Pasūtiet ingveru (Zingiberales). Tropu augi ar sarežģīti izkārtotiem, abpusēji simetriskiem ziediem. Piemēri: Ravenala Madagascar ("ceļotāju koks"), banāns, ingvers, kana.

Pasūtiet poales vai zāles (Poales). Iespējams, īpatņu (bet ne sugu) skaita ziņā šie ir visskaitlīgākie augi uz planētas. Galvenokārt garšaugi, izplatīti visā pasaulē. Ziedi ir mazi, zaļgani, savākti vairākos gabalos t.s. vārpiņas, kas savukārt veido vai nu vaļīgus panicles, vai blīvas ausis. Graudaugu augļi (kodoli) ir galvenā augu barība cilvēkiem, un to stublāji un lapas ir laba barība mājlopiem. Koksnes stiebrzāles no bambusu grupas nodrošina celtniecības materiālu un šķiedru daudziem cilvēkiem Āzijā; Mitrām vietām raksturīgas grīšļu dzimtas sugas, kurām ir mazāka ekonomiskā vērtība. Piemēri ir kvieši, rīsi, mieži, auzas, kukurūza, prosa, bambuss, papiruss.



Jo augstāks ir augu organizācijas līmenis, jo skaidrāk ir redzamas atšķirības starp tiem un citiem dzīviem organismiem. Lielākajai daļai augsti sakārtotu augu ķermenis ir pārāk sadalīts, kas izraisa tā virsmas palielināšanos, lai labāk absorbētu gāzes un šķidrumus no apkārtējās telpas, lai fotosintēzes laikā tos tālāk pārveidotu barības vielās. Liela skaita specializētu ķermeņa daļu klātbūtne augstākajos augos kļuva iespējama tieši pateicoties ķermeņa sadalīšanai un diferenciācijai. Lielāko daļu nozīmīgām augu struktūras iezīmēm nosaka to pavairošanas, attīstības un apmetnes veida īpatnības.

Kopš 20. gadsimta vidus augu valsts klasifikācija un sistemātiskās kategorijas ir mainījušās. Līdz šim visi augi tika sadalīti zemākajos un augstākajos.

Zemākās bija baktērijas, sēnītes, aļģes, ķērpji un gļotu pelējuma sēnes, bet augstākajās - bryofīti, rinijs, likofīti, psilotaceae, kosas, ģimnosēkļi, papardes un segsēkļi. Mūsdienās augu taksonomijā baktēriju valstība un sēņu valstība pastāv atsevišķi viena no otras. Tāpēc “apakšējo augu” grupa ir nogrimusi aizmirstībā. Mūsdienu taksonomijā augu valstība ir sadalīta trīs apakšvalstīs: īstās aļģes, sarkanaļģes (sarkanās aļģes) un augstākie augi (embriofīti). Šajās trīs apakšvalstīs ietilpst visas 350 tūkstoši augu sugu, kas aug uz Zemes. Tie ir dažāda izmēra - no ļoti maziem līdz milzīgiem augiem. Visi augu valsts pārstāvji atšķiras viens no otra pēc dzīvības formām (zāles, koki, krūmi), dzīves ilguma (daudzgadīgs, viengadīgs, divgadīgs), vides apstākļu prasībām un vairošanās veidiem. Visi augi ir sadalīti starp galvenajām augu valsts nodaļām. Tās ir sūnas, sūnas, papardes, ģimnosēkļi, kosas un segsēklu (ziedoši) augi. Savukārt segsēklu (ziedošo) augu nodaļas pārstāvji iedalās divās klasēs - divdīgļlapu un viendīgļlapju. Dažādi augu pavairošanas veidi nosaka to sadalījumu sēklu augos un sporu vairošanās augos. Ņemot vērā augu prasības augšanas apstākļiem, izšķir siltummīlīgus un aukstumizturīgus augus, ēnu izturīgus un gaismas mīlošus, sausumu izturīgus un mitrumizturīgus augus. Tos augus, kuru dzīvotne ir ūdens, sauc par ūdensaugiem.

Augu nozīme uz Zemes ir milzīga. Augu valsts pārstāvji ir primārie organisko vielu ražotāji. Ir pierādīts, ka viss atmosfērā pieejamais skābeklis radās, pateicoties augu dzīvībai svarīgajai darbībai jeb, precīzāk, fotosintēzei. Augu sabiedrības ir dabiska dzīvotne dzīvniekiem un cilvēkiem, vienlaikus nodrošinot tos ar pārtiku, tostarp netieši piedaloties augsnes veidošanā. Augi kalpo kā izejviela dažādu tehnoloģisko materiālu, degvielas, būvmateriālu, medikamentu ražošanai. Dažas augu sugas ir kultivētas, un no tām iegūst vērtīgus pārtikas produktus.

Mūsdienu augu, sēņu un dzīvnieku sistēmas ir hierarhiskas. Tas nozīmē, ka viena ranga grupas tiek secīgi apvienotas augstāka un augstāka ranga grupās. Sugas tiek grupētas ģintīs, dzimtas ģimenēs utt. Sistemātisko grupu hierarhiskā sistēma organizē daudzveidību un it kā samazina to, padarot organisko pasauli pieejamu novērošanai, izpētei un lietošanai. Un praksē ne vienmēr ir nepieciešams operēt ar sugām: daudzos gadījumos pietiek ar augstāka ranga grupu izmantošanu. Piemēram, viņi saka, ka Antarktīdā dzīvo visas pingvīnu sugas, ka Cape floristikas reģionu raksturo dažādu viršu dzimtas pārstāvju pārpilnība, un stepēm un pustuksnešiem ir raksturīgas daudzas spalvu zāles ģints sugas.
Ir nepieciešams nošķirt sistemātisko (taksonomisko) vienību un taksonomisko kategoriju jēdzienus.
Taksonomiska kategorija apzīmē grupas pakāpi (piemēram, suga, ģints, ģimene utt.).
Taksonomiska vienība ir noteikta, reāli eksistējoša noteikta ranga grupa (piemēram, suga - ložņājošā vīteņa (Ranunculus repens L.), ģints - vībotne (Ranunculus L.), vībotņu dzimta (Ranunculaecae Juss).
Sistemātiskās robežas tagad parasti sauc par taksoniem (taksoniem, daudzskaitļa taksoniem). Katrs augs pieder secīgi pakārtotu taksonu sērijai.

Taksonu hierarhiju un augu nosaukumu piešķiršanas noteikumus (nomenklatūru) regulē Starptautiskais botāniskās nomenklatūras kodekss, kas ir obligāts visiem botāniķiem. Šis ir ārkārtīgi svarīgs dokuments, un tajā ir atļauts grozīt tikai starptautiskus botānikas kongresus.
Saskaņā ar kodeksu ir pieņemta šāda taksonomisko kategoriju sistēma (dilstošā secībā):

Karaliste — Regnum,
Departaments — Divisio,
Klase — Classis,
Pasūtījums - Ordo,
Ģimene — ģimene,
Triba (ceļgala) — Tribus,
Ģints - ģints,
Sadaļa — sadaļa,
Skats — suga,
Šķirne - Varietas,
Forma - Forma.

Galvenās taksonu rindas ir suga, ģints, dzimta, klase, iedalījums. Līdz ar to katram augam obligāti ir jāpieder kādai noteiktai sugai, ģints, dzimtai, klasei, nodaļai (augu valstība — Regnum vegetabile — pati par sevi ir domāta). Ja nepieciešams, ja grupu sistēma ir ļoti sarežģīta, varat izmantot kategorijas “apakšnodaļa”, “apakšklase”, “apakššķira” utt. līdz "apakšformai". Dažkārt tiek izmantotas tādas kategorijas kā "superklase", "superorder" vai pievienotas papildu kategorijas, ja vien tas neizraisa neskaidrības vai kļūdas, taču jebkurā gadījumā nevar mainīt augstāk uzskaitīto rangu relatīvo secību.
Papildus ģints, sugas un starpsugu kategorijām taksoniem ar dzimtas pakāpi celmam ir pievienotas īpašas galotnes: dzimtas nosaukums beidzas ar aseae, apakšdzimtas - oideae, ciltis - eae un apakšciltis - inae: piemēram, ģints Saxifraga L., Saxifragaceae, Saxifragoideae, Saxifrageae, Saxifraginae.

Taksonus, kuru rangs ir augstāks par uzvārdiem, ieteicams dot ar šādām galotnēm: nodaļa - fita, apakšnodaļa - phytina, klase - opsida (aļģēs - phyceae), apakšklase - idae (aļģēs - phycidae), kārta - ales. , apakškārta - ineae. Tas ir ļoti ērti, jo pēc nosaukuma beigām uzreiz var spriest par grupas rangu.
Pirmslinas laikmetā sugu nosaukumi tika konstruēti tā, lai tie atspoguļotu augu īpašības un to atšķirības no citām tās pašas ģints sugām. Rezultāts bija vārdu frāzes un polinomi. Piemēram, mellenes (Vaccinium myrtillus) nosaukums varētu skanēt šādi: Vaccinium pedunculis unifloris, foliis serratis ovatis deciduis, caule angulato (mellenes ar vienziedu kātiem, zobainām olveida lapām, krītošu, stūrainu stublāju). Cita autora darbā - “Vitis idaea foliis oblongis crenatis fractu nigricante” (brūklene ar iegarenām crenate lapām, melnīgi augļi). Protams, tas bija ārkārtīgi neērti. Pirmkārt, šādus nosaukumus ir ļoti grūti atcerēties un izmantot praksē, piemēram, aprakstot veģetāciju, un faktiski visos gadījumos. Otrkārt, šie nosaukumi bija nestabili, jo, aprakstot katru jaunu sugu, bija nepieciešams ne tikai dot tai nosaukumu, bet arī labot citu sugu nosaukumus, lai parādītu to atšķirības no jaunaprakstītā.

K. Linnejs veica izcilu reformu: līdzās aprakstošiem nosaukumiem un frāzēm viņš ierosināja izmantot “triviālus”, vienkāršus specifiskus epitetus, epitetus-simbolus, kas ne vienmēr atspoguļo noteiktas auga īpašības. Šīs pieejas ērtības tika realizētas ļoti ātri. Tādējādi radās un nostiprinājās mūsdienu binārā (binomiālā) nomenklatūra, un tagad sugas nosaukums sastāv no diviem vārdiem: tas ietver ģints nosaukumu un specifisko epitetu. Dažos gadījumos konkrēts epitets norāda uz jebkādām augu īpašībām vai īpašībām - piemēram (Trifolium repens) ložņājošs āboliņš ar ložņājošu stublāju, ozola anemons (Anemone nemorosa), kas aug ozolu mežos, baltais saldais āboliņš (Melilotus albus) ar baltu vainagu. utt. d. Citos gadījumos ģints nosaukums un konkrētais epitets absolūti neko neizsaka par augu īpašībām, nosaukums ir tīri simbolisks, bet uz visiem laikiem tiek piešķirts šai konkrētajai sugai; lielisks piemērs ir Korolkovia severtzovii (ģints ir nosaukta Korolkova vārdā, un suga ir nosaukta Severtsova vārdā).
Intrasugu taksonu nosaukumi norāda uz to rangu: piemēram, Aster tripolium L. subsp. Pannonicum (Jacq.) Soo; Festuca ovina L. subsp. sulcata Hack. var. pseidovina Hack. subvar. angustiflora Hack.

Augi ir visu pārējo organismu grupu pastāvēšanas pamatā, izņemot zilo zaļumu un vairākas baktērijas, jo augi tos apgādā ar pārtiku, enerģiju un skābekli.



Visi augi, kas pastāv uz planētas, ir tik daudz un dažādi, ka zinātnieki ir vairākkārt mēģinājuši tos sistematizēt. Šim nolūkam viņi sadalīja floras pārstāvjus dažādās sugās un grupās. Šī unikālā šķirošana ir balstīta uz to galvenajām īpašībām. Mūsu rakstā tiks sniegta sistemātiska augu klasifikācija. Turklāt tiks norādītas to galvenās iezīmes un struktūras iezīmes.

piemēri un zīmes

Pirmkārt, ir vērts teikt, ka augi ir organismi, kas spēj nodrošināt autotrofisku uzturu. Viņi neatkarīgi ražo organiskās vielas - ogļhidrātu glikozi - fotosintēzes procesā no oglekļa dioksīda un ūdens. Šis process notiek hloroplastos – zaļajos plastidos. Bet ar vienu nosacījumu: ja ir saules gaisma. Šīs darbības bioloģiskais nosaukums ir fotosintēze. Šī ir galvenā augu valsti raksturojošā pazīme, kuras klasifikācija balstās uz to struktūras iezīmēm evolūcijas procesa ietvaros. Tās dibinātājs ir Žans Batists Lamarks, kurš ieviesa dubultos (bināros) sugu nosaukumus. Augu klasifikācija (tabula ar piemēriem) ir sniegta mūsu raksta beigās.

Apakšējie augi

Pirmie un primitīvākie augi, kas radušies evolūcijas procesā, ir aļģes. Tos sauc arī par zemākiem. Tā ir arī sistemātiska augu klasifikācija. Šīs grupas piemēri: hlamidomonas, hlorellas, spirogyra, brūnaļģes, sargassum uc Apakšējos augus vieno tas, ka to ķermeni veido atsevišķas šūnas, kas nerada audus. To sauc par tallu vai tallu. Aļģēm trūkst arī sakņu. Piestiprināšanas pie pamatnes funkciju veic pavedienveidīgi rizoīdu veidojumi. Vizuāli tie atgādina saknes, bet atšķiras no tām, ja nav audu.

Augstāki augi

Tagad apskatīsim augu sugas, kuru klasifikācija balstās uz to struktūras sarežģītību. Tie ir tā sauktie pirmie piezemētāji. Lai dzīvotu šajā vidē, ir nepieciešami attīstīti mehāniski un vadoši audi. Pirmie sauszemes augi - rinofīti - bija mazi organismi. Viņiem nebija lapu un sakņu, bet bija daži audi: galvenokārt mehāniski un vadoši, bez kuriem augu dzīve uz sauszemes nav iespējama. Viņu ķermenis sastāvēja no virszemes un pazemes daļām, tomēr sakņu vietā bija rizoīdi. Rinofītu vairošanās notika ar aseksuālu reprodukcijas šūnu - sporu palīdzību. Paleontologi apgalvo, ka pirmie augstākie sauszemes augi parādījās pirms 400 miljoniem gadu.

Augstākās sporas augi

Mūsdienu augu klasifikācija, kuras piemēri ir sniegti rakstā, paredz to struktūras sarežģījumus, jo ​​pielāgojas mainīgajiem vides apstākļiem. Sūnas, sūnas, kosas un papardes ir vieni no pirmajiem sauszemes organismiem. Viņi vairojas, izmantojot sporas. Šo augu dzīves ciklā notiek paaudžu maiņa: seksuāla un aseksuāla, pārsvarā ir viena no tām.

Augstākās sēklas augi

Šajā plašajā augu grupā ietilpst organismi, kas ģeneratīvi vairojas ar sēklām. Tas ir sarežģītāk, salīdzinot ar strīdiem. Sēkla sastāv no embrija, ko ieskauj rezerves barības vielas, un sēklas apvalka. Tas aizsargā nākotnes organismu no nelabvēlīgiem apstākļiem attīstības laikā. Pateicoties šai struktūrai, sēklām ir lielāka iespēja attīstīties un dīgt, lai gan tam nepieciešami noteikti nosacījumi: siltuma klātbūtne, pietiekams saules enerģijas un mitruma daudzums. Šī grupa apvieno divas nodaļas: holospermu un segsēklu sugas.

Gymnosperms

Šīs nodaļas raksturīgās iezīmes ir ziedu un augļu trūkums. Sēklas attīstās atklāti uz čiekuru zvīņām, t.i., tukšas. Tāpēc šīs grupas augi saņēma šādu nosaukumu. Lielāko daļu ģimnosēklu pārstāv skujkoki. Tiem ir raksturīga apikāla dzinumu augšana un īpašu eju klātbūtne, kas piepildīta ar sveķiem un ēteriskajām eļļām. Šo augu adatām līdzīgās lapas sauc par adatām. Arī to stomas ir piepildītas ar sveķiem, kas novērš pārmērīgas iztvaikošanas procesu un nevēlamu mitruma zudumu. Tāpēc lielākā daļa skujkoku ir mūžzaļi. Iestājoties aukstajai sezonai, lapas nenokrīt. Visu ģimnosēklu čiekuri nav augļi, jo tie neveido ziedus. Šī ir īpaša dzinuma modifikācija, kas veic ģeneratīvās reprodukcijas funkciju.

Angiosperms

Šī ir lielākā augu grupa ar vissarežģītāko struktūru. Pašlaik viņi ieņem dominējošu stāvokli uz planētas. To raksturīgās iezīmes ir ziedu un augļu klātbūtne. savukārt iedala divās klasēs: viendīgļlapu un divdīgļlapju. To galvenā sistemātiskā iezīme ir atbilstošais dīgļlapu skaits sēklu embrijā. Tabulā ir sniegta īsa augu klasifikācija, piemēri un galveno sistemātisko vienību galvenās struktūras iezīmes. Tas ilustrē organismu struktūras sarežģītības pieaugumu evolūcijas procesa laikā.

Augu klasifikācija: tabula ar piemēriem

Visus floras pārstāvjus var sistematizēt. Apkoposim visu iepriekš minēto, izmantojot tabulu:

Vārds sistemātiski vienības	Raksturīgs īpatnības	Piemēri
Apakšējie augi	Audu un orgānu trūkums, ūdens biotops. Ķermeni attēlo taluss un rizoīdi	Ulva, ulotrikss, fucus
Augstāki ģimnosēklas	Ziedu un augļu trūkums, sveķu kanālu klātbūtne kokā, lapas - skujas	Egle, priede, lapegle
Augstākie segsēkļi	Ziedu un augļu klātbūtne	Ābele, baklažāni, roze
Monocots	Viena dīgļlapa sēklu embrijā, šķiedraina sakņu sistēma, vienkāršas lapas, kambija trūkums	Lilija, ķiploki, rudzi
Divdīgļlapji	Divas dīgļlapas sēklu embrijā, sakņu sistēma, kambija klātbūtne	Pelni, vīnogas, smiltsērkšķi

Esošā augu organismu klasifikācija ievērojami atvieglo to izpētes procesu un ļauj noteikt raksturīgās pazīmes un attiecības starp dažādām grupām.