Jak se vyhnout zamotání do kapradí? A to nemluvíme o cestě do lesa. Abychom nespadli do pasti záludných zkouškových otázek, podívejme se na strukturu kapradin, jejich životní cyklus a jejich význam pro planetu.
Pokud by ve světě rostlin existovala cena za největší počet mylných představ, určitě by ji dostaly kapradiny. Udělat chybu v jejich struktuře, stejně jako v jejich metodách reprodukce, je hračka a není ani urážlivé nesprávně určit fázi životního cyklu (samozřejmě pokud to není klíčová otázka u zkoušky) .
Kapradiny, známé také jako kapradiny, jsou jedním z oddílů vyšších rostlin. Je to jedna z nejstarších skupin rostlin vůbec a největší skupina sporonosných rostlin.
Kapradiny čítají přibližně 10 tisíc moderních druhů. Zároveň v Rusku roste pouze 161 druhů, všechny ostatní žijí v tropech.
Kapradiny jsou ve svém jádru trvalé, obvykle bylinné rostliny, které rostou ve vlhkých oblastech a vyznačují se zvláštní strukturou.
Kapradiny jsou obvykle bylinné rostliny. Ale někdy existují stromové kapradiny, kapradiny liány, stejně jako epifytické a vodní formy.
Kapradiny patří k vyšším rostlinám. Nejvyšší jsou ti, kteří mají kořeny, stonky a listy – pamatujte, že?
Kapradiny mají také kořeny, stonky a listy. Potřebuje kořeny k přijímání vody a živin z půdy, stonky k přenosu vody a živin do celé rostliny a listy k provádění fotosyntézy a uvolňování kyslíku.
Nyní si vzpomeňte, jak vypadá kapradina. A zkuste se pochlubit jeho listy.
. Myslíte si, že tyto rozvětvené zelené věci jsou listy? Ale ne! Říká se tomu vějířovitý list nebo plochá větev.
Ploštice je soustava větví umístěných ve stejné rovině.
Není to tak, že by se kapradiny snažili všechny zmást. Faktem je, že jsou to velmi staré rostliny, toto oddělení je staré již 405 milionů let. V té době neexistovaly žádné listy jako samostatné prvky, vše bylo jednodušší: kořen a stonek.
Obecně platí, že vějířovitý list je stejný prastarý stonek, který se zploštil, ale ještě neměl čas oddělit listy. Mladý list je obvykle stočený do spirály, v tomto období se nazývá „šnek“. Na rubu nebo při okraji vějířku se vyvíjejí orgány nepohlavního rozmnožování – sporangia, ve kterých dozrávají výtrusy.
Kapradiny však mají i listové čepele. Skládají se ze svazku drobných listů zvaných pinnas. Čepy jsou spojeny dohromady, což umožňuje talířům pohybovat se v libovolném směru a přizpůsobovat se prostředí.
Problém je, že je téměř nemožné pochopit, kde končí větvení stonku a začínají listy.
Kořeny většiny kapradin jsou rozděleny na dvě části.
První je oddenek. Je velmi široký, dlouhý a roste vodorovně.
Druhým jsou adventivní kořeny, které se aktivně větví a vyrůstají z oddenku.
Oddenek umožňuje kapradině získávat živiny a vodu z co největší plochy. I když přesně v oblasti, kde kapradina vyšla ze země, nezůstane žádná voda, dlouhý oddenek tuto vodu dostane. Mimochodem, oddenek plní i funkci vegetativního rozmnožování, ale o tom si povíme později.
Náhodné kořeny bezpečněji přichytí kapradinu k zemi a také vysávají živiny, ale do hloubky.
Je to jako v počítačových strategiích: oddenek je základ, na kterém vždy existuje
Takový kořenový systém dělá z kapradiny téměř nezničitelnou rostlinu: nebojí se sucha a dalších extrémních podmínek pro jiné rostliny.
Kapradiny jsou také rostliny, které si osvojily všechny druhy rozmnožování.
Obvykle se rozmnožují sporami. Výtrusy jsou produkovány v malých orgánech, sporgangiích, které se nacházejí na spodní straně listů a mají tvar pouzdra. Když sporangia dozrají, otevřou se a výtrusy vyletí ven.
Část životního cyklu kapradin je charakterizována pohlavním rozmnožováním. Umí se také rozmnožovat vegetativně: pomocí orgánů, které k rozmnožování vůbec nejsou určeny – například oddenky a listy.
Jako každá vyšší rostlina se životní cyklus kapradiny skládá ze střídání gametofytu a sporofytu. Více o těchto fázích si můžete přečíst v tomto článku.
Sporofytem kapradiny je kapradina samotná. jak jsme na něj zvyklí. Kořeny jí dodávají živiny a vodu, ta se nese po stonku po celé rostlině a kapradina roste a dozrává.
Když rostlina dostatečně zestárne a dospěje, vyvinou se na zadní straně nebo podél okraje otevřeného vějíře orgány nepohlavního rozmnožování – sporangie. Vypadají jako malé hnědé hrbolky. Každá sporgangia je druh sporového domu. V něm rostou a dozrávají spory.
Když spory dozrávají, vítr je nese kolem stanoviště rostliny. Pokud se spora dostane do příznivého (vlhkého a na živiny bohatého) prostředí, pak se z ní vyvine mladý gametofyt – prothallus.
Výrůstek kapradí vypadá jako malý zelený talíř. Nejprve roste v zemi a teprve poté vystupuje na povrch. Prothallus je gametofyt. K zemi je připojena rhizoidy.
Na spodní straně růstu se tvoří antheridia a archegonia a z nich samčí a samičí reprodukční buňky – gamety. Aby se gamety spojily, je potřeba kapka vody (ano, kapradiny potřebují právě k tomuto účelu vlhké prostředí).
Po splynutí gamet vzniká zygota a z ní vyrůstá embryo – malé kapradí miminko. Nejprve se živí porostem, ale pak se vyvine a stane se z něj sporofyt – kapradina, na kterou jste zvyklí.
Celý tento proces lze vidět na níže uvedeném diagramu:
Zkontrolujte, jak jste připraveni na zkoušku z biologie
Zabere to jen 15 minut a na konci testu
bude na vás čekat osobní
vzdělávací plán udělat test
— Ploskovka, soustava větví umístěných v téže rovině
— Mladý výhonek kapradí
— Speciální kapradinový kořenový systém
Jaké rostliny jsou kapradiny?
– výtrusný (množí se výtrusy)
– kvetení (reprodukce pomocí květin)
– Variabilní (může se reprodukovat jakýmkoli způsobem)
Označte část kapradiny, která neexistuje:
Journal of the Council of Botanical Gardens of the CIS at IAAS
Roguleva N. O., Rabbanaeva V. I. Živé sbírky – názorné pomůcky při studiu botaniky školáky // Hortus bot. 2021. T. 16, URL: http://hb.karelia.ru/journal/article.php?id=7605.
Botanické zahrady: historie a moderna
pdf verze článku
MDT 574: 37: 58.081
| Roguleva Natalya Olegovna | Botanická zahrada univerzity Samara, Moskovskoe dálnice, 36, Samara, 443086, Rusko strona@yandex.ru |
| Rabbonaeva Viktorie Ibodullaevna | Botanická zahrada univerzity Samara, Moskovskoe dálnice, 36, Samara, 443086, Rusko rabbonaeva@mail.ru |
Přijato: Října 28 2020 let
Předplaceno k publikaci: Prosince 18 2021 let
úvod
Botanické zahrady tradičně sloužily jako památkové instituce a vzdělávací centra pro veřejnost. Moderní realita neustále nutí pracovníky botanických zahrad hledat nové způsoby, jak seznámit školáky s problémy zachování biodiverzity na Zemi. Mnoho psychologů se domnívá, že školní věk je nejdůležitějším obdobím rozvoje osobnosti. Již od raného věku si děti vytvářejí první představy o světě kolem sebe (Bobyleva, 2003; Zebzeeva, 2009). Ve velkých městech, jako je Samara, v současnosti probíhá proces odcizování lidí od světa živé přírody a mnoho dětí žije téměř v umělém prostředí. Botanické zahrady se stále více stávají ostrovy divoké zvěře ve městě a jejich role jako ekologických center vzdělávání se stále více zvyšuje (Kuzevanov, 2005). V procesu utváření a rozvoje ekologické kultury školáků je „exkurze“ jednou ze základních podmínek, protože umožňuje přímo pozorovat přírodní jevy (Kozina, 2012).
Předměty a metody výzkumu
Botanická zahrada univerzity Samara byla založena 1. srpna 1932. Od založení je na jeho území malý polosuterénní skleník, ve kterém se vysévala semena rostlin exotických pro náš region a pěstoval se sadební materiál do otevřené i uzavřené půdy. V letech 1935-36 byl v Botanické zahradě vybudován speciální velkoplošný skleník určený pro rozsáhlou vědeckou práci a tematické exkurze. Následně byl skleník opakovaně rekonstruován a rozšiřován (Rozno, 2007).
V současné době má skleník botanické zahrady plochu 1200 m2 a maximální výšku střechy 8,50 m. Skleník se skládá ze dvou velkých hal s rozdílnými teplotními podmínkami: tropického a subtropického a čtyř přilehlých skleníků. Rostlinnou sbírku skleníku tvoří asi 1270 taxonů náležejících do 114 čeledí, což umožňuje ilustrovat téměř jakékoli téma z kurzu školní botaniky. Použití třídy jako příkladu Polypodiopsida Cronquist, Takht. & W. Zimm. (Ferns) jsme zvažovali možnost uspořádat lekci na území skleníku s využitím „živé zelené učebny“ jako laboratoře pro výzkum a nové objevy školáků. Začátkem roku 2020 se ve skleníku vytvořila sbírka třídních rostlin Polypodiopsida 43 druhů (55 taxonů) patřících do 10 čeledí z tropických a subtropických oblastí pěti kontinentů (The Plant List, 2020).
Výsledky a diskuse
Sbírka rostlin třídy Polypodiopsida umožňuje uskutečnit tematickou exkurzi pro studenty středních škol a lyceí za účelem seznámení se zástupci této skupiny rostlin. Studium třídního tématu Skutečné kapradiny probíhá v 6. ročníku. Pro školáky je skleník názornou pomůckou, kde se děti seznámí s morfologickými vlastnostmi kapradin, stádii jejich vývoje a také s vlastnostmi jejich rozšíření a přizpůsobení se různým biotopům.
Sestavení plánu výletu a výběr trasy je nedílnou součástí práce pracovníků skleníku. S přihlédnutím k věkovým charakteristikám žáků 6. ročníku a školnímu vzdělávacímu programu jsme vypracovali plán tematické exkurze po rostlinách tř. Polypodiopsida. V plánu je nastíněn hlavní účel a vzdělávací výsledky exkurze.
Hlavním cílem tematické exkurze ve skleníku Botanické zahrady je seznámit děti s rozmanitostí rostlinných forem a druhů velké třídy. Polypodiopsida. Tento cíl tvoří následující vzdělávací výsledky:
1. Předmět: děti se seznámí se sbírkou rostlin třídy Kapradiny, s rozmanitostí forem života, fyziologickými vlastnostmi a způsoby rozmnožování, upevní si poznatky o vztahu rostlin k podmínkám prostředí; zvážit závislost rozmanitosti forem života na klimatických podmínkách a vliv lidské činnosti na rostlinná společenstva.
2. Metapředmět: studenti budou schopni plánovat vzdělávací aktivity v souladu se vzdělávacím úkolem, organizovat vzdělávací spolupráci a společné aktivity s učitelem (průvodcem) a spolužáky, analyzovat předměty zvýrazňující podstatné a nepodstatné rysy a klasifikovat jevy.
3. Osobní: znalost a dodržování pravidel chování v přírodě a na exkurzích studenty, schopnost interakce ve skupině, realizace teoretických poznatků v praxi, schopnost obhájit svůj názor; pěstovat lásku k přírodě a estetické cítění z komunikace s rostlinami; vztah mezi člověkem a rostlinným světem, pěstující pečlivý přístup k přírodě.
Součástí tematického plánu exkurze je seznámení s nejzajímavějšími formami života kapradin v našem skleníku.
Kapradiny jsou považovány za jednu z nejstarších rostlin, které věda na naší planetě zná. Celkem existuje asi jedenáct tisíc odrůd kapradin. Díky své rozmanitosti forem a úžasné ekologické plasticitě rostou kapradiny po celém světě. V naší sbírce můžeme rozlišit dvě kosmopolitní kapradiny: samčí kapradinu štítovou (Dryopteris filixmas (L.) Schott) a vlasy Venuše (Adiantum capillus veneris L.) (Katalog života, 2020).
Suchozemská bylinná forma kapradin je v přírodě zcela běžná. V naší sbírce jsou zástupci suchozemských kapradin Nephrolepis cordifolia (nefrolepis cordifolia (L.) C. Presl), nephrolepis sublime (nefrolepis exaltata (L.) Schott) a některé druhy adianta.
Při vytváření sbírky jsme se snažili shromáždit kapradiny s různými formami života. Mezi kapradinami jsou xerofytní formy poměrně vzácné, některé rostou na skalách a skalnatých svazích. Nejxerofilnějšími druhy kapradin v naší sbírce jsou druhy jako štítovec samčí (Druh Dryopteris Filix-ale (L.) Schott), tečkovité mikrosorum (microsorum punctatum (L.) Copel.), Pteris Cretan (pteris cretica L.). Mnoho xerofytických druhů roste v hojnosti s kaktusy v horách Mexika, jako je Pteris macrofolia (pteris grandifolia L.) a Pteris longifolia (pteris Longifolia L.) (Život rostlin, 1987).
Typické vodní kapradiny v naší kolekci jsou: Salvinia eared (salvinie auriculata Aubl.), plovoucí na hladině vody a čtyřlístek Marsilia (Marsilea čtyřlistá L.), vyskytující se v malých nádržích, na rýžových polích, na bahnitých březích, v bažinatých nížinách a podél okrajů bažin. V naší kolekci můžeme také vyzdvihnout kapradiny, které rostou v přírodě podél břehů řek, potoků, na skalnatých útesech, v jeskyních u vodopádů: Cirtomium crescent (Cyrtomium falcatum (L. f.) C. Presl) a dámské vlasy adiantum (Adiantum capillus-veneris L.) (Život rostlin, 1987).
Většina kapradin ve skleníkové sbírce jsou epifyty: takové jemné a tenkolisté kapradiny jako Dalia canariensis (davallia canariensis (L.) Sm.) a Dalia vesiculosa (Davallia bullata Hook), patří k epifytům spodní vrstvy lesa a rostou pouze na vlhkých a stinných stanovištích. Epifyty vysokých vrstev tropických pralesů v naší sbírce zahrnují: Asplenium hnízdo (Kalkaster L.), aglaomorf Maine (Aglaomorpha meyeniana Schott), kampyloneurum (Campyloneurum phyllitidis (L.) C. Presl), mikrogram nitidu (Mikrograma nitida (J. Sm.) AR Sm.), microsorum punctate (ridleyi (L.) Copel.), Platycerium bifurcated (Platycerium bifurcatum (Cav.) C. Chr.) Takové kapradiny rostou zpravidla na jiných rostlinách, v korunách a větvích vysokých stromů. Jednou z nejzajímavějších adaptací epifytických kapradin na nedostatek vláhy v období nedostatku deště je „hnízdní“ růstová forma, která umožňuje akumulaci humusu a vláhy např. v hnízdě Asplenium (Kalkaster L.) a mainské aglaomorfy (Aglaomorpha meyeniana Schott.). Při stoupání výše do hor se setkáváme s dalšími epifyty tropických pralesů, někdy trpícími nedostatkem vláhy. Například Phlebodium aureus (Phlebodium aurea (L.) J. Sm.) snadno snáší suchá období, padání listů a padání do zavěšené animace (oddenek skrytý v mechu zůstává životaschopný, který s nástupem příznivých podmínek opět vytváří listy) (Plant Life, 1987) .
Další neobvyklou životní formou kapradin nížinných deštných pralesů je kapradina liána. Jedním z jejich typických zástupců je Ligodium japonica (Lygodium japonicum (Thunb.) Sw.) je japonská popínavá kapradina původem z východní Asie (Lygodium, 2020). V naší sbírce je také stromová kapradina: velká, palmovitá, s listy dosahujícími délky 1 m – keporkak blechnum (blechnum gibbum Mett.) Kapradinový stonek je upravený oddenek od 50 do 120 cm (Plant Life, 1987).
Ze školních osnov víme, že kapradiny se podobně jako přesličky a mechy rozmnožují pomocí výtrusů. Na rubové straně listové desky (listy) se tvoří párové výrůstky – sori. Sorus je stopka a závoj zakrývající zespodu kulovité výtrusnice, vybíhající ze základny stopky. Výtrusnice tvoří spórové mateřské buňky, které se dělí meiózou za vzniku haploidních buněk, které se stávají výtrusy. Za suchého počasí se okraje závoje ohýbají a schránka sporangia praskne v důsledku nerovnoměrného ztluštění stěn buněk, které ji tvoří. Tvar, barva a umístění sporangií je diagnostickým znakem pro určení druhu kapradiny.
Mnohobuněčná fáze v životním cyklu kapradin, která se vyvíjí ze spór a produkuje pohlavní buňky neboli gamety, se nazývá gametofyt. Gametofyt se vyvíjí z haploidních spor a má speciální orgány – gametangia. Právě v těchto speciálních orgánech se vyvíjejí zárodečné buňky rostliny. Z oplodněného vajíčka neboli zygoty se vyvine diploidní sporofyt, který zprvu závisí na gametofytu. Ve vlhké půdě spory vyklíčí do malé zelené destičky ve tvaru srdce. Počáteční stádium vyklíčených spor se nazývá klíček (gametofyt), který je přichycen k půdě rhizoidy. Prothalla je oboupohlavná, tvoří se na ní antheridia a archegonia. U kapradin dochází k hnojení ve vodním prostředí (za rosy, deště). Z oplodněného vajíčka se vytvoří zárodek sporofytu skládající se z haustoria – stopky, se kterou vrůstá do tkáně zárodku a spotřebovává z něj živiny, zárodečného kořene, pupenu a prvního listu zárodku. Gametofyt kapradin je tedy přizpůsoben životu ve vlhkých podmínkách a sporofyt je typickou suchozemskou rostlinou (Plant Life, 1987).
V našem skleníku se školáci mohou podrobně seznámit s procesem vývoje kapradin ze spor, protože spory mohou v laboratorních podmínkách snadno klíčit. K tomu je nádoba bez drenážních otvorů naplněna rašelinou, která je předem ošetřena roztokem Gamaira. Poté se výtrusy kapradí vysejí na vlhkou rašelinu a nádoba se těsně uzavře víkem. Vzhledem k tomu, že kapradiny se vyznačují prodlouženou dobou klíčení, je třeba očekávat výskyt prvních výhonků od jednoho do dvou měsíců. Někdy toto období trvá až šest měsíců. Podle našich pozorování se za příznivých podmínek první kapradinové lístky objevují obvykle měsíc po objevení výhonů.
Celý proces vývoje kapradin lze pozorovat v našem skleníku. Dětem názorně ukazujeme nádoby s mechovitými porosty a mladými kapradinami, čímž školáky seznamujeme s vývojovými fázemi každé kapradiny. Klíčení spor, vývoj gametofytů a tvorba gametangia jsou zajímavé a lze je v kultuře snadno pozorovat.
Kapradiny však mají několik dalších typů reprodukce. Zajímavá forma reprodukce Asplenium bulbiferum G. Foerst. Na jeho listech se tvoří malá poupata, která po dosažení velikosti 5 cm opadávají do vlhké půdy a vyvíjejí vlastní kořenový systém a mění se v nové rostliny. Jedná se o vegetativní formu množení. V naší sbírce je několik podobných kapradin: Asplenium bulbiferum G. Foerst., Asplenium viviparum (L. f.) C. Presl a Woodwardia radicans (L.) Sm. (Život rostlin, 1987).
Jedním z hlavních cílů naší exkurze je udržení kognitivního zájmu studentů o probírané téma. Kognitivní zájem je utvářen různými metodami, z nichž hlavní je vizuální seznamování a hmatový kontakt dětí s předměty živé přírody. V našem skleníku se žáci mohou seznámit s třídními rostlinami Polypodiopsida, a to: podrobně zvážit morfologickou strukturu listové desky (listy), umístění sporangia, studovat strukturu kořenového systému kapradin, analyzovat podobnosti a rozdíly ve struktuře různých typů kapradin atd. Vizuální metody umožňují dětem vidět exempláře rostlin naživo, udělat si skicu nebo vyfotografovat kapradiny . Dodatečně průvodci využívají fotografie kapradin, zvětšené fotografie umístění a tvaru sporangií apod. Nedílnou součástí exkurze je kombinace názorných a praktických metod výuky. Praktické metody zahrnují práci ve skupinách nebo individuálně s cílem rozpoznat a identifikovat předměty studia, hledat charakteristické rysy rostlin třídy Polypodiopsida, jejich klasifikace.
Po prohlídce by studenti měli pochopit, že kapradiny jsou velmi rozmanitou skupinou rostlin. Jsou schopny růst v různých prostředích na souši, ve vodě nebo jako epifyty. Ani u rozmnožování kapradin není vše jasné: kromě rozmnožování výtrusy (popsaného v učebnicích) mohou být kapradiny živorodé a rozmnožovat se pomocí poupat („mláďata“) nebo vytvářet nové rostliny na „vousech“.
Závěrečnou fází exkurze je diskuse o výsledcích pozorování. Hlavním faktorem pro utváření a rozvoj celostního vztahu k přírodě je beseda s dětmi o dojmech z exkurze, co se jim líbilo, na co si během exkurze vzpomněly. S přímým kontaktem s přírodním prostředím studenti rozvíjejí pozorování, estetické vnímání a tvůrčí iniciativu.
Závěr
Abychom to shrnuli, je třeba poznamenat, že environmentální výchova ve škole by neměla končit hodinami přírodopisu, přírodopisu nebo biologie. K upevňování a prohlubování znalostí získaných během procesu učení ve škole by měly napomáhat i mimoškolní aktivity. Exkurze do skleníku Botanické zahrady univerzity Samara může být fascinujícím způsobem, jak se dozvědět o rozmanitosti rostlinného světa, a velká sbírka rostlin vám umožní komplexně studovat rostlinné objekty, formovat a rozvíjet u studentů potřebné dovednosti v pozorování, studium morfologie, ekologie rostlin, taxonomie atd. Dalším velkým plusem je, že ve skleníku v kteroukoli roční dobu je vhodné upevnit si znalosti získané ze školního učiva.
Literatura
Bobyleva L. D., Bobyleva O. V. Environmentální výchova mladších školáků // Začátek. škola 2003. č. 5. S. 64-75.
Život rostlin. mechy. Mechové mechy. Přesličky. Kapradiny. Gymnosperms / Ed. I. V. Grushvitsky a S. G. Zhilin. Svazek 4. M.: „Osvícení“, 1978. S. 447.
Zebzeeva V. A. Teorie a metodika environmentální výchovy dětí: výchovná metoda. příspěvek. M.: Sféra, 2009. 288 s.
Kozina E.F. Metody výuky přírodopisu. M.: Ediční středisko “Akademie”, 2012. 496 s.
Kuzevanov V. Ya., Sizykh S. V. Zdroje botanické zahrady ISU: vzdělávací, vědecké a sociálně-ekologické aspekty: referenční metoda. příspěvek. Irkutsk: Nakladatelství Irkut. Stát Univ., 2005. 243 s.
Shumovskaya T. Ligodium je unikátní popínavá kapradina. URL: https://www.botanichka.ru/article/ligodium-unikalnyiy-vyushhiysya-paporotnik (datum: 24.01.2020).
Rozno S. A., Matveev N. M., Kavelenova L. M. Historie stvoření a hlavní směry práce Botanické zahrady Samarské státní univerzity. Samarskaya Luka: Býk. 2007. T. 16. č. 1-2 (19-20). str. 13-20.
Katalog života. URL: https://www.catalogueoflife.org/ (datum: 24.02.2020).
Seznam rostlin. URL: http://www.theplantlist.org/ (datum: 24.01.2020).
Zobrazení: 1403; Počet stažení: 470;
Elektronické periodikum je registrováno u Federální služby pro dohled nad komunikacemi, informačními technologiemi a hromadnými komunikacemi. Osvědčení o registraci hromadného sdělovacího prostředku EL č. FS 77 – 33059 ze dne 11.09.2008. XNUMX. XNUMX.
Pokračováním v používání tohoto webu souhlasíte se zpracováním souborů cookie a dalších uživatelských údajů v souladu se Zásadami ochrany osobních údajů
