Особенности биологии рода lilium

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ «АСТРАХАНСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

ФГБОУ ВПО «АГТУ»

 

Институт рыбного хозяйства, биологии и природопользования

 

 

Кафедра зоологии и ботаники

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Науки о биологическом разнообразии»

ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ РОДА LILIUM

 

Выполнила: студентка

группы ДББ21,  курс   2

Я.Д. Дмитриева

 

 

 

Научный руководитель:

к.б.н, доцент

Е. Г. Кузьмина

 

Работа защищена

____________2011г.

Оценка_______________

 

 

 

Астрахань-2011

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ	3
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ	4
ГЛАВА 2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ	7
ГЛАВА 3. СТРОЕНИЕ ЛИЛИЙ	15
ГЛАВА 4. ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ	18
ГЛАВА 5. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛИЛИЙ	22
ГЛАВА 6. ОХРАНА ЛИЛИЙ	27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	29
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ	30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В охране генофонда редких растений велика роль ботанических садов, которые ведут изучение видов  в природе и при интродукции, разрабатывают методы размножения  редких растений и восстанавливают  их популяции в природных условиях. В последние десятилетия особенно активно началось всестороннее изучение лилий — их систематики, морфологии, эмбриологии, цитологии и т. д.

Подавляющее число печатных работ как в нашей стране, так  и за рубежом посвящено в основном селекции и гибридизации лилий, способам их выращивания и размножения. Значительно  меньше публикаций по биологии, видовому разнообразию и условиям произрастания  лилий в природе в различных  регионах и т. д. Поэтому в настоящей  курсовой работе этим вопросам уделено  особое внимание.

Подробно освещаются особенности  биологии лилий — их строение, развитие растений от семени до цветения, сроки  заложения и особенности формирования основных органов зрелого растения. Все это создает основу для  разработки рациональных приемов выращивания  лилий.

Приводится описание полного  видового состава рода Lilium. Наряду с  названием вида и его синонимами даны сведения по истории его открытия и описания, ареал, отмечаются условия  произрастания в природе, приведены  данные по использованию вида в гибридизации и т. д. Предложенная система рода Lilium является результатом критического анализа существующих систем и основана на комплексе признаков растения. Заметное место уделено в работе истории гибридизации лилий и  сортам отечественной и зарубежной селекции.

Цель: составление литературного обзора и анализ публикации по теме курсовой работы.

Задачи: изучить историю открытия лилий, биологические особенности лилий, строение лилий, географическое распространение лилий, классификацию лилий, охрану лилий.

                                      ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

Лилии были известны древним  народам еще до нашей эры. Много  веков культивируется лилия белоснежная (Lilium candidum) родом из стран Ближнего Востока, где она издавна выращивалась как декоративное и лекарственное  растение для получения душистого  масла и различных мазей. Ее изображения  найдены на ассирийских и древнеегипетских памятниках, возраст которых насчитывает  свыше 3000 лет. Лилия белоснежная  встречается на барельефах, скульптурах  и фресках Древней Греции и  Византии. О ней писали древнегреческий  врач Диоскорид, древнеримский писатель и ученый Плиний Старший, древнегреческий  поэт Гомер как о символе чистоты  и благородства. Христианская религия  назвала ее лилией Мадонны. Именно поэтому  ее изображали так часто архитекторы, скульпторы и живописцы эпохи  Возрождения.

Название «лилия» происходит от греческого слова leirion — белая; от этого слова произошло латинское  слово Lirium, позднее преобразованное  в Lilium. Впервые этим словом была названа Lilium candidum.

Наряду с лилией белоснежной  с древних времен в странах  Средиземноморья выращивались две  другие лилии — лилия кудреватая, или мартагон (Lilium martagon — «Царские кудри») и лилия халкедонская (L. chalcedonicum). Родина этих видов — Европа. Древнегреческий  естествоиспытатель и ботаник Феофраст (или Теофраст) в своей работе «Исследования о растениях», написанной около 2300 лет тому назад, описывает  внешний вид, способы выращивания, размножения и использования  этих лилий. Лилии (Lilium candidum, L. martagon, L. chalcedonicum) упомянуты и в Византийской сельскохозяйственной энциклопедии X века — «Геопоники».

Карл Линней (С. Linnaeus) впервые  описал и дал бинарные названия восьми видам лилий, включив их в «Species Plantarum» (1753 г. — 1-е и 1762 г. — 2-е изд.): L. candidum, L. chalcedonicum, L. bulbiferum, L. martagon, L. pomponium, L. canadense, L. superbum, L. philadelphicum. Все включенные виды, кроме трех, были европейскими; три последних вида были присланы из Северной Америки. Почти все европейские лилии, за исключением видов Балканского полуострова, были известны и описаны к 1800 г. Изучение лилий Балкан началось с середины XIX в. В этот период были описаны л. карниольская (L. carniolicum, 1837), л. албанская (L. albanicum, 1846), л. Янка (L. jankae, 1877). Событием стало открытие в 1951 г. в Болгарии нового очень редкого эндемичного вида — л. родопской (L. rhodopaeum). Балканские лилии из-за высокого полиморфизма представляют собой чрезвычайно сложную в таксономическом отношении группу. Исследователи этих лилий — Н. Кошанин (N. KoSanin), У. Таррилл (W. Turrill), У. Стерн (W. Stearn), М.Попова, Б. Мэтью (В. Mathew) и др. — по-разному оценивали их таксономический ранг. Значительный вклад в изучение балканских видов лилий внесла болгарский ботаник М. Попова, проведя тщательное их кариологическое и анатомическое исследование (М. Popova, 1970).

В 1830 г. знаменитый коллектор  растений О. И. Сович в Закавказье на Аджаро-Имеретинском хребте собрал луковицы лилии с ярко-оранжевой  пыльцой. Лилия в 1839 г. получила имя  Совича (L. szovitsianum).

В 1831 г. в горных лесах  Талыша К. Мейер обнаружил замечательную  лилию с белыми ароматными чалмовидными цветками и с ярко-красной пыльцой. В 1889 г. она была описана как л. Ледебура (L. ledebourii). Это чрезвычайно  редкий узколокальный вид и потому, несмотря на высокие декоративные качества, он почти не использовался в гибридизации, хотя представляет исключительный интерес  для селекционеров.

Открытие новых видов  лилий в настоящее время —  большая редкость. Флора районов  Северного полушария, где они  произрастают, достаточно хорошо исследована, тем не менее, в 1956 г. в юго-восточных  районах Тибета была найдена неизвестная  лилия с бокаловидными темно-пурпурными цветками и мутовчатыми листьями. У. Стерн, описавший эту лилию, назвал ее «странной» — L. paradoxum. А совсем недавно, в 1980 г., китайские ботаники Ван Фатавань и Тан Цинь (Wang Fatauan, Tang Tsin) описали  л. желтоватую (L. xanthellum), которая произрастает в горах провинции Сычуань.

В настоящее время число  видов лилий достигает 105, но в  будущем оно может увеличиться. Несмотря на то, что флора стран  Северного полушария в целом  изучена, тем не менее, здесь еще имеются труднодоступные районы (Тибет, Тянь-Шань и др.), где могут расти еще немало неизвестных видов растений.

Лилии изучали ученые многих стран мира, особенно английские ботаники. Широкий интерес к этим растениям  в Англии способствовал организации  выпуска ежегодника — «The Lily Year Book,»  который регулярно публиковался с 1933 по 1971 г. В нем освещались различные  вопросы, связанные главным образом  с видовым разнообразием лилий, их распространением в природе, с  особенностями выращивания и  размножения, их гибридизацией и  т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

Лилии - многолетние травянистые  луковичные растения из семейства лилейных. Дикорастущие лилии распространены в умеренном и субтропическом поясах.

Жизненный цикл (онтогенез)

Изучение развития растений от семени до цветения и естественной гибели (старения) растения (онтогенез) дает возможность выявить ряд  биологических особенностей, которые  необходимо знать при решении  как теоретических вопросов, связанных  с эволюцией рода Lilium, так и  практических, связанных с селекцией, гибридизацией, выращиванием лилий.

В процессе онтогенеза растение проходит определенные возрастные периоды, каждый из которых характеризуется  совокупностью структурных и  биологических особенностей. У лилий  таких периодов четыре: латентный  — покоящиеся семена, пререпродуктивный  — прорастание семян и развитие проростка, ювенильная и виргинильная (стадии); репродуктивный (цветение, зрелость), сенильный (старческий).

 

Латентный период

Ко времени опадения семян  с материнского растения зародыш  в них слабо дифференцирован. Длина зародыша в этот период составляет у лилий от 1/5 до 2/3 длины семени. Он недоразвит, что обусловливает так называемый морфологический тип покоя семян лилий. Степень недоразвития зародыша у разных видов различна, различна и продолжительность его дифференциации.

После завершения дифференциации зародыша семена становятся способными к прорастанию. Но завершение развития зародыша не всегда определяет сроки  прорастания семян. В течение  некоторого времени семена с дифференцированным зародышем могут не прорастать. Причиной этого является физиологический  тип покоя семян. Он вызывается сочетанием особого физиологического состояния  зародыша, которое проявляется в  пониженной ростовой активности, связанной с действием ингибиторов, и недостаточной газопроницаемости тканей, непосредственно его окружающих. Такое сочетание создает физиологический механизм торможения прорастания. Покой семян таких лилий можно определить как морфофизиологический.

Типы покоя семян и  его продолжительность определяют длительность периода, необходимого для  прорастания свежесобранных семян  лилий. Семена, прорастающие через 7—20 (30) дней, относятся к группе быстропрорастающих, а семена, прорастающие более чем  через 30 дней, — к группе длительно  прорастающих.

Для ускорения прорастания  и нарушения покоя семена подвергают холодной стратификации при температуре  от 0 до 10 °С или длительному промыванию в проточной воде 16—18 ч. Эти мероприятия  приводят к уменьшению содержания ингибиторов  в семенах, в роли которых выступают  абсцизовая и другие кислоты, а также  к вымыванию феруловой, горчичной  и кумаровой кислот, содержащихся в семенах ряда видов лилий (л. прекрасной, л. золотистой, л. японской, л. красноватой и др.) и тормозящих рост и развитие зародышей. Ускоряет дифференциацию зародыша и повышает всхожесть семян лилий (L. speciosum и  др.) их обработка гиббереллином.

Репродуктивный  период

Появление цветков на побеге означает переход растения в новый  возрастной период — репродуктивный.

Первое цветение у лилий  наступает в зависимости от вида через 1—8 лет после посева семян. В репродуктивный период преобразование структуры побега у лилий окончательно завершается, и все растение приобретает  характерный для данного вида внешний облик. Ежегодно луковица пополняется  новыми чешуями, а опустошенные и  засохшие наружные чешуи вместе с  донцем и корнями отмирают. У молодых  впервые цветущих репродуктивных особей число вновь сформированных чешуи  превосходит число отмирающих. В  результате размер луковиц увеличивается. С наступлением полной зрелости растения (средневозрастные особи) количество чешуй, образованных за год, и количество отмерших чешуи становится более или менее постоянным. С этого времени размер луковиц и количество чешуи в ней также сохраняется постоянным.

В репродуктивный период у  лилий возрастает способность к  формированию пазушных почек на побеге.

Пререпродуктивный период

Прорастание семян и развитие проростка. Для всех лилий фазу проростка  определяет длительность жизни зародышевых  структур — семядоли, первичного корня  и побега.

При прорастании семени из его микропилярного конца появляются первичный корень, густо покрытый корневыми волосками, короткий гипокотиль и вслед за ними семядоля, в основании  которой находится зародышевая  почечка — плюмула. Семядоля состоит  из гаустория, влагалища и черешка, который связывает гаусториальную часть с влагалищем (рис. 1, а).

Гаусторий остается в семени и выполняет функцию сосущего органа, перекачивая питательные  вещества из эндосперма к зародышевой  почечке. Он покрыт особым всасывающим  эпителием. Функционирование гаустория  прекращается после полного использования  запасных питательных веществ эндосперма семени.

Нижняя часть семядоли — влагалище имеет незамкнутые  края. Края влагалища разрастаются и прикрывают зародышевую почечку, не препятствуя дальнейшему росту  и формированию молодой луковицы.

Разрастание влагалища семядоли сопровождается значительным увеличением  объема верхушечной меристемы почки, в результате чего на конусе нарастания закладывается первый листовой зачаток, позднее дифференцирующийся в ассимилирующий, или низовой, лист луковицы.

Гаусториальная и влагалищная  части семядоли по строению относительно сходны у проростков разных лилий. Различия проявляются в степени развития черешка семядоли и функциях, которые  он выполняет. Эти признаки определяют два основных типа прорастания семян лилий: подземнопрорастающие (гипогеальные) и надземнопрорастающие (эпигеальные). У первых черешок семядоли не разрастается или разрастается очень слабо и не зеленеет, сохраняя семя под землей. У вторых черешок семядоли сильно разрастается и зеленеет, вынося семя на поверхность почвы (рис. 1, б). Некоторые виды лилий характеризуются переходным типом прорастания семян.