Одной из отличительных особенностей высших растений можно считать расчленение их тела на органы. Все органы растения условно подразделяются на две группы: органы, служащие для поддержания индивидуальной жизни, называются вегетативными, а органы, обеспечивающие сохранение вида в потомстве - генеративными. К вегетативным органам высших растений относят корень, стебель и лист, к генеративным - цветок, плод и семя.
Морфология побега
Совокупность стебля, листьев и почек называется побегом.
Применительно к древесным растениям одревесневший главный стебель называют стволом, однолетние окончания ветвей называют побегом, а вегетативные образования старше одного года ветвями (старые толстые ветви называют сучьями). Крона дерева представляет собой систему побегов, ветвей и сучьев.
Места прикрепления листьев к стеблю называют узлами, а участки между узлами - междоузлиями. Угол между листом и находящимся выше междоузлием называют пазухой листа, или листовой пазухой:
По степени развития междоузлий различают удлиненные и укороченные побеги. На удлиненных побегах отдельные листья располагаются на более или менее значительном расстоянии друг от друга; на укороченных побегах группы листьев располагаются близко друг к другу, боковые почки часто отсутствуют, а сам побег короткий и часто имеет множество листовых рубцов:
Укороченный побег может заканчиваться колючкой. Нередко укороченный побег целиком превращается в колючку.
У некоторых видов на побегах и сучьях имеются колючки, другие же виды вооружены шипами.
Колючка - это сильно редуцированный побег или видоизмененный лист, а иногда только часть листа, например прилистники.
Какого бы происхождения колючка ни была, она всегда имеет связь с древесиной побега и сдирается обычно вместе с куском древесины. Колючки могут быть простые и двух-, трёх- и даже пятираздельные. Если колючка возникает в пазухе листа, то это видоизменение побега (боярышник), если, наоборот, в пазухе колючки находится почка или побег, то это видоизменённый лист (барбарис).
Шип представляет собой колючее образование, не связанное с древесиной, это гипертрофированный волосок, легко сдирающийся вместе с кожицей:
На побегах всегда, а на ветвях часто, имеются чечевички, т.е. бородавчатые и пятнистые образования, служащие для снабжения воздухом тканей древесины:
Некоторые виды растений имеют приспособления для лазания - усики и прицепки. Это нитевидные или цилиндрические образования, иногда с ясно заметными бородавчатыми присосками. Это видоизмененные побеги или его части (например, лист), реагирующие на раздражение от прикосновения или на затенение.
Характер поверхности стебля. По характеру поверхности побега растение может быть голым или покрытым восковым налётом, волосками, шипами.
Голое растение может быть гладким (большинство видов), бородавчатым (береза бородавчатая, бересклет бородавчатый и др.).
Растение, покрытое волосками, называется опушённым (береза пушистая, ольха серая и др.). Опушение может быть равномерным и неравномерным, густым и редким. По направлению волосков опушение может быть прижатым и отстоящим.
Выделяют следующие типы опушения:
войлочное опушение, образованное длинными, спутанными, часто ветвистыми волосками;
шелковистое - с прижатыми блестящими волосками;
паутинистое - с тонкими извитыми переплетающимися волосками.
Если паутинистые волоски располагаются отдельными группами, опушение называют клочковатым. При жёстких волосках опушение называют щетинистым. Если волоски расположены по краю органа, опушение называется реснитчатым.
Волоски по форме могут быть простыми, двураздельными, ветвистыми, перистыми, звёздчатыми, чешуйчатыми, железистыми и жгучими.
Побег - стебель с расположенными на нем листьями, выросший за один вегетационный период, как правило, неразветвленный.
В природе редко встречаются стебли, не имеющие листьев. У большинства растений направление роста стебля вертикальное (древесные, травянистые растения). Стебель в противоположность корню обладает отрицательным геотропизмом (или положительным гелиотропизмом), т.е. растет от центра земли к источнику света.
Стебель, как и корень, развивается из зародыша семени.
В различных экологических условиях развиваются прямостоячие, приподнимающиеся, лежачие (стелящиеся), ползучие (плети и усы), лазающие и вьющиеся стебли.
По форме сечения стебли бывают цилиндрические, продольно ребристые или гранистые (трехгранные - у осок, четырехгранные - у губоцветных, многогранные - у кактусов), крылатые - у чины, плоские - у опунции и др.
У большинства растений кроме главного стебля имеются боковые.
Ветвление (развитие боковых побегов) имеет свои закономерности. Боковые побеги развиваются в различных направлениях, за счет чего формируется крона растений.
Различают дихотомическое, моноподиальное, симподиальное и ложнодихотомическое ветвления. При дихотомическом ветвлении верхушечная точка роста делится на две, которые дают ветви почти одинаковой величины, главная ось не выражена. При моноподиальном ветвлении главный стебель растет за счет верхушечной почки в течение всей жизни растения. Симподиальное ветвление характеризуется тем, что верхушечная почка главного и боковых побегов спустя некоторое время замирает, ее конус нарастания перестает функционировать или отстает в росте, а затем отсыхает. Тогда рост продолжается из пазушной почки, ближайшей к верхушке. Рост ветви идет в направлении к главной оси. Ложнодихотомическое ветвление наблюдается у деревьев и кустарников с супротивным расположением листьев.
После отмирания верхушки годичного побега вырастает не один побег замещения, а два. Место прикрепления листа на стебле называется узлом; участок стебля между двумя узлами - междоузлием; угол между стеблем и листом - пазухой листа. После опадения листьев на стебле остается рубец. В зависимости от степени развития междоузлий различают укороченные и удлиненные побеги.
Особенность строения стебля проявляется в чередовании узлов и междоузлий. Поэтому листья на стебле могут располагаться в очередном, супротивном или мутовчатом порядке.
Морфология листа
На стеблях располагаются почки и листья. Лист - это орган растения, возникающий на стебле и выполняющий функции фотосинтеза, транспирации (испарения) и дыхания.
Обычно лист состоит из листовой пластинки, черешка, основания листа и прилистников.
Прилистники - это выросты основания листа, служащие для защиты листа в почке и часто видоизменяющиеся, например, в колючки. Прилистники, сохраняющиеся в течение всей жизни листа, бывают очень разнообразными по величине и форме: листовидными или плёнчатыми, свободными или срастающимися с черешком листа. Ко времени полного развития листа прилистники часто опадают (иногда они не развиваются совсем).
Прикрепление листа к стеблю. Лист прикрепляется к стеблю основанием. Иногда основание разрастается и образует влагалище. Черешок соединяет пластинку листа с основанием. По способу прикрепления к стеблю (применительно к обсуждаемым древесно-кустарниковым растениям) различают два типа листьев: черешковые, когда листовая пластинка прикрепляется к стеблю при помощи черешка и сидячие - лист не имеет черешка и прикрепляется к стеблю основанием листовой пластинки.
Взаимное расположение листьев. По взаимному расположению листьев растения разделяются на несколько категорий, каждая из которых характерна не только для вида, но и для более крупных систематических единиц - родов и даже семейств.
У ряда растений листья сидят на стебле поодиночке и расположены по спирали. Такое расположение листьев называют очередным, или спиральным.
У других растений от узла отходят два листа, расположенные один против другого. Такое листорасположение называют супротивным.
Листья соседних пар чередуются между собой, часто сдвигаясь на 90 градусов, и потому этот тип листорасположения называют также накрестсупротивным.
У третьих наблюдается супротивное листорасположение, но противоположные в узле листья немного сдвинуты по стеблю относительно друг друга. Такое листорасположение называется кососупротивным.
У четвертых наблюдается мутовчатое расположение листьев, когда на узле развивается три и более листьев.
Форма листовой пластинки. Наиболее заметной и важной частью листа можно считать листовую пластинку. Форма листовой пластинки определяется по соотношению длины и ширины и по тому, на какую часть пластинки приходится её наибольшая ширина. По этому признаку различают 10 форм, перечисленных в таблице 1.
В вертикальных рядах таблицы помещены листья с разным соотношением длины и ширины: длина равна ширине, длина превышает ширину в 1,5-2 раза, длина превышает ширину в 3-4 раза и, наконец, - в 5 и более раз. В горизонтальных рядах размещены листья с разным положением максимальной ширины листовой пластинки: в середине, выше или ниже середины листа. В среднем горизонтальном ряду помещаются листья: округлый, овальный и продолговатый; в верхнем - широкояйцевидный, яйцевидный и ланцетный; в нижнем - обратноширокояйцевидный, обратнояйцевидный и обратноланцетный. Линейным называется лист, длина которого во много раз превышает ширину.
Кроме этих десяти основных форм, различают некоторые нестандартные типы листьев, которые не вписываются в вышеизложенную классификацию листовых пластинок по соотношению длины и ширины. Среди деревянистых растений это листья чешуйчатые (туя западная), игольчатые (ели, сосны, можжевельник), сердцевидные (липы), ромбические (бересклет бородавчатый) и треугольные (паслён сладко-горький, смородины).
Таблица 1. Основные формы листьев
|
Положение наибольшей ширины листа |
Длина равна ширине или превышает ее очень мало |
Длина превышает ширину в 1,5-2 раза |
Длина превышает ширину в 3-4 раза |
Длина превышает ширину более, чем в 5 раз |
|
Наибольшая ширина находится ближе к основанию листа |
широкояйцевидный |
яйцевидный |
ланцетны й |
линейный |
|
Наибольшая ширина находится посередине листа |
округлый |
овальный |
продолговатый |
|
|
Наибольшая ширина находится ближе к верхушке листа |
обратношироко-яйцевидный |
обратно-яйцевидный |
обратно-ланцетный |
Помимо общей формы листовой пластинки, существенным признаком является форма её основания и верхушки. По форме верхушки пластинки лист может быть: тупой (1), острый (2), заострённый (3), остроконечный (4) и выемчатый (5). Основание пластинки листа бывает: клиновидное (6), округлое (7), сердцевидное (8), стреловидное (9), копьевидное (10), неравнобокое (11), срезанное (усечённое) (12) и суженное (13) (рисунок 1).
Рис. 1.
Еще одной важной морфологической характеристикой листа является форма края листовой пластинки. По форме края пластинки различают листья: цельнокрайние (1); зубчатые, когда обе стороны зубцов равны (2); пильчатые, когда одна из сторон зубцов длиннее другой (3); городчатые - с округлыми зубцами (4); выемчатые (5); волнистые (6). Если зубцы разных размеров - различают листья двоякозубчатые (7) и двоякопильчатые (8).
Рис. 2.
Расчленение листовой пластинки. Листовая пластинка может быть цельной или в разной степени расчленённой.
Цельным лист называют в том случае, если надрезы не превышают одной четверти листовой пластинки.
Лопастным лист называют в случае, если глубина надреза более четверти и менее половины листа. Выступы между надрезами называют лопастями.
Раздельным лист называют в случае, если надрезы превышают половину пластинки, но не доходят до средней жилки или основания листа. Промежутки между надрезами называют долями.
Рассечённым лист называется, если надрезы доходят до средней жилки или основания листа. Выступающие части их называются сегментами.
В зависимости от количества и расположения выступов различают тройчатое, пальчатое и перистое расчленение. Нередко листья бывают дважды или трижды расчленёнными, если расчленены их доли или сегменты.
Помимо этих основных типов, при перистом расчленении выделяют лировидный лист - когда верхняя лопасть, доля или сегмент округлые и значительно крупнее боковых (иногда встречается у паслёна, см. также рисунок вверху); струговидный - если доли или сегменты трёхугольные; гребневидный - если сегменты узкие, линейные, параллельные; прерывчатоперистый - если чередуются крупные и мелкие доли или сегменты.
Если листовая пластинка одна, даже очень сильно расчленённая, лист называется простым.
Сложным лист называют тогда, когда в его состав входит несколько листовых пластинок, которые называют листочками сложного листа. При листопаде листочки обычно опадают поодиночке.
Если в состав сложного листа входят три листочка, его называют тройчатосложным:
Если более трёх листочков прикрепляется в одной точке - пальчатосложным:
Перистосложным называют листья с листочками, расположенными на вытянутом черешке. Если такой лист заканчивается одним непарным листочком, его называют непарноперистосложным:
Когда вместо конечного листочка имеется шипик или усик или лист заканчивается парой листочков, лист называется парноперистосложным:
У дважды- и триждыперистосложных листьев черешок разветвлён и листочки прикрепляются к осям второго или третьего порядка (мимоза, некоторые пальмы.
Типичный лист делится на цилиндрический черенок и листовую пластинку, подобные листья называются черешковыми. Листья имеют основание, иногда переходящее во влагалище.
Цветок покрытосеменных растений представляет собой орган, приспособленный к осуществлению происходящего в нём полового процесса, в результате которого образуются семена и плод. Цветок рассматривается как видоизменённый укороченный, неразветвлённый побег с ограниченным ростом.
Цветок развивается из верхушечной почки побега. На укороченной оси - стеблевой части цветка, называемой цветоложем, располагаются все его части, представляющие собою видоизменённые листья этого укороченного побега. В полном цветке, где имеются все части, нижние листья образуют околоцветник, часто состоящий из чашечки и венчика, несколько выше располагаются тычинки, составляющие андроцей, и выше пестик, или пестики, составляющие гинецей. Удлинённая часть цветочного побега под цветком называется цветоножкой; в случае её недоразвития цветок называют сидячим.
Растения с раздельнополыми цветками делятся на однодомные, у которых тычиночные и пестичные цветки возникают на одном и том же растении (лещина, ольха), и двудомные, когда на одних экземплярах развиваются только пестичные цветки, на других - только тычиночные (актинидия, ясень). Есть и такие растения, у которых встречаются цветки как раздельнополые, так и обоеполые, их называют многодомными (среди древесно-кустарниковых растений средней полосы таковых нет).
Кроме перечисленных частей, в цветке часто имеются нектарники. Они возникают на цветоложе в виде диска или отдельных желёзок, а также на околоцветнике, на тычиночных нитях, на стаминодиях, на пестиках. Нектарники выделяют сахаристые вещества, которые привлекают насекомых; форма их очень разнообразна.
Прицветники. Лист, из пазухи которого выходит цветок, называется кроющим по отношению к этому цветку. У многих растений на цветоножке есть небольшие листочки - прицветники. Иногда прицветниками называют кроющие листья, а листочки на цветоножках - прицветничками. Кроющие листья и прицветники чаще бывают мелкими, плёнчатыми.
Симметрия цветка. Существенным признаком цветка является характер симметрии в расположении и форме его органов, особенно венчика. Если через цветок можно провести несколько плоскостей симметрии - цветок называют правильным, или актиноморфным.
Если части одного круга цветка различны и расположены так, что плоскость симметрии только одна, - его называют неправильным, или зигоморфным.
Очень редко встречаются цветки асимметричные, где нельзя провести ни одной плоскости симметрии.
Все внутренние части цветка расположены на цветоложе, т.е. его укороченной и расширенной стеблевой части. В полном цветке имеются все части, нижние его доли образуют околоцветник, часто состоящий из чашечки и венчика, несколько выше располагаются тычинки и выше пестик, или пестики (слева).
Удлинённая часть цветочного побега под цветком называется цветоножкой.
Побег, на котором располагается цветок или соцветие, часто называют цветоносом.
Лист, из пазухи которого выходит цветок, называется кроющим по отношению к этому цветку.
У многих растений на цветоножке есть небольшие листочки - прицветники. Иногда прицветниками называют кроющие листья, а листочки на цветоножках - прицветничками (например, у фиалки).
В зависимости от типа ветвления, длины и расположения осей соцветия и последовательности заложения цветков различают множество соцветий, например:
Кисть - главная ось имеет неопределённо долгий рост, и на ней закладываются цветки, приблизительно равные по длине цветоножки (слева).
Зонтик - междоузлия главной оси укорочены так, что все цветоножки выходят как бы из одной точки (справа).
Головка - главная ось укорочена и несколько расширена, цветки сидячие или на коротких цветоножках, собраны в компактное соцветие (справа).
Корзинка - главная ось блюдцеобразно расширена и на ней расположены сидячие цветки, раскрывающиеся от краёв к центру; снаружи корзинка окружена придвинутыми к ней верхушечными листьями, образующими так называемую обёртку (справа).
Дихазий - сложное соцветие, в котором ниже конечного цветка на главной оси соцветия возникают две ветви (супротивные или очередные), заканчивающиеся цветками и иногда в свою очередь также ветвящиеся (слева). Дихазий часто называют полузонтиком.
В природе, кроме дихазия встречаются другие типы сложных соцветий, представляющие собой комбинацию из соцветий одного или разных типов. Примерами сложных соцветий, кроме дихазия, могут служить: сложный зонтик (слева), сложный колос, метелка, головка из корзинок (справа).
На основании рассмотренных морфологических признаков растений можно составить примерную схему морфологического описания.
Схема морфологического описания цветкового растения:
1. Жизненная форма: дерево, кустарник, кустарничек, многолетнее, двулетнее, однолетнее травянистое растение. Растение однодомное, двудомное (при наличии разнополых цветков).
2. Надземные побеги: вегетативные, генеративные, прямостоячие, ползучие, приподнимающиеся, лиановидные (среди последних вьющиеся, цепляющиеся и т.д.), удлиненные, укороченные, полурозеточные, побеги-стрелки; однолетние, многолетние; моноподиально или симподиально возобновляющиеся (нарастающие).
Листорасположение: очередное, супротивное, мутовчатое. Формации листьев: низовая, срединная, верховая; их функции. Морфология листьев срединной формации: простые, сложные, черешковые, сидячие, с прилистниками или без них (постоянно или после опадания прилистников); пластинка (или листочек) цельная (указать форму по очертанию), перисто- или пальчато-лопастная, перисто- или пальчато-раздельная, перисто- или пальчато-рассеченная; характер края пластинки (лопасти, доли, сегмента), ее верхушки, основания; тип жилкования (перистое, пальчатое, параллельное, дуговое, дихотомическое), разнообразие фотосинтезирующих листьев (гетерофиллия, анизофиллия); наличие или отсутствие опушения, характер волосков (кроющие, железистые, жгучие и т.д.).
Видоизмененные листья (колючки, усики, филлодии и т.д.).
Стебель - очертание на поперечном сечении: округлый, ребристый, четырехгранный, крылатый и т.д.; наличие или отсутствие опушения (сплошное, по ребрам, в основании и т.д.), тип волосков.
Видоизмененные побеги (надземные столоны, усики, колючки и т.п.), их место в системе побегов и значение для растения.
3. Соцветие или одиночный цветок. Соцветие простое, сложное (ветвление до III и более высокого порядка). Виды моноподиальных соцветий: кисть, колос, щиток, зонтик, головка, початок, корзинка, двойная кисть, метелка, сложный колос, сложный зонтик и т.д. Для симподиального - монохазий (завиток, извилина), дихазий, плейохазий.
4. Цветок. На цветоножке или сидячий, правильный (актиноморфный), неправильный (зигоморфный), асимметричный; обоеполый или однополый. Околоцветник простой или сложный.
Чашечка (К): число чашелистиков, расположение на цветоложе (спиральное, круговое), раздельнолистная, сростнолистная, опушенная, голая. Форма чашечки.
Венчик (С): число лепестков, расположение на цветоложе (спиральное, круговое), раздельнолепестный, сростнолепестный. Форма венчика.
Андроцей (А): число тычинок, их форма, расположение в цвете в один круг (тычинки чередуются с лепестками, против лепестков), в два (и больше) круга, по спирали, пучками; свободные, сросшиеся друг с другом (нитями, пыльниками), с другими частями цветка.
Гинецей (G): число пестиков (по возможности число плодолистиков, образующих пестик), расположение в цветке (спиральное, круговое); тип завязи (верхняя, нижняя). Цветоложе (выпуклое, плоское, вогнутое). Формула и диаграмма цветка. Приспособление к перекрестному опылению; самоопыление.
5. Плод. Многосеменной, односеменной; вскрывающийся, невскрывающийся; сухой, сочный; верхний (образуется из гинецея с верхней завязью), нижний (из гинецея с нижней завязью); листовка, боб (вскрывающийся створками или распадающийся на членики), стручок (вскрывающийся створками или распадающийся на членики), стручочек, орешек, многоорешек, ягода, костянка и т.д. Указать, участвуют ли в образовании плода другие части цветка.
6. Семя. Размеры, форма, окраска, наличие присемянника и т.д. Все ли плоды и семена одинаковы по форме, размерам, мощности развития околоплодника, кожуры и т.д., или выражены гетерокарпия (разноплодность) и гетероспермия (разносемянность); биологическое значение гетерокарпии и гетероспермии. Характер распространения плодов и семян; приспособительные признаки к распространению зачатков (диаспор) ветром, животными, водой.
7. Подземные побеги (столоны, корневища, луковицы, клубнелуковицы): морфология, длительность сохранения (приблизительно), биологическое значение.
8. Корни и корневые системы: главный, боковые, придаточные корни; их морфология (шнуровидные, тонкие нитевидные, локально утолщенные, корневые шишки и т.д.); морфофункциональная специализация (запасающие, сосущие, корни размножения и т.п.). Тип корневой системы по форме (стержневая, мочковатая) и происхождению (система главного корня, смешанная, придаточная).
9. Определение жизненной формы растения на основании биоморфологической характеристики.
Морфологическое (от греческого morphe - форма, logos - учение) описание связано с изучением строения, формы объекта и его удобно начать с элементного состава, затем связей, потом структуры и наконец - композиционных свойств.
Элементы . Напомним, что под элементом в данном случае понимается часть системы, внутрь которой описание не проникает. Элементный состав может быть гомогенным (содержать одинаковые элементы), гетерогенным (содержать различные элементы) и смешанным. Однотипность не означает полной идентичности и определяет только близость основных свойств.
По назначению (свойствам) различают информационные, энергетические и вещественные элементы.
Информационные элементы предназначены для приёма, запоминания и преобразования информации. Это преобразование может состоять в изменении вида энергии, который несёт информацию (электромагнитная энергия световых лучей, несущая изображение - в электрическую энергию при помощи кинескопа, глаза...), в изменении способа кодирования информации (музыкальный "код" - в "код" электрических импульсов), в сжатии информации (отбор признаков)
и, наконец, принятие решений (распознавание, выбор поведения).
Преобразования информации могут быть обратимыми и необратимыми. Преобразования обратимые, если они не связаны с потерей (созданием) информации. Накопление (запоминание) информации является обратимым преобразованием в том случае, если не происходит потеря информации в течении времени хранения. Принятие решения связано с потерей информации. Эффективность выполнения информационной функции определяется вносимыми искажениями и потерями информации, которые отрицательно влияют на работу других элементов и объекта в целом.
Функции энергетических элементов связаны с преобразованием энергии; задача преобразования - выработать необходимую объекту энергию в той форме, в которой она может потребляться другими элементами. Основной характеристикой здесь является коэффициент полезного действия. Поток входной энергии может поступать извне (из среды) либо от других элементов. Выходной энергетический поток направлен в другие элементы, либо в среду. Процесс преобразования энергии нуждается в информации, которая может быть сосредоточена в энергетическом элементе, не требуя обновления; но
может обновляться, пополняться или изменяться за счёт поступления информационных сигналов от других элементов системы. Носителем информации может быть как преобразуемый, так и сторонний энергетический поток.
Элементы, преобразующие вещество (механически, химически, физически, биологически и т.д.), также нуждаются в энергии и информации.
Связи . Под связями понимаются подсистемы (элементы), осуществляющие непосредственное взаимодействие между другими подсистемами (элементами), но в которых не осуществляется принятие решений. Морфологические свойства системы существенно зависят от назначения связей, которые могут быть информационными, энергетическими и вещественными, и их характера: прямые, обратные и нейтральные.
Прямые связи предназначены для передачи вещества, энергии, информации или их комбинации от одного элемента к другому. Качество связи определяется её пропускной способностью. Прямые связи обычно подразделяют на
Усиливающие (ослабляющие):
V вых =KV вх,
где V вх, V вых - передаваемые по связям компоненты (информация, энергия, вещество), K - коэффициент связи (K>1 - усиление, K<1 - ослабление);
Ограничивающие:
2 V вх: V *вх,Vвх,V * вх, V вых = * V *вх, V вх 2 V * вх: V вх >V * вх, Запаздывающие: V вых (t)=V вх (t-t), где t - время запаздывания; Преобразующие: V вых =Ф(V вхj) j=1,n , где Ф - оператор преобразования и др. Обратные связи в основном используются для выполнения функции управления процессами. Наиболее распространены информационные обратные связи. Обратная связь предполагает некоторое преобразование компонента, поступающего по прямой связи, и передачу результата преобразования обратно, то есть в направлении, противоположном функциональной последовательности (и прямой связи) к одному из предыдущих элементов системы. Принципиальная схема обратной связи показана на рис. 3.5, где выделены пути исходного процесса, основного действующего фактора х и фактора обратной связи. Существует широкий диапазон возможностей варьирования свойств обратной связи. В соответствии с рис. 3.5 запишем: где J - оператор обратной связи. Все переменные являются в общем виде функциями времени, поэтому Обратные связи в зависимости от операторов Ф и J можно сделать положительными или отрицательными; гладкими или пороговыми; двусторонними, реагирующими на увеличение или реагирующими на уменьшение; первого порядка, второго, ...старшего порядков; мгновенные, запаздывающие или опережающие. Положительная обратная связь усиливает исходный процесс (отрицательная - ослабляет). Примеры некоторых обратных связей: Линейная обратная связь Линейная пороговая обратная связь 2 ay, y 1 ,y,y 2 , J(y)= * ay 1 , y 2 ay 2 , y>y 2 . В обоих приведённых случаях при a>0 имеем положительную обратную связь, а при a<0 - отрицательную. Неубывающая обратная связь 2 ay 2 , y 1 ,y,y 2, J(y)= * ay1 2 , y 2 ay2 2 , y>y2. Убывающая обратная связь Если прямая и обратная связи линейные, то есть y=Ф(х,)=K пр (x+ то dx 1-KпрKобр где K обр =a Последнее выражение обычно называют коэффициентом передачи линейной системы с обратной связью. Положительная обратная связь может играть как организующую, так дезорганизующую роль в зависимости от того, какие процессы она усиливает. Появление положительной обратной связи между случайными процессами создаёт ситуацию, при которой часть процессов будет стимулироваться, а в результате может возникнуть эффективная организация. Отрицательная обратная связь является регулирующим фактором. Она тормозит исходный (прямой) процесс, не даёт ему чрезмерно возрасти, но ослабляет своё действие, как только основной процесс спадает. В результате основной процесс поддерживается в каких-то пределах. Другие наиболее интересные обратные связи: Запаздывающие Реагирующие на производную Jy(t)=T y(t) / t, Oдносторонняя (пороговая) обратная связь 2 ay(e) при y(t) / t>0, Jy(e)= * 2 0 при y(t) / t<0 Динамика действия запаздывающих обратных связей разнообразна и может приводить к неожиданным последствиям. В частности, они могут вызвать периодические процессы или оказать тормозящее действие, что зависит от характера элемента с прямой связью, который охватывается данной обратной связью. В отличие от запаздывающей смысл опережающей обратной связи состоит в прогностическом влиянии (например, контроль и планирование производственных процессов). Роль опережающей отрицательной связи может быть как негативной (например, бюрократизм, рутина, консерватизм как препятствие желаемым изменениям), так и позитивной (например, тот же консерватизм при необоснованных структурных изменениях). В схемах, где обратная связь действует по производной от выходного процесса (y), пока изменения y медленные обратная связь оказывает слабое влияние, а при больших изменениях включается обратная связь и оказывает тормозящее или стимулирующее влияние. До сих пор предполагалось, что обратные связи действуют непрерывно и без изменений. Но могут быть обратные связи, структура и параметры которых зависят и от времени и от воздействия, причём детерминизированно, случайно, адаптивно. В этом случае выделяются стабильные и нестабильные обратные связи. Таким образом, обратные связи являются одним из основных конструктивных устройств, при помощи которых формируются системные свойства. Каждая отдельно взятая обратная связь образует S 1 систему. Путём объединения в единую систему несколько обратных связей можно сформировать следующие функции: 1) усиление (ослабление) процессов, 2) стабилизацию процессов, 3) задержку процесса на постоянное (или зависящее от каких-то характеристик процесса) время, 4) запоминание процесса, 5) воспроизведение и многократное повторение процесса, 6) преобразование процесса, 7) анализ-выделение подпроцессов, 8) синтез-объединение подпроцессов, 9) сравнение процессов и запоминание различающихся подпроцессов, 10) распознавание процессов, 11) предсказание и формирование процессов. На основе комбинации перечисленных функций можно построить S 0 -систему, способную формировать и принимать решения. Нейтральные связи не связаны с функциональной деятельностью системы, непредсказуемы или случайны. Вместе с тем нейтральные связи могут сыграть определённую роль при адаптации, служить исходным ресурсом для формирования прямых и обратных связей. Структура
. Обычно под структурой (s) понимается множество всех возможных отношений между подсистемами и элементами внутри системы. Формирование структуры предполагает декомпозицию системы, расчленение её на подсистемы. Членение можно производить по различным признакам. Замена одной или несколько подсистем (элементов) структуры другими подсистемами (элементами) не изменяет отношения между заменёнными подсистемами (элементами) и остальными подсистемами системы. Следовательно, основным фактором формирования структуры является задание структурных отношений. По характеру отношений между элементами структуры делятся на многосвязные, иерархические и смешанные. Отношения могут быть детерминизированными, вероятностными, а также хаотическими. Свойства структур соответственно детерминизированных, вероятностных, хаотичных, а также смешанных зависят от этих отношений. Детерминизм, как и индетерминизм, имеет свою иерархию совершенства. Низкий уровень - полная неизменяемость, следующий, более высокий - включение и выключение определённых элементов (при соответствующих условиях), ещё более высокие - наращивание структуры (из элементов, сформированных из внешней среды) в строго определённом направлении, создание элементов нового типа, но предусмотренных заранее, и т.д. Вероятностные структуры в качестве низшего уровня имеют случайные изменения, далее идут изменения целенаправленные, с отбором и т.д. Граница между стабильными и нестабильными структурами высокого уровня не является определённой. Рассмотрим подробнее категорию отношения на примере двух взаимодействующих подсистем (или систем) А и Б. Отношения детерминизированно
, если состояния А полностью определяет состояние Б, и наоборот. Если М А и М Б - множества возможных состояний систем А и Б, тогда m Б =f А (m А); m А =f Б (m Б), где m А М А; m Б М Б; f А и f Б - однозначные функции. Если состояние А полностью определяет состояние Б, а состояние Б с отличной от 0 и 1 вероятностью определяет состояние А, отношение А,Б детерминизированно-вероятное
m Б =f А (m А), P(m А)=f Б (m Б), где P(m А) - вероятность того, что система А будет находиться в состоянии m А М А. Отношение вероятностное, если состояния А,Б взаимосвязаны некоторыми постоянными значениями вероятности, то есть P(m Б)=f А (m А); P(m А)=f Б (m Б). Отношение ограничительное
, если состояние А ограничивает множество состояний Б, то есть m Б М БА, М БА =f(m А), М БА М Б, Ограничительное отношение может быть не только детерминированным, но и детерминированно-вероятностным и вероятностным. Соответственно: m Б М БА, М БА =f А (m А), М БА М Б, mА MАБ, P(MАБ)=fБ(mБ), MАБ MА и m Б M БА, P(M БА)=f(m А), M БА M Б, m А M АВ, P(M АБ)=f(m Б), M АВ M А. m Б M БА (1) , M БА (1) =f А (M АБ (1)), M БА (1) M Б, M АВ (1) M А, m А M АБ (2) , M АБ (2) =f Б (M БА (2)), M АВ (2) M А, M БА (2) M Б. Категорическое отношение обеспечивает значительную свободу поведения каждой из подсистем. Системы, состоящие из подсистем, между которыми существуют категорические отношения, при взаимодействии со средой могут иметь широкий диапазон возможных поведений. Подсистемы, выходные компоненты которых однозначно зависят от любых выходных компонент предшествующих подсистем, называются подчиненными, а предшествующие подсистемы - управляющими. Наибольшее практическое и теоретическое значения имеют три класса структур: иерархические, неиерархические и смешанные. Для иерархических структур (см. рис. 3.6) характерно наличие управляющих (командных) подсистем и они удовлетворяют следующим условиям: 1) каждая подсистем является либо управляющей, либо подчиненной, либо (по отношению к различным подсистемам) то и другое одновременно; 2) существует по крайней мере одна подчиненная подсистема; 3) существует одна и только одна управляющая подсистема; 4) любая подчиненная подсистема непосредственно взаимодействует с одной и только одной управляющей (обратное не обязательно). Для многоуровневых иерархических структур справедливы следующие положения: а) подсистема более высокого уровня имеет дело с более широкими аспектами поведения системы в целом; б) время преобразования входных компонент в выходные увеличивается с увеличением уровня управляющей подсистемы; в) подсистемы более высоких уровней иерархической структуры имеют дело с более медленными аспектами поведения систем; г) с повышением уровня подсистемы увеличивается удельный вес информационной составляющей преобразования и взаимодействия и ее роль в функциональной деятельности системы. Неиерархические структуры являются производными от многосвязанной структуры (см. рис. 3.7), в которой каждая подсистема непосредственно взаимодействует с любой другой. Неиерархические структуры удовлетворяют следующим условиям: 1) существует по крайней мере одна подсистема, которая не является ни управляющей, ни подчиненной; 2) не существует подсистемы, которая является только подчиненной; 3) не существует подсистемы, которая является только управляющей; 4) любая подчиненная подсистема непосредственно взаимодействует более чем с одной управляющей (обратное не обязательно). Важная особенность неиерархической структуры состоит в том, что в ней нет подсистем, принимающих независимые от других подсистем решения. Она обычно обладает следующими свойствами: а) любая подсистем может влиять на все аспекты поведения системы; б) время преобразования входных компонент в выходные слабо зависит от положения подсистемы в структуре; в) функции подсистем легче изменяются в процессе взаимодействия. Рассмотрение степени влияния подсистем на другие подсистемы в неиерархической структуре приводит к важному понятию лидерства.Лидирующей
называют подсистему, удовлетворяющей следующим требованиям: 1) подсистема не имеет детерминированного взаимодействия ни с одной подсистемой; 2) подсистема является управляющей (при непосредственном или посредственном взаимодействии) по отношению к части (наибольшему числу) подсистем; 3) подсистема либо не является управляемой (подчиненной), либо управляется наименьшим (по сравнению с другими подсистемами) числом подсистем. Лидирующих подсистем может быть больше одной, при нескольких лидирующих подсистемах возможна главная лидирующая подсистема. Неиерархические структуры без лидерства называютравновесными
. Смешанные структуры представляют собой различные комбинации иерархических и неиерархических структур. Стабильность структуры характеризуется временем ее изменения. Структура может изменятся без преобразования класса или преобразованием одного класса в другой. В частности, возникновение лидера в неиерархической структуре может привести к преобразованию ее в иерархическую и т.д. Для описания структур применяются графы. Важной особенностью структурного графа является число возможных путей, по которым можно пройти от одной вершины к другой. Чем больше таких путей, тем избыточнее структура и выше ее надежность. Но может существовать и бесполезная избыточность, которая в структурном графе изображается в виде петель (см. рис. 3.8). Наличие петель означает нерациональное расходование ресурсов. Обычно петли могут изыматься из структуры без всякого ущерба для функциональных свойств объекта. Композиция
(К). Композиционные свойства систем определяются способом объединения элементов в подсистемы. Различают подсистемы:эффекторные
- способные преобразовывать воздействие и воздействовать веществом и энергией на другие подсистемы и системы, в том числе на среду;рецепторные
- способные преобразовывать влияние воздействия в информационные сигналы, передавать и переносить информацию;рефлексивные
- способные воспроизводить внутри себя процессы на информационном уровне, генерировать информацию; а такженеопределенные
- свойства которых не могут быть определены. Композиция систем, не содержащих подсистем (элементов) с выраженными свойствами, называют слабой, а содержащих подсистемы, с выраженными функциями - соответственно с эффекторными, рецепторными или рефлексивными подсистемами. Возможны комбинации. Композицию системы, включающую подсистемы всех трех видов, называют полной. В итоге морфологическое описание системы это: где S=S i - множество элементов и их свойства, различая: состав - гомогенный, гетерогенный, смешанный, неопределенный; свойства - вещественные, энергетические, информационные, смешанные, неопределенные; V=V i - множество связей, различая: назначение связей - информационные, вещественные, энергетические, смешанные; характер связей - прямые, обратные, нейтральные; s - структура, различая: устойчивость структуры - детерминированная, вероятностная, хаотическая; построение структуры - иерархическая, многосвязанная, смешанная, преобразующаяся; K - композиция, различая: слабые, с эффекторными, с рецепторными, с рефлексивными подсистемами, полные, неопределенные. Морфологическое описание, как и функциональное, строится по иерархическому (многоуровневому) принципу путем последовательной декомпозиции подсистем. Род полынь -- Artemisia L. (семейство сложноцветных (астровые) -- Соmpositae (Asteraceae)) объединяет свыше 400 видов, распространенных главным образом в умеренной зоне северного полушария, из которых в СНГ произрастает 174 вида. Виды полыни чаще всего встречаются в степях, другие растут в полупустынях и пустынях, а некоторые являются сорняками во всех зонах. Шире других распространены Полынь цитварная - Artemisia cina Berg ex Poljak, Полынь таврическая - Artemisia taurica Willd Полынь цитварная
Рус
. Полынь цитварная Укр
. Полин цитварный Каз.
Дармина Лат
.Artemisia cina Berg ex Poljak (Seriphidum cinum (Berg ex Poljak) Poljak) Это пустынный полукустарник с длинным корнем (до 1--2 м) и ветвистым, внизу деревянистым стеблем (сначала волосистые, затем голые, гладкие, с желтоватой корой) высотой 30--40 (до 70) см. имеет специфический камфорній запах. Листья очередные, дважды перисторассеченные; дольки мелкие, узколинейные, короткозаостренные, длиной 2-5 мм. Нижние стеблевые листья черешковые двоякоперисторассеченные, длиной 3-6 см, опушенные, сизые; средние стеблевые листья сидячие, постепенно упрощающиеся и уменьшающиеся в размере (длиной до 1,5 см), слабоопушенные, зеленые; верхние листья простые, линейно-ланцетовидные, длинной до 5 мм. К моменту цветения большинство листьев, за исключением самых верхних, опадает. Цветки собраны в мелкие корзинки, образующие густые сложные метельчатые соцветия. Нераспустившиеся цветочные корзиночки продолговато яйцевидной формы, сидячие, длиной 2 - 4 мм, шириной 1 - 1,5 мм; в период бутонизации 1,5-3 мм и 3-5 мм во время цветения, у верхушки и основания заостренные по внешнему виду похожи на мелкие семена, поэтому их часто неправильно называют «цитварное семя». Корзинки сидят на ветвях, образующих в верхней части генеративных побегов длинные, узкие, пирамидальные метелки. Каждый цветок имеет 5-лепестный венчик, сросшийся в трубку, 5 тычинок, сросшихся пыльниками, и пестик с нижней завязью. Венчики желтые или пурпурные, пыльники и рыльца желтые. Плод серая, яйцевидная, бороздчатая семянка, длинной 1,0-1,5 мм, с одной стороны слегка выпуклая. Вес 1000 семянок - 0,2-0,3г. Полынь цветет поздно, в августе -- сентябре, к этому времени листья засыхают, опадают, а стебли принимают красно-бурый оттенок; семена созревают в октябре, примерно через месяц после цветения. Все растение ядовито, имеет неприятный своеобразный запах; вкус горький, пряный. У подножия Моголтау, произрастает моголтавская
розновидность полыни цитварной - A. Cina var. mogoltavica Poljak
. морфологически очень мало отличающийся от типичной A. Cina var. Berg ex Poljak., но имеющая особенный ареал. В медицине используют цветки Цитварной полыни - Flores Cinae. За последние время главное действующее вещество (сантонин), содержащееся Полыни Цитварной найдено в некоторых других видах полыни, относяшихся к подроду Seriphidium (bess) произрастающих на Украине и в Азербайджане полынь Совича -- A. szovitziana (Bess.)
Grossh.
- растение высотой 60-100 см и более, с поникающими корзинками на сильно отклоненных веточках. Полыни приморской
(морская, спнтаниновая) - Artemisia Maritima L. s. Str.
- многолетнее травянистое растение или полукустарник высотой 20-100 см, бело-опушенное, сильно пахнущее, с деревянистым корнем. Стебли многочисленные, восходящие, в верхней части ветвистые, образующие небольшую дернину. Листья очередные, перисторассеченные, с узкими долями, длиннее корзинок; нижние листья черешковые. Корзиночки поникшие, расположенные метелками на концах веточек стеблей; они очень мелкие, эллиптически-овальные, 1-2 мм длинной, зеленовато-серые в нерасцветшем состоянии, содержат 3-5 цветочков. Цвете в июле - октябре. Лекарственным сырьем являются нераспустившиеся корзинки. Полыни Мейера-A. meyeriana Bess
,.c кроющими листьями, почти не превышающими корзинок. Особенно перспективным заменителем полыни цитварной является полынь заилийская - A.Transiliensis Polijk
, одержания сантонина 3,5%). Полынь таврическая
Рус.
Полынь таврическая (полынь крымская) Укр
. Полинь крімська Лат
. Artemisia taurica Willd. (Seriphidum tauricaum (Willd) Poljak., Artemisia maritima var. taurica Ledeb.) (латинское) Представляет собой полукустарник c приятным запахом, у которого верхняя часть ежегодно осенью отмирает, а весной следующего года отрастает. Корень вертикальный, деревянистый, толстый. Растение развивает укороченные вегетативные побеги, заканчивающиеся розеткой листьев, и многочисленные прямые, жесткие, в основании нередко древеснеющие генеративные побеги высотой 15-40 (60) см. Густое войлочное опушение из паутинистых волосков, частично изчезающие к концу вегетации, придает стеблям беловатую или сероватую окраску. Стебли ветвятся от середины или несколько выше, веточки направлены косо вверх, поэтому метелка обычно сжатая. Листья вегетативных побегов и нижние стеблевые листья на генеративных побегах черешковые, длиной 1,5-2,5 см, дважды- или почти трижды-перисторассеченные, летом обычно отмирающие. Их дольки линейно-нитевидные, почти волосовидные, длиной 3-7 мм. Цветки в корзинках трубчатые, обоеполые, по 6--8 шт., многочисленные мелкие корзинки густо расположены на веточках и образуют метельчатое соцветие, узкопирамидальное по форме, с косо направленными вверх веточками, длинной до 3,5 мм и шириной около 2мм. Плоды - желтовато-серые семянки, длиной до 1 мм. Зацветает в конце августе - начале сентября, разгар цветения - сентябрь-октябрь; семена созревают в конце октября - начале ноября. В медицине используют верхнюю часть стеблей с листьями и цветочными корзинками (траву) толь типичного подвида полыни таврической. У растения есть верхушечной метелкой, узколинейными дольками и почти белым опушением. Полынь пахучая - A. Graveolens
Minat
, которую правильнее считать подвидом -полынью таврической пахучей - A. tauricasubsb graveolens (Minat.)Vlas
. с долями листьев не более 3 мм и несколько более крупными корзинками (до 4 мм); полынь душистая - A.fragrans Willd.
с почти шаровиднымикорзинками; полынь приморская - A. Maritima L. s. str
. и близкая к ней полынь Мейера - A. Meyeriana Grossh
.c кроющими листьями, почти не превышающими корзинок. Полынь горькая
Рус. Полынь горькая
Укр
. Полин гіркий Нар
. Білий Полин, віниччя, вермут, горечь Лат.
Artemisia absinthium Англ.
Common wormwood, absinthium, Madderword Фр
. Absinthe, aluine, herbe sainte Ее родовое название, по мнению некоторых авторов, указывает на то, что растение это было посвящено древнегреческой богине Артемиде (жена царя Мавсола), или от греч. artemes - здоровый, неповрежденный, в связи с лекарственными свойствами растения, absinthium - латинизированное греческое название полыни absinthiоn, от -a - нет и psenthos - наслаждение, удовольствие, следовательно растение, от которого не получаешь удовольствие потому, что оно имеет горький вкус. Полынь горькая -- многолетнее травянистое растение, часто достигающая 120см в высоту. Стебели многочисленные, прямостоячие или слегка приподнимающиеся, слабо ребристые, в верхней части ветвящиеся. На корневище развиваются несколько высоких побегов с соцветиями и короткие побеги с листьями, а также прикорневые листья. Прикорневые листья длинночерешковые, треугольно округлые, дважды или трижды перисторассеченные; отдельные дольки их ланцетовидные, цельнокрайние, у верхушки притуплённые. Стеблевые листья сидячие, постепенно упрощающиеся, т. е. нижние дважды перисторассеченные, средние просто перисторассеченные, верхние трехлопастные и в соцветии (наверху) -- простые, ланцетовидные. Дольки всех листьев линейно-продолговатые, тупозаостренные, длинной от 3-5 до 15-20 мм, шириной 1-4 мм. Все растение (стебли, листья) серебристо-сероватого цвета от обилия шелковистых прижатых волосков. Листья отличаются по цвету. У них нижняя сторона серебристая, густо покрыта волосками, верхняя -- голая темно-зеленая, после высушивания -- почти черная. Каждая веточка сложного метельчатого соцветия заканчивается мелкой, почти шаровидной пониклой корзинкой диаметром 2,5-4 мм. Обвертка корзинки двурядная, цветоложе слегка выпуклое, краевые цветки пестичные, узкотрубчатые, срединные -- обоеполые воронковидные; все цветки желтые. Плоды - буроватые, продолговатые, заостренные семянки, длинной около 1 мм, без хохолка. Цветет в июле -- августе. Плоды созревают в сентябре - октябре. Запах растения ароматный, с характерным «полынным запахом», особенно сильный при растирании. Вкус пряный, очень горький. Для медицинского использования заготавливают верхние цветущие стебли и листья. Трава Полыни горькой - Herba Artemisiae absinthii. Листья Полыни горькой - Folia Artemisiae absinthii. В качестве примеси попадают другие виды полыни, чаще всего чернобыльник (полынь обыкновенная) -- Artemisia vulgaris L
. Растение высотой до 2 м, без серебристого опушения, цветки в корзинках розовые, листья со временем чернеют, в начале они двухцветные. Легко различить по листьям (рис.). Полынь Сиверса - Artemisia
Sieversiana Willd
. - двулетнее травянистое растение с вертикальным стеблем 30-120 см высотой, имеет сильно серебристые стебели, менее опушены. Листья в очертании широкотреугольные, серибристо-серые, ямчато-желизистые, нижние и средние стеблевые - длинночерешковые, длинной до 12 см, дважды и трижды перисторассеченные на продолговатые или линейно-продолговатые сегменты; с 1-2 парами сегментов в основании черешка. Цветочные корзинки полушаровидные поникающие, крупнее 4-6 мм в диаметре, содержит до 100 цветков (в медицине не используют), собранные в широкое метельчатое соцветие. Цветет в июле - мае. Полынь австрийская - Artemisiaaustriaca Jacq.
- многолетнее травянистое корнеотпрысковое растение небольшой высотой 30-60 см. Стебли прямостоячие, ветвистые, густооблиственные,с почти белыми, небольшими (длинной 1-3 см) листьями, дважды и трижды раздельными или рассеченными листьями, сегменты которых не шире 1 мм. Цветочные корзинки поникающие, диаметром около 3 мм с желтыми или красновато-желтыми цветками, собранные в метелки. Листочки обертки линейные, волосистые. Все цветки в корзинке трубчатые. Цветет в июле - августе. Полынь обыкновенная
Рус.
Полынь обыкновенная Укр
. Полин звичайний Нар.
Чернобыльник, чернобыль, быльник, забудьки, веничье белое Лат.
Artemisia vulgaris Англ
.Green ginger, felon herb, motherwort, wormweed, mugwort, sailor-tabacco Фр
.Armoise, armoise citronelle, artemise (французкое) Это крупный многолетник с многоглавым, одеревеневшем, цилиндрической формы корневищем и ветвистыми корнями бурого цвета, с прямостоячими стеблями до 200 см высотой, большинство ребристые, в верхней части опушены. Листья черговые с перисторассеченной пластинкой и отличаются от многих других полыней тем, что серебристое опушение имеют только с нижней стороны, а сверху темно-зеленые, голые. Стебли прямостоячие, ребристые, обычно красноватые, в верхней части ветвистые. Прижато опушенные. Верхние листья - три-пятерораздельные или с целой листовой пластинкой, нижние - черешковые, стеблевые - сидячие. Цветки мелкие, розовые или красноватые, в обратно-яйцеподобных или элептических корзинках, диаметром 2-3 мм, которые по одному или несколько на коротких веточках расположены в пазухах линейно-ланцетных листков и образуют волосистые соцветия. Краевые цветки корзинок женские, с узкотрубчатым двузубчатым веночком, средние - двуполые, с лейковидно-трубчатым пятизубчатым веночком. Плод - семянка. Цветет с мая по сентябрь. Плоды дозревают в сентябре. Лекарственное растительное сырьем растения Полыни обычной - трава Полыни обыкновенной - Herba Artemisiae vulgaris. Наряду с выше перечисленными видами полыни, существуют и другие, содержащие много БАВ, такие как: Полынь полевая
Рус.
Полынь полевая Нар.
Полынь метельчатая (веничная) Укр. Полин польовий
Лат.
Artemisia capestis Многолетнее травянистое растение, в молодом возрасте опушено, позднее - голое растение. Имеет многоглавое одревесневавшее корневище, от которого отходят множество отростков и побегов. Цветоносные стебли восходящие или прямостоячие, 30-60 см длинной, бурые, возле основания одревесневшие. Листья голые, только молодые шелковистоволосистые, дважды-триждыперисторассеченные, линейные, заостренные, верхние трехраздельные или целые, нижние черешковые, другие - сидячие. Цветки желтые или красноватые, в яйцевидных поникших корзинках, которые образуют кисть. Краевые цветки маточные, нитковидно-трубчатые, двузубчатые; средние - обоеполые, трубчатые, пятизубчатые. Плод - семянка. Цветет - июль-август. Полынь лечебная
Рус.
Полынь лечебная Нар.
Полынь божье дерево Лат.
Artemisia abrotanum Однолетнее или двулетнее растение с вертикальным корнем и прямым, сильно ветвистым, древеснеющем стеблем высотой до 60 см, с приятным запахом. Листья очередные, голубовато-зеленые, снизу прижатые, покрытые серым пушком; нижние - черешковые, дважды- или триждыперисторассеченные на линейно-ланцетовидные острые доли, средние стеблевые - сидячие, верхние - тройчаторазделенные или цельные. Мелкие желтые трубчатые цветки в небольших, поникших корзиночках собраны на верхушке стебля и его ветвей, образуя раскидистое метельчатое соцветие. Наружные листочки обертки удлиненно-ланцетные, острые; внутренние - обратнояйцевидные, туповатые. Цветет с конца июля до поздней осени. Лекарственным растительным сырьем является надземная часть, собранная во время цветения. Полынь однолетняя
Рус.
Полынь однолетняя Укр.
Полинь однолітня Лат
.Artemisiaaustriaca annua L. Однолетнее травянистое растение высотой до 1 м. Стебель голый, прямостоячий, бороздчатый. Листья продолговатые, двоякоперисторассеченные, имеют неприятный запах. Цветки желтые. Цветочные корзинки на цветоножках, поникающие, шаровидные, мелкие. Цветет в августе - октябре. Лекарственным растительным сырьем является трава во время цветения. Полынь австрийская
Рус.
Полынь австрийская Укр
. Полин австрійський Лат.
Artemisi aaustriaca Jacq Многолетнее травянистое растение. Стебли прямостоячие, часто вігнутіе, 15-70- см длиной, у основания слега одревесневшие, с середины сильно разветлены, с пазушными иголочками под соцветием. Листки короткочерешковые (нижние) или сидячие, от 2-3 раздельных до двухперисторассеченных, яйцевидные или овальные, заостренные. Верхушечные листки при корзинках линейные, тупые. Цветки мелкие, яйцевидной формы, образуют поникшие корзинки. Краевые цветки женские (5-7), средние - обоеполые (7-8), веночки желтоватые, на верхушке махнато-волосистые. Плод семянка. Цветет - июль-август. Полынь Волосовидная
Рус. Полынь Волосовидная
Укр.
Полин волосовідна Лат
.Artemisiaaustriaca capillaries Многолетнее травянистое растение высотой до 1 м. Цветет в сентябре. РАСТЕНИЕ ЯДОВИТО!!! Полынь каменная (длинноголовчатая, заячья, холодная)
- многолетнее растение с древесным корнем и многочисленными травянистыми стеблями 8-40 см высотой. Все растение серовато-белое от шелковистых волосков. Листья снизу серо-седые, сверху - тускло-зеленые, на бесплодных побегах в густых розетках, клиновидные; стеблевые - трехлопостные, верхние - продолговато-ланцетные. Цветочные корзинки крупные (до 8 мм в диаметре), шаровидные, поникающие, собраны в кистевидное соцветие. По виду сходны с полынью обыкновенной. Цветет во второй половине июля - августа. Пряный вид полыни:
Полынь эстрагонная.
Первые сведения о культуре эстрагона найдены в Закавказье в грузинских письменных источниках, где он носит название «тархун». Имеется немного сортов: Русский (или Сибирский), высокорослый со светло-зеленой окраской, слабым пряным ароматом, часто образующимися семенами, Закавказский с более темными и ароматными листьями и Грибовский 31 с нежными листьями и высокой ароматичностью. Латинское название рода «артемизия» образовано от греческого слова «artemis»-- здоровье. Это многолетнее корневищное растение с однолетним стеблем 20-150 см высотой. Корневище с редкими мочками, углубляющимися до 40 см, и густооблиственными стеблями. Листья линейные и линейноланцетные, зеленые. Цветки мелкие в шаровидных корзинах, на концах ветвей собранные в кисти. Цветет в июле - августе. Плод -- мелкая, сухая семянка, редко образуется. Прежде, чем приступать к определению растения, его следует тщательно изучить. Анализ внешнего строения растения и его органов сопровождается проведением некоторых измерений и препарированием цветков, семян и плодов, для чего надо пользоваться линейкой, препаровальными иглами, скальпелем или бритвенными лезвиями, ручными лупами с увеличением ´ 3, ´ 6, ´ 10. В ряде случаев нужна бинокулярная лупа с бóльшим увеличением. Анализ морфологических признаков растений требует определенного навыка. Для его приобретения необходимо сделать детальное описание10–15 растений из разных семействотдела Покрытосеменных (Magnoliophyta
, или Angiospermae
).
Для выполнения описаний следует брать травянистые растения. Это связано с тем, что анализ признаков растений и описания растений выполняются до
их определения по собранным на экскурсиях образцам, описание же древесных растений следует проводить в основном на экскурсии. Для древесных растений важны такие признаки, как архитектура кроны и характер нарастания побегов в разных ее частях, особенности корки и перидермы на разновозрастных ветвях и др. Кроме того, полное описание многих древесных растений умеренной зоны требует наблюдения за ними в течение всего вегетационного сезона, поскольку им свойственно раннее цветение до распускания листьев. Морфологическое описание выполняется по следующему плану: - название растения
(латинское и русское), систематическая принадлежность (название семейства – латинское и русское); Продолжительность жизненного цикла
(однолетник, двулетник, многолетник), жизненная форма
(растение стержнекорневое, кистекорневое, корнеотпрысковое, корневищное, дерновинное, луковичное и т.д.), общая высота
или длина
для наземно-ползучих форм и лиан; Строение корневой системы
: стержневая, мочковатая, бахромчатая и пр., ее размещение в почве (поверхностная, глубинная, ярусная), морфология корней в корневой системе (диаметр, цвет, длина, степень ветвления и другие признаки), наличие специализированных (например, втягивающих) и видоизмененных корней, другие особенности корневых систем; Строение подземных органов
побегового происхождения у многолетних трав: каудексов, корневищ, клубней, луковиц, реповидных органов (“корнеплодов”), клубнелуковиц, подземных столонов: их размеры, цвет и характер поверхности, форма, глубина расположения в почве, наличие, число и расположение придаточных корней и другие особенности; Строение надземных побегов
: количество, положение относительно уровня почвы, направление роста, тип ветвления побегов, расположение боковых побегов на материнском и их число, тип побегов по длине междоузлий (удлиненные, укороченные, полурозеточные, розеточные), листорасположение и другие особенности; Строение стеблей
: наличие граней, крыльев, форма на поперечном сечении, диаметр, характер опушения, цвет и другие особенности; Строение листьев
: сложные или простые, пальчатые или перистые, черешковые или сидячие; части листа и их строение, форма листовых пластинок и их основания, края, верхушки, типы листовых пластинок по степени рассечения, наличие и характер опушения, другие особенности; Строение соцветий
: цветки одиночные или в соцветиях (простых, сложных), тип соцветий по способу ветвления (рацемозные, цимозные, тирсоидные) и характеру облиственности (фрондозные, фрондулезные, брактеозные, голые), типы частных соцветий (кисть, зонтик, колос, корзинка и т.д.), число цветков, длина цветоножек, другие особенности строения соцветий; Строение цветков
, их формула и диаграмма: последовательно анализируются и описываются все части цветка – цветоложе, околоцветник, андроцей и гинецей, нектарники (их форма, размеры, число, цвет, запах, наличие или отсутствие срастания одноименных и разных частей цветка частей цветка), тип их симметрии и другие морфологические особенности; Строение семян
и плодов
: форма, размеры, цвет плодов; типы плодов – генетические (в зависимости от строения гинецея: апокарпные, синкарпные, лизикарпные, паракарпные) и по строению и консистенции околоплодника, числу семян; способы вскрытия плодов; наличие соплодий, их строение, другие особенности строения семян и плодов; Сведения о биологических особенностях
растения: время цветения, способ опыления, способы распространения диаспор и др.; Сведения об экологической приуроченности
растений к определенным местообитаниям (условиям освещения, увлажнения, почвам и пр.), растительным сообществам, частоте встречаемости на территории, где проводится практика. Для описания выбираются виды тех растений, которые в данный момент вегетационного сезона обладают всеми необходимыми для составления полного описания органами. Сведения о биологических и экологических особенностях должны основываться на результатах собственных
наблюдений во время экскурсий. Морфологический анализ и описание растений сопровождается зарисовками внешнего облика растений и более детальными рисунками их важных частей – цветков и их частей, плодов и пр. При анализе признаков растений для составления их описаний надо пользоваться учебной и справочной литературой по морфологии растений, словарями ботанических терминов, атласами по морфологии растений. Часто краткие морфологические справочники имеются в определителях растений. В качестве образца морфологического описания приводится характеристика широко распространенного сорно-лесного растения чистотела большого, часто встречающегося в лесах, садах, лесополосах, городских парках, близ жилья, в огородах, и в иных более или менее тенистых сорных местах (рис. 13). « Chelidonium majus
L. – Чистотел большой.
Семейство Papaveraceae
Juss.
– Маковые.
Многолетнее травянистое короткокорневищное растение высотой от 25 до 80 см. Все растение покрыто редкими волосками или голое, его надземные части содержат остро пахнущий оранжевый млечный сок. Корневая система стержневая, с многочисленными боковыми корешками на стержневом корне. Корневище короткое, вертикальное, несущее вегетирующие побеги и почки возобновления. Надземные побеги прямостоячие, полурозеточные, разветвленные выше середины удлиненной части побега. Стебли зеленые, округлые. Листо- Рисунок 13 – Чистотел большой Chelidonium majus
L. (фото Т.А. Карасевой) расположение спиральное (очередное). Листья сверху зеленые, снизу сизоватые, от 7 до 20 см длины и от 2.5 до 9 см ширины. Нижние листья побегов собраны в розетку и имеют черешки от 2 до 10 см длины, стеблевые листья на удлиненной средней части побега сидячие. Все листья непарноперисторассеченные с почти супротивными расставленными парами боковых сегментов, размеры которых увеличиваются по направлению к наиболее крупному непарному конечному сегменту. Сегменты листьев от 1,5 до 6 см длины и от 1 до 3 см ширины, округлые или округло-яйцевидные, в основании с добавочной лопастью в виде ушка, низбегающие на ось листа, цельные или иногда с нижней стороны глубоко надрезанные. Конечный сегмент листа более или менее глубоко надрезан на 3 доли, реже цельный. По краю сегменты листьев неравномерно городчато-зубчатые. Соцветие – зонтики из 3–7 цветков на концах главного побега и его боковых ветвей – паракладиев. Цветки на цветоножках от 0,5 до 2 см длины. Цветки правильные (актиноморфные), с двойным раздельнолепестным околоцветником. Цветоложе точечное. Чашечка состоит из двух выпуклых округлых, опадающих при распускании цветков желтовато-зеленоватых чашелистиков. Венчик желтый, из 4 округлых лепестков 10–15 мм в диаметре. Тычинки многочисленные, по длине вдвое короче лепестков. Пестик примерно равен по длине тычинкам, с линейной верхней завязью и сидячим выемчатым или лопастным рыльцем. Гинецей паракарпный из двух плодолистиков. Формула цветка: * К 2 С 4 А ¥ G (2)
.
Плод – длинная стручковидная коробочка с одним гнездом внутри. Коробочка вскрывается двумя створками снизу вверх. Ее длина от 3 до 6 см, ширина – от 2 до 3 мм. Семена около 1,5 мм длины и 1 мм ширины, многочисленные, яйцевидные, черно-коричневые, блестящие, с белым гребневидным придатком, расположены на стенках завязи в 2 ряда. Цветоножки при плодах удлиняются до 5 см. Цветки опыляются насекомыми. Цветет в V – VII, плоды созревают в VI – VIII. Семена распространяются муравьями (мирмекохор). Обитает по сорным местам в пойменных лесах в долине р. Калитвы между пос. Кирсановка и хутором Маршинским, в лесополосах, садах и огородах в пос. Кирсановка. Предпочитает затененные и увлажненные участки с богатыми черноземными почвами. Растет группами, иногда образует крупные по площади куртины, заросли. Млечный сок сильно ядовит. » Выбор растений для составления описаний не должен быть случайным. Поскольку одна из целей учебной практики – закрепление знаний по систематике растений, для детального анализа надо отобрать растения из ведущих семейств местной флоры. Для юга европейской части России это следующие: бобовые (Fabaceae
), бурачниковые (Boraginaceae
), гвоздичные (Caryophyllaceae
), гречишные (Polygonaceae
), губоцветные (Lamiaceae
), злаковые (Poaceae
), зонтичные (Apiaceae
), крестоцветные (Brassicaceae
), маревые (Chenopodiaceae
), норичниковые (Scrophulariaceae
), осоковые (Cyperaceae
), розовые (Rosaceae
), сложноцветные (Asteraceae
). Приступая к практике, следует повторить характеристики ведущих семейств по учебной литературе, уточнить и усвоить все важнейшие признаки строения вегетативных и репродуктивных органов относящихся к ним растений. Тщательно проанализировав основные признаки семейств у конкретных их представителей, в конечном итоге можно безошибочно устанавливать принадлежность растений к ним на ботанических экскурсиях, не прибегая к помощи определителей. В последующей работе по определению растений после приобретения известного навыка в анализе их морфологических признаков можно отказаться от подробных описаний. Однако предварительный морфологический анализ и установление главных отличительных черт всех органов растения является непременным условием успешного определения. Цветы розы недаром считаются символом красоты и любви. Их нежные лепестки и пышные бутоны гармонично сочетаются с крепкими стеблями, покрытыми острыми шипами. Этот представитель рода Шиповник очень популярен. Он относится к семейству Розоцветных и растёт в виде разветвлённого кустарника. Многие садоводы, помимо овощных культур, выращивают на своих участках такие растения. Розу называют царицей цветов, о её существовании знает каждый взрослый и даже ребёнок. Она является очень древним растением, первые упоминания о ней можно найти в летописях второго тысячелетия до нашей эры. А также информацию о розе можно встретить в древнеиндийских источниках, но её родиной считается Персия. Цветки с белыми бутонами персы считали подарком Аллаха. Некоторые историки предполагают, что роза получила своё название в честь острова Родос, где впервые была обнаружена. Первыми этот цветок стали выращивать римляне в V веке
. Древнеримские писатели воспевали его красоту в своих трудах. Во время правления династии Каролингов розу использовали как лекарственное растение, но также отмечали её исключительные декоративные качества. Самым древним представителем роз считается вид, растущий в Германии. Эти растения можно встретить на территории Хильдесхаймского собора Святой Марии. Их называют тысячелетними розами, такие кусты вырастают до 13 метров в высоту, а диаметр ствола равняется 50 сантиметрам. У этого вида также есть своя история. В ней рассказывается о том, что в 885 году король Людовик заплутал в лесу во время охоты. Не найдя дороги назад, он снял с груди нательный крест и попросил помощи у высших сил. После чего лёг на землю и уснул. За ночь около него расцвёл прекрасный розовый куст. Людовик приказал построить часовню Богоматери на этом месте. Во время Второй мировой войны в результате боевых действий растение сильно обгорело, но в мае 1945 года расцвело вновь. Известно множество древних преданий, которые объясняют появление такого растения и все они, как ни странно, связаны с великим чувством - любовью
. Древнеримская легенда рассказывает о безответной любви богини Флоры. Она решила создать цветок, который смог бы передать её радость и грусть одновременно. Увидев результат своих трудов, Флора захотела назвать имя купидона, укравшего её сердце, но вместо Эрос смогла произнести только «Рос». Так получилась роза - символ безответных чувств богини юности, растений и весны. Другой миф гласит, что цветок вышел из пены, которая соприкоснулась с телом Афродиты во время купания. Другие боги решили сделать розу ещё прекрасней и покрыли её нектаром, который придал цветку приятный аромат. Изначально растение имело белые лепестки, но кровь древнегреческой богини красоты окрасила их в красный цвет. Это получилось из-за того, что Афродита изранила ноги, пока бежала по лесу к своему раненому возлюбленному Адонису. Первым, кто составил описание и схему строения роз, был древнегреческий ботаник и философ Теофраст. А также он написал научную характеристику дикорастущих и садовых форм, выделил основные правила агротехники. Благодаря селекционерам сегодня цветоводам доступно множество сортовых разновидностей роз, которые были получены в результате тщательного отбора и скрещивания диких видов. Вечерница матроны, или ночная фиалка, - ароматная красавица
Типичными морфологическими признаками таких растений являются:
Род шиповников считается одним из самых сложных в семействе. В него входят формы роз с шипами и без, крупными и мелкими соцветьями, махровыми и полумахровыми лепестками. Их отличия можно перечислять бесконечно. В естественной среде дикие розы имеют вид вечнозелёных или листопадных кустарничков и кустарников. Некоторые из них даже напоминают травянистые лианы из-за своих тонких и длинных стеблей, цепляющихся за другие растения или стелящихся по земле. По размерам кустиков розы делятся на следующие группы: А также в зависимости от сортовой принадлежности кусты роз могут иметь различные формы. Все растения подразделяются на такие виды: Некоторые виды обладают не прямостоячими, а очень длинными и тонкими побегами. Они стелются по земле или цепляются за какие-либо опоры с помощью шипов, что позволяет забираться на значительную высоту, например, по стволам деревьев. Самым ярким представителем почвопокровных роз является сорт Бланка. Плотность кустов зависит от боковых побегов. Ботаники и опытные цветоводы различают розовые кусты по типу ветвления:
Стебли и ветви могут иметь различный окрас. Молодые побеги покрыты зелёной корой, остальные пурпурной или красноватой. На насыщенность окраса в первую очередь влияет солнце, ближе к осени он начинает тускнеть. Посадка уход и размножение нимфеи в пруду и дома
Побеги большинства сортов покрыты шипами, которые отличаются друг от друга размерами и формой. Они служат естественной защитой цветка от травоядных животных и представляют собой наросты, образованные из покровной ткани ветвей и стеблей. Парковые розы, помимо шипов, покрыты мелкими щетинками, шипиками или волосками. Некоторые сорта, например, бенгальские, почти лишены этого защитного механизма. По форме шипы делят на такие группы: Иногда на одном растении можно увидеть шипы, отличающиеся друг от друга формой и размером. Их окрас варьируется и не поддаётся классификации, поэтому его не рассматривают в качестве типичного морфологического признака. У культурных форм этого растения листья больше, чем у дикорастущих. Каждый листок состоит из нескольких частей (от 3 до 15), прикреплённых к одному черешку. Форма, величина и количество листочков служат характерным признаком определённых сортов. Форма в первую очередь зависит от длины и ширины листовой пластины. У большинства старых видов листья покрыты пушком, тогда как у современных сортов он отсутствует. Роза ржавчинная обладает необычной листвой, она способна выделять эфирное масло с приятным ароматом. Цветоводы сравнивают его с запахом яблок. Окрас листвы может быть зелёным, тёмно-зелёным и светло-зелёным. Молодые листики некоторых сортов окрашены в пурпурный или бронзовый цвет. Листья роз делят на группы по текстуре листовых пластин, они бывают:
Дикорастущие виды чаще всего обладают листвой без блеска, тогда как у большинства современных садовых форм они блестят. Розы с блестящими листьями имеют стойкость к грибковым заболеваниям. В конце сезона дикие разновидности сбрасывают листву, тогда как многие новые культурные сорта этого не делают, они просто приостанавливают вегетацию. Соцветия роз могут быть одиночными, малоцветковыми (из 2−3 цветков) или многоцветковыми. Последние отличаются повышенной декоративностью и представляют собой густые зонтиковидные метёлки, состоящие из пяти и более цветков. По величине различают цветки: А также сорта роз группируют по махровости цветков. Она зависит от количества лепестков. Так, выделяют: Цветки диких роз обычно состоят из пяти лепестков и пяти чашелистиков, но также существуют виды с большим количеством лепестков. Некоторые пестики и тычинки трансформируются в дополнительные лепестки. Так получаются махровые и полумахровые цветки. Существует классификация роз по форме цветов
, которые, в свою очередь, могут быть: Растение гортензия метельчатая в Сибири: посадка и уход
Многих начинающих цветоводов интересует какого цвета бывают розы. Современные виды имеют самый разнообразный окрас цветков. Широкую палитру всевозможных оттенков позволили получить многократные скрещивания. Поэтому легче перечислить какого окраса у роз быть не может, а именно синего, зелёного и чёрного. Самые распространённые сорта имеют бутоны красного, жёлтого, розового, белого, оранжевого и темно-бордового цвета. В свою очередь, дикорастущие формы не могут похвастаться такой цветовой гаммой, среди них преобладает красный и розовый окрас лепестков, реже можно увидеть жёлтые и белые цветки. Дикорастущие растения начинают цвести первыми, а именно в мае. Но их цветение длится недолго, лишь 15−25 дней. Старые садовые сорта цветут в мае - июне, некоторые из них имеют повторное цветение. Но оно, как правило, слабее первого и не такое пышное. Современные гибриды и сорта цветут два раза в год - в июне и осенью, до самых заморозков. Аромат цветков может быть слабым, средним и сильным. Большинство видов обладают приятным запахом фруктов, мёда, свежих яблок, реже травы. Китайские розы отличаются чайным ароматом. Роза Фоэтида пахнет довольно неприятно, из-за чего получила второе название - шиповник зловонный. Опыление роз происходит с помощью ветра и насекомых, в результате чего на растении образуются плоды. Они могут быть мелкого, среднего или крупного размера. По цвету плоды делятся на чёрные, оранжевые и красные, а по форме на круглые, приплюснутые и яйцевидные. Многие виды могут похвастаться обильным урожаем плодов и их красивым видом, из-за чего высоко ценятся в декоративном цветоводстве. Помимо морфологических признаков, садоводов также интересуют биологические особенности роз, такие как засухоустойчивость, зимостойкость, обильность цветения и другие. Благодаря высокому содержанию эфирных масел Такое масло хорошо влияет на нервную систему человека и способно дать успокоительный эффект. А также аромат роз стимулирует работу мозга. В Болгарии под выращивание ценного масленичного сорта отведена целая долина. Болгарская продукция с розовым маслом известна по всему миру.
Историческая справка
Как садовую культуру такие цветы стали выращивать более 5 тысяч лет назад, что подтверждают археологические находки. В эпоху Средневековья мужчины дарили своим дамам алые розы, ведь в то время они являлись символами любви.Мифы и легенды
Морфологическое описание
Шипы и листья
Для некоторых растений эти особенности считаются морфологическими.Цветение и плоды
Полезные свойства розы
лепестки роз обладают большим количеством полезных свойств
. Розовое масло высоко ценится в парфюмерной и косметологической промышленности, ведь чтобы получить один килограмм этого продукта, нужно переработать почти 3 тонны лепестков.
