Sistematica Plantelor

SISTEMATICA PLANTELOR

SISTEMATICA

PLANTELOR

CUPRINS

1

EVALUARE

BIBLIOGRAFIE

Ciocârlan V., 2000 – Flora ilustrată a României, Ed. Ceres, București.

Săvulescu T. (ed.), 1952-1976 – Flora R.P.Române (R.S. România) (I-XIII), Edit. Acad. R.P.Române (R.S. România), București.

Sîrbu C., Paraschiv Nicoleta-Luminița, 2005 – Botanică sistematică, Edit. “Ion Ionescu de la Brad” Iași.

Sîrbu C., Oprea A., 2011 – Plante adventive în flora României. Edit. “Ion Ionescu de la Brad” Iași.

Turenschi E., Pascal P., Sîrbu C., Paraschiv Luminița-Nicoleta, 1998 – Lucrări practice – Botanică. Univ. Agron. Iași.

Zanoschi V., Toma M., 1990 – Curs de Botanică. Partea I -a, Anatomie și Morfologie. Inst. Agron. Iași.

Zanoschi V., Toma C., 1985 – Morfologia și anatomia plantelor cultivate, Ed. Ceres, București.

BOTANICA SISTEMATICA

SISTEMATICA BIOLOGICĂ se ocupă cu descrierea și gruparea (clasificarea) organismelor vii în unități de clasificare denumite taxoni, care sunt integrate într-un sistem general, ordonat ierarhic.

Partea din biologie ce se ocupă cu elaborarea metodelor de studiu și a regulilor de descriere și nomenclatură științifică a taxonilor poartă denumirea de taxonomie.

SISTEME DE CLASIFICARE:

Sisteme empirice –

după utilizarea lor: plante alimentare, medicinale, otrăvitoare etc.;

după înfățișarea plantelor: arbori, arbuști, subarbuști, ierburi, plante cu bulbi;

după alte însușiri: cu miros agreabil sau dezagreabil etc.

▪ Au fost utilizate din antichitate până în Evul Mediu (Theophrastos, sec. IV î.e.n.; Pliniu, sec. I e.n.; Clusius, 1576 etc.), dar se mai utilizează și astăzi, spre exemplu: cereale, oleaginoase, plante furajere, plante textile, buruieni etc.

2

Sisteme artificiale

folosesc drept criterii de clasificare unele caractere ale organelor vegetative sau ale părților florii.

cel mai important sistem artificial de clasificare a plantelor a fost conceput de către naturalistul suedez C. Linné, la 1735.

unitățile de clasificare satisfac doar anumite necesități practice, dar nu reflectă ordinea naturală a plantelor, originea lor, raporturile lor de înrudire (spre exemplu, în clasa cu 2 stamine,

Diandria, erau grupate plante foarte diferite, cum sunt liliacul și unele poacee).

Sisteme naturale

au drept scop gruparea plantelor în funcție de ansamblul caracterelor lor, în unități subordonate care să reflecte filogenia acestora, adică originea lor, legăturile de înrudire și cursul transformărilor reale pe care le-au suferit de-a lungul evoluției lor istorice.

CATEGORII TAXONOMICE (TAXONI)

Botanica sistematică operează cu unități sistematice (de clasificare) numite taxoni, ce se subordonează ierarhic într-un sistem unitar și care reflectă nivelurile de integrare și raporturile filogenetice ale tuturor organismelor, de la apariția vieții și până în prezent.

Principalele unități sistematice sunt: specia, genul, familia, ordinul, clasa, încrengătura, regnul.

Pe lângă acestea, se mai întrebuințează și unele unități intermediare ca: subspecia, tribul, subfamilia, subordinul, subclasa, subîncrengătura etc.

3

► Totalitatea populațiilor interfertile, constituite din indivizi asemănători, în linii esențiale (sub aspect morfo-anatomic, genetic, fiziologic, biochimic, ecologic) și care au o origine comună, un fond de gene comun și un areal propriu, formează o specie.

Specia constituie unitatea sistematică fundamentală cu care se operează în biologie.

Ea reprezintă un nivel supraindividual de organizare al materiei vii, cu o structură proprie, rezultată în procesul de evoluție, dar labilă și nedeterminată în timp și este unicul câmp de acțiune al selecției naturale (prin populațiile sale).

4

b. Taxoni intraspecifici.

►Sistemele de populații neomogene ale speciei pot fi grupate în unități de clasificare intraspecifice, care sunt: subspecia, varietatea și forma.

●subspecia

Subspecia este ansamblul populațiilor unei specii, cu însușiri morfologice și ecologice proprii, care, deși interfertile cu alte populații ale speciei, nu se pot încrucișa liber cu acestea, datorită unor bariere variate:

geografice: lanțuri muntoase, întinderi de ape etc.,

ecologice: trăiesc în biotopuri diferite;

fenologice: nu ajung la maturitate sexuală în același timp.

morcovul sălbatic: are rădăcina subțire, albicioasă; crește în locuri ruderale și pajiști

morcovul cultivat: are rădăcina îngroșată, portocalie; crește doar în cultură

Două subspecii de morcov, cu caractere morfologice și ecologice distincte

5

● varietatea

cuprinde una sau mai multe populații interfertile, ce se deosebesc prin unele trăsături morfologice constante, ce nu variază evident prin schimbarea condițiilor de biotop.

var. italica var. botrytis

Foto:

http://luirig.altervista.org/cpm/albums/bot-

Foto: Maria Kataeva, http://www.agroatlas.ru/

hawaii43/

● forma este o categorie taxonomică cu un conținut mai puțin precizat. Mai frecvent, sunt considerate forme unele populații locale ce prezintă anumite trăsături morfologice, ce variază evident odată cu schimbarea condițiilor de biotop.

Plantele de cultură se caracterizează printr-o variabilitatea superioară celor spontane, provocată și fixată de om prin: extinderea artificială a arealului, cultivare și selecție artificială. De aceea, pe lângă subspecie și varietate, în cazul acestor plante se mai utilizează și alte unități de clasificare (artificiale) și anume:

● convarietatea – grupare de varietăți asemănătoare morfologic și tehnologic (ex. Brassica oleracea, convar. botrytis: var botrytis si var. italica)

● cultivarul (soiul) cuprinde populații foarte strâns înrudite, caracterizate prin însușiri morfologice, tehnologice și de producție proprii, bine adaptate condițiilor ecologice și fitotehnice din zona de cultură și cu un genofond omogen, obținut prin selecție artificială și conservat prin lucrări speciale de producere de sămânță sau prin înmulțire vegetativă.

ex.: două cultivaruri (soiuri) de viță de vie

Cabernet

Sauvignon

6

c. Taxonii supraspecifici

● Genul – cuprinde mai multe specii înrudite și asemănătoare între ele (sunt și genuri monotipice, formate dintr-o singură specie).

Ex.: Cerasus (cires, visin); Brassica (varza, rapita, napi, mustar negru etc.).

● Familia cuprinde unul sau mai multe genuri înrudite.

Caracterele ce definesc o familie sunt trăsături comune mai generale ale genurilor, ce trădează originea lor comună (spre exemplu: dispoziția frunzelor, structura florii, tipul fructului etc): Rosaceae, Brassicaceae etc.

● Ordinul cuprinde familiile cu origine comună sau înrudite printr-o ramură comună a trunchiului filogenetic. Trăsăturile ordinului sunt mai generale decât ale familiei și în același timp mai vechi: Rosales, Brassicales etc.

Exemple de specii înrudite (cu aceeași structură a florii, același tip de fruct, cu caractere biochimice asemănătoare …), cuprinse în același gen (Brassica)

7

Foto: http://upload.wikimedia.org/

Foto: http://upload.wikimedia.org/

Sinapis alba (muștar alb) Raphanus raphanistrum (ridichioară)

Specii aparținând unor genuri diferite, dar înrudite cu cele din genul Brassica (v. mai sus), cuprinse în cadrul aceleiași familii (Brassicaceae)

Prin numeroase caractere (structura florii și a fructului, particularități biochimice etc.), această plantă din genul Capparis se aseamănă cu cele din fam. Brassicaceae. Totuși, se deosebește de acestea prin androceul polimer, non-tetradinam și alte caractere, aparținând, astfel, unei familii înrudite, Capparidaceae. Cele două familii înrudite aparțin aceluiași ordin: Brassicales.

Capparis sp.

Foto: http://upload.wikimedia.org/

8

● Clasa cuprinde mai multe ordine cu caractere comune foarte generale, ce reflectă o origine comună foarte îndepărtată a ordinelor componente.

● Încrengătura grupează mai multe clase care au comun un număr de caractere foarte generale, marcând momente cruciale și foarte vechi în evoluția adaptativă a organismelor vegetale, cum sunt, de exemplu: apariția cormului și a arhegonului (la ferigi), a florii și seminței golașe (la gimnosperme), a ovarului, fructului, dublei fecundații și a albumenului (la angiosperme).

● Regnul grupează toate încrengăturile care s-au desprins, în timpuri precambriene sau paleofitice dintr-un strămoș comun, nespecializat și care sunt caracterizate prin: – aceeași direcție generală de structurare a corpului

și a organelor de înmulțire;

același tip de nutriție;

strategii asemănătoare de adaptare la mediu.

Un reprezentant al încrengăturii Bryophyta: aparat vegetativ nediferențiat în organe vascularizate, pe care se formează sporogonul lipsit de clorofilă

sporogon

briotal

Foto: http://luirig.altervista.org/

9

Un reprezentant al încrengăturii Polypodiophyta: aparat vegetativ diferențiat în organe vascularizate, pe care se formează sporangii cu spori

Foto: C. Sîrbu

Foto: http://caliban.mpiz-koeln.mpg.de/lindman/499.jpg

Foto: http://www.conifers.org/

Un reprezentant al încrengăturii Pinophyta: aparat vegetativ diferențiat în organe vascularizate, pe care se formează sporangii cu spori; planta prezintă flori primitive

(conuri) și semințe descoperite

Un reprezentant al încrengăturii Magnoliophyta: aparat vegetativ diferențiat în organe vascularizate, pe care se formează sporangii cu spori; planta prezintă flori cu o structură evoluată și semințe închise în fruct

Foto: C. Sîrbu

Foto: M. Doroftei

10

NOMENCLATURA BOTANICĂ

►fiecărei plante descoperite în natură îi corespunde o denumire științifică, standardizată prin prevederile Codului Internațional de Nomenclatură Botanică;

Adeseori plantele prezintă și una sau mai multe denumiri “populare”, foarte diferite de la o țară la alta și chiar în cadrul aceleiași țări, de la o regiune la alta.

Un mare merit în introducerea și generalizarea nomenclaturii științifice a plantelor îi revine naturalistului suedez C. Linné, care la mijlocul sec. al XVIII-lea a stabilit și utilizat consecvent în operele sale principiul nomenclaturii binare a speciilor.

►Conform Codului Internațional de Nomenclatură , numele

științifice ale grupelor taxonomice (taxonilor) sunt tratate ca nume latine, indiferent de etimologia lor.

► Orice individ vegetal este considerat ca aparținând unui anumit număr de taxoni de ranguri ierarhic subordonate, care în ordine ascendentă sunt: specia (taxonul de bază), genul, familia, ordinul, clasa, încrengătura (la care se pot adăuga taxonii de rang intermediar, desemnați cu prefixul ”sub- “).

►Numele genului este un substantiv la singular sau un cuvânt considerat ca atare (latin sau latinizat), scris întotdeauna cu literă mare. El poate avea orice origine și poate fi format chiar în mod arbitrar (cu unele excepții, prevăzute de Cod). Exemple de genuri:

Trifolium, Medicago, Cirsium etc.

►Numele unei specii este o combinație binară

(formată din doi termeni): numele genului urmat de un epitet specific, scris cu literă mică, de exemplu:

Trifolium pratense, Trifolium repens etc.

Epitetul specific este un adjectiv latin sau latinizat, care se acordă în gen și număr cu numele generic și nu are valoare decât dacă este precedat de acesta (în exemplele alese, “pratense” și “repens“ nu pot desemna vreo plantă decât dacă sunt precedate de numele generic – Trifolium).

Un epitet specific poate fi utilizat în relație cu mai multe nume generice, desemnând specii diferite, ale unor genuri diferite (de exemplu: Trifolium repens; Elymus repens, Ranunculus repens etc.).

La speciile hibride se intercalează semnul “x“ între numele generic și epitetul specific, iar între paranteze se trec genitorii, de exemplu: Populus x canadensis (P. deltoides x P. nigra).

11

► Numele taxonilor de rang superior genului

se obțin pornind de la numele unui gen tipic, la care se adaugă următoarele terminații:

► Numele unui taxon intraspecific este o

combinație a numelui taxonului imediat superior cu un epitet intraspecific precedat de un termen care indică rangul său (subsp. – subspecia, var. – varietatea), de exemplu: Daucus caroucus carota subsp. carota; Petroselinum crispum var. radicosum etc.

Orice denumire de taxon trebuie să fie însoțită de numele întreg sau prescurtat al autorului: Trifolium L.;

Trifolium pratense L., Fabaceae Lindl. etc.

În cazul unor modificări de nomenclatură, numele autorului care a denumit primul taxonul respectiv se trece între paranteze, iar după acesta urmează numele autorului care a făcut corectura (emendarea); denumirea care a fost supusă corectării poartă numele de sinonim (synonymum) și se scrie între paranteze, după numele valid: Descurainia sophia (L.) Webb ex Prantl (syn.:

Sisymbrium sophia L.).

12

PREZENTAREA SISTEMATICĂ A

LUMII VEGETALE

►In prezent, lumea vie este clasificata in cinci regnuri, legate printr-un trunchi filogenetic ancestral comun.

► La alcătuirea acestui sistem de clasificare (Whittaker, 1969), s-a ținut seama de:

-nivelurile de integrare a corpului (procariot, eucariot unicelular, eucariot pluricelular);

-principalele modalități de nutriție, în conexiune cu rolul funcțional îndeplinit în ecosisteme (nutriție autotrofă – producători; nutriție heterotrofă ingestivă – consumatori; nutriție heterotrofă absorbtivă – descompunători);

-modalitățile și structurile de înmulțire ale organismelor vii.

Regnul MONERA

-Încrengătura Archaebacteriophyta (arhebacterii) -Încrengătura Eubacteriophyta (bacterii)

Regnul PROTISTA

-Încrengătura Chrysophyta (alge aurii) -Încrengătura Xanthophyta (alge galbene) -Încrengătura Bacillariophyta (diatomee) -Încrengătura Cryptophyta (criptofite) -Încrengătura Dinophyta (dinofite sau pirofite) -Încrengătura Euglenophyta (euglene) -Încrengătura Chlorophyta (alge verzi) -Încrengătura Phaeophyta (alge brune) -Încrengătura Rhodophyta (alge roșii) -……………………………………………………………

[Regnul FUNGI]

-[Încrengătura Myxomycota (mixomicote)] -[Încrengătura Eumycota (ciuperci)] -[Încrengătura Lichenomycota (licheni)]

Regnul PLANTAE

-Încrengătura Bryophyta (mușchi) -Încrengătura Polypodiophyta (pteridofite) -Încrengătura Pinophyta (gimnosperme) -Încrengătura Magnoliophyta (angiosperme)

[Regnul ANIMALIA]

13

REGNUL

MONERA

Cuprinde toate organismele procariote: unicelulare, cenobiale, coloniale

Perete celular=teaca+vagina

Protoplasma=citoplasma+ nucleoid + ribozomi (30+50 S) + tilacoide izolate (la formele fotosintetice)

[după Hrjanovskii, 1976]

Structura celulei la Bacillus subtilis: a-perete celular; b-material nuclear; c-citoplasmă și ribozomi; d-mezozom (invaginație a plasmalemei)

14

Înmulțirea

-Sciziparitate;

-În condiții nefavorabile de hrană, apare și fenomenul de sporulație. -Nu se înmulțesc pe cale sexuată.

Mișcarea

-cu ajutorul cililor (prelungiri

citoplasmatice), care ajung la exterior prin porii peretelui celular;

-mișcări de rotație, pendulare sau spiralizare, care determină deplasarea celulelor în mediul umed.

Nutriția

•heterotrofă absorbtivă (organisme saprofite sau parazite);

•autotrofă (prin chemosinteză sau fotosinteză).

Ca urmare a modurilor variate de nutriție, monerele îndeplinesc în ecosisteme, roluri diferite: descompunători (prin grupele heterotrofe) și producători primari (prin grupele autotrofe).

15

sistematica regnului MONERA:

Increng. Archaebacteriophyta

Increng. Eubacteriophyta –Clasa Eubacteriae –Clasa Cyanobacteriae –Clasa Prochlorobacteriae

Increng. Archaebacteriophyta

-traiesc in medii extreme de viata: ape termale,

foarte acide si fierbinti, ape extrem de sarate, medii bogate in S, CO2, mlastini, sedimente subacvatice etc.

-particularitati ale celulei:

•Lipsa acidului muramic din peretele celular;

•Lipide membranare – lanturi alifatice ramificate cu legaturi eterice;

•AA purtat de ARN t initiator este metionina (ca la eucariote)

-nutritie: -autotrofa (chemosintetizante, rar fotosintetizante); -heterotrofa

Methanobacterium sp. – arhebacterii metanogene

Sulfolobus sp. – arhebacterii termoacidofile

Thermoplasma sp. – arhebacterii termoacidofile

Halobacterium Halobacterium sp. – arhebacterii extrem- halofile

16

Marea Moartă

[www.travelwiz.ro]

Methanobacterium bryantii

[www.the-icsp.org]

Halobacterium salinarum

[www.prezi.com]

Increng. Eubacteriophyta

-traiesc in medii de viata foarte variate. -particularitati ale celulei:

•acidului muramic este principalul component al peretelui celular;

•lipide membranare – lanturi alifatice neramificate, cu legaturi esterice;

•AA purtat de ARN t initiator este formilmetionina. -nutritie: -heterotrofa – saprofita,

– parazita. -autotrofa – chemosintetizanta,

– fotosintetizanta -sistematica: Clasa Eubacteriae,

Clasa Cyanobacteriae,

Clasa Prochlorobacteriae

17

Clasa Eubacteriae

•Bacterii propriu-zise (eubacterii), reprezentate de celule sferice (coci), alungite (bacili), spiralate (spirili), curbate (vibrioni) etc.;

•Celulele pot fi izolate sau grupate câte două (diplococi sau diplobacili), patru (tetracoci) sau mai multe, în acest caz formându-se colonii de diferite forme: cub (sarcina); șirag (streptococi sau streptobacili); ciorchine (stafilococi);

•Cele mai multe au nutriție heterotrofă (saprofită sau parazită) sau chemosintetică și foarte puține sunt fotosintetice;

•Unele specii trăiesc în simbioză cu alte organisme (spre exemplu cu rădăcinile plantelor superioare).

Forma celulelor bacteriene este foarte variată

Forme de bacterii (A-coci; B-bacili; C-spirili) și dispoziția cililor (D: 1-monotrihă: 2-amfitrihă; 3-4-lofotrihă; 5-peritrihă).

18

Lactobacillus bulgaricus

Foto:http://bacterianameher

e.pbworks.com/

Bacteriile saprofite își procură hrana și energia din descompunerea diferitelor materii organice.

•Dintre cele mai importante bacterii saprofite fac parte cele care produc diferite tipuri de

fermentații:

•lactică (Lactobacillus bulgaricus),

•butirică (Bacillus amylobacter),

•celulozică (Bacillus celulosae),

•acetică (Acetobacter aceti; A. pasteurianus),

•proteică (Proteus vulgaris) etc.

•De asemenea, o importanță deosebită au și unele bacteriile capabile de a fixa azotul atmosferic (Azotobacter chroococcum, Clostridium pasteurianum).

Bacteriile parazite

(patogene) parazitează organele unor plante și animale de unde își iau hrana, producându-le, adeseori, boli foarte grave, spre exemplu:

•Agrobacterium radiobacter

(cancerul pomilor);

•Pseudomonas syringae

(arsura bacteriană comună a mărului și a părului);

•Xanthomonas campestris

(arsura bacteriană a nucului);

•Mycobacterium tuberculosis (tuberculoza la om),

•Bacillus anthracis (antraxul la animale și om) etc.

19

Agrobacterium radiobacter (mod de atac)

Foto: http://www.agriculturaromaneasca.ro/

Pseudomonas syringae (mod de atac)

Bacteriile simbiotice

trăiesc în simbioză cu diferite organisme vii

•Rhizobium (formează nodozități radiculare la Fabaceae);

•Frankia (formează nodozități radiculare la Betulaceae, Elaeagnaceae, Rhamnaceae și alte familii botanice).

Rhizobium leguminosarum: a-rădăcina unei Fabaceae cu nodozități; b-nodozitate

mărită; c-secțiune prin nodozitate; d-celulă gazdă plină

cu bacterii; e-bacterii izolate [a -după Ghișa, 1964; b-e – după Woronin, Fischer și Wettstein, 1935]

20

[microbialclassification.blogspot.com]

Bacteriile chemosintetizante

își iau energia necesară sintezei substanțelor organice, prin oxidarea diferitelor substanțe minerale, cum sunt:

-NH3 (nitrobacterii), -H2S (tiobacterii),

-FeCO3 (fero-bacterii) etc.

Nitrobacteriile oxidează NH3 din sol, formând acid azotos (Nitrosomonas; Nitrosococcus), care apoi este oxidat mai departe (de către Nitrosobacter) în acid azotic. Acesta, combinându-se cu bazele din sol, formează nitrații,

asimilabili de către plante.

Bacteriile fotosintetizante

•conțin bacteriochlorină (asemănătoare cu clorofila A) și bacteriopurpurină, pigmenți cu ajutorul cărora captează energia luminoasă, necesară în procesul de reducere a CO2, cu formare de carbohidrați;

•Întrucât donorul de electroni este H2S, H2 sau S și nu apa, în urma acestui tip primitiv de

fotosinteză nu se elimină O2.

Chlorobium

•Exemple (genuri):

Thiocystis,

Chromatium,

Chlorobium.

21

CLASA CYANOBACTERIAE

•Organisme unicelulare, solitare sau grupate în colonii, adeseori înglobate într-o masă gelatinoasă;

•Perete celular impregnat cu CaCO3 la multe dintre specii a permis formarea unor roci calcaroase, constituite din organismele moarte (stromatolite), cu o vechime de 2-3,5 miliarde de ani; •Protoplasma celulei este diferențiată în două zone distincte:

•-cromoplasma, spre periferie (la nivelul căreia se află tilacoidele lamelare pe care sunt dispuși pigmenții fotosintetici

– ficocianina (albastră-dominantă), ficoeritrina (roșie), clorofila A (verde), carotenoizi ș.a);

•-centroplasma, spre zona centrală (în care este dispersată substanța ereditară).

Structura celulei la cianobacterii (Oscillatoria):

1-manșon gelatinos; 2-perete celular; 3-plasmalema; 4-tilacoide; 5-material genetic; 6-citoplasma cu ribozomi; 7-produse de rezervă; 8-vacuolă gazoasă; 9-formațiuni asemănătoare mitocondriilor (mezozomi) [după Hrjanovskii, 1976]

22

Nutritia

•Cianobacteriile sunt organisme autotrofe fotosintetizante; •Produsul de rezervă rezultat ca urmare a fotosintezei este amidonul de cianoficee, asemănător glicogenului;

•Hidrogenul necesar reducerii CO2 în fotosinteză este luat din apă (cu eliminare de O2), dar se întâlnesc și cazuri când fotosinteza are loc precum la eubacterii, prin folosirea H2S ca sursă de hidrogen (cu eliminare de sulf);

•Unele cianobacterii se hrănesc pe cale chemosintetică și chiar heterotrofă, iar multe trăiesc în simbioză cu ciupercile (formând lichenii) sau cu diferite briofite sau cormofite.

Inmultirea

-prin sciziparitate;

-prin hormogoane (fragmente pluricelulare ce se separă din colonia inițială și în condiții favorabile, refac o nouă colonie); -prin spori, ce se formează din celula-individ sau din anumite celule ale coloniei, numite heterociste.

A-Înmulțirea prin hormogoane (h);

B-înmulțirea prin heterociste (stânga) și spori de rezistență (dreapta): ic-izociste, hc-heterociste [după Hodișan & Pop, 1976]

Majoritatea speciilor sunt acvatice, dar multetrăiesc și pe soluri,ziduri umede, în peșteri etc.;

Sunt capabilesăsuporte condiții extreme de viață(ape termale,ape foarte sărate, stânci golașe etc.).

23

Oscillatoria princeps – colonii filamentoase, din

celule dispuse ca monezile într-un fișic și învelite de o membrană comună. Are capacitatea de a efectua trei tipuri de mișcări (îndoire, pendulare, rotire).

Nostoc commune Vauch. – colonii formate din două tipuri de celule sferice (izociste, mai mici și heterociste,

mai mari), înlănțuite în șiraguri și înglobate într-o masă gelatinoasă.

Rivularia – filamente ramificate, cu ramuri îngustate spre vârf, înglobate în medii gelatinoase, de regulă fixate. Celulele au pereți impregnați cu CaCO3, ceea ce a permis fosilizarea lor, fiind identificate încă din Precambrian

Chroococcus turgidus – cenobii de 2-16 celule ± sferice, învelite de un manșon gelatinos

Exemple de cianobacterii: a-Oscillatoria; b-Anabaena; c-Nostoc; d-Rivularia; e-Chroococcus [după Hrjanovskii, 1976, modificat]

Oscillatoria princeps Croococcus turgidus

Nostoc commune

[www.aphotoflora.com] [www.nhm.ac.uk]

24

CLASA PROCHLOROBACTERIAE

•Organisme procariote unicelulare, fotosintetice, de culoare verde-deschisă;

•Trăiesc în cavitățile deschise ale unor animale marine (ascidii) sau la suprafața acestora;

•Spre deosebire de celelalte procariote fotosintetice, aceste organisme prezintă atât clorofila A, cât și clorofila B;

•Sunt lipsite de pigmenții ficobilinici (ficocianina și ficoeritrina), caracteristici cianobacteriilor;

• Pe lângă clorofile, mai conțin pigmenți carotenoidici; •Pigmenții fotosintetici sunt repartizați la nivelul unor tilacoide cu membrană dublă, dispuse concentric, la nivelul cromoplasmei; •Ca și la cianobacterii și algele eucariote, apa este folosită ca donor de hidrogen în fotosinteză (cu eliminare de oxigen);

•Din această clasă este cunoscută specia Prochloron didemni.

Ascidii cu Prochloron didemni

[http://microbewiki.kenyon.edu/]

[http://www.bio.miami.edu/]

25

REGNUL PROTISTA

•Organisme eucariote •Aparatul vegetativ:

-unicelular;

celule izolate (1);

cenobiu (grup de celule nediferențiate, rezultat din diviziunea unei celule-mamă și care rămân incluse într-o membrană comună) (2);

colonie (grup de celule neincluse într-o membrană comună, putând proveni din celule-mamă diferite ale aceleiași specii, uneori legate prin plasmodesme și ± diferențiate) (3);

pluricelular, nediferențiat în organe vascularizate (numit tal) (4);

[după Wettstein, 1935 și Hrjanovskii, 1976, modificat]

Foto: http://1.bp.blogspot.com/

•Structura celulei este de tip eucariot:

▪Perete celular rigid de natură celulozică, întotdeauna lipsit de acid muramic, uneori impregnat cu săruri minerale (CaCO3, SiO2).

▪Continutul celular – diferentiat in numeroase organite, cele mai multe delimitate de membrane lipoproteice proprii: citoplasma, nucleu, RE, condriozomi, dictiozomi, plastide, ribozomi, adeseori (la formele mobile) stigma, cili, flageli, vacuole etc.

▪Materialul nuclear = filamente de cromatină care, în timpul diviziunii celulare, constituie cromozomii; intre două diviziuni cromatina este închisa într-un nucleu delimitat de o membrană dublă, prevăzută cu pori.

ch-plastide, f-flagel, n-nucleu, pi-pirenoid, st-stigma, vp-vacuolă pulsatilă

[după Hrjanovskii, 1976]

26

•Tilacoidele cu pigmenți fotosintetici nu mai sunt izolate, ci fac parte din structura plastidelor. •Adeseori, plastidele sunt însoțite de niște formațiuni de natură proteică, numite pirenoizi.

•Stigma se prezintă ca o pată roșie-portocalie

este în orientarea celulei spre zonele mai bine iluminate ale biotopului. Se întâlnește la formele mobile;

•Ribozomii citoplasmatici sunt mai mari decât la regnul Monera (40 S+ 60 S), dar pe lângă aceștia, se află și ribozomi mitocondriali și plastidiali, asemănători celor de la Monera.

Mișcarea

•Cele mai multe protiste unicelulare se deplaseaza în apă cu ajutorul flagelilor (rar cu pseudopode);

•La cele pluricelulare doar sporii și gameții sunt mobili.

Nutriția

•La formele autotrofe – prin fotosinteză;

•Mixotrofă (organisme autotrofe sau heterotrofe, în funcție de condițiile de mediu);

•Strict heterotrofă (apartin lumii animale);

•Clorofila A – prezentă la toate protistele autotrofe; •Fotosinteza – cu eliminare de O2 (fotoliza apei);

Rol ecologic

•Protistele autotrofe sunt principalii producători primari în ecosistemele acvatice.

27

Înmulțirea

•vegetativă – prin diviziunea directă a celulei (la protofite) sau prin fragmentarea talului (la talofite).

înmulțirea vegetativă

•asexuată – cu ajutorul sporilor, cel mai adesea mobili (zoospori), mai rar imobili; formațiunile sporogene sunt unicelulare (sporociști).

•sexuată – izogamie, anizogamie, oogamie, conjugare; gametangiile sunt unicelulare

(gametocisti)

zoospor

[după Wettstein, 1935, modificat]

Ciclul biologic: haplobiont, diplobiont, haplo-diplobiont înmulțirea asexuată

oogamia

tal mascul

tal femel

zigot conjugarea

[după Pizon, 1930]

28

Cicluri biologice la diferiți reprezentanți ai regnului Protista

Sistematica regnului Protista

Reprezentanții autotrofi ai regnului Protista sunt cuprinși în următoarele 9 încrengături:

29

ÎNCRENGĂTURA CHRYSOPHYTA

(alge aurii)

•aparat veg.: unicelular, colonial, rar tal filamentos;

•culoare: galbenă-aurie;

•pigmenți: clorofila A și C, carotenul, fucoxantina;

•substante de rezerva: crizolaminarina (leucozina), paramilon și lipide.

•perete celular: scvame organice (de origine citoplasmatică); lorica (formațiune celulozică în forma de clopot); rar perete propriu-zis, celulozic, microfibrilar; •celulele sunt prevăzute cu (0)1-2 flageli;

•inmulțirea: vegetativa (diviziunea celulei-individ, fragmentarea talului), asexuata (zoospori) și sexuata (izogamie).

•ciclul de viață; haplobiont.

Foto: Russell G. Rhodes,

http://biology.missouristate.edu/

1

1- Chromulina ovalis: organism unicelular

[după Kursanov et al., 1956, modificat]

2- Synura uvella: colonie globuloasă, din celule biflagelate

3-Dinobryon sertularia : cenobiu ramificat

30

ÎNCRENGĂTURA XANTHOPHYTA (alge galbene)

•aparat veg.: unicelular (gimnoplast, dermatoplast, plasmodiu, sifonoplast=cenoblast=celulă plurinucleată, uneori tubulară), colonie sau tal filamentos;

•culoare: gălbuie;

•pigmenti: clorofila A și E, xantofila, carotină, fucoxantină;

•aparatul plastidial – adesea redus la elementele parietale;

•produse de rezerva: lipide, mai rar leucozina;

•perete celular din substanțe pectice și celuloză, uneori mineralizat (în principal cu SiO2);

•flagelii – în număr de doi și inegali (heteroconte);

•inmulțirea: vegetativa (prin diviziunea celulei-individ sau fragmentarea talului), asexuata (prin zoospori heteroconți, uneori aplanospori) și sexuata (prin izogamie și oogamie);

•ciclul de viață: haplobiont.

Alge galbene:

A-D-Vaucheria sessilis (A-sifonoplast cu rizoizi și gametangii; B-formarea sinzoosporilor; C-sinzoospor; D-porțiune mărită de tal, cu anteridie (a) și oogon (o), nuclei (n) și cloroplaste (cl));

E-Tribonema (fragment de tal și detaliu privind îmbinarea pereților celulari)

[după Wettstein, 1935]

31

ÎNCRENGĂTURA BACCILLARIOPHYTA

(diatomee)

•aparat veget.: unicelular, colonial;

•perete celular – carapace din două valve din oxid de siliciu hidratat, ce se îmbină: epiteca, mai mare și hipoteca, mai mică;

•culoare: galbena-brunie;

•pigmenti fotosintetici: clorofilă A și C, caroten, diferite xantofile, în principal fucoxantină;

•produse de rezerva: leucozina și picăturile de ulei;

•inmulțirea:

•vegetativa: fiecare celulă-fiică moștenește câte o valvă a carapacei, ce devine epitecă. Întrucât celulele ce moștenesc hipoteca, degenereaza, regenerarea indivizilor se face prin auxospori (protoplasma celulei părăsește carapacea, crește până la dimensiunile specifice, apoi își reface o nouă carapace);

•sexuată: izogamie, anizogamie sau oogamie;

•ciclul de viata: diplobiont.

Particularități ale celulei la diatomee: A-celule văzute din față și din lateral (nt-noduli terminali, r-rafă, nc-noduli centrali); B-carapacea minerală a celulei, formată din epitecă (e) și hipotecă (h); C-micșorarea celulelor care moștenesc hipoteca, în urma unor diviziuni succesive

32

ÎNCRENGĂTURA

CRYPTOPHYTA (criptofite)

•aparat veg.: unicelular;

•depresiune subapicală (criptă), în care se prind unul sau doi flageli (egali sau inegali);

•înveliș specific numit periplast, constituit din numeroase plăci de natură proteică, ce se află în contact cu plasmalema;

•pigmenți: clorofilele A și C, caroten, xantofile, unele tipuri de ficoeritrină și ficocianină etc.;

• produsul de asimilație – amidonul;

•unele specii sunt heterotrofe;

•inmulțirea: vegetativă (diviziune longitudinală), asexuată (zoospori); sexuata, (izogamie);

•ciclul de viata: haplobiont

Cryptomonas: cr-criptă, v-vaculă, pi-pirenoid, ch-plastida, f-flageli, n-nucleu

[după Hrjanovskii, 1976]

ÎNCRENGĂTURA DINOPHYTA

(dinofite)

•aparat veg.: unicelular (rar colonii filamentoase);

•culoare: brună, brună-gălbuie sau roșie;

•perete celular: lipsa sau carapace din plăci poligonale;

•adeseori, carapacea prezintă două șanțuri perpendiculare (longitudinal și ecuatorial), în care este prins câte un flagel. Când cele două șanțuri lipsesc, ambii flageli sunt plasați apical;

•nucleu primitiv (cu cromozomi permanenți, atasati de membrana nucleară etc);

•pigmenți: clorofilele A și C, caroten, xantofile specifice

(peridinina, dinoxantina etc.);

•nutriție foarte diversificată: fotoautotrofa-heterotrofa (saprofită, parazită, ingestivă); multe sunt simbiotice;

•substanța de rezervă amidon extraplastidial;

•înmulțire: vegetativă (diviziunea celulei), asexuata (zoospori) și sexuata (izogamie, anizogamie);

•ciclul de viata: haplobiont (rar diplobiont).

33

Exemple de dinofite:

A- Gymnodinium aeruginosum; B- Peridinium tabulatum; (ca-carapace, fl-flagel longitudinal; ft-flagel transversal)

[după Schilling, din Strasburger et al., 1962]

ÎNCRENGĂTURA EUGLENOPHYTA

•aparat veg.: unicelular;

•criptă apicală, cu unul sau mai mulți flageli, de regulă inegali;

•perete celular: lipsa sau periplast cu benzi proteice longitudinale;

•blefaroblast (corpuscul de pe care pornesc flagelii, cu rol în mișcarea acestora), la baza criptei;

•stigma este dispusă în citoplasmă;

•pigmenti: clorofilă (A și B), caroten, xantofile;

•nutriție: fotoautotrofă, mixotrofă, heterotrofă;

•produse de asimilație: paramilon, ulei;

•inmulțirea: vegetativă (diviziunea celulei); sunt citate și unele cazuri de înmulțire sexuată;

•ciclul de viata: haplobiont.

34

A-Euglena viridis; B-Phacus pleuronectes:

ca-carapace; ch-cromatofori; f-flagel; n-nucleu; pi-pirenoid; st-stigmă; v-vacuolă; vp-vacuolă pulsatilă

[A-după Hrjanovskii, 1976; B-după Senn, din Wettstein, 1935]

ÎNCRENGĂTURA CHLOROPHYTA

(alge verzi)

•aparatul vegetativ: foarte variat (unicelular, cenobial, colonial, tal pluricelular simplu sau ramificat, filamentos, lamelar, tridimensional etc.);

•perete celular celulozo-pectic, uneori impregnat cu săruri minerale (de calciu); rareori lipsește;

•pigmenti: clorofilă (A și B), caroten, xantofile;

•nutriția: fotoautotrofă (cu puține excepții);

•produsul de rezerva: amidonul (intraplastidial), grăsimi, glicerol;

•inmulțirea: vegetativă (diviziunea celulelor, fragmentarea talului, bulbile rizoidale), asexuată (zoospori, mai rar aplanospori) și sexuată (prin izogamie, anizogamie, oogamie).

•ciclul de viata: haplobiont (la majoritatea), haplo-diplobiont, chiar diplobiont.

•sistematica:Chlorophyceae, Zygnematophyceae, Charophyceae

35

CLASA CHLOROPHYCEAE

alge verzi propriu-zise, protofite sau talofite;tal nearticulat;

înmulțire sexuată: izogamie, anizogamie sau oogamie;gametangii unicelulare;

cel puțin gameții masculi sunt mobili;

cicluri biologice diferite: haplobionte, haplo-diplobionte, mai rar diplobionte.

Chlamydomonas sp.

Structura celulei: f-flagel, v-vacuole, b-blefaroblast, n-nucleu, st-stigma, cr-plastidă, am – gr. de amidon

Inmultirea asexuata (1-4) si sexuata (5-9) la Chlamydomonas

(algă haplobiontă): 1-celula-individ, 2-4-sporocist, 5-gametocist, 6-izogameți, 7-izogamie, 8-zigot, 9-zoospori

[după Abbayes și Hodișan & Pop, 1976]

[după Parker, T. Jeffrey, 1900]

Volvox globator:

colonie sferică, haplobiontă, din câteva sute sau mii de celule, diferențiate și specializate pentru îndeplinirea unor funcții variate

Foto: http://silicasecchidisk.conncoll.edu/

Chlorococcum humicolum: algă unicelulară, haplobiontă; se observă cloloplastul lamelar-campanulat în interiorul celulei

Foto: C. Sîrbu

Hydrodyction reticulatum – algă haplobiontă; cenobiu în formă de rețea

[schema după Wettstein, 1935]

36

Ulothrix zonata:

algă haplobiontă, cu tal filamentos (a-tal; b-celulă vegetativă cu cromatofori (ch) și nucleu (n); c-formarea zoosporilor; d-eliberarea zoosporilor; e-zoospor; f-formarea gameților; g-eliberarea gameților; h-izogamet; i,j-izogamia; k-zigot)

[după Dodel-Port, din Wettstein, 1935]

A- Ulva lactuca;

B- Enteromorpha intestinalis

(alge haplo-diplobionte, cu tal lamelar, respectiv cilindric)

[A-după Strasburger et al., 1962; B, C-după Wettstein, 1935]

Enteromorpha intestinalis Foto: C. Sîrbu

Ulva lactuca

Foto: C. Sîrbu

37

Caulerpa prolifera:

sifonoplast (celulă plurinucleată, foarte puternic diferențiată morfologic), imitând o tulpină cu rădăcini și frunze; algă diplobiontă

[după Wettstein, 1935]

Cladophora glomerata: algă haplo-diplobiontă, cu tal filamentos, ramificat, cu celule plurinucleate

(n-nuclei; ch-cloroplaste)

[după Wettstein, 1935]

Foto: C. Sîrbu

CLASA ZYGNEMATOPHYCEAE

•protofite neflagelate sau talofite, cu tal nearticulat; •înmulțire sexuată prin conjugare,

•sunt haplobionte, întrucât zigotul se divide întotdeauna meiotic.

Aparatul vegetativ (talul) și reproducerea la Spirogyra: 1-tal; 2-4 conjugarea; 5-zigot; 6-diviziunea meiotică a zigotului; 7-meiospor viabil; 8-germinarea și regenerarea talului; cr-cromatofori; nc-nucleu; pi-pirenoizi

[după Hrjanovskii, 1976]

Cosmarium botrytis:

algă unicelulară, eliptică, cu doi lobi egali și întregi frecventă în ape stătătoare.

[după Wettstein, 1935]

38

CLASA CHAROPHYCEAE

•alge verzi talofite, cu tal articulat și înmulțire sexuată prin oogamie superioară, gametangiile fiind pluricelulare;

•gameții masculi sunt mobili, spiralați;

•sunt haplobionte, întrucât zigotul se divide întotdeauna meiotic.

Chara fragilis (brăduțul de apă):

algă verde cu tal articulat, format dintr-un ax vertical, cu noduri și internoduri; la noduri se află ramificații verticilate; pereții celulari sunt impregnați cu CaCO3

(a-tal; b-fragment mărit din tal; c-anteridiu; d-octant; e-anterozoid; f-oogon; g-coronulă)

[a-după Kursanov et al., 1951; b-g- după Wettstein, 1935]

ÎNCRENGĂTURA PHAEOPHYTA

(alge brune)

•aparat vegetativ pluricelular: tal simplu, filamentos → tal lamelar sau cilindric diferentiat in rizoid, cauloid și filoid;

•culoare: brună;

•diferențiere anatomica remarcabilă (țesuturi: meristematice, mecanice, protectoare, asimilatoare, chiar liberiene);

•perete celular: celulozic, bogat in hemiceluloze, alginați și fucoidina, ce conferă talului un aspect mucilaginos;

•pigmenti: clorofilele A și C, caroten și diferite xantofile, in principal fucoxantina;

•produse de rezerva: laminarină, manitol, picături de ulei.

•inmulțirea: vegetativa (fragmentarea talului), asexuata (zoospori piriformi, cu câte doi flageli inegali, uneori aplanospori) și sexuata (izogamie, anizogamie, oogamie);

•ciclul de viata: haplo-diplobiont sau diplobiont;

39

Ectocarpus siliculosus: Algă haplo-diplobiontă, cu taluri izomorfe

(a-tal; b-gametangiu plurilocular; c-izogameți; d-izogamie)

[a-c după Thuret, d-după

Berthold, din Strasburger et al., 1962]

Alge brune din ordinul Laminariales (alge haplo-diplobionte, cu predominarea sporofitului):

A-ciclul biologic (a-tal la Laminaria sp.; b-zoosporangi; c,d-zoospori; e, f- gametofiți; g-zigot; h-germinarea zigotului); B-Laminaria cloustoni;

C- Laminaria saccharina; D- Macrocystis pyrifera

[A-după Hodișan & Pop, 1976; B-D-după Wettstein, 1935]

Fucus vesiculosus: algă diplobiontă, cu tal ramificat dicotomic, prevăzut cu vezicule pline cu aer (plutitori): 1-sporofitul: 2a,3a-conceptacule cu anteridii și oogoane; 2b,2c,3b – formarea anterozoizilor și oosferelor; 2d,3c – anterozoizi și oosfere; 4-zigot; 5,6 – germinarea și dezvoltarea zigotului; R – meioza [după Morariu & Todor, 1966]

40

ÎNCRENGĂTURA RHODOPHYTA

(alge roșii)

•aparat vegetativ: pluricelular (rar uni-celular sau cenobial);

•culoare roșietică;

•perete celulozic, bogat in galactani (agar-agar), manani, xilani etc., uneori mineralizat;

•pigmenti: clorofilele A și D, caroten, ficocianină, ficoeritrină

•stigma și flagelii lipsesc;

•diferențiere morfologică si anatomica accentuata a talului;

•sunt mai multe tipuri de tal și anume: gametofitic (n), carposporofitic (n sau 2n) și tetrasporofitic (2n).

•talurile gametofitic și tetrasporofitic sunt izomorfe (reprezentând aparatul vegetativ propriu-zis al acestor alge), în timp ce talurile carposporofitice sunt reduse, parazite pe talul gametofitic si dispuse în cistocarpi;

•Produsul de rezerva: amidonul de floridee, floridozide, lipide.

•Înmulțirea: vegetativă (fragmentarea talului); asexuată (aplanospori);sexuată carpogamie).

•gametociștii masculi = spermatociste produc câte un singur gamet mascul, neflagelat, nud, numit spermatie;

•gametociștii femeli = carpogoane, au forma de butelie umflată cu un gât alungit, numit trichogin și produc câte un singur gamet femel (oosfera).

•Ciclul de viata: haplobiont sau haplo-diplobiont .

Batrachospermum moniliforme: a-tal (gametofit); b-spermatociste; c-carpogon; d-f-carpogamia; g –meioza (R) și formarea filamentelor carposporofitice; h-formarea și eliberarea carposporilor din carposporangi; i, k – germinarea carposporilor [după Fritsch,

Kylin, Oltmanns, Sirodot, din Cappelletti, 1959]

41

Foto: C. Sîrbu

schemă [după Wettstein, 1935]

Ceramium rubrum : algă marină haplo-diplobiontă, cu taluri (gametofitic și tetrasporofitic) de forma unor tufe roșietice fixate pe stânci, terminațiile ramificațiilor fiind răsucite, în formă de clește. Tal carposporofitic diploid închis în cistocarpi. Foarte frecventă în apele mărilor.

REGNUL FUNGI

42

Mișcarea celulelor

-prin intermediul flagelilor (1 sau 2) – la (mixomonade si zoospori cu funcție asexuată sau sexuată);

-cu ajutorul pseudopodelor

(prelungiri citoplasmatice în forma unor brațe) – la gimnoplaste și plasmodii

Nutriția

•exclusiv heterotrofă – prin absorbția soluțiilor organice din mediul de viață:

•saprofite;

•parazite.

•absorbția hranei se face:

•pe toată suprafața corpului,

•prin formațiuni specializate (haustori, rizoizi etc.) .

•forme simbiotice: licheni; micorize;

[http://www.botanicalgarden.ubc.ca/]

haustori

Micoriză:

43

Înmulțirea

•vegetativă: diviziunea celulei, înmugurire, fragmentarea miceliului etc.;

•asexuată: prin diferite tipuri de spori (zoospori, aplanospori; mitospori, meiospori,, endospori, exospori);

sexuată:

•izogamia (adeseori rolul izogameților e jucat de zoospori),

•gametangiogamia (contopirea conținutului gametangiilor)

•somatogamia (unirea dintre două celule somatice).

•Formațiunile gametogene (atunci cînd se inmugurire diferențiază) sunt unicelulare (gametociști).

zoospor

endospori exospori-conidii exospori-bazidiospori

izogamia oogamia

gametangiogamia

somatogamia

ascogamia

Înmulțirea sexuată la regnul Fungi

44

Sistematica regnului FUNGI

În cadrul regnului sunt cuprinse următoarele încrengături si subîncrengături:

•Încreng. Myxomycota

•Încreng. Eumycota

subîncreng. Mastigomycotina; subîncreng.Zygomycotina; subîncreng.Ascomycotina; subîncreng. Basidiomycotina; subîncreng. Deuteromycotina.

•Încreng. Lichenomycota

ÎNCRENGĂTURA

MYXOMYCOTA (mixomicote)

•organisme unicelulare lipsite de perete celular (nude);

•aparatul vegetativ: plasmodiu (tipic sau de agregare);

•miscarea: cu ajutorul pseudopodelor;

•nutritia: saprofita (rar fagotrofa);

•mediul de viata: in stadiul vegetativ – locuri umede și umbrite; în vederea înmulțirii, se deplasează spre locuri uscate și luminate;

•inmultire:

•plasmodiile se transformă în corpuri sporifere (sporangi), de regulă pedicelate și prevăzute adeseori cu un înveliș numit peridie;

•nucleii (2n) din sporangi prin meioza, formeaza mixosporii (n); •pe langa mixospori, se mai formează și niște filamente numite elatere, care efectuând mișcări higroscopice, contribuie la eliberarea mixosporilor;

45

•mixosporii, prin germinare formeaza zoospori monoflagelați (mixomonade), de sexe diferite, care, prin dispariția flagelului, devin mixoamibe, ce se pot înmulți vegetativ (diviziune);

•din conjugarea a două mixoamibe de sex diferit rezultă mixoamibozigotul

(2n);

•prin diviziuni mitotice repetate ale acestuia (fara aparitia peretilor despartitori), ia naștere un nou plasmodiu.

Ciclul de viata: haplo-diplobiont, cu predominarea fazei diploide.

R

F

Ciclul biologic la Myxomycota: 1-mixospor, 2-mixomonadă, 3,4-conjugarea mixoamibelor, 5-mixoamibozigotul, 6-plasmodiul, 7,8-formarea mixosporangilor cu mixospori

R-meioză, F-fecundație

Dictyostelium discoideum

Formarea mixosporangilor cu mixospori

plasmodiu

46

Stemonites fusca

ÎNCRENGĂTURA EUMYCOTA (ciuperci)

•peste 100.000 de specii heterotrofe, foarte variate ca formă, mărime, structură, cunoscute sub numele general de ciuperci.

•aparatul vegetativ: gimnoplast, plasmodiu, sifonoplast, dermatoplast, miceliu septat ;

•miceliul se prezintă sub forma unor filamente (hife) mai mult sau mai puțin ramificate; •prin impletirea hifelor, la unele ciuperci se formeaza niște țesături numite plectenchimuri ce intră în componența corpurilor sporifere, sclerotilor, stromelelor, rizomorfelor etc);

strome

plectenchim

sclerot rizomorfe

47

SUBÎNCRENGĂTURA MASTIGOMYCOTINA

•sunt cele mai primitive ciuperci;

•aparatul vegetativ: gimnoplast, plasmodiu sau sifonoplast;

•majoritatea sunt parazite intra- sau intercelular; puține sunt saprofite.

•înmulțirea asexuată: prin zoospori uniflagelați, rar biflagelați;

•înmulțirea sexuată:

-izogamie (cu formarea unui zigozoospor);

-heterogametangiogamie (oogamie) (cu formarea unui oospor)

•ciclul de viata: haplobiont (exceptional haplo-diplobiont)

Sistematica:

clasa Plasmodiophoromycetes,

clasa Chytridiomycetes,

clasa Oomycetes

48

clasa Plasmodiophoromycetes

•aparatul vegetativ: plasmodiu endoparazit (2n);

•asexuat se înmulțesc prin spori imobili, de rezistență, din care se formează zoospori biflagelați;

•sexuat se înmulțesc prin izogamie;

•sunt haplo-diplobionte, cu dominarea generației diploide:

Spongospora subterranea Plasmodiophora brassicae

49

clasa CHYTRIDIOMYCETES

•aparatul veg. : gimnoplast, plasmodiu sau sifonoplast rizoidal.

•zoosporii sunt uniflagelați;

•sexuat se înmulțesc prin izogamie, rar prin oogamie; •sunt haplobionte, rar haplo-diplobionte.

Ciclul biologic :

1-zoospor;

2-amoebă;

3-spor de vară;

4-sori de zoosporangi; 4’-eliberarea zoosporilor cu rol de gameți (5); 6-zigozoospor binucleat;

7-cariogamia și infecția produsă de zigozoospor; 8-amoebă diploidă; 9-akinetospor; 10-germinare (meioză)

Synchytrium endobioticum (râia neagră a cartofului)

zoospori

zoosporangi

Olpidium brassicae (produce înegrirea și putrezirea plantulelor de varză și a altor plante cultivate

50

CLASA OOMYCETES

•aparat veg.: sifonoplast;

Ciclul biologic la Plasmopara viticola: 1-zoospor infectând frunza; 2-miceliu intercelular; 3-zoosporangiofori (“conidiofori”) cu zoosporangi caduci (“conidii”); 4,5-formarea zoosporilor; 6-formarea oogonului și anteridiei; 7-anteridie; 8-oogon; 9-fecundarea; 10-oogon fecundat; 11-oospor; 12-oospor germinând

•înmulțire asexuată: prin zoospori biflagelați formați în zoosporangi;

•înmulțire sexuată: heterogametangiogamie evoluată numită oogamie

(gametangele mascul, alungit, este anteridia, iar cel femel, globulos, este oogonul); produsul de fecundație, are și rol de rezistență, fiind numit oospor;

•ciclul biologic: haplobiont.

a-hife cu oogon și anteridii,

b,c-zoosporangi,

d-zoospori

Pythium debaryanum

(produce putrezirea la baza tulpinii si căderea plăntuțelor)

51

B

C

A

A-Frunză infectată, în secțiune transversală; formarea sifonoplastului,

C-zoosporange caduc cu zoospori

Phytophtora infestans

Plasmopara viticola: mod de atac. În dreapta-jos: zoosporangiofori (A) cu zoosporangi (B) și zoospori (C)

52

SUBÎNCRENGĂTURA

ZYGOMYCOTINA

•ciuperci în majoritate saprofite;

•aparatul veg.: sifonoplast;

•asexuat se înmulțesc prin spori imobili (aplanospori), care se formează în sporangi purtați de sporangiofori, rar prin conidii formate direct pe miceliu.

•reproducerea sexuată prin izogametangiogamie, produsul fecundației fiind zigosporul;

•ciclul biologic: haplobiont

sporange cu spori

sifonoplast

Mucor mucedo sifonoplast

zigospor

izogametangiogamia

fruct atacat

53

SUBÎNCRENGĂTURA ASCOMYCOTINA

•aparatul vegetativ pluricelular (miceliu), rar unicelular

(dermatoplast);

•se înmulțesc vegetativ prin fragmente de hife, scleroți (forme de rezistență) sau, la drojdii, prin înmugurire;

•asexuat, se înmulțesc prin: conidii (se formează pe conidiofori, la suprafața organului atacat), picnospori (iau naștere în niște cavități numite picnidii), ascospori (iau naștere, în urma procesului sexual, în asce);

miceliu pluricelular dermatoplast

•reproducerea sexuată este o heterogametangiogamie caracteristică, numită

ascogamie; prin diviziunea meiotica a ascei (celula-zigot) rezulta ascosporii (n) .

•ciclul biologic: haoplobiont (cu o scurta faza dicariotiotica);

•de regulă, ascele formează un strat fertil (himeniu), iar printre asce se află niște filamente sterile numite parafize, cu rol tampon;

•la majoritatea asco-micotinelor himeniul este purtat de niște corpuri sporifere (ascofructe):

-cleistotecii, -peritecii, -apotecii

A-Ciclul biologic la Ascomycotina:

1-ascospor; 2-miceliu (n); 3-gametangii; 4-ascogon fecundat; 5-formarea filamentelor ascogene (n+n); 6,7-creșterea filamentelor ascogene; 8-ască tânără (2n); 9-ască matură, cu ascospori (n).

B-Detaliu privind creșterea filamentelor ascogene și formarea ascelor cu ascospori (tr-tricogin; P-plasmogamie; K-cariogamie; R-meioză

54

cleistoteciu

apoteciu

peritecii corpori sporifere la trufe

A. CLASA HEMIASCOMYCETES

ascomicotine fara ascofructe; ascele se formează direct pe miceliu.

Saccharomyces cerevisiae

A-dermatoplast, B, C-înmugurirea, D-ască

55

Taphrina pruni – mod de atac. În stânga, jos: asce cu ascospori

ciclul biologic la Taphrina pruni:

1-asce cu ascospori; 2-eliberarea ascosporilor; 3-4-copularea conidiilor; 5-micelii dicariotice; 6-fructe de prun atacate; 7-formarea ascelor

56

Taphrina deformans – mod de atac la frunzele de piersic

B. CLASA PLECTOMYCETES

ascomicotine cu cleistotecii (rar peritecii), în care dispunerea ascelor este neregulată, iar ascosporii sunt eliberați în mod pasiv

miceliu

57

Aspergillus niger: conidiofor cu conidii

Penicillium notatum : conidiofor cu conidii

C. CLASA PYRENOMYCETES

ascomicotine cu cleistotecii sau peritecii în care ascele se dispun în mănunchiuri sau straturi, iar ascosporii sunt puși în libertate în mod activ.

Erysiphe graminis

cleistoteciu

58

Uncinula necator: frunze și fructe de viță de vie atacate (făinarea viței de vie)

stroma

sclerot

Polystigma rubrum Claviceps purpurea

59

stroma

scleroti

Claviceps purpurea

peritecii cu asce

D. CLASA LOCULOASCOMYCETES

ascomicotine cu peritecii lipsite de perete propriu, sub formă de cavități în stromă (loculi).

conidiofori cu conidii

locul cu asce

Venturia inaequalis : fructe și frunze atacate;

60

F. CLASA DISCOMYCETES

ascomicotine cu apotecii -în formă de disc, taler, cupă, căciulă, burduf

Botryotinia fuckeliana : fructe atacate

Monilinia fructigena : fruct atacat și sclerot germinant (stânga sus)

Sclerotinia sclerotiorum :

plantă atacată (stânga); sclerot germinat, cu apoteciu (dreapta)

61

Sarcoscypha coccinea : corpuri sporifere (apotecii) pe lemn putred

Morchella esculenta

(zbârciog):

corpuri sporifere

Gyromitra infula : corpuri sporifere

62

SUBÎNCRENGĂTURA

BASIDIOMYCOTINA

•aparatul vegetativ: miceliu pluricelular, filamentos sau masiv:

•miceliul primar (n), de scurtă durată, rezultat din germinarea bazidiosporilor;

•miceliul secundar (n+n) – reprezintă aparatul vegetativ de lungă durată, rezultat în urma procesului de plasmogamie;

•miceliul terțiar (n+n) – se deosebește de miceliul secundar prin aceea că filamentele sale se întrețes în plectenchimuri.

•asexuat se inmultesc prin mai multe tipuri de spori, dintre care cei mai caracteristici sunt bazidiosporii.

•fecundatia este o somatogamie (contopirea a două celule vegetative ale unor micelii primare, de sex diferit). Rezultatul fecundatiei este o bazidie, care formeaza apoi 4 bazidiospori.

•in ciclul biologic al acestor ciuperci predomină stadiul dicariotic,

în timp ce stadiul haploid și cel diploid sunt de scurtă durată.

63

CLASA TELIOMYCETES

•bazidiomicotine fara corpuri sporifere, majoritatea parazite;

•bazidiile iau naștere din spori speciali de rezistență, dicariotici, numiți teliospori (clamidospori sau teleutospori );

•cuprinde două ordine: Ustilaginales și Uredinales.

•Ordinul USTILAGINALES

•ciuperci parazite obligate, producând tăciuni sau măluri.

•sporii caracteristici sunt clamidosporii, ce rezultă prin fragmentarea miceliului în celule dicariotice, cu perete gros;

•bazidiile se formeaza prin germinarea clamidosporilor.

•Ordinul UREDINALES

•ciuperci endoparazite obligate pe plante superioare; •produc rugini plantelor;

•produc mai multe feluri de spori: bazidiospori (n), picnospori (n), ecidiospori (n+n), uredospori (n+n) si teleutospori (n+n).

•bazidiile se formeaza prin germinarea teleutosporilor

Ustilago tritici – ciclul biologic

1- spic atacat; 2-clamidospori; 3-infecția florală; 4-

clamidospor germinat; 5-conjugarea celulelor promiceliului; 6-cariopse infectate; 7 –

localizarea miceliilor în embrion; 8-infectarea plantei tinere

cu miceliu de rezistență

64

Ustilago tritici – mod de atac

Ustilago zeae – mod de atac (stânga) și clamidospori

65

Tilletia tritici – ciclul biologic;

1-spic atacat; 2 – cariopsă mălurată; 3-eliberarea clamidosporilor; 4- cariopsă infectată; 5-clamidospor; 6-germinarea clamidosporului; 7-

somatogamia și formarea sporidiolelor; 8-germinarea

sporidiolelor și formarea miceliului de infecție; 9- plantă

tânără atacată

Puccinia graminis

Puccinia graminis (produce rugina grâului): 1-bazidiospori; 2- bazidiospor infectând frunza de Berberis; 3- frunza de Berberis cu picnidii și ecidii; 3'- picnidie cu picnospori; 4,6- formarea miceliului secundar; 5- ecidie cu ecidiospori; 7-8-ecidiospor infectând grâul; 9- uredospori; 10- teleutospor; 11- teleutospor germinat

66

CLASA HYMENOMYCETES

•bazidiomicotine in majoritate saprofite, cu corpuri sporifere de diferite forme și mărimi, pe care apare o regiune fertilă numită himeniu, unde iau naștere bazidiile cu bazidiospori;

•himenoforul (partea din corpul sporifer ce poarta himeniul) poate fi sub variate forme : tuburi, lame, tepi etc.

Himeniu cu bazidii și bazidiospori

corp sporifer

himenofor

Merulius lacrymans: corp sporifer (stânga) determină degradarea lemnului (dreapta)

67

Ramaria flava (creasta cocoșului) Cantharellus cibarius (gălbiori)

Fomes fomentarius (iasca)

68

Boletus edulis (hribi)

Agaricus campestris (ciuperca albă de câmp)

69

Pleurotus ostreatus (bureți negri)

Russula virescens (pâinișoară)

70

Lactarius deliciosus

(roșcovi)

Lactarius piperatus (iuțari; bureți iuți)

71

Armillaria mellea (ghebe)

Amanita phalloides (buretele viperei); piciorul iese dintr-o cupă numită volvă; extrem de toxică !!!

72

Amanita muscaria (buretele viperei)

CLASA GASTEROMYCETES

ciuperci saprofite la care bazidiofructele au aspect de burduf, prezentând un înveliș numit peridie, ce închide zona fertilă, internă, numită gleba (la unele specii, aceasta se alungește și străbate peridia, la maturitate).

Calvatia gigantea (burduf, pufai)

Phallus impudicus (burete puturos)

73

SUBÎNCRENGĂTURA

DEUTEROMYCOTINA

cuprinde un grup heterogen de ciuperci superioare, cu miceliul articulat, dar la care, până în prezent, nu se cunoaște modul de reproducere sexuată, ci doar înmulțirea asexuată prin conidii sau picnospori, iar la unele se cunosc numai miceliile sterile.

Septoria lycopersici –mod de atac

Phoma lingam –mod de atac

ÎNCRENGĂTURA LICHENOMYCOTA

(licheni)

•sunt entități organismice supraindividuale, de nivel biocenotic, formate din două componente simbiotice: una heterotrofă

(ciupercă) și una autotrofă (algă verde sau cianobacterie);

•Aparatul vegetativ. Corpul lichenilor nu seamănă cu nici unul dintre organismele componente, având caractere morfologice, fiziologice și ecologice cu totul diferite:

lichen crustos lichen foliaceu lichen arborescent lichen gelatinos

74

•în secțiune transversală, un lichen foliaceu prezinta la exterior, o scoarță externă (cortex) formată din hife strâns unite între ele;

•urmează apoi zona cu gonidii (algele verzi sau cianobacteriile) reprezentată prin formațiuni sferice sau filamentoase, dispuse printre hifele ciupercii;

•zona cu gonidii se continuă cu zona medulară, formată din hife laxe, fără gonidii, apoi scoarța internă, cu structura asemănătoare celei externe.

•pe cortexul de pe fața inferioară se află hife rizoidale

A-Structura unui lichen foliaceu (fm-filamente miceliene; g-gonidii; ri-rizine; sc-scoarță); B-apoteciu în secțiune transversală

•Nutriția

•Prin componenta lor heterotrofă lichenii se aprovizionează cu apă și substanțe minerale, iar prin componenta lor autotrofă lichenii realizează fotosinteza, comportându-se, pe ansamblu, ca niște organisme autotrofe;

•În urma fotosintezei se acumulează lichenina (polizaharid), acizi aminici și diferiți alți compuși proprii lichenilor (“acizi lichenici “).

•Înmulțirea

•vegetativa (fragmentarea corpului, soredii și izidii.

•ciuperca din constituția lichenului se înmulțește și prin meiospori caracteristici clasei din care face parte (ascospori, rar bazidiospori).

75

•Ecologie

•vegetează în condiții foarte variate de climă și substrat, atât în mediu sărac în substanțe nutritive, cât și în condiții favorabile altor plante;

•vegetează frecvent în deșerturi, tundre polare sau alpine, pe stânci, trunchiurile arborilor etc.

•majoritatea lor trăiesc în mediu terestru sau aerian;

•sunt foarte rezistenți la frig și uscăciune, condiții pe care nu le-ar putea suporta, vreme mai îndelungată, nici unul dintre simbionți.

•După substratul pe care cresc, se pot distinge următoarele tipuri de licheni:

•saxicoli (trăiesc pe stânci),

•tericoli (pe diferite tipuri de sol),

•corticoli (pe scoarța arborilor),

•endolitici (în crăpăturile stâncilor) etc

Xanthoria parietina (se observă apoteciile galbene-portocalii)

76

Cladonia rangiferina (lichenul renilor)

Usnea barbata (mătreața brazilor; în dreapta – apotecii ).

77

REGNUL PLANTAE

cuprinde organismele eucariote, fotosintetizante, terestre, haplo-diplobionte, cu corp pluricelular, puternic diferențiat din punct de vedere morfo-anatomic și funcțional, cu sporangi și gametangii pluricelulare.

Aparatul vegetativ

organismele cuprinse în acest regn, fiind haplo-diplobionte,prezintă două corpuri distincte, heteromorfe, corespunzătoare celor două faze care alternează în ciclul lor biologic:

briotal(n)șisporogon(2n) – la briofite;protal(n)șicorm(2n) – la cormofite

in timp ce corpurile gametofitice (briotalul, respectiv protalul)păstrează, în linii generale, un plan de organizare simplu ce amintește de talul algelor, corpurile sporofitice (sporogonul, respectiv cormul) prezintă o organizare net diferită, complexă, fiind puternic diferențiate din punct de vedere morfo-anatomic și funcțional.

cele doua corpuri distincte la Plantae

corm (2n)

sporogon (2n)

Corpul sporofitic (2n)

Corpul gametofitic (n)

78

Structura celulei este de tip eucariot, cu unele particularități:

lipsa stigmei, a vacuolelor pulsatileși a pirenoidului;

peretele celular celulozic, fara forme de tip “carapace”;

flagelii prezenti doar la gameții masculi ai briofitelor sicormofitelor primitive; lipsesc întotdeauna la celulele vegetative și la spori;

plastidelefotosintetice au

întotdeauna structură granară;

celule legate prinplasmodesme, si grupate în țesuturi veritabile, foarte diferențiate structural ș funcțional.

Schema structurii celulei la regnul Plantae

Nutriția

este autotrofă(prinfotosinteză)și numai secundarsaprofită sau parazită, în unele cazuri;

pigmenții fotosintetici caracteristici suntclorofilele A

și B, iar fotosinteza se realizează întotdeauna cu eliminare de oxigen, rezultat din fotoliza apei;

principalul produs care se acumuleazăîn urmafotosintezei este amidonul (intraplastidial), ca și la clorofite.

Rolul în biosferă

principalii producători primariîn ecosistemeleterestre.

Înmulțirea

vegetativăasexuatăsexuată.

79

Exemple de propagule pentru înmulțirea vegetativă

inmultirea asexuata

prin meiospori cu răspândire pasivă(aplanospori); sporangii sunt pluricelulari,prevăzuți cu pereți protectori.

sporangi si spori la Polypodium

[https://www.google.com]

80

la plantele mai evoluate sporii sunt reținuți în interiorul sporangilor,fiind doar o etapă aprocesului de producere a seminței (nu mai au un rol direct, ci unul indirect, in inmultire).

protal femel

arhegon rudimentar

oosfera

ovar

sporange femel cu macrospori

inmultirea sexuata

constăin fecundația oosferei, de catre un gamet mascul, rezultândzigotul(2n)care, prin diviziuni mitotice, formeaza corpul diploid (sporofitul) (ciclu haplo-diplobiont). Gametangiile sunt pluricelulare: anteridia (gametangiul mascul) și arhegonul (gametangiul femel).

81

Sistematica regnului Plantae:

Încreng. Bryophyta Încreng. Pinophyta

Încreng. Polypodiophyta Încreng. Magnoliophyta

ÎNCRENG. BRYOPHYTA

Sunt plante ierbacee terestre (secundar acvatice),în general higrofile de dimensiuni reduse (de ordinul centimetrilor, rar 30-50 cm),

Sunt plante haplo-diplobionte, la carepredominafaza gametofitica (n), ce cuprinde planta propriu-zisa, în timp ce faza sporofitica (2n) este mai redusa, subordonata gametofitului, de care depinde trofic.

Se inmultesc prin spori

Sporogon

(=corpul sporofitic)

Corpul propriu-zis al briofitelor (corpul gametofitic),este numit briotal.

Briotalul poate fi taloidic (cu aspectul unui tal propriu-zis), de forma unei lame foliacee, mai mult sau mai puțin lobate sau poate fi cormoidic (cu aspect de corm), în acest caz fiind diferențiat într-un ax central, simplu sau ramificat (“tulpiniță”), pe care apar expansiuni laterale de forma unor frunze (“frunzulițe”).

Briotal

(planta propriu-zisă

= corpul gametofitic)

82

Fixarea pe substrat a protonemeiși briotalului se face prin intermediul unorfilamente fine numite rizoizi, care pot fi unicelulare sau pluricelulare, simple sau ramificate. Din punct de vedere anatomic, briotalul prezintă o slabă diferențiere a țesuturilor. Lipsesc țesuturile conducătoare propriu-zise, circulația sevelor fiind asigurată de unele celule alungite din centrul “tulpiniței” și “frunzulițelor”.

La maturitate, prin diferențierea unor celule epidermice, pe briotal seformează gametangiile (anteridiile și arhegoanele).

Anteridia (gametangele mascul) are aspectul unui burduf pedicelat, prezentând un perete format dintr-un singur strat de celule, ce adăpostește gametocitele mascule; acestea, prin diviziune, formează un mare număr de anterozoizi (gameți masculi) biflagelați, ce sunt eliberați la maturitate printr-un por apical.

Arhegonul(gametangele femel) are forma unei butelii, cuo parte bazalămai umflată(susținutăde un peduncul foarte scurt, pluricelular)și un gâtalungit. Peretele arhegonului este format dintr-un singur strat de celule.

În interior, la bazaarhegonului este dispusăoosfera(gametul femel), pestecare se află celula ventrală. Gâtul arhegonului este ocupat de un șir de celule canal. Celula ventrală și celulele-canal se gelifică, formând un mucilagiu ce se scurge înafară și în constituția căruia se află unele substanțe ce atrag, chimiotactic, anterozoizii. Anteridiile și arhegoanele se pot forma pe același individ (la mușchii monoici) sau pe indivizi diferiți (la mușchii dioici).

Anterozoizii, înotând prin apa de rouă sau ploaie, ajung la oosferă, pe care o fecundează. Astfel se formează zigotul, din care apoi se dezvoltă sporogonul.

Sporogonul (corpul sporogen), lipsit de clorofilă, se hrănește pe seama corpului gametofitic și este format din: haustor (picior), setă și capsulă. În dezvoltarea sa, la unii mușchi, sporogonul rupe pereții arhegonului, pe care îi poartă în vârf ca pe o căciuliță protectoare, numită scufie sau caliptră.

Haustoruleste partea bazală, ce se înfinge în corpul gametofitic pentru aextrage hrana.

Setaeste o formațiune cilindrică, de lungimi diferite, în centrulcăreia seaflă celule prozenchimatice, prin care se face circulația hranei spre capsulă. Trecerea de la setă la capsulă se face adeseori prin intermediul unei zone mai îngroșate, numită apofiză.

Capsulareprezintă sporangele propriu-zis, format dintr-un pereteprotector (cu unul sau mai multe straturi de celule), ce închide în interior un parenchim diploid, pe seama căruia se diferențiază țesutul sporogen

(numit și arhespor). În zona centrală a capsulei se diferențiază adeseori o coloană cilindrică, formată din celule nesporogene, numită columelă, care poate fi de lungimea capsulei (caz în care țesutul sporogen, fertil, ia formă cilindrică) sau mai scurtă (caz în care țesutul sporogen ia formă de clopot).

Prin dilatarea locală a columelei deasupra țesutului sporogen, se formează la unii mușchi o membrană subțire, perpendiculară, numită epifragm.

83

Diviziunea meioticăa celulelorțesutului sporogen determină formareasporilor haploizi, prevăzuți cu membrane groase, rezistente (la mușchii hepatici, pe lângă spori, din celulele țesutului sporogen se mai formează și unele filamente spiralate, sterile, cu proprietăți higroscopice, numite elatere).

Odată ajunși la maturitate, sporii sunt eliberați în diferite moduri: princrăpareaneregulată a capsulei, prin apariția a 2 sau 4 crăpături longitudinale sau la mușchii mai evoluați, prin detașarea, la vârf, a unui căpăcel numit opercul, care dezvelește urna (partea bazală a capsulei, în care s-au format sporii). După căderea operculului, la unii mușchi evoluați se pot observa, pe marginea urnei, niște dințișori ce formează peristomiul; aceștia, având proprietăți higroscopice, acționează asupra epifragmului, permițând sau nu eliberarea sporilor, în funcție de condițiile atmosferice.

Ajunși în condiții favorabile,sporii germinează, dând naștere unei formațiuninumită protonema, pe care apoi se diferențiază noi briotaluri.

84

Clasificare. Cele peste 20.000 specii de briofite sunt grupate în două mari clase și anume: Hepaticopsida și Bryopsida.

Clasa HEPATICOPSIDA

Marchantia polymorpha (fierea pământului) – se prezintă sub forma unor lame verzi, ramificate dicotomic, alipite de substrat, de pe care se ridică gametangioforii (anteridiofori, respectiv arhegoniofori, ce se prezintă ca niște filamente ce poartă în vârf câte un disc cu 7-9 lobi). La nivelul lobilor gametangioforilor se formează gametangiile. Capsula sporogonului, sferică, se deschide prin crăpături neregulate. Crește prin locuri umede și răcoroase, lângă izvoare, pe pereții fântânilor, în turbării etc.

Marchantia polymorpha: bt-briotal; c-columela; gf-gametangiofori [după Wettstein, 1935]

85

Clasa BRYOPSIDA

Sphagnum palustre (mușchiul de turbă) -Trăiește în locuri mlăștinoase, acide și reci, alături de alte specii din cadrul genului. Crescând continuu, prin diviziunea unei celule apicale și datorită mediului rece, sărac în oxigen, cu aciditate ridicată, părțile bazale ale acestor plante nu se descompun decât extrem de lent și acumulându-se, în mii de ani, formează turba, ce se folosește drept combustibil sau ca îngrășământ organic, la prepararea substratului nutritiv pentru plantele de cultură.

A-gametofit cu sporogoane; B- sporogon susținut de pseudopodiu, în vârful gametofitului; C- protonemă lamelară cu mușchi pe cale de formare; D- structura unei frunze; c- clorociste (celule cu cloroplaste); h-hialociste (celule moarte, fără cloroplaste,

care acumulează apa); p- pori [după Schimper, din Wettstein, 1935]

sporogon

Foto: C. Sîrbu

Vegetație cu Sphagnum sp., la tinovul Mohoș

86

Polytrichum commune (mușchiul de pământ) scufia

Briotalul este cormoidic, cu frunzulițe liniar-lanceolate, ascuțite la vârf. Capsula sporogonului este acoperită de scufie. Este frecvent în locuri umede și umbroase din regiunea de munte.

capsula

seta

briotal

[foto: C. Sîrbu]

ÎNCRENG.

POLYPODIOPHYTA

plante terestre, mezofile sau higrofile(mai rar hidrofile), haplo-diplobionte;

faza gametofitică(n)estereprezentată în principal de un protal redus, de scurtă durată și independent față de sporofit, în timp ce faza sporofitică (2n) predomină, cuprinzând planta propriu-zisă (cu corpul numit corm, diferențiat în organe vascularizate);

se înmulțesc prin spori.

protal (n)

corm (2n)

87

A. Faza (generația) gametofitică (n) începe cu producerea sporilor în urma procesului de meioză (meiospori).

Sporiisunt imobili (aplanospori), prevăzuți cu membrane groaseșirezistente și după forma și potențialul lor ereditar pot fi: izospori (identici ca formă și cu potențial ambivalent), homoiospori (identici ca formă, dar de sexe diferite) și heterospori (diferiți ca mărime și sex: microspori (♂) și macrospori (♀)). Sporii eliberați sunt purtați de vânt la mari distanțe. Un spor ajuns în condiții favorabile germinează dând naștere unei formațiuni pluricelulare, numită protal, care este, de fapt, corpul gametofitic de scurtă durată al acestor plante (omolog cu briotalul de la mușchi).

Protaluleste de regulătaloidic- sub forma unei lamele cordiforme saulobate, uneori tuberculiform, mai rar sub forma unor filamente ramificate; în mod excepțional protalul este cormoidic – cu aspect de corm, slab vascularizat (Psilotales). Dimensiunile protalului sunt mici (în mod obișnuit 1-2 cm). Fixarea de substrat se realizează prin rizoizi de origine epidermică sau, la unele, prin intermediul hifelor unor ciuperci, cu care trăiesc în simbioză. La cele mai multe polipodiofite protalul este epigeu, verde, hrănindu-se prin fotosinteză, iar la unele este hipogeu (subteran), lipsit de clorofilă, nutrinduse saprofit.

La unele polipodiofite evoluate, sporii germinează direct în interiorul sporangilor, formându-se astfel protale incluse, fenomen numit endoprotalie. Apariția acestui fenomen a deschis calea spre diferențierea plantelor cu semințe.

Din punct de vedere anatomic, protalul este omogen, nediferențiat în țesuturi, rareori întâlnindu-se o oarecare diferențiere internă și chiar elemente vasculare (Psilotales).

Gametangiile. La maturitate, prin diferențierea unor celule epidermice,pe protal se formează gametangiile (anteridiile și arhegoanele), asemănătoare cu cele de la briofite, dar nepedicelate, cu baza adeseori ușor scufundată în protal.

Anterozoizii sunt prevăzuți cu 2 flageli (Lycopodiales, Selaginellales) sausunt pluriflagelați (la majoritatea), în timp ce oosfera este imobilă, închisă în arhegon.

Dacă protalele sunt unisexuat dioice, plantele se numescheteroprotaliene, iar dacă sunt monoice, plantele sunt homoprotaliene.

88

gametangiile

[modificat, după http://www.teara.govt.nz/]

diferite tipuri de protale (corpuri gametofitice) și gametangiile

Fecundația se petrece, ca și la briofite, în mediul umed: anterozoizii înotând prin apa de ploaie sau rouă, ajung la arhegon și pătrund prin gâtul acestuia până la oosferă, pe care o fecundează, rezultând zigotul diploid.

Faza (generația) sporofitică (2n) începe odată cu formarea zigotului, care, pe locul unde s-a format, intră în diviziune (mitotică), dând naștere embrionului format din: haustor (picior, suspensor), radiculă, tigelă și cotiledon (frunză embrionară).

Haustorulare rolul de a hrăni embrionul tânăr, pe seama substanțelor nutritiveconținute de protal. În acest scop el împinge restul embrionului tot mai mult în mediul nutritiv al protalului sau se înfinge el însuși în protal, pentru a extrage hrana (în acest sens, fiind comparabil cu haustorul de la briofite).

Radiculagenerează rădăcina embrionară, de scurtă durată, a plantei.Tigela, prin apexul său meristematic(gemula),determină formarea tulpinii și afrunzelor. Cotiledonul reprezintă prima frunză a viitoarei plante.

Astfel, prin dezvoltarea sa, embrionulformează corpul vegetativ propriu-zis alacestor plante, numit corm, care este diferențiat în organe vascularizate: rădăcina, tulpina și frunza.

Embrion (fe-frunză embrionară; g-gemulă; h-haustor; r-radiculă; t-tigelă) și protal (pr) cu rizoizi (rz) la

Pteridium aquilinum [Wettstein 1935]

89

Rădăcinade origine embrionară este de scurtă durată, fiind înlocuită derădăcini adventive, ce se formează de pe tulpină și care se ramifică, în general, dicotomic.

Tulpinapoate fi: ierbacee sau lemnoasă(stipbutucănos, stip columnar,tulpină articulată, liană), aeriană sau subterană (rizom), cu ramificare dicotomică sau monopodială.

Frunzele, după mărimea, origineași structura lor,sunt de două feluri:microfile (frunze mici, care se prezintă ca niște emergențe laterale ale tulpinii, cu un sistem vascular simplu) și macrofile (frunze mari, ce au rezultat prin turtirea (cladodificarea) ramurilor tulpinii, având un sistem vascular complex, care provoacă o breșă la detașarea din cilindrul central al tulpinii). După funcțiile îndeplinite, frunzele sunt: trofofile (cu rol trofic), sporofile (cu rol de producere a sporangilor) și trofosporofile (cu rol mixt).

Aceste organe au o structură complexă, cuțesuturi foarte binediferențiate, dintre care cele mai caracteristice sunt cele conducătoare.

Țesutul lemnos conține traheide scalariforme și numai foarte rar trahei. Țesutul liberian este lipsit de celule anexe.

tipuri de corpuri sporofitice la Polypodiophyta

90

sporange

sporofila

[Turenschi et al. 1982]

sporange

sor de

sporangi

trofosporofila

[Foto: C. Sîrbu] [https://www.google.com/]

sporofile cu sporangi

Sporangii.La maturitate, prin diferențierea unor celule epidermice sausubepidermice situate în unele zone specializate ale cormului, se formează sporangii. La primele polipodiofite sporangii se formau în vârful ramificațiilor caulinare fertile. La majoritatea polipodiofitelor, sporangii se formează la baza sau pe suprafața (trofo)sporofilelor, în dreptul nervurilor acestora, unde sunt bine hrăniți și protejați. Sporofilele pot fi izolate sau grupate în spice de sporofile. Sporangii prezintă un perete pluricelular, pluristratificat (eusporangi) sau unistratificat (leptosporangi), ce delimitează țesutul sporogen (arhespor).

D. Diviziunea meiotică a celulelor țesutului sporogen determină formarea sporilor haploizi, care sunt eliberați prin crăparea sporangelui, în diferite moduri.

***

Polipodiofitele au apărut cu cca. 400 milioane de ani în urmă și s-au dezvoltat considerabil mai ales în Carbonifer, până la sfârșitul Paleofiticului (vezi tabelul următor), după care au intrat în declin, fiind în mare măsură, înlocuite de către pinofite (gimnosperme). Perioada cuprinsă între începutul Devonianului (cca. 400 milioane de ani în urmă) și sfârșitul Permianului (cca. 250 milioane de ani în urmă) este cunoscută sub numele de “epoca ferigilor”.

Sistematica: Încrengătura Polypodiophyta cuprinde următoarele clase:

Psilopsida, Lycopodiopsida, Equisetopsida și Polypodiopsida

91

CLASA PSILOPSIDA

Polipodiofitele cele mai vechiși mai primitive (sfârșitul Silurianului-începutulDevonianului), ierbacee sau arbustive, de talie mică;

plantefara rădăcini;tulpinaramificată dicotomic și diferențiatăîntr-o partebazală subterană, numita rizomoid, cu rizoizi (cu rol de fixare și absorbție) și una aeriană, fără frunze (sau acestea sunt reprezentate de microfile); cilindrul centralal tulpinii de tip protostel (actinostelși sifonostel);sporangii, situațiapical(în vârful ramurilor tulpinii sau pe niște pediceli foartescurți la baza microfilelor), .sunt uniloculari (simpli) sau 2-3-loculari (câte 2-3 în sinangii), cu pereți pluristratificați;

in sporangi se formeazăizospori;

protalul(la speciile actuale) este cormoidic, cilindric, slab vascularizat,ramificat dicotomic, cu rizoizi, fără clorofilă, micorizant, monoic (la speciile fosile nu se cunoaște);

anterozoizipluriflagelați

Rhynia major –tulpini de cca. 20 cm înălțime, lipsite de frunze, fixate în solul mlăștinos prin rizomoizi cilindrici, cu rizoizi.

Asteroxylon mackiei – prezintă un rizomoid târâtor și ramuri aeriene dicotomice, acoperite cu frunze mici.

Psilophyton princeps – se deosebește de Asteroxylon prin ramuri dicotomice recurbate sau chiar circinate (răsucite în formă de cârjă) la vârf și prevăzute cu formațiuni foliare spiniforme, dispuse neregulat; sporangii sunt și ei recurbați.

92

A- Rhynia major (1-corm primitiv cu sporangi; 2-stomate; 3-sporange; 4-secțiune prin tulpină; 5-izospori); B- Psilophyton princeps; C-sporange și câțiva izospori la

Asteroxylon mackiei [Takhtajan 1956]

CLASA LYCOPODIOPSIDA

Polipodiofite ierbacee sau lemnoase, ramificate dicotomic;

frunze- microfile uninerve, dispuse spiralat sau opus;

cilindrul centralal tulpinii poate fi: protostel, actinostel, plectostel, sifonostel;la plantele fosile arborescente structura primară era înlocuită de structura secundară;

sporangi- uniloculari (simpli), cu pereți pluristratificațiși suntsituați pe fațasuperioară a sporofilelor, care sunt izolate sau grupate în spice de sporofile (rareori sporangii se află direct pe ramurile tulpinii);

in sporangi se formeazăizospori(la cele mai primitive) sauheterospori(lacele mai evoluate).

protalul- tuberiformși micorizant, supra- sau subteran, fotosintetic saumicotrof;

anterozoiziisuntbiflagelati(Lycopodiales, Selaginellales) saupluriflagelați

(Isoetales);

clasa cuprinde mai multeordine(Protolepidodendrales, Lycopodiales,Selaginellales, Lepidodendrales, Isoetales).

93

spic de sporofile cu

corm sporangi

sporofilă cu sporange

embrion

zigot

protal cu gametangii izospor

Ciclul biologic la Lycopodium sp. [www.78steps.com ]

Ordinul LYCOPODIALES

Licopside ierbacee, terestre sau epifite și liane, cu tulpini târâtoare, ramificate ± dicotomic, prinse de substrat prin rădăcini adventive și cu microfile alterne.

Sporangii se formează solitar, pe sporofile grupate în spice la vârful ramificațiilor erecte. Sunt izospore și homoprotaliene (cu protale monoice), cu anterozoizi biflagelați.

Lycopodium clavatum (pedicuță, brădișor) – plantă ierbacee cu tulpini târâtoare, lungi de cca. 100 cm. Frunzele asimilatoare (trofofile) sunt mici, ascuțite, lung aristate. La extremitatea unor ramuri erecte se formează 1-3 spice de sporofile pedunculate (pedunculii au frunze reduse la solzi).

Sporofilele poartă pe fața superioară, la bază, câte un sporange reniform în care se află numeroși spori tetraedrici. Protalul are forma unui mic tubercul micorizant. Crește în regiunea montană, prin păduri de conifere, pășuni umede, locuri pietroase.

Foto: Sîrbu C.

94

Foto: Sîrbu C.

Lycopodium clavatum: tr-trofofilă; hf-hipsofilă; sf-sporofilă; sp-sporange; s-izospor

[Turenschi et al. 1982]

Ordinul LEPIDODENDRALES

Plante lemnoase, fosile (Devonian-Jurasic), viguroase (-30 m înălțime), ramificate dicotomic, cu structură secundară; frunze ligulate, lanceolate, după cădere lăsau pe trunchiuri cicatrici de formă diferită (hexagon, romb etc.); erau plante heterospore, cu macrosporofilele și microsporofilele grupate în spice sporifere conice, situate terminal.

Lepidodendron aculeatum: uf-urme foliare; str-fragment dintr-un spic de macrosporofile (msp) cu

macrosporangi (ms) [Hirmer, din Takhtajan 1956]

95

ORDINUL SELAGINELLALES Prantl

Cuprinde plante ierbacee sau liane asemănătoare cu cele din ordinul precedent, de care se deosebesc în principal prin: frunze ligulate (prevăzute labază cu o anexă solzoasă numită ligulă), dispuse opus sau altern; heterosporie, adică formarea a două tipuri de spori: masculi mai mici (microspori), în microsporangi și femeli mai mari (macrospori), în macrosporangi; endoprotalie, adică formarea protalului, de mici dimensiuni, în interiorul sporului. Prin crăparea sporului, protalul vine în contact cu aerul, se înverzește și formează gametangiile cu gameți (anterozoizii sunt biflagelați). Apariția heterosporiei și a endoprotaliei sunt caractere de superioritate ce marchează calea spre spermatofite.

Selaginella helvetica – plantă ierbacee, perenă, cu ramificare dicotomică și frunze opuse. Trofofilele sunt mai lungi decît sporofilele. Spicele de sporofile sunt situate în vârful ramurilor ascendente. La baza spicelor se află macrosporofilele cu macrosporangi și macrospori, iar la vârf – microsporofilele cu microsporangi și microspori. Crește pe stâncile umede din etajul montan.

Selaginella helvetica

Foto: Sîrbu C.

Ciclul biologic la Selaginella: A-sporofit; B-spic cu sporofile; 1- microsporange; 2-microspor; 3-gametofitul mascul; 4-nterozoid; 5-macrosporange; 6-macrospor; 7-gametofitul femel; 8-arhegon cu oosferă; 9-fecundația; 10-endoprotal femel și embrion; r-rizoizi; a-macrosporofilă; b-microsporofilă [Hrjanovskii 1976]

96

CLASA EQUISETOPSIDA

plante ierbacee sau lemnoase, fosile (Silurianul superior, cu apogeul înCarbonifer, devenind sporadice în Jurasic) și puține actuale;

tulpini articulate, cu ramificare monopodială;

anatomia tulpinii variază: protostel, sifonostel, artrostel;

la numeroși reprezentanți (în principal arbori) se formeaza structurasecundară;

frunzele, în general mici, sunt dispuse în verticile;

sporangii situați în vârful sporofilelor (ramificate dicotomic) sau pe fațainferioară a acestora (caz în care acestea au formă de scut), formîndu-se spice de sporofile apicale;

in sporangi se formează homoiospori(mai rar izospori sau heterospori);

protalele sunt diferențiate morfologic (plante heteroprotaliene), foliacee,lobate;

anterozoizii sunt pluriflagelați.

Equisetum arvense (coada calului) – plantă perenă, cu un rizom de pe care se formează două feluri de tulpini aeriene, erecte: fertile și sterile. Tulpinile fertile sunt neramificate, brune, lipsite de clorofilă, purtând la noduri verticile de frunze reduse, concrescute la bază într-o teacă și se dezvoltăprimăvara, formând în vârf spice de sporofile (de 1-4 cm). O sporofilă este compusă dintr-un pedicel ce se prinde de axa spicului și dintr-un disc hexagonal. Pe fața inferioară a fiecărui disc sporofilar se formează câte 5-8 sporangi. Tulpinile sterile apar după răspândirea sporilor. Ele sunt verzi, striate și la noduri au frunze reduse, uninerve, verticilate, de culoare brună, unite într-o teacă, precum și numeroase ramuri articulate, dispuse verticilat. Sporii sunt mici, sferici, diferiți ca sex, prevăzuți la exterior cu câte trei benzi alungite și spiralate, numite elatere, care prin mișcări higroscopice favorizează aglomerarea sporilor de sexe diferite și răspândirea grupată a acestora, cu ajutorul vântului. Protalele sunt heteromorfe: cele mascule sunt mai mici, mai puțin lobate, iar cele femele sunt mai mari și mai lobate.

Crește în locuri umede, uneori ca buruiană prin culturi. Este toxică, caracter comun pentru toate speciile genului. Tulpinile sterile au proprietăți medicinale (sunt diuretice, hemostatice, antireumatice și antibronșitice).

97

Ciclul biologic la Equisetum arvense: 1,1a-spori masculi cu elatere; 2,2a-spori femeli cu elatere; 3-protal mascul cu anteridii; 3a-anterozoizi; 4-protal femel cu arhegoane; 5-arhegon cu zigot; 6-plantă cu tulpini sterile și fertile, în vârf cu spic sporifer; 7-sporofilă cu sporangi (G-gametofit; Sp-sporofit; R-meioză) [Răvăruț & Turenschi 1973]

tulpină sterilă Equisetum arvense

spic de sporofile

sporofilă cu sporangi

rizom cu tuberculi

[de.academic.ru] Foto: Sîrbu C.

98

CLASA POLYPODIOPSIDA

plante ierbacee sau lemnoase, fosileși actuale, cunoscute sub numele de “ferigi”;tulpina:stip columnar (la numeroase forme fosileși la unele actuale, tropicale) saurizom subteran (la formele actuale);

cilindrul central:protostel la eustel; structura secundară lipsește;

cele mai arhaice polipodiopside (Devonian) purtau pe tulpinirămurele subțiri, verzi,mici, filiforme, ușor turtite, cu rol asimilator, numite filofore;

planteholofilofore(fără frunze propriu-zise),

planteheterofilofore(aveauși frunze –macrofile-rezultate prin cladodificare);din grupul heterofiloforelor s-au desprins polipodiopsidelemacrofile(cu frunze mari)multinervate, de regulă profund divizate sau compuse, rareori întregi;

frunze (macrofile)de regula cu rol mixt (trofosporofile);

sporangii,unilocularisituati la extremitatea ramurilor (la holofiloforeși la unele speciimacrofile) sau susținuți de trofosporofile (la majoritatea speciilor);

adeseori sporangii sunt grupați mai mulți la un loc, formândsori;

la polipodiopsidele primitive sporangii erau de origine subepidermică și prezentaupereți groși, pluristratificați (eusporangi), în timp ce la cele evoluate sporangii sunt de origine epidermică și au pereți unistratificați (leptosporangi);

după tipulsporilor, polipodiopsidele sunt de două tipuri:izospore(cu izospori) sauheterospore (cu heterospori);

protaluleste cel mai adesea izolat, foliaceu, cordiform, autotrof, prins de substrat prinrizoizi; la ferigile acvatice protalul este învelit de membrana sporului (endoprotal); anterozoiziisunt pluriflagelați.

Sistematica. Clasa Polypodiopsida se împarte în 8 subclase dintre care amintim: Protopteridiidae, Archaeopteridiidae, Ophioglossidae, Polypodiidae și Hydropterididae.

SUBCLASA ARCHAEOPTERIDIIDAE

ferigi lemnoase, fosile (Devonian-Carbonifer), eusporangiate și heterospore, desprinse dintre riniale, la care apar pe lângă filofore și macrofile penat-sectate. D.p.d.v. anatomic, alături de traheidele scalariforme, se află și traheide areolate.

Archaeopteris hibernica –fragment (m-microspor; M-

99

SUBCLASA OPHIOGLOSSIDAE

ferigi fosile și actuale, ierbacee, eusporangiate și izospore, cu macrofile întregi sau divizate; sporangii formează sori neinduziați pe segmentele terminale fertile ale frunzelor, sub forma unor “spice”; protalul este mic, subteran, micorizant.

sporofilă

trofofilă

Botrychium lunaria (L.) Sw. (limba cucului) – plantă perenă, cu rizom, de talie mică (cca. 30 cm), cu un segment steril (trofofil) întreg, ovat-lanceolat și unul fertil (sporofil), ambele penat-divizate. Prin pajiști umede colinare și montane.

Foto: Sîrbu C. [Wettstein 1935]

SUBCLASA POLYPODIIDAE

Ferigi fosile și actuale, ierbacee sau lemnoase (doar la tropice), lepto-sporangiate și izo-spore, cu macrofile divizate, rareori întregi, circinate în tinerețe; sporangii pedicelați, cu perete unistratificat (cu un inel mecanic incomplet), sunt grupați în sori, la marginea sau pe fața inferioară a trofosporofilelor (mai rar frunzele sunt diferențiate în trofofile și sporofile); protalul este mic, foliaceu, cordiform (rar filamentos), autotrof.

Ciclul biologic: 1-aparatul vegetativ; 2-lob cu sori; 3-secțiune prin sor; 4-sporange cu spori; 5-induzie; 6-izospor; 7, 8-protal; 9, 13, 14-arhegon cu oosferă; 10, 12-anteridie și anterozoizi; 11-rizoizi; 15-embrion (încă legat de protal) [www.newberry-

college.net]

100