Цветковые растения-паразиты семейства Orobanchaceae

Министерство Образования Российской Федерации

Российский государственный аграрный университет МСХА

им. К. А. Тимирязева

 

 

                                      Кафедра защиты растений

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

 

на тему:

«Цветковые растения-паразиты семейства Orobanchaceae »

 

 

 

Выполнила: Студентка  агрономического факультета   205 группы                                          Малютина К.В.

Преподаватель: Белошапкина  О. О.

 

 

 

 

 

      

 

 Москва 2011

 

 

Содержание:

 

 

1) Биологическое определение цветковых растений-паразитов…....……......3

 

2) Сравнение представителей разных семейств………………….…..…….…4

 

3) Биологическое описание семейства Заразиховые ………….….….……....5

 

4) Распространение и экология…………………….………….…….…….11-12

 

5) Заразиха…………………………………………….……….....…..….……..12

а) жизненный цикл…………………………………….……….……….….13-17

б) специализация заразих………………..…………………………………17-21

б1)заразиха подсолнечная…………..…….…………………………….……..18

б2)заразиха египетская…………………...…………………………...….……19

б3)заразиха ветвистая………………………..……………………...…………20

в) меры борьбы с заразихой……………………...………………….….….21-23

 

6) химический состав и лекарственные свойства:

заразиха……………………………………………………………...….…..23-24

бошнякия русская……………………………………………………..…...24-25

петров крест……………………………………………...…………...……25-26

 

7) Редкие виды Заразиховых………………………………...…………..……27

 

8)Список литературы …………………………………………………..…….28

 

 

 

 

Цветковые растения - паразиты и полупаразиты

Растения-паразиты — экологическая группа покрытосеменных растений (Magnoliophyta), получающих питательные вещества непосредственно из тканей других растений. Связь с растением-хозяином паразит осуществляет через гаустории, возникающие в результате преобразования зародышевого корня или, в редких случаях, тканей стебля. В настоящее время известно около 4100 видов растений-паразитов, относящихся к 19 семействам

 

         Большинство высших цветковых растений обладает способностью к автотрофному питанию; они имеют хорошо развитую корневую систему и надземный ассимилирующий аппарат. В процессе эволюции некоторые виды частично или полностью утратили такую способность и перешли к паразитическому существованию за счет других растений. Переход происходил путем приспособления к жизни на корнях или надземных органов растений — хозяев, соответственно сформировались группы корневых и стеблевых паразитов. Частично или полностью присасываясь к корням или стеблям растений - хозяев, паразиты с помощью гаусторий извлекают из проводящей системы питательные вещества и воду, что приводит к значительному ослаблению растений, а иногда и к гибели. Некоторые виды растений настолько приспособились к паразитическому образу жизни, что у них нет корневой системы и ассимиляционного аппарата; это бесхлорофильные паразиты. Растения, сохранившие свой листовой аппарат и получающие отрастения - хозяина только минеральное питание, названы полупаразитами.

 

Первыми хозяевами цветков-паразитов, видимо, были деревья. Затем, в процессе эволюции, они перешли на кустарники, многолетние и однолетние травы.

Цветковые паразиты, причиняющие существенный ущерб сельскохозяйственному производству, представлены в 4 семействах: норичниковые, ремнецветниковые, повиликовые и заразиховые. Растения этих семейств по типу паразитизма- корневые или стеблевые, по степени паразитизма- полупаразиты или облигатные паразиты. Так, в семейство норичниковые входят корневые полупаразиты, в семейство ремнецветниковые и повиликовые- стеблевые парзиты, в семейство заразиховые- корневые паразиты.

Сравнивая паразитов отдельных  семейств между собой, можно проследить за эволюцией паразитизма. Так, растения из семейства норичниковые (погремок, очанка, марьянник и т д) – полупаразиты с частично редуцированной корневой системой, но сохранившие зеленые листья, а следовательно, и способность к ассимиляции. Растения семейства ремнецветниковые (омела, ремнецветник и т д) имеют более выраженные признаки паразитизма. Корневая система у их полностью редуцирована, но сохранились зеленые листья и способность к ассимиляции. Растения семейства кускутовые занимают промежуточное положение: хотя корневая система и листья у них полностью редуцированы, но некоторые виды сохранили способность к ассимиляции благодаря присутствию хлорофилла в  стеблях. Все заразиховые- облигатные паразиты (заразиха, петров крест, цистанха ). Корневая система, листья  и лишенные хлорофилла стебли у них редуцированы; заразиховые не пособны к ассимиляции.

 

Цветковые паразиты, причиняющие существенный ущерб сельскохозяйственному производству, представлены в 4 семействах: норичниковые, ремнецветниковые, повиликовые и  заразиховые

 

 

 

 

В своей курсовой работе, я хотела бы подробно остановиться на семействе Заразиховые ( Orobanchaceae )

 

Зарази́ховые ( Orobancháceae) — семейство двудольных растений. Согласно системе классификации APG II (2003) Заразиховые включены в порядок Ясноткоцветные (Lamiales) в составе группы эвастериды I.

Ранее эта группа растений некоторыми авторами включалась в семейство  Геснериевые (Gesneriaceae) в ранге подсемейства 

 

Биологческое описание

 

Все виды семейства заразиховых  принадлежат к числу многолетних  корневых паразитов и полностью лишены хлорофилла. С необычным образом жизни тесно связаны основные особенности этого семейства: своеобразный облик растений, отсутствие настоящих корней, чешуевидные листья, очень мелкие и многочисленные семена с очень слабо редуцированным зародышем.

Семена заразиховых легко проникают  в глубь почвенного слоя с дождевой водой, где проростки вступают в  контакт с корнями растений-хозяев. Вероятность успешного контакта невелика, однако его возможность  обеспечивается у заразиховых двумя  приспособлениями. Во-первых, обилием семян, которое дает каждое растение. Мелкие и легкие семена заразиховых распространяются с помощью ветра и дождевых капель. Самые мелкие среди цветковых растений семена имеет паразитическое растение заразиха (Orobanche ionantha, из семейства заразиховых). У пучкоцвета лесными животными распространяются плоды, заполненные клейкой пульпой, в которую погружена масса мельчайших семян. Засохший венчик часто долго сохраняется при плодах, препятствуя быстрому рассеиванию семян. Сухие стебли многих заразих с еще содержащими семена плодами могут переноситься ветром, рассеивая семена по способу перекати-поле.

Например, в одной завязи эгинетии индийской (Aeginetia indica) образуется до 70 000 семян, а одна особь заразихи может дать до 500 000 и более семян. Во-вторых, семена заразихи, подобно семенам некоторых паразитных норичниковых, прорастают только под воздействием особых веществ — стимуляторов, выделяемых корнями растений-хозяев. Эти выделения не только вызывают прорастание семян, но и ориентируют рост проростка в направлении хемостимулятора (корня растения-хозяина).         

Приспособительное значение этих особенностей очевидно, и, вероятно, ими обладают и другие представители семейства. Зона действия стимуляторов прорастания  распространяется в почве довольно широко, поэтому далеко не все прорастающие в этой зоне семена заразихи способны достичь корня растения-хозяина: возможности проростка очень невелики, лишь в некоторых случаях зародышевый корешок заразихи достигает нескольких миллиметров, у заразихи кумской (Orobanche cumana), например, до 0,5 см. При соприкосновении с корнем растения-хозяина верхушка зародышевого корня заразихи преобразуется в гаусторию (присоску) и активно внедряется в него при посредстве протеолитических ферментов.        

Дальнейшее развитие проростка  заразихи происходит лишь после контакта ее гаусториальных клеток с проводящей системой корня растения-хозяина. В  месте внедрения из части проростка, примерно соответствующей гипокотилю, развивается клубневидное образование, называемое обычно клубеньком. В клубеньке запасаются питательные вещества, закладываются плодущие побеги и вторичные гаусториеобразующие органы, обеспечивающие вегетативное размножение растения-паразита.        

У многих видов заразихи, особенно у видов, паразитирующих на культурных, обычно однолетних растениях, из клубенька в первый же сезон развивается плодущий побег, который отмирает вместе с питающим растением. Однако у видов, паразитирующих на многолетних растениях, развитие паразита возобновляется в следующем году из новых клубеньков, образующихся в результате повторных внедрений вторичных гаусториеобразующих органов в корни растения-хозяина. У пучкоцвета трубкоцветкового (Phacellanthus tubifloris), паразитирующего на корнях ясеня, система вторичных гаусториеобразующих органов формирует густую сеть, из которой в отдельные годы возникает сразу до нескольких десятков побегов, принадлежащих к одной особи.        

У представителей некоторых родов  заразиховых клубеньки существуют в течение ряда лет и дают начало все новым и новым подземным побегам. Последние, правда, зацветают не каждый год, так как из зачатков побегов здесь развиваются обычно мощные растения. У некоторых видов цистанхи (Cistanche) стебли достигают в высоту 1 — 1,5 м. На развитие таких побегов требуется как минимум 2—3 года. Поэтому «клубенек» цистанхе иногда весит более 10 кг. Напротив, у маннагеттеи (Mannagettaea) стебли крайне редуцированные, подземные, на поверхности почвы бывают видны лишь соцветия этого растения.

 

( http://www.botanichka.ru/blog/2010/06/15/broomrape/ )

 

( http://guppy.ucoz.ru/publ/rekordy_rastitelnogo_mira/1-1-0-70 )

 

 

( http://www.mishkaguru.ru/?page=68033 )

 

 

Цветки заразиховых располагаются  в пазухах прицветников (иногда еще  с прицветничками), обычно сходных  по форме и строению с чешуевидными листьями, образуя конечные колосовидные, кистевидные, метелковидные, реже щитковидные  или головковидные соцветия бокоцветного типа. У южноазиатской эгинетии (Aeginetia) и у некоторых американских заразих очень короткие стебли заканчиваются кистью с немногими цветками на очень длинных цветоножках, а у видов распространенного в Крыму, на Кавказе и в Передней Азии рода дифелипея (Diphelypaea) стебель несет лишь один, очень редко два крупных цветка . Чашечка очень разнообразна по строению. Так, в пределах обширного рода заразих чашечки варьируют от колокольчатых, 4—5-зубчатых до расщепленных на 2 цельных или двузубчатых сегмента. Сростнолепестный пятичленный венчик обычно имеет трубчатую, воронковидную или колокольчатую форму. У цистанхе он еще близок к актиноморфному, пятилопастный, но у большинства родов семейства он зигоморфный и обычно двугубый. У южноазиатской христисонии трубчатой (Christisonia tubulosa) голубые венчики достигают в длину 7,6 см, а у дифелипеи ярко-красные или желтые венчики могут быть длиной до 5 см.        

Тычинок в цветке заразиховых обычно 4, редко 3 (у тиенмуйи — Tienmuia), прикрепленных к трубке венчика близ ее середины или ниже, чередуясь с лопастями или зубцами венчика. Пятая тычинка отсутствует, реже превращена в стаминодий, как у заразихи одноцветковой (Orobanclie uniflora).        

Заразиховые имеют паракарпный  гинецей, состоящий из 2, реже 3 или  4 (у копсиопсиса — Kopsiopsis) плодолистиков. Столбик заканчивается головчатым, воронковидным или 2—4-лопастным рыльцем. Завязь верхняя, одногнездная (лишь у христисонии и бошнякии — Boschniakia — близ основания двухгнездная), с 2—6, но обычно с 4 париетальными плацентами, несущими многочисленные семязачатки. У большинства видов плод — коробочка, раскрывающаяся двумя, реже тремя створками, у пучкоцвета плод ягодообразный. Семена содержат богатый крахмалом и маслами эндосперм и редуцированный зародыш.

Цветки многих заразиховых протогиничны: гинецей созревает раньше, чем пыльники. Однако в роде заразиха преобладают гомогамные цветки и потому самоопыление вполне возможно. Опылителями заразиховых обычно являются шмели, пчелы и другие перепончатокрылые. Приспособления, способствующие опылению, еще недостаточно изучены. К ним, вероятно, относятся мешковидные или шпорцевидные придатки пыльников эгинетии и христисонии. Некоторые виды заразих имеют приятный запах — дополнительное средство привлечения насекомых-опылителей. Разветвленные колосовидные соцветия североамериканского эпифагуса обычно имеют 2 вида цветков: клейстогамные и хазмогамные. Клейстогамные цветки имеют небольшой замкнутый венчик, всегда фертильны и располагаются в нижней части соцветий (иногда еще и в верхней). Хазмогамные цветки, располагающиеся в средней или верхней части соцветий, имеют открытый двугубый венчик, но плодоносят крайне редко. Развивающиеся под землей клейстогамные цветки отмечались еще у западносредиземноморского вида цистанха фелипея (Cistanche phelypaea)

Имеется около 150 видов заразих, которые  отличаются строением цветка, но тем  не менее с первого взгляда  они кажутся очень похожими одна на другую, только окрашены по-разному. Например, у заразихи прелестной верхняя  часть венчика фиолетовая, у заразихи Кочи - цветки кремовые или желтые.

 

( http://www.nkj.ru/archive/articles/10230/ )

 

 

 

 

 

 

 

        Семейство заразиховых  включает 13 родов и около 200 видов, распространенных очень широко, но крайне неравномерно. В Европе, Азии и северной части Африки встречается около 90% всех видов семейства, особенно многочисленных в Евразии, от Канарских островов и Пиренейского полуострова до Гималайских гор. В южном полушарии заразиховые почти отсутствуют. Не считая заносных из Европы, здесь встречаются только немногие виды заразихи в Австралии и Южной Америке. Тропики также бедны заразиховыми. В горных районах таежной зоны Азии и Северной Америки широко распространена паразитирующая на некоторых видах ольхи бошнякия русская (Boschniakia rossica), заходящая в низкоширотные районы Арктики. В Северной Америке, кроме того, встречаются 2 эндемичные секции заразихи и 3 эндемичных рода: конофолис (Conopholis), эпифагус (Epifagus) и копсиопсис.