Из спор зеленого мха. Задания для любознательных
Число видов 13 500 (80 семейств и 657 родов). Распространены более широко, чем сфагновые мхи, встречаясь в разнообразных экологических условиях от тундры и лесотундры до степей и пустынь. Наиболее типичные местообитания зеленых мхов, где они подчас явно доминируют или формируют сплошной покров,- тундры, болота и некоторые типы лесов. Каждому специфическому местообитанию, например: определенному типу леса, свойственны свои виды. Для дубрав и смешанных лесов Восточной Европы очень характерны виды родов мниум - Mnium и климациум - Climacium, в более северных, менее увлажненных лесах преобладают виды родов плеуроциум - Pleurozium, дикранум - Dicranum, хилокомиум - Hylocomium. В хвойных лесах более высоких широт на первый план выступают виды рода кукушкин лен - Polytrichum. Зеленые мхи по сравнению со сфагновыми отличаются большим разнообразием строения.
Рассмотрим строение одного из наиболее широко распространенных зеленых мхов - кукушкина льна (Polytrichum commune). Стебелек, плотно покрытый филлоидами, чаще всего не ветвится и достигает 15 см высоты, а иногда и более. По сравнению со сфагновыми мхами гаметофит в структурном и функциональном отношениях более совершенен и разнообразен (рис. 199). Осевая часть (стебелек) гаметофита имеет в центре более вытянутые клетки, которые соответствуют ксилеме и флоэме, что облегчает проводящую функцию. Настоящего проводящего пучка нет. Филлоид состоит из нескольких слоев клеток и более дифференцирован. В его срединной части обособляются удлиненные проводяшие и толстостенные механические клетки, аналогичные средней жилке настоящего листа. На верхней поверхности филлоида образуется зеленая бахрома из коротких хлорофиллоносных нитей (ассимиляторов) - фотосинтезирующая ткань. У основания стебелька развиваются многоклеточные ризоиды - аналоги корней. Органы полового размножения расположены на разных особях - мужских и женских гаметофитах. Строение антеридиев и архегониев не имеет принципиальных отличий с: таковых у сфагновых мхов.
Спорогон состоит из гаустории, ножки и коробочки. Однако по сравнению со сфагновыми мхами части спорогона более развиты, особенно коробочка. Основные отличия строения коробочки следующие: а) верхняя часть ножки сильно разросшаяся и содержит хлорофиллоносную ткань; б) наверху коробочки до созревания спор находится волосистый колпачок, развивающийся из стенки брюшка архегоння; в) внутри расширенной части коробочки - урночки- расположена колонка, где она расширяется и формирует эпифрагму - тонкостенную перегородку, над которой находится крышечка, г) спорангий представляет собой цилиндрический мешок, расположенный вокруг колонки; он прикреплен к стенке урночки и к колонке особыми нитевидными образованиями; д) коробочка имеет специальное приспособление для рассеивания спор - перистом. Он представляет собой ряд зубчиков, расположенных по краю урночки.
Между зубчиками перистома есть сквозные поры, через которые в сухую погоду высыпаются споры. Из споры вырастает протонема в виде зеленой ветвящейся нити. На протонеме возникают особые почки, из которых со временем развивается взрослый гаметофит.
199. Кукушкин лен - Polytrichum commune. A - мужской гаметофит; Б - верхушка мужского
гаметофита (продольный срез); В - женский гаметофит; Г - верхушка женского гаметофита (продольный срез); Д - стебель (поперечный срез); Е - филлоид общий вид и поперечный срез); Ж - спорогон, развившийся на женском гаметофите;
3 - коробочка спорогона (с колпачком, без колпачка и продольный срез)
1:антеридий, 2 - парафиза, 3 - архегоний, 4 - эпидерма, 5 - «кора», 6 - клетки, выполняющие - функцию флоэмы, 7 - клетки, выполняющие функцию ксилемы, 8 - паренхимные клетки, 9 - механические клетки, 10 - ассимиляторы, // - ризоиды, 12 - колпачок, 13 - крышечка, 14 -- эпифрагма, 15 - стенка урночки, 16 - колонка, 17 - спорангий, 18 - апофиза, 19 - ножка.
Происхождение мохообразных еще не выяснено.
1.Одни авторы филогенетических систем выводят их из риниеобразных. Они основываются на сходстве структуры спорангия и устьиц риниеобразных и сфагновых мхов. Более примитивное строение мохообразных объясняют как:вторичное в связи с возвратом к водным местообитаниям.
2.Более мотивирована концепция другой группы ученых: мохообразные происходят непосредственно от водорослей. В этом случае предполагается, что риниеобразные и папоротникообразные также возникли от водорослей, и представляют собой особую параллельную ветвь развития, где прогрессировал другой тип чередования фаз в жизненном цикле с доминированием спорофита. Предковыми формами этой линии, которая оказалась исключительно прогрессивной, по-видимому, были водоросли, у которых спорофаза и гаметофаза представлены разными индивидуумами, развивающимися независимо друг от друга и не различающимися между собой и морфологически.
ОТДЕЛ ПЛАУНООБРАЗНЫЕ - LEPIDOPHYTA
Плаунообразные представляют мелколистную линию эволюции. Появление их датируют силурским периодом палеозойской эры. Первые плаунообразные были травянистыми растениями, затем возникали одревесневающие формы. Ныне живущие плаунообразные вместе со многими известными ископаемыми видами представляют значительное разнообразие жизненных форм. Среди них встречаются деревья, кустарники, травы. Органы спорофита - корень, стебель и мелкие, иногда чешуевидные листья, слабо дифференцированные, с одной - двумя неветвящимися жилками. Они представляют собой по существу выросты стебля - филлоиды. Поэтому побеги плаунообразных не имеют хорошо выраженных узлов и междоузлий. Стебли и корни характеризуются ди-томическим ветвлением. Спорангии или одиночные, расположенные на верхней стороне листьев (спорофиллюв), или собраны в колоски. Древовидные плаунообразные были широко и обильно распространены в середине каменноугольного периода, а затем вымерли. Травянистые формы оказались более пластичными и дошли до наших дней. Отдел Плаунообразные чаще всего подразделяют на 3 класса: Плауновидные, Чешуедревовидные и Полушниковидные.
КЛАСС ПЛАУНОВИДНЫЕ - LYCOPODIINAE
Род плаун - Licopodium включает 400 видов. На территории России представлен 14 видами. Наиболее широко распространен плаун булавовидный - L. clavatum. Встречается преимущественно в хвойных лесах. Из других видов можно отметить плаун-баранец - L. selago (лиственные леса, альпийские и субальпийские луга), плаун обоюдоострый - L. anceps (сосновые леса).
Рассмотрим плаун булавовидный - L. clavatum 
Рис. 127. Жизненный цикл плауна булавовидного - L усо podium clavatum: £--деление зиготы, 2 - зародыш спорофита, 3- взрослое растение спорофита, 4 - спорофилл со спорангием, 5 - спорогенная клетка, 6-8 - развитие спор из спорогенной клетки путем мейоза, 9 - спора, 10 - прорастание споры, образование протонемы, // - гаметофит с архегониями и анте-ридиями, 12 - архегоний с яйцеклеткой, 13 - антеридий со сперматозоидами, 14 - сперматозоид,
15 - оплодотворение
Спорофит представлен многолетним вечнозеленым растением. Стебель стелется по земле и дает вертикальные, дихотомически ветвящиеся побеги до 25 см высоты. Побеги заканчиваются спороносными колосками или верхушечными почками. От лежачего стебля отходят дихотомически ветвящиеся корни. Стебель и ветви густо покрыты спирально расположенными мелкими ланцетно-линейными листьями. На поперечном сечении стебля можно рассмотреть структуру стелы (центрального цилиндра), напоминающую концентрический проводящий пучок, и кору. Вторичный рост отсутствует. Коровую часть пронизывают ответвления стелы (листовые следы), которые переходят в листья и формируют их среднюю жилку. Стебель и листья покрыты эпидермой с хорошо развитыми устьицами. Спороносные колоски на длинных ножках, на их оси сидят спорофиллы, со спорангиями на верхней стороне. После редукционного деления материнских клеток образуются гаплоидные споры. Все споры по форме и величине одинаковы. Споры содержат до 50% жирного невысыхающего масла. Споры попадают на землю и на глубине нескольких сантиметров из них медленно, в течение 12- 20 лет, развивается гаметофит. По форме, он напоминает луковичку, позднее разрастается до 2-3 см в диаметре и имеет блюдцевидную форму. Гаметофит имеет ризоиды, но лишен хлоропластов. Клетки, расположенные под эпидермой, содержат мицелий гриба (симбиоз). Однако у некоторых видов гаметофит развивается на поверхности почвы, и тогда в его клетках появляются хлоропласты. Антеридии и архегонии расположены рядом на верхней стороне и погружены в паренхимную ткань. Антеридии овальной формы, архегонии - колбовидной. Сперматозоиды многочисленные, двужгутиковые. Из зиготы развивается зародыш. Зародыш спорофита вначале внедрен в ткань гаметофита и в какой-то мере питается за его счет. Вскоре его корни проникают в почву, и начинается долгая самостоятельная жизнь спорофита.
Хозяйственное значение плаунов невелико. Они не поедаются животными. Издавна используются лишь споры плаунов, содержащие невысыхающее масло. Их применяют в медицине в качестве детской присыпки. Иногда споры плауна используют при фасонном литье для обсыпания стенок моделей, чтобы отливаемая деталь легко отделялась от формы.
КЛАСС ХВОЩЕВИДНЫЕ - EQUISETINAE
В современной флоре класс представлен одним семейством Хвощевые - Equisetaceae. В составе семейства только один род хвощи. Другие роды семейства давно вымерли. Общее число видов 30- 35. Распространены они на всех континентах мира (кроме Австралии) до- .вольно широко, преимущественно в условиях влажных местообитаний. В России 13 видов. Современные хвощи - сугубо травянистые растения, хотя некоторые из них достигают значительных размеров (12 м). Это лазающие растения тропического леса с тонкими стеблями. Большинство хвощей имеет однолетние надземные побеги, только немногие вечнозеленые (в лесной зоне широко распространен вечнозеленый хвощ зимующий - Е. hiemale). Стенки клеток эпидермы часто инкрустированы кремнеземом, что обесценивает кормовое значение хвощей.
Подземная часть представлена сильно развитым корневищем. Боковые ветви корневища служат местом отложения запасных веществ и у некоторых превращаются в клубни, которые служат также и органами вегетативного размножения. От горизонтального корневища отходят надземные побеги. Все побеги и корневища нарастают верхушкой.У хвоща полевого рано весной развиваются неветвящиеся бесхлорофилльные побеги. На верхушке они несут спороносные колоски (рис. 202, Б).Спорангии расположены на особых спорангиофорах 1 (рис. 202, В) У современных хвощей все споры морфологически одинаковы и обоеполы. После созревания спор спороносные побеги отмирают. Зеленые вегетативные побеги типичным мутовчатым ветвлением появляются позднее и вегетируют до поздней осени, но развиваются из того же корневища, что и спороносные (рис. 202, А). Снабженные элатерами споры хвоща полевого прорастают на почве в хлорофиллоносные гаметофиты в виде лопастных пластинок, морфологически различных. Одни из них - мужские с антериями, формирующими многожгутиковые сперматозоиды, другие -женские, с архегониями. Последние более рассеченной формы(202, Д) Некоторые виды хвощей имеют важное значение как кормовые растения: хвощ ветвистый - Е. ramosissimum, хвощ пятнистый - Е. variega-~:, хвощ зимующий - Е. hiemale. Встречаются и ядовитые виды:
Рис. 202. Хвощ полевой - Equisetum arvense. A - вегетативный побег; Б - спороносный побег; В - спорангиофор со спорангиями (внешний вид и поперечный срез); Г -спора;
Д - гаметофиты (мужской и женский):
/ - корневище, 2 - спороносный колосок, 3 - щиток, 4 - спорангий, 5 - ножка, 6 - перина, 7 - элатеры, 8 -> антеридий, 9 - архегоний
хвощ болотный - Е. palustre, хвощ дубравный - Е. nemorosum и др. Хвощ полевой - Е. arvense нередко встречается в посевах как злостный сорняк, причем его кормовые качества оспариваются.
ОТДЕЛ ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ - PTEROPHYTA
Общее число видов около 15 тыс. Это наиболее обширный отдел среди высших споровых. Распространены на всех континентах мира, но преимущественно в тропиках. Многие виды вымерли. Первые папоротникообразные представлены главным образом деревьями, иногда крупными. В тропических лесах Австралии и Новой Зеландии в наши дни произрастают древовидные папоротникообразные, достигающие 20 м высоты. Стволы древовидных видов колонновидные, не ветвящиеся, как у некоторых покрытосеменных, например у пальм. Общее направление эволюции папоротникообразных - от древовидного прямостоячего радиально-симметричного тела спорофита к травянистому простертому - дорзовентральному
Таблица 3.7. Систематика и основные признаки Pteridophyta
Отдел Pteridophyta (папоротникообразные)
Чередование поколений, при котором доминирует спорофитное поколение Гаметофит редуцирован до крошечного, простого заростка У спорофита есть настоящие корни, стебли и листья с проводящими тканями
Класс Lycopsida (плауновидные)-плауны
Класс Sphenopsida (клинолистовидные, членистые) - хвощи
Класс Pteropsida (папоротниковидные) -папоротники
Листья сравнительно небольшие (микро-филлы) 1 * и расположены спирально вокруг стебля
Равноспоровые и разноспоровые формы Спорангии обычно в спороносных шишках (стробилах)
Примеры: Selaginella - разноспоровый плаун
Lycopodium - равноспоровый плаун
Листья сравнительно небольшие (микрофиллы) 1 * и расположены мутовками вокруг стебля
Равноспоровые
Спорангии в спороносных шишках
(стробилах) на хорошо заметных
спорангиофорах
Примеры: Equisetum (единственный род, сохранившийся до наших дней)
Листья сравнительно крупные (макрофиллы) 1 \ называются вайями и расположены спирально вокруг стебля
Равноспоровые (преимущественно) Спорангии обычно собраны в кучки (сорусы)
Пример: Dryopteris filixmas (мужской папоротник, щитовник) Pteridium (папоротник-орляк)
Микрофиллы - листья, имеющие одиночную центральную жилку. Обычно небольшие. Макрофиллы-листья имеющие разветвленные жилки. Крупные.
Рис. 203. Выводковые почки Папоротникообразных - Pterophyta. Л - цистоптериса луковичного - Cystopteris bulbifera; Б - асплениума - Asplenium viviparum: I - выводковые почки, 2-3 - фазы прорастания выводковых почек
Редукция вегетативного тела произошла вследствие приспособления к эпифитному и геофитному образу жизни в условиях умеренного и холодного континентального климата.
От предыдущих высших споровых папоротникообразные отличаются крупнолистностью (мегафиллией). Однако у них листья особого рода. Они длительно нарастают верхушкой, а не основанием, выводковые почки закладываются в мезофилле листа (рис. 203). Есть все основания считать листья папоротникообразных гомологами стеблей (кладодиями). Поэтому их часто называют вайями, или плосковетками. На нижней стороне вай расположены спорангии. Чаще всего они группируются кучками - сериями. Тогда спорангии бывают покрыты покрывальцем -индузием (см. рис. 207). Иногда же спорангии свободно рассеяны на нижней поверхности листьев. Полагают, что изначально вайя была одновременно и фотосинтезирующим, и спороносным органом. Позднее произошла дифференциация: верхние вайи специализировались для спороношения (см. рис. 208). В других случаях наблюдается специализация даже отдельных участков одной вайи(осмунда). Стробил - спороносный колосок, столь характерный для предыдущих споровых, у лептоспорангиатных папоротников отсутствует. Спорофит -сложно устроенное растение. От корневища почти вертикально отходят вайи, а вниз- придаточные корни, которые, как и корневище, состоят из хорошо дифференцированных тканей.
Споры, полученные в результате редукционного деления (п хромосом), рассеиваются благодаря разрыву стенки спорангия. Число спор на одном растении исчисляется десятками и сотнями миллионов, а иногда и миллиардами. Гаметофит обоеполый, изредка раздельнополый, например у водных папоротников. Форма гаметофита довольно однообразна: у наших видов чаще всего сердцевидная (см. рис. 207), у тропических - в виде ветвистой пластинки или нитевидная. Из зиготы формируется зародыш спорофита (2 п хромосом). Зародыш (рис. 204), кроме обычных частей, имеет гаусторию - ножку, которой он внедряется в ткани гаметофита и поглощает пищу.
Рис. 37. Зародыш спорофита адиантума - род Adianthum (поперечный срез):
/ - пластинка гаметофита, 2 - ризоиды, 3 - неоплодотворенные архегонии, 4 -
гаустория зародыша, 5 - зародышевый корешок, 6 - первый лист зародыша
Зародышевый корешок вскоре редуцируется, и на смену ему возникают придаточные корни.
Гаметофит приспособлен к жизни в условиях обильной влаги (как водоросли), спорофит - сухопутное растение. Некоторое исключение составляет спорофит водных папоротников. Таким образом, приспособительная эволюция папоротникообразных к сухопутным условиям шла по линии спорофита. Однако папоротникообразные не могли завоевать сушу, поскольку гаметофит остановился на уровне водорослевого периода существования. Половой процесс у них, как у водорослей и мохообразных, неминуемо связан с водной средой.
Папоротникообразные подразделяют на 3 класса: Первопапоротники, Настоящие папоротники, Лептоспорангиатные папоротники.
КЛАСС ПЕРВОПАПОРОТНИКИ - PRIMOFILICIDAE
Разнообразная, но слабо изученная группа ископаемых папоротникообразных. Общее число видов 60. Основные черты строения: дихотомически ветвящиеся стебли; спорангии возникают из группы клеток на концах веточек, как у риниеобразных, и лишены индузия; стенка спорангия многослойная, без кольца утолщения, способствующего разрыву и рассеиванию спор. Наиболее примитивные похожи на риниеобразных, которые вероятнее всего и являются родоначальниками папоротникообразных.
КЛАСС НАСТОЯЩИЕ ПАПОРОТНИКИ - EUFILIС IDAE
Из числа современных папоротникообразных это наиболее древняя и наиболее примитивная группа. Здесь объединены виды, которые имеют спорангии с многослойной стенкой, как первопапоротники. Наибольшего расцвета они достигли в палеозойскую эру. Сейчас это уже угасающая ветвь развития. Общее число видов около 300. Класс включает 2 порядка: Ужовниковые и Мараттиевые.
Порядок Ужовниковые - Ophioglossales с одним семейством Ужовниковые - Ophioglossaceae, которое содержит 3 рода. Общее число видов около 90. Жизненные формы: травянистые растения (иногда вечнозеленые), эпифиты. Распространены по земному шару в тенистых лесах, но приурочены к северной умеренной зоне (род ботрихиум) или тропической (роды ужовник и гельминтостахис).
Типичный представитель класса - ужовник обыкновенный - Ophioglossum vulgatum(рис.205,А). Встречается, хотя и изредка, но почти повсеместно в лесах, на сырых местообитаниях от Северной Африки до Скандинавии.
Рис. 205. Ужовник обыкновенный - Ophioglossum vulgatum (Л); гельминтостахис цейлонский- Helminthostachys zeylonica (Б): 1 - спорангий
В России преимущественно по мшистым луговинам. Это небольшое растение до 10-15 см высоты с почти вертикальным корневищем. Важно отметить один из признаков сходства с уже рассмотренными высшими споровыми растениями: наличие простого или ветвистого «спороносного колоска». Колосок этот на более или менее длинной ножке. У ужовниковых развиты придаточные корни, обычно мясистые, лишенные корневых волосков (микориза). По-видимому, ужовниковые - прямые потомки первопапоротников.
Порядок Мараттиевые - Marattiales с одним семейством Мараттиевые - Marattiaceae и с шестью родами. Много ископаемых видов известно из каменноугольного периода палеозойской эры. Распространение - влажные тропические леса обоих полушарий. Это многолетние растения, то мелкие травянистые, то крупные одревесневшие. Стебли прямостоячие, неветвящиеся, иногда сильно укороченные. Иногда же стебель сильно редуцирован и имеет вид дорзовентрального, слабо ветвящегося корневища. Вайи перистые, реже цельные. В отдельных случаях они достигают огромной величины - 4-5 м (роды макроглоссум, мараттия и др.)« Спорангии в сориях, у более современных форм они срастаются в синан-гии \ Стенка спорангия во всех случаях многослойная. Гаметофиты наземные, многолетние, крупные - до 3 см.
КЛАСС ЛЕПТОСПОРАНГИАТНЫЕ ПАПОРОТНИКИ - LEPTOFILICIDAE
Класс объединяет подавляющее большинство современных папоротникообразных. Лептоспорангиатные папоротники представляют значительное разнообразие жизненных форм: древовидные, лианы, травянистые эпифиты (влажные тропические леса), многолетние корневищные травы (умеренная и холодная зоны). Особенно велико значение их в сложении растительных сообществ тропического леса. Однако и в умеренной зоне, особенно во влажных местообитаниях, лептоспорангиатные папоротники иногда играют видную роль. Подавляющее большинство видов равноспоровые, вполне сухопутные растения (спорофит!). Они формируют порядок Собственно папоротники (около 10 тыс. видов). Остальные (около 120 видов) - разноспоровые, водные и водно-болотные растения объединены в порядок Водные папоротники.
Порядок Собственно папоротники - Filicales. Большинство - многолетние корневищные травы. В тропической флоре встречаются прямостоячие деревья и лианы. Общие признаки с
ледующие: а) ярко выраженная
Рис. 206. Орляк - Pteridium aquilinum. A - спорофит; Б - часть вайи с сорпями; В - часть корневища; Г - поперечный срез корневища (схема); Д - проводящий иучт
(поперечный срез):
/ - кора (наружная и внутренняя), 2 - механическая ткань, S -проводящий пудок, 4 - эндодеркж, 5 - перицикл, 6 - флоэма» 7 - ксилема
э ис. 207. Мужской папоротник - Dryopteris fillx-mas. A - спорофит; Б - часть вайи: сориями; В - поперечный срез вайи с сорием; Г - спорангии; Д - спора; Е - протонема; Ж - гаметофит; 3-антеридий; И - архегонии; /С-молодой спорофит:
1 - плацентал 2 * * ножка спорангия, 3 - спорангий, 4 - индузий, 5 -* кольцо утолщения, 6 - ризоиды.
7 - антеридии, 8 = архегонии
крупнолистность - мегафиллия, причем вайи, несомненно, стеблевого происхождения; б) у большинства внетропических видов стебли распростертые, укороченные, с хорошо выраженным дор-зовентральным строением: вайи развиваются исключительно на верхней стороне, а придаточные корни - на нижней; в) обычно стебли погружены в почву и более или менее преобразованы в корневища; г) зрелые спорангии имеют оболочку из одного слоя клеток и кольцо утолщения, способствующее ее разрыву; д) спорангии образуются на нижней стороне ассимилирующих вай, иногда на особых спорофиллах, но никогда не бывают собраны в спороносные колоски; е) гаметофиты обычно состоят из одного слоя клеток, наземные, хлорофил-лоносные.
На территории СССР известно около 120 видов этого порядка. Многие из них широко распространены. Некоторые же виды, например орляк - Pteridium aquiliпит, нередко выступают в качестве доминирующих растений в светлых лесах (рис. 206). Вайи на
длинных черешках, крупные, одиночные, наверху тройчаторассеченные. Корневища мощные, содержатбольшое количество запасных веществ, простираются горизонтально на значительной глубине (до 25-30 см). Осевые органы орляка, как и корневище, имеют сложное микроскопическое строение в связи с хорошо дифференцированными тканями и широким разнообразием гистологических элементов. Широко распространен во влажных лесах папоротник мужской-Dryopteris filix-mas (рис. 207). Оригинальным строением из-за специализации вай отличается страусник - Matteuccia struthiopteris (рис. 208).
 |
Это один из наиболее декоративных папоротников в нашей флоре.
Порядок Водные папоротники - Hydropteridales. В порядке объединено 3 семейства: Марсилиевые - Marsiliaceae, Сальвиниевые - Salvi-niaceae и Азолловые - Azollaceae. Общее число видов ПО. Это растения преимущественно водно-болотных местообитаний тропических и субтропических лесов. В дельте Волги, на Северном Кавказе, в Карпатах встречается представитель первого семейства - марсилия четырехлистная - Marsilia quadrifolia. Еще более продвинута на север и часто встречается сальвиния плавающая - Salvinia natans из семейства Сальвиниевые. Характерная их особенность - разноспоровость и соответственно наличие микро- и мегаспорангиев. В мегаспорангии находится по одной мегаспоре, в микроспорангиях образуется много микроспор. Микро- и мегаспорангии развиваются в спорокарпиях, аналогичных сориям. У водных папоротников наблюдается дальнейшая редукция гаметофитов. Так, вегетативная часть мужского гаметофита представлена лишь двумя клетками. Женский гаметофит настолько мал, что значительная часть
Рис. 208. Страусник обыкновенный - Matteuccia struthiopteris. A - спорофит; Б -
часть вайи с сорием; В - срез сория: 2 - стерильный лист, 2 - спорфилл, 3 - спорангии
его помещается в оболочке мегаспоры. На первых фазах, пока еще не сформировались вегетативные органы, спорофит питается за счет зеленого женского гаметофита. Тесная взаимосвязь мегаспоры, женского гаметофита и нового молодого спорофита водных папоротников проливает свет на происхождение семян.
Значение папоротникообразных в природе велико. Нередко они выступают в роли важнейшего компонента многих растительных сообществ, особенно тропических и субтропических лесов, а также северных, преимущественно широколиственных. Папоротникообразные - один из важных объектов декоративного цветоводства. В условиях закрытого грунта, оранжерей и комнатного озеленения культивируют особенно эффектный эпифит - платицериум (род Platicerium) и целый ряд корневищных видов: птерис (род Pteris), асплениум (род Asplenium) и др. В открытом грунте наиболее обычны чистоуст (род Osmunda) и страусник (род Matteuccia).
Голосеменные - древние растения, их ископаемые остатки находят в слоях девонского периода палеозойской эры. Многие виды и даже целые порядки, например семенные папоротники, кордаиты, известны исключительно как ископаемые. В настоящее время в мировой флоре насчитывается около 600 видов голосеменных. Это преимущественно деревья, реже одревесневающие лианы или кустарники. Травянистые формы отсутствуют. Ветвление в основном моноподиальное. Стебель имеет вторичное утолщение, сосудов нет, древесина состоит только из трахеид. Голосеменные делятся на две группы: одни имеют крупные рассеченные листья, похожие на листья пальм, или папоротников, другие - мелкие, цельные, чешуевидные или игольчатые (хвоя). Голосеменные за небольшим исключением - вечнозеленые растения. Корни - главный и боковые, с микоризой. Один из наиболее важных признаков всех голосеменных- наличие семязачатков (семяпочек). Семязачаток представляет собой мегаспорангий, окруженный особым защитным покровом - интегументом. Семязачатки расположены открыто, на мегаспорофиллах, и из них после оплодотворения развиваются семена. Сравнительный анализ соотношения в жизненном цикле гаплоидной (гаметофит) и диплоидной (спорофит) фаз, а также структуры органов полового размножения и хода полового процесса у голосеменных и смежных с ними групп растений дает представление о степени родства голосеменных и папоротникообразных, с одной стороны, и голосеменных и покрытосеменных - с другой.
Рассмотрим особенности размножения голосеменных на примере сосны обыкновенной - Pinus sylvestris. Спорофит - это дерево до 50 м высоты, достигающее возраста 400 лет. Побеги двух видов - удлиненные и укороченные. Спорообразование начинается примерно на 30-40-м году жизни. Спорофиллы собраны в шишки двух видов, резко различающиеся между собой, но образующиеся на одном растении: мужские, расположенные группами, и женские - одиночные (рис. 43).
Мужская шишка (длина 4-5 мм, ширина 3-4 мм) возникает в пазухе чешуйки, на месте укороченного побега. Она представляет собой побег с хорошо развитой осью (стержнем), на которой спирально расположены микроспорофиллы - редуцированные спороносные листья. У основания оси имеются чешуйки, играющие защитную роль. Микроспорофиллы яйцевидной формы, тонкие, плоские, с двумя микроспорангиями (пыльниками) на нижней стороне. К осени в микроспорангии заканчивается обособление
Рис. 43. Сосна обыкновенная - Pinus sylvestris. A - ветка спорофита с шишками; Б - молодая женская шишка (часть продольного среза); В - семенная чешуйка с семязачатками; Г - семязачаток (продольный срез); Д - мужская шишка (часть продольного среза); Е - микроспорофилл (продольный срез); Ж-пыльцевое зерно; 3 -
семя (продольный срез); И-семенная чешуйка зрелой шишки:
/ - группа мужских шишек, 2 - молодая женская шишка, 3 -» зрелые женские шишки; 4 - интегу-мент, 5 - микропиле, 6 - нуцеллус, 7 - эндосперм (женский гаметофит), 8- архегоний, 9 - пыльцевая трубка со спермиями, 10- микроспорангий, // - экзина, 12- интина, 13 - воздушный мешок, 14 - вегетативная клетка, 15 - антеридиальная клетка, 16 - проталлиальные клетки, 17 - кожура семени, 18 - зародышевый корешок, 19 - семядоли, 20 - гипокотиль
материнских клеток микроспор. Они окружены тапетумом. Весной происходит редукционное деление. В результате каждая диплоидная материнская клетка образует четыре микроспоры (рис. 44). Микроспора одноядерна, одета двумя оболочками - интиной и экзиной. Она несет два сетчатых воздушных мешка, которые возникают вследствие расхождения экзины и интины. Здесь же, в микроспорангии, происходит прорастание микроспоры и развитие мужского гаметофита, называемого пыльцой. Он развивается внутри оболочек микроспоры и редуцирован в еще большей мере, чем у рассмотренных ранее разноспоровых растений. Сначала в результате деления ядра микроспоры образуются две проталлиальные клетки, которые вскоре исчезают. Эти эфемерные клетки - единственные вегетативные клетки заростка. Затем ядро микроспоры делится еще раз, и вновь появляются две клетки: антеридиальная и вегетативная. Мужской гаметофит полностью лишен антеридиев. Покровы оболочки микроспоры становятся покровами пыльцы. Ко времени ее созревания микроспорангии вскрываются продольной щелью и пыльца высыпается наружу. Воздушные мешки облегчают перенос пыльцы ветром. Дальнейшее развитие мужского гаметофита происходит после опыления, т. е. на женских шишках внутри семязачатка. Развитие микроспор и структура пыльцы у всех голосеменных более или менее однообразны.
Женские шишки образуются на верхушках молодых побегов. Строение их более сложно и они относительно больших размеров, чем мужские шишки
Рис. 44. Развитие мужского гаметофита (пыльцы) сосны обыкновенной - Pinus sylvestris. A - деление материнской клетки; Б - тетрада микроспор; В - микроспора; Г - Е - образование мужского гаметофита (пыльцы); Ж-прорастание пыльцы:
/-2 - проталлиальные клетки, 3 - антеридиальная клетка, 4 - вегетативная клетка, 5 -клетжа-ножка, 6 - спермагенная клетка
На главной оси находятся мелкие чешуйки, называемые кроющими. В их пазухах развиваются крупные толстые чешуйки - семенные. На верхней стороне семенной чешуйки, у ее основания, расположены два семязачатка. Молодой семязачаток состоит из нуцеллуса и интегумента. Нуцеллус по существу и есть мегаспорангий. Он имеет яйцевидную форму и срастается с особым защитным покровом - интегументом. Лишь около вершины, обращенной к оси шишки, интегумект имеет отверстие, называемое микропиле, или пыльцевходом. Вначале нуцеллус состоит из однородных диплоидных клеток. Затем в средней части его обособляется одна более крупная археспориальная клетка, которая и является единственной материнской клеткой мегаспор. Она редукционно делится и образует четыре мегаспоры. В дальнейшем три из них дегенерируют, и только одна способна к развитию. Мегаспорангий никогда не вскрывается, так что мегаспора остается внутри него. Мегаспора многократно делится и формирует женский гаметофит, называемый здесь эндоспермом. Отметим, что у голосеменных эндосперм гаплоидный Из двух наружных клеток эндосперма, ориентированных к микропиле, образуются два архегония (рис.45,43, Г). Архегонии голосеменных значительно редуцированы по сравнению с папоротникообразными. Хорошо развита лишь яйцеклетка. Брюшная канальцевая клетка дегенерирует задолго до оплодотворения, шейка состоит из 8-12 клеток, шейковые канальцевые клетки не образуются. Таким образом, сосна по женской линии является внутреннезаростковым растением.
Рис. 45. Развитие женского гаметофита (эндосперма) сосны обыкновенной - Pinus
1 - археспориальная клетка, 2 - тетрада мегаспор, 3 - деление мегаспоры, 4 - женский гаметофж-(эндосперм), развившийся из мегаспоры
Пыльца из мужских шишек переносится на семязачатки и улавливается каплей густой жидкости, заполняющей пространство между нуцеллусом и интегументом и выступающей через микропиле (опыление). Подсыхая, она затягивает пыльцу внутрь семязачатка на нуцеллус (в пыльцевую камеру). После опыления микропиле зарастает. Чешуйки женской шишки смыкаются. Мужской гаметофит продолжает свое развитие на мегаспорангии. Экзина лопается, и вегетативная клетка, окруженная интиной, развивается в пыльцевую трубку (см. рис. 44, Ж), которая внедряется в ткань нуцеллуса и растет в направлении архегония. Антеридиальная клетка делится и образует две клетки: клетку-ножку и спермагенную клетку. Они переходят в пыльцевую трубку, которая и доставляет их к архегонию. Непосредственно перед оплодотворением из спермагенной клетки развиваются два спермия - мужские гаметы, лишенные жгутиков. Пыльцевая трубка представляет собой новообразование в связи с утратой подвижности гамет. Через шейку архегония она достигает яйцеклетки, приобретает повышенный тургор, кончик ее лопается, и содержимое выбрасывается в цитоплазму яйцеклетки. Вегетативное ядро разрушается. Один из спермиев сливается с ядром яйцеклетки (оплодотворение), а второй отмирает. От опыления до оплодотворения у сосны проходит около 13 месяцев. Из образовавшейся зиготы (диплоид) тотчас начинает развиваться зародыш. Развитие зародыша идет за счет запасных веществ эндосперма. На нуцеллус часто попадает несколько пылинок. Иногда могут быть оплодотворены оба архегония. Однако полноценный зародыш бывает только от одной зиготы. Сформировавшийся зародыш состоит из корешка, стебелька, нескольких семядолей (от 5 до 12) и почечки. Зародыш окружен эндоспермом, который потребляется при прорастании. Интегумент образует твердую кожуру. Так образуется семя. Семязачаток плотно прирастает к семенной чешуйке, из ткани которой развивается крыловидная пленка, способствующая распространению семян ветром. Созревание семян наступает осенью, на второй год после опыления. Шишки к этому времени достигают длины 4-6 см, чешуйки одревесневают, из зеленых становятся серыми. Следующей зимой шишки поникают, чешуйки расходятся, и семена высыпаются. Отделившись от материнского растения, семя может длительно находиться в состоянии покоя и лишь с наступлением благоприятных условий трогается в рост.
Очевидно, голосеменные произошли от каких-то групп высших споровых растений, существовавших в девонском периоде. Образование семени определило громадные преимущества голосеменных перед споровыми, что позволило им занять господствующее положение на суше уже в мезозойской эре. По
Вопрос 1. Что такое ризоиды?
Ризоиды - нитевидные образования из одной или нескольких однорядных клеток; служат для прикрепления к субстрату и поглощения из него воды и питательных веществ. Имеются у мхов, лишайников, некоторых водорослей и грибов.
Вопрос 2. Почему водоросли относят к низшим растениям?
Водоросли относятся к низшим растениям, т.к они не имеют ни корней, ни стеблей, ни листьев.
Вопрос 3. Что такое спора?
Споры – микроскопические зачатки низших и высших растений, имеющие разное происхождение и служащие для их размножения и (или) сохранения при неблагоприятных условиях. В биологии понятие «спора» подразделяется на:
* споры бактерий, служащие для пережидания неблагоприятных условий;
* споры растений, споровиков и грибов, служащие для размножения.
Лабораторная работа № 10. Строение мха.
1. Рассмотрите растение мха. Определите особенности его внешнего строения, найдите стебель и листья.
Стебель прямостоячий не разветвленный. Длина стебля составляет 12см, но может достигать 30-40 см. Стебли густо покрыты листьями. На верхушке есть коробочка со спорами. В низу стебля есть выросты – ризоиды.
2. Определите форму, расположение, размер и окраску листьев. Рассмотрите лист под микроскопом и зарисуйте его.
Листья ввогнутые тёмно-зелёные, имеют обхватываюий стебель черешок. Каждый лист на верхней своей поверхности имеет ассимиляционные пластиночки и крупную основную жилку. Лист похож на толстоватую иголочку и на миниатюрные растения льна. Нижние листья на стебле развиваются в форме чешуек.
3. Определите, ветвистый или неветвистый стебель у растения.
У мха неветвистый стебель.
На верхушках мужских растений размещаются половые органы, в которых развиваются подвижные половые клетки (гаметы) - сперматозоиды.
У женских растений на верхушках расположены половые органы с женской половой клеткой (гаметой) - яйцеклеткой.
На женских растениях развиваются коробочки на длинных ножках, покрытые волосистыми заострёнными колпачками. Они напоминают сидящую кукушку. В коробочках развиваются споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха.
5. Рассмотрите коробочку со спорами. Каково значение спор в жизни мхов?
Растение образует многочисленные споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха. Из каждой споры при благоприятных условиях развивается побег с небольшой продолжительностью жизни, который выглядит как коробочка (спорангий) на ножке.
6. Сравните строение мха со строением водоросли. В чём их сходство и различие?
Различия: у водорослей нет корней, их тело представлено слоевищем. У мхов появляются ризоиды. Водоросли живут только в водной среде, мхи живут только во влажной среде. У мхов есть стебли и листья, но их нет у водорослей.
Сходства: в клетках есть пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты), поэтому могут осуществлять фотосинтез. Неограниченно растут в течении всей жизни. Неподвижны.
7. Запишите свои ответы на Вопросы.
Вывод: мхи по сравнению с водорослями более развиты. Они уже могут находиться не в воде, а во влажной среде. Уже появляются стебли и листья.
Вопрос 1. Почему мхи называют высшими споровыми растениями?
Так как тело мхов расчленено на стебель и листья, а размножаются они спорами, то их относят к высшим споровым растениям.
Вопрос 2. Каково строение кукушкина льна?
Его стройные коричневатые стебельки покрыты маленькими тёмно-зелёными листиками и похожи на миниатюрные растения льна.
У кукушкина льна есть мужские и женские растения. На верхушках мужских растений размещаются половые органы, в которых развиваются подвижные половые клетки (гаметы) - сперматозоиды (от греческих слов «сперма» - семя, «зоон» - живое существо и «эйдос» - вид). У женских растений на верхушках расположены половые органы с женской половой клеткой (гаметой) - яйцеклеткой.
На женских растениях развиваются коробочки на длинных ножках, покрытые волосистыми заострёнными колпачками. Они напоминают сидящую кукушку. Отсюда и название мха - кукушкин лён. В коробочках развиваются споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха.
Вопрос 3. Чем сфагнум отличается от кукушкина льна?
Кукушкин лен – зеленый мох, сфагнум - светло-зеленый мох, торфяной. У кукушкина льна есть ризоиды, у сфагнума-нет. У кукушкина льна стебель не ветвится, а у сфагнума - есть ветви трех видов, в листьях у кукушкина льна нет мертвых клеток, а у сфагнума их большое количество, это воздухоносные клетки, способные к поглощению влаги. Коробочки со спорами у кукушкина льна имеют волосистый колпачок и вытянутую форму, у сфагнума они без колпачка и округлые. У кукушкина льна растения мужские и женские, а у сфагнума – обоеполые. Коробочки со спорами у кукушкина льна располагаются на верхушках женских растений по одной, а у сфагнума по 3-5.
Вопрос 4. Чем мох отличается от водоросли?
Мхи более сложно организованы, чем водоросли. Среди водорослей есть большая группа одноклеточных, все мхи – многоклеточные организмы. Большинство водорослей живет в водной среде, большинство мхов – на суше, но с высоким процентом влажности. Тело мха дифференцированно на органы, лишь у самых развитых водорослей можно наблюдать что-то похожее на ткани. У мхов есть внешние отличия между мужскими, женскими особями, между половым и бесполым поколением. У водорослей все особи одного вида одинаковы. Мхи не могут размножаться вегетативно, а водоросли могут. Мхи имеют стебли и листья, как все высшие растения, а у водорослей таллом.
Вопрос 5. Какое значение имеют мхи в природе и жизни человека?
Мхи, поселяясь на лугах, в лесах, сплошным ковром покрывают почву, затрудняя поступление воздуха. Это ведёт к закисанию и заболачиванию почв.
Листостебельные, особенно сфагновые, мхи сплошным ковром покрывают болота и, отмирая, образуют торф, который широко используется человеком. Торф применяется как топливо, удобрение и как сырьё для промышленности. Из торфа получают древесный спирт, карболовую кислоту, пластмассы, изоляционные ленты, смолу и многие другие ценные материалы. Некоторые животные питаются мхом.
Подумайте
Почему даже самые крупные мхи не достигают размеров более 80 см?
Мхи не бывают высокими потому что в местах, где они произрастают очень "бедная" почва. Морозы и сильный ветер - довольно неблагоприятные условия для существования. У мхов нету проводящей системы и, как следствие, ограниченный рост в высоту.
Задания для любознательных
1. Рассмотрите под микроскопом листья мха сфагнума. Отметьте особенности строения двух типов клеток, из которых они состоят.
В клетках листа присутствуют два вида клеток. Узкие зеленые клетки, в которых происходит фотосинтез (есть хлорофилл), соединены концами и образуют сетчатую структуру, в которой происходит движение органических веществ. Между ними находятся крупные прозрачные мертвые клетки, от которых остались только оболочки (в них вода).
2. Поместите в банку с влажной почвой немного риччии. Банку накройте стеклом и поставьте в тёплое светлое место. Следите, чтобы почва была постоянно влажной. Наблюдайте, что будет происходить с риччией.
Риччия начнет развиваться, т.к. условия благоприятные (от влажного и теплого воздуха, света). У плавающей риччии ризоидов нет, но на сырой почве она может их образовать.
Если растить риччию в воде, то если температура ниже, чем 20°С, рост риччии замедляется, но внешний вид остается привлекательным. Также надо знать, что оптимальной для этого растения считается мягкая вода, жесткость которой не должна превышать 15 единиц, но если этот показатель выше 8, это уже негативным образом сказывается на росте. Допустимый уровень pH – 4-8.
Ч. 1
Урок 37 Мхи.
Отдел мохообразные представляет собой своеобразную группу растений, занимающих промежуточное положение между водорослями и собственно наземными растениями. Отдел мохообразных объединяет около 35 000 видов на всем земном шаре. Издали мхи напоминают ковёр или мех зеленоватого, красного или бурого цвета. Вблизи можно увидеть, что ворсинки ковра – это стебельки с листочками. Листочки мхов состоят обычно из одного слоя клеток. Стебли мхов выносят листья к свету. У многих мхов на стеблях есть тонкие выросты – ризоиды, которыми они цепляются за грунт.Название «мох» ошибочно применяют к ряду растений, не относящихся к мохообразным. Мох, растущий на коре деревьев с северной стороны, - это в действительности водоросль, «олений мох» - лишайник, а «испанский мох», свисающий с деревьев на юге США, - семенное растение, близкое к ананасу.
Мохообразные, или бриофиты - очень древние наземные растения. Они появились почти одновременно с риниофитами, но дожили до наших дней. Это наиболее примитивные современные высшие споровые растения .
Все представители мохообразных - многолетние .
Достаточно мелкие растения , высота которых обычно составляет 10-20 см.
Тело мхов состоит из тканей, но настоящих сосудов не имеет .
Тело мхов - в виде слоевища либо расчлененное на стебли и листья .
Настоящих типичных корней мхи не имеют .
Роль корней у них выполняют тонкие волоски, называемые ризоидами , поглощающими из почвы йод и соли.
Мхи имеют хлорофилл, фотосинтезируют .
Живут на суше, в сырых местах, реже - в воде .
Размножение у мхов происходит тремя способами: бесполым (спорами), половым и вегетативным .
Бесполый и половой способы развития чередуются .
Строение мха кукушкин лен.
Зелёный мох кукушкин лён – небольшое растение, обычно не более 20 см. У кукушкина льна стебли буровато-зелёные, неветвящиеся, густо покрыты узкими листьями. Мхи растут густыми дернинками.
Строение мха сфагнума
Издревле на Руси срубы собирали «на мох». Благодаря гигроскопичности (способности впитывать и отдавать влагу из окружающего пространства) мха создается естественная вентиляция пазов, дерево внутри сруба не разрушается.
Сфагнум является образующим растением сфагновых болот. Сфагнум растет очень медленно, до 3 см за год.
Рассмотрим зелёный мох сфагнум. Обратите внимание на стебель . Он обильно ветвиться, образуя веточки трёх типов: одни отходят в стороны горизонтально – торчащие; другие свисают – свисающие, третьи – образуют подобие головки – верхушечные. На концах верхних ветвей образуются маленькие коробочки. В них образуются споры . Ризоидов нет .
Сфагнум поселяется на влажных местах, способствует быстрому заболачиванию территории, так как способен активно поглощать и удерживать влагу. Благодаря чему? Рассмотрим строение листа сфагнума. Найдем
узкие хлорофиллоносные клетки.
Между ними находятся широкие бесцветные водоносные клетки, в которых находятся поры.
Сфагнум поглощает воду специальными водоносными клетками, которые способны накапливать в 20-30 раз больше массы самого мха.
Водоносные клетки называют мертвыми. От них зависит цвет сфагнума, поэтому его часто называют белым мхом.
Строение мха маршанция
Это многолетнее растение
имеет зеленое лентовидное с лопастями слоевище , которое стелится по земле.
В длину таллом может достигать 10 см, ширина составляет 1-2 см. Внутри слоевища имеются особые воздушные камеры, которые наполнены ассимиляционной тканью. Эти камеры сообщаются с внешней средой через боченковидные устьица.
На верхней ромбически-испещренной поверхности заметны корзиночки с выводковыми почками, предназначенными для вегетативного размножения .
На нижней стороне слоевища расположены чешуйки и ризоиды, служащие для прикрепления растения к почве .
В жизненном цикле мхов преобладает гаметофит, растение на котором образуются половые клетки. Когда рост гаметофита заканчивается и он оказывается подготовленным к размножению, на верхушке стебля - в середине розетки листьев - развиваются половые органы: антеридии (от греч. «антерос» - цветущий) - мужские половые органы, в которых развиваются подвижные гаметы - сперматозоиды и архегонии (от греч. «архе» - начало и «гоне» - рождение) - женские половые органы, в которых образуется неподвижная женская гамета - яйцеклетка .
В период половодья или обильных дождей мужские клетки - сперматозоиды подплывают к яйцеклетке , где и происходит их слияние . После оплодотворения образуется зигота (от греч. «зиготос» - соединенный вместе) начальная стадия развития зародыша. Из оплодотворенной зиготы на следующий год развивается спорофит, растение на котором образуются споры. Он состоит из коробочки, покрытой колпачком, на длинной безлистной ножке - спорогоне (спорофоре).
Когда колпачок спадает, из созревшей коробочки выпадают споры и, попав в благоприятные условия, прорастают в зеленую разветвленную нить - предросток (протонему). На нем образуются почки, а из них вырастают мужские и женские экземпляры кукушкина льна. Таким образом, в жизненном цикле развития мхов происходит чередование полового и бесполого поколений.
Бесполое поколение (спорофит) вырастает на гаметофите (растении полового поколения) и питается за его счет.
Сфагновые мхи - источник образования торфа. Окаменевшие остатки сфагновых мхов найдены в отложениях уже раннего Пермского периода. На территории России распространено более 400 видов мхов, из которых сфагнум имеет наибольшее экологическое значение.
Значение мхов
|
Положительное значение |
Отрицательное значение |
|
|
Домашнее задание
Выучить конспект.
Выполнить тест.
1. Мхи - споровые растения.
2. У большинства мхов имеются ризоиды.
3. Ризоиды у мха-сфагнума образуются весной.
4. Бесполое поколение мха (спорофит) развивается отдельно от полового
поколения (гаметофит).
5. Листья у всех мхов имеют хлорофиллоносные и водоносные клетки.
6. Из спор у мхов развивается бесполое поколение (спорофит).
7. Зеленые мхи, к которым относится кукушкин лен, - листостебельные
растения.
8. Мох-сфагнум произрастает густыми, плотными дернинами.
9. Дернины сфагнума ежегодно отмирают в их нижней части.
10. Водоносные клетки в листьях сфагнума защищают хлорофиллоносные клетки
от механических повреждений.
11. Быстрое развитие болота в местах, где произрастает сфагнум, связано с
его высокой способностью поглощать и удерживать воду.
12. Воду сфагнум всасывает непосредственно стеблем и листьями.
13. У сфагнума зеленые клетки составляют 2/3 поверхности листа.
14. Листья у мха-сфагнума состоят из одного слоя клеток.
15. На женских растениях сфагнума развивается по одной коробочке со
16. Обыкновенный кукушкин лен достигает в длину 30-40 см.
17. В листьях кукушкина льна водоносных клеток меньше, чем в листьях у
сфагнума.
18. Листья у кукушкина льна состоят из двух слоев клеток.
19. В листьях кукушкина льна имеются средние жилки.
20. Кукушкин лен - двудомное растение.
21. У кукушкина льна коробочка со спорами покрыта войлочным колпачком.
22. Молодые растения кукушкина льна развиваются из почек, образующихся на
разветвленной нити (протонемы), которая в свою очередь развивается из споры.
Для школьников 5 6 7 класс.Чем отличается сфагнум от кукушкина льна. различия, что общего .
Сфагнум (так же называемый белым мхом) и кукушкин лён (долгий мох) представители мохообразных, относящиеся к разным классам: Листостебельным мхам и сфагновым мхам соответственно.
Фото: Мох Кукушкин лён и сфагнум в лесу
Обитают в пререулажнённых местах, кукушкин лён преимущественно под пологом леса, сфагнум как в лесу так и на болотах, в зависимости от видов. Болотные сфагнумы могут расти и на поверхности воды, благодаря этому на берегах заболоченых водоёмов может образовываться сплавина - плавучий растительный ковёр, или плавающие острова.
еловые леса образующие растительные сообщества с порслью кукушкиного льна (долгого мха) называются Ельники-долгомошники
Строение: Кукушкин лён и сфагнум это довольно крупные мхи, размеры обоих могут достигать 15-20 саниметров (размеры прочих мохообразных могут не превышать и нескольких миллиметров).
Оба мха не имеют настоящих корней как у высших растений, вместо корней у Кукушкина льна имеются ризоиды, удерживающие его на субстрате, и выполняющие функцию впитывания влаги, у сфагна, же, ни корней ни ризоидов нет, влагу он впитывает всей своей поверхностью. Нижняя часть его постепенно отмирает со временем образуя торф, в то время как верхняя часть постоянно нарастает.
Стебель у кукушкиного льна прямой, не ветвящийся, покрыт множеством листочков имеющим центральное ребро. У сфагнума стебель ветвистый, веточки располагаются мутовками, стебель густо покрыт мелкими, спирально расположенными листочками без центрального ребра.
Оба мха размножаются спорами, образуя коробочки со спорами - спорангии
помимо полового размножения спорами, мхи могут размножаться вегетативно: кусочек стебля или листа может образовать новое растение.
В стеблях кукушкина льна имеется примитивная проводящая система, образованая удлинёнными, соединёнными друг с другум клетками. У сфагнума отсутствует специализированная проводящая система, зато сфагнум может впитывать большое количество воды, благодаря тому, что состоит из 2 типов клеток: узких сетчатосоединённых зелёных живых клеток, и расположенных между ними больших полых отмерших клеток в которых накапливается вода.
Хозяйственное значение: кукушкин лён используется в ландшафтном дизайне, волокно используется для составления почвосмесей для орхидей и некотрых редких декоративныых растений. Сфагнум образует торф являющйся незаменимым продуктом. торф является и ископаемым топливом, и сырьём для химической промышленности. так-же торф используется в качестве почвосмеси для овощеводства и цветоводства. Кроме этого сфагнум и кукушкин лён издавна на Руси применяется как утеплительный материал при строительстве деревянных изб и срубов
Значение в природе:
Оба мха являются первичными почвообразователями - кукушкин лён дает так
называемый грубый гумус, а сфагнум образует торф. Заросли кукушкиного
льна и сфагнума способны задерживать большое количество влаги, кукушкин
лён благодаря густой облиственности и сомкнутости дернины, а
сфагн еще и благодаря пористой структуре
задерживая осадки такие заросли уравнешивают водный режим рек. Иногда
способствуют заболачиванию лесных почв
В тундровой зоне моховой покров кукушкиного льна, наравне с лишайником
ягелем поедается оленями.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТАБЛИЦА
| Сфагнум | Кукушкин лён | Маршанция | |
| Класс | Сфагновые мхи | Листостебельные мхи | Печёночные мхи (Печёночники) |
| Местообитания | На болотах и в лесу | В лесу. На гарях, на вырубках | В лесу. На переувлажнённых лугах |
| Крепление к почве | Корней нет вообще. по мере роста нижняя часть стебля отмирает и оторфовывается | корней нет, вместо них ризоиды | ризоиды на нижней строне таллома |
| Стебель | прямой с веточками | прямой не ветвится | вместо стебля горизонтальное плоское слоевище
(таллом). ветвление дихотомическое |
| Листья | простые треугольные, из одного слоя клеток, на стебле и веточках различаются. |
треугольные, из одного слоя клеток, одинаковые. есть центральные ребро | листьев нет |
| Проводящая система | отсутствует. есть омертвевшие полые клетки, которые впитывают воду | примитивная. из специальных клеток | отсутствует |
| Размножение | спорами и вегетативно(частями растения) | спорами и вегетативно | спорами и вегетативно |
| Значение | образует торф. порой вызывает заболачивание лесов, используется для утепления |
используется волокно для почвосмесей, участвует в зарастании лесных гарей и лесосек, используется для утепления |
в хозяйстве не востребована, в природе почвообразователь, питаются некоторые беспозвоночные |
Дополнительно: Наука изучающая мохообразные называется Бриология.
В Новой Зеландии произрастает
Моховидные — очень обширная группа высших растений, занимающая по количеству видов второе место после цветковых растений. Мхи существуют с глубокой древности.
Почти все мхи — многолетние низкорослые — до 5-7 см — травянистые растения, проживающие в местах повышенной влажности, так как для их оплодотворения требуется вода. Устроены мхи очень просто. Они состоят из стебля и листьев, корня у мхов нет. Иногда функцию корней выполняют выросты клеток стебля, называемые ризоидами (кукушкин лен, маршанция), иногда нет и ризоидов (сфагнум).
Изнутри мхи состоят из основной и фотосинтезирующей тканей. Никаких других тканей — механических, проводящих, запасающих, покровных — у мхов нет.
Для жизненного цикла мхов характерно чередование поколений, то есть половая (гаметофит) и бесполая (спорофит) стадии сменяют друг друга. Однако, в отличие от высших растений, стадия гаметофита у них преобладающая. Спорофитная форма самостоятельно существовать у мхов не может, она развивается на гаметофите, питается за счет него, и имеет вид коробочки со спорами на тонкой ножке.
Мхи являются двудомными растениями, женские и мужские половые клетки у них образуются на разных особях.
Таким образом, жизненный цикл мхов можно представить следующим образом: Женские и мужские гаплоидные гаметофиты — многолетние зеленые стебли с листьями и иногда ризоидами, периодически образуют на своих верхушках (кукушкин лен) или боковых веточках (сфагнум) половые органы — антеридии (мужские) и архегонии (женские). В антеридиях образуются сперматозоиды со жгутиками, в архегониях — яйцеклетки. Во время дождя или обильной росы сперматозоиды подплывают к архегониям и оплодотворяют яйцеклетки. (Без воды оплодотворение у мхов невозможно.) Прямо здесь же, в архегонии на женском растении образуется диплоидная зигота. Из нее путем деления клеток образуется спорофит — коробочка со спорами на тонкой ножке. Внутри коробочки находится спорангий — орган, производящий споры (делением клеток путем мейоза). Когда споры созревают, коробочка раскрывается, споры высыпаются наружу и разносятся ветром. Попав в благоприятные условия, споры прорастают. Сначала из споры появляется зеленая нить — протонема. На ней образуются почки, из которых вырастают новые растения, и весь цикл повторяется.
Различают два класса мхов — листостебельные мхи и печеночники.
К листостебельным относятся, в частности, кукушкин лен и сфагнум.
Мох Кукушкин лен
Кукушкин лен живет в сырых хвойных лесах, образуя сплошной зеленый ковер. Его стебли, 15-20 см высотой, покрыты жесткими острыми листочками, и не ветвятся. Под землей стебли заканчиваются ризоидами, через которые растения всасывают воду и минеральные вещества.
На верхушке мужских особей развивается антеридий, окруженный красно-бурыми листьями. На верхушке женских особей — архегонии. После дождя или росы, подвижные двухжгутиковые сперматозоиды выплывают из антеридий и оплодотворяют яйцеклетки на женских растениях. Из зиготы вырастает спорофит — коробочка на длинной ножке, прикрытая крышечкой — остатком архегония, где развиваются споры. После созревания споры высыпаются и из них вырастают новые растения. Под зеленым ковром кукушкиного льна накапливается вода, и происходит быстрое заболачивание местности.
Мох сфагнум
Сфагнум не имеет ризоидов. Он поглощает влагу всей поверхностью тела. От его стебля отходят тонкие веточки, усыпанные мелкими листьями, которые свисают по бокам, и образуют как бы фитиль, по которому поднимается вода. В народе сфагнум называют белым мхом из-за того, что его стебель покрыт крупными мертвыми пустыми клетками, заполненными воздухом или водой. Эти клетки — бочки придают сухому сфагнуму беловатый цвет.
Архегонии и антеридии у сфагнума образуются на боковых веточках. После оплодотворения на архегонии образуется шаровидный спорофит на короткой ножке.
Сфагнум постоянно растет верхушкой, а нижние его части отмирают, но разлагаются очень медленно, так как в слое мха создается кислая среда и постоянно низкая температура. Залежи сфагнума образуют торф.
Печеночники
В тропиках часто встречается еще одна разновидность мха — печеночники. Примером является маршанция . У нее имеется стелющееся листовидное слоевище, разделенное на две части — нижнюю — основную, и верхнюю, фотосинтезирующую. К почве маршанция прикрепляется ризоидами.