Владислав Сивоглазов - Споровые растения

• Название: Споровые растения
• Автор: Владислав Сивоглазов
• Издательство: Дрофа
• Жанр: Ботаника
• Год: 2005
• ISBN: 5-7107-8627-6

Пособие подготовлено в комплект к учебнику В. Б. Захарова, Н. И. Сонина «Биология. 7 класс. Многообразие живых организмов». Оно содержит более развернутое, чем в учебнике, изложение темы «Споровые растения. Отдел Моховидные. Отдел Плауновидные. Отдел Хвощевидные. Отдел Папоротниковидные», дополнительную информацию о многообразии представителей этих групп. Текст сопровождают иллюстрации.

Адресовано учащимся общеобразовательных учреждений. Будет полезно учителям биологии.

---

Какова же роль мхов в природе? Интересно то, что мхи непосредственно не участвуют в пищевых цепях, потому что они в основном не поедаются животными и даже мало повреждаются насекомыми, бактериями и грибами. Только иногда как побочные продукты мхи могут поедаться некоторыми насекомыми и птицами (утками) вынужденно, при отсутствии другой пищи.

Мхи растут очень медленно, от 1–2 мм до нескольких сантиметров в год. Многолетние мхи, не повреждаемые и не поедаемые животными, образуют мощные дернины, толщина которых с учетом слоя их отмерших частей — образовавшегося торфа — равняется нескольким метрам. Так, в европейской части России торфяники достигают местами десяти метров.

Ученые считают, что моховидные выполняют особую, даже глобальную роль в регулировании водного баланса континентов, накапливая и сохраняя влагу в дернинах.

Мхи ухудшают продуктивность сельскохозяйственных земель, вызывая их заболачивание. И в то же время, переводя поверхностный сток воды в подземный, мхи способствуют накоплению влаги в почвах и предохраняют плодородные слои от эрозии.

Некоторые виды мхов обладают противомикробными свойствами, используются в медицинских целях. Мхи могут накапливать (аккумулировать) многие вещества, например радиоактивные. Поэтому мхи перед их хозяйственным использованием сначала проверяют на наличие радиоактивных веществ.

Из мхов нередко изготовляют материалы для строительства (прессованные плиты), их используют в сельском хозяйстве как подстилку в помещениях для животных. Торфяные залежи являются источником топлива и широко эксплуатируются.

Вот видите, какие полезные и важные представители растительного мира моховидные, поэтому надо знать особенности строения и жизнедеятельности разных видов мхов.

Многочисленные виды моховидных по количеству занимают второе место в мире растений после цветковых и подразделяются на три класса: Антоцеротовые (Anthocerotopsida), Печеночники (Marchantiopsida), Листостебельные (Bryopsida).

Класс Антоцеротовые (Anthocerotopsida)

Название антоцеротовые происходит от греческих слов anthos — «цветок» и keros — «рог». Действительно, довольно мелкое (диаметром до 3 см) розетковидное темно-зеленое слоевище этих мхов (таллом) напоминает по своей форме небольшой цветок. Слоевище плотно прилегает к почве. Над таким своеобразным цветком приподнимаются удлиненные и слегка изогнутые спорогоны.

Класс антоцеротовых мхов, включающий одно семейство с 4–5 родами (свыше 300 видов), — самый малочисленный в сравнении с двумя остальными классами мхов — печеночниками и листостебельными.

Антоцеротовые не выдерживают конкуренции с другими растениями, которые могут затенять и лишать их питательных веществ, поэтому типичными местами обитания являются незадерненные почвы по краям пашен, дорог и канав, вдоль берегов рек. Являются они также «пионерами» на влажных обнаженных почвах, т. е. там, где под действием каких-то факторов был уничтожен травостой.

В тропиках эти мелкие мхи могут заселять кору гниющих деревьев, ветки и даже живые листья. На таких субстратах (основах) слоевища антоцеротовых хорошо развиваются, не подвергаясь конкурентному угнетению со стороны других растений, которых просто не бывает рядом.

Род Антоцерос (Anthoceros)

Около 200 видов этого рода произрастает в основном в тропиках, но некоторые виды проникли и благополучно растут в северных и умеренных широтах. Многолетний мох антоцерос гладкий, произрастающий в Норвегии, поселился даже в Ирландии. Встречается этот вид и в России.

Антоцерос гладкий имеет сравнительно тонкое розетковидное, округловатое слоевище, образованное несколькими слоями одинаковых тонкостенных клеток. В клетках содержатся пластинчатые хлоропласты с особыми образованиями, имеющими форму небольших косточек, которые называются пиреноидами. На нижней стороне таллома развиваются ризоиды с гладкими стенками.

Развивающийся спорогон имеет удлиненно-бобовидную форму. Такую форму неправильно называют стручкообразной. Спорогоны не имеют ножки, клубнеобразная стопа — основание спорогона — погружена в ткань слоевища. Молодые спорогоны имеют зеленый цвет — в их клетках содержатся хлоропласты. Поэтому спорогоны, в клетках которых происходит фотосинтез, способны к самостоятельному питанию, хотя тесно связаны и получают все питательные вещества из тканей слоевищ.

Споры в спорогонах созревают не одновременно: сначала созревают споры в верхней части, а затем — у основания спорогона. При созревании спор удлиненная коробочка спорогона раскрывается постепенно сверху вниз двумя продольными щелями.

Кроме антоцероса гладкого есть еще близкие виды — точечный и вильчатый. У антоцероса вильчатого к осени слоевище образует подземную часть таллома, разрастаясь и углубляясь в почву. С помощью таких подземных частей слоевища, превращенных в своеобразные клубеньки, антоцерос вильчатый перезимовывает.

Класс Печеночники (Marchantiopsida, или Hepaticopsida)

Мхи, относящиеся к этому классу, удивляют большим разнообразием внешнего вида и строения гаметофита, но спорофиты разных видов имеют большое сходство. Как и у всех моховидных, спорофит (спорогон) печеночников прикреплен к гаметофиту и питается за счет фотосинтетической деятельности тканей гаметофита.

Спорогоны не имеют устьиц и большей частью не имеют хлоропластов. Вместе со спорами формируются и созревают элатеры (особые пружинящие нити). Элатеры очень гигроскопичны.

При набухании в процессе увлажнения или при сокращении в процессе высыхания эти пружинящие нити приходят в движение и обеспечивают равномерное и постепенное высеивание спор. Элатеры образуются не у всех печеночных мхов, в семействе риччиевых элатеры отсутствуют.

Споры, прорастая на влажной почве, образуют протонему, которая у большинства печеночных мхов слабо развита и недолговечна. Постоянная протонема есть у некоторых видов порядка юнгерманниевых, например у мхов метцгериопсиса и протоцефалозии.

Протоцефалозия

Метцгериопсис (мужское растение)

Несмотря на различные формы гаметофитов, все печеночники можно отнести либо к группе имеющих слоевищную форму, либо — форму листостебельных побегов.

Слоевища большинства печеночных мхов похожи на тонкие нежные пластинки, которые располагаются на поверхности почвы. Они имеют даже некоторое сходство с лишайниками. У других видов вегетативная часть расчленена на стебель и листообразные выросты. В рыхло расположенных паренхимных клетках формируются масляные тельца. Ученые предполагают, что эти образования являются продуктами жизнедеятельности клеток.

Свыше 6000 видов печеночных мхов распространились по всей Земле, предпочитая обитать в местах с повышенной влажностью — по краю пашен, дорог и канав, вдоль берегов рек, на залежах.

Маршанция многообразная (Marchantia polymorpha)

Маршанцию многообразную можно встретить на влажной почве в лесах, на местах пожарищ, костров, по берегам лесных речек, ручьев, по дну ложбин и лесных оврагов.

Этот вид является наиболее экологически приспособленным и поэтому широко распространен.

Маршанция многообразная (растение с мужскими подставками)

Слоевище имеет вид плоской лентовидной пластинки, участки которой разделяются надвое, т. е. дважды (дихотомически) ветвятся.

Верхняя сторона слоевища темно-зеленая, под ней развиваются воздушные полости (своеобразные камеры), пронизанные темно-зелеными многоклеточными ветвистыми нитями, содержащими хлоропласты. В таких нитях осуществляется фотосинтез. В верхнем слое клеток располагаются устьица.

От нижнего слоя клеток отходят два вида ризоидов — простые и язычковые. Узкие язычковые ризоиды имеют очень любопытное строение: их внутренние стенки имеют выросты в виде язычков. По язычковым ризоидам, как по фитилям, поднимаются молекулы воды из почвы ко всем клеткам слоевища. Язычковые ризоиды прижимаются плотно к почве с помощью особых выростов — чешуек.

Маршанция многообразная — растение двудомное. На одних экземплярах к лету развиваются своеобразные выросты в виде многолопастного диска, сидящего на ножке. Это образование называют мужской подставкой. Другие экземпляры маршанции имеют выросты, ножки которых увенчаны пластинками, имеющими вид многолучевых звезд. Это женские подставки (см. рис. учебника, с. 51).