Каково значение мхов в природе
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 18.09.2024
1. Выступают в роли пионеров заселения необжитого субстрата.
2. Участвуют в создании особых биоценозов, особенно там, где почти сплошь покрывают почву (тундра) .
3. Моховой покров способен накапливать и удерживать радиоактивные вещества.
4. В связи со способностью впитывать и удерживать большое количество воды, играют большую роль в регулировании водного баланса ландшафтов.
Моховидные в основном не поедаются животными и даже мало повреждаются насекомыми, бактериями и грибами. Те немногие достоверные факты, которые говорят о поедании мхов некоторыми насекомыми и птицами (утками) , свидетельствуют о том, что мхи используются нередко вынужденно и во всяком случае являются побочным продуктом питания.
Некоторые моховидные (сфагнум) обладают антибиотическими свойствами и находят применение в медицине. Из мхов можно получать прессованные плиты для строительства. Более широко мхи, а также торф применяются в сельском хозяйстве. Наконец, широко эксплуатируются торфяные залежи как источник топлива.
Ежегодный прирост мхов незначителен. Обычно он исчисляется от 1—2 мм до нескольких сантиметров. Но суммарно получается большое увеличение моховых дернин, которые принадлежат многолетним видам, не поедаемым и очепь медленно разлагающимся. Мхи обладают способностью аккумулировать многие вещества (в частности, радиоактивные) , быстро впитывать влагу и сравнительно прочно ее удерживать. В то же время моховая дернина обычно снизу оторфовывается и медленно вовлекается в процесс почвообразования. В результате на больших площадях континенты как бы укрыты слоем живых мхов и их отмерших частей толщиной в несколько сантиметров, иногда до 1—3 м и более (например, в европейской части СССР — местами до 9—11 м) . В связи с этим мхам отводится особая роль в глобальной экономике природы, главным образом в регулировании водного баланса континентов.
Мхи могут ухудшать продуктивность сельскохозяйственных земель, вызывая их замоховение и заболачивание. И в то же время они способствуют переводу поверхностного стока вод в подземный, предохраняя земли от эрозии.
Мхи - отдел высших растений, преимущественно многолетних. Отличается регрессивным развитием спорофита, в жизненном цикле мхов доминирует (преобладает) гаметофит. Мхи изучает бриология (от греч. bryon - мох, и logos - слово) - наука о мхах.
Эволюционно мхи представляют тупиковую (слепую) ветвь развития растений, во многом близки к водорослям. Для размножения большинству мхов нужна вода, так как мужские половые клетки могут добраться до женских только с ее помощью. Мы рассмотрим этот отдел на примере кукушкина льна, который относится к подклассу Зеленые мхи.
Интересный факт - устьица у мхов отсутствуют, вместо них имеются поры без замыкающих клеток. У моховидных отсутствуют настоящие стебли и листья, которые мы привыкли видеть у остальных высших растений, нет корней и специализированных проводящих тканей. Механические ткани развиты слабо, так что по совокупности причин рост в высоту для мхов оказывается затруднительным (ограниченным).
Строение кукушкина льна
Кукушкин лен относится к двудомным растениям. Стебель у него прямостоячий, это один из наиболее высокорослых мхов, достигающих в высоту 50 см и более. Отсутствие корней компенсируют нитевидные выросты - ризоиды, которые обеспечивают прикрепление растения к субстрату, всасывают воду и растворенные в ней минеральные вещества (в отличие от ризоидов у водорослей, где ни о какой функции всасывания нет и речи!).
Проясним термин "двудомные", указанный вначале. Он означает, что женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы развиваются на разных растениях. На женском гаметофите расположен архегоний, имеющий бутыльчатую форму, на мужском гаметофите развиваются антеридии. Антеридии окружают характерные крупные листья желто-бурого цвета, по которым всегда можно отличить мужской гаметофит от женского: на женском подобные листья отсутствуют.
Спорофит (бесполое поколение) у мхов располагается прямо на гаметофите, представлен коробочкой на ноже, в которой образуются споры. Коробочка способствует распространению спор на большее расстояние. Спора - возникающая в результате митоза или мейоза (в этом случае - мейоспора) клетка грибов и растений, служащая для размножения и распространения растений и грибов, способная развиться во взрослую особь.
Стебелек вместе с коробочкой называется спорогон. Коробочка состоит из урночки и крышечки, сверху прикрыта колпачком. Внутри урночки находится центральный стержень - колонка, к которой крепится спорангий со спорами. Кверху колонка расширяется и образует эпифрагму, затягивающее устье коробочки. Коробочка имеет перистом - специальное отверстие для рассеивания спор.
В сухую погоду, когда споры созревают, колпачок, а за ним и крышечка, отпадают. Тонкий стебелек спорогона раскачивается от ветра, споры высыпаются.
Жизненный цикл мхов
При созревании яйцеклетки (n) в архегонии (n) образуется узкий слизистый канал, по которому сперматозоид (n) может достичь яйцеклетки, которая неподвижна. Сперматозоиды образуются в другом месте - антеридиях, на мужском гаметофите, (n), и, чтобы добраться до архегониев, им обязательно нужна вода. Именно поэтому мхи обитают во влажной среде, где условия для размножения наиболее благоприятные.
Сперматозоид обладает хемотаксисом к слизи в канале архегония. Хемотаксис - движение организма под влиянием химических веществ.
В период обильных дождей сперматозоид достигает яйцеклетки в архегонии (на женском гаметофите), гаметы сливаются, и образуется зигота (2n). В дальнейшем из зиготы прорастает спорофит, имеющий вид коробочки на ножке. Отметим, что спорофит, по сути "паразитирует" на гаметофите (n), от которого зависит полностью. В коробочке спорофита из материнских клеток (2n) образуются споры (n) путем мейоза. Высыпаясь из коробочки, спора попадает в почву, где прорастает в протонему. Протонема - нитчатое образование, ранняя стадия развития гаметофита - листостебельного растения (n).
На женских гаметофитах развиваются архегонии, на мужских - антеридии, в которых образуются гаметы. Цикл замыкается. Хотелось бы еще один раз подчеркнуть: спорофит у мхов редуцирован, низведен до уровня полностью зависимого придатка гаметофита, растущего прямо на гаметофите и питающегося за счет него. Гаметофит доминирует в жизненном цикле и представлен зеленым листостебельным растением.
Теперь попробуйте самостоятельно назвать все стадии жизненного цикла мха на картинке ниже, почувствуйте себя истинным бриологом ;)
Значение мхов
В целом хозяйственное значение мхов для человека небольшое. Они не пригодны в качестве корма для домашних животных. Мох сфагнум с давних пор применяется как перевязочный материал, военные врачи применяли его в экстренных случаях, когда заканчивались вата, йод. Сфагнум обладает антисептическими свойствами: уничтожает микроорганизмы или задерживает их размножение, а также выраженной гигроскопичностью - способностью поглощать, впитывать большие количества воды, крови и других жидкостей.
Разрастание мхов вызывает переувлажнение почвы и впоследствии - заболачивание территории. Особо отметим роль мхов, как торфообразователей. Торф - горючее полезное ископаемое, образованное не полностью разложившимися остатками растений в условии болот. Его используют для производства теплоизолирующих материалов, применяют в качестве топлива. И, конечно же, мхи - звено в цепи питания (продуценты - производители органических веществ).
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
1. Что такое ризоиды?
2. Почему водоросли относят к низшим растениям?
3. Что такое спора?
Мхи распространены преимущественно в хорошо увлажнённых местах и лишь изредка — в засушливых областях (в сухой период они находятся в состоянии покоя и возобновляют жизнедеятельность при выпадении осадков).
В отличие от водорослей, мхи имеют стебель и листья, за исключением ряда видов примитивных печёночных мхов, у которых тело представлено слоевищем. Настоящих корней у мхов нет, их заменяют ризоиды, которыми они укрепляются в почве и всасывают воду.
Так как тело мхов расчленено на стебель и листья, а размножаются они спорами, то их относят к высшим споровым растениям .
Различают печёночные и листостебельные мхи.
Печёночные мхи. Те, у кого дома есть аквариум, хорошо знают плавающее растение, зелёным ковром покрывающее поверхность воды. Это один из печёночных мхов — риччия (рис. 68). Тело её состоит из вильчато разветвлённого слоевища. При хорошем освещении риччия быстро разрастается, образуя плотные подушки на поверхности воды.
Рис. 68. Печёночные мхи
У плавающей риччии ризоидов нет, но при высыхании водоёмов, оставшись на сырой почве, она может их образовать. Различные виды печёночных мхов встречаются в сырых лесах, на болотах, в водоёмах.
Листостебельные мхи. Один из самых известных листостебельных зелёных мхов — кукушкин лён (рис. 69), его часто можно встретить в заболоченных или просто во влажных местах. Его стройные коричневатые стебельки покрыты маленькими тёмно-зелёными листиками и похожи на миниатюрные растения льна.
Рис. 69. Мох кукушкин лён
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.
Кукушкин лён — многолетнее растение. Покрывая в сырых местах почву сплошным ковром, он часто вытесняет другие зелёные мхи.
Строение мха
1. Рассмотрите растение мха. Определите особенности его внешнего строения, найдите стебель и листья.
2. Определите форму, расположение, размер и окраску листьев. Рассмотрите лист под микроскопом и зарисуйте его.
3. Определите, ветвистый или неветвистый стебель у растения.
4. Рассмотрите верхушки стебля, найдите мужские и женские растения.
5. Рассмотрите коробочку со спорами. Каково значение спор в жизни мхов?
6. Сравните строение мха со строением водоросли. В чём их сходство и различие?
7. Запишите свои ответы на вопросы.
Представителем белых, или сфагновых, мхов является сфагнум.
Сфагнум — растение с сильно ветвящимся стеблем (рис. 70). В отличие от кукушкина льна и других зелёных мхов, он не имеет ризоидов. Стебель и ветви большинства видов сфагнума покрыты мелкими светло-зелёными листьями. Каждый лист состоит из одного слоя клеток. Клетки эти двух разных типов, их различия хорошо заметны под микроскопом.
Узкие зелёные клетки, содержащие хлоропласты, соединены друг с другом и образуют сплошную сеть. В этих клетках образуются органические вещества, которые поступают из листьев в стебель.
Между зелёными клетками находятся другие, более крупные. Их цитоплазма разрушена, сохранились только оболочки с отверстиями, поэтому эти мёртвые клетки прозрачны и могут заполняться водой или воздухом. До 2 /3 поверхности листа состоит из этих клеток. Благодаря такому строению сфагнум быстро всасывает и проводит воду.
Рис. 70. Мох сфагнум
Снаружи стебли также покрыты прозрачными мёртвыми клетками. Мёртвые клетки листьев и стеблей сфагнума способны поглощать воды в 20—25 раз больше своей массы, долго её удерживать, постепенно отдавая живым клеткам.
Обычно сфагнум растёт на верховых болотах, покрывая поверхность почвы сплошным ковром, но он может расти и под пологом леса среди кукушкина льна. Там, где поселился сфагнум, почвы переувлажнены. На избыточно влажной почве деревья растут плохо, становятся угнетёнными, а сфагнум, напротив, разрастается пышным ковром, и лес постепенно заболачивается.
Размножается сфагнум спорами, так же как кукушкин лён и другие мхи. На концах верхних ветвей у него образуются маленькие коробочки, в которых споры созревают.
Значение мхов 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.
МОХ. СПОРА. ВЫСШЕЕ СПОРОВОЕ РАСТЕНИЕ. СПЕРМАТОЗОИД. ЯЙЦЕКЛЕТКА
1. Почему мхи называют высшими споровыми растениями?
2. Каково строение кукушкина льна?
3. Чем сфагнум отличается от кукушкина льна?
4. Чем мох отличается от водоросли?
5. Какое значение имеют мхи в природе и жизни человека?
Почему даже самые крупные мхи не достигают размеров более 80 см?
Задания для любознательных
1. Рассмотрите под микроскопом листья мха сфагнума. Отметьте особенности строения двух типов клеток, из которых они состоят.
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.
Знаете ли вы, что.
В слоях торфа сохраняются пни и корни деревьев, листья и пыльца растений, живших тысячелетия назад. Полностью они не разрушаются, так как в торфяной толще мало кислорода, кроме того, сфагнум выделяет вещества, препятствующие развитию бактерий. При осушении и разработке болот в толще торфа иногда находят хорошо сохранившиеся старинные лодки, останки погибших в болоте животных и людей.
Сфагнум широко использовали в годы войны как заменитель ваты из-за его высокой влагоёмкости и хороших бактерицидных свойств.
Мхи или мохообразные – высшие споровые растения. Они имеют общие черты с водорослями, но устроены сложнее.
Общая характеристика
Мхи можно наблюдать в сырых местах, например, на болотистых почвах, корнях и стволах деревьев, иногда — на крышах домов, влажных камнях, кирпичах и т.п. Есть мхи, обитающие в водоёмах.
Замшелые камни у водопада
У мхов, в отличие от водорослей, можно выделить стебель и листья, хотя у некоторых видов (например, печёночных мхов) нет отдельных органов и тело представляет из себя слоевище, как у водорослей. В основном тело мхов состоит из фотосинтезирующей ткани.
У мхов нет корней. Их роль выполняют ризоиды. Как и у водорослей, они служат для прикрепления к почве или другой поверхности.
Размножаются мхи бесполым путём (при помощи спор), вегетативным (участками слоевища и стебля) и половым (при помощи гамет).
Обычно мохообразные – многолетние растения, похожие на траву высотой от 1 мм до 30 см. Некоторые виды водных мхов могут достигать 50 см в длину.
Как думаете, почему даже самые крупные мхи не достигают размеров более 80 см?
У мха нет развитой проводящей ткани и нет корней. Это значит, что мхи не могут передавать воду и питательные вещества от одних органов растения другим. Это ограничивает возможный размер растения. Кроме того, без корней, надёжно удерживающих растение в почве, те побеги мха, которые вырастают больше, быстро погибают от ветра и холода.
На этом видео показано, как мох впитывает влагу из воздуха. Мхи очень выносливы: они могут расти прямо на камнях, переносить засуху и оживать в благоприятных условиях буквально за считанные минуты.
Печёночные мхи
Печёночные мхи – мелкие и неприхотливые растения. Их можно встретить в любом уголке Земли, особенно хорошо им в влажных тропических лесах. Своё название они получили из-за того, что когда-то использовались лекарями для лечения заболеваний печени.
Тела печёночных мхов представляют собой слоевище неправильной формы; у некоторых можно выделить стебель и листья. У многих печёночников есть ризоиды.
Один из распространённых представителей печёночных мхов – маршанция. Маршанцию можно встретить даже в Антарктиде. В наших краях её нередко можно увидеть там, где нет никаких других растений – на стенах и крышах, в сырых и плохо освещённых местах.
Печёночный мох
Ещё одна из самых известных представителей печёночных мхов – риччия. Этот вид часто встречается в аквариумах, и его легко перепутать с водорослью. Тело риччии состоит из вильчато разветвлённого слоевища. Если ей хватает света, она разрастается у поверхности воды, образуя плотные подушки. Ризоидов у неё при этом нет, но если уровень воды понизится (как бывает в природных водоёмах), она способна их образовать.
Печёночные мхи могут размножаться как вегетативным путём (отростками), так и половым, так и спорами. На рисунке 1 показано строение печёночного мха. Как видите, у него, помимо слоевища и ризоидов, есть спорофит — орган, в котором вызревают споры. Спорофит состоит из ножки и коробочки, его строение мы подробнее рассмотрим немного позже.
| Особенности | Представители | |
|---|---|---|
| Печёночный мох | Небольшое тело, представлено слоевищем или стеблем с листьями. Возможны ризоиды. | маршанция риччия |
На видео показано в ускоренном режиме разрастание слоевища печёночного мха.
Листостебельные мхи. Строение и размножение кукушкина льна
Скорее всего, вам случалось видеть кукушкин лён. Он растёт на заболоченных почвах, можно его встретить и на влажной земле лесов или рощ. По виду он напоминает маленькие ростки льна. Обычно он растёт густым ковром. В высоту стебельки могут достигать до 30 см.
Кукушкин лён
Каково строение кукушкина льна?
Но точнее будет сказать, что строение растения отличается в зависимости от поколения. Половое поколение называется гаметофит. На верхушках гаметофитов находятся половые органы мужского и женского типа. В мужских органах, развиваются подвижные половые клетки, гаметы, также называемые сперматозоиды.
У женских растений половые органы выглядят иначе (хотя без сильного увеличения это сложно понять). Они содержат женские половые клетки, яйцеклетки.
Для оплодотворения мху необходима вода. Для этого хватает росы или дождя. Капельки воды падают на верхушки мха, и половые клетки разных растений смешиваются. Происходит оплодотворение.
Рассмотрите коробочку со спорами на рисунке 3. В коробочках развиваются споры. Коробочка кукушкина льна накрыта специальным колпачком. Когда споры созревают, колпачок отпадает, и они высыпаются.
Так как кукушкин лён является многолетним растением, он растёт густо, сплошным ковром. Другим растениям, оказавшимся по соседству, не достаёт ни места, ни питательных веществ, так что кукушкин лён часто их вытесняет.
Рассмотрите рисунок и мысленно подпишите, что обозначено на рисунке цифрами.
2. Женское растение
3. Коробочка в колпачке
4. Ножка спорофита
Ещё один интересный представитель листостебельных мхов – сфагнум.
Листостебельный мох сфагнум
Сфагнум
Сфагнум обладает сильно ветвящимся стеблем, а вот ризоидов у него нет. У большинства видов сфагнума и стебель, и веточки покрыты маленькими листочками. Листья расположены мутовчатым способом – то есть из каждого узла вырастает по несколько листочков. Под микроскопом можно рассмотреть, что каждый лист состоит из одного слоя клеток. Эти клетки могут быть двух различных типов: узкие зелёные и крупные прозрачные.
Рассмотрите лист под микроскопом на рисунке 4. В узких зелёных клетках содержатся хлоропласты. Эти клетки расположены вплотную друг к другу и образуют нечто вроде сеточки, покрывающей лист. В этих клетках протекает фотосинтез, образуются органические вещества, которые затем поступают в стебель.
Между этими зелёными клетками видны крупные клетки. Они прозрачные – в них осталась только оболочка с порами. Цитоплазма этих клеток разрушена, и через отверстия клетки заполняются воздухом или водой. Из них состоит до двух третей листа. Такие же прозрачные клетки с отмершей цитоплазмой покрывают стебли сфагнума.
Примечательно то, что сфагнум выделяет фенол – вещество, подавляющее развитие бактерий. По мере того, как сфагнум растёт, его нижняя часть постепенно отмирает. Отмершая часть оказывается у поверхности земли. Бактерий, способствующих размножению, там нет, а доступ воздуха ограничен молодыми листочками. Таким образом, отмерший сфагнум не гниёт, а превращается в торф.
Торф – очень интересная субстанция. В торфяной толще низкое содержание кислорода и мало бактерий. Это приводит к тому, что остатки древесных стволов и корней, останки погибших животных и даже пыльца сохраняются в торфе на долгие годы, иногда – на тысячелетия. В торфе иногда находят старинное оружие, лодки, тела людей, погибших в болоте столетия назад.
Как и кукушкин лён, сфагнум размножается спорами. Маленькие коробочки, в которых вызревают споры, располагаются на верхушках ветвей. На одном побеге сфагнума может быть несколько спорофитов на коротких ножках.
| Особенности | Представители | |
|---|---|---|
| Листостебельные мхи | Тело представлено стеблем с листьями, возможны ризоиды. После оплодотворения споры развиваются в спорофитах. | кукушкин лён сфагнум |
Какое значение имеют мхи в природе и жизни человека?
Мхи, на первый взгляд, не приносят пользы ни человеку, ни природе. Они затрудняют доступ воздуха к почве, в избытке удерживают воду, что ведёт к заболачиванию и закислению почв. Подобная почва неблагоприятна для большинства растений. Кроме того, мох конкурирует с другими растениями за воду и минеральные вещества, и многие растения неспособны выдержать эту конкуренцию.
Мох и росток хвойного дерева
Мох даёт укрытие для многих мелких живых существ – червей, насекомых, моллюсков. Водяной мох укрывает в своих зарослях икринки и мальков, улиток и прочих водных животных. Некоторые виды мха могут служить пищей для животных.
Также, как и другие растения, мох осуществляет фотосинтез, выделяя кислород в атмосферу и в воду.
Мох на коре дерева
Листостебельные мхи, особенно виды сфагнума, образуют торф, который люди используют как сырьё, удобрение и топливо.
Из торфа производят пластмассы, смолу, карболовую кислоту, древесный спирт, теплоизоляцию и другие материалы.
В прошедшие века люди находили для мха и другие способы использования. Например, при строительстве домов мхом закрывали щели между брёвнами. Это не только защищало от сквозняков, но и предотвращало гниение брёвен. Воздух, удерживаемый разветлёнными стебельками и веточками мха, помогал сохранить тепло.
Также мох использовался в лечении ран. Он хорошо впитывает и содержит антибактериальные вещества, поэтому в годы войн его иногда использовали для перевязок. Кроме того, из торфа и из некоторых видов мха изготавливают лекарственные средства.
Мох — важная часть природы. И хотя мохообразные малы и незаметны, они выполняют в природе свою уникальную роль.
Читайте также: