Растения кальцефилы сфагновые мхи

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Распространены в регионах с умеренным климатом. Летом в подлеске можно увидеть странные белые пятна — это пучки высохшего сфагнума, который, однако, получив первую же порцию влаги, опять наливается силой. Именно эти мхи формируют сфагновые болота, так как могут поглощать и удерживать воду в объеме в 25 раз больше своей массы.

1. Взрослые растения не имеют ризоидов.

2. Стебель ветвится.

3. Листья состоят из единственного клеточного слоя, потому они так легко напитываются водой.

4. В листьях имеется два типа клеток — крупные, мертвые, не имеющие пигмента водоносные (две трети листа), и зеленые, узкие, живые фотосинтезирующие клетки.

5. Побег растет сверху, снизу отмирает.

Размножение

1. Цикл развития сфагнума в целом похож на цикл кукушкина льна.

2. Сфагнум — однодомное растение, на одной особи расположены антеридии и архегонии.

3. После того, как оплодотворение произошло, на гаметофите вырастает коробочка, из нее высыпаются споры, формируется протонема, дающая новое растение.

Образование торфа

В течение тысячелетий в местах, где обильно произрастали мхи, накапливались запасы торфа — отложения крошечных фрагментов мхов, поглощенных болотами. Почти три процента поверхности земного шара имеют запасы торфа, который активно добывается сегодня и используется в качестве горючего. В том, как хорошо горят торфяники, жители многих регионов России убеждаются жаркими летними месяцами, когда буквально от одного уголька или окурка вспыхивают и потом долго тлеют огромные залежи торфа.

Как же идет процесс образования торфа?

1. Фрагменты торфяного мха и других растений в бескислородных (анаэробных) условиях отмирают, минерализуются с помощью почвенных бактерий, грибов, беспозвоночных животных.

2. Скорость распада растений зависит от температуры и кислотности среды, количества воды, вида растения.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда - видео уроки по биологии: подготовка

СФА́ГНОВЫЕ МХИ (Sphagnopsida), класс листостебельных мхов. Включает ок. 500 видов, которые почти все принадлежат к распространённому роду сфагнум ( Sphagnum ) сем. сфагновых (Sphagnaceae). Единственный вид рода флатбергиум ( Flatbergium ) из Юго-Вост. Азии относится к сем. флатбергиевых (Flatbergiaceae), а роды амбьюкенения ( Ambuchanania ) с одним тасманийским видом и эосфагнум ( Eosphagnum ) с одним юж.-амер. видом входят в сем. амбьюкенемовых (Ambuchananiaceae).

Описание сфагнума

Семейство сфагновых весьма многообразно. Количество известных на сегодня видов достигает 120. Наиболее широко известны в биологии следующие из них:

болотный сфагнум;
оттопыренный;
бурый;
магелланский;
папиллозный;
Гиргензона.

Все известные на сегодняшний день разновидности сфагнума являются споровыми многолетниками, имеющими 2 поколения. Ежегодно происходит нарастание верхней части растения и отмирание нижних фрагментов.

Всем разновидностям такого мха практически не присущ процесс гниения, поэтому, разрастаясь, он способен приводить к заболачиванию лесов и превращению стоячих водоёмов в болота. Именно такие места он и выбирает для обитания.

Являясь болотным мхом, сфагнум активно впитывает влагу всем организмом. В качестве губки можно представить всю зелёную часть растения. Для зелёной массы торфяного мха характерны следующие особенности:

низкая теплопроводность — это качество в разные времена и в разных культурах позволяло использовать растение для теплоизоляции жилищ, изготовления тёплых пелёнок и одеял для детей;
высокая степень гигроскопичности — эта характеристика позволяет растению поглощать воды в 20 раз больше собственной массы;
свойство поглощать запахи;
антисептические свойства карбоновой кислоты, входящей в состав сфагнума.

Все эти качества способствуют широкому применению сфагнума в хозяйственной деятельности и строительстве (издавна им перекладывали брёвна при сборке сруба: свойства мха исключали гниение древесины и предотвращали её размокание). Кроме того, стали причиной целой серии исследований, направленных на возможность искусственного выращивания и размножения сфагнума в промышленных целях.

Внешний вид сфагнума напоминает густую пушистую траву светло-зелёного цвета. В природе разные виды мха образуют пушистый зелёный ковёр, покрывающий болотные кочки и плавающий по поверхности зарастающих озёр. Упругий сочный слой покрыт снаружи коркой, которая представляет собой наслоение запасающих воду клеток.

Клетки, содержащие хлорофилл, присутствуют только на верхней части стебля растения, поэтому нижняя его часть выглядит практически бесцветной. Корневая система у сфагнума отсутствует. Эта особенность свойственна всем мхам.

Строение растительного организма

Торфяной мох сфагнум имеет характерное для растительного организма строение. Растение состоит из следующих элементов:

стебель, высота которого достигает 20 см, однако может вырастать и до 30, он упругий, водянистый на разрезе;
листья — чешуйки, которые в большом количестве располагаются на основном стебле и его ответвлениях, листья торфяного мха состоят из одного слоя клеток, принадлежащих двум различным типам;
коробочка, располагающаяся на самой верхушке стебля — в ней формируются и развиваются споры, предназначенные для размножения растения.

Стебель сфагнового мха обильно ветвится, на боковых его поверхностях располагаются веточки и листья. В строении мха сфагнума различают три разновидности веточек:

торчащие — располагающиеся по отношению к основному стеблю горизонтально и обращённые в разные стороны;
свисающие — направленные вниз;
верхушечные — расположенные ближе к верхушке стебля и направляющиеся в стороны и вверх, образующие подобие головки (макушки) растения.

На кончиках верхушечных веточек на специальных стебельках со временем формируются коробочки — спорангии небольшого размера, снабжённые крышечкой. В них образуются и созревают споры растения, при помощи которых оно размножается. После созревания спор, содержащихся внутри, крышечка самопроизвольно открывается, а споры высыпаются в окружающую среду и разносятся ветром и водой. Для начала цикла развития нового растения из споры достаточно попадания её в каплю воды. Споры, формирующиеся в коробочках, имеют двойной набор хромосом.

Рост растения осуществляется за счёт развития структур верхней части стебля, тогда как элементы нижней части постепенно отмирают, образуя торф.

Клетки растения

Особенностью строения сфагнума является то, что его листья состоят из двух типов клеток. Для каждого из них характерна своя схема внутреннего строения, набор функций, внешний вид:

Водозапасающие. Их роль соответствует названию — они накапливают воду. Именно благодаря им осуществляется способность растения удерживать объём воды в 20 раз больше собственного веса. По-другому эти клетки называют мёртвыми. Цитоплазма их полностью разрушена, остались только клеточные стенки, имеющие большое количество пор. Помимо большого количества воды, они содержат пузырьки воздуха. Водозапасающие клетки составляют больший объём листа сфагнума.
Хлорофиллоносные. Их функция — обеспечение всего растительного организма органическими веществами.

Наличие водозапасающих клеточных структур является одной из особенностей сфагнума. Они располагаются в стебле и на листьях. Это мёртвые прозрачные полые клетки, имеющие отверстия. Клеточная мембрана этих образований имеет характерные утолщения, за счёт которых происходит её укрепление.

Водозапасающие клетки располагаются в окружении более мелких клеточных структур — зелёных фотосинтезирующих клеток, объединённых в одну большую сеть. Эта разновидность клеток является своеобразной заменой проводящей системы, свойственной высшим растениям, которая у мха отсутствует. Хлорофиллоносные клетки практически равномерно распределены по растению, за исключением нижней его части, поэтому процесс фотосинтеза протекает во всех отделах.

Эти особенности строения можно увидеть в обычный световой микроскоп с 300-кратным увеличением. С этой целью, в ходе лабораторной работы, следует расположить один листик на предметном стекле в капле воды, накрыть покровным стеклом и поместить под микроскоп. Хлорофиллоносные клетки, для которых характерен процесс фотосинтеза, будут выглядеть под микроскопом как узкие структуры, расположенные друг за другом и, благодаря такому расположению, образующие рисунок, напоминающий цепочку.

Карболовая кислота

Это вещество, содержащееся в тканях сфагнового мха, обладает выраженным антисептическим действием. Результатом такого эффекта является отсутствие бактерий, обеспечивающих гниение. Именно этим фактом объясняется то, что мох сфагнум практически не гниёт, а из отделяющихся от основного растения фрагментов образуется торф. Толщина слоя, образующегося на протяжении года, составляет от 1 до 2 мм.

Наличие этого антисептического вещества широкого спектра действия делает возможным использование растения в лечебных целях. Например, сфагнум можно считать подходящим материалом для антисептической гигроскопической повязки в полевых условиях.

На примере кукушкина льна в прошлом разделе мы изучили общее строение и жизненный цикл мохообразных. Здесь, в новом разделе, мы сосредоточим внимание на важных особенностях, которые свойственны различным представителям отдела моховидных. Начнем с классификации.

Сфагнум

Сфагновые (торфяные) беловато-зеленого цвета мхи растут на торфяных болотах.

Сфагнум приводит к переувлажнению почвы - масса накопленной воды может в 20-25 раз превышать массу мха.

В глубине болота практически отсутствуют фотосинтезирующие бактерии, вода стоячая, не перемешивается, что приводит к очень низкой концентрации кислорода - отмершие части растения разлагаются не полностью.

Сфагнум выделяет в переувлажненную почву органические кислоты, которые создают кислую среду и препятствуют быстрому разложению нижних отмирающих частей растения.

Фотосинтезирующую (ассимиляционную) функцию берут на себя боковые веточки сфагнума, кроме того, близко расположенные растения мха поддерживают, помогают друг другу удерживать вертикальное положение, за счет сплетающихся боковых веточек.

Листья сфагнума мелкие, однослойные, обладают гигроскопическим свойством за счет наличия водоносной ткани - совокупности крупных мертвых клеток. Через поры в эти клетки (водоносные клетки) поступает вода и прочно удерживается там.

Каждая водоносная, мертвая, клетка окружена живыми - несколькими хлорофиллоносными, фотосинтезирующими клетками. Водоносные клетки занимают около 70% от всей поверхности листа.

Ризоиды у сфагнума отсутствуют, он впитывает влагу всей поверхностью тела.

Маршанция

Относится к классу печеночные мхи. Распространена на земле повсеместно, включая Антарктиду. Нередко, в обход конкуренции с другими растениями, занимает незанятые территории - скалы, пожарища. Слоевище лентовидно стелется, имеет вид зеленого лопастного листка . Произрастает в сырых, влажных местах. Особенно распространено в тропиках.

От нижней стороны слоевища к субстрату крепятся ризоиды. На верхней стороне слоевища расположены "выводковые корзиночки", где образуются органы вегетативного размножения - выводковые почки.

Олений мох

Хочу особо отметить, что олений мох - не мох! Это лишайник, который своим хитрым названием часто сбивает с толку :)

Олений мох (ягель) распространен в арктической части Евразии, в Гренландии, Северной Америке, Тибете. Служит кормом для северных оленей, коров, свиней и овец.

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.

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: