Споры у мхов образуются путем

Обновлено: 08.07.2024

При половом размножении постоянно создаются новые комбинации генов, что увеличивает генетическое разнообразие потомства и, соответственно, шансы приспособиться к меняющимся условиям среды. Создание новых комбинаций генов происходит в процессе мейоза. Мейоз имеет место в ходе образования гаплоидных клеток — спор или гамет. При этом хромосомы, доставшиеся организму от матери и отца, перестают существовать как целое — в результате кроссинговера образуются новые варианты хромосом, скомбинированные из отцовских и материнских. Таким образом, хромосомы детей, как правило, не идентичны хромосомам родителей — они содержат другие комбинации аллелей (вариантов генов).

В ходе мейоза происходит редукция хромосомного набора — образование из диплоидной клетки 4 гаплоидных клеток (n), у которых каждая хромосома представлена уже не парой гомологов, а 1 хромосомой. У человека путем мейоза образуются половые клетки (гаметы), каждая из них несет 23 хромосомы.

Диплоидность клеток в жизненном цикле восстанавливается при оплодотворении — слиянии гамет. При этом объединяются два разных хромосомных набора из двух разных геномов (генома матери и генома отца).

У других организмов соотношение диплоидной и гаплоидной фаз цикла может быть разным. Разные организмы демонстрируют большое разнообразие жизненных циклов, однако во всех них можно выделить диплоидную фазу, или диплофазу — от оплодотворения до мейоза — и гаплоидную фазу, или гаплофазу — от мейоза до следующего оплодотворения.

Например, у животных (слева) гаплоидны только гаметы, у растений (посередине) есть диплоидное поколение (спорофит) и гаплоидное поколение (гаметофит), а у многих одноклеточных преобладает гаплоидная фаза, а зигота после оплодотворения делится мейозом, в результате чего снова получаются гаплоидные клетки.

Соотношение гаплоидной и диплоидной стадии в жизненном цикле разных организмов может быть разным. Как мы уже видели, у животных единственной стадией является диплоидная, а гаплоидны только гаметы. У некоторых организмов, наоборот, единственной стадией является гаплоидная, а диплоидна только зигота, которая сразу после полового процесса вступает в мейоз. Такую ситуацию мы можем наблюдать, например, у хламидомонады. У большинства растений обе фазы представлены. У мхов привычные нам зеленые растения являются гаплоидными. На них формируются органы полового размножения: антеридии, в которых образуются сперматозоиды, и архегонии, в каждом из которых имеется одна яйцеклетка. Образующиеся гаметы после оплодотворения дают диплоидную стадию, которая развивается непосредственно на гаплоидной. Она представляет собой тонкую длинную нить с расширением на конце. Она коричневого цвета, т. к. не содержит хлорофилла, неспособна к фотосинтезу и живет за счет гаплоидной части растения. Внутри расширения, называемого коробочкой, множество клеток делится мейозом, образуя гаплоидные споры. Споры дают начало зеленым гаплоидным растениям. Таким образом, основной стадией у мхов является гаплоидная.

Основная жизненная стадия у папоротникообразных — диплоидная. На листьях папоротников или в специальных структурах у хвощей и плаунов образуются спорангии, в которых в результате мейоза формируются мелкие одноклеточные споры. Разлетаясь и попадая в подходящие условия, они дают начало гаплоидной стадии — заростку. На заростках образуются антеридии и архегонии, формируются гаметы, происходит оплодотворение, и из зиготы развивается диплоидное растение. У семенных растений самостоятельной гаплоидной стадии не существует, она представлена группами клеток, развивающихся в специальных органах диплоидных родительских организмов. Некоторое время отдельно существует только мужской гаметофит в виде пыльцевого зерна, но в нем в это время не происходит заметных процессов жизнедеятельности. После оплодотворения из зиготы новый диплоидный организм первые этапы развития также проходит внутри материнского организма.

Систематическое положение

Высшие споровые растения

Отдел: моховидные, или настоящие мхи

Класс: листостебельные, или настоящие, мхи

Класс: сфагновые мхи

Отдел: печеночные мхи

Отдел: антоцеротовые мхи

Бриология — наука о моховидных.

Основная характеристика отдела Моховидные

Небольшие размеры.
Влажные местообитания.
Отсутствие корней, есть ризоиды.
Отсутствие проводящей ткани.
Для полового размножения необходимо присутствие капельножидкой влаги для передвижения сперматозоидов.
В жизненном цикле чередование поколений с преобладанием гаплоидного гаметофита (!).

Отдел Моховидные

КЛАСС ЛИСТОСТЕБЕЛЬНЫЕ МХИ

Кукушкин лен (Рис. 1)

Широко распространен во влажных лесах умеренной зоны. Его коричневатый стебель, достигающий в длину 30 см, содержит мертвые вытянутые клетки, выполняющие функцию проведения и накопления воды. Простые листочки состоят из нескольких слоев зеленых клеток и не имеют жилок. В нижней части стебля молодого мха образуются одноклеточные выросты — ризоиды, выполняющие функцию поглощения воды и минеральных солей. Обычно кукушкин лен растет в виде куртин, в которых содержится несколько сотен особей. Зеленые растения мха — это гаплоидная стадия, или гаметофит. Мох кукушкин лен — раздельнополое, или двудомное, растение. На верхушке одних растений формируются женские органы, называемые архегониями (рис. 2).

Каждый архегоний содержит одну яйцеклетку. На мужских растениях развиваются антеридии — органы, представляющие собой мешочки, в которых образуются сперматозоиды. Так как растение гаплоидное, образование гамет не требует мейоза. Для оплодотворения мху нужна вода, по которой сперматозоиды могли бы переплыть на женское растение и проникнуть в архегоний. Для этого бывает достаточно дождя или обильной росы, капли которой лягут на верхушки растений. После оплодотворения из образовавшейся зиготы развивается диплоидный спорофит. Он растет на гаплоидном зеленом растении и использует образованные им вещества. Сам он не содержит хлорофилла и не фотосинтезирует. Он имеет вид длинной коричневой нити, называемой ножкой. Одним концом она прикреплена к верхушке гаметофита, а на другом образуется расширение, являющееся спорангием. В этом расширении формируются материнские клетки спор, которые делятся мейозом, образуя множество одноклеточных спор. Зрелый спорангий состоит из коробочки и крышечки. Крышечка отрывается, и споры высыпаются и разносятся ветром на большие расстояния. Из спор, попавших во влажное освещенное место, вырастает тонкая ветвящаяся нить (протонема). На ее концах формируются почки, дающие начало новым гаплоидным растениям.

КЛАСС СФАГНОВЫЕ МХИ

Мох Сфагнум

Важной группой мхов являются сфагновые мхи (рис. 3). Они широко распространены и образуют так называемые сфагновые, или верховые, болота. Верхушки сфагнума имеют светло-зеленые листочки. По мере роста мха нижняя его часть оказывается под толщей более молодых листочков, отмирает и начинает разлагаться. Ткани мха содержат карболовую кислоту, которая имеет мощное бактерицидное действие. Разложение мха происходит без доступа воздуха и в условиях почти полного отсутствия микроорганизмов. Мох практически не гниет и превращается в торф. Торф, как губка, удерживает влагу, происходит заболачивание лесов.

Сфагнум не имеет ризоидов. Он впитывает воду всей своей поверхностью. Мелкие светло-зеленые листья, покрывающие стебель и ветви, состоят из клеток двух хорошо различимых под микроскопом типов. Узкие зеленые фотосинтезирующие клетки образуют сетчатую структуру, в которой происходит движение органических веществ. Между ними находятся крупные прозрачные мертвые клетки, от которых остались только оболочки (рис. 4). Эти клетки служат резервуаром для воды. Через поры в их клеточных стенках происходит пополнение запасов воды из окружающего воздуха.

Сфагнум — однодомное растение. Архегонии (женские органы полового размножения) и антеридии (мужские органы полового размножения) располагаются на одном растении. Сперматозоиды (n) по каплям воды достигают яйцеклеток (n), происходит оплодотворение. Образуется зигота (2n), из которой вырастает спорангий. Там происходит мейоз и образуются гаплоидные (n) споры, дающие начала тонкой нити-предростку — протонеме (n). На ней образуется почка, прорастающая в новый гаметофит (n).

ОТРЯД ПЕЧЕНОЧНЫЕ МХИ

Небольшие нежные растения, тело которых представлено чаще всего слоевищем в виде пластинки неправильной формы. У некоторых слоевище несет чешуйки, соответствующие листьям. Есть многочисленные ризоиды. Протонема развита слабо.

Размножение половое (подобно другим мхам) и бесполое (с помощью особых почек).

Распространенный представитель печеночных мхов — маршанция (рис. 5).

ОТРЯД АНТОЦЕРОТОВЫЕ МХИ (РИС. 6)

Распространены большей частью в тропиках.

Спорофиты (спорогонии) рогообразной формы.

В основании ножки спорангия находится меристема, поэтому ножка постоянно растет. Образование и созревание спор происходит продолжительное время.

Большинство однодомны. Перекрестное опыление (женские и мужские гаметофиты созревают в разное время).

Значение мхов

Образование торфа.
Водный запас экосистем.
Виды, образующие экосистемы.
Содержат антибиотики.

Систематическое положение

Высшие споровые растения

Общая характеристика Папоротникообразных

Возникли в девоне. Биологического расцвета достигли в карбоне, став основной лесообразующей группой. Остатки лесов образовали обширные залежи каменного угля.
Наибольшее количество видов в тропической зоне.
Предпочитают влажные местообитания, т. к. мужские гаметы подвижны, и влага нужна для передвижения сперматозоида к яйцеклетке.
Есть ткани и органы.
В жизненном цикле преобладает диплоидный спорофит.
Размножение половое и бесполое (спорообразование).
Органы полового размножения многоклеточные.

Отдел Папоротниковидные

В настоящее время отдел насчитывает примерно 12 000 видов.

Жизненные формы: травы, деревья (рис. 1) и лианы (несколько тропических видов). Есть водные формы (сальвиния плавающая (рис. 2)).

Листья могут быть дифференцированы на стерильные и фертильные (ужовник (рис. 4)), или выполнять одновременно обе функции (большинство папоротников (рис. 5)). У страусника фертильные листья не фотосинтезируют (рис. 6).

Рис. 3 Рис. 4 Рис. 5

Большинство папоротников имеют подземное корневище и хорошо развитые придаточные корни (рис. 7).

Жизненный цикл папоротников включает чередование гаплоидного гаметофита и диплоидного спорофита с преобладанием спорофита. В жизненном цикле происходит чередование полового и бесполого размножения (рис. 8).

При бесполом размножении на нижней стороне листа образуются парные выросты —сорусы (рис. 9). Сорус представляет собой ножку и покрывальце, закрывающее снизу шаровидные спорангии (рис. 10), отходящие от основания ножки. В спорангиях формируются материнские клетки спор, которые делятся мейозом с образованием гаплоидных клеток, становящихся спорами. В сухую погоду края покрывальца отгибаются, а оболочка спорангия лопается из-за неравномерного утолщения стенок образующих ее клеток.

Из спор, попавших во влажное освещенное место, развивается гаплоидный гаметофит папоротника — заросток — в виде сердцевидной пластинки с многочисленными ризоидами. На его нижней стороне образуются антеридии со сперматозоидами и архегонии с яйцеклетками. Так же как и мхам, папоротникам для оплодотворения нужна вода. По ней многожгутиковые сперматозоиды папоротника плывут к архегониям. Там сперматозоиды сливаются с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Из нее вырастает новое диплоидное растение.

В лесах умеренной зоны наиболее часто встречаются щитовник мужской, кочедыжник женский, орляк.

Отдел плауновидные

Побег стелющийся, дихотомически ветвящийся.
Листочки (филлоиды) мелкие простые с одной центральной жилкой.
Размножение половое и бесполое (спорообразование).
В жизненном цикле преобладает диплоидный спорофит.

Представителем плаунов, часто встречающихся в нашей стране, является плаун булавовидный (рис. 11).

В жизненном цикле плаунов, как и всех папоротникообразных, происходит чередование полового и бесполого размножения (рис. 12). На концах побегов плауна образуются прямостоячие спороносные колоски — стробилы. Спороносные колоски покрыты видоизмененными чешуевидными листочками — спорофиллами — на которых образуются спорангии. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры. Созревшие споры высыпаются, и из них развивается гаплоидный заросток. У многих видов плаунов заросток развивается под землей в течение нескольких лет, питаясь гетеротрофно, в основном за счет симбиоза с грибом. На зрелом гаметофите образуются архегонии с яйцеклетками и антеридии со сперматозоидами. После оплодотворения из зиготы развивается диплоидный спорофит, который питается за счет гаметофита, пока не достигнет поверхности земли, где он начинает фотосинтезировать.

Отдел хвощевидные

Древняя группа сосудистых растений, представленная в настоящее время примерно 30 видами.

Стебли полые, состоящие из отдельных члеников и выполняющие функцию фотосинтеза (рис. 13). Для увеличения прочности под эпидермой проходят пучки волокон склеренхимы, образуя ребра на поверхности стебля. Кроме того, в стеблях хвощей откладываются мелкие кристаллы окиси кремния, увеличивающие их жесткость.

Под землей у хвоща образуется густая сеть корневищ, служащих для вегетативного размножения и переживания зимы.

Весной из-под земли вырастают спороносные побеги. Они имеют коричневый цвет, т. к. не содержат хлорофилла и живут за счет накопленных в прошлом году запасов питательных веществ. На их спорофиллах в результате мейоза образуются гаплоидные споры, которые имеют специальные нитевидные выросты, меняющие форму в зависимости от влажности. Это позволяет им легче покидать спорангий и шире распространяться. Они дают начало гаплоидному заростку. Жизненный цикл хвощей похож на жизненный цикл папоротников (рис. 14).

В любом лесу можно встретить мхи. Они ковром покрывают землю, особенно разрастаясь в сырых низинах. Все моховидные делятся на 3 класса. Самые известные — листостебельные мхи (бриопсиды). К ним относятся зелёные мхи, например кукушкин лён, типичный обитатель наших лесов, фонтиналис противопожарный, облюбовавший неглубокие речки пруды, гедвигия реснитчатая, умудряющаяся выживать на голых скалах, а также несметное количество видов тропических мхов.

Кукушкин лён

К листостебельным относятся и белые, или сфагновые, мхи. Они разрастаются на огромных площадях, превращая лес в болото. В тайге сплошной моховой ковёр из сфагнума тянется порой на тысячи километров. Цвет растущего сфагнума зелёный или буровато-красный. Высушенный сфагнум белеет, отсюда и название — белые мхи.

Печёночники — другой класс моховидных. К печеночникам относятся известная аквариумистам риччия, плавающая на поверхности воды, обитающие на сырой почве маршанция и пеллия и листостебельные печёночники, внешне напоминающие зелёные мхи.

Мхи класса антоцеротовые строением слоевища напоминают цветок тёмно-зелёного цвета с роговидными выростами, в которых созревают споры.

Мхи появились около 500 млн. лет назад и почти не изменились за последние 150 млн. лет. В отличие от водорослей и лишайников мхи относятся к высшим растениям. Большинство мхов живёт на суше, хотя для размножения им необходима вода. У мхов есть стебли, длиной всего от 1 до 5 см, редко до 10 см. На стеблях расположены крохотные листочки, у одних видов заострённые, у других — округлые. Корней у мхов нет, их заменяют ризоиды, как и у водорослей.

Но не все моховидные таковы. У маршанции, например, стеблей и листьев нет. Её тело представляет собой слоевище, как у водоросли. Однако маршанцию относят к высшим растениям, потому что у неё, как и у других печёночников, многоклеточные органы размножения. Это и есть главное отличие высших растений от низших.

Маршанция многообразная

Размножение мхов

Мхи, как и водоросли, размножаются спорами. Попав во влажную почву, спора прорастает, образуя едва видную зелёную нить. Это первонить, или протонема. Протонема начинает расти, на ней образуются ризоиды, прикрепляющие её к земле, и почки. Из почек прорастают молодые растения. Это гаметофиты, образующие органы полового размножения (гаметангии) — мужские (антеридии) и женские (архегонии). У некоторых мхов на одном растении находятся и антеридии, и архегонии. Такие растения называются однодомными.

Размножение мхов

Примерно также происходит процесс размножения у печёночников. В мужских подставках находятся сперматозоиды, в женских — яйцеклетки. Кроме того, на слоевищах маршанции появляются крошечные корзиночки, вместилища выводковых телец. Это органы вегетативного размножения. Выпав из корзиночки, миниатюрный зелёный шарик выводкового тельца прорастает в новое растение.

Листостебельные мхи также приспособлены к вегетативному размножению. Кусочек стебелька с листьями, оторванный ветром от старого растения, попав на влажную почву, укрепляется ризоидами и прорастает.

Сфагнум – царь болот, хранитель сокровищ

Поразительный мох сфагнум! Все мхи — растения коллективные и растут рядом друг с дружкой, образуя дерновники — моховые островки. Но сфагнумы проявляют просто чудеса коллективизма. В тайге сфагнумы занимают площади в сотни и тысячи километров, плотно прижавшись друг к другу, тоненький стебелёк сфагнума один не устоит, а в сфагновой подушке каждый держится прямо, как солдат в строю. Эта гуща мха впитывает огромное количество дождевой воды, в 20—50 раз больше собственного веса. Впитывая воду и препятствуя её испарению, сфагнум превращает лес в болото. А на болоте редкое растение выживет — воды слишком много, а грунта нет. Лишь северные ягоды морошка и клюква да осока могут соседствовать с этим мхом. Так маленький мох вытесняет высокие деревья, безраздельно царствуя на громадных территориях. Но так ли уж мал сфагнум? Учёные попытались измерить длину его стебля. Раскопали холмик сфагнума. Наверху — зелёные листики молодого мха, ниже листья темнеют, отмирают, но стебельки всё ещё видны. Измерили длину одного растения от верхушки до того места, где его стебелёк всё ещё прослеживался. Оказалось, что общая длина его более 160 см. Известно, что средний прирост сфагнума за год — меньше миллиметра. Выходит, возраст такого мха. около 2000 лет! Вот это древность! Так и растет сфагнум: сверху нарастает, снизу — отмирает.

Сфагнум

Отмирает, но почти не гниёт из-за нехватки кислорода и отсутствия бактерий, которые разлагали бы растительные остатки. Под давлением постоянно нарастающей массы мха это месиво спрессовывается, образуя ценнейший материал — торф. Торф добывают, сушат и используют в качестве топлива, удобрений, лечебных грязей. Из торфа производят теплоизоляционные и бактерицидные материалы, метиловый спирт, нафталин, деготь и многое другое. В нашей стране сосредоточено 66% мирового запаса торфа.

В болотах не только растения не разлагаются: трупы животных и даже людей, увязших в трясине, сохраняются в целостности столетиями, не тронутые тленом и разложением. Время от времени в болотах обнаруживают удивительные археологические находки — то найдут древнего германца, погибшего не менее 3000 лет назад, а сохранившегося так, что криминалисты приняли его за современника. То извлекут средневекового рыцаря на коне и в доспехах — всё бережно сохранено в торфяном болоте.

Мох, где живёшь?

Лесные мхи боятся загрязнённого воздуха и держатся подальше от городов. Но так поступают далеко не все. Фунария влагомерная — типичный городской житель. Она покрывает зелёным бархатом трещинки на тротуаре, стенки мусорных свалок, горки сожжённого мусора, старые кирпичные кладки. Не смущает фунарию и постоянное присутствие человека: потопчет каблуком, зато и споры разнесёт.

Фунария влагомерная

Спляхнум желтый

Поселяются мхи и на безжизненных скалах, на камнях среди горных речек и близ водопадов. Сказания о несметных сокровищах, охраняемых гномами во мраке горных пещер, породил мох схистостега перистая. Этот мох в полутьме светится таинственным зелёным светом, превращенным фантазией то ли в мерцание сокровищ, то ли в отблески фонариков гномов. Сам мох, конечно же, не светится, но особые клетки его протонемы (первонити) способны фокусировать тусклый свет, проникающий снаружи. Эти клетки преломляют солнечные лучи, свет проходит через хлоропласт, как через цветное стекло, и отражается уже зеленоватого оттенка.

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Моховидные – обширная группа растений, очень разнообразных по внешнему строению. Во всем мире их насчитывается около 27 тыс. видов. Среди высших растений по количеству видов они занимают второе место после цветковых.

Почти все мхи – многолетние растения. Тело некоторых мхов представляет собой слоевище. Но у большинства оно расчленено на стебли и листья. Другими словами, мхи имеют побеги. У многих мхов на нижней части стебля есть одноклеточные выросты, выполняющие функции корня: всасывание воды и закрепление в почве. Их называют ризоидами. У мхов имеются специальные многоклеточные органы (у водорослей таких органов нет), в которых образуются споры и гаметы.

Среди моховидных выделяют два больших класса – Печеночники и Листостебельные мхи.

У печеночников тело представлено разветвленным зеленым плоским слоевищем. У листостебельных мхов хорошо видны стебли и мелкие зеленые листья, т.е. есть побеги. Те и другие имеют ризоиды, которые поглощают воду из почвы и закрепляют растения. Все моховидные характеризуются значительной простотой внутреннего строения. В их теле имеется основная и фотосинтезирующая ткани, но проводящие, механические, запасающие и покровные ткани отсутствуют.

Печеночники и листостебельные мхи размножаются бесполым и половым способом. Бесполое размножение осуществляется вегетативным путем и спорами, поэтому их относят к споровым растениям.

Для полового размножения у мхов развиваются специальные органы, в которых образуются мужские гаметы – сперматозоиды и женские – яйцеклетки. В водной среде с помощью жгутиков сперматозоиды передвигаются к яйцеклетке и оплодотворяют ее. Без воды сперматозоиды не могут достигнуть яйцеклетки. После оплодотворения из появившейся зиготы развивается особый орган – коробочка , или спорофит , т.е. "выращивающий споры" (от греч. спора – "семя", фитон – "растение"). В коробочке формируются споры, которыми размножаются и расселяются моховидные растения. Из споры вначале развивается тонкая зеленая нить – протонема, на ней вскоре из почек появляются зеленые облиственные побеги.

Зеленое растение, развившееся из споры, у моховидных называют гаметофитом, потому что на нем в верхушечной части, в особых органах, образуются гаметы. На одном зеленом гаметофите образуются мужские гаметы (сперматозоиды), а на другом – женские гаметы (яйцеклетки). Растения, у которых женские и мужские гаметы формируются на разных особях, называют двудомными , а растения, у которых они формируются на одной особи, – однодомными . Именно гаметофитная двудомная форма мхов встречается в лесах, на болотах, лугах (например, сфагнум ).

Печеночники – очень древние мхи. Они особенно богато представлены в тропиках. Один из распространенных видов печеночников – моршанция , обитающая во влажных местах, не занятых травой. У нее стелющееся листовидное слоевище, ризоидами прикрепленное к почве. В слоевище наблюдается разделение ткани на основную (в нижней части тела) и фотосинтезирующую (в верхней части тела). К маршанциевым относится теплолюбивая риччия водная , разводимая аквариумистами.

Видеофрагмент "Моршанция"

Листостебельные мхи в растительном покрове Земли играют значительно большую роль, чем печеночники. Один из наиболее известных зеленых листостебельных мхов - кукушкин лён , или политрихум обыкновенный , часто встречается в хвойных лесах, около сфагновых болот, в сырых местах. Многолетние крупные растения этого вида (9-15 см в длину), растущие группами, нередко покрывают обширные площади в лесной зоне и в тундре.

В верхушечной части, на гаметофите, среди зеленых мелких листьев развиваются органы полового размножения.

Образующийся из зиготы спорофит у кукушкина льна представлен коробочкой с крышечкой. Она расположена на длинной жесткой ножке, которая поднимается над облиственным побегом женского гаметофита. При созревании спор крышечка коробочки открывается и споры высыпаются. Они очень мелкие и легкие, потому далеко разносятся. Чем длиннее ножка, тем дальше могут рассыпаться споры. Попав в благоприятные условия, споры прорастают, и весь цикл развития этого мха повторяется вновь.

Жизненный цикл кукушкина льна. (Анимация)

Появление на почве кукушкина льна – сигнал, предупреждающий о возможном заболачивании почвы. Кукушкин лен может создавать большие и плотные покровы почвы, что способствует накоплению воды. Как мощный накопитель влаги он способствует возникновению болот. В местах поселения кукушкина льна, накапливающего влагу, вскоре может поселиться мох-сфагнум .

В отличие от кукушкина льна и других зеленых мхов сфагнум иногда называют в народе белым мхом . В местах прикрепления листьев, на стеблях и в листьях сфагнума имеются большие мешковидные клетки, заполненные воздухом или водой. Сфагнум способен быстро накапливать в теле много капельно-жидкой воды.

Сфагнум ежегодно верхней частью побега нарастает на 3-5 см. В нижней части побег также ежегодно отмирает, но не перегнивает. Благодаря этому свойству сфагнум образует со временем мощные залежи торфа и накопления воды.

Жизненный цикл сфагнума. (Анимация)

Образование торфа происходит из-за переувлажнения среды, создания сфагнумом кислой среды, отсутствия достаточного количества кислорода в толще омертвевших побегов мха. Кроме того, сфагнум обладает бактерицидными свойствами, что защищает его от бактерий и поедания животными и оказывается неблагоприятным для развития грибов. Вот почему разложения отмерших тканей сфагнового мха почти не происходит. Это обусловливает создание мощных пластов торфа там, где поселился сфагнум.

Значение мхов. Наша страна занимает первое место в мире по запасам торфа. Торф используют в сельском хозяйстве: как удобрение для изготовления горшочков для рассады, как подстилку для скота, для мульчирования почвы. Торф – это горючее вещество, его используют и как топливо. Это также сырьё для промышленности: из него получают древесный спирт, карболовую кислоту, пластмассы, изоляционные материалы, смолы и др. Разработка торфяных месторождений – важная область хозяйства.

Однако добыча торфа связана с осушением болот, а в последние годы выяснилось, что при осушении болот происходят изменения климата. Ведь в болотах берут истоки многие реки. Осушение болот также приводит к торфяным пожарам. Кроме того, в болотах встречаются редкие виды растений, которые подлежат особой охране.

В природе мхи часто играют отрицательную роль. В лесах и на лугах они образуют сплошной моховой покров, затрудняя поступление воздуха к почве и вызывая её окисление. В таких условиях происходит вытеснение ценных кормовых трав, да и всех других растений, семена которых задерживаются мхами и не попадают в почву, а проростки не могут пробиться через толстый моховой ковёр. Происходит заболачивание почвы.

И трерактивный урок-тренажёр "Отдел Мхи. Общая характеристика"

(Пройдите все страницы урока и выполните все задания)

Моховидные – очень древние представители царства растений. Тело листостебельных мхов имеет стебель и листья, но еще не имеет корней. Размножаются моховидные половым и вегетативным путем, а также спорами; растут всегда лишь в местах повышенного увлажнения. Половое размножение происходит лишь в жидкой среде. Роль моховидных в природе огромна. Они участвуют в образовании болот, создании торфа, влияют на общую обеспеченность суши влагой.

Мохообразные растения по количеству видов стоят на первом месте среди нецветковых. Во всем мире их насчитывается 22-27 тыс. видов. На земле мхи встречаются повсеместно. Особенно хорошо они растут в местах, где много влаги. Так, в болотистых местностях они полностью покрывают поверхность земли. Мхи можно увидеть на деревянных строениях, стволах деревьев, поверхности камней и на скалах, и даже в пустынях. Они растут даже на сломанных ветках деревьев, на дне пресных водоемов. В некоторых районах Арктики и Антарктики из высших растений растут только мхи. Раздел ботаники, изучающий моховидные, называется бриологией.

Моховидные — невысокие многолетние, в редких случаях — однолетние травянистые растения. Высота мхов колеблется от 1 мм до нескольких сантиметров, реже — до 60 см (часто погруженные или полупогруженные в воду). У некоторых мхов вегетативные органы не развиты, и тело представлено зеленой пластинкой со спорангием (печёночные мхи) (рис.1, 2-4). Те из мхов, тело которых подразделяется на стебли и листья (филлоиды), называют листостебельные (рис.4, 1). В отличие от водорослей мхи преимущественно сухопутные растения, но предпочитают селиться во влажных местах. Настоящих корней у них нет. Функцию корней выполняют ризоиды (нитевидные выросты). С их помощью мхи поглощают воду и растворенные в ней минеральные вещества, а также прикрепляются к почве.

Рис.1 Многообразие мхов

Стебель у мхов снаружи покрыт оболочкой, состоящей из прозрачных клеток, которые не имеют хлорофилла. Под оболочкой расположена фотосинтезирующая ткань, состоящая из клеток с хлоропластами. У мхов не сформированы сосуды древесины. Поэтому транспортировка воды и минеральных веществ по стеблям осуществляется с участием примитивных, плохо развитых проводящих тканей.

Наиболее широко распространены такие представители моховидных, как зеленый мох (кукушкин лен) и торфяной мох (сфагнум).

Зеленый мох известен также как кукушкин лен. Он относится к группе листостебельных мхов, потому что имеет стебли и листья. Покрывая почву сплошным ковром, кукушкин лен образует травяной пласт, который вытесняет другие зеленые мхи. Он впитывает из атмосферы много влаги, и это вызывает заболачивание почв. Зеленый мох — двудомное растение.

Высота зеленого мха 40 см. Стебель не разветвляется, содержит опорную ткань. Внутри стебля расположены проводящие пучки. К почве прикрепляется с помощью ризоидов.

Питаются зеленые мхи, как и все другие зеленые растения. С помощью ризоидов они поглощают из почвы воду и растворенные в ней минеральные вещества. Листья поглощают углекислый газ воздуха. В результате фотосинтеза образуются органические вещества.

Зеленый мох размножается бесполым и половым путями (рис. 2). Половое и бесполое поколения существуют совместно на одном растении.

Рис.2 Размножение зеленого мха

При половом размножении образуются мужские и женские гаметофиты. На верхушке мужского растения в антеридиях созревают мужские половые клетки. На верхушке женского растения в архегониях развиваются яйцеклетки. В результате их слияния происходит оплодотворение и образуется зигота. Из зиготы на женском растении (спорофит) развивается коробочка на ножке. В коробочке образуются споры, служащие для бесполого размножения. Созревшие споры высыпаются из коробочки наружу. При благоприятных условиях они прорастают, напоминая сначала разветвленные зеленые водоросли. Из одних проростков развиваются женские растения, из других — мужские.

Торфяной мох, или сфагнум, (рис. 3) — это многолетнее растение с сильно ветвящимся стеблем. В отличие от зеленых и других мхов у торфяных мхов нет не только корней, но и ризоидов. Воду и растворенные в ней минеральные соли поглощают стебли. Светло-зеленые листья сфагнума имеют клетки 2 видов: 1) удлиненные зеленые хлорофиллоносные клетки; 2) водоносные клетки. В зеленых клетках происходит процесс фотосинтеза, и через них от листьев к стеблю проходят органические вещества. Прозрачные мертвые клетки немного крупнее, здесь накапливается запас влаги. У этих водоносных клеток сохранились только оболочки. И когда сфагнум засыхает, т. е. погибают почти все зеленые клетки, листья его кажутся почти белыми. Поскольку сфагнум растет сплошным ковром, он является причиной заболачивания.

Рис.3 Торфяной мох или сфагнум

Сфагновые мхи — однодомные или двудомные обоеполые растения. Размножаются они половым и бесполым путями. При половом размножении из оплодотворенной яйцеклетки развивается небольшая коробочка, которая содержит множество спор. Бесполое размножение начинается с образования спор. Созревшие споры высыпаются из коробочки наружу. Из них вырастают многоклеточные предростки с многочисленными почками. Именно поэтому мох растет подушками, из которых в будущем развиваются торфяные мхи.

Образование торфа. Торфяные мхи растут в увлажненных местах. Нарастают они верхушками, а снизу отмирают и превращаются в торф. Засохшая часть стеблей из-за нехватки кислорода частично разлагается и образует торфяной слой. Органические кислоты, выделяемые мхом, замедляют его разложение.

Высшие растения — это одно из двух подцарств царства растений. К ним относятся нецветковые и цветковые растения. К высшим нецветковым растениям относятся высшие споровые растения (моховидные, плауновидные, хвощевые и папоротниковидные) и голосеменные.

Моховидные растения имеют стебли и листья. Настоящих корней у них нет. Функцию корней выполняют ризоиды. Широко распространены зеленый мох (кукушкин лен) и торфяной мох (сфагнум).

В природе встречается свыше 300 видов торфяных, или сфагновых, мхов. Торфяные мхи растут на болотах, в тундре, во влажных лесах. У них нет ризоидов. Воду они поглощают с помощью стеблей и листьев. Белыми их называют потому, что большую часть листьев занимает вода, накопленная мертвыми клетками, и цвет листьев становится почти белым. Торфяной мох ежегодно нарастает верхушкой, снизу отмирает и превращается в торф.

Торфяные мхи — основные торфообразователи. Торф — ценное полезное ископаемое. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и т. д.

Мхи, как и другие растения, являются необходимым компонентом природы и нуждаются в охране. В Красную книгу Казахстана занесено три вида мхов: сфагнум гладкий, пахифиссинденс крупнолиственный, ортотрихум приглаженный. Одним из мероприятий, направленных на сохранение мхов, является препятствование осушению болот.

Значение мхов. В результате процесса фотосинтеза мхи образуют органические вещества и выделяют в воздух кислород. Растут они на неплодородных почвах и способствуют образованию перегноя (гумуса). Как и другие растения, мхи засыхают и разлагаются при участии микроорганизмов. В результате образуется плодородная торфяная почва, пригодная для произрастания других растений. Мхи являются пищей для многих птиц и используются ими как гнездовой материал.

На торфяных болотах добывают торф, который является горючим полезным ископаемым и широко используется для отопления. Кроме того, он активно используется в качестве строительного материала (для теплоизоляции), удобрения и сырья, а также в химической промышленности. Из торфа получают спирт, карболовую кислоту и т. д.

Мхи — хранилище пресной воды. В заболоченных местностях они принимают участие в сборе воды. Осушение болот зачастую сопровождается исчезновением обитавших на них растений и животных, обмелением некоторых рек, учащением засух.

Мхи — высшие споровые растения (22-27 тыс. видов), живущие на суше во влажных местах. Наука о мхах — бриология. У листостебельных мхов есть стебель, листья, спорангии, вместо корней — ризоиды; у нелистостебельных — только зеленая пластинка 1 со спорангием. У мхов пе развиты сосуды древесины. Мхи фотосинтезируют, выделяют кислород, образуют перегной и торф, заболачивают почву и являются хранилищем 1 пресной воды.

Читайте также: