Водоносные клетки у мхов
Обновлено: 08.07.2024
Сфагновые мхи применяются в народной медицине при лечении порезов, обморожений и ожогов. Не все знают, что при наложении шины при переломах, ее нельзя накладывать непосредственно на кожу. Использование сфагново-марлевых пакетов помогает продезинфицировать рану и смягчить трение и возможные удары при транспортировке пострадавшего. Сфагновые мхи также хорошо впитывают влагу и запахи, поэтому с их помощью можно избавиться от неприятного запаха и повышенного потоотделения ног.
Мхи, в первую очередь сфагновые, используются как экологически чистый утеплитель. При строительстве срубов домов сфагнум закладывают между бревнами. Бактерицидные свойства мха не позволяют бревнам гнить. Как натуральный утеплитель мох используют в пчеловодстве. Помещенный под улей, он поглощает излишки влаги, дезинфицирует воздух, что предотвращает заболевание пчелиной семьи.
Сфагновые мхи используются при хранении плодов и семян, так как бактерицидные вещества защищают их от загнивания. Увлажненный мох применяется для упаковки и транспортировки черенков и саженцев древесных растений.
Сфагновые мхи состоят из стебля и листьев, ризоиды отсутствуют. Стебли и листья содержат водоносные клетки, которые поглощают и удерживают большое количество воды. Благодаря этому мхи регулируют водный баланс экосистем, в которых произрастают. Сфагновые мхи образуют торф, широко используемый человеком.
Бесплатные экскурсии в музей Пиявки!
Международный Центр Медицинской Пиявки приглашает посетить музей и узнать о пользе и вреде пиявок, их выращивании, гирудотерапии, лечебной косметике и многом другом. Подробнее >>>
Зимние учеты птиц России!
Приглашаем биологические кружки, профессиональных орнитологов и просто любителей птиц принять участие в программах зимних учетов птиц "Parus" и "Евроазиатские Рождественские учеты" в зимний сезон 2020-2021 годов. Подробнее >>>
Биологический кружок ВООП приглашает!
Биологический кружок при Государственном Дарвиновском музее г.Москвы (м.Академическая) приглашает школьников 5-10 классов на занятия в музее, экскурсии по вечерам, учебные выезды в природу по выходным и дальние полевые экспедиции в каникулы! Подробнее >>>
Соревнования по полевой ботанике "ВЕСЕННЯЯ ФЛОРА" пройдут в мае-июне 2020 года в онлайн-формате (определение растений по фотографиям). К участию в соревновании приглашаются школьники и взрослые любители природы, проживающие в средней полосе Европейской части России. Подробнее >>>
Здесь может быть бесплатно размещено Ваше объявление о проводимом Всероссийском конкурсе, Слёте, Олимпиаде, любом другом важном мероприятии, связанном с экологическим образованием детей или охраной и изучением природы. Подробнее >>>
Мы публикуем на нашем сайте авторские образовательные программы, статьи по экологическому образованию детей в природе, детские исследовательские работы (проекты), основанные на полевом изучении природы. Подробнее >>>
МХИ: ИЛЛЮСТРИРОВАННЫЙ КОНСПЕКТ ДЛЯ УЧИТЕЛЯ
Отдел Моховидные (Bryophyta).
I. Класс Листостебельные мхи, или Мхи, или Бриопсиды (Bryopsida, или Musci).
Подклассы
1. Sphagnidae. 2. Bryopsidae. 3. Andreidae.
II. Класс Печеночники, или Печеночные мхи (Marchantiopsida, или Hepaticopsida).
Подклассы
1. Jungermanniidae. 2. Marchantiidae.
III. Класс Антоцеротовые, или Антоцеротопсиды (Anthocerotopsida).
Рис. 1. Представители основных групп мохообразных: а – Sphagnidae; б – Bryopsidae; в – Andreidae; г – Jungermanniidae; д – Marchantiidae; е – Anthocerotopsida.
Рис. 2. Формы роста мхов: а – наземные, б – эпифитные, в – водные, г – полуводные
Мхи – очень маленькие растения и обычно растут там, где влажно. В сырых лесах и безлесных местообитаниях они образуют сплошные ковры. Но есть и виды, способные расти в крайне сухих местообитаниях.
Так же, как и другие растения, мхи:
– являются многоклеточными организмами, способными размножаться половым путем;
– имеют специализированный орган, внутри которого развивается зигота;
– имеют споры и спороносные органы, покрытые кутикулой.
В отличие от других растений, мхи:
– не имеют лигнина в клеточных стенках;
– сильно зависят от влажности воздуха (временно прекращают жизнедеятельность в засушливый период);
– не имеют настоящих корней.
ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ГРУПП БРИОФИТОВ
Класс Бриопсиды (Bryopsida)
Подкласс сфагновые мхи (Sphagniidae)
Размеры стеблей мхов измеряются в сантиметрах, их листьев – в миллиметрах, а клеток – в микрометрах.
Стебель у сфагнов прямостоячий, но отдельные растения не способны расти прямо из-за отсутствия механической ткани. Поэтому сфагнум всегда растет дернинками (рис. 3), в которых отдельные растения опираются друг на друга веточками, растущими из стебля горизонтально, подобно тому, как могут опираться, обнявшись, друг другу на плечи люди. На верхушке стебля находится более или менее компактная головка, состоящая из скученных вокруг точки роста коротких молодых веточек (рис. 4). По мере роста стебля вверх веточки вырастают в длину и рассредоточиваются по стеблю отдельными пучками, состоящими из горизонтально отстоящих и свисающих вдоль стебля веточек (рис. 5). Отстоящими веточками соседние растения в дернинке сцепляются между собой. По пористым клеткам листьев этих веточек осуществляется горизонтальный транспорт веществ в сфагновой дернинке. По клеткам листьев свисающих ветвей осуществляется транспорт веществ по вертикали (из почвенного раствора). Листостебельное растение сфагна не имеет ризоидов.
Рис. 5. Пучок веточек у сфагна
Гаметофор сфагнов состоит из двух типов клеток – живых, хлорофиллоносных, и мертвых, лишенных содержимого крупных водоносных, или гиалиновых, клеток (рис. 6). Стенки последних укреплены спиральными волокнами, предохраняющими их от разрыва при потере тургора. У многих видов в стенках гиалиновых клеток имеются поры, облегчающие всасывание воды (рис. 6, 3). Так как листья, произрастающие на веточке, налегают друг на друга, как черепица на крыше дома (их так и называют – черепитчато-налегающими), поры клеток соседних листьев накладываются друг на друга, так что в олиственной веточке образуется капиллярная система. Она продолжается между веточками и соседними растениями. Толщина листьев сфагновых мхов – всего лишь в один слой клеток (рис. 7).
Более сложное строение обнаруживает стебель (рис. 8). В нем клетки, хотя и дифференцированны, но не образуют специализированных тканей, как у сосудистых растений. Внутренняя часть стебля заполнена тонкостенными клетками, осуществляющими как транспорт веществ к точке роста, так и запасающую функцию. Совокупность этих клеток называется сердцевиной стебля. Сердцевина окружена узкими толстостенными клетками склеродермиса, выполняющего функцию коры и частично – механическую функцию. Кнаружи от склеродермиса имеется слой мертвых тонкостенных гиалиновых клеток, образующих гиалодермис. В гиалодермисе накапливаются и сохраняются запасы влаги, осуществляется траспорт воды к точке роста.
Спорогон сфагнов, как и у других мхов, состоит из ножки и коробочки (рис. 9), но в отличие от класса Bryopsida, ножка спорогона очень короткая (ее функцию выполняет ложноножка, образующаяся из гаплоидных клеток брюшка архегония), а коробочка не имеет перистома.
Рис. 10. Стеблевой (1) и веточные (2) листья сфагна
Рис. 11. Онтогенез гаметофита у сфагнов: 1 – изофильные растения; 2 – гемиизофильное растение; 3 – анизофильное растение
Экологические особенности и распространение
Мхи способны заселять наиболее бедные и влажные местообитания. В умеренной зоне и в Арктике они образуют обширные торфяные болота. Торф – это неразложившиеся спрессованные остатки сфагновых мхов, которые сохраняются практически в неизменном виде столетиями и тысячелетиями. Многие болота таежной зоны имеют возраст от 8 000 до 10 000 лет. Вместе со сфагнами гнению не подвергаются и остатки других болотных растений. Происходит это потому, что торфяные мхи выделяют в окружающую среду целый букет органических кислот (яблочную, лимонную, уксусную, муравьиную и др.). В такой кислой среде из организмов, питающихся растительным опадом, способны существовать только некоторые виды грибов. Но и их деятельность подавляется очень сильным фунгицидом – сфагнолом (гликозидом с фенольной основой, химическая формула которого до сих пор точно не известна), который тоже выделяют в почвенный раствор сфагновые мхи. Он же оказывает и гербицидное действие на всходы древесных растений. Поэтому на старых торфяных болотах часто нет леса.
Но сфагны способны расти не только в местообитаниях с бедным минеральным питанием. Часто их можно встретить и в поймах лесных речек, и на озерах, и у родников (выходах ключевых вод). В таких местообитаниях они, правда, не образуют сплошных ковров, а также торфа, так как биохимический состав растений тех видов мхов, которые здесь произрастают, не столь химически агрессивен.
В подобных местообитаниях сфагны произрастают преимущественно в тропической и субтропической зонах, за исключением торфяных болот Бразилии и Новой Зеландии. Собственно, субтропики являются родиной сфагновых мхов, что видно как по наличию в этой зоне примитивных форм, так и по разнообразию видов. Так, во всем мире насчитывается около 300 видов рода Sphagnum, из которых в умеренной зоне Евразии и Америки произрастает только около 50 (рис. 12). Несмотря на более упрощенное строение, по сравнению с представителями класса Bryopsida, сфагны эволюционно более молодые.
Рис. 12. Ареал сфагновых мхов
Подкласс Настоящие мхи (Bryopsidae )
В нижней части стебля у бриевых мхов имеются нити из лишенных хлорофилла клеток – ризоиды, которые выполняют функцию закрепления на субстрате и проведения воды к стеблю (рис. 13). Ризоиды образуются на ранней стадии прорастания споры, параллельно с протонемой. Протонема может быть нитчатой (похожей на водоросли) и пластинчатой (рис. 14). Протонема с почками возобновления листостебельных растений (поздняя стадия развития протонемы) называется каулонемой (рис. 15).
Рис. 15. Каулонема (протонема с почками)
Стебель имеет относительно сложное строение (рис. 16, 17). Внешний слой образует эпидермис, из клеток которого могут вырастать многоклеточные нити – ризоиды. Следующий за эпидермисом слой называется склеродермис. Он состоит из узких и длинных толстостенных клеток, выполняющих проводящую и механическую функции. Самый внутренний слой клеток называется центральным пучком, он состоит из сосудов, очень напоминающих сосуды других высших растений. Различают два типа клеток сосудов – лептоиды (похожие на клетки флоэмы) и гидроиды (подобные клеткам ксилемы). Совокупность лептоидов в стебле называют лептом, а гидроидов – гидром (рис. 18). Помимо лептоидов и гидроидов в центральном пучке имеются стереиды, сходные с волокнами склеренхимы сосудистых растений. В месте прикрепления стеблевого листа к стеблю от центрального цилиндра ответвляется пучок лептоидов и гидроидов, образующих листовую вставку (аналогичную листовому следу у сосудистых). Анатомия стебля сильно варьирует у разных представителей бриофитов, у конкретных видов в состав стебля могут входить не все перечисленные компоненты или они могут по-разному комбинироваться.
Рис. 20. Лист Bryopsidae с центральной жилкой
Жизненный цикл
Рис. 24. Спорогон: 1 – ножка; 2 – коробочка; 3 – колпачок; 4 – перистом у открытой коробочки; 5 – крышечка
Спорофит вырастает примерно через месяц–другой после оплодотворения. Внутри незрелой коробочки содержится спорогенная ткань, состоящая из гаплоидных клеток. Зрелым спорогон становится после мейотического деления клеток спорогенной ткани, в результате которого образуются гаплоидные споры.
Вегетативное размножение
Половое размножение у мхов изучено достаточно хорошо. Однако существует множество видов, которые вообще никогда не производят спорогонов. Вегетативный способ размножения характерен для всех видов мхов без исключения. Новое листостебельное растение может развиться буквально из любого фрагмента гаметофита, даже из единственной клетки, а также (у некоторых видов) из клеток ножки спорофита.
Кроме этого имеются и специализированные органы для вегетативного размножения. Это выводковые почки и тельца (геммы) (рис. 25).
Рис. 25. Выводковые тельца мхов (геммы): внизу – прорастающее выводковое тельце с ризоидом
В зависимости от того, в какой части гаметофита образуется спорофит, листостебельные мхи делят на верхоплодные и бокоплодные. Верхоплодные мхи имеют прямостоячий гаметофор, как правило, без боковых веточек. Спорофит у них вырастает из верхушки стебля (по крайней мере, верхней его части). Бокоплодные мхи имеют многочисленные боковые веточки, главный стебель не прямостоячий, а полегающий. Спорогоны образуются в латеральных частях стебля или на верхушках боковых веточек (рис. 26).
Рис. 26. Верхоплодные (1) и бокоплодные (2) мхи
Подкласс андреевые мхи (Andreidae )
Андреевые мхи – это группа наскальных мхов (рис. 1, в). Они способны поселяться на монолитной каменистой породе, буквально вгрызаясь в каждую трещинку ризоидами. Формируют довольно плотные дерновинки. В клеточных стенках листьев андреевых мхов находится красный пигмент, благодаря чему растения имеют темно-красный цвет. Этот пигмент выполняет функцию светофильтра для хлоропластов, которые у этих мхов не способны нормально фунционировать при полном освещении.
В мире насчитывается около 100 видов андреевых мхов, большинство из которых произрастают в полярных регионах северного и южного полушарий. Некоторые виды растут в альпийском поясе гор тропиков.
Рис. 27. Растение андреевого мха с раскрытой коробочкой
Andreidae по некоторым признакам сходны со сфагновыми мхами, по некоторым – с печеночными и бриевыми. Так, их листостебельный гаметофит по внешнему виду напоминает гаметофит кукушкина льна (род Polytrichum). Так же, как и у бриевых мхов, листья имеют центральную жилку. Так же, как сфагновые мхи, андреевые имеют пластинчатую протонему. Коробочка андреевых мхов раскрывается на несколько створок (рис. 27), как у печеночников, но в отличие от последних, верхние концы створок остаются соединенными друг с другом, что придает созревшему спорогону вид японского фонарика. Так же, как и у сфагновых мхов, у андреевых ножка спорогона очень укорочена, так что коробочка выносится вверх с помощью ложноножки, образующейся из гаплоидных тканей архегония.
Класс печеночные мхи (Hepaticae )
В мире насчитывается около 8500 видов печеночников, которые распространены во всех климатических зонах – от тропиков до полярных широт. Хотя среди них имеются виды, способные расти в крайне засушливых местообитаниях или в водоемах, большинство все же встречается в умеренно увлажненных, таких как сырые луга, берега речек.
Преобладающим поколением в жизненном цикле печеночников является гаметофит, который может быть как олиственным (подкласс Юнгерманниевые), так и талломным (подкласс Маршанциевые). Размеры его у разных видов колеблются от 0,15 до 25 см (рис. 28, 29).
Вегетативное размножение печеночников осуществляется путем ветвления стебля (вновь образовавшаяся веточка отделяется от материнского растения и продолжает рост самостоятельно) или с помощью специализированных выводковых органов. Последние представляют собой корзиночки с выводковыми почками (рис. 31). По внешнему виду эти корзиночки могут быть серповидными, чашевидными или бутылковидными
.
Рис. 30. Юнгерманниевый печеночник: 1 – листья; 2 – амфигастрии
Генеративное размножение осуществляется специализированными половыми органами – антеридиями и архегониями (рис. 32). Оплодотворение осуществляется в жидкой среде. Из оплодотворенной яйцеклетки вырастает спорофит, состоящий из коробочки со спорами на ножке (рис. 33, 1)
Рис. 33. Спорофит печеночников: 1 – незрелый; 2 и 3 – зрелый, после рассеивания спор
Зрелая коробочка раскрывается на четыре створки, благодаря чему происходит рассеивание спор (рис. 33, 2, 3). Спора дает начало новому гаметофиту.
Класс антоцеротовые (Anthocerotopsida)
Антоцеротовые – самый маленький класс в отделе Bryophyta. Виды этого класса распространены по всему земному шару и произрастают во влажных тенистых местообитаниях. Гаметофит внешне похож на таллом маршанциевых. Спорофит имеет апикальную меристему и поэтому постоянно растет вверх. Говорят, что он напоминает рога (рис. 34). Споры созревают, начиная с нижней его части. Зрелый спорофит раскрывается сразу по всей длине.
Ключевые слова конспекта: мхи, мохообразные, моховидные, бриофиты, жизненный цикл мхов, строение мха, разнообразие мхов, значение мохообразных.
Мхи — это наиболее примитивные из групп наземных растений. Они мало приспособлены к жизни на суше, поэтому привязаны к влажным, затененным местам. У мхов нет настоящей сосудистой ткани (ксилемы и флоэмы), нет настоящих корней (вместо них нитчатые выросты стебля — ризоиды). Вода и минеральные соли поглощаются всей поверхностью тела, в том числе и ризоидами.
Жизненный цикл мхов включает гаплоидный гаметофит и диплоидный спорофит. Доминирующим поколением является гаплоидный гаметофит, который принимает на себя функции фотосинтеза, водоснабжения и минерального питания.
Для обеспечения полового процесса необходима капельножидкая среда. Половое и бесполое поколение мхов не разделены, а представляет одно растение. Гаметофит развивается из гаплоидной споры. У разных видов мхов гаметофит может быть однополым (двудомным) и разнополым (однодомным). Органы полового размножения (гаметангии) образуют подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки.
Оплодотворение яйцеклетки происходит внутри женского полового органа. Из зиготы медленно развивается диплоидный спорофит, который представляет собой коробочку (спорангий), находящуюся на гаметофите и получающую от него питание. В коробочке путем мейоза образуются гаплоидные споры.
Разнообразие мхов
Наиболее известными представителями мхов являются кукушкин лен и сфагнум.
Стебли сфагнума имеют светло-зеленый цвет и несут на себе мутовки ветвей, листья которых не имеют жилкования. У взрослых растений сфагнума нет ризоидов, и на болотах они образуют плотные подушки из прямостоячих ветвей. Листья (филлоиды) наряду с хлорофиллосодержащими клетками имеют мертвые клетки с утолщенными стенками, впитывающие воду. Сфагновые мхи — торфообразователи. Торф образуется в результате накопления и уплотнения отмерших нижних частей гаметофита. Их разложение не происходит из-за низкой кислотности и недостатка кислорода. Торф широко используется как топливо, удобрение и сырье в промышленности. Сфагнум обладает бактерицидными свойствами, и его используют в медицине.
Значение моховидных
- Защита почвы от высыхания и эрозии
- Образование торфа
- Сырье для химической промышленности
- Способствуют заболачиванию.
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
Мох сфагнум с коробочками - спорангиями (Фото:Лена Куприкова)
Мох кукушкин лён со спорангиями (Фото:Лена Куприкова)
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 |
Печёночный мох Маршанция
фото: Наташа Печуркина
Дополнительно: Наука изучающая мохообразные называется Бриология.
В Новой Зеландии произрастает гигантский мох Dawsonia superba достигающий метрового размера (по некоторым данным от 60см до 150см)
Какие ещё мхи Вы знаете?
ответ: дикран, тортула, брий, аулакомний, абиетина пихтовидная, мний, фонтиналис, гипнум, риччия, маршанция.
Читайте также: