Зеленые мхи: характеристика, виды, значение. Какое растение относят ко мхам

Моховидные (Bryophta) — не самая древняя, но самая примитивная группа современных наземных растений, сохранившая много черт сходства с водорослями. Они появились в девоне, около 370-400 млн лет т.н. Единого мнения о происхождении моховидных нет. Существует несколько гипотез их происхождения. Некоторые ученые полагают, что моховидные — это редуцированные сосудистые растения; другие считают, что и моховидные, и сосудистые растения произошли от единого наземного предка; наконец, наиболее распространенной и общепринятой является гипотеза, согласно которой моховидные и сосудистые растения произошли независимо друг от друга от различных видов зеленых водорослей.

Таким образом, по мнению большинства ученых, моховидные и сосудистые растения представляют собой две различные эволюционные линии развития высших растений и имеют отдаленного общего предка среди зеленых водорослей.

Родство зеленых водорослей и наземных растений (как моховидных, так и сосудистых) подтверждается в первую очередь одинаковым набором фотосинтетических пигментов: основным фотосинтетическим пигментом у них служит хлорофилл а , вспомогательными пигментами — хлорофилл в и каротиноиды (включая ксантофиллы), а также наличием целлюлозы в клеточной стенке и накоплением питательных веществ в пластидах, а не непосредственно в цитоплазме, что характерно для других отделов водорослей.

Особенности строения и развития моховидных

Необходимый элемент строения каждого наземного растения покровные ткани, защищающие растение от высыхания. Они сеть у всех наземных растений, однако у моховидных покровные ткани развиты хуже, чем у сосудистых растений. Часто они менее специализированы и содержат хлоропласты, т.е. выполняют не только защитную, но и фотосинтетическую функцию. У многих моховидных, в частности у торфяною мха сфагнума, листья состоят только из одного слоя клеток и, естественно, дифференцированной покровной ткани не имеют.

У большинства моховидных покровные ткани не имеют воскового налета — кутикулы, препятствующего испарению воды, и вследствие этого плохо защищают растение от высыхания.

Наличие покровных тканей предполагает и наличие устьиц отверстий для осуществления газообмена. Однако у большинства моховидных устьица устроены и функционируют иначе, чем у сосудистых растений. Они не могут тонко регулировать газообмен, постоянно открываясь и закрываясь. Устьица моховидных постоянно открыты и закрываются только тогда, когда растение высыхает.

У моховидных , так же как у водорослей, нет корней. Их заменяют выросты покровной ткани — ризоиды. Ризоиды мхов, так же как ризоиды водорослей, удерживают растение в грунте, но воду всасывают плохо. Поэтому моховидные , так же как и водоросли, поглощают воду всей поверхностью тела (в первую очередь листьями ).

У моховидных отсутствуют или плохо развиты проводящие ткани.

У большинства моховидных проводящих тканей нет. У некоторых они представлены только тяжем гидроидов — мертвых клеток, напоминающих сосуды ксилемы, и только у самых сложно устроенных моховидных (зеленые мхи, или брииды) внутри «стебля» фотосинтезирующего поколения гаметофита проходит тяж гидроидов, окруженный клетками лептоидов, по строению и функциям напоминающих ксилему и флоэму сосудистых растений.

У большинства моховидных отсутствуют специализированные механические ткани , а гидроиды, напоминающие сосуды ксилемы, нс имеют специальных утолщений, которые помогают выполнять опорную функцию клеткам ксилемы сосудистых растений.

Вследствие того что у моховидных плохо развиты проводящая и механическая ткани, они никогда не вырастают высокими — у большинства из них высота не превышает 20 см.

Но самой удивительной особенностью представителей этого отдела, резко отличающей их от всех остальных наземных растений, является то, что в их жизненном цикле доминирует не диплоидное поколение — спорофит (2n ), а гаплоидное поколение — гаметофит (n).

Именно гаплоидный гаметофит осуществляет у моховидных основную функцию растения — фотосинтез.

У большинства моховидных гаметофит имеет форму стебля с листьями, однако названия «стебель» и «лист» в данном случае условны, поскольку эти органы у моховидных и сосудистых растений не гомологичны, а лишь аналогичны. Если у сосудистых растений стебель и лист — это элементы диплоидного поколения — спорофита, то у моховидных они — элементы гаплоидного поколения — гаметофита.

Особенности размножения и развития моховидных особенно хорошо видны в жизненном цикле печеночного мха — маршанции многообразной (Marchantia polymorpha).

Жизненный цикл маршанции

В лесу, на влажной почве, можно встретить растения, которые выглядят необычно и загадочно, как инопланетяне. Это растения печеночного мха — маршанции . (Marchantia polymorpha)

В отличие от зеленых мхов, гаметофит маршанции — не стебель с листьями, а простая, дихотомически ветвящаяся зеленая пластинка, похожая на извлеченную из воды пластинчатую водоросль. Такое просто устроенное тело у моховидных, так же как и у водорослей, называется слоевищем, или талломом.

Рассмотрим цикл развития маршанции, начиная с прорастания спор (рис. 1).

У маршанции (так же как у всех водорослей и наземных растений) споры гаплоидны (n ), т.е. несут одинарный набор хромосом. Споры у маршанции разные: одни из них мужские (микроспоры ), а другие — женские (мегаспоры). Из спор вырастают соответственно мужской и женский гаметофиты. Гаметофиты, сформировавшиеся путем деления исходных гаплоидных спор (n ), тоже гаплоидны (n ). Мужской и женский гаметофиты различаются но форме подставок: подставка женского гаметофита напоминает но форме цветок ромашки, а мужского — диск со слегка волнистыми краями. На женском гаметофите формируются женские половые органы — архегонии , в которых образуются женские гаметы — яйцеклетки. На мужском гаметофите формируются мужские половые органы — антеридии , в них образуются подвижные мужские гаметы — сперматозоиды. Как женская, так и мужская гаметы возникают в процессе митоза из гаплоидных тканей гаметофитов (n )и поэтому тоже гаплоидны (n ).

Половые органы всех наземных растений многоклеточные. Многоклеточные антеридии маршанции, напоминающие длинные овальные мешки, отделяют друг от друга стерильные нити — парафизы (рис. 1).

В многоклеточных архегониях различают ножку, брюшко и шейку. Незрелую яйцеклетку защищают шейковые канальцевые клетки, разрушающиеся при созревании яйцеклетки, освобождая проход, по которому к яйцеклетке подплывают двужгутиковые сперматозоиды.

С мужского растения на женское сперматозоиды переносятся с каплями дождя или росы, после чего плывут по поверхностной пленке воды, пока нс достигнут архегония с яйцеклеткой.

Рис. 1. Жизненный цикл маршанции многообразной (Marchantia polymorpha): а) жизненный цикл; б) схема перегруппировки хромосом

Диплоидные клетки (2n ) спорогенной ткани коробочки спорофита делятся путем мейоза, образуя гаплоидные споры (n ).

По окончании созревания спор коробочка раскрывается четырьмя створками и споры высыпаются на землю. Рассеиванию спор помогают специальные упругие нити — элатеры. В сухую погоду элатеры скручены, а во влажную — распрямляются, разрыхляя массу спор.

Таким образом, для всех моховидных характерно:

Чередование диплоидного поколения — спорофита (2n ) и гаплоидного поколения — гаметофита (n ).
В жизненном цикле моховидных доминирует гаплоидное поколение — гаметофит (n ); именно он осуществляет основную функцию растения — фотосинтез.
Спорофит мхов не способен питаться самостоятельно и паратизирует на гаметофите (исключением являются антоцеротовые).
Для размножения моховидным нужна капельно-жидкая влага, поскольку мужские гаметы моховидных — сперматозоиды передвигаются в воде.

Жизненный цикл зеленого мха кукушкин лен

Жизненный цикл кукушкина льна (Polytrichum commune) очень похож на жизненный цикл маршанции, однако спорофит кукушкина льна крупнее и представляет собой коробочку на ножке.

В период созревания спор коробочка прикрыта колпачком — калиптрой. Сама коробочка устроена довольно сложно (рис. 2). В центре нее проходит вертикальная ось — колонка. Вокруг колонки на специальных нитях подвешен цилиндрический спорангий. По окончании созревания спор крышечка коробочки — оперкулум откидывается. Под крышечкой находятся пленка — эпифрагма.

Зубцы по краю коробочки (их называют перистомом ) в сухую погоду отгибаются, открывая отверстия в эпифрагме, через которые высыпаются споры. Во влажную погоду зубцы перистома закрывают отверстия эпифрагмы. Наиболее существенной особенностью развития листостебельных мхов (к которым принадлежит и кукушкин лен), отличающей их от большинства печеночников, является то, что у них из споры вырастает не гаметофит, а многоклеточная зеленая нить, напоминающая зеленую нитчатую водоросль, — протонема. На протонеме формируются многоклеточные почки и уже из почки вырастает соответствующий гаметофит (рис. 3). У сфагновых и андреевых мхов, в отличие от зеленых, протонема не нитчатая, а пластинчатая.

Интересно, что у некоторых видов зеленых мхов протонема может стать основной жизненной формой.

Рис. 2. Кукушкин лен (Polytrichum commune): а) мужской гаметофит; б) верхушка мужского гаметофита (продольный разрез); в) женский гаметофит; г) верхушка женского гаметофита (продольный разрез); д) стебель (поперечный разрез); е) филлоид (лист) — общий вид и поперечный разрез; ж) спорофит, развившийся на женском гаметофите; з) коробочка спорофита (вверху с колпачком и без колпачка, внизу — продольный разрез); 1 — антеридий; 2 — парафиза; 3 — архегоний; 4 — эпидерма; 5 — «кора»; 6 — клетки, выполняющие функцию флоэмы; 7 — клетки, выполняющие функцию ксилемы; 8 — паренхимные клетки; 9 — механические клетки; 10 — ассимиляторы; 11 — ризоиды; 12 колпачок; 13 — крышечка; 14 — эпифрагма; 15 — стенка урночки; 16 — колонка; 17 — спорангий; 18 — апофиза; 19 — ножка

Рис. 3. Жизненный цикл зеленого мха кукушкин лен (Polytrichum commune): а) жизненный цикл; в) схема перегруппировки хромосом

Вегетативное размножение мхов

Помимо полового размножения мхи могут размножаться и вегетативно — кусочками слоевища (таллома) или стебля с листьями. Особенно широко распространено и разнообразно но форме вегетативное размножение у печеночников. Они образуют множество органов вегетативного размножения: выводковые тельца, выводковые почки (рис. 4), придаточные побеги, ломкие листья, клубеньки и т.п.

Рис. 4. Фрагмент гаметофита маршанции: 1 — выводковая корзиночка; 2 — внутри корзиночки — выводковые почки

Широко распространено вегетативное размножение и у листостебельных мхов. Это размножение частями гаметофита: разрастание моховой дернины, размножение ломкими стеблями, укороченными выводковыми ветвями, выводковыми почками, ломкими листьями, первичной протонемой. Кроме того, листостебельные мхи могут производить и специальные выводковые тельца, развивающиеся на различных частях растения, чаще всего на стеблях.

Важнейшие особенности моховидных

У моховидных отсутствуют или плохо развиты многие органы и ткани, возникающие у растений в связи с приспособлением к наземному образу жизни: проводящая, механическая, покровная ткани; у них нет корней (их заменяют ризоиды). Так же как водоросли, мхи впитывают воду всей поверхностью тела. Для размножения им необходима капельно-жидкая влага (их мужские гаметы — сперматозоиды передвигаются в воде).

Моховидные живут в местах с повышенной влажностью (леса, болота). Они доминируют в арктических и горных областях. Некоторые виды приспособились к обитанию на раскаленных скалах и в пустынях.

Важную экологическую роль в природе играют торфяные болота, в которых берет свои истоки большинство европейских рек.

Симбиоз мхов и насекомых

Как известно, устойчивые симбиотические отношения с насекомыми — характерная особенность цветковых растений, однако существуют мхи, привлекающие насекомых к распространению спор. Это зеленые мхи рода сплахнум (Splachmun). У представителей этого рода сильно расширено кольцо на шейке коробочки апофиза, вследствие чего вся коробочка напоминает зонтик. Зонтики крупные, до 2 см в диаметре, и ярко окрашены — красные, желтые, пурпурные. Распространителями липких спор сплахнума являются мухи, которых привлекает не только яркая окраска апофизы, но и ее запах.

Кукушкин лен - растение, которое на территории Российской Федерации наиболее распространено в лесах северной и средней полосы. Благоприятные условия для него наблюдаются в таежных заболачиваемых лесах-долгомошниках, в болотах и на мокрых лугах. Растение относится к роду к отделу моховидных. На планете встречается более ста его разновидностей. Кукушкин лен, который образует подушкообразные дерновины, часто встречается в тундре и в горной местности. Самое широкое распространение на территории стран СНГ получил политрихум обыкновенный (второе название растения).

Большое значение солнца

Кукушкин лен очень любит свет. Вот почему в темных ельниках, даже если почва там сырая и плодородная, он будет ограничен в росте и развитии. При достаточном количестве солнечных лучей растение стремительно вытягивается, активно захватывая новые участки и закрывая плотным ковром почву. Земля под кукушкиным льном высыхает намного медленнее, вот почему его разрастание постепенно ведет к заболачиванию местности.

Описание

Мох кукушкин лен отличается довольно высокими стеблями (их длина - 10-15 сантиметров, однако встречаются и сорокасантиметровые растения). Проводящая система обеспечивает передвижение воды и питательных веществ по стеблю.

Происхождение названия

Описываемое растение имеет прямые стебли коричневатого цвета. На них располагаются небольшие листья темно-зеленого оттенка, которые напоминают лен в миниатюре. А вот коробочки, которые появляются на женских растениях, вызывают ассоциации с кукушкой, расположившейся на своеобразном шесте.

Строение кукушкина льна

Рассматриваемое растение относят к листостебельным многолетним мхам. Его размеры крупные, в нижней части стебля находятся ризоиды - примитивные аналоги корней. На первичном горизонтальном стебле листьев нет. Вторичный стебель может быть как простым, так и разветвленным. Он прямостоячий, средняя длина - в пределах пятнадцати сантиметров. На каждом листе имеется основная крупная жилка. Кукушкин лен, строение которого достаточно простое, имеет чешуевидные нижние листочки.

Функции стебля

Основная роль этой части растения - опорная. Не менее важна проводящая способность стебля. Он выступает в качестве связующего звена между листьями и корневой системой. Стебель выполняет и некоторые вторичные функции. Среди них - сохранение запаса питательных веществ.

Размножение и развитие

Растение размножается следующими способами: половым (гаметами) и бесполым (спорами, побегами). Они чередуются.

Как именно размножается растение кукушкин лен? Споры, которые образует растение, находятся в спорангии (коробочке) на ножке. После созревания они высыпаются из этого природного хранилища. При благоприятных условиях споры образуют многоклеточную нить, а из нее, в свою очередь, появляется несколько гаметофитов (происходит это путем почкования). Гаметофитом считается зеленый многолетний побег, имеющий листочки и ризоиды (корнеподобные образования). Последние берут из почвы соли и йод. Листовые клетки обеспечивают синтез всех остальных необходимых веществ. Исходя из этого, можно утверждать, что гаметофит является независимым организмом.

Через некоторое время гаметофит прекращает свой рост. Затем начинает кукушкин лен размножение. В центре розетки листьев (расположение - на верхушке стебля) развиваются мужские и женские половые органы. Первые представлены антеридиями (название произошло от греческого слова «антерос», что означает «цветущий»), в которых проходят цикл развития подвижные гаметы - сперматозоиды, а также архегонии - женские половые органы, которые отвечают за образование неподвижной женской гаметы - яйцеклетки.

Мужские растения характеризуются наличием более крупных листьев, окрашенных в Женские экземпляры таких листьев не имеют.

При наступлении дождливого периода или половодья сперматозоиды (мужские клетки) получают возможность подплыть к яйцеклетке. В результате происходит их слияние. По завершении процесса оплодотворения появляется зигота (это слово произошло от греческого «зиготос», что переводится как «соединенный»). Это первый этап развития зародыша. На следующий год из оплодотворенной зиготы происходит развитие коробочки (спорогона), располагающейся на довольно без листьев. В дальнейшем коробочка становится местом развития спор. Это природное хранилище очень хрупкое. Оно раскачивается даже от легкого ветерка. После спадания колпачка и выпадения спор наблюдается прорастание зеленой разветвленной нити - предростка. Отметим, что для успешного результата необходимо, чтобы споры попали в благоприятную для них среду, в таком случае произойдет размножение кукушкина льна.

На предростке формируются почки, из которых появляются женские и мужские экземпляры растения. Таким образом, можно увидеть, что жизненный цикл развития мхов включает последовательное чередование бесполого и полового поколений. В ходе эволюции эта особенность выработалась у многих растений, в числе которых и кукушкин лен.

Размножение этого вегетативным путем позволяет легко получить густой зеленый ковер на приусадебном участке. Достаточно лишь поместить небольшой кусочек мха на сыроватом участке. Однако следует учитывать способность этого растения к заболачиванию области своего обитания.

Использование в различных целях

Если удалить листья у кукушкина льна, можно получить гибкие жесткие нити, образуемые центральными стеблями. Наши предки использовали этот природный материал для изготовления щеток и веников. После вымачивания и расчесывания стебли становились прекрасной основой для матов, ковриков, корзин и плотных штор. Примечательно, что в ходе раскопок раннеримского форта в Англии были найдены останки корзин, созданных из кукушкина льна. Изделия датируются 86 годом нашей эры.

Ранее кукушкин лен широко использовали при изготовлении плащей воинов и путешественников. Получаемые предметы одежды отличались особой прочностью. Кроме того, они обладали декоративной ценностью.

Знахари советуют использовать этот вид мха для активизации работы пищеварительной системы, устранения желудочных колик и растворения камней в почках и желчном пузыре.

Кукушкин лен, строение которого позволяет использовать его в садоводстве в декоративных целях, положительно воздействует на почву. Так, это растение способно привести в норму показатели кислотности грунта максимум за два сезона. После этого на восстановленной почве можно успешно выращивать любые садовые растения. Отмершие части мха послужат отличным удобрением.

Самый необычный вариант применения кукушкина льна - в качестве солода при изготовлении виски.

Природный утеплитель

Кукушкин лен способен эффективно защитить строение от проникновения холода и влаги. Очень ценится тот факт, что мох не гниет. Его размещение между бревнами сруба позволяет обеспечить В этих целях мох применяют в свежем виде. Перед укладкой природного утеплителя его необходимо тщательно очистить от веточек, палочек, шишек, травы и иных включений.

Мох сфагнум

Это растение относится к роду белых (торфяных) мхов. Выделено 320 его видов. Сфагнум преимущественно представлен болотными мхами, которые образуют плотные скопления, формирующие либо большие подушки, либо густые ковры на А вот во влажных лесах намного реже встречается сфагнум. Кукушкин лен это растение напоминает своим прямостоячим стеблем, достигающим десяти-двадцати сантиметров в высоту. Листья у сфагнума однослойные, размещаются на пучковидно расположенных ветвях. В листьях содержится много водоносных клеток с порами, активно впитывающими воду. Данный факт обуславливает большую влагоемкость растения. На участках, где появляются эти мхи, быстро развиваются верховые болота.

Ежегодно происходит отмирание стеблей в нижней части растения. Они образуют торф. Дальнейший рост стебля обеспечивается верхушечными ветвями.

Отметим, что сфагнумы играют важную роль в образовании и существовании болот. Как было указано выше, отмершие участки мха формируют залежи торфа. Торфообразование возможно по причине застойного переувлажнения, обеспечения мхами кислой среды и отсутствия кислорода. В этих условиях процессы гниения не происходят, сфагнум не разлагается. Торф представляет собой ценный продукт, из которого получают воск, аммиак, парафин, спирт и т. д. Его широко применяют в медицинской практике, в строительстве. Мох выступает в качестве биотоплива и эффективного удобрения.

Чем полезен сфагнум?

Многие рецепты народной и официальной медицины включают этот компонент. А все потому, что мох сфагнум - прекрасное антисептическое средство и надежный перевязочный материал. Он помогает залечивать гнойные раны благодаря своей способности впитывать большое количество влаги. По этому показателю сфагнум превосходит лучшие сорта гигроскопической ваты. Этот мох способен произвести бактерицидный эффект благодаря наличию сфагнола - особого фенолоподобного вещества, угнетающего развитие и жизнедеятельность кишечной палочки, холерного вибриона, золотистого стафилококка, сальмонеллы и некоторых других патогенных микроорганизмов.

Цветоводы активно используют сфагнум с целью выращивания комнатных растений. Он является составляющей субстрата, мульчирующим слоем либо выполняет дренажные функции. Мох не богат питательными веществами, однако он придает грунту требуемую рыхлость. Отличной гигроскопичностью сфагнума объясняется его способность равномерно распределять влагу. Наличие сфагнола обуславливает бактерицидные свойства описываемого вида мха, что позволяет эффективно ухаживать за корнями основного растения, предупреждая развитие заболеваний и загнивание.

Вопрос 1. Что такое ризоиды?

Ризоиды - нитевидные образования из одной или нескольких однорядных клеток; служат для прикрепления к субстрату и поглощения из него воды и питательных веществ. Имеются у мхов, лишайников, некоторых водорослей и грибов.

Вопрос 2. Почему водоросли относят к низшим растениям?

Водоросли относятся к низшим растениям, т.к они не имеют ни корней, ни стеблей, ни листьев.

Вопрос 3. Что такое спора?

Споры – микроскопические зачатки низших и высших растений, имеющие разное происхождение и служащие для их размножения и (или) сохранения при неблагоприятных условиях. В биологии понятие «спора» подразделяется на:

* споры бактерий, служащие для пережидания неблагоприятных условий;

* споры растений, споровиков и грибов, служащие для размножения.

Лабораторная работа № 10. Строение мха.

1. Рассмотрите растение мха. Определите особенности его внешнего строения, найдите стебель и листья.

Стебель прямостоячий не разветвленный. Длина стебля составляет 12см, но может достигать 30-40 см. Стебли густо покрыты листьями. На верхушке есть коробочка со спорами. В низу стебля есть выросты – ризоиды.

2. Определите форму, расположение, размер и окраску листьев. Рассмотрите лист под микроскопом и зарисуйте его.

Листья ввогнутые тёмно-зелёные, имеют обхватываюий стебель черешок. Каждый лист на верхней своей поверхности имеет ассимиляционные пластиночки и крупную основную жилку. Лист похож на толстоватую иголочку и на миниатюрные растения льна. Нижние листья на стебле развиваются в форме чешуек.

3. Определите, ветвистый или неветвистый стебель у растения.

У мха неветвистый стебель.

На верхушках мужских растений размещаются половые органы, в которых развиваются подвижные половые клетки (гаметы) - сперматозоиды.

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. В коробочках развиваются споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха.

5. Рассмотрите коробочку со спорами. Каково значение спор в жизни мхов?

Растение образует многочисленные споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха. Из каждой споры при благоприятных условиях развивается побег с небольшой продолжительностью жизни, который выглядит как коробочка (спорангий) на ножке.

6. Сравните строение мха со строением водоросли. В чём их сходство и различие?

Различия: у водорослей нет корней, их тело представлено слоевищем. У мхов появляются ризоиды. Водоросли живут только в водной среде, мхи живут только во влажной среде. У мхов есть стебли и листья, но их нет у водорослей.

Сходства: в клетках есть пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты), поэтому могут осуществлять фотосинтез. Неограниченно растут в течении всей жизни. Неподвижны.

7. Запишите свои ответы на Вопросы.

Вывод: мхи по сравнению с водорослями более развиты. Они уже могут находиться не в воде, а во влажной среде. Уже появляются стебли и листья.

Вопрос 1. Почему мхи называют высшими споровыми растениями?

Так как тело мхов расчленено на стебель и листья, а размножаются они спорами, то их относят к высшим споровым растениям.

Вопрос 2. Каково строение кукушкина льна?

Его стройные коричневатые стебельки покрыты маленькими тёмно-зелёными листиками и похожи на миниатюрные растения льна.

У кукушкина льна есть мужские и женские растения. На верхушках мужских растений размещаются половые органы, в которых развиваются подвижные половые клетки (гаметы) - сперматозоиды (от греческих слов «сперма» - семя, «зоон» - живое существо и «эйдос» - вид). 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.

Вопрос 3. Чем сфагнум отличается от кукушкина льна?

Кукушкин лен – зеленый мох, сфагнум - светло-зеленый мох, торфяной. У кукушкина льна есть ризоиды, у сфагнума-нет. У кукушкина льна стебель не ветвится, а у сфагнума - есть ветви трех видов, в листьях у кукушкина льна нет мертвых клеток, а у сфагнума их большое количество, это воздухоносные клетки, способные к поглощению влаги. Коробочки со спорами у кукушкина льна имеют волосистый колпачок и вытянутую форму, у сфагнума они без колпачка и округлые. У кукушкина льна растения мужские и женские, а у сфагнума – обоеполые. Коробочки со спорами у кукушкина льна располагаются на верхушках женских растений по одной, а у сфагнума по 3-5.

Вопрос 4. Чем мох отличается от водоросли?

Мхи более сложно организованы, чем водоросли. Среди водорослей есть большая группа одноклеточных, все мхи – многоклеточные организмы. Большинство водорослей живет в водной среде, большинство мхов – на суше, но с высоким процентом влажности. Тело мха дифференцированно на органы, лишь у самых развитых водорослей можно наблюдать что-то похожее на ткани. У мхов есть внешние отличия между мужскими, женскими особями, между половым и бесполым поколением. У водорослей все особи одного вида одинаковы. Мхи не могут размножаться вегетативно, а водоросли могут. Мхи имеют стебли и листья, как все высшие растения, а у водорослей таллом.

Вопрос 5. Какое значение имеют мхи 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. Некоторые животные питаются мхом.

Подумайте

Почему даже самые крупные мхи не достигают размеров более 80 см?

Мхи не бывают высокими потому что в местах, где они произрастают очень "бедная" почва. Морозы и сильный ветер - довольно неблагоприятные условия для существования. У мхов нету проводящей системы и, как следствие, ограниченный рост в высоту.

Задания для любознательных

1. Рассмотрите под микроскопом листья мха сфагнума. Отметьте особенности строения двух типов клеток, из которых они состоят.

В клетках листа присутствуют два вида клеток. Узкие зеленые клетки, в которых происходит фотосинтез (есть хлорофилл), соединены концами и образуют сетчатую структуру, в которой происходит движение органических веществ. Между ними находятся крупные прозрачные мертвые клетки, от которых остались только оболочки (в них вода).

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.

Риччия начнет развиваться, т.к. условия благоприятные (от влажного и теплого воздуха, света). У плавающей риччии ризоидов нет, но на сырой почве она может их образовать.

Если растить риччию в воде, то если температура ниже, чем 20°С, рост риччии замедляется, но внешний вид остается привлекательным. Также надо знать, что оптимальной для этого растения считается мягкая вода, жесткость которой не должна превышать 15 единиц, но если этот показатель выше 8, это уже негативным образом сказывается на росте. Допустимый уровень pH – 4-8.

Имеет стебель, узкие, спирально расположенные листья; вместо корней нитевидные выросты в нижней части стебля – ризоиды. Способ питания у него такой же, как и у водорослей, так как мох содержит хлорофилл и имеет зеленую окраску.

Мох сфагнум.

Стебель тонкий, главный побег прямостоячий, ветвистый. Боковые побеги расположены пучками, на верхушке главного стебля побеги скручены в головку. Все ветви густо покрыты мелкими листьями. Нет ризоидов, нижний конец стебля, погруженный в воду, постепенно отмирает. Кора стебля сфагнума состоит из крупных водоносных клеток. Много таких клеток находится и в листьях. В связи с этим сфагнум впитывает и удерживает большое количество воды.

		Кукушкин лен
1. Где и на какой почве растет?	Болота, кислая, бедная питательными веществами	Влажные места
2. Какова окраска стеблей и листьев?	Стебель бесцветный, листья зелёные
3. Имеются ли ризоиды?
4. Где располагаются споры?	В коробочке	В коробочке (спорофит) на женском растении
5. Стебель ветвистый или нет?	ветвистый
6. Как располагаются коробочки?	Группой на верхушке	Поодиночке на верхушке женского растения
7. Чем отличаются листья по внутреннему строению?	Имеют мёртвые водоносные клетки	Нет водоносных клеток
8. Хозяйственное значение

Размножение мхов

У моховидных имеется характерная особенность организации: половое поколение – гаметофит , на котором образуются половые клетки (гаметы), и бесполое – спорофит , на котором образуются споры.

Гаметофиты кукушкина льна раздельнополые. На верхушке мужских и женских растений развиваются органы полового размножения. После оплодотворения на женских растениях из зиготы образуется спорофит – коробочка, сидящая на длинной ножке. Коробочка имеет крышечку, которая к моменту созревания спор отпадает. Споры высыпаются наружу и рассеиваются ветром. В благоприятных условиях через несколько дней или недель они прорастают в гаметофит. Зеленым мхам свойственно и вегетативное размножение – частями тела и специальными почками.

Вопросы :

– Что является ограничивающим фактором для мхов?

– Почему мхи – тупиковая ветвь в эволюции?

Значение сфагновых мхов в природе .

1. Сфагнум поглощает и удерживает большое количество воды.

2. Сфагнум, разрастаясь плотными дерновинами, вызывает заболачивание почв.

Появление солей кальция в воде или почве, на которой растет сфагнум, действует на него угнетающе. В связи с этим известкование почв является средством борьбы с разрастанием сфагнума и заболачиванием почв.

3. Сфагнум играет роль в образовании торфа

Глубинный торф плотный, черного цвета. Частицы растений, образовавшие торф, обуглились.

Торф, взятый из верхнего слоя мохового болота, рыхлый и имеет бурую окраску. В таком торфе хорошо заметны части сфагнума. Сфагнум – образователь торфа.

Дополнительная информация.

Торф – осадочная порода, состоящая из не полностью разложившихся растительных остатков. В естественном состоянии это относительно однородная по составу и окраске масса черного или коричневого цвета. Используется в качестве удобрения, топлива, химического сырья.

Из 1 т абсолютно сухого торфа можно получить:

3500–3700 кг органического удобрения;

30–35 кг воска;

200–220 кг кормовых дрожжей;

150–180 кг активированного угля;

650–700 кг стимуляторов роста;

 350–500 кг красителей.

Как человек использует мхи?

Человек начал использовать мхи в своем хозяйстве очень давно. Уже в каменном веке это был незаменимый подручный материал, о чем свидетельствуют археологические раскопки, наиболее древние из которых относятся к раннему мезолиту (каменный нож с прокладкой из мха на ручке). В Германии найден склад ножей и скребков бронзового века, плотно упакованных в гомогенную массу мхов. Анализ показал, что это сфагновый мох Sphagnum palustre , а остальное – зеленый этажный мох Hylocomim splendens .

Применялись мхи и как мягкая подстилка для постели, и как материал для законопачивания щелей в жилищах – последнее широко распространено и в наше время. У скандинавских народов мхом Fohtinalis antipyretica конопатили щели в древних жилищах, веря, что он предохраняет от пожара.

Из кукушкина льна (Polytrichum commune ) благодаря его гибкости, относительно крупным размерам и прочности уже давно изготавливают метелки, веревки и упаковочный материал.

Торф по своим запасам занимает среди горючих ископаемых второе место после угля. В качестве топлива он употребляется в естественном виде (кусковой торф) или после соответствующей технологической переработки.

Первичные продукты сухой перегонки торфа (коксование и газификация) – ценное химическое сырье, из которого вырабатывают искусственный воск, парафин, фенолы, уксусную и азотную кислоту и многое другое.

Торф используется и как строительный материал для теплоизоляции и облицовки.

Торф – это прекрасный материал для создания порошкообразных фильтрующих и обесцвечивающих углей. Возможно его использование для фильтрации воды и других жидкостей.

Из верховых торфов со степенью разложения не выше 25 % изготавливается торфоподстилка для животноводства. За счет высоких влаго- и газопоглотительных свойств торфа она более мягкая, упругая, сухая, теплая и гигиеничная в сравнении с соломенной, как следствие этого – лучшее состояние здоровья домашних животных.

Торфорассадочные горшки изготавливают из верхового сфагнового торфа со степенью разложения 30–45 % и влажностью 75–85 % с прибавлением навоза и суперфосфата для повышения содержания питательных веществ.

Сфагновый торф и сфагнум – старинное народное средство для заживления гнойных ран, нарывов. Бактерицидные свойства сфагнового мха обусловлены содержанием в нем йода и особого вещества – сфагнола , ароматического углеводорода, производного бензольной кислоты (мощного антисептика).

Восьмидесятые годы прошлого столетия – начало широкого применения сфагнума в хирургии как перевязочного материала. Широко он использовался в этом качестве и во время Великой Отечественной войны. Но впоследствии вата как более удобная в применении вытеснила сфагнум из хирургической практики.

В середине XX века из сфагнов методом вытяжки получили экстракт сфагнола, убивающий стрептококковые и стафилококковые бактерии.

Благодаря этим биохимическим особенностям (выделение во внешнюю среду сфагнола и йода) вода на сфагновом болоте всегда готова к употреблению в сыром виде, без риска для путешественников «подхватить» какую-нибудь болезнь. Вода многих таежных речек, берущих начало на верховых сфагновых болотах, окрашена в коричневый цвет, который придает ей йод, содержащийся в такой воде в большом количестве.

Выводы.

 Болото – это биоценоз, который насчитывает несколько сотен видов растений и животных.

 Болота поставляют в атмосферу много кислорода, играют большую роль в ее очищении от загрязняющих веществ (масса поглощаемой пыли достигает 3 т/га).

 Болота оказывают влияние на формирование теплового и радиационного баланса, влияют на водный режим соседних территорий.

 Их большая поверхность способствует увеличению испарения, что смягчает климат.

 Охрана болот необходима, главным образом потому, что они представляют собой неотъемлемую часть биосферы, определяющую экологическое равновесие среды.

 Хозяйственное освоение болот должно осуществляться при внимательном изучении этих ценнейших биогеоценозов.

Ч. 1

Урок 37 Мхи.

Отдел мохообразные представляет собой своеобразную группу растений, занимающих промежуточное положение между водорослями и собственно наземными растениями. Отдел мохообразных объединяет около 35 000 видов на всем земном шаре. Издали мхи напоминают ковёр или мех зеленоватого, красного или бурого цвета. Вблизи можно увидеть, что ворсинки ковра – это стебельки с листочками. Листочки мхов состоят обычно из одного слоя клеток. Стебли мхов выносят листья к свету. У многих мхов на стеблях есть тонкие выросты – ризоиды, которыми они цепляются за грунт.

Название «мох» ошибочно применяют к ряду растений, не относящихся к мохообразным. Мох, растущий на коре деревьев с северной стороны, - это в действительности водоросль, «олений мох» - лишайник, а «испанский мох», свисающий с деревьев на юге США, - семенное растение, близкое к ананасу.

Мохообразные, или бриофиты - очень древние наземные растения. Они появились почти одновременно с риниофитами, но дожили до наших дней. Это наиболее примитивные современные высшие споровые растения .

Все представители мохообразных - многолетние .
Достаточно мелкие растения , высота которых обычно составляет 10-20 см.
Тело мхов состоит из тканей, но настоящих сосудов не имеет .
Тело мхов - в виде слоевища либо расчлененное на стебли и листья .
Настоящих типичных корней мхи не имеют .
Роль корней у них выполняют тонкие волоски, называемые ризоидами , поглощающими из почвы йод и соли.
Мхи имеют хлорофилл, фотосинтезируют .
Живут на суше, в сырых местах, реже - в воде .
Размножение у мхов происходит тремя способами: бесполым (спорами), половым и вегетативным .
Бесполый и половой способы развития чередуются .

Строение мха кукушкин лен.

Зелёный мох кукушкин лён – небольшое растение, обычно не более 20 см. У кукушкина льна стебли буровато-зелёные, неветвящиеся, густо покрыты узкими листьями. Мхи растут густыми дернинками.

Строение мха сфагнума

Издревле на Руси срубы собирали «на мох». Благодаря гигроскопичности (способности впитывать и отдавать влагу из окружающего пространства) мха создается естественная вентиляция пазов, дерево внутри сруба не разрушается.

Сфагнум является образующим растением сфагновых болот. Сфагнум растет очень медленно, до 3 см за год.

Рассмотрим зелёный мох сфагнум. Обратите внимание на стебель . Он обильно ветвиться, образуя веточки трёх типов: одни отходят в стороны горизонтально – торчащие; другие свисают – свисающие, третьи – образуют подобие головки – верхушечные. На концах верхних ветвей образуются маленькие коробочки. В них образуются споры . Ризоидов нет .

Сфагнум поселяется на влажных местах, способствует быстрому заболачиванию территории, так как способен активно поглощать и удерживать влагу. Благодаря чему? Рассмотрим строение листа сфагнума. Найдем узкие хлорофиллоносные клетки. Между ними находятся широкие бесцветные водоносные клетки, в которых находятся поры. Сфагнум поглощает воду специальными водоносными клетками, которые способны накапливать в 20-30 раз больше массы самого мха.

Водоносные клетки называют мертвыми. От них зависит цвет сфагнума, поэтому его часто называют белым мхом.

Строение мха маршанция

Это многолетнее растение
имеет зеленое лентовидное с лопастями слоевище , которое стелится по земле.
В длину таллом может достигать 10 см, ширина составляет 1-2 см. Внутри слоевища имеются особые воздушные камеры, которые наполнены ассимиляционной тканью. Эти камеры сообщаются с внешней средой через боченковидные устьица.
На верхней ромбически-испещренной поверхности заметны корзиночки с выводковыми почками, предназначенными для вегетативного размножения .
На нижней стороне слоевища расположены чешуйки и ризоиды, служащие для прикрепления растения к почве .

Рассмотрим размножение мха кукушкин лен.

В жизненном цикле мхов преобладает гаметофит, растение на котором образуются половые клетки. Когда рост гаметофита заканчивается и он оказывается подготовленным к размножению, на верхушке стебля - в середине розетки листьев - развиваются половые органы: антеридии (от греч. «антерос» - цветущий) - мужские половые органы, в которых развиваются подвижные гаметы - сперматозоиды и архегонии (от греч. «архе» - начало и «гоне» - рождение) - женские половые органы, в которых образуется неподвижная женская гамета - яйцеклетка .

В период половодья или обильных дождей мужские клетки - сперматозоиды подплывают к яйцеклетке , где и происходит их слияние . После оплодотворения образуется зигота (от греч. «зиготос» - соединенный вместе) начальная стадия развития зародыша. Из оплодотворенной зиготы на следующий год развивается спорофит, растение на котором образуются споры. Он состоит из коробочки, покрытой колпачком, на длинной безлистной ножке - спорогоне (спорофоре).

Когда колпачок спадает, из созревшей коробочки выпадают споры и, попав в благоприятные условия, прорастают в зеленую разветвленную нить - предросток (протонему). На нем образуются почки, а из них вырастают мужские и женские экземпляры кукушкина льна. Таким образом, в жизненном цикле развития мхов происходит чередование полового и бесполого поколений.

Бесполое поколение (спорофит) вырастает на гаметофите (растении полового поколения) и питается за его счет.

Сфагновые мхи - источник образования торфа. Окаменевшие остатки сфагновых мхов найдены в отложениях уже раннего Пермского периода. На территории России распространено более 400 видов мхов, из которых сфагнум имеет наибольшее экологическое значение.

Значение мхов


Положительное значение	Отрицательное значение
Заселяют бедные почвы и предохраняют их от эрозии (растения - пионеры). Являются накопителями влаги и регуляторами водного баланса прилегающих территорий. Торф – топливо, удобрение и ценное сырье для промышленности (картон, бумага). Мхи (сфагнум) используются в строительстве. Сфагновые мхи выделяют вещества, губительно действующие на бактерии, и поэтому задерживают процессы гниения всех отмерших остатков. Высушенные сфагновые мхи во время Первой и Второй мировой войн использовали как перевязочный материал вместо ваты, так как они обладают антибактериальными свойствами и очень гигроскопичны (способны поглощать влагу).	Ухудшают продуктивность пахотных земель, вызывая их заболачивание. Вытесняют на лугах ценные кормовые травы.