Бессосудистые растения. Общая морфолого-анатомическая характеристика гаметофита и спорофита Моховидных. Классификация Моховидных. Цикл воспроизведения.

Моховидные — это древняя, самая примитивная группа высших растений, ныне живущих на Земле. Древнейшие ископаемые формы мхов известны с каменноугольного периода.

По оценкам разных специалистов, современные моховидные представлены 2.0—25 тыс. видов, распространенных на всех континентах. Особенно это относится к Северному полушарию, где на больших площадях (на болотах, иногда в лесах) моховидные доминируют в растительном покрове. Эти растения предпочитают наиболее увлажненные места, однако произрастают и на каменистых склонах гор, в пустынях, на сухих открытых скалах, в тундрах, но не встречаются в морях, на сильно засоленных почвах, в ледниках и сыпучих песках.

Подавляющее большинство моховидных — низкорослые многолетние травянистые растения размером от 1 мм до нескольких сантиметров, реже до 60 см и более. У большинства из них тело расчленено на стебель и листья, но встречаются и слоевищные формы.

Листостебельные представители моховидных имеют ряд признаков, которые отличают их от остальных высших растений. Они являются бессосудистыми растениями. У них отсутствуют корни; прикрепление к субстрату (частично и всасывание воды) осуществляется одним или многочисленными ризоидами — выростами эпидермы. Поглощение воды происходит главным образом нижней частью стебля или телом всего растения (сфагновые мхи).

Вегетативные органы сформированы ассимиляционной, проводящей, запасающей и покровной тканями. Однако в отличие от других высших растений у моховидных отсутствуют настоящие сосуды и механические ткани. На стебле зеленых мхов по спирали расположены бесчерешковые листья, имеющие цельную пластинку с жилкой или без нее.

Это единственная группа растений, эволюция которой связана с регрессивным развитием спорофита и преобладанием в жизненном цикле гаметофита.

Спорофит моховидных —спорогон — состоит из коробочки и ножки, нижняя расширенная часть которой — стопа -— внедряется в ткань гаметофита и доставляет спорофиту воду и питательные вещества. Спорофит, таким образом, лишен самостоятельности и полностью зависит от гаметофита.

Основная функция спорофита — образование спор, которые в благоприятных условиях прорастают.

С момента прорастания споры начинается развитие гаметофита — полового поколения моховидных. Прежде всего развивается разветвленная нитчатая (у большинства мхов) или пластинчатая (у сфагнума) протонема, на которой закладываются почки. У одних мхов из почек протонемы формируются пластинчатые слоевища, у других — листостебельные побеги гаметофита (взрослого мха), на которых развиваются органы полового размножения — антеридии и архегонии.

Классификация. Моховидные подразделяют на три класса: Антоцеротовые, Печеночники, Листостебельные мхи. Наибольшее значение имеют два последних класса.

Самую многочисленную группу моховидных составляет класс Листостебельные мхи (около 10 тыс. видов), который подразделяют на три подкласса: Андреевые мхи, Сфагновые мхи, Бриевые (Зеленые) мхи.

Цикл воспроизведения. 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. У двудомных мхов побеги с мужскими гаметангиями растут отдельно от женских. Гаметангии у мхов обычно располагаются группами. Они либо окружены листовидными выростами и располагаются на верхушке гаметофита, как у листостебельных мхов, либо, как у печёночников, например у маршанции многообразной, находятся на специальных подставках — выростах слоевища. В архегониях образуются женские гаметы — яйцеклетки, в антеридиях мужские гаметы — сперматозоиды (антерозоиды). Чтобы произошло оплодотворение, необходима вода. Капля дождевой воды, падая с мужского растения на соседнее женское, помогает сперматозоиду попасть к яйцеклетке. Происходит оплодотворение, и внутри архегония образуется зигота*. Из зиготы, прямо на верхушке женского гаметофита, спустя некоторое время (обычно год) развивается спорофит — бесполое растение, получающее питание от гаметофита. Если вы обратите внимание на мох в конце весны — в начале лета, то заметите рыжевато-бурые булавочки спорофитов. Спорофит представляет собой крошечную коробочку на длинной ножке. В «коробочке» — споры. Созревшая коробочка раскрывается, и споры разлетаются в разные стороны. Из спор прорастет протонить, и все начнётся сначала.

2. Род сфагнум. Особенности строения, размножения, черты специализации. География и экология. Специфика экотопа. Торфообразование.

Род Сфагнум (Sphagnum) (торфяных или белых) мхов. Этот род включает свыше 300 видов, а в России, представьте себе, произрастает около 40 видов сфагновых мхов. Они обра­зуют сплошные ковры на сфагновых болотах, реже встречаются во влажных лесах. Для роста и развития сфагнума необходима мягкая вода — это вода, не содержащая минеральных солей. Такой водой является дождевая вода. Особенно угнетающе на жизнедеятельность сфагнума действует присутствие в воде солей кальция (такую воду называют жесткой), при наличии которых сфагнум постепенно прекращает рост. Поэтому на сырой почве, в которой содержатся минеральные соли, поселяются и развиваются только некоторые виды сфагнума.

Растения рода сфагнум имеют длинный, обычно прямостоячий длиной 10-20 см мягкий и ломкий стебель без ризоидов, нижняя часть которого постепенно отмирает. Однослойные листья, а также большое количество мёртвых водоносных клеток, легко впитывающих воду. Нарастание стебля происходит в верхней части; на нём расположены стеблевые листья, а в пазухах каждого четвёртого стеблевого ли­ста - пучки густооблиственных веточек. Часть веточек в пучке свисает вдоль стебля (они на­зываются свисающими), другая часть располо­жена перпендикулярно ему (отстоящие). Мо­лодые короткие веточки собраны на верхуш­ке стебля в головку, окрашенную в красный, бурый, зелёный или фиолетовый цвет.

Одно­слойные стеблевые и веточные листья состоят из хлорофиллоносных и более крупных гиали­новых полых клеток, со спиральными утолще­ниями внутри. Спорангий спорофита представ­ляет собой шаровидную коробочку, сидящую на довольно короткой ножке. У сфагнума нет корней, и именно благодаря водоносным клет­кам мох приобретает способность удерживать воду, что приводит к быстрому развитию вер­ховых болот в местах, где он появляется. Стебли сфагнума в нижней части ежегод­но отмирают, образуя торф, а рост стебля про­должается верхушечными ветвями. Мох впитывает огромное количество дождевой воды, в 20-50 раз больше собственного веса. Известно, что средний прирост сфагнума за год — меньше миллиметра.
Это важно!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 производят теплоизоляционные и бактерицидные материалы, метиловый спирт, нафталин, деготь и многое другое. В нашей стране сосредоточено 66% мирового запаса торфа.

Мох сфагнум применяется как в народной, так и в научной медицине в качестве антисептического средства и перевя­зочного материала при гнойных ранах, так как обладает способностью впитывать большое количество влаги. Торф, который образуется при отмира­нии сфагнума, - ценное сырьё для получения воска, парафина, аммиака, спирта и т.д. Он ис­ пользуется в медицине, в строительной про­мышленности, в качестве топлива, удобрений. В цветоводстве мох сфагнум используют для выращивания комнатных растений. К факторам, ограничивающим распро­странение этих видов мха, относятся: сокраще­ние болот в результате хозяйственного пользо­вания (в том числе и в результате эвтрофикации прилегающих к болотам земель). К необходи­мым мерам охраны этих видов мха, в первую очередь, относится сохранение болот.

3. Подкласс Зеленые или Бриевые мхи. Общая морфолого-анатомическая характеристика. Кукушкин лен особенности строения, размножения. Строение спорогония. Способы вскрытия коробочки. Перистом.