Мхи и водоросли принадлежат к Царству растений. Оба класса были эволюционными ступенями, которые надо было пройти Флоре, чтобы удивить человека гигантской секвоей, цветущей орхидеей или румяным яблоком, зависшим над Ньютоном.
Мхи
Мхи являются представителями высших споровых растений, наравне с папоротниками, хвощами и плаунами. Никто из представителей этой группы не цветет, не продуцирует плоды или семена. Они размножаются бесполым способом, вырабатывая споры, или половым, но процесс оплодотворения возможен лишь при наличии влажной среды. Самыми распространенными представителями мхов является кукушкин лен, сфагнум, политрикс волосоносный, бриум, дикран и эриопус.
Сфагнум
Во внешнем строении мхов существует разница между особями полового и бесполого поколения и особями, несущими мужские и женские половые клетки. Поэтому мхи относят к двудомным растениям. И женские, и мужские особи имеют стебель, который густо укрыт листками. Верхние листки традицонно ярко-зеленого цвета из-за наличия хлорофилла, нижние обычно желто-бурые из-за разрушения пигмента в условиях недостаточной освещенности. Корней у мхов нет. К грунту они крепятся ризоидами, многоклеточными волосообразными отростками. Ризоиды закрепляют растение в грунте и участвуют в поглощении мхом питательных веществ. Но те же питательные вещества могут поступать в растение через другие органы.
На верхушках некоторых мхов можно заметить длинные тонкие отростки, на вершине которых держится коробочка с крышечкой. Это особи бесполого поколения, которые развились из оплодотворенной яйцеклетки. Со временем они теряют зеленый цвет и способность к фотосинтезу, поэтому питаются за счет особи полового поколения. Коробочка с крышечкой – спорангий, после того, как споры в ней вызреют, раскрывается. Если споры попали в сильно увлаженный грунт, то они прорастают в виде зеленой нитки, подобной нитчастым водорослям. Такая «нитка» растет, а из некоторых ее клеток образуются особи женского и мужского полового поколения. Несмотря на чередование поколений, в жизненном цикле мхов преобладает половое поколение.
Мхи считаются пионерами наземного пространства, они распространены почти во всех природных зонах суши, а также на мелководье пресных водоемов. Мхи регулируют водный режим грунтов, стимулируя их заболачивание. Мох сфагнум является основным растением, формирующим торф, а также является одним из древнейших перевязочных материалов из-за своих бактерицидных свойств.
Водоросли
Водоросли – самые первые и древние представители царства Растений. Существует около 50 тысяч видов этих организмов. Среди них встречаются одноклеточные, многоклеточные и колониальные виды. В клетках всех водорослей есть пластиды зеленого, бурого, красного цвета, что определяет таксономическую принадлежность растения.
Красные водоросли (Парфира и Филлофора) Особенностью водорослей является «привязка» к водной среде – к пресноводным или соленым резервуарам. Но есть экземпляры, которые живут в Антарктиде на снегу, на шерсти ленивцев в Южной Америке или вступают в симбиоз с грибами, образуя лишайники.
Водоросли могут размножаться половым, бесполым способом или вегетативно, используя разорванные участки таллома. У бурых и красных водорослей наблюдаются собрания клеток, выполняющих одинаковые функции, как ткани высших растений.
Водоросли обогащают кислородом водоем и атмосферу, вырабатывают массу органики и принимают роль в образовании осадочных пород и почвы. Водоросли скармливают домашним животным, используют как удобрение, изготовляют кондитерские изделия, лекарство или применяют в качестве природного очистителя воды.
Выводы сайт
- Мхи более сложно организованы, чем водоросли.
- Водоросли появились намного раньше, чем мхи.
- 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 праобраз тканей.
- 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.
Уступают только покрытосеменным, или цветковым, растениям, что свидетельствует о важной экологической роли, которую играют эти растения в природе.
У моховидных нет корней, у них плохо развиты покровная и проводящая ткани, для размножения им необходима капельножидкая влага. Поэтому они обитают главным образом в местах с повышенной влажностью — на болотах, под пологом леса, на затененной стороне стволов деревьев и т.д.
Во время дождя и таяния снегов мхи, как губка, впитывают влагу , а затем медленно отдают ее рекам. Поэтому осушение верховых болот и вырубка лесов, в которых обитают мхи, приводит весной, во время таяния снегов к наводнениям. При этом бурные потоки воды смывают верхний плодородный слой почвы (это явление называется водной эрозией почвы). В то же время летом реки, питающиеся водой верховых болот, мелеют, и наступает засуха.
Благодаря своей уникальной способности впитывать влагу всей поверхностью тела некоторые виды моховидных приспособились к жизни в условиях, когда функции корня неэффективны — в очень холодной либо очень сухой и каменистой почве. Моховидные доминируют не только на болотах, но и в приполярной зоне, предотвращая катастрофическое протаивание вечной мерзлоты, а также на каменистых склонах гор. Моховидные являются доминирующими растениями тропических горных лесов, расположенных на высоте более 3000 м над уровнем моря (так называемых мшистых лесов).
Некоторые моховидные приспособились к жизни на сухих, открытых солнцу склонах гор, на раскаленных скалах и даже в пустыне. Такие мхи могут годами сохранять жизнеспособность при высушивании, быстро активизируясь при увлажнении (в отличие от большинства моховидных, которые погибают при высушивании в течение суток).
Классификация и разнообразие моховидных
Все делятся на 3 класса:
- Антоцеротовые (Anthocerotopsida);
- Печеночники (Hepaticopsida);
- Листостебельные, или настоящие мхи (Bryopsida, или Musci).
Листостебельные, или настоящие мхи, можно, в свою очередь, разделить на 3 подкласса:
- Бриевые (или зеленые) мхи (Bryidae);
- Сфагновые (или белые) мхи (Sphagnidae);
- Андреевые (или черные) мхи (Andreaeidae).
Класс антоцеротовые
Класс антоцеротовые (Anthocerotopsida) насчитывает свыше 300 видов, распространенных преимущественно в тропиках и субтропиках. Гаплоидный (n ) гаметофит антоцеротовых представляет собой слоевище, внешне напоминающее розетку или блюдце темно-зеленого цвета, в центре которого поднимается ярко-зеленая «свеча» диплоидного (2n ) спорофита (рис. 1).
По окончании созревания спор «свеча» растрескивается и споры высыпаются на землю. Интересно, что клетки спорофита («свечи») содержат обычные мелкие хлоропласты овальной формы, похожие на хлоропласты сосудистых растений, а клетки гаметофита («розетки») — крупные хлоропласты, внутри которых находятся пиреноиды, что еще больше усиливает сходство «розеток» — гаметофитов с водорослями.
Рис. 1. Антоцеротовые: а) антоцерос (Anthoceros laevis) — общий вид со зрелыми спорангиями; б) спорангий со спорами; в) архегоний; г) антеридий (внутри развивающиеся сперматозоиды); 1 — брюшко архегония (в центре яйцеклетка); 2 — шейка (внутри шейковые канальцевые клетки)
Устьица в эпидерме спорофита антоцеротовых состоят из двух замыкающих клеток и внешне похожи на устьица сосудистых растений. Спорофит антоцеровых, в отличие от спорофитов других моховидных, длительное время сохраняет способность к росту и фотосинтезу; показано, что он вообще может расти и питаться самостоятельно, без помощи гаметофита. Эти особенности антоцеротовых позволяют некоторым ученым видеть в них редуцированные сосудистые растения или даже низшее звено их эволюции (т.е. считать антоцеротовые возможными предками первых сосудистых растений — риниофитов).
Антоцеротовые очень сильно отличаются от других моховидных и вообще от других наземных растений. Печеночники и листостебельные мхи отличаются друг от друга значительно меньше. Возможно, происхождение антоцеротовых и других моховидных различно и их вообще следует считать различными отделами царства рас гения.
Во внутренних, заполненных слизью полостях гаметофита антоцеротовых обитают цианобактерии рода носток (Nostoc ), которые фиксируют атмосферный азот и снабжают соединениями азота растение-хозяина. Однако медленнорастущие атоцеротовые- слабые конкуренты, поэтому большинство видов этого класса — обитатели нарушенных мест обитания (незадернованных краев пашен, канав, дорог, берегов рек).
Класс печеночники
Класс печеночники (Hepaticopsida), или печеночные мхи, объединяет около 10 000 видов.
Печеночники были названы так из-за того, что их слоевище своими очертаниями напоминает печень, поэтому в Средние века эти мхи считали эффективным средством для лечения ее заболеваний.
Многие печеночники — слоевищные (талломные) организмы. Типичным представителем слоевищных печеночников является многообразная.
Однако большинство печеночников не талломные, а облиствленные. Листья у печеночников, в отличие от листьев листостебельных мхов, расположены не но спирали, а 3-4 рядами.
Ризоиды одноклеточные. Протонема у большинства печеночников развита слабо и недолговечна.
Обитают печеночники на влажной почве, на скалах, по берегам рек.
Очень хорошо развито у печеночников вегетативное размножение.
Класс листостебельные, или настоящие мхи
Класс листостебельные , или настоящие мхи (Bryopsida, или Musci) — это самый крупный класс моховидных, насчитывающий около 25 000 видов.
Класс листостебельные включает три подкласса:
- бриевые;
- сфагновые;
- андреевые мхи.
Бриевые мхи
Подкласс бриевые (Bryidae), или зеленые мхи, включает 14 000 видов. В сырых местах представители этой группы распространены повсеместно: они поселяются на почве, коре, стволах деревьев. Зеленые мхи обитают в еловых и сосновых лесах, на болотах, на склонах гор, а в тундре часто образуют сплошной покров.
Типичный представитель зеленых мхов — , или политрихум (Polytrichum commune) — Бриевые мхи семейств политриховые и даусониевые — единственные представители моховидных, гаметофиты которых имеют относительно хорошо развитые проводящие ткани, напоминающие ксилему и флоэму примитивных сосудистых растений. Листья на гаметофитах всех бриидов расположены но спирали. Верхняя сторона листа покрыта столбцами фотосинтезирующих клеток ассимиляционными пластинками. Покровная ткань (эпидерма), защищающая растение от высыхания, расположена только на нижней стороне листа. Стебель и листья политриховых содержат также механические ткани, представляющие собой удлиненные клетки, напоминающие склереиды сосудистых растений. Мхи из семейства политриховые — многолетние, относительно крупные растения (например, высота стеблей кукушкина льна иногда достигает 40-50 см), часто образующие обширные покрытия на почве в лесах, на болотах и в тундре.
Ризоиды зеленых мхов, в отличие от ризоидов печеночников, — многоклеточные, но всасывают воду относительно плохо. Поэтому зеленые мхи, так же как и другие классы мхов, впитывают воду всей поверхностью тела, в первую очередь листьями. Так, кукушкин лен может впитать воды в 4-5 раз больше сухой массы собственного тела. В связи с этим мхи часто заболачивают почву, на которой растут.
Характерной особенностью жизненного цикла зеленых мхов является то, что их развитие начинается с образования особой нитчатой структуры — протонемы , внешне напоминающей нитчатую зеленую водоросль. Интересно, что у некоторых листостебельных мхов гаметофит вообще не развивается. Главной жизненной формой таких мхов становится протонема. Наиболее известен из них светящийся мох схистостега перистая (Shistostega реnnаtа), обитающий в пещерах но всей южной Европе. Именно с ним связано появление легенд о сокровищах гномов, исчезающих с рассветом.
Светится схистостега за счет концентрирования и последующего отражения света, как «светятся» глаза у кошек. Специальные линзовидные клетки мха вначале концентрируют свет на хлоропластах, а затем сконцентрированный свет, отражаясь от задней стенки клетки, проходит через хлоропласты второй раз. Эта особенность строения и позволяет схистостеге обитать в слабом, рассеянном свете пещер.
У зеленых мхов, так же как у печеночников, хорошо развито вегетативное размножение.
Сфагновые мхи
Подкласс сфагновые (Sphegnidae), или белые мхи, представлен единственным родом сфагнум (Sphagnum), включающим свыше 300 видов. Характерной особенностью сфагнума является ветвящийся стебель: от главного стебля у сфагнума отходят не отдельные листья, а мутовки ветвей (иногда но 5 в узле), а на верхушке побега образуется головка из сближенных веточек.
Начальной фазой развития сфагнума является образование из споры пластинчатой протонемы.
Листья сфагнума содержат специальные мертвые клетки, служащие контейнерами для воды. Крупные мертвые водоносные клетки окружены мелкими фотосинтезирующими клетками (рис. 2). При подсыхании сфагнума вода из водоносных клеток испаряется и сфагнум становится белесым — отсюда и второе название сфагновых мхов — «белые мхи». Благодаря наличию водоносных клеток отдельные виды сфагнума впитывают влаги в 20-40 раз больше своей сухой массы. Вследствие этой уникальной способности сфагнум заболачивает почву, на которой растет.
Сфагнум не имеет ризоидов. По мере роста растения нижние части стебля отмирают и погружаются на дно. В процессе роста сфагнум не только заболачивает почву, но и подкисляет воду до pH ниже 4. В кислой среде без доступа кислорода отмершие стебли сфагнума и других растений не сгнивают, а превращаются в торф.
Торфяные болота — интересный объект для археологов и палеоботаников. В кислой среде торфяных болот прекрасно сохраняются споры древних растений, стволы деревьев, древние орудия труда, лодки, строительные сооружения. Так, недавно на территории Великобритании в торфяных отложениях была обнаружена деревянная дорога, соединявшая два поселения людей каменного века. Возраст этого сооружения — 6000 лет.
Рис. 2. Мох сфагнум: а) общий вид; 6) коробочка; в) клетки листа под микроскопом
Торф — прекрасное, причем возобновляемое топливо. В основном торф используют в тепловых электростанциях для получения электроэнергии. В сельском хозяйстве торф применяют в качестве удобрения, а также для удержания влаги в почве. В тепличном хозяйстве торфо-перегнойные горшочки служат для выращивания рассады.
В медицине сфагнум используют как прекрасный перевязочный материал и наполнитель для различных поглощающих влагу прокладок. Сфагнум по сравнению с обычными перевязочными материалами, например вагой, впитывает влагу в 5-6 раз эффективнее. Кроме того, в отличие от ваты, сфагнум обладает выраженными бактерицидными свойствами.
Интересной особенностью сфагнума является механизм рассеивания спор.
Спорофит сфагнума представляет собой круглую коробочку, возвышающуюся на подставке (ложноножке) из тканей гаметофита. Во влажную погоду через устьица в коробочку проникает воздух. При подсыхании коробочки устьица на се поверхности закрываются, давление воздуха внутри повышается, в результате с отчетливым хлопком крышечка срывается и над коробочкой поднимается облачко спор.
Торфяные болота занимают около 1% площади Земного шара и играют важную роль в регулировании водного баланса Земли. Запас воды из верховых болот питает реки.
Андреевые мхи
Подкласс андреевые (Andreaeidae), или черные мхи, объединяет около 120 видов черно-зеленых или красно-бурых наскальных мхов, характерных для горных и арктических областей. Протонема — пластинчатая, толстостенная, многолопастная.
Интересен механизм рассеивания спор. Коробочка на ложноножке из тканей гаметофита растрескивается на 4 пластинки. В сухую погоду за счет сокращения центральной оси она, как елочная игрушка, сжимается, и споры через открывшиеся щели высыпаются из коробочки. Во влажную погоду ось коробочки удлиняется и щели закрываются.
Мхи — растения, сложно устроенные и довольно своеобразные, поэтому их изучением занимается ботаническая наука, которая называется бриология. Ученым удалось исследовать и открыть многие, еще недавно неведомые виды растений. Что такое мох? Это группа высших растений, насчитывающая около десяти тысяч видов, которые объединены в семьсот родов и сто десять семейств.
Главным отличием этих растений от прочих, населяющих нашу планету, является тот факт, что за свою историю они практически не видоизменялись. Иногда их ошибочно считают лишайниками.
Распространение
Группа растений, которые объединены названием мохообразные, включает в себя просто устроенные споровые наземные растения, с особыми органами размножения - спорогонами.
Моховидные широко распространены по всему миру. Большинство видов произрастает на сырой почве, стволах деревьев, гниющей древесине. Некоторые приспособились к жизни в экстремальных сухих условиях, к примеру, на открытых скалах и в пустынях, где их развитие возможно только во время влажного сезона.
Пример тому, тортулла пустынная, которая растет на каменистых сухих скалах и склонах. Она развивается только тогда, когда есть влага. Этот мох сухой период проводит в состоянии анабиоза: обмен веществ растения настолько замедляется, что практически незаметны какие-либо его проявления.
Растет и под водой (в реках, озерах и болотах) мох. Что такое растение обитает в морях, науке пока неизвестно. Очень бурно развиваются моховые во влажных тропиках, порой свешиваясь длинной «бородой» с ветвей деревьев или покрывая стволы и почву толстым ковром. Кроме того, они образуют большую часть растительного покрова тундры и торфяных болот.
В темных и сырых пещерах живет только мох схистостега. Но в наши дни его светящиеся изумрудные звездочки можно встретить довольно редко.
Строение мхов
Моховидные - это довольно мелкие растения: их длина не превышает нескольких сантиметров, хотя существуют водные виды, длина которых может достигать тридцати сантиметров. Все они содержат зеленый пигмент хлорофилл, необходимый для фотосинтеза, хотя их внешняя окраска может варьироваться от светло-салатной до почти черной. Тело имеет листья и стебель, хотя эти термины в данном случае применяются скорее условно, так как у моховидных нет сосудистых тканей.
Оно может представлять собой листовидную плоскую структуру - слоевище. Корней тоже нет, поэтому в почве либо другом субстрате они крепятся нитевидными длинными ризоидами. В отличие от большинства сосудистых растений (саговников, папоротников, цветковых, хвойных), мхи не имеют тканей, которые транспортируют влагу и питательные вещества по всему растению.
У мхов имеются механические и покровные ткани, а также особые клетки, которые выполняют проводящую функцию. Стебель мха без ризоидов прямостоячий. Он облиственный, с большим количеством боковых отростков, собраных в плотную головку на верхушке стебля. На остальной его части ветви собираются пучками. Последние составляют от трех до тринадцати ветвей, которые свисают и немного отстоят от стебля. На верхушке они укорачиваются и собираются в довольно плотную головку.
Из водоносных бесцветных клеток с порами состоит наружный слой «стебля». Однослойные «листики» включают два вида клеток: водоносные и фотосинтезирующие. Первые — червеобразной формы. Они содержат хлоропласты, которые располагаются между водоносными клетками. Их очень много, поэтому мох может всасывать довольно большое количество воды.
Спорофит — это коробочка округлой формы, в которой образуются споры. Когда они созревают, давление внутри коробочки увеличивается, крышечка открывается, и споры вылетают наружу. Это происходит в теплую погоду.
Виды растений
Все мохообразные объединены в таксон высшего порядка - Bryophyta. Он подразделяется на три класса:
- Антоцеротовые.
- Печеночники.
- Листостебельные.
Представители последней группы наиболее распространены. Во влажных приморских районах, антоцеротовые и печеночники тоже играют важную роль в покрове. По разнообразию жизненных форм и видов первое место следует отдать классу Musci. Его составляют еще три подкласса:
- Андреевые.
- Сфанговые.
- Листостебельные.
Печеночные мхи
Что такое мох печеночный? Это старейшая разновидность, ярким представителем которой можно считать блефаростому волосолистную, имеющую характерную плоскую, разлапистую форму. Большинство мхов этого вида имеют и настоящие листья, и стебли. Чаще всего, этот вид мхов произрастает на почве, на валежнике, камнях по берегам рек и ручьев, на пнях, образуя рыхлые и плотные, в сочетании с другими мохообразными, дерновинки, обширные ковры.
Еще один крупный класс составляют бриофиты. Все они в соответствии с устройством листьев, стеблей и способом закрепления в грунте разделены на порядки. Это вид мхов образует плотные подушки высотой от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, нередко плотным ковром покрывают огромные территории.
Антоцеротовые мхи
Еще одна распространенная разновидность — антоцеротовый мох. Что такое растение внешне напоминает печеночников, вы можете увидеть на фото, расположенное ниже. Название мхов этого вида произошло от двух греческих слов anthos, которое переводится, как «цветок» и keros, означающее «рог», поскольку форма растений представляет собой пластинчатую розетку (слоевище) темно-зеленого цвета диаметром от одного до трех сантиметров, которая плотно прилегает к почве, а также спорогоны (роговидные выросты) высотой около трех сантиметров.
Тортула стенная
Растение отличается маленькими подушечками. Растет мох этого вида на известняковых камнях, на стенах домов, построенных из такого материала.
Циррифиллум волосконосный
Этот мох (фото вы можете увидеть ниже) образует светло-зеленые рыхлые дерновинки. Ему необходима известковая, богатая питательными веществами почва. Циррифиллум довольно часто можно встретить в зарослях кустарника, в лесах. Нередкий гость он и в садах.
Хилокомиум блестящий
В лесах, на обочинах дорог, на лугах, в каменоломнях селится этот вид мха. Он образует каскады, которые состоят из отдельных ступеней.
Зеленый мох
В жизненном цикле этой разновидности растений, как, впрочем, у всех мохообразных, преобладает гаплоидное поколение — гаметофит. Спорофит, имеющий форму коробочки, развивается на гаметофите. Наиболее крупный и самый распространенный мох, название которого несколько необычно — кукушкин лен.
Многолетние растения растут по окраинам болот, в заболачивающихся лесах, где оно образует густые и плотные дернины. Прямостоячий стебель у кукушкина льна, как правило, не ветвится. Его высота не более сорока сантиметров. Листья линейно-шиловидные со срединной жилкой. У этого мха нет корней. Их заменили многоклеточные ризоиды — нитевидные находящиеся на нижней части стебля. Из почвы они всасывают воду, а кроме того, помогают растению укрепиться.
Зеленый мох кукушкин лен напоминает внешне веточку хвойных растений. Длина его может достигать пятнадцати сантиметров. Довольно часто именно эта разновидность покрывает почву в лесу. Специалисты знают, что если на почве появился кукушкин лен, это может означать, что почва заболачивается. Он создает плотные и довольно обширные покровы почвы, которые способствуют накоплению влаги. Это приводит к возникновению болот.
Сфагнум
В отличие от большинства разновидностей зеленых мхов, название сфагнума в народе — белый мох, фото которого мы разместили в этой статье. Многолетнее болотное растение, которое образует сфагновые болота. Строение мхов сфагновых мало чем отличается от других разновидностей. Это крупные светло-зеленые или красноватые куртинки. Они имеют прямостоячие «стебли», на которых располагаются пучковидно олиственные «ветви».
В России встречается более сорока видов сфагнума, а в мире - более трехсот. Часто встречается в лесной и тундровой зонах Северного полушария, в Южном полушарии распространен значительно реже и только высоко в горах. Особенностью этого растения является то, что, не имеющая корней его нижняя часть, постепенно отмирает и становится торфом, а верхняя продолжает расти. Места, где растет мох белый, называют «беломошниками». Так же, как и мхи зеленые, сфагнум накапливает в теле много влаги и способствует заболачиванию почв.
О мхах и лишайниках большинство из нас знает лишь то, что это самые простые виды растений, и еще, что по тому, с какой стороны растёт мох, можно как-то выбраться из леса, если заблудился. Но вот такие термины, как «бриология» или «сфагнум», для всех, кто не является профессиональным биологом, флористом или аквариумистом, могут быть непонятными. Восполним пробел в знаниях, ведь это довольно интересно!
Что такое мхи, и где они встречаются
Мхи (более точное название - моховидные) представляют собой отдел царства растений, объединяющий в себе такие виды, в цикле воспроизведения которых жизненная стадия «гаметофит» (половое поколение с одинарным набором непарных хромосом) преобладает над стадией «спорофит» (бесполое поколение).
Научное определение мхов - бриофиты, отсюда и происходит название изучающего их раздела ботаники - бриология. Подавляющее большинство моховидных принадлежит к классу листостебельных мхов.
Стебли этих растений, располагающиеся над поверхностью земли, усеяны мелкими листьями-выростами, в то время как подземная часть имеет множество длинных нитевидных отростков, так называемых ризоидов. Представители данного вида имеют как сходства, так и существенные отличия от своих сородичей по царству.
Мхи, подобно грибам и бактериям, размножаются спорами. На этой ранней и скоротечной бесполой стадии своего жизненного цикла моховидные представляют собой простейшее образование (спорофит) в виде коробочки на ножке, физиологически связанное со своим материнским растением.
Спорофит выполняет одну единственную функцию - обеспечивает созревание спор, после чего быстро засыхает и отмирает.
Бриофит полового поколения - второй стадии жизненного цикла - представляет собой многолетнее растение (гаметофит), которое имеет подобие корневых отростков и листоподобные выросты. Однако это лишь внешнее сходство с лиственными растениями.
Важно! Мхи не имеют ни корней, ни цветов, ни сосудистой проводящей системы в традиционном понимании этих терминов.
В силу отсутствия подлинной корневой системы, мхи имеют критическую зависимость от влажности воздуха вплоть до полной приостановки жизнедеятельности в засушливое время. Как только уровень влажности восстанавливается, растение оживает. Трудно себе представить местность, где бы ни произрастали мхи.
Эти растения при благоприятных условиях способны затягивать сплошным покрывалом огромные площади в лесах и междулесье, селиться на почве, деревьях, других растениях, камнях, песке, в любых климатических зонах - от Арктики до пустыни. Не уживаются они лишь в солёной морской воде.
Значение мхов
Значение мхов в формировании и развитии биосферы Земли трудно переоценить. С доисторических времён древние прародители современных лишайников, мхов и папоротников постепенно колонизировали безжизненные до того пустоши, создавая в результате своей жизнедеятельности почвенный покров, необходимый для других растений, и становясь таким образом своеобразными «первопроходцами» в озеленении нашей планеты.
Важно! Моховидные являются основой болотных экосистем. В засушливых же районах, благодаря свойству подобно губке, накапливать и сохранять большие объёмы воды, мшистые заросли препятствуют наступлению пустыни.
В местах своего доминирующего произрастания мохообразные способны укрывать огромные площади земной поверхности, выступая естественным убежищем для животных и птиц. В районах тундры и вечной мерзлоты они являются стабилизирующим фактором, препятствующим таянию подземных льдов, образованию оползней и оврагов, способствуют сохранению рельефа местности.
Видео: значение мхов
Если говорить о значении моховидных для человека, то применение их весьма разнообразно. Вытяжки из определенных видов этих растений могут использоваться в косметологии и медицине в качестве тонизирующих, антисептических и кровоостанавливающих средств.
Для жителей районов Крайнего Севера, вдали от цивилизации, мох весьма актуален как естественный утеплитель жилищ, а, скажем, в тайге может применяться в качестве перевязочных материалов при оказании медицинской помощи.
Декоративные виды моховидных - один из важнейших элементов ландшафтного дизайна и оформления флористических композиций. И всё же прежде всего в человеческой жизни находит применение торф - естественные отложения отмирающих сфагновых мхов.
Торф применяется:
- как топливо в энергетике;
- как сырьё и наполнитель для почвенных смесей и удобрений, а также как мульча в агротехнике и сельском хозяйстве;
- в качестве подстилки на зверофермах и птицефабриках;
- как утеплитель в строительстве;
- в металлургии, медицине, химической промышленности, экологии и многих других отраслях.
Лесные мхи
Лес - идеальное место для произрастания моховидных. Здесь они уживаются на деревьях, камнях, по берегам ручьёв и озёр, предпочитая в меру затенённые, влажные места, зачастую застилая сплошным ковром значительные пространства.
Все они относятся к классу листостебельных мхов, а, значит, имеют стебель, в надземной (надводной) части покрытый мелкими листочками, а в нижней, постоянно отмирающей части, - припушенный многочисленными выростами. Различные виды мхов отличаются не только формой и окраской листочков, но и плотностью и направлением роста стебельков.
Следует отметить, что в тёплую и влажную погоду мшистые заросли всегда имеют пышный и сочный вид, играя расцветками от голубовато-зелёной до жёлто-бурой, что создает поистине собой восхитительное зрелище. В отсутствии влаги всё это великолепие быстро тускнеет, словно покрываясь толстым слоем пыли.
К наиболее распространенным представителям лесных моховидных относятся:
- Климациум.
Надземная часть климациума представляет собой невысокий стебелёк (до 15 сантиметров), который поднимается вертикально вверх, несколько раз кустообразно разветвляясь во все стороны, и в самом деле напоминая небольшое деревцо.
«Ствол» и «ветви» этого деревца усеяны мелкими чешуйчатыми листочками, которые в сухом состоянии играют яркими желтовато-зелеными оттенками.
Знаете ли вы? Интересно, что мхи могут «просыпаться» даже после очень длительного замораживания. Так, в 2014 году на Южном полюсе ученые обнаружили образцы замороженных мхов. Их возраст был определён в 1530 лет. После каких-нибудь двух-трех недель, проведённых в инкубаторе с подходящими условиями, мох начал расти. В среде бриологов это событие восприняли как сенсацию.
Нижняя (подземная) часть стебля - ползучая, усеяна едва заметными ризоидными нитями. Разветвляясь, она образует подобие сети, в узлах которой поднимаются кустики надземной части. Цилиндрическая коробочка спорогона располагается на длинной ножке красного цвета и содержит от 12 до 15 спор.
Климациум довольно часто можно встретить на осветлённых участках в густых влажных лесах, вблизи болот, рек, по берегам озёр.
Под этим названием скрывается целый род моховидных, насчитывающий более сорока разновидностей.
Наиболее распространенные представители этого рода следующие:
- мний, или мниум волнистый;
- мниум морщинистый;
- мниум остроконечный или лесной;
- мниум средний;
- мниум точечный;
- мниум цинклидиевидный.
Главной особенностью мниума являются довольно крупные (до 5 мм) листья овальной формы, свободно расположенные в одной плоскости с двух противоположных сторон на одиночном стебельке, не превышающем в длину пяти сантиметров.
Знаете ли вы? Удивительным является тот факт, что живые клетки листиков мниума тоже располагаются в одной плоскости. Иными словами, лист имеет минимально возможную толщину - всего лишь в одну клетку.
В сухую погоду листья мниума чрезвычайно сморщиваются и сильно уменьшаются в размере. Спорогон имеет овальную коробочку, свисающую с ножки желтовато-красного цвета, длиной не более 3 сантиметров. В коробочке может созревать от 17 до 30 спор (в зависимости от разновидности).
Мниум распространён повсеместно, главным образом в лесах, предпочитая при этом густо засаженный сосняк с увлажнённой почвой. Часто селится на камнях и старых пнях, образуя ярко-зелёные заросли.
В сосняках и еловых лесах (обязательно с примесью сосны) можно встретить один из самых изящных моховидных - птилиум. Несмотря на повсеместное распространение, он почти никогда не образует сплошного покрывала на земле, больше предпочитая селиться у основания деревьев, образуя одиночные, но густые заросли бледно-жёлтого или жёлто-зелёного цвета с шелковистым отливом.
Птилиум имеет средней высоты стебли (могут достигать 20 сантиметров), от которых в противоположные стороны отходит множество густо расположенных веточек с листьями. Своим видом эти образования напоминают птичье перышко или листья папоротника. Листочки у этого мха, в отличие от мниума, очень мелкие, узкие (до 1 мм), заостренные, с множеством продольных складок.
Споровая коробочка цилиндрическая, слегка примята, почти всегда расположена горизонтально. Ножка спорогона красного цвета от 2 до 5 сантиметров в длину. Количество спор в коробочке от 10 до 14 штук.
В лесной зоне немало различных ландшафтов. Это и лесные чащи, и холмистые луга, и поля, и даже скальные массивы. Однако болото - особенный, неповторимый в своем роде мир! Оно формируется десятки лет, а прожить может тысячелетия, при этом постоянно расширяясь и захватывая все новые и новые территории.
Как ни удивительно, но способствует этому именно мох. Точнее, его представители - сфагниды. Сфагнум, его также называют белый или торфяной мох - род, объединяющий более сорока видов болотных мхов, достоверное определение каждого из которых возможно лишь в процессе микроскопического исследования.
Он представляет собой небольшой, пучкообразно ветвящийся стебелёк, покрытый мелкими листочками, расположенными по спирали. Цвет растения варьируется от желтовато-зелёного до пурпурно-красного (в зависимости от разновидности). На нижней (подводной) части стебля отсутствуют ризоиды.
Сфагнум обладает некоторым набором необычных свойств, выделяющих его среди остальных моховидных растений. Первая особенность состоит в том, что стебель сфагнума растет только вверх.
При этом нижняя часть стебля (обычно расположенная под водой) отмирает, превращаясь в торф, приблизительно с той же скоростью, с какой растет верхняя (около одного миллиметра в год). Такой способ существования может обеспечить продолжительность жизни не одну тысячу лет (для справки: прочие мхи живут не более 10 лет).
Знаете ли вы? Болото Витмоор (Германия) имеет торфяной слой порядка 18 метров в глубину, а его возраст составляет около 2000 лет.
Следующая особенность сфагнидов - это то, что они синтезируют кислоты, препятствующие развитию бактерий, что существенно замедляет процессы гниения в болотах, и способствует образованию торфа. Кислая среда, кроме того, угнетает конкурентов и позволяет захватывать новые жизненные пространства.
Еще одно свойство сфагнума - способность впитывать и удерживать воду благодаря наличию особых клеток с пористой структурой. В периоды повышенной влажности этот мох в состоянии аккумулировать огромные количества жидкости, что также приводит к смещению водного баланса и захвату новых территорий.
Родобрий, или родобриум розетковидный - ещё один представитель листостебельных мхов, которого можно повстречать в хвойном лесу (преимущественно еловом). Если хвойная подстилка хорошо увлажнена, родобриум обнаруживается на ней в виде множества мелких пучков тёмно-зелёного цвета - розеток из листьев, слегка приподнятых над землей, каждая на своем стебельке.
Стебель одиночный, до 10 см в высоту, может иметь ответвляющиеся побеги как в верхней (верхушечные), так и в нижней (подземные) части. Верхушечные побеги часто прорастают сквозь розетку. В приземлённой части стебель покрыт ризоидным пушком.
Листья родобриума имеют яйцевидно-удлинённую форму, достигают 10 мм в длину, немного закручены, а ближе к верхушке - заострены. В каждом пучке может собираться от 15 до 20 листочков. Листья такого размера считаются довольно крупными в сравнении с другими листостебельными мхами.
Если взглянуть на розетку родобриума со стороны, то можно отметить её сходство с пальмовым деревом. Споровые коробочки возвышаются над розеткой на толстых красных ножках, имеют продолговатую форму и способны нести в себе до 18 спор.
Настоящий вид распространён в таёжной зоне средне-южных широт, реже встречается на севере. Занесён в Красную книгу.
Этот мох весьма широко распространён. Нередко встречается в хвойных лесах, причём часто именно он образует основу мохового покрытия лесных почв. Более тяготеет к северным регионам, много его в районах вечной мерзлоты и пустынях Арктики.
Знаете ли вы? Буддийские монахи создавали целые сады мхов, наиболее известный из них находится в монастыре близ Киото и занесён в список культурного наследия ЮНЕСКО.
Гилокомиум имеет многоступенчатый дугообразный стебель до 20 сантиметров длиной, обычно красного цвета. Каждая новая дуга соответствует очередному году развития растения и закладывается чуть ниже верхушки прошлогодней дуги.
Сформировавшаяся стеблевая дуга сильно разветвляется в трёх-четырёх местах, образуя ступенчатое наклонно-восходящее строение. Стебель и его разветвления густо усеяны листьями, представляющими собой крошечные чешуйки зелёного цвета, трудноразличимые глазом из-за их размера.
Спороносит гилокомиум весной. Спорогон образуется на верхушке прошлогоднего стебля чуть выше молодого зеленого побега. Слегка изогнутая, яйцевидной формы коробочка спорогона, расположенная на невысокой красноватого цвета ножке хранит от 12 до 17 спор.
Таким образом, мхи - это совершенно самостоятельное и удивительное в своём многообразии царство в общем мире растений. Их изучению можно посвятить всю свою жизнь, и все равно многие тайны останутся неразгаданными.
Одно можно сказать с уверенностью: если бы не было мхов, наша планета была бы совсем другой, ведь именно эти растения обеспечивают течение многих биологических процессов, и даже наша цивилизованная жизнь без них практически не обходится.
Тесты
620-1. Скопление какой группы растений способствует заболачиванию почвы?
А) плауновидных
Б) хвощевидных
В) моховидных
Г) папортниковидных
Ответ
620-2. Стебель с листьями в процессе эволюции впервые появился у
А) водорослей
Б) моховидных
В) хвощевидных
Г) папоротниковидных
Ответ
620-3. Мхи представляют тупиковую ветвь в эволюции растений, так как
А) от них произошли более высокоорганизованные папоротники
Б) они не дали начала более высокоорганизованным растениям
В) от них произошли более высокоорганизованные хвощи
Г) они произошли от одноклеточных водорослей
Ответ
620-4. Какой признак характерен для мхов?
А) придаточные корни развиваются от стебля
Б) споры образуются в коробочке
В) у них отсутствует побег
Г) опыление предшествует оплодотворению
Ответ
620-5. У мхов из споры развивается
А) коробочка на ножке
Б) семя
В) зелёная нить
Г) заросток
Ответ
620-6. Приспособленность мха сфагнума к жизни в условиях избыточного увлажнения проявляется в наличии
А) корневища с придаточными корнями
Б) клеток с хлоропластами
В) мертвых клеток
Г) ризоидов
Ответ
620-7. Представители какого отдела царства Растения изображены на рисунке?
Ответ
620-8. Какие растения относятся к отделу Мохообразные?
А) обитающие на суше и размножающиеся семенами
Б) листостебельные, не имеющие корней, размножающиеся спорами
В) все растения влажных мест обитания
Г) все травянистые растения
Ответ
620-9) Какие приспособления к поглощению большого количества воды появились в процессе эволюции у мхов?
А) ризоиды – выросты на стебле
Б) крупные мёртвые клетки
В) коробочки со спорами
Г) клетки тонкой покровной ткани
Ответ
620-10. У зелёных мхов, в отличие от водорослей,
А) клетки имеют большое и малое ядра
Б) оплодотворение происходит при наличии воды
В) слоевище разделено на ткани и органы
Г) осуществляется половое и бесполое размножение
Ответ
620-11. К какому отделу высших растений относится изображенное на рисунке растение?
А) Покрытосеменные
Б) Голосеменные
В) Папоротникообразные
Г) Мохообразные
Ответ
620-12. По каким признакам моховидных отличают от других растений?
А) в процессе их развития происходит чередование поколений
Б) размножаются спорами
В) имеют листья, стебель и ризоиды
Г) способны к фотосинтезу
Ответ
620-13. Папоротники, в отличие от зелёных мхов, имеют
А) ризоиды
Б) корни
В) листья
Г) стебли
Ответ
620-14. Из спор зелёного мха кукушкина льна развивается(-ются)
А) заросток в виде зелёной пластины
Б) предросток в виде зелёных нитей
В) растения с листьями
Г) семена будущего растения
Ответ
620-15. Из высших растений корней нет у
А) Цветковых
Б) Хвойных
В) Мхов
Г) Папоротников
Ответ
620-16. Папоротники распространены на Земле значительно шире мхов, так как они
А) имеют развитую корневую систему и более эффективно размножаются
Б) появились в ходе эволюции раньше и успели лучше приспособиться
В) широко выращиваются человеком для своих нужд
Г) успешно распространяются различными животными
Ответ
620-17. Наиболее простое строение среди высших растений имеют мхи, так как
А) у них нет корней
Б) стебель у них неветвящийся, с узкими листьями
В) они образуют органические вещества из неорганических
Г) у них есть воздухоносные клетки
Ответ
620-18. Почему мхи представляют тупиковую ветвь в эволюции растений?
А) они не освоили наземно-воздушную среду обитания
Б) они произошли от водорослей
В) они не имеют корней и размножаются спорами
Г) они не дали начало более высокоорганизованным растениям
Ответ
620-19. Представитель какого отдела царства Растения изображен на рисунке?
А) Папоротниковидные
Б) Голосеменные
В) Плауновидные
Г) Моховидные
Ответ
620-20. К какой группе организмов относят зеленые растения, не имеющие корней, размножающиеся спорами, в жизненном цикле которых преобладает половое поколение?
А) мохообразные
Б) папоротникообразные
В) голосеменные
Г) плауновидные
