Отдел моховидные
Опубликовано: 03.09.2018
Моховидные обычно называют мхами, однако в более точном научном смысле собственно мхи - представители лишь одной, наиболее обширной группы отдела моховидных - листостебельных или настоящих мхов. К ним относятся кукушкин лен и сфагновый мох.
Мохообразные
Высшие споровые растения - это первые наземные растения, обитающие во влажных, часто под пологом леса местах, или на болотах, или на полях с кислыми почвами. Господствовавшие в палеозое древовидные папоротники, хвощи и плауны в наше время представлены травами, за исключением тропических древовидных папоротников. Мхи же за этот период изменились мало, так как они занимают только свойственные им влажные места обитания. Этим растениям для размножения необходима вода, поскольку их гаметы - сперматозоиды - переносятся к яйцеклеткам только в капельно-жидкой воде, а заростки могут расти только на влажной почве. Мхи Жизнь в трудных условиях суши вела отбор на такие приспособительные признаки, как формирование вегетативных органов (корень, стебель, лист), органов размножения (архегонии, антеридии, спорангии), а также тканей. В цепях питания прошлых геологических эпох высшие споровые растения занимали ведущее место: они служили пищей для травоядных земноводных, пресмыкающихся. В настоящее время их роль как кормовых растений заметно уменьшилась, но значение в природе осталось: они удерживают воду в почве, создают условия для сохранения и прорастания семян голосеменных и покрытосеменных растений, являются средой обитания для животных. В хозяйстве человека велика роль древних древовидных форм, давших залежи каменного угля, который, как и торф, служит не только топливом, но и ценным химическим сырьем. Среди этой группы растений лишь хвощ полевой является трудноискоренимым сорняком полей с повышенной кислотностью почв. Высшие споровые - живые ископаемые, дошедшие до наших дней, поэтому их надо беречь и охранять. В Красную книгу СССР внесено 32 вида мхов, 6 видов папоротников; в Красной книге РСФСР содержатся 22 вида мхов, 10 - папоротников и 4 - плаунов. |
На земном шаре насчитывается около 23 тыс. видов моховидных. Особенно распространены они в северном полушарии. Часто на больших площадях (на болотах, иногда в лесах) мхи доминируют в растительном покрове. Общеизвестно ландшафтное значение моховидных в тундровой зоне. Но изобилие этих растений свойственно и тропическим областям. Здесь, высоко в горах, обычно на высоте более 3000 м над уровнем моря расположен особый пояс высокогорных лесов, который называют поясом мшистых лесов.
Строение
Тело мхов (гаметофит) разделено на "стебель" (стеблевидная ось) и "листья" (листообразные выросты - филлоиды). Радиальные "стебли" покрыты спирально расположенными "листьями". Мхи не имеют настоящих сосудов и хорошо развитой механической ткани. Тело некоторых мхов имеет вид листообразного слоевища. Корней у мхов нет. У большинства мхов развиваются ризоиды - бесцветные выросты, подобные корням. Мхи в подавляющем большинстве многолетние растения. Все они низкорослы (от 1 мм до нескольких сантиметров у большинства видов, редко крупные формы высотой до 60 см).
Размножение
В цикле развития моховидных преобладает гаметофит. Он принимает на себя (наряду с обеспечением полового размножения) выполнение основных вегетативных функций - фотосинтеза, водоснабжения, минерального питания. Спорофит фактически ограничивается спорообразованием. Из одноклеточной споры вырастает первичная протонема, на которой закладываются почки. В результате регенерации клеток первичной протонемы, развития почек вырастают пластинчатые или облиственные побеги, которые называют гаметофорами. Таким образом, протонема, почки и вырастающие из них гаметофоры представляют собой гаметофит моховидных. Моховидные бывают однодомными и двудомными растениями. Органы полового размножения обычно располагаются группами. Антеридии имеют вид продолговатых или округлых мешочков на ножке с однослойной оболочкой. Архегонии в типичном случае имеют форму бутыльчатого многоклеточного образования с суженной шейкой и расширенным брюшком, где помещается крупная яйцеклетка.
Кукушкин лен
Это наиболее распространенный представитель зеленых мхов. Растет в мокрых и влажных лесах, на кочках торфовых болот. Образует густые дерновины из прямостоящих "стеблей" высотой около 40 см, покрытых узкими линейно-ланцетными "листьями", которые состоят из нескольких слоев клеток. Посредине "листа" подобно центральной жилке формируются проводящие вытянутые и толстостенные механические клетки. На верхней поверхности "листа" образуется зеленая бахрома из коротких хлорофиллоносных нитей. Это фотосинтезирующая ткань. Около основания "стебля" развиваются многоклеточные ризоиды.
Органы полового размножения расположены на верхушках "стеблей" разных растений, которые обычно растут рядом. На мужских экземплярах видны большие красноватые (или желтоватые) "листья", образующие розетку вокруг антеридиев. Антеридий - мешочек на короткой ножке, в котором развиваются сперматозоиды. Архегонии собраны группой, образуют женскую половую почку, или женский "цветок". "Листья", окружающие архегоний, ничем не отличаются от стебельных. Архегонии - колбообразные образования с длинной узкой шейкой и вздутым брюшком. В них развивается яйцеклетка.
После оплодотворения яйцеклетки архегония сперматозоидом, происходящего при наличии воды, начинает развиваться спорофит. Спорофит состоит из трех частей: стопы, ножки и коробочки, в которой образуются споры. Стебелек и коробочка спорофита называются спорогоном. Коробочка спорогона сверху покрыта колпачком, под которым расположена крышечка коробочки. Внутри находится центральный стержень - колонка, к которой прикрепляется споровый мешок (в нем развиваются споры). Коробочка имеет специальное приспособление для рассеивания спор - перистом. Это зубчики, расположенные по краю коробочки, между которыми имеются поры. Зубчики способны к гигроскопическим движениям, вследствие чего в сухую погоду они открывают поры, через которые высыпаются споры. На земле спора прорастает, образуя протонему, или предросток, в виде зеленой разветвленной нити. На протонеме возникают почки, из которых со временем развивается гаметофит. Кукушкин лен - растение многолетнее.
Сфагновый мох
Строение сфагнового мха наиболее примитивно: протонема имеет вид пластинки, а не нити; "стебель" без проводящего пучка, ризоиды отсутствуют, они есть только у протонемы; дифференциация коробочки незначительна - нет перистома и колпачка.
Сфагновый мох - хорошо разветвленное растение, "стебли" которого густо покрыты филлоидами. Растет на очень влажном субстрате, иногда даже погружен в воду (поэтому ризоиды у него отсутствуют). Со временем растение у основания постепенно отмирает. Строение "стебля" несложное: в центре находятся тонкостенные клетки, выполняющие проводящую функцию, они окружены толстостенными коричневыми клетками, осуществляющими механическую функцию. Филлоиды также состоят из двух типов клеток: живых хлорофиллоносных и мертвых, очень сходных с клетками эпидермы коры. Мертвые клетки способны накапливать и долго удерживать большое количество воды (в 30-40 раз превышающее массу мха). При высыхании мертвые клетки становятся белыми (поэтому этот мох иногда называют белым).
Сфагновый мох - однодомное растение. Антеридии развиваются в пазухах филлодиев на боковых веточках, архегонии - на верхушке в пазухах розетки филлодиев.
Хозяйственное значение моховидных и их роль в природе
Мхи обладают способностью аккумулировать многие вещества (в частности, радиоактивные), быстро впитывать влагу и сравнительно прочно ее удерживать. В то же время моховая дерновина обычно снизу оторфовывается и медленно вовлекается в процесс почвообразования. Мхам отводится особая роль в регулировании водного баланса континентов.
Особенно велико значение сфагновых мхов в природе. Их насчитывается около 350 видов. Вследствие того, что мертвые клетки сфагнового мха быстро заполняются водой, местность, где он растет, образуя плотные дерновины, быстро заболачивается. Сфагновые болота очень распространены, особенно в северных широтах (там они доходят до тундры); в Украине сфагновые мхи распространены на Полесье. Сфагновые болота образуются следующими видами: сфагнум бурый, сфагнум гладкий, сфагнум извилистый, сфагнум оттопыренный, сфагнум односторонний, сфагнум балтийский и др.
Заболачивание часто охватывает большие площади, в связи с чем возникает необходимость в агромелиоративных мероприятиях. Старые болота имеют большое хозяйственное значение как сокровищница торфа. Торф образуется из нижних частей сфагновых мхов, которые постепенно отмирают по мере того, как мхи нарастают вверх. Процесс торфообразования происходит благодаря застойному переувлажнению, отсутствию кислорода и созданию сфагновыми мхами кислой среды, что в совокупности оказывается неблагоприятным для развития грибов и бактерий. Разложение отмерших тканей мхов при этом задерживается. Нарастание торфа, даже в благоприятных условиях, происходит очень медленно (1 см приблизительно за 10 лет).
Запасы торфа в России достигают около 160 млрд. тонн, что составляет 60,8% всех торфяных запасов мира. Торф - ценное топливо и удобрение. Мало разложенный торф используется в сельском хозяйстве для приготовления компостов, на подстилку скоту, для сохранения плодов и семян. Торф используют в строительстве для изготовления изоляционных плит, в химической промышленности - для изготовления пластмасс, в медицине - как гигроскопический материал. Сфагновые мхи обладают бактерицидными свойствами, так как содержат особое противогнилостное вещество сфагнол. Из мхов получают древесный спирт, карболовую кислоту.