412 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Мох сфагнум растение листостебельное

Отдел Моховидные – Bryophyta

Насчитывает до 27000 видов. Моховидные имеют тело либо в виде слоевища, либо расчленены на стебель и листья. Настоящих корней у них нет, их заменяют ризоиды. Проводящие ткани появляются лишь у высокоразвитых мхов. Частично обособлены ассимиляционная и механическая ткани.

В жизненном цикле доминирует гаметофит. Спорофит самостоятельно не существует, развивается и всегда находится на гаметофите, получая от него воду и питательные вещества. Спорофит представляет собой коробочку, где развивается спорангий, на ножке, связывающей ее с гаметофитом.

Размножаются мхи спорами, могут размножаться и вегетативным путем – отдельными участками тела или особыми выводковыми почками.

Отдел делится на три класса: Антоцеротовые (100 видов, шесть родов талломных растений), Печеночные и Листостебельные мхи.

Класс Печеночные мхи (Hepaticopsida)

Класс насчитывает около 8500 видов. Это, в основном, слоевищные мхи, хотя есть виды, имеющие стебель и листья. Широко распространена маршанция обыкновенная (Marchantia polymorpha) (рис 11. 1).

Рис. 11. 1. Цикл воспроизведения маршанции: 1 – таллом с мужскими подставками; 2 – таллом с женскими подставками; 3 – вертикальный разрез через мужскую подставку (в некоторых антеридиальных полостях находятся антеридии); 4 – антеридий в антеридиальной полости (н – ножка антеридия); 5 – двужгутиковый сперматозоид; 6 – вертикальный разрез через женскую подставку (а – архегоний).

Гаметофит имеет темно-зеленое слоевище (таллом), дихотомически разветвленное на широкие лопастные пластинки с дорсовентральной (спинно-брюшной) симметрией. Сверху и снизу слоевище покрыто эпидермой, внутри имеются ассимиляционная ткань и клетки, выполняющие проводящую и запасающую функции. К субстрату слоевище прикрепляется ризоидами. На верхней стороне слоевища в особых «корзиночках» образуются выводковые почки, служащие для вегетативного размножения.

Талломы раздельнополые, органы полового размножения развиваются на особых вертикальных ветвях-подставках.

Мужские гаметофиты имеют восьмилопастные подставки, на верхней стороне которых находятся антеридии. На женских гаметофитах подставки со звездчатыми дисками, на нижней стороне лучей звездочки расположены (шейкой вниз) архегонии. При наличии воды сперматозоиды перемещаются, попадают в архегоний и сливаются с яйцеклеткой.

После оплодотворения из зиготы развивается спорогон. Он имеет вид шаровидной коробочки на короткой ножке. Внутри коробочки, в результате мейоза, из спорогенной ткани, образуются споры. В благоприятных условиях споры прорастают, из них развивается протонема в виде небольшой нити, из верхушечной клетки которой развивается таллом маршанции.

Класс Листостебельные мхи (Bryopsida, или Musci).

Листостебельные мхи распространены по всему земному шару, особенно в условиях холодного климата на сырых местах, в сосновых и еловых лесах, в тундре. На торфяных и моховых болотах часто образуют плотный ковер. Тело расчленено на стебель и листья, но настоящих корней нет, есть многоклеточные ризоиды. Класс состоит из трех подклассов: Бриевые, или Зеленые мхи; Сфагновые, или Белые мхи; Андреевые, или Черные мхи.

Андреевые мхи (три рода, 90 видов) распространены в холодных областях, внешне сходны с зелеными, по строению листьев и коробочки – со сфагновыми.

Подкласс Бриевые, или Зеленые мхи (Bryidae). Насчитывает около 700 родов, объединяющих 14000 видов, широко распространенных повсюду, особенно в тундровой и лесной зонах Северного полушария.

Широко распространен кукушкин лен (Polytrichium commune), образующий густые дерновины на сырых почвах в лесах, на болотах и лугах. Стебли до40 см высоты, неветвистые, с густыми жесткими и острыми листьями. От нижней части стебля отходят ризоиды.

Цикл развития кукушкина льна (рис. 11. 2).

Рис. 11. 2. Кукушкин лен: А – цикл развития мха; Б – коробочка: 1 – с колпачком, 2 – без колпачка, 3 – в разрезе (а –крышечка, б – урночка, в – спорангий, г – апофиза, д – ножка); В – поперечный разрез листа с ассимиляторами; Г – поперечный разрез стебля (ф – флоэма, крв – крахмалоносное влагалище, кор – кора, э – эпидерма, лс – листовые следы).

Гаметофиты кукушкина льна раздельнополые. Рано весной на верхушке мужских особей развиваются антеридии, на верхушках женских – архегонии.

Весной во время дождя или после росы сперматозоиды выходят из антеридия и проникают в архегоний, где сливаются с яйцеклеткой. Из зиготы здесь же, на верхушке женского гаметофита, вырастает спорофит (спорогон), имеющий вид коробочки на длинной ножке. Коробочка покрыта волосистым колпачком (калиптра) (остатком архегония). В коробочке – спорангий, где после мейоза образуются споры. Спора – небольшая клетка с двумя оболочками. На верхушке коробочки, по ее краю, расположены зубцы (перистом), которые, в зависимости от влажности воздуха, загибаются внутрь коробочки или отгибаются наружу, чем способствуют рассеиванию спор. Споры разносятся ветром и в благоприятных условиях прорастают, образуя протонему. Через некоторое время на протонеме образуются почки, из которых формируются листостебельные побеги. Эти побеги вместе с протонемой – гаплоидное поколение – гаметофит. Коробочка на ножке – диплоидное поколение – спорофит.

Подкласс Сфагновые, или Белые мхи (Sphagnidae)

К сфагновым мхам относятся свыше 300 видов единственного рода сфагнум (Sphagnum) (рис. 11. 3).

Рис 11. 3. Сфагнум: 1 – внешний вид; 2 – верхушка ветви со спорогоном; 3 – спорогон ( ш – остаток шейки архегония, кр – крышечка, сп – спорангий, кол – колонка, н – ножка спорогона, лн – ложная ножка); 4 – часть веточного листа ( хлк – хлорофиллоносные клетки, вк – водоносные клетки, п – поры); 5 – поперечный разрез листа.

Ветвистые стебли сфагнума усеяны мелкими листьями. На верхушке главной оси боковые веточки образуют розетку почковидной формы. Особенностью сфагновых мхов является непрерывное нарастание стебля верхушкой и отмирание нижней части. Ризоиды отсутствуют, и поглощение воды с минеральными веществами происходит стеблями. Листья этих мхов состоят из двух типов клеток: 1) живых ассимилирующих, длинных и узких, хлорофиллоносных; 2) гиалиновых – мертвых, лишенных протопласта. Гиалиновые клетки легко заполняются водой и долго ее сохраняют. Благодаря такому строению, сфагновые мхи могут накапливать воды в 37 раз больше своей сухой массы. Разрастаясь плотными дернинами, сфагновые мхи способствуют заболачиванию почв. На болотах наслаивание отмерших частей мха приводит к образованию торфяников. Путем сухой перегонки из торфа получают воск, парафин, фенолы, аммиак; путем гидролиза – спирт. Торфяные плиты являются хорошим теплоизоляционным материалом. Сфагновые мхи обладают бактерицидными свойствами.

Виды мхов и места их обитания

Когда цветущих растений еще не существовало в природе, он уже радовал глаз… динозавров.


Мхи и места их обитания

Лес, покрытый мхом, напоминает нам о первобытных временах. Его слой всего в несколько сантиметров создает ощущение плотного зеленого ковра, укрывающего все вокруг.

Мох-суперстар: классы и виды

Первые мхи на нашей планете появились более 400 миллионов лет тому назад, задолго до цветковых растений. Как и папоротники, эти растения размножаются спорами. В мире насчитывается около 18 000 видов мхов, объединенных в три класса.

Печеночные мхи

Старейший из них — печеночные мхи. Самый известный представитель этой группы — блефаростома волосолистная (Blepharostoma trichophyllum) с ее характерной плоской, разлапистой формой. Большинство мхов-печеночников имеет и стебли, и настоящие листья.

Блефаростома волосолистная чаще всего растет на почве, а также на валежнике, пнях и камнях по берегам ручьев и рек, образуя плотные или рыхлые, в смеси с другими мохообразными, дерновинки и даже целые ковры.


Блефаростома волосолистная (Blepharostoma trichophyllum)

Большой класс составляют также бриофиты. Они все разделены на порядки сообразно с устройством их стеблей, листьев и способом закрепления в почве. Мхи образуют «подушки» высотой от миллиметров до нескольких сантиметров, а иногда покрывают огромные территории плотным газоном из живых растений и их отмерших частей слоем толщиной до 1-3 м и более.

Антоцеротовые мхи

Второй не менее обширный класс — антоцеротовые мхи, внешне напоминающие «печеночников». Свое название они получили от греческих слов anthos — цветок и keros — рог, так как форма растений представляет собой темно-зеленую пластинчатую розетку (слоевище) диаметром 1-3 см, плотно прилегающую к почве, и многочисленные роговидные выросты (спорогоны) высотой до 2-3 см.

Гипнум кипарисовый (Hypnum cupressiforme) относится к одному из наиболее часто встречающихся видов. В лесу он может покрывать очень большие площади, но и в обжитых местах, на стенах и крышах домов ему тоже найдется место. На картинке хорошо видны длинные стебельки со споровыми коробочками.

Тортула стенная образует маленькие подушечки и растет на известняковых камнях, в том числе и на стенах домов из такого материала.


Тортула стенная (Tortula muralis)

У некоторых мхов коробочки со спорами иногда бывают похожи на цветы, как, например, у этого политрихума можжевельникоподобного.

Циррифиллум волосконосный (Cirriphyllum piliferum) образует рыхлые светло-зеленые дерновинки. Он предпочитает известковую почву, богатую питательными веществами. Циррифиллум можно обнаружить в лесах и зарослях кустарника. Впрочем, в саду ему тоже найдется место.

Читать еще:  Посадка георгинов весной

Хилокомиум блестящий (Hylocomium splendens) наиболее часто встречается в лесах, хотя луга, обочины дорог и каменоломни нередко дают ему приют. В процессе роста образует каскады, состоящие как бы из отдельных этажей.


Хилокомиум блестящий (Hylocomium splendens)

Сфагнум волосистый (Sphagnum capillifolium) растет прежде всего на болотах и во влажных лесах. Высота растений не превышает 20 см. Этот мох может иметь беловато-зеленую, бурую, красноватую или желтую окраски.


Сфагнум волосистый (Sphagnum capillifolium)

Антоцерос гладкий (Anthoceros laevis)— один из немногих видов из рода антоцеротовых мхов, обитающих в северных широтах. Этот мох часто первым появляется на влажной почве после прополки на грядках, в цветниках и особенно в бороздах.


Антоцерос гладкий (Anthoceros laevis)

Где живут мхи


Высокая влажность и регулярные подъемы воды в ручьях также способствуют распространению мхов

Для многих видов идеальным местом жительства являются деревья, особенно гнилые. В то же время в отличие от грибов мхи не являются паразитами.

Мхи обычно растут там, где цветковые растения не могут укорениться: на скалах, на болотах, у ключей и вдоль русла ручьев, на деревьях. Дело в том, что у мхов отсутствует корневая система. Воду и питательные вещества они получают непосредственно из влажного воздуха или осадков. В тканях мхов есть специальный вид клеток, которые долго сохраняют влагу. При длительной засухе растения впадают в состояние покоя. Они меняют цвет и снижают интенсивность обмена веществ почти до нуля. В то же время им бывает достаточно всего лишь нескольких капель влаги, чтобы выйти из состояния анабиоза.


Мхи обычно растут там, где цветковые растения не могут укорениться

Наиболее часто мхи встречаются во влажных тенистых местах. Однако некоторые виды вполне приспособились к сухим и солнечным местам обитания, например тортула стенная. Ее листочки заканчиваются прозрачными волосками, которые отражают солнечные лучи и защищают растение от чрезмерного освещения. В царстве мхов встречаются и другие стратегии выживания:

  • антоцеросы часто живут в симбиозе с синими водорослями, которые фиксируют азот воздуха и передают его мху;
  • сфагнумы способны создавать кислую среду и так препятствовать появлению рядом с собой грибов, бактерий и растений-конкурентов. Об их свойствах и использовании читайте в статье Чем полезен мох сфагнум для дачника: способы применения в саду и огороде.

Хотя на вид мох почти незаметен, его роль в экосистемах очень велика. Поскольку он способен впитывать и удерживать много влаги, то играет существенную роль в регулировании водного баланса лесов и болот и уменьшает почвенную эрозию на открытых местах. А без мха сфагнума было бы невозможно образование торфа на болотах.


Плотный зеленый ковер мха дает надежный приют множеству маленьких обитателей лесов и болот

Мох в вашем саду

Эти растения предпочитают тенистые, влажные уголки на стенах, возле фонтанов и у корней деревьев. Зеленая «патина» придает скульптурам таинственное очарование, а вот на газонах мох редко бывает желанным гостем. Мхи, образующие сплошной зеленый ковер, растут на старых, неухоженных газонах, а также на кислых, плотных почвах.


Эти растения предпочитают тенистые, влажные уголки на стенах, возле фонтанов и у корней деревьев

Упорство, с которым мох распространяется по саду, напрямую связано с его способностью не только к споровому размножению, но и к вегетативному, особенно у листостебельных видов. Так что из каждого клочка мха, выпавшего из-под ножа газонокосилки, может вырасти полноценное новое растение. Благодаря этому свойству у вас получится почти без труда заселить часть своего участка «пушистыми» обитателями:

  1. Мох обрезают на 5-10 мм и эти крохотные кусочки разбрасывают по поверхности заранее увлажненной почвы.
  2. В конце процесса участок должен быть закрыт обрезками мха как минимум на 10%.
  3. После этого все хорошенько придавливают и первые недели усиленно увлажняют. Землю перед «посевом» можно заменить песком или галькой из лавы.

Мастер-класс: создаем японский садик мхов поможет вам сделать интересную «мшистую» композицию.

Самые креативные идеи использования мхов в декоре сада вы найдете в №1 журнала «Кантри. Стиль и образ жизни» за февраль-март 2016 года.

Мох сфагнум растение листостебельное

Класс — листостебельные мхи

Из всех моховидных листостебельные мхи включают наибольшее число видов. Среди них многие отличаются широким распространением, высокой жизненной устойчивостью и большой фитоценотической ролью в растительном покрове Земли. Экологическое своеобразие и особое значение мхов в природных процессах во многом зависит от присущих им групповых форм роста, благодаря чему мхи могут на больших площадях создавать рыхлые или плотные покровы различной мощности. Тем самым мхи активно участвуют в формировании на поверхности континентов многочисленных мощных влагоприемников в виде болот и замоховелых лесов, оказывающих существенное влияние на общую обеспеченность суши влагой [11].

Листостебельные мхи — самый крупный класс моховидных. Он состоит из 700 родов и включает 14500 или больше видов. Представители этого класса на суше встречаются почти повсеместно. Этот класс обычно делят на три подкласса: сфагновые мхи, андреевые мхи и бриевые мхи. Рассмотрим один из основных подклассов этого вида — сфагновые мхи.

Сфагновые мхи

Название происходит от латинизированного sphagnos — род мха.

Примерно 350 видов мхов, относящихся к единственному роду сфагнум Sphagnum (рисунок 1), составляют четко очерченную группу, очень давно отделившуюся от основной линии эволюции этого отдела [12]. Стебли листостебельного гаметофита у них несут мутовки ветвей, часто по пять в узле, более тесно скученные у верхушки растения, так что возникает своего рода головка.

Рисунок 1 — Сфагновый мох

Многолетние, беловато-зеленые, желтоватые, буроватые или красноватые болотные мхи. Стебли мха высотой 5—30 см, ветвистые, ризоидов нет, листья однослойные без жилки, образованы двумя типами клеток: водоносными — крупными, мертвыми, бесцветными и пустыми с волокнами и порами в наружных стенках; и хлорофиллоносными, вытянутыми в длину, узкими, окрашенными, расположенными между водоносными.

Стеблевые и веточные листья различны по форме (языковидные, широкояйцевидные или овальные, равносторонние, заостренные, яйцевидно ланцетные), длиной 0,5—2 мм. Коробочки со спорами шаровидные, с крышечкой. Споры желтые или желтовато-бурые. Спороносят в июле — августе. Растения однодомные и двудомные. Имеют два поколения. Домиирует гаметофит (половое поколение) — облиственное растение с половыми органами — антеридиями, в которых развиваются мужские гаметы — сперматозоиды, и архегониями, в которых развиваются женские гаметы — яйцеклетки.

Бесполое поколение представлено безлистным стебельком; на его верхушке имеются коробочки со спорами. Проросшая спора образует пластинчатый заросток — протонему; из нее развивается растение сфагнума. Сфагнум растет медленно (за год вырастает до 3 см), а снизу стебель отмирает.

Сфагновые мхи — наименее требовательные к минеральному питанию болотные растения. Они довольствуются минеральными веществами, поступающими на поверхность почвы из атмосферы. Эти мхи отличаются очень высокой влагоемкостью, позволяющей некоторым видам сфагнума поглощать воды в 20-30 раз больше своего веса в сухом состоянии.

Высокая влагоемкость сфагнового мха объясняется тем, что ткани его листьев состоят в основном из мертвых гиалиновых клеток, между которыми зажаты очень мелкие живые хлорофиллоносные клетки. Из мертвых гиалиновых клеток состоит и наружный покров (гиалодермис) стеблей и ветвей (рисунок 2).

Рисунок 2 — Строение сфагнового мха

1- общий облик Sphagnum magellanicum; 2- наружные клетки гиалодермиса стебля; 3 — наружные клетки гиалодермиса отстоящей ветки; 4 — часть поперечного среза через стебель; 5- веточный лист; 6- поперечный срез веточного листа; 7- часть ткани веточного листа (темные -хлорофилловые клетки, бесцветные — водоносные клетки с порами (а) и волокнами (б)

Так как сфагновый мох не имеет корней, минеральное питание в виде бедных солями водных растворов воспринимается всей поверхностью растения через гиалиновые клетки. Поселяясь на заболачивающихся местах, сфагнум уже сам, в условиях достаточно влажного климата, усиливает болотообразовательный процесс [13].

Торфяные мхи произрастают на торфяных болотах (низинах, переходных и особенно верховых). Они играют большую роль в зарастании водоемов и в заболачивании лесов и лугов. Побеги этих мхов, нарастая верхушкой и отмирая снизу, постепенно превращаются в торф. Растет по всей территории России.

Свойства. Мхи — растения, не имеющие циркуляторной системы. Они получают влагу из осадков или атмосферы, используя осмотическое давление. Это означает также, что они одновременно поглощают все содержащиеся в окружающей среде вещества, в том числе вредные, не обладая механизмами освобождения от них. Поэтому мхи являются прекрасными индикаторами состояния окружающей среды. Сфагновые мхи способны повышать кислотность окружающей их среды, выделяя в воду ионы водорода. Наиболее важной особенностью сфагнума, приобретенной в ходе миллионов лет эволюции, является его способность впитывать и сохранять от 12 до 20 весовых частей воды на часть сухого веса (в зависимости от биологического вида сфагнума), а также его бактерицидные свойства.

Читать еще:  Цветы клематисы как вырастить

Размножение. Сфагнум может размножаться как спорами, так и вегетативно. Количество спор в спорофите может быть от 20 000 до 200 000 в зависимости от вида мха, а на квадратном метре болота — примерно 15 млн. Спорофит выбрасывает споры в июле. Коробочка как бы взрывается при сухой теплой погоде, и споры разносятся ветром на различные расстояния, так как имеют разный размер, 20-50 мкм. Еще один механизм переноса спор — потоком воды или брызгами от капель дождя. В последнем случае расстояние переноса не превышает десятка сантиметров. Размножение спорами является основным при расселении сфагнума на большие расстояния — новые или пострадавшие от пожара или хозяйственной деятельности участки. Для образования растения из споры необходимо, чтобы она попала на подходящую почву — влажный торф. Другой механизм распространения сфагнума — вегетативный, участками стебля или ветвей. Этот механизм эффективен на малых расстояниях [14].

Места обитания. Основной средой обитания сфагнума в России являются болота, занимающие примерно пятую часть ее территории.

Поверхность моховой дернины очень живописна: на ней видны лишь головки сфагнума всевозможных оттенков, напоминающие узоры персидского ковра (рисунок 3).

Рисунок 3 — Головки сфагновых мхов

У сфагнума одновременно протекают процессы роста и разложения. Верхушка растет, вытягиваясь вверх на 1-3 см в год, а нижняя подводная часть отмирает и со временем превращается в торф, поэтому стебель постепенно опускается вниз. Однако, из-за постоянного накопления торфа (до 1 см в год в верхних слоях) поверхность болота медленно поднимается — формируются так называемые верховые болота, в которых обычно нет трясин, а уровень воды находится на 10-20 см ниже поверхности сфагновой дернины [15].

Отдельные растения мха вместе образуют могучую дернину (рисунок 4).

Рисунок 4 — Дернина сфагновых мхов

Отмирающие нижние части сфагновых мхов формируют многометровые отложения торфа. В верхних слоях идет постепенное разложение органических веществ, нижние под давлением верхних слоев уплотняются на глубине несколько метров, одному году соответствует уже слой толщиной несколько миллиметров, а возраст глубинных слоев составляет несколько тысячелетий.

Анатомия. Гаметофор сфагнов состоит из двух типов клеток — живых, хлорофиллоносных, и мертвых, лишенных содержимого крупных водоносных, или гиалиновых, клеток.

Стенки последних укреплены спиральными волокнами, предохраняющими их от разрыва. У многих видов в стенках гиалиновых клеток имеются поры, облегчающие всасывание воды (рисунок 5).

Листья, произрастающие на веточке, налегают друг на друга, называют — черепитчато-налегающими [16].

Рисунок 5 — Клетки сфагна: 1 — водоносная клетка; 2 — хлорофиллоносная клетка; 3 — пора; 4 — спиральные волокна

Более сложное строение обнаруживает стебель. В нем клетки, хотя и дифференцированы, но не образуют специализированных тканей, как у сосудистых растений.

Спорогон сфагнов, как и у других мхов, состоит из ножки и коробочки. Ножка спорогона очень короткая а коробочка не имеет перистома.

Листостебельное растение (гаметофор) состоит из стебля с веточками или без них. Как на стебле, так и на веточках у бриофитов имеются листья, которые называются соответственно стеблевыми и веточными.

Экологические особенности и распространение. Мхи способны заселять наиболее бедные и влажные местообитания. В умеренной зоне они образуют обширные торфяные болота. Торф — это неразложившиеся спрессованные остатки сфагновых мхов, которые сохраняются практически в неизменном виде столетиями и тысячелетиями. Многие болота таежной зоны имеют возраст от 8 000 до 10 000 лет. Вместе со сфагнами гниению не подвергаются и остатки других болотных растений. Происходит это потому, что торфяные мхи выделяют в окружающую среду целый букет органических кислот (яблочную, лимонную, уксусную, муравьиную и др.).

Но сфагны способны расти не только в местообитаниях с бедным минеральным питанием. Часто их можно встретить и в поймах лесных речек, и на озерах, и у родников (выходах ключевых вод). В таких местообитаниях они не образуют сплошных ковров, а также торфа, так как биохимический состав растений тех видов мхов, которые здесь произрастают, не столь химически агрессивен [17].

Листостебельные мхи: представители, особенности строения и организации

Листостебельные мхи, представители, фото и особенности строения которых будут рассмотрены в нашей статье, относятся к высшим споровым растениям. Эти древнейшие организмы играют значительную роль в покрове нашей планеты.

Листостебельные мхи: характеристика систематической группы

Данные растения являются высшими. Это первые выходцы на сушу, поэтому в ходе освоения этой новой среды обитания у них появились новые признаки. Прежде всего, это листостебельное строение и наличие механических и проводящих тканей. Такие особенности способствуют более эффективному протеканию процесса фотосинтеза. Листостебельные мхи, строение которых значительно усложнено по сравнению с водорослями, имеют ризоиды вместо корней. Эта черта «досталась» им от низших растений.

Разнообразие мохообразных

По особенностям структуры надземной части мхи можно объединить в две группы: слоевищные и листостебельные. Типичным представителем первой из них является маршанция изменчивая. Это растение имеет дихотомически разветвленное слоевище темно-зеленого цвета с выводковыми корзинками. Листостебельные мхи более распространены в природе. Их примером является кукушкин лен, который еще называют политрих обыкновенный. Все сфагновые (белые) мхи также имеют разветвленный побег.

Что такое жизненный цикл

Листостебельные мхи — многолетние растения. В течение их жизни наблюдается четкое чередование поколений. В этом и заключается суть их жизненного цикла. Оба поколения отличаются не только особенностями внешнего строения, но и способом размножения. Такая черта жизнедеятельности характерна для всех представителей высших споровых растений. Причем у папоротников, хвощей и плаунов в жизненном цикле преобладает спорофит, а у моховидных — половое поколение.

Гаметофит

Листостебельные мхи, представители которых изображены на фото, мы привыкли видеть как сплошной зеленый ковер. Это и есть половое поколение растений. Если рассмотреть его поближе, можно увидеть, что он состоит из небольших стебельков с мелкими сидячими листиками линейного типа. Как и все мхи, они прикрепляются к субстрату ризоидами. На побегах листостебельных мхов формируются гаметангии, в которых формируются половые клетки. При наличии воды они сливаются, образуя бесполое поколение мхов — спорофит.

Спорофит

Бесполое поколение мхов развивается на зеленом гаметофите. Оно имеет вид тонкой ножки, на которой расположена коробочка. Внутри нее развиваются споры — клетки бесполого размножения. Когда коробочка открывается, они попадают в почву, прорастают и вновь образуют гаметофит, который преобладает в жизненном цикле моховидных растений. Далее половое поколение формирует зиготу, которая делится путем мейоза и образует споры. И таким образом, жизненный цикл осуществляется снова. Спорофит неспособен к самостоятельному питанию, поскольку практически не содержит в своих клетках хлорофилла. Именно поэтому он прикреплен к листостебельному гаметофиту, за счет которого питается. Отличаются эти поколения и хромосомным набором. У спорофита он диплоидный. А вот половое поколение имеет одинарный набор, поскольку половые клетки при формировании зиготы сливаются.

Листостебельные мхи: место обитания

Мхи всегда обитают во влажных местах. И это не случайно. Дело в том, что процесс слияния гамет у этих растений происходит только с помощью воды. Влажные леса, горные районы, пещеры, болота, стволы деревьев, крыши, сырые подвалы и помещения, затемненные стены домов. Мхи освоили все эти среды обитания. Эти растения прекрасно поглощают и удерживают воду. Поэтому их появление в естественной среде свидетельствует о заболачивании территории. Моховидные очень болезненно реагируют на уменьшение количества влаги. При ее отсутствии они могут высыхать, при этом сохраняя жизнеспособность. Когда влажность нормализуется, они впитывают ее всем побегом и снова переходят к обычному существованию. Благодаря этой способности листостебельные мхи являются более приспособленными к изменению условий обитания. Их широкому распространению способствует и то, что их не употребляют в пищу животные, не повреждают бактерии и грибы. Это происходит потому, что вместе с водой они впитывают ядовитые и радиоактивные вещества.

Значение мхов

Листостебельные мхи, прежде всего сфагновые, играют основную роль в процессе заболачивания и образования торфа, который является ценным топливным полезным ископаемым, удобрением, сырьем для производства спиртов, пластмасс, уксусной кислоты, нафталина, а также изоляционных материалов. Процесс образования этого вещества достаточно длительный по продолжительности: 1 см торфа формируется целых 10 лет. Поглощая влагу, листостебельные мхи являются регуляторами водного баланса почвы, защищают ее от эрозии. Однако в то же время распространение и разрастание мхов ухудшает ее газообмен. В результате растения не получают кислорода, отмирают, начинается процесс их гниения.

Итак, листостебельные мхи — самые многочисленные представители данного отдела, которые наиболее адаптированы к изменениям условий окружающей среды. Они способны впитывать влагу всей поверхностью побега, надолго удерживая ее. В жизненном цикле этих растений преобладает гаметофит. На нем развивается бесполое поколение, которое размножается при помощи спор.

Читать еще:  Растение унаби целебные свойства

Мох сфагнум растение листостебельное

Класс — листостебельные мхи

Из всех моховидных листостебельные мхи включают наибольшее число видов. Среди них многие отличаются широким распространением, высокой жизненной устойчивостью и большой фитоценотической ролью в растительном покрове Земли. Экологическое своеобразие и особое значение мхов в природных процессах во многом зависит от присущих им групповых форм роста, благодаря чему мхи могут на больших площадях создавать рыхлые или плотные покровы различной мощности. Тем самым мхи активно участвуют в формировании на поверхности континентов многочисленных мощных влагоприемников в виде болот и замоховелых лесов, оказывающих существенное влияние на общую обеспеченность суши влагой [11].

Листостебельные мхи — самый крупный класс моховидных. Он состоит из 700 родов и включает 14500 или больше видов. Представители этого класса на суше встречаются почти повсеместно. Этот класс обычно делят на три подкласса: сфагновые мхи, андреевые мхи и бриевые мхи. Рассмотрим один из основных подклассов этого вида — сфагновые мхи.

Сфагновые мхи

Название происходит от латинизированного sphagnos — род мха.

Примерно 350 видов мхов, относящихся к единственному роду сфагнум Sphagnum (рисунок 1), составляют четко очерченную группу, очень давно отделившуюся от основной линии эволюции этого отдела [12]. Стебли листостебельного гаметофита у них несут мутовки ветвей, часто по пять в узле, более тесно скученные у верхушки растения, так что возникает своего рода головка.

Рисунок 1 — Сфагновый мох

Многолетние, беловато-зеленые, желтоватые, буроватые или красноватые болотные мхи. Стебли мха высотой 5—30 см, ветвистые, ризоидов нет, листья однослойные без жилки, образованы двумя типами клеток: водоносными — крупными, мертвыми, бесцветными и пустыми с волокнами и порами в наружных стенках; и хлорофиллоносными, вытянутыми в длину, узкими, окрашенными, расположенными между водоносными.

Стеблевые и веточные листья различны по форме (языковидные, широкояйцевидные или овальные, равносторонние, заостренные, яйцевидно ланцетные), длиной 0,5—2 мм. Коробочки со спорами шаровидные, с крышечкой. Споры желтые или желтовато-бурые. Спороносят в июле — августе. Растения однодомные и двудомные. Имеют два поколения. Домиирует гаметофит (половое поколение) — облиственное растение с половыми органами — антеридиями, в которых развиваются мужские гаметы — сперматозоиды, и архегониями, в которых развиваются женские гаметы — яйцеклетки.

Бесполое поколение представлено безлистным стебельком; на его верхушке имеются коробочки со спорами. Проросшая спора образует пластинчатый заросток — протонему; из нее развивается растение сфагнума. Сфагнум растет медленно (за год вырастает до 3 см), а снизу стебель отмирает.

Сфагновые мхи — наименее требовательные к минеральному питанию болотные растения. Они довольствуются минеральными веществами, поступающими на поверхность почвы из атмосферы. Эти мхи отличаются очень высокой влагоемкостью, позволяющей некоторым видам сфагнума поглощать воды в 20-30 раз больше своего веса в сухом состоянии.

Высокая влагоемкость сфагнового мха объясняется тем, что ткани его листьев состоят в основном из мертвых гиалиновых клеток, между которыми зажаты очень мелкие живые хлорофиллоносные клетки. Из мертвых гиалиновых клеток состоит и наружный покров (гиалодермис) стеблей и ветвей (рисунок 2).

Рисунок 2 — Строение сфагнового мха

1- общий облик Sphagnum magellanicum; 2- наружные клетки гиалодермиса стебля; 3 — наружные клетки гиалодермиса отстоящей ветки; 4 — часть поперечного среза через стебель; 5- веточный лист; 6- поперечный срез веточного листа; 7- часть ткани веточного листа (темные -хлорофилловые клетки, бесцветные — водоносные клетки с порами (а) и волокнами (б)

Так как сфагновый мох не имеет корней, минеральное питание в виде бедных солями водных растворов воспринимается всей поверхностью растения через гиалиновые клетки. Поселяясь на заболачивающихся местах, сфагнум уже сам, в условиях достаточно влажного климата, усиливает болотообразовательный процесс [13].

Торфяные мхи произрастают на торфяных болотах (низинах, переходных и особенно верховых). Они играют большую роль в зарастании водоемов и в заболачивании лесов и лугов. Побеги этих мхов, нарастая верхушкой и отмирая снизу, постепенно превращаются в торф. Растет по всей территории России.

Свойства. Мхи — растения, не имеющие циркуляторной системы. Они получают влагу из осадков или атмосферы, используя осмотическое давление. Это означает также, что они одновременно поглощают все содержащиеся в окружающей среде вещества, в том числе вредные, не обладая механизмами освобождения от них. Поэтому мхи являются прекрасными индикаторами состояния окружающей среды. Сфагновые мхи способны повышать кислотность окружающей их среды, выделяя в воду ионы водорода. Наиболее важной особенностью сфагнума, приобретенной в ходе миллионов лет эволюции, является его способность впитывать и сохранять от 12 до 20 весовых частей воды на часть сухого веса (в зависимости от биологического вида сфагнума), а также его бактерицидные свойства.

Размножение. Сфагнум может размножаться как спорами, так и вегетативно. Количество спор в спорофите может быть от 20 000 до 200 000 в зависимости от вида мха, а на квадратном метре болота — примерно 15 млн. Спорофит выбрасывает споры в июле. Коробочка как бы взрывается при сухой теплой погоде, и споры разносятся ветром на различные расстояния, так как имеют разный размер, 20-50 мкм. Еще один механизм переноса спор — потоком воды или брызгами от капель дождя. В последнем случае расстояние переноса не превышает десятка сантиметров. Размножение спорами является основным при расселении сфагнума на большие расстояния — новые или пострадавшие от пожара или хозяйственной деятельности участки. Для образования растения из споры необходимо, чтобы она попала на подходящую почву — влажный торф. Другой механизм распространения сфагнума — вегетативный, участками стебля или ветвей. Этот механизм эффективен на малых расстояниях [14].

Места обитания. Основной средой обитания сфагнума в России являются болота, занимающие примерно пятую часть ее территории.

Поверхность моховой дернины очень живописна: на ней видны лишь головки сфагнума всевозможных оттенков, напоминающие узоры персидского ковра (рисунок 3).

Рисунок 3 — Головки сфагновых мхов

У сфагнума одновременно протекают процессы роста и разложения. Верхушка растет, вытягиваясь вверх на 1-3 см в год, а нижняя подводная часть отмирает и со временем превращается в торф, поэтому стебель постепенно опускается вниз. Однако, из-за постоянного накопления торфа (до 1 см в год в верхних слоях) поверхность болота медленно поднимается — формируются так называемые верховые болота, в которых обычно нет трясин, а уровень воды находится на 10-20 см ниже поверхности сфагновой дернины [15].

Отдельные растения мха вместе образуют могучую дернину (рисунок 4).

Рисунок 4 — Дернина сфагновых мхов

Отмирающие нижние части сфагновых мхов формируют многометровые отложения торфа. В верхних слоях идет постепенное разложение органических веществ, нижние под давлением верхних слоев уплотняются на глубине несколько метров, одному году соответствует уже слой толщиной несколько миллиметров, а возраст глубинных слоев составляет несколько тысячелетий.

Анатомия. Гаметофор сфагнов состоит из двух типов клеток — живых, хлорофиллоносных, и мертвых, лишенных содержимого крупных водоносных, или гиалиновых, клеток.

Стенки последних укреплены спиральными волокнами, предохраняющими их от разрыва. У многих видов в стенках гиалиновых клеток имеются поры, облегчающие всасывание воды (рисунок 5).

Листья, произрастающие на веточке, налегают друг на друга, называют — черепитчато-налегающими [16].

Рисунок 5 — Клетки сфагна: 1 — водоносная клетка; 2 — хлорофиллоносная клетка; 3 — пора; 4 — спиральные волокна

Более сложное строение обнаруживает стебель. В нем клетки, хотя и дифференцированы, но не образуют специализированных тканей, как у сосудистых растений.

Спорогон сфагнов, как и у других мхов, состоит из ножки и коробочки. Ножка спорогона очень короткая а коробочка не имеет перистома.

Листостебельное растение (гаметофор) состоит из стебля с веточками или без них. Как на стебле, так и на веточках у бриофитов имеются листья, которые называются соответственно стеблевыми и веточными.

Экологические особенности и распространение. Мхи способны заселять наиболее бедные и влажные местообитания. В умеренной зоне они образуют обширные торфяные болота. Торф — это неразложившиеся спрессованные остатки сфагновых мхов, которые сохраняются практически в неизменном виде столетиями и тысячелетиями. Многие болота таежной зоны имеют возраст от 8 000 до 10 000 лет. Вместе со сфагнами гниению не подвергаются и остатки других болотных растений. Происходит это потому, что торфяные мхи выделяют в окружающую среду целый букет органических кислот (яблочную, лимонную, уксусную, муравьиную и др.).

Но сфагны способны расти не только в местообитаниях с бедным минеральным питанием. Часто их можно встретить и в поймах лесных речек, и на озерах, и у родников (выходах ключевых вод). В таких местообитаниях они не образуют сплошных ковров, а также торфа, так как биохимический состав растений тех видов мхов, которые здесь произрастают, не столь химически агрессивен [17].

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector