Систематика растений отдел моховидные

МЕДИЦИНСКАЯ БОТАНИКА — А.Г. Сербин — 2003

НАДЦАРСТВО ЭУКАРИОТЫ (ЯДЕРНЫЕ) — EUCARYOTA. ЦАРСТВО РАСТЕНИЯ

СПОРОВЫЕ РАСТЕНИЯ

Эволюционные связи этой группы растений показаны на рисунке 3.3. От высших семенных растений их отличает ряд признаков:

✵ расселение происходит посредством спор-,

✵ в цикле развития четко выражено чередование поколений;

✵ процессы полового и бесполого размножения разделены: споры

_• образуются в спорангиях одних растений — спорофитов, а гаметы — в гаметангиях других растений — гаметофитов (см. рис. 2.1, 2.5);

✵ мужской половой орган — антеридий содержит многочисленные подвижные сперматозоиды, а женский — архегоний — неподвижную яйцеклетку,

✵ для оплодотворения необходима капельножидкая влага;

✵ споры могут быть одинаковые (равноспоровые растения) или разные — макро- и микроспоры (разноспоровые растения);

✵ для осевых органов не характерно вторичное утолщение из-за отсутствия вторичной образовательной ткани — камбия.

Высшие споровые подразделяются на предпобеговые бессосудистые, включающие отдел — моховидные, и на побеговые сосудистые, охватывающие три отдела — плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные. Они отличаются от моховидных, наличием настоящих проводящих тканей, корней, листьев и преобладанием в цикле развития спорофита над гаметофитом.

ОТДЕЛ МОХОВИДНЫЕ — BRYOPHYTA

Мхи насчитывают около 35 000 видов, для которых характерен ряд примитивных признаков строения вегетативного тела. Так, у них еще не развиты настоящие проводящие ткани флоэмы и ксилемы; отсутствуют корни, всасывающую функцию выполняют ризоиды, а в случае их отсутствия вода и минеральные растворы поглощаются всей поверхностью тела. Фотосинтезирующими органами являются листоподобные выросты стебля — филлоиды, не имеющие настоящих жилок. В цикле развития доминирует гаметофит. Он представлен вырастающей из споры протонемой (предростком) и образующимися из протонемы гаметофорами — одно- или двудомными многолетними травянистыми растениями.

Мхи распространены повсюду, но предпочитают влажные, не сильно засоленные субстраты. Значение их в природе состоит в том, что они регулируют водный баланс, впитывают и удерживают воду, заболачивают почву, предохраняют землю от эрозии, защищают стволы деревьев, первыми заселяют необжитые субстраты и создают условия для произрастания других растений. Мхи способны накапливать радиоактивные вещества и тяжелые металлы. Они гигроскопичны, не поедаются животными, поэтому используются в качестве подстилки. Могут служить антисептическим перевязочным материалом. Некоторые мхи применяются как топливо, строительный материал, удобрение, для получения щавелевой кислоты, фурфурола и др.

Класс листостебельные мхи — Musci

Гаметофиты — одно- или двудомные многолетние травы, образующие дернины. Могут быть с ризоидами (зеленые мхи) или без них (сфагновые мхи). Филлоиды очередные, без жилок (сфагновые мхи) или с ненастоящими жилками (зеленые мхи). Архегонии и антеридии находятся на верхушке побега; спермин двужгутиковые. Оплодотворение яйцеклетки происходит при наличии влаги. Из зиготы на женском гаметофите развивается спорофит, состоящий из стеблевидного спорогона, или ножки, и спорангия в виде коробочки с крышечкой и волосистым колпачком. Морфологически одинаковые + и — споры прорастают в женские и мужские нитевидные или пластинчатые протонемы, или предростки, с почками, из которых вырастают новые однополые гаметофиты.

Семейстеопол политриховые — Рolytrichaceae

Род политрих — Рolytrichum. Строение зеленых мхов и цикл их развития с чередованием поколений представлен на примере политриха обыкновенного (кукушкина льна) — Polytrichum commune (рис. 3.99).

Рис. 3.99. Схема развития кукушкина льна: 1 — мужской и женский гаметофиты; 2 — антеридий со сперматозоидами; 3 — сперматозоид; 4 — архегоний с яйцеклеткой; 5 — развитие зиготы из оплодотворенной яйцеклетки; 6 — развивающийся спорофит; 7 — зрелые спорофиты на женских гаметофитах; а — ножка; б — коробочка; в — колпачок; г — крышечка; д — колонка; е — спорогенные клетки спорангия и образование из них спор (мейоз); 8 — споры (+ и —); 9 — прорастание спор; 10 — протонемы мужская и женская

Семейство сфагновые — Sphagnaceae

Род сфагнум — Sphagnum (рис. 3.100). Растения рода называют также белыми и торфяными мхами из-за их светлой окраски и способности образовывать при отмирании нижней части стеблей бурую массу — торф. Растут на кислых субстратах, формируют подушковидные дернинки, их стебли без ризоидов, боковые веточки расположены мутовчато. Листья спирально-черепитчатые, без жилок, с водосборными клетками у основания. Мякоть листочков (рис. 3.100) однослойная, из двух типов клеток: одни — узкие, зеленые, фотосинтезирующие, а другие — крупные, бесцветные, водоносные (гиалиновые) клетки, с утолщенными, пористыми оболочками. Между листочками боковых веточек сидят антеридии на ножках, а на верхушках побегов располагаются архегонии. Из них после оплодотворения вырастают спорогоны с ложной, короткой ножкой и шаровидной коробочкой. Протонема пластинчатая, с ризоидами.

Рис. 3.100. Торфяной мох сфагнум: А — общий вид гаметофита со спорогонами; Б — спорогоны; В — протонема; 1 — ножка спорогона; 2 — коробочка спорогона; 3, 4. 5 — листочки гаметофита (внешний вид, вид под микроскопом с поверхности, поперечный разрез); 6 — архегонии; 7 — антеридии; а — фотосинтезирующие клетки; б — водоносные клетки; в — поры

В процессе естественного отмирания и неполного распада мхов в условиях избыточного увлажнения и затрудненного доступа воздуха образуются торф и сапропель. Торф — горючее полезное ископаемое, представляющее собой коллоид из целлюлозы, лигнина, смол, кислот и других органических и минеральных соединений. Торф применяется как удобрение, топливо, строительный материал, сорбирующая подстилка для животных. Он служит сырьем для получения технического и горного воска, типографской краски, щавелевой, уксусной и гуминовой кислот, этилового спирта, фурфурола, целлюлозы, кормовых дрожжей, активированного угля, лекарственных препаратов и др. Сапропель — донный органический ил, включающий разложившиеся остатки растительных и животных организмов. В нем много азота, фосфора, калия, микроэлементов и микроорганизмов, убивающих возбудителей сибирской язвы, паратифа, бруцеллеза. Сапропель используется как корм, удобрение и сырье для получения жидкого топлива, кокса, клея, керамических труб, лекарственных препаратов и др.

Биологическая библиотека — материалы для студентов, учителей, учеников и их родителей.

Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.

Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.

Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.

© 2018-2023 Все права на дизайн сайта принадлежат С.Є.А.

Источник

Систематика

I. Класс Листостебельные мхи, или Мхи, или Бриопсиды (Bryopsida, или Musci).

1. Sphagnidae. 2. Bryopsidae. 3. Andreidae.

II. Класс Печеночники, или Печеночные мхи (Marchantiopsida, или Hepaticopsida).

1. Jungermanniidae. 2. Marchantiidae.

III. Класс Антоцеротовые, или Антоцеротопсиды (Anthocerotopsida).

Рис.1 Представители основных групп мохообразных: а – Sphagnidae; б – Bryopsidae; в – Andreidae; г – Jungermanniidae; д – Marchantiidae; е – Anthocerotopsida.

Рис.2 Формы роста мхов: а – наземные, б – эпифитные, в – водные, г – полуводные

Мхи – очень маленькие растения и обычно растут там, где влажно. В сырых лесах и безлесных местообитаниях они образуют сплошные ковры. Но есть и виды, способные расти в крайне сухих местообитаниях.

Так же, как и другие растения, мхи:

– являются многоклеточными организмами, способными размножаться половым путем;

– имеют специализированный орган, внутри которого развивается зигота;

– имеют споры и спороносные органы, покрытые кутикулой.

В отличие от других растений, мхи:

– не имеют лигнина в клеточных стенках;

– сильно зависят от влажности воздуха (временно прекращают жизнедеятельность в засушливый период);

– не имеют настоящих корней.

Характеристика основных групп бриофитов: Класс Бриопсиды (Bryopsida). Подкласс сфагновые мхи (Sphagniidae)

Размеры стеблей мхов измеряются в сантиметрах, их листьев – в миллиметрах, а клеток – в микрометрах.

А) Морфология

Рис. 3. Растения сфагнов, объединенные в дернинку

Рис. 4. Головки сфагновых мхов

Стебель у сфагнов прямостоячий, но отдельные растения не способны расти прямо из-за отсутствия механической ткани. Поэтому сфагнум всегда растет дернинками (рис. 3), в которых отдельные растения опираются друг на друга веточками, растущими из стебля горизонтально, подобно тому, как могут опираться, обнявшись, друг другу на плечи люди. На верхушке стебля находится более или менее компактная головка, состоящая из скученных вокруг точки роста коротких молодых веточек (рис. 4). По мере роста стебля вверх веточки вырастают в длину и рассредоточиваются по стеблю отдельными пучками, состоящими из горизонтально отстоящих и свисающих вдоль стебля веточек (рис. 5). Отстоящими веточками соседние растения в дернинке сцепляются между собой. По пористым клеткам листьев этих веточек осуществляется горизонтальный транспорт веществ в сфагновой дернинке. По клеткам листьев свисающих ветвей осуществляется транспорт веществ по вертикали (из почвенного раствора). Листостебельное растение сфагна не имеет ризоидов.

Рис. 5. Пучок веточек у сфагна

Б) Анатомия

Гаметофор сфагнов состоит из двух типов клеток – живых, хлорофиллоносных, и мертвых, лишенных содержимого крупных водоносных, или гиалиновых, клеток (рис. 6). Стенки последних укреплены спиральными волокнами, предохраняющими их от разрыва при потере тургора. У многих видов в стенках гиалиновых клеток имеются поры, облегчающие всасывание воды (рис. 6, 3). Так как листья, произрастающие на веточке, налегают друг на друга, как черепица на крыше дома (их так и называют – черепитчато-налегающими), поры клеток соседних листьев накладываются друг на друга, так что в олиственной веточке образуется капиллярная система. Она продолжается между веточками и соседними растениями. Толщина листьев сфагновых мхов – всего лишь в один слой клеток (рис. 7).

Рис. 6. Клетки сфагна: 1 – водоносная клетка; 2 – хлорофиллоносная клетка; 3 – пора; 4 – спиральные волокна

Рис. 7. Поперечный срез листа сфагна

Более сложное строение обнаруживает стебель (рис. 8). В нем клетки, хотя и дифференцированны, но не образуют специализированных тканей, как у сосудистых растений. Внутренняя часть стебля заполнена тонкостенными клетками, осуществляющими как транспорт веществ к точке роста, так и запасающую функцию. Совокупность этих клеток называется сердцевиной стебля. Сердцевина окружена узкими толстостенными клетками склеродермиса, выполняющего функцию коры и частично – механическую функцию. Кнаружи от склеродермиса имеется слой мертвых тонкостенных гиалиновых клеток, образующих гиалодермис. В гиалодермисе накапливаются и сохраняются запасы влаги, осуществляется траспорт воды к точке роста.

Рис. 8. Поперечный срез стебля сфагна: 1 – гиалодермис; 2 – склеродермис; 3 – сердцевина

Спорогон сфагнов, как и у других мхов, состоит из ножки и коробочки (рис. 9), но в отличие от класса Bryopsida, ножка спорогона очень короткая (ее функцию выполняет ложноножка, образующаяся из гаплоидных клеток брюшка архегония), 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 соотвественно стеблевыми и веточными. Листья образуются в результате деления в точке роста на верхушке стебля. Вслед за листьями вырастают вначале коротенькие веточки, которые, удлиняясь, как бы «прихватывают» с собой в качестве «багажа» ранее образовавшиеся листья. По мере роста апикальной меристемы вверх, обособляется стебель с веточками. Листья, которые попадают на стебель, приобретают другую анатомию, в отличие от веточных, строение которых не изменяется. У молодых растений и растений, развивающихся в неблагоприятных условиях, часто стеблевые листья не отличаются от веточных. Такие растения называют равнолистными, или изофильными. В неблагоприятных условиях стеблевые листья могут развиваться лишь наполовину. В этом случае растения называют полуравнолистными, или гемиизофильными. Нормально развитые растения называют неравнолистными, или анизофильными.

Источник