Цикл развития у мхов
Мхи – отдел высших растений, преимущественно многолетних. Отличается регрессивным развитием спорофита, в жизненном цикле мхов доминирует (преобладает) гаметофит.
Мхи изучает бриология (от греч. bryon – мох, и logos – слово) – наука о мхах.
Эволюционно мхи представляют тупиковую (слепую) ветвь развития растений, во многом близки к водорослям. Для размножения большинству мхов нужна вода, так как мужские половые клетки могут добраться до женских только с ее
помощью. Мы рассмотрим этот отдел на примере кукушкина льна,
который относится к подклассу Зеленые мхи.
Интересный факт – устьица у мхов отсутствуют, вместо них имеются поры без замыкающих клеток. У моховидных отсутствуют настоящие стебли и листья, которые мы
привыкли видеть у остальных высших растений, нет корней и специализированных проводящих тканей. Механические ткани развиты слабо, так что по совокупности причин рост в высоту
для мхов оказывается затруднительным (ограниченным).
Строение кукушкина льна
Кукушкин лен относится к двудомным растениям. Стебель у него прямостоячий, это один из наиболее высокорослых мхов, достигающих в высоту 50 см и более.
Отсутствие корней компенсируют нитевидные
выросты – ризоиды, которые обеспечивают прикрепление растения к субстрату, всасывают воду и растворенные в ней минеральные вещества (в отличие от ризоидов у
водорослей, где ни о какой функции всасывания нет и речи!).
Проясним термин “двудомные”, указанный вначале. Он означает, что женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы развиваются на разных растениях. На женском гаметофите
расположен архегоний, имеющий бутыльчатую форму, на мужском гаметофите развиваются антеридии. Антеридии окружают характерные крупные листья желто-бурого цвета, по
которым всегда можно отличить мужской гаметофит от женского: на женском подобные листья отсутствуют.
Спорофит (бесполое поколение) у мхов располагается прямо на гаметофите, представлен коробочкой на ноже, в которой образуются споры. Коробочка способствует
распространению спор на большее расстояние. Спора – возникающая в результате митоза или мейоза (в этом случае – мейоспора) клетка грибов и растений, служащая для размножения
и распространения растений и грибов, способная развиться во взрослую особь.
Стебелек вместе с коробочкой называется спорогон. Коробочка состоит из урночки и крышечки, сверху прикрыта колпачком. Внутри урночки находится центральный стержень – колонка, к которой крепится
спорангий со спорами. Кверху колонка расширяется и образует эпифрагму, затягивающее устье коробочки. Коробочка имеет перистом – специальное
отверстие для рассеивания спор.
В сухую погоду, когда споры созревают, колпачок, а за ним и крышечка, отпадают. Тонкий стебелек спорогона раскачивается от ветра, споры высыпаются.
Жизненный цикл мхов
При созревании яйцеклетки (n) в архегонии (n) образуется узкий слизистый канал, по которому сперматозоид (n) может достичь яйцеклетки, которая неподвижна. Сперматозоиды образуются в другом
месте – антеридиях, на мужском гаметофите, (n), и, чтобы добраться до архегониев, им обязательно нужна вода. Именно поэтому мхи обитают во влажной среде, где условия для размножения наиболее благоприятные.
Сперматозоид обладает
хемотаксисом к слизи в канале архегония. Хемотаксис – движение организма под влиянием химических веществ.
В период обильных дождей сперматозоид достигает яйцеклетки в архегонии (на женском гаметофите), гаметы сливаются, и образуется зигота (2n). В дальнейшем из зиготы прорастает спорофит,
имеющий вид коробочки на ножке. Отметим, что спорофит, по сути “паразитирует” на гаметофите (n), от которого зависит полностью. В коробочке спорофита из материнских клеток (2n)
образуются споры (n) путем мейоза. Высыпаясь из коробочки, спора попадает в почву, где прорастает в протонему. Протонема – нитчатое образование, ранняя стадия развития гаметофита –
листостебельного растения (n).
На женских гаметофитах развиваются архегонии, на мужских – антеридии, в которых образуются гаметы. Цикл замыкается. Хотелось бы еще один
раз подчеркнуть: спорофит у мхов редуцирован, низведен до уровня полностью зависимого придатка гаметофита, растущего прямо на гаметофите и питающегося за счет него.
Гаметофит доминирует в жизненном цикле и представлен зеленым листостебельным растением.
Теперь попробуйте самостоятельно назвать все стадии жизненного цикла мха на картинке ниже, почувствуйте себя истинным бриологом 😉
Значение мхов
В целом хозяйственное значение мхов для человека небольшое. Они не пригодны в качестве корма для домашних животных. Мох сфагнум с давних пор применяется как
перевязочный материал, военные врачи применяли его в экстренных случаях, когда заканчивались вата, йод. Сфагнум обладает антисептическими свойствами: уничтожает
микроорганизмы или задерживает их размножение, а также выраженной гигроскопичностью – способностью поглощать, впитывать большие количества воды, крови и
других жидкостей.
Разрастание мхов вызывает переувлажнение почвы и впоследствии – заболачивание территории. Особо отметим роль мхов, как торфообразователей. Торф – горючее полезное
ископаемое, образованное не полностью разложившимися остатками растений в условии болот. Его используют для производства теплоизолирующих материалов, применяют в
качестве топлива. И, конечно же, мхи – звено в цепи питания (продуценты – производители органических веществ).
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник
Мхи относятся к отделу высших растений и представляют собой небольшие по величине организмы, плохо приспособленные к жизни на суше.
Лишь незначительное число мохообразных, обитающих в воде, достигает в длину более 50 см.
…
Отдел моховидные
Мхи или моховидные являются одной из древнейших форм растительной жизни на Земле. Существует мнение, что предками мхов явились древние вымершие растения – псилофиты.
А первые находки мохообразных относятся к карбону.
По данным ученых, число видов составляет примерно 20 тысяч.
Основные признаки этих растений: наличие стеблей и листьев, отсутствие корневой системы. Мхи распространены повсеместно на территориях с повышенной влажностью.
Их изучением занимаются ученые, называющиеся бриологами, а наука по изучению моховидных – бриология.
Строение мха
Мохообразные относятся к многоклеточным растениям, тело которых состоит из листьев и стебля или относится к слоевищным формам. Корни отсутствуют.
Крепление организмов к поверхности осуществляется с помощью ризоидов. Но бывают растения, у которых образования, выполняющие роль корня, отсутствуют.
Строение мхов сравнительно просто. Их тело состоит из основной или ассимиляционной ткани, включающей в себя хлоропласты, и покровных, запасающих, механических, проводящих тканей.
Цикл развития мха
Мхи относятся к растениям, развитие которых связано с регрессом спорофита и превосходством гаметофита. И это служит особенностью, объединяющей различные виды мохообразных.
Спорофит включает коробочку и ножку, расширяющейся частью внедряющейся в ткань гаметофита. Таким образом происходит питание спорофита.
Спорофит необходим для образования спор, прорастающих в благоприятной среде. Как только спора вырастет, наступает период созревания гаметофита. Начинается рост протонемы, представляющей собой нитчатое или пластинчатое образование.
На протонеме появляются почки, из них происходит формирование пластинчатых слоевищ или листостебельных побегов. Далее следует развитие органов полового размножения (гаметангий), женских половых органов – архегоний и мужских – антеридий.
Размножение мхов
Мхи размножаются с помощью спор. Орган размножения – спорогон. Схема процесса проста. На развивающейся протонеме появляются ризоиды, служащие для прикрепления к поверхности, и почки. Из почек созревают новые организмы, называемые гаметофитами.
Мхи с мужскими и женскими органами полового размножения на одном растительном организме называются однодомными.
Двудомные мохообразные представляют собой отдельно растущие побеги антеридии и архегонии. Гаметангии образуют отдельные группы. Для оплодотворения достаточно капель воды, падающих с антеридии на женский побег.
Внутри архегонии появляется зигота, из нее по прошествии примерно 12 месяцев образуется спорофит. На растении мха спорофит можно заметить весной или в начале лета. Он похож на булавочку рыжевато-бурого цвета.
Листостебельные мохообразные размножаются вегетативно. Оторванные части стебля с листьями в благоприятных условиях прикрепляется к основанию ризоидами и начинает расти самостоятельно.
Виды мхов с названиями и фото
Современная классификация мохообразных, основанная в первую очередь на внешнем строении, выделяет 3 класса. Ниже приводится краткая характеристика и примеры основных моховидных:
- Антоцеротовые, распространенные в тропической и субтропической климатических зонах.
Растение состоит из слоевища, схожего по форме с блюдцем, и ярко-зеленой свечи, расположенной в центре. - Печеночные – низшие растения, названные так за схожесть растения с печенью. Среда обитания – влажные скалистые образования и берега рек.
Маршанция многообразная
Типичный представитель – маршанция многообразная, риччия.
- Листостебельные, зеленые (яванский, кукушкин лен) – наиболее крупный класс мохообразных, включающий 3 подкласса:
- Такакиевые мхи являются единственным родом одноименного семейства и широко распространены на Тихоокеанском побережье и юге, юго-востоке, востоке Азии.
Представители – такакия рожковолистная и такакия лепидозиевидная. - Гипновые мохообразные произрастают повсеместно и отличаются разнообразием форм.
Типичный представитель – гипнум кипарисовый.
Значение мхов в природе и жизни человека
Роль мхов в природе и жизни человека очень важна. Сферы использования многообразны. Мхи служат источником пищи для животных, являются источниками фотосинтеза.
Торф, образовывающийся из мохообразных, применяется для изготовления горючих веществ, метанола, парафиновых и красящих веществ. Некоторые разновидности растений используются в косметической промышленности и грязелечении.
Мохообразные служат защитой почв от эрозии и способствуют регулированию водного баланса.
Интересные факты о мхах
Мхи – это уникальные по многообразию растения, при изучении которых открываются различные интересные факты:
- Сфагновый мох способен впитать в себя количество воды, намного превышающее собственный вес растения. Влага скапливается в особых водоносных клетках и расходуется лишь в засушливый период.
- Мхи способны восстанавливаться к жизни даже после длительной заморозки. Это научно доказано, когда растение возрастом около 1530 лет, добытое в Антарктиде, проросло в благоприятных условиях инкубатора.
- Благодаря декоративным качествам мхи активно используются в ландшафтном дизайне.
- Моховидные при наличии влажности могут распространяться повсеместно.
- Сфагнумы широко применяются в медицине, а во время Второй мировой войны прикладывались на раны в качестве первой помощи.
- В Мексике мхи служат рождественскими украшениями, а на Руси некоторые виды использовались в строительстве для конопатки.
- Известны факты, когда во время голода в Финляндии моховидные применялись при приготовлении хлеба. В наши дни некоторые сфагновые используются при изготовлении виски.
- Мохообразные способны к накапливанию и удерживанию радиоактивных веществ.
Источник
27.08.2020 Кот учёный Природа
Для того чтобы занять новые пространства, древним растениям пришлось приспосабливаться к совершенно новым условиям жизни. Например, постоянная потеря влаги через испарение способствовала появлению защитного воскового слоя. Отсутствие опоры в воздухе, в отличие от воды, послужило причиной формирования достаточно жесткого тела, изменился принцип дыхания растений, газообмен. Температурные и биохимические условия стали совершенно иными, и растения успешно к ним адаптировались. Рассмотрим в данной статье жизненный цикл мхов.
Что такое мох?
Мхи – это группа древнейших организмов. По некоторым предположениям, они являются предками существующих ныне наземных растений. Вода на нашей планете – источник жизни, в которой зародилось всё живое, в том числе и растения. Около 420 миллионов лет назад потомки зеленых водорослей начали осваивать сушу.
Наиболее отчетливо такие механизмы приспособления можно проследить у мхов. Например, главным условием успешного размножения водорослей является наличие воды. Мхи тоже могут размножаться только с помощью влаги.
Жизненный цикл мхов очень интересный. Из всей группы высших растений они являются наиболее примитивными организмами. Bryophyta или моховидные — это многоклеточные растения, практически лишенные проводящей ткани. Поэтому размеры этих живых организмов совсем небольшие – от 1 мм до 50 см. У мхов нет корней, они прикрепляются к поверхности земли нитевидными выростами, ризоидами, которыми эти растения всасывают воду. Ризоиды состоят, порой, из одной клетки. В отличие от корней всех остальных растений, обладающих многоклеточной проводящей тканью. Другие части тела мха можно условно определить как стебель и листья. Однако на самом деле они совершенно не похожи на стебли и листья всех остальных растений на планете по своей структуре.
Где встречаются?
Мхи успешно приспособились к жизни в самых разных температурных и климатических условиях и распространены практически по всей планете: от полярных областей до тропиков. Они отлично существуют в условиях повышенной влажности воздуха – в лесах, горах. Встречаются моховые также и в засушливых районах. Выживаемость моховидных поражает – они могут выдержать воздействие очень высокой температуры, до 70 градусов тепла. В сухом климате мхи приспособились впадать в состояние анабиоза, связанное с сезонными климатическими колебаниями. Когда выпадают дожди и температура воздуха понижается, почва увлажняется, и мох «оживает», начинается цикл размножения. Рассмотрим значение спор в жизненном цикле мхов.
Условия жизни мхов
Мох благополучно растет в местах с недостатком солнечного света, например, в пещерах, трещинах и щелях горной породы, занимая те экологические ниши, где не способны существовать другие растения.
Единственное место, где мхи не в состоянии существовать – это засоленные почвы вблизи моря.
Необычайно живучи споры мхов. С ветром они могут преодолевать огромные расстояния. Жизнеспособность споры сохраняют в течение десятков лет.
Мхи накапливают существенные запасы влаги, поэтому с их помощью идет регуляция водного баланса того или иного ландшафта. Поэтому для экосистемы мох чрезвычайно важен. К тому же для некоторых видов животных мох является главной кормовой базой.
На земле сегодня произрастает около 30 тысяч видов мхов. Ученые классифицируют эти растения по морфологии, строению споровых коробочек и способов распространения спор.
Мхи способны размножаться как с помощью спор, так и вегетативным способом. В жизненном цикле мха преобладает поколение половое над бесполым.
Лиственные мхи или бриопсиды
Это достаточно многочисленный класс растений, который представлен 15 тысячами видов мхов. Они необычайно разнообразны по внешнему виду, размерам и формам. Это растение представляет собой стебель, покрытый листьями, которые располагаются по спирали вокруг стебля. Самая жизненно важная стадия их развития называется гаметофит. Способ размножения лиственных мхов – споры. Чаще всего эти растения встречаются во влажных местах, на болотах, а также в тундре. Кукушкин лён и сфагнум – это типичные представители бриопсидов.
Печеночные мхи
Печеночники представлены двумя подклассами: юнгерманниевые и маршанциевые. Эти растения также многочисленны – 8,5 тысяч видов. Так же, как и у лиственных мхов, гаметофит – стадия их наибольшей жизнеспособности. Само растение представляет собой толстый стебель с листьями, которые располагаются вдоль стебля. Способ размножения – споры, которые распространяются с помощью специального приспособления, этакой «пружинки», которая называется элатера. Эти растения хорошо обосновались во влажном тропическом и умеренном климате. Среди представителей – маршанция полиморфная, птилидиум реснитчатый, блефарострома волосолистная, и другие.
Антоцеротовые мхи
Этот класс не столь многочислен и представлен 300 видами растений. Спорофит – наиболее важная жизненная стадия в цикле развития этого растения. Выглядят антоцеротовые мхи как слоевище – это тело, которое не расчленяется на корень, стебель и листья. Произрастают такие мхи во влажных тропических лесах и зонах умеренного климата. Антоцерос – типичный представитель этого класса.
Жизненный цикл кукушкиного льна будет описан ниже. Мох кукушкин лён — это многолетнее растение. Его строение представляет собой достаточно развитую структуру. Первичный горизонтальный стебель коричневого цвета без листьев и вторичный стебель, стоящий прямо, разветвленный или одиночный.
Вторичный стебель покрыт темно-зелеными жестковатыми, похожими на шило, листочками. Эти стебли могут достигать в высоту от 10-15 до 40 см. Нижние листья представляют собой чешуйки. Растение обладает примитивной проводящей системой, которая способна перемещать воду и минеральные вещества по стеблю к листьям. Его ризоиды способны достигать длины почти 40 см.
Места произрастания мха кукушкин лен
Кукушкин лён обычно хорошо прорастает во влажных местах, на болотах, сырых лугах и в ельниках, любит солнечный свет. На открытых участках разрастается очень мощно, захватывая всё новые территории. Его стебли настолько плотно «окутывают» почву, что семена других растений прорасти не в состоянии. Это растение облюбовывает вырубки лесные или пожарища. Этот мох чрезвычайно хорошо впитывает воду. Густота растения сохраняет влагу в почве. Благодаря чему происходит заболачивание местности.
Люди издавна используют это растение в качестве утеплителя. Конопатят с его помощью стены бревенчатых домов. Иногда используют в качестве лекарственного растения при простудных заболеваниях.
Кукушкин лён участвует в образовании торфа. Это ценное удобрение, хорошее сырьё для химической промышленности.
Жизненный цикл мха кукушкин лен
Мох кукушкин лён – двудомное растение. Это явление, когда на отдельных стеблях одного растения формируются разнополые органы – женские и мужские.
Кукушкин лён развивается путём чередования двух поколений – бесполого и полового. Спорофит – это жизненный цикл мхов, результатом которого становится образование бесполых клеток. Они содержат диплоидный набор хромосом. Гаметофит – другой жизненный цикл этого же растения, который завершается образованием гамет, половых клеток, содержащих только один набор хромосом — гаплоидный.
Теперь понятно, почему в жизненном цикле мхов преобладает поколение половое над бесполым.
Коробочки со спорами, как считают в народе, похожи на кукушку, сидящую на шесте. В целом внешне мох кукушкин лён напоминает миниатюрное растение льна, откуда и получил своё название. Тоненькие волоски на колпачке, прикрывающем коробочку со спорами, также подобны льняной пряже.
Сама коробочка представляет собой несколько частей – урночку, шейку и крышечку. Внутри неё находится маленькая колонка. Она как раз и содержит бесплодные клетки, из которых в результате редукционного деления созревают гаплоидные споры. Урночка заканчивается кольцом. После завершения процесса созревания это колечко под дуновением ветра легко отделяет урночку и крышечку от стебля. Споры осыпаются на землю, и важный жизненный цикл растения начинается снова.
Стадии жизненного цикла мха
Бесполые споры в процессе «созревания» становятся гаплоидными спорами (содержащими половинный набор хромосом) в результате непрямого, редукционного деления.
Когда на влажную почву попадает гаплоидная спора, то она начинает прорастать, образуя протонему – нитчатый предросток. Из него формируется гаметофит – женский или мужской.
На верхушках разных стебельков-гаметофитов кукушкина льна развиваются антеридии и архегонии – мужские и женские половые органы. В архегониях созревают яйцеклетки, а в антеридиях – двужгутиковые сперматозоиды. Внешне мужские растения отличаются крупными листьями желтовато-коричневого цвета на верхушке. У женских растений такие листья отсутствуют.
Для успешного оплодотворения необходимы капли влаги, которые переносят сперматозоиды из антеридий к архегониям, где находятся яйцеклетки. Этому процессу способствует обычно дождь или сильная роса.
В результате слияния сперматозоида и яйцеклетки на верхушке женского растения формируется диплоидная зигота. Из неё вырастает новое поколение этого растения, спорофит или спорогон. И представляет собой коробочку-спорангий, в которой созревают споры.
Нами рассмотрена последовательность стадий жизненного цикла мха.
Строение мха кукушкин лен
Тело мхов по структуре похоже на водоросли, поскольку тоже состоит из слоевища. Тем не менее может иметь строение, напоминающее стебли и листья. К почве прикрепляется с помощью ризоидов. Эти растения способны поглощать воду и минеральные вещества не только непосредственно ризоидами, но и всем телом.
Ценность мха в природе
В целом мхи – это важнейший компонент экологической системы нашей планеты. Жизненный цикл мхов отличается от цикла других высших растений. Они хорошо выживают на бедных питательными веществами почвах. Заселяют те места, что подверглись неблагоприятному антропогенному воздействию. Таким образом подготавливая землю к восстановлению. Ведь, отмирая, мох образует полезный почвенный субстрат, на котором впоследствии будут произрастать другие растения.
Мхи – это индикаторы загрязнения окружающей среды, в частности, атмосферы. Поскольку некоторые виды мхов не произрастают в тех местах, где в воздухе превышена концентрация сернистого газа. По отсутствию в традиционных местах обитания определенных видов мхов можно судить и о загрязнении атмосферы. Впрочем, также мхи свидетельствуют об изменениях в почвах, и многом другом.
Мхи берегут хрупкое равновесие в районах вечной мерзлоты, укрывая грунт от солнечных лучей. Сохраняя, таким образом, экологическое равновесие.
Теперь, если вас попросят: «Охарактеризуйте жизненный цикл мха», то вы легко сможете это сделать.
Источник: fb.ru
Источник