Цикл развития мха кукушкин лен – Цикл развития листостебельного мха на примере мха кукушкин лен

Цикл развития листостебельного мха на примере мха кукушкин лен

В цикле развития взрослые растения мха представлены раздельнополымигаметофитами. Растения кукушкин лен имеют вертикальныйстебель, длиной до 40 см, со спирально расположенными в три ряда редуцированнымилистьями, закрепленный в почверизоидами. В центре стебля проходит концентрический проводящий тяж, среднюю часть которого занимают водопроводные клетки –гидроиды(восходящий поток), а периферийную –липтоиды– проводящие клетки органических соединений (нисходящий поток). На верхушке мужских растений находятсяантеридии, в которых происходит формированиесперматозоидов, на верхушках женских –архегониисяйцеклетками. Оплодотворение происходит с помощью капель воды. Выбивая из антеридиев сперматозоиды, капли дождя отражаются на архегонии соседних растений. По воде сперматозоиды проникают в брюшко архегониев, где оплодотворяют яйцеклетки. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается

спорофит, который своейстопойврастает в гаметофит.Ножкаспорофита в процессе роста вытягивается в длину на 15-20 см, на верхушке которой образуетсякоробочкасоспорангиями, закрытаякрышкой. Край коробочки часто имеет зубчатый край, называемыйперистомом. Вызревание спорофита длится до 6 месяцев (у других мхов до 18). В спорангиях спорофита происходит формирование спор из клеток спорогенной ткани, путем деления последнихмейозом. После созревания спор крышка коробочки открывается, и споры рассеиваются через перистом. В благоприятных условиях споры прорастают впротонемы– нитевидные хлорофилльные выросты (таллом). Из пазушных почковидных структур протонем вырастают гаметофиты следующего поколения соответствующего пола.

Рис. 32. Схема жизненного цикла мха кукушкин лён

Рис. 33. Жизненный цикл мха кукушкин лён

Хвощевидные – отдел высших споровых растений, в настоящее время отнесён в подотдел Хвощёвые отдела Папоротниковидные и насчитывает 15 видов. Хвощёвые характеризуются наличиемпобегов, состоящих из чётко выраженныхметамеров(междоузлийиузловс мутовчатым расположениемлистьев). Спорофиты в анатомическом строении напоминают строение покрытосеменных злаковых растений. Бесполое размножение осуществляется разнополымиспорами, вегетативное –корневищами(подземными побегами).

Цикл развития хвощёвых на примере хвоща полевого

В цикле развития хвоща полевого преобладает спорофит– взрослое, многолетнее растение, состоящее изкорневища, закрепленного в почвепридаточными корнями

. Весной из почек корневища на поверхность почвы вырастаетспороносный, бесхлорофилльный вертикальныйпобег(стебель) с мутовчатым расположением редуцированных (маленьких) листьев, заканчивающийся спороносным колоском (стробилом). Сам спороносный колосок в своем строении имеетось, на которой размещены зонтиковидные спороносные листья (щитки на ножках) –спорофиллы. С нижней стороны спорофиллов, обращенной к оси стробила, находится от 5 до 10спорангиев. В спорангиях в результате редукционного делениямейозомклетокспорогенной ткани(2n) образуются гаплоидные, морфологически одинаковые, но разнополыеспоры(мужские и обоеполые). Оболочки спор имеют специальные выросты –элатеры, которые скручены спирально вокруг спор во влажном состоянии, а при подсыхании разворачиваются. Это позволяет спорам цепляться друг за друга и распространяться группами. После созревания спор спороносные листья стробила размыкаются, спорангии лопаются и споры разносятся ветром. Вследствие содержания в спорах хлоропластов они быстро (в течение 3-х недель) теряют всхожесть. Попадая на увлажненный илистый грунт, группы спор прорастают в хлорофиллоносные
гаметофиты
в виде лопастных пластинок, закрепляющихся в субстратеризоидами. Гаметофиты достигают половой зрелости через 3-5 недель после прорастания. На мужских гаметофитах, меньшего размера, образуютсяантеридии– мужские гаметангии, в которых образуются многожгутиковыесперматозоиды. На двуполых гаметофитах, более рассеченной формы,архегонии(женские гаметангии) развиваются раньше антеридиев, что увеличивает вероятность перекрестного оплодотворения. Для достижения сперматозоидами яйцеклеток, находящихся в архегониях, необходимавода. На одном гаметофите могут быть оплодотворены сразу несколько яйцеклеток, из которых в дальнейшем развиваютсязародыши, есть молодые спорофиты. Зародыши крепятся стопой к животику архегония и получают из гаметофита необходимые питательные вещества для развития, формируя зачаточный корешок, стебель и почку. После формирования, зародышевый корешок начинает расти, закрепляется в почве и молодой спорофит отсоединяется от гаметофита, который через некоторое время отмирает. После спороношения
весенние
(спороносные)побегиотмирают и из почек корневища вырастают зеленыеассимиляционные побеги. Ассимиляционные побеги имеют вертикальныйстебельс мутовчатым расположением на нембоковых ветвейилистьевпод ними. Они выполняют функцию образования органических соединений в процессе фотосинтеза и накопления их в корневище. В конце вегетационного периода ассимиляционные побеги отмирают, остается корневище, которое зимует в почве.

Рис. 34. Схема жизненного цикла хвоща полевого

Рис. 35. Жизненный цикл хвоща полевого

Плауновидные – отдел высших споровых растений, представлен 1200 видами. Характеризуются наличием развитой проводящей системы, корнепобеговым типом строения спорофитов и талломным строением гаметофитов, бесполым размножением спорами и вегетативным размножением надземными побегами.

studfile.net

Мхи, подготовка к ЕГЭ по биологии

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 проводящей системы. Механические ткани развиты слабо, так что по совокупности причин рост в высоту для мхов оказывается затруднительным (ограниченным).

Кукушкин лен
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.

Кукушкин лен

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.

Строение коробочки мха
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 почку, где прорастает в протонему. Протнема — 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 😉

Жизненный цикл мхов
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).

Жизненный цикл мхов

©Беллевич Юрий Сергеевич

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.

studarium.ru

Жизненный цикл мхов (кукушкин лён) — МегаЛекции

Понятие о жизненном цикле растений

В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового размножения и связанное с этим чередований поколений.

Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом (n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются в половых органах путём митоза: сперматозоиды (n) — в антеридиях (n), яйцеклетки (n) – в архегониях (n) .

Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).

После слияния гамет (n) образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n), а из неё развивается путём митоза бесполое поколение – спорофит (2n). В специальных органах — спорангиях (2n) спорофита (2n) после мейоза образуются гаплоидные споры (n), при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты (n).

Жизненный цикл зелёных водорослей

В жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит (n), то есть клетки их слоевища гаплоидны (n). При наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма) происходит половое размножение – образуются гаметы (n), которые попарно сливаются в зиготу (2n). Зигота (2n), покрытая оболочкой зимует, после чего при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n).

Схема 1.Жизненный цикл зелёных водорослей.

Практикум

Задача 1.Какой набор хромосом характерен для клеток слоевища улотрикса и для его гамет? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.

Ответ:

1. В клетках слоевища гаплоидный набор хромосом (n), они развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.

2. В гаметах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток слоевища с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.

Задача 2.Какой набор хромосом характерен для зиготы и для спор зелёных водорослей? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.



Ответ:

1. В зиготе диплоидный набор хромосом (2n), она образуется при слиянии гамет с гаплоидным набором хромосом (n).

2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.

Жизненный цикл мхов (кукушкин лён)

У мхов в цикле развития преобладает половое поколение (n). Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). На мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n). С помощью воды (во время дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение, возникает зигота (2n). Зигота находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит (2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт женского гаметофита (n).

В коробочке спорофита (2n) путём мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры – мужские и макроспоры – женские. Из спор (n) путём митоза развиваются сначала предростки, а затем взрослые растения (n).

Схема. Жизненный цикл мха (кукушкин лён)

Задача 3. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.

Ответ:

1. В гаметах мха кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из антеридиев (n) и архегониев (n) мужского и женского гаметофитов с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.

2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток спорофита — коробочки на ножке с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.

Задача 4. Какой хромосомный набор характерен для клеток листьев и коробочки на ножке кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.

Ответ:

1. В клетках листьев кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они, как и всё растение, развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.

2. В клетках коробочки на ножке диплоидный набор хромосом (2n), она развивается из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.


Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

Мох кукушкин лен | Лесная кладовая

Здравствуйте, дорогой читатель!

Зеленый мох кукушкин лен, один из самых распространенных мхов нашего леса, в то же время – один из немногих, получивших в русском языке собственное имя. Это не случайно, конечно. Ведь мох этот применялся и применяется до сих пор – при строительстве деревянных домов его укладывают меж венцами строящегося дома в качестве утеплителя. Да и народная медицина не обошла это растение своим вниманием.

Кстати, о названиях… Мох кукушкин лен назван «льном», вероятно, за некоторое сходство с молодыми побегами настоящего полевого льна. Хотя, на мой взгляд, больше он все же похож на молоденькие елочки, только что вылезшие из почвы. Почему «кукушкин», сказать труднее. Утверждают, мол, коробочка этого льна похожа на «кукушку, сидящую на шесте». Не уверен, сходства нахожу мало. Может, фантазии не хватает…

У нас этот мох называют «железняком» – за прочные длинные стебли. А еще одно, едва ли не самое распространенное название кукушкина льна – «красный мох». Его коричнево-красные стебли видны даже сквозь листья. А уж когда мох в стене полежит, и листочки осыплются… Лежать же там, совершенно не утрачивая своих свойств, мох этот способен многие десятилетия! «Железняк», «красный мох» – лучший строительный мох, так-то вот!

Описание и фото мха кукушкина льна

Кукушкин лен, или политрих обыкновенный (Polytrichum commune) – многолетнее споровое растение, листостебельный зеленый мох из семейства политриховых. Больше всего отдельный побег этого мха напоминает деревце в миниатюре. Темно-зеленые, узкие и довольно длинные листочки мха, располагаясь по спирали, покрывают почти все растение. Вместо корней у мха развиваются ризоиды. Широко распространен в лесной зоне, особенно в хвойных лесах, а также в лесотундре и тундре.

Кукушкин лен веснойКукушкин лен весной

Мох кукушкин лен весной

Побеги мха вырастают обычно на 10 – 15 сантиметров, но в благоприятных условиях могут вытянуться и на полметра! Что же это за благоприятные условия? Почвы мох кукушкин лен предпочитает влажные, поэтому поселяется в ельниках, в низинках, около болот и на болотах, а также на сырых луговинах.

А еще, как и большинство растений, любит этот мох солнечный свет. В темном ельнике, даже на плодородной и сырой почве, он в своем росте будет ограничен. Сильно разрастаться не дают конкуренты. А вот если лес вырубить…

Вот тогда и наступает время кукушкина льна! Он вытягивается в длину, агрессивно захватывает новые участки, плотными подушками затягивает почву. Ни одно семечко не пробьется к земле через этот покров! Активно заселяет мох кукушкин лен не только вырубки, но и гари после лесных пожаров – те участки, что посырее.

Мох способен хорошо впитывать воду. Кроме того, под покровом густого мха почва меньше высыхает. Воздух в куртине всегда более влажный. Поэтому активное разрастание кукушкина льна – первый шаг к заболачиванию леса.

Вот и не любят этот мох лесники! Ведь его обилие будет препятствовать лесовосстановлению. С кукушкиным льном лесникам приходится бороться. А это – лишняя забота! А кто ж их любит, лишние заботы?!

Только, ежели разобраться, кто ж виноват в чрезмерном разрастании этого мха? Да человек, конечно. В лесу нетронутом таких возможностей у него нет. А, стало быть, «любишь кататься…»

Кукушкин лен веснойКукушкин лен весной.

Жизненный цикл мха кукушкина льна

Как у всех мхов, у кукушкина льна в жизненном цикле преобладает гаметофит. Наверное, нелишне напомнить, что это такое поколение в жизни растений, в клетках которого содержится лишь гаплоидный (одинарный) набор хромосом, а на гаметофите в специальных органах развиваются половые клетки, мужские и женские. Стебель, листья – все, что мы видим на фото кукушкина льна – а также ризоиды, и есть его гаметофит.

Кукушкин ленКукушкин лен

Главная жизненная форма кукушкина льна — гаметофит

Мужские половые органы – антеридии – развиваются на одних побегах кукушкина льна, женские – архегонии – на других. Подобные растения (не только мхи) принято называть двудомными. Созревшие сперматозоиды должны попасть к яйцеклеткам. А для этого нужна вода, хотя бы дождевая.

После оплодотворения из яйцеклетки вырастет растение нового поколения – спорофит. Уже с двойным, диплоидным набором хромосом в клетках. Спорофит мхов живет за счет гаметофита, и называют его спорогоном. У кукушкина льна это ножка с коробочкой – спорангием на конце. Понятно, что вырастает спорогон только на женских растениях.

На фото кукушкина льна видно, что растет этот новый организм на верхушке главного побега. Мхи с подобным расположением спорогона называют верхоплодными. С образованием его рост побега прекращается.

Кукушкин ленКукушкин лен

Мох кукушкин лен осенью

Созревшие споры разносит ветер. Часть из них прорастет. И с зеленой ниточки начнется жизнь нового растения в вечном круговороте жизни.

Эта красивая картинка — схема довольно наглядно представляет жизненный цикл мха кукушкина льна. Вечный круговорот жизни…

zhiznennyj_ciklzhiznennyj_cikl

Великолепно размножается мох и вегетативно – приживаются даже небольшие участки побега. Поселить его в саду не составит никаких проблем – был бы лишь сыроватый участок. Не уверен, правда, что это стоит делать… Для любителей мхов есть достаточно много и более декоративных, и менее агрессивных лесных мхов. Но решать садоводам.

Как используют мох кукушкин лен

Несмотря на обилие различных утеплителей, лесные мхи остаются достаточно популярным материалом для конопатки стен деревянных зданий. Издавна бревна в венцах строящейся избы укладывали «на мох». Это, и только это позволяло сберечь в доме драгоценное тепло.

А лучшие мхи для строительства – кукушкин лен и сфагнум. О сфагнуме в следующий раз, не забудьте подписаться на обновления блога. А для правильного использования кукушкина льна нужно знать несколько простых правил.

Правило первое. Не берите мох на болоте – там он слишком влажный, и будет трудно его подсушить до нормы. Поищите в ельнике, там, где растет черника.

Правило второе. Вырванные пучки кукушкина льна собирают в ленты длиной около 40 сантиметров, выбрасывают мусор, перевязывают эти пучки (хотя бы травой) и укладывают в мешки.

Правило третье. Сырой мох нужно подсушить. Но и пересушивать его нельзя – будет крошиться. В сухое лето собранный не на болоте мох можно вообще не сушить. Если же погода дождливая, привезенный из леса материал развешивают под навесом на специальных вешалах из досок, подсушивают, и снова складывают в мешки.

Правило четвертое, последнее. Ленты из мха кукушкиного льна, немножко распушив, укладывают на ряд бревен поперек, так, чтоб концы свисали со сруба наружу и внутрь будущего здания, и оно почти пряталось за моховой завесой. Причем одна лента должна частично другую перекрывать, а толщина слоя мха не должна быть меньше полутора сантиметров. При высыхании и сам сруб, и мох дадут усадку, а ведь нужно надежно изолировать помещение от наружного воздуха. Свисающие же концы мха подворачиваются и уплотняются конопаткой в пазах между венцами.

Народная медицина использует мох кукушкин лен при лечении некоторых заболеваний простудного характера, при маточных кровотечениях. Однако фармацевтическая ценность мха наукой не доказана. Впрочем, быть может наука еще до этого и не дошла…

Отвар из кукушкина льна используют для укрепления волос. Впрочем, крапива подходит для этого никак не хуже, а найти ее не в пример проще.

Вот таков он, лесной мох кукушкин лен – и «агрессор», и природный утеплитель. Интересное лесное растение из класса настоящих мхов.

С уважением, Александр Силиванов

Жду Ваш (именно Ваш!) комментарий, дорогой читатель!

Подписаться на новости? Кликните по картинке!
zhiznennyj_ciklzhiznennyj_cikl

Если же есть желание чуточку поразвлечься – предлагаю собрать несложный пазл. Просто дождитесь его полной загрузки и играйте!

lesnoy-dar.ru

Цикл развития мхов на примере кукушкина льна – растение маршанции представлено

Развитие мохообразных не отличается от других высших растений и представляет собой чередование гаплоидной и диплоидной фаз развития. Преобладающим поколением является гаметофит. Он развивается из споры, ядро которой имеет гаплоидный набор хромосом, поэтому все клетки гаметофита тоже гаплоидные. Первоначально из споры развивается протонема, имеющая вид ветвящейся нитчатой водоросли или пластинки. Никакого запаса питательных веществ спора не содержит, поэтому молодой гаметофит должен их синтезировать самостоятельно посредством фотосинтеза. Наличие необходимой для этого хлоренхимы определяет зеленую окраску гаметофита. Дальнейшее развитие растения из протонемы зависит от его систематического положения.

 

У печеночных мхов многократное деление верхушечной клетки в трех плоскостях дает начало пластинчатым структурам, на которых впоследствии разовьются половые органы, в связи с чем они получили название гаметофоров (). Более сложное формирование гаметофита происходит у лиственных мхов. Их гаметофоры имеют вид облиственных побегов, и развиваются они из почек, которые формируются на протонеме.

 

На гаметофорах образуются половые органы — женские архегонии и мужские антеридии. Чаще всего на одном растении развиваются органы только одного пола — двудомные мхи, но нередко имеет место двудомность (когда на одной особи формируются как женские половые органы, так и мужские). Наконец, у отдельных форм отмечается многодомность. В этом случае на одном растении образуются как однополые гаметофоры, так и обоеполые. Архегонии и антеридии обычно располагаются группами и в типичном случае окружены различного рода защитными образованиями. Чаще всего с помощью подставок они возвышаются над поверхностью гаметофита, но нередко погружаются в его глубину.

 

Антеридии представляют собой овальные тельца, окруженные тонкой однослойной оболочкой. Они наполнены сперматогенными клетками, которые при митотическом делении дают начало двум подвижным сперматозоидам, снабженным двумя жгутиками. Напомним, что клетки гаметофита изначально гаплоидные, поэтому половые клетки образуются не в результате мейо- за, как это обычно имеет место у диплоидных организмов, а посредством митоза.

Архегоний устроен сложнее и обычно представляет собой структуру, по своей форме напоминающую бутылку. В утолщенной его части, называемой брюшком, находится крупная яйцеклетка, которая также образуется в результате митоза. Внутри суженной шейки в один ряд располагаются шейковые клетки, одна из которых — брюшная шейковая клетка — находится над яйцеклеткой.

 

Несмотря на то обстоятельство, что мохообразные представляют собой наземные растения, оплодотворение у них возможно только в присутствии капельно-жидкой воды. Через шейку сперматозоиды проникают в брюшко архегония и оплодотворяют находящуюся там яйцеклетку. В результате образуется диплоидная зигота, которая по прошествии определенного периода покоя дает начало диплоидному поколению — спорофиту.

 

Спорофит мохообразных называется спорогон и среди всех высших растений устроен наиболее просто. В типичном случае он представляет собой коробочку, представляющую собой спорангий, которая посредством ножки переходит в тело гамето- фита. Разросшаяся и видоизмененная верхняя стенка архегония прикрывает коробочку и называется колпачком, или калиптрой. Не обладая зеленой окраской, спорогон современных мохообразных не содержит хлорофилла и не способен самостоятельно снабжать себя органическими соединениями. Поэтому все нужные для развития вещества спорогон получает от гаметофита посредством проникающей в его ткани нижней расширенной части ножки — гаустории. Внутри коробочки многочисленные материнские клетки спор делятся мейозом и дают начало тетрадам гаплоидных спор, посредством которых осуществляется бесполое размножение мохообразных ( 208). У печеночных мхов в коробочке среди спор находятся особые клетки, которые видоизменяются в пружинки — элатеры. Они обладают гигроскопичностью, т. е. способностью втягивать в себя пары воды при повышении влажности атмосферного воздуха. При этом элатеры раскручиваются, а при понижении влажности вновь скручиваются, перемешивая и разрыхляя при этом массу спор, что способствует выталкиванию их из коробочки после того, как она раскрывается несколькими створками.

 

Лиственные мхи элатерами не обладают. Проблема равномерного рассеивания спор у них решается благодаря особой структуре — перистому. Он представляет собой множество мелких зубчиков, расположенных в один или несколько рядов вокруг расширенной части коробочки (урночки). Подобно элатерам, зубцы перистома гигроскопичны. Во влажную погоду они насыщаются водой, что приводит к их деформации и перекрытию отверстий в коробочке. Споры при этом не выбрасываются, но и вода не может попасть в коробочку. В сухую погоду происходит обратный процесс.

Мох кукушкин лен: строение и размножение растения

Зубцы перистома высыхают и отгибаются наружу, открывая тем самым отверстия в коробочке, и споры, выпадающие из нее, подхватываются ветром и переносятся на расстояния, нередко значительно отдаленные от материнского растения. Громадное большинство спор гибнет, попадая в неблагоприятную среду, но спор производится так много, что часть их обязательно оказывается во влажной почве и там из них прорастает протонема, давая начало молодому гаметофиту

 

Наряду с описанным выше циклом развития со сменой гаметофитного и спорофитного поколений у мохообразных также широко распространено вегетативное размножение. У печеночников образуются выводковые тельца и выводковые корзиночки, а у листостебельных мхов почти из всех структур гаметофита могут образовываться вторичные протонемы.

 

Значение мохообразных в природе довольно ограничено и, в основном, заключается в почвообразовании. Сами эти растения не испытывают потребности в питательном субстрате в той степени, как это присуще другим высшим растениям, поскольку они не обладают корнями и необходимые им вещества способны всасывать всей поверхностью тела. Поэтому мохообразные одними из первых (наряду с лишайниками) заселяют голые скалы и другие места, доселе лишенные растительности, постепенно покрывая их сплошным ковром. Мохообразные малоуязвимы от биотических факторов, потому что очень слабо поражаются микроорганизмами, крайне неохотно поедаются насекомыми, птицами и травоядными животными (чаще всего они их просто не трогают вовсе) и, несмотря на медленный рост (который исчисляется всего лишь несколькими миллиметрами в год), в итоге дали колоссальные залежи торфа, который образуется из-за неполного гниения постепенно отмирающих нижних частей растений. Кроме того, мохообразные участвуют в регуляции водного баланса, так как они задерживают воду и переводят ее в состояние грунтовой. Нередко это приводит к заболачиванию почв и, соответственно, ухудшению их продуктивности. Следует отметить также способность мохообразных накапливать в своем теле соли тяжелых металлов и радионуклеиды.

 

Использование мохообразных в хозяйственной деятельности человека более значительно и, прежде всего, основывается на эксплуатации торфа.

По залежам торфа Россия занимает первое место в мире. На отдельных месторождениях толщина торфяного пласта может быть весьма значительной и достигать нескольких метров (до десяти). Чаще всего торф используют в сельском хозяйстве в качестве органического удобрения и как мульчирующий субстрат для улучшения аэрационного качества тяжелых глинистых почв, делая их структуру более «легкой». Торф используется как топливо. Кроме того, торф активно применяется в строительной индустрии благодаря своим высоким теплоизолирующим свойствам. Менее широко мохообразные используются в медицине. В частности, сфагнум обладает бактерицидным свойством и хорошо впитывает, что позволило широко применять его во время Второй мировой войны (дешевизна и распространенность мха была в тот период особенно важна в условиях повсеместного дефицита медикаментов).

 

laservirta.ru

2. Особенности цикла развития мхов на примере Polytrichum commune.(кукушкин лён)

Кукушкин лен (Polytrichum commune) — является характерным представителем листостебельных мхов. Он произрастает в лесах и на болотах, образуя густые плотные скопления, которые называют дерновины.

Тело мха кукушкин лен расчленено на тонкий, округлый, красноватого цвета стебель и узкие, зеленые листочки. Стебель густо облиствен, но снизу листья отсутствуют. По сравнению с другими видами мхов кукушкин лен обладает большой высотой; он достигает высоты 20—40 см.К земле прикрепляется ризоидами.

Размножается кукушкин лен спорами. У него хорошо выражена смена поколений. Это двудомное растение. Половые органы образуются на верхушке стеблей.

Мужские экземпляры кукушкина льна имеют характерное расположение листьев на верхушке стеблей. Здесь образуются более крупные листья, сидят они значительно гуще в виде розеточки и имеют красноватую окраску. По такому расположению листочков легко узнать мужские экземпляры. Архегонии имеют колбообразную форму, расположены на верхушке стебля женского растения, которое, в отличие от мужского, не заканчивается розеткой из красных листочков.

Оплодотворение происходит ранней весной

когда низкие места, на которых произрастают мхи, заливаются водой. Один из сперматозоидов проникает к яйцеклетке через слизистый канал шейки архегония и оплодотворяет ее. Из оплодотворенной яйцеклетки вырастает спорофит (коробочка, ножка, гаустория). Спорогон ограничен в росте.

Перистом открывается, высвобождая споры, в ответ на изменение влажности воздуха. Во влажных условиях зубцы колец сцеплены между собой, а когда коробочка высыхает, споры могут рассеиваться ветром.

Спора, опадая на землю, при наличии достаточного количества влаги прорастает, образуя первичную нитчатую протонему, на которой возникают почки, дающие начало облиственным стеблям, гаметофитам. У кукушкина льна гаметофит по своим размерам преобладает над спорофитом. Половое же поколение этого мха не может жить без свободной воды, так как не имеет еще корней и потому основную массу ее получает не из почвы, а из атмосферы. Свободная вода необходима половому поколению кукушкина льна и для осуществления полового процесса, для передвижения сперматозоидов.

Кукушкин лен—растение многолетнее. После освобождения от сперматозоидов мужские экземпляры не гибнут, они продолжают расти и на следующий год на верхушке их снова образуются антеридии. Не гибнут и женские экземпляры, после рассеивания спор спорогон на них падает, а растения продолжают расти, и на следующую весну на верхушке стебелька их снова образуются архегонии.Элатер нет.

Кукушкин лен участвует в почвообразовании, может вызвать заболачивание мест обитания.

3. Анатомо-морфологические и биологические особенности Sphagnum sp.

Подкласс Sphagnidae — Сфагновые мхи

Порядок Sphagnales — Сфагновые

Семейство Sphagnaceae — Сфагновые

Sphagnum sр. — Сфагнум

К подклассу сфагновых относится единственный род сфагнум (Sphagnum), объединяющий свыше 300 видов . Виды рода сфагнум крупные, мягкие, беловато-зеленые, бурые или красноватые мхи. Чаще всего это растения влажных местообитаний. Стебель прямостоячий, с густооблиственными ветвями, на верхушке ветви собраны в головку. Листья у сфагновых однослойные и состоят из двух типов клеток: хлорофиллоносных и бесцветных мертвых водоносных. Стебель покрыт снаружи этими мёртвыми клетками. Именно обилие мертвых клеток-резервуаров позволяет сфагнуму долго сохранять запас воды и питать ей живые клетки.Гаметофиты — однодомные и двудомные.

Сфагнум — многолетнее растение . Cфагнум не имеет ризоидов (тонких нитей, состоящих из одного ряда клеток). Он впитывает воду всей своей поверхностью. Побег неограниченно долго нарастает верхней частью, постепенно отмирая снизу. При недостатке воды сфагнум высыхает, жизнедеятельность его приостанавливается, но растение не погибает: стоит лишь пойти дождю — сфагнум вновь продолжает рост.

Сфагновые мхи особенно широко представлены в умеренной зоне северного полушария. В подавляющем большинстве это обитатели влажных местообитаний.

Антеридии образуются в пазухах листьев на разветвлениях стебля. Около них листья окрашены в красноватый цвет. Архегонии на укороченных разветвлениях. В результате слияния сперматозоида с яйцеклеткой возникает зигота, которая представляет собой –спорогон (коробочка, нажка , гаустория) . Ножка сильно укорочена, луковицеобразная, но ко времени созревания спор верхушка стебля гаметофита сильно вырастает и выносит коробочку кверху (ложная ножка). Стенка коробочки прочная, многослойная. При созревании спор коробочка ссыхается, давление воздуха внутри неё повышается и крышечка резко, с хлопком отбрасывается. При этом их коробочки вылетает облачко спор на площадь до 10см. Элатер нет.

Из спор образуется сначала зеленая пластинчатая протонема, а затем из почек, расположенных на ней, — взрослый гаметофит, который и доминирует в жизненном цикле.

Сфагнум формирует самые мощные торфяные залежи верховых болот. Торфиспользуется в качестве топлива, подстилки для домашних животных, удобрения. Из торфа можно получить воск, парафин, краски, изготовить бумагу и картон. В строительстве торф используется как теплоизолирующий материал.

Класс Hepaticopsida – Печёночники

studfile.net

Лекция 10. Моховидные (Bryophyta)

Моховидные, общая характеристика. Если у низших растений (водорослей) отсутствовали ткани и органы, то в воздушной среде у псилофитов силурийского периода палеозоя появляются механические, покровные и проводящие ткани, обеспечивающие возможность жизни в воздушной среде. Появление тканей привело к появлению высших наземных растений, самой примитивной группой среди которых являются моховидные. Считается, что моховидные и сосудистые растения произошли независимо друг от друга от различных групп зеленых водорослей. Родство зеленых водорослей и высших растений подтверждается одинаковым набором фотосинтетических пигментов и накоплением питательных веществ в пластидах, а не в цитоплазме клеток, как у других групп водорослей.

У моховидных, так же как водорослей, корни отсутствуют, их функцию выполняют нитевидные выросты в нижней части стебля – ризоиды. Воду они поглощают слабо, вода захватывается всей поверхностью тела, поэтому они предпочитают места обитания с повышенной влажностью и жизненные формы моховидных – однолетние и многолетние травянистые растения.

Основная особенность, отличающая моховидные растения от высших споровых растений, это преобладание в жизненном цикле гаплоидного гаметофита, на котором развивается диплоидный спорофит. «Стебель» и «листья» мхов – это не настоящие стебель и листья, это образования гаметофита, спорофит (коробочка на ножке) развивается на гаметофите и полностью от него зависит. У всех остальных высших сосудистых растений в жизненном цикле доминирует диплоидный спорофит, гаплоидные гаметофиты все больше редуцируются.

Проводящие ткани – наиболее примитивные среди всех высших растений, настоящая ксилема и флоэма отсутствуют. Только у наиболее сложно устроенных моховидных появились клетки, напоминающие проводящие ткани ксилемы и флоэмы.

Размножение, как и у водорослей, тесно связано с водой, мужские половые клетки развиваются в мужских гаметангиях гаметофита – антеридиях, яйцеклетки образуются в женских гаметангиях – архегониях. Сперматозоиды по воде добираются до яйцеклеток, происходит оплодотворение и из диплоидной зиготы на гаметофите развивается небольшой спорофит.

Споры образуются путем мейоза и из спор (одноклеточных образований) в благоприятных условиях вновь формируются гаметофиты. Споры морфологически одинаковы, это тоже примитивный признак, все моховидные – равноспоровые растения. Но у многих моховидных споры физиологически неравноценны, из одних развиваются гаметофиты, образующие антеридии, из других – образующие архегонии, то есть у многих моховидных гаметофиты двудомные.

Отдел объединяет около 25 тыс. современных видов и делится на три класса: Антоцеротовые мхи, Печеночники и Листостебельные мхи.

Класс Листостебельные мхи. Кукушкин лен. Кукушкин лен – один из наиболее широко распространенных представителей подкласса Зеленые мхи (рис. 66). Произрастает на влажных местах, в болотах, заболоченных лесах. Это многолетнее растение, достигающее высоты 15-40 см. Произрастает группами, образуя крупные подушковидные дернины.»Стебель» мха прямостоячий, неветвящийся. В центре располагаются более вытянутые клетки, соответствующие ксилеме и флоэме. «Стебель» густо покрыт узкими линейно-ланцетными «листьями». Они состоят из нескольких слоев клеток. У основания стебля развиваются многоклеточные нитевидные аналоги корней – ризоиды.

Кукушкин лен относится к двудомным растениям (рис. .). На мужском гаметофите, на верхушке, между красноватыми «листочками», образующими розетку, располагаются мужские половые органы – антеридии, в которых образуются двужгутиковые сперматозоиды. Антеридии имеют вид продолговатых или округлых мешочков на ножке. На женском гаметофите образуются женские гаметангии (половые органы) – колбовидные архегонии. В брюшке архегония развивается яйцеклетка. Как и антеридии, архегонии располагаются на верхушке растения. При созревании архегония шейковые и брюшные клетки ослизняются, и на их месте формируется узкий канал, по которому сперматозоиды могут проникнуть к яйцеклетке. Оплодотворение происходит в дождливую погоду, так как для передвижения сперматозоидов необходима водная среда.

Рис. 67. Цикл развития мха кукушкин лен:
1 – гаметофит; 2 – спорофит; 3 – коробочка; 4 – колпачок; 5 – споры; 6 – протонема; 7 – мужской гаметофит; 8 – антеридии; 9 – женский гаметофит;
10 – движение сперматозоидов к архегониям; 11 – архегонии.

Сперматозоиды обладают положительным хемотаксисом к содержимому слизи архегония, передвигаясь по воде, проникают внутрь архегония, в котором происходит слияние одного из них с яйцеклеткой.

Через несколько месяцев из зиготы прорастает спорофит. Спорофит кукушкина льна состоит из гаустории, ножки и коробочки. Гаустория (присоска) служит для внедрения в тело гаметофита. На ранней стадии спорофит зеленый и способен к фотосинтезу, позднее желтеет, затем становится оранжевым и, наконец, бурым и полностью переходит к питанию за счет гаметофита. На верхнем конце коробочки до созревания находится колпачок, калиптра. Он развивается из стенки брюшка архегония и остается гаплоидным. В коробочках путем мейотического деления происходит образование спор (спорическая редукция). Все споры морфологически одинаковы, но физиологически отличаются.

После созревания колпачок и крышечка отпадают, и споры легко рассеиваются с помощью ветра. При благоприятных условиях спора прорастает в тонкую ветвящуюся зеленую нить – протонему, или предросток. С нее начинается развитие нового гаметофита. На протонеме образуются почки, из которых развиваются гаметофиты – взрослые растения мха, какого-либо одного пола, имеющие гаплоидный набор хромосом. Таким образом, у кукушкина льна, как и всех остальных моховидных, да и для всех остальных наземных растений, характерно чередование гаплоидного (n) и диплоидного (2n) поколений (гаметофита и спорофита). Спорофит, как правило, паразитирует на гаметофите (исключение составляют Антоцеротовые).

Торфяной мох сфагнум. К сфагновым мхам относится свыше 300 видов единственного рода сфагнум, распространенных преимущественно на севере Евразии и Америки. Здесь они занимают обширные площади, являясь основными образователями торфяных болот.

Мох сфагнум – небольшие растение (до 15—20 см), белесоватого цвета, боковые побеги которого густо покрыты узкими длинными листьями (рис. 68). Растет обычно плотными дернинами. Стебель взрослого растения ризоидов не имеет. Он ежегодно нарастает верхушкой, в то время как его нижняя часть постоянно отмирает. Спрессованные слои отмершего сфагнума образуют залежи торфа.

Листья сфагнума яйцевидной формы, без средней жилки. Они образованы одним слоем клеток двух типов: узкими длинными живыми, содержащих хлоропласты – ассимилирующие, образующие как бы сетку и широкими мертвыми гиалиновыми водоносными клетками со спиральными утолщениями, располагающимися между живыми.

Мертвые клетки имеют отверстия, поры и способны накапливать и удерживать большое количество воды (в 25—37 раз больше своего веса).

Рис. . Сфагновый мох:
1 – вертикальный побег; 2 – горизонтальный побег; 3 – коробочка со спорами; 4 – ассимилирующая (хлорофиллоносная) клетка; ​5 – гиалиновая (водоносная) клетка; б – пора; 7 – ложная ножка; 8 – гаустория; 9 – молодая протонема.

Сфагнум – однодомное растение, антеридии и архегонии формируются на боковых веточках в верхней части стебля. Оплодотворение яйцеклеток двужгутиковыми сперматозоидами происходит при наличии воды.

Из зиготы развивается спорофит, представленный круглой коробочкой. Гаустория спорофита врастает в подставку из тканей гаметофита – ложную ножку.

К моменту созревания спор (в результате мейоза) подставки удлиняются и коробочки поднимаются над облиственной частью стебля.

Во влажную погоду через устьица проникает воздух, при подсыхании коробочки устьица закрываются, давление в коробочке повышается и с отчетливым хлопком крышечка срывается, и облачко спор поднимается над коробочкой. Попав в благоприятные условия, споры прорастают в однослойную пластинчатую протонему, на которой возникают почки, дающие начало новым побегам мха.

Сфагнум в четыре раза гигроскопичнее ваты и содержит вещество – сфагнол, обладающее бактерицидным действием. Кроме того, сфагнум не только заболачивает, но и подкисляет почву до рН ниже 4. В кислой бактерицидной среде бактерии гниения погибают, а остатки растений оседают на дно и спрессовываются, превращаясь в торф.

Значение мхов. Моховидные в природе часто поселяются на таких субстратах и в таких местообитаниях, которые недоступны для других растений. В этом случае они выступают в роли пионерной растительности, играя большую роль в почвообразовательных процессах. Моховидные играют существенную роль в регуляции водного баланса суши. Они регулируют испарение влаги из почвы.

На лугах мхи препятствуют семенному возобновлению трав, в лесах – прорастанию семян деревьев. Аккумулируя воду, мхи вызывают заболачивание почв. Сфагновые и зеленые мхи являются основными торфообразователями. Наличие мохового покрова является одним из основных стабилизирующих факторов в условиях вечной мерзлоты.

Хозяйственное значение. Животные мхи не поедают. Торф применяют в качестве топлива, подстилки для домашних животных, удобрения. Путем сухой перегонки торфа получают метиловый спирт, сахарин, воск, парафин, краски, и т.д. Из торфа изготавливают бумагу и картон. В строительстве торф используется как теплоизолирующий и звукоизолирующий материал. Сфагнум имеет и медицинское значение – используется как прекрасный перевязочный материал.

Ключевые термины и понятия

1. Кукушкин лен. 2. Гаустория. 3. Равноспоровость моховидных. 4. Протонема. 5. Двудомность кукушкина льна. 6. Сфагнум. 7. Ассимилирующие и водоносные клетки сфагнума. 8. Пионерная растительность.

Основные вопросы для повторения

  1. Общая характеристика моховидных.
  2. Строение гаметофитов и спорофита кукушкина льна.
  3. Гаплоидные образования и структуры кукушкина льна.
  4. Строение гаметофита и спорофита сфагнума.
  5. Диплоидные образования и структуры сфагнума.

Автор: Пименов Анатолий Валентинович.
(Учитель биологии МОУ «Физико-технический лицей №1», г. Саратов)

sbio.info

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены | Группа компаний«chudopal group» | Карта сайта