Текст книги "Споровые растения"
Автор книги: Владислав Сивоглазов
Соавторы: Татьяна Козлова
сообщить о нарушении
Текущая страница: 2 (всего у книги 6 страниц)
(Andreaeidae)
Виды андреевых мхов распространены преимущественно в высокогорных областях всего земного шара, но главным образом в антарктических и арктических зонах. На каменистых субстратах в виде подушечек растут многолетние мелкие жесткие и хрупкие представители этого подкласса листостебельных мхов. Являются «пионерами» зарастания камней и скал, например такой вид, как андрея скальная. Растения этого вида закрепляются на камнях с помощью ризоидов, которые могут и внедряться в трещины камней, и стелиться по их поверхности. Эти мхи имеют цвет от красно-бурого до черно-бурого.
Андрея скальная
Подкласс Сфагновые(Sphagnidae)
Главная особенность мхов этого подкласса – прямостоячие стебли не имеют ризоидов. На стеблях пучковато располагаются веточки с однослойными листочками. На верхушках стеблей веточки собраны в головчатое образование. Спорогоны в виде шаровидных коробочек с крышечками поднимаются над верхушками стеблей на ложноножках. Сфагновые мхи часто называют белыми мхами, но есть виды сфагновых желтовато-зеленые, желтые, бурые, даже красноватые. Распространены по всей Земле, но особенно широко – в умеренной зоне Северного полушария, где образуют большие, так называемые верховые болота. Сфагновые мхи обладают противомикробными свойствами, содержат противоглистное вещество сфагнол.
(Sphagnum)
Этот род включает свыше 300 видов, а в России, представьте себе, произрастает около 40 видов сфагновых мхов.
В учебнике вы уже прочитали о строении сфагнума, узнали, что этот удивительный мох может впитывать и сохранять в своих стебельках и тонких листочках влаги в 20–25 раз больше собственной массы. Такое свойство объясняется особенностями клеточного строения. У сфагнума два типа клеток: одни – мелкие зеленые, содержат хлорофилл, участвуют в фотосинтезе; другие – крупные, отмершие, пустые, сообщающиеся между собой, способны накапливать и задерживать в себе воду. В водоносных клетках сфагнум запасает воду на черный день.
Для роста и развития сфагнума необходима мягкая вода – это вода, не содержащая минеральных солей. Такой водой является дождевая вода. Особенно угнетающе на жизнедеятельность сфагнума действует присутствие в воде солей кальция (такую воду называют жесткой), при наличии которых сфагнум постепенно прекращает рост. Поэтому на сырой почве, в которой содержатся минеральные соли, поселяются и развиваются только некоторые виды сфагнума.
Сфагнум оттопыренный
Поверхность болот и почву влажных лесов покрывают мощные ковры из сфагнума.
Сфагновые болота, как гигантские губки, впитывают и вбирают в себя все осадки, которые выпадают на протяжении года. А затем очень экономно и постепенно отдают эту влагу большим и малым рекам, приостанавливая их пересыхание даже в самые жаркие периоды летней жары и засухи. В связи с этим непродуманное и необоснованное осушение болот способно вызвать настоящую экологическую катастрофу.
Сфагновые мхи все время нарастают своей верхушкой, а их нижние части отмирают. Сфагнум называют мхом верховых болот.
Накапливаясь год за годом, отмершие мхи образуют залежи торфа. В массе торфа, лишенной кислорода и богатой особыми веществами, убивающими микроорганизмы, вредные грибки и бактерии не развиваются. Торф буквально «консервирует» все то, что в него попадает. Поэтому не случайно в толще торфа в прошлые времена, да и сейчас нередко находят кости давно вымерших животных, предметы обихода. В одном болоте были обнаружены останки воина в полном рыцарском снаряжении. Люди издавна использовали сфагнум не только как перевязочный материал, но и как дезинфицирующее средство, заменяя им йод. В ранах, закрытых сфагнумом, не развиваются гнойные бактерии.
Сфагнум трудно спутать с другими листостебельными мхами не только потому, что стебельки и верхняя часть каждого растения бледно-зеленая, а нижняя – белая, но и потому, что наверху среди розетки листьев поднимаются три небольших круглых спорогончика.
Подкласс Бриевые(Bryidae)
Это наиболее обширный и разнообразный подкласс из всех листостебельных мхов. В состав подкласса входит около 14 000 видов, в России встречается почти 2000 видов. В отличие от сфагновых мхов, бриевые имеют тонкие ризоиды, по большей части коричневатого цвета. В клетках ризоидов могут содержаться немногочисленные хлоропласты и лейкопласты.
(Polytrichum)
Многие виды этого рода образуют дернины в хвойных лесах, на лугах, болотах, где способствуют образованию торфяных залежей совместно со сфагнумами. Одним из наиболее высокорослых политрихумовых мхов является мох политрихум обыкновенный. У нас в России он получил поэтическое название кукушкин лен, высота стеблей которого может достигать 50 см, но обычная высота его 15–25 см.
Кукушкин лен (женские растения)
На коричневатых довольно прочных, даже жестковатых стеблях густо располагаются мелкие щетиновидные листочки.
Кукушкин лен – растение двудомное. Спорогоны, состоящие из коробочки, ножки и ее основания, развиваются на женских экземплярах политрихума обыкновенного. Каждая коробочка спорогона, покрытая сверху заостренным колпачком, имеет некоторое сходство с сидящей кукушкой.
Возможно, поэтому этот вид листостебельного мха получил такое удивительное название, как кукушкин лен.
Есть еще одна особенность строения спорогона политрихума обыкновенного, которая могла послужить поводом для его русского названия. На льняную пряжу несколько похожи тонкие, направленные вниз волоски, отходящие от легко опадающего колпачка спорогона. Вот и назвали этот вид мха – лен, а поскольку в лесу часто можно услышать «ку-ку, ку-ку», то решили связать название с кукушкой.
В процессе эволюции – длительного исторического развития – у кукушкина льна выработалось интересное приспособление, обеспечивающее сохранение спор в сырую погоду или во время обильных дождей.
Под крышечкой спорогона по краям коробочки располагаются зубчики, которые в сырую погоду, загибаясь внутрь, преграждают влаге путь к созревшим спорам. А в сухую погоду зубчики отгибаются наружу. Через отверстия между ними споры высыпаются на почву при покачивании коробочек ветром.
На нижней части стеблей кукушкина льна развиваются ризоиды. Они похожи на ветвистые волоски, с их помощью мох прикрепляется к почве. Поглощение воды в большей степени происходит всей поверхностью стебля и листьев.
Кукушкин лен произрастает чаше всего не в виде отдельных растений, а густыми дернинами, которые, задерживая и накапливая влагу, обеспечивают заболачивание того места, где они растут.
Кукушкин лен является основным компонентом нижнего яруса российских таежных лесов, которые называются лесами-долгомошниками.
Другие роды и виды листостебельных мховВ лесах умеренной зоны Северного полушария в условиях повышенной увлажненности подушкообразные дернинки образуют мхи рода Гипнум (Нурпит). У гипнума спорогоны формируются на горизонтально растущих побегах.
Гипнум и кукушкин лен подготавливают условия, необходимые для жизни сфагнума. Причем гипнум разрастается там, где вода содержит достаточное количество минеральных солей.
Небольшое семейство климациевых мхов произрастает исключительно в умеренной зоне Северного полушария, обычно во влажных местах. Семейство состоит из двух родов, для видов которых характерно наличие стелющегося подземного стебля. От него приподнимаются вторичные стебли, которые наверху красиво древовидно разветвляются. Такие стебли покрыты парафиллиями.
Живописный вид имеет мох древовидный климациум, обычный обитатель болотистых мест. На Дальнем Востоке в России произрастает климациум японский.
Климациум японский
Большинство видов рода Сплахнум (Splachnum) из семейства Сплахновые произрастает в арктических и умеренных широтах Северного полушария. В России встречается 6 видов.
Сплахнум красный
Характерной особенностью сплахновых мхов является то, что для их роста и развития необходимы готовые органические вещества. Такие вещества образуются при гниении остатков растений и животных.
Чаще всего виды сплахнума поселяются на растительных остатках. Северные виды сплахнума выделяются среди других мхов ярко окрашенной и зонтиковидно разросшейся нижней частью коробочки спорогона.
Семейство Неккеровые (Neckeraceae) содержит в основном тропические виды мхов, большинство из которых произрастает на стволах, ветвях других растений, – это эпифитные виды. Эпифитные виды растут на камнях и скальных выступах.
Плоскооблиственные или плоскоразветвленные вторичные стебли мхов свисают с деревьев и камней. На таких побегах располагаются язычковидные листочки с простой или двойной жилкой, но могут быть без нее. Очень живописна и красива неккера курчавая.
К семейству Гилокомиевые (Hylocomiaceae) относятся крупные наземные мхи. У этих мхов очень живописный вид, они похожи на миниатюрные крохотные деревца. Их многократноперистые стебли древовидно или этажевидно разветвляются.
Типичный представитель этого семейства гилокомиум блестящий в большом количестве произрастает в хвойных лесах Северного полушария. Этот вид образует сплошные заросли или растет совместно с другим видом – плеуроциумом Шребера. Гилокомиум блестящий небольшими дерновинками и ковриками произрастает, представьте себе, в Новой Зеландии и даже в Тропической Африке и Центральной Америке.
На затененных почвах в наших лесах растет один из представителей богатого видами семейства Бриевые (Bryaceae) и самого крупного рода этого семейства Бриум (Bryum) – родобриум розетковидный.
Родобриум розетковидный
Все бриевые мхи – растения многолетние, высотой до 30 см. Вегетативное размножение осуществляется разнообразными способами: выводковыми веточками, почками, выводковыми листочками, выводковыми нитями, ризоидными клубеньками и протонемой.
У бриевых мхов часто возникают утолщения клеточных оболочек – папиллы. Они увеличивают поверхность тех клеток, которые всасывают воду, способствуют собиранию и проведению воды внутрь клеток.
Бриевые мхи преимущественно напочвенные, лесные и болотные, реже скальные; некоторые виды бриевых мхов могут произрастать на дне пресноводных водоемов.
Очень много видов листостебельных мхов являются обязательными компонентами многих экологических систем, без них флора Земли была бы неполноценна.
Отдел Плауновидные, или Ликоподиопсиды
(Lycopodiophyta)
Общая характеристика плауновидных
Плауновидные относятся к группе наиболее древних представителей земной флоры. В конце палеозойской эры, особенно в каменноугольном периоде, плауновидные достигли своего наибольшего развития и многообразия. В то время предки современных плауновидных, называемые сигилляриями, лепидодендронами или чешуедревами, покрывали большие просторы нашей планеты.
Протолепидодендрон Шари
У лепидодендронов были мощные колонновидные главные стебли – стволы, высота которых достигала 30 м, а диаметр стволов равнялся 2–3 м у основания.
Стволы молодых растений густо покрывали очень длинные шиловидные листья. У некоторых видов длина таких листьев могла быть до 1 м при ширине более 1 см. По мере роста растения листья поочередно и постепенно отмирали и опадали в направлении снизу вверх, а на стволах оставались листовые рубцы с пучками листовых следов и остатками воздухоносной ткани. Такие листовые следы были похожи на крупные чешуи, возможно, поэтому ископаемые представители древних плаунов получили такое общее название – лепидодендроны, которое переводится с латинского как «чешуедревы».
В начале мезозойской эры, в связи с изменением климата, все крупные плауновидные начинают вымирать, их вытесняют более приспособленные к новым экологическим условиям древние голосеменные. Мелкие травянистые виды плауновидных, выживающие под пологом более конкурентоспособных голосеменных, пережили их господство и успешно приспособились к дальнейшей жизни в новых экосистемах, где преобладающими растениями стали цветковые.
Память о могучих древних плауновидных осталась в пластах каменного угля, который представляет собой окаменевшие остатки лепидодендронов-чешуедревов и других древовидных папоротников и хвощей (см. рис. учебника, с. 59). И, сжигая в настоящее время каменный уголь, мы в виде тепла или света электростанций получаем энергию тех солнечных лучей далеких от нас эпох, которую «законсервировали» эти растения в процессе фотосинтеза более 300 млн лет назад.
Тысяча четыреста видов современных плауновидных, имеющих совсем небольшое сходство со своими гигантскими предками, – это вечнозеленые многолетние травы, реже полукустарники. Очень редко они поднимают свои побеги, не имеющие камбия, выше чем на один метр. С помощью стелющихся побегов плауновидные хорошо и быстро вегетативно размножаются. При этом побеги, вырастающие на много метров в длину, создают впечатление ползучего или плывущего по почве растения. Не случайно этот большой отдел древних споровых растений получил название Плауновидные.
Все побеги плауновидных довольно густо покрыты мелкими простыми листочками, форма которых может быть овальной, шиловидной, шиповидной, линейной, ланцетовидной. Располагаются такие листочки на побегах разных видов или поочередно, или супротивно, или мутовчато.
Все плауновидные никогда не образуют цветков – это споровые растения. Спорангии – органы спороношения – образуются в пазухах листьев или на их внутренних поверхностях. Споры могут созревать довольно долго, высыпаясь, они прорастают и дают начало гаметофитам только на влажных почвах.
Плауновидные, являясь обязательными компонентами многих экосистем, нуждаются в охране и защите. При заготовке спор, которые находили раньше широкое применение и используются сейчас в медицине и в некоторых отраслях промышленности, рекомендуется аккуратно отрезать только спороносные части растений, так называемые колоски, ни в коем случае не повреждать и не вырывать остальные части растения.
Внимание! Давно было замечено, что позвоночные травоядные животные в пищу плауны не употребляют. Учеными было установлено, что некоторые виды плаунов, например плаун баранец, содержит яд, сходный по действию с сильным ядом кураре.
Род Плаун
(Lycopodium)
Виды этого рода широко распространены на земном шаре, встречаясь от зоны влажных тропических лесов до зоны тундры. В России главным образом в хвойных лесах, а также в горных и равнинных тундрах произрастает 5 видов плаунов.
Интересно возникновение латинского названия рода – Lycopodium. Такое название было введено в ботанику немецким биологом Я. Т. Табернемонтаном в XVI в.
Изучая особенности строения плауна булавовидного, этот ученый нашел некоторое сходство жестковатых верхушек побегов плауна с лапкой животного, в частности волка. И в качестве синонима немецкого названия употребил слово lycopodium, которое буквально означает «волчья лапка».
Плаун булавовидный и плаун годичный – наиболее распространенные виды в российских лесах.
У плауна булавовидного главной осью является ползучий стебель, от которого отходят боковые полегающие побеги, чаще всего с ограниченным ростом. Побеги покрыты очень мелкими линейно-шиловидными листочками длиной не более 6 мм. От побегов вниз отрастают тонкие, слабо развитые придаточные корни, с помощью которых укореняются все побеги.
Плаун булавовидный
Русское название рода Плаун созвучно со словом «плывет» или «плавает». Имеет плаун несколько народных названий: текун, бегун, плавучка. И это не случайно. Наблюдая за ростом плауна, ученые обнаружили интересную особенность: плауны неспешно «переползают» со старых мест обитания на новые. Происходит это так. Каждый год у плаунов примерно на 40–50 см вырастает главная ось – длинный ползучий стебель с боковыми побегами. Все побеги старше пяти лет постепенно отмирают. Молодые, новые побеги-плауны, разрастаясь, занимают новые территории, и создается впечатление, будто плауны, медленно передвигаясь, ползут (плывут). Таким образом, путем отмирания старых участков побегов и корневищ происходит вегетативное размножение плауна.
На верхушках стеблей плаунов развиваются укороченные специализированные побеги, которые привычно называют колосками. В таких колосках созревает большое количество очень мелких спор, имеющих интересную тетраэдрическую форму.
Из зрелой споры при благоприятных условиях вырастает маленький (2–3 мм) бесхлорофилльный обоеполый гаметофит. Для его дальнейшего развития необходим симбиоз с гифами почвенных грибов, без которых гаметофит не будет расти. Гаметофит плауна растет и развивается очень медленно, в течение 12 лет.
После оплодотворения из зародыша развивается взрослое растение. Плауны возобновляются медленно и трудно, поэтому не стоит бездумно уничтожать их для того, чтобы из них делать вечнозеленые гирлянды и композиции для озеленения помещений.
Все виды плаунов имеют сходство в общих чертах строения побегов, корневищ, листьев, но отличаются особенностями строения спорофиллов. Так, у плауна баранца спорангии располагаются в пазухах верхних листьев. У этого вида плауна и у близкого ему вида плауна светлого на верхушках побегов развиваются особые образования – выводковые клубеньки, или почки. Созревая, они могут при наличии благоприятных условий прорастать и давать начало новым экземплярам плаунов. Что интересно, обтекаемая форма почек и особый «механизм катапультирования» обеспечивают их отбрасывание (отстреливание) от материнского растения на полметра. Таким образом, молодые растения оказываются удаленными от взрослых плаунов и, получая больше света и влаги, лучше развиваются.
У некоторых плаунов, имеющих ползучие побеги, таких как булавовидный, заливаемый, сплюснутый, которые растут в редкостойных сосняках, на вересковых пустошах, на бедных песчаных почвах или по берегам речек и окраинам болот в умеренной зоне, наблюдается групповое прорастание молодых растений, образующих «ведьмины» круги, или кольца.
Такие образования, к которым люди относились и относятся с опаской, предубеждением, считая их проявлением нечистой силы или местом шабаша ведьм, возникают при вегетативном размножении одного или нескольких взрослых экземпляров плаунов.
Образованию «ведьминых» кругов способствует, с одной стороны, центробежный рост побегов и ветвей в разные стороны и, с другой стороны, отмирание участков побегов у основания центральной части главного растения.
Споры плаунов раньше находили самое широкое применение. Их использовали для лечения глазных болезней, для избавления от алкогольной и табачной зависимости. Медицинский препарат – порошок «Ликоподий» на основе спор плаунов используется для лечения пролежней и опрелостей у людей.
Споры некоторых видов плаунов, содержащие большое количество жирных масел, применялись для изготовления пиротехнических изделий. Наличие жира в спорах плаунов обеспечивает им несмачиваемость, непотопляемость в воде. Возможно, этот факт тоже повлиял на возникновение названия плауны (т. е. плавают, не тонут).
Раньше и теперь споры продолжают использовать при фасонном литье в металлургии. Если нужно получить гладкую поверхность какой-либо детали, добавляют споры; при соприкосновении с жидким металлом споры, покрывающие поверхность формы, вспыхивают, и образовавшийся газ обеспечивает получение гладкой поверхности.
Так что вот какие интересные и ценные растения плауны!
Род Филлоглоссум
(Phylloglossum)
В этом роду всего один вид – филлоглоссум Драммонда. Растения этого вида произрастают далеко-далеко от России – на западе и юге Австралии, в Тасмании и Новой Зеландии.
От привычных нам плаунов филлоглоссум резко отличается. Это маленький клубневой многолетник, высота которого равняется нескольким сантиметрам. Удивительно то, что такие «малыши» могут благополучно существовать в почти непроходимых зарослях жестколистных вечнозеленых кустарников, на территориях, имеющих название австралийский скраб. Произрастают также филлоглоссумы в эвкалиптовых лесах и на участках с господством травянистых однодольных растений.
Филлоглоссум относится к группе растений, которые получили название пирофиты (от греч. pyr – огонь). Пирофиты – растения, приспособившиеся выживать в местах с периодически повторяющимися пожарами. На первый взгляд такое явление кажется странным и парадоксальным – живое растение и пожар. Но высокие растения, окружающие крошечные филлоглоссумы, от пожаров погибают, а «малыши» получают возможность лучше развиваться.
На верхушке клубня в конце осени – начале зимы (в мае – июне) вырастает пучок листьев длиной до 2 см.
Узкие листья напоминают языки. Не случайно поэтому возникло название рода: от греческих слов phyllon – «лист» и glossa – «язык».
Хрупкие листья могут легко отламываться и, попадая на влажную почву, давать начало новым растениям. Так происходит вегетативное размножение этого странного маленького плауновидного растения.
От верхней части клубня отрастают 1–3 корня и ножка, кончик которой в конце зимы – начале весны разрастается в новый клубень, а старый отмирает Этот новый клубень остается в почве на глубине примерно 1 см, а с наступлением весны цикл развития повторяется. Молодые корешки и новый клубень филлоглоссума покрыты волосками и бывают обвиты грибными нитями.
Как и все плауновидные, филлоглоссум может размножаться с помощью спор, которые формируются в коротком стробиле, длиной до 7 мм, вырастающим на простой безлистной ножке длиной до 3–4 см, более заметной, чем сам стробил.
Вот какой удивительный вид плауновидного растения – филлоглоссум Драммонда.
