Жизненный цикл сфагнума кратко

Обновлено: 04.07.2024

Сфагновые (торфяные) мхи растут на торфяных болотах, вместе с клюквой, голубикой и багульником.

Стебель сфагновых мхов ветвится, образуя веточки трех типов: одни отходят в стороны (горизонтальные), другие свисают, прилегая к стеблю (поникающие), третьи образуют подобие головки на верхушке (верхушечные). Поникающие побеги по принципу капиллярности проводят влагу от поверхности почвы, насыщенной влагой, до самой вершины растения, т.е. они выполняют функцию поглощения и проведения воды. Горизонтальные побеги выполняют в основном ассимиляционную функцию; кроме того, переплетаясь с горизонтальными побегами соседних растений, они поддерживают слабые побеги в вертикальном положении, т.е. выполняют механическую функцию. У сфагнума нет ризоидов.

Листья у сфагнума мелкие однослойные, но при этом высокоспециализированные. Они состоят из двух типов клеток; одни из них крупные, ромбовидной формы и снабжены внутри спиральными или кольцевыми утолщениями из коллоидального вещества гиалина, поэтому они называются гиалиновыми. Эти клетки мертвые, в их оболочках имеются поры, через которые по принципу капиллярности вода активно засасывается из влажной атмосферы внутрь клетки и прочно удерживается там благодаря гигроскопическим свойствам гиалина. Поэтому эти клетки иначе называются водоносными. Каждая гиалиновая клетка окружена 4-6 узкими длинными живыми клетками, содержащими хлоропласты. Это хлорофиллоносные клетки, которые выполняют функцию фотосинтеза. На долю водоносных клеток приходится 2/3 всей поверхности листа.

В жизненном цикле сфагнума, как и у всех мохообразных, преобладает гаметофит. Растение сфагнум — это гаметофит, на нем образуются архегонии и антеридии. В архегониях — яйцеклетки, в антеридиях — сперматозоиды. При наличии воды происходит оплодотворение, образуется зигота. Зигота делится, из нижней клетки развивается гаустория, которая всасывает питательные вещества из гаметофита для развития спорогона (спорофита). Из верхней клетки образуется коробочка (спорогон). Коробочка состоит из урночки и крышечки. В урночке на колонке располагается спорангий, в нем формируются споры. После созревания споры высыпаются, из споры образуется протонема, на ней почки, из них развивается новое растение.

3. Какова роль сфагнума в образовании торфа?

Растения сфагнума нарастают сверху, а нижняя часть отмирает. На болоте не хватает кислорода, поэтому происходит неполное разложение частей растений и образуется торф. Торф — ценное топливо.

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).

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.

Сфагнум, болотный или белый мох образует болота, служит основой торфообразования. У него множество применений. Но для природы он имеет ещё большее значение, чем для человека.

Из огромного количества видов мохообразных, растущих на территории России, сфагнум выделяется своей экономической и экологической значимостью. Всё благодаря его уникальному строению.

Происхождение названия сфагнума

Описание сфагнума

В составе рода насчитывается 382 трудно отличимые друг от друга вида. Распространены эти мхи преимущественно в умеренных широтах Северного полушария, где формируют верховые сфагновые болота. Но встречаются также от тропических горных поясов до арктических и субарктических областей всей планеты.

Большее видовое разнообразие болотника представлено в Южной Америке, в России насчитывается 42 вида данного рода.
Для размножения всех споровых растений нужна капельно-жидкая вода, сфагнум особенно требователен к её количеству.

Поэтому он поселяется во влажных местах, является преимущественно болотным растением, поглощает и удерживает в своём теле большое количество воды. Благодаря этому содействует заболачиванию территории, что объясняется особенностями строения его наземной части.

Сфагновое болото

Это относительно крупные беловато-зелёные, красноватые или бурые представители флоры, образующие подушковидные дернинки. Растут они плотно потому, что у них нет корней и поддерживают друг друга только рядом расположенные растения.

Строение гаметофита сфагнума

При прорастании спора образует однорядную нить – начало половой стадии жизни мха – гаметофита. Если жизнь болотника начинается в водоёме, у проростка остаётся нитчатая структура, если он развивается на влажной почве, то образуется пластинка (протонема) размером в 1 см с многоклеточными нитями, заменяющими мхам корни (ризоидами). По краям протонемы появляются почки, формирующие побеги с листьями.

Специализация веточек и их пространственное размещение в одном пучке чётко дифференцированы. Одни занимают наклонное поникающее положение, другие горизонтальное. Расположенные прямо побеги осуществляют процесс воздушного питания растения (фотосинтеза) и, переплетаясь с частями соседних особей, способствуют поддержанию слабого стебля сфагнума в вертикальном положении.

Повисающие, обвивающие ствол боковые веточки способствуют поглощению и проведению воды к верхушке по принципу капиллярности. По этой причине взрослые мхи не нуждается в ризоидах. Анатомия и физиология рода объясняет причину постоянной влажности среды его обитания.

Сфагнум остролистный (лат. Sphagnum cuspidatum)

Все побеги покрыты яйцевидными тонкими однослойными листьями длиной в 2-3 см, лишёнными жилок. Ткани листа формируют два типа клеток: водоносные и хлорофиллоносные. Во время дифференцировки первые увеличиваются в размере, теряют большую часть хлоропластов или лишаются их совсем.

На первичную клеточную оболочку изнутри откладывается слой гиалина, в стенках появляются поры (сквозные отверстия). Затем внутренняя часть клетки (протопласт) отмирает полностью, получившаяся полость наполняется воздухом, цитологическая структурная единица фактически умирает, но продолжает выполнять свои функции.

Вода проникает в них через отверстия, а коллоидная гиалиновая оболочка, способная при набухании становиться плотной, помогает задерживать её внутри. Заполняющий эти структуры воздух, обуславливает белый цвет окраски листьев.

Фотосинтезирующие клетки расположены между водоносными. Они живые, тонкие, длинные, с многочисленными хлоропластами. У представителей, обитающих в затенённых местах, этот вид клеток находится на внутренней (верхней) стороне листьев.

У видов, растущих на светлых участках, они прячутся в глубине, защищаясь от прямых солнечных лучей, разрушающих хлоропласты. В листьях, находящихся в горизонтальной плоскости, хлорофиллоносные клетки больше, водоносные мельче. В листовых пластинках поникающих веток всё наоборот.

Особенности строение стебля
Мхи только условно делятся на органы, все их части имеют несколько схожее строение. В их стебле различают 3 типа тканей.

Гиалодерма (эпидерма, или кора). Первая от поверхности группа клеток, толщиной в 2-5 слоёв. Её одинаковые по размеру (паренхимные), крупные, тонкостенные клетки построены, как и воздухоносные (гиалиновые). Все их стенки имеют поры, объединяющиеся с соседними в капилляры, в которые проходит жидкость. Их основная функция водозапасающая. Так как гиалин содержит карболовые кислоты, способные обогащать всё ионами водорода, то и окружающая сфагнум среда отличается высокой кислотностью. Благодаря этому сфагнум обладает антисептическими свойствами.
Склеродерма (древесинный цилиндр) – механическая ткань, расположенная к центру от коры. Построена из клеток, длина которых намного превышает ширину (прозенхимных). У них бурые утолщённые стенки, выполняющие опорную функцию. Склеродерма у большинства видов занимает небольшой участок стебля, поэтому побег многих из них неустойчивый, повисающий, требующий дополнительной опоры. сердцевины – ткань, занимающая центральную часть стебля, выполняющая запасающую функцию. У неё отсутствует центральный пучок, его место занимает полость.

Жизнедеятельность сфагнума

Сфагнум – многолетнее растение, может жить до 2000 лет, но оно никогда не бывает высоким. Рост его колеблется от 5 до 20 см. Это объясняется тем, что по мере нарастания новых частей, его прошлогодние побеги отмирают. Разложение остатков в кислой среде затруднено, в бескислородных (анаэробных) условиях происходит превращение их в торф (1-2 мм в год).

В жизненном цикле мха преобладает половая стадия (гаметофит), на нём созревает мелкий спорофит (бесполая стадия). Развитие этого представителя флоры протекает со сменой этих поколений.

Размножение
Половые органы растения образуются на специализированных боковых генеративных побегах, расположенных у верхушки стебля, в пучках среди вегетативных веток. Созревают они осенью, а оплодотворение может проходить как осенью, так и весной следующего года. Есть однодомные (на одном растении и мужские и женские половые органы – антеридии и агхегонии) и двудомные виды, но их гаметангии всегда располагаются на разных побегах.

Антеридиальные побеги часто ярко окрашенные, всегда булавовидно вздутые – в виде расширенных на верхушке коротких веточек с правильно расположенными мелкими красными, тёмно-зелёными или жёлтыми листьями. Из пазух листьев выходят антеридии, в них образуются и созревают спирально закрученные нитевидные, длинные, снабжённые двумя жгутиками сперматозоиды.

Архегониальные образования имеют вид небольшой овальной почки, в основании которой растут листья, а на верхушке располагаются бесплодные нити (парафизы) и архегонии. Вначале женских половых органов нарастает несколько – 2-4, со временем один их них, развиваясь, подавляет формирование всех других. Поэтому на каждом таком побеге формируется только один спорогон (спорофит). Спорофит состоит из шаровидной крупной бесцветной коробочки с колпачком, ложноножки и гаустории (присоски, при помощи которой он внедряется в ткань гаметофита). Бесполое поколение полностью питается за счёт полового.

Жизненный цикл сфагнума

Коробочка состоит из бесцветной урночки и крышечки, между которыми образуется кольцо, ссыхающееся к моменту созревания спор и способствующее высыпанию клеток. Споры подхватывает ветер, разносит по округе, попав в воду, они прорастают, дают начало новому поколению. Торфяник может размножаться и вегетативно — побегами и частями стебля.

Какую пользу приносит сфагнум?

Благодаря антисептическим, противогрибковым свойствам и способности впитывать большое количество воды, этот представитель флоры активно применялся людьми с древних времён во многих областях их жизни.
· Как перевязочное и антибактериальное средство сфагнум использовали издавна. В наше время медики снова возвращаются к применению уникального лекаря, так как трясомох действует эффективнее хлопковой ваты. Запущен выпуск тампонов из марли и сфагнума. Побеги для этой цели подвергают дополнительной дезинфекции и пропитке борной кислотой.

Сфагнум папиллозный (лат. Sphagnum papillosum).
Автор: Джеймс Линдси, CC BY-SA 3.0

· Его способность убивать микроорганизмы используют и садоводы. Смешивая живой болотник с грунтом, и совершая посадки в этот субстрат, они обеспечивают защиту культурных растений от различных болезней, и помогают земле дольше сохранять влагу. Способность природной губки удерживать большое количество воды даёт возможность прибегать к его помощи в проращивании придаточных корней на черенках растений. Для этого отводки помещают в живой мох, без добавления других компонентов. Количество поражающихся гнилью корней у растения, выращенного таким способом, значительно меньше.
· При строительстве деревянных домов и бань им перекладывали брёвна, создавая изоляцию от проникновения влаги и защищая древесину от гниения.
· Торф служит сырьём для химической промышленности. Из него делают чистящие, дезинфицирующие, моющие средства, медицинский спирт. Им удобряют почву, его используют в качестве топлива.
· В народной медицине применяют сфагновую воду (жидкость, отжатую при сборе растения) и настойки из сырья. При их помощи борются со стафилококковыми инфекциями, смазывая поражённые места или принимая горячие ванны с добавлением отвара.

Сфагнум извилистый (лат. Sphagnum flexuosum)
Автор: E rule.

Сфагнум красноватый (лат. Sphagnum rubellum) Автор: b.gliwa, CC BY-SA 2.

Но главной заслугой сфагнума является участие в создании болот – важных экосистем, очищающих воду, вырабатывающих огромное количество кислорода, дающих начало рекам. В зарослях его куртинок обитает любимая всеми ягода клюква и поселяется множество мелких животных. Многие виды торфянки внесены в Красные Книги разного уровня, так как стали редкими растениями.

Вам будет интересно

В ботанике листья – это вегетативные органы, части побега сосудистых растений. В норме они развиваются…

Строение растений очень разнообразно и отличаются даже в пределах одного вида. Древнейшие представители флоры, многие…

Корень – осевой вегетативный, в типичном случае подземный орган сосудистых растений. Он эволюционировал позднее побега…

Хлопковые, льняные, синтетические — это ткани, из которых люди шьют себе одежду. Она нужна им…

Понятие о строение семян предполагает усвоение понятие об органах растений вообще. У растений, как и…

Ключевые слова конспекта: мхи, мохообразные, моховидные, бриофиты, жизненный цикл мхов, строение мха, разнообразие мхов, значение мохообразных.

Мхи — это наиболее примитивные из групп наземных растений. Они мало приспособлены к жизни на суше, поэтому привязаны к влажным, затененным местам. У мхов нет настоящей сосудистой ткани (ксилемы и флоэмы), нет настоящих корней (вместо них нитчатые выросты стебля — ризоиды). Вода и минеральные соли поглощаются всей поверхностью тела, в том числе и ризоидами.

Жизненный цикл мхов включает гаплоидный гаметофит и диплоидный спорофит. Доминирующим поколением является гаплоидный гаметофит, который принимает на себя функции фотосинтеза, водоснабжения и минерального питания.

Для обеспечения полового процесса необходима капельножидкая среда. Половое и бесполое поколение мхов не разделены, а представляет одно растение. Гаметофит развивается из гаплоидной споры. У разных видов мхов гаметофит может быть однополым (двудомным) и разнополым (однодомным). Органы полового размножения (гаметангии) образуют подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки.

Оплодотворение яйцеклетки происходит внутри женского полового органа. Из зиготы медленно развивается диплоидный спорофит, который представляет собой коробочку (спорангий), находящуюся на гаметофите и получающую от него питание. В коробочке путем мейоза образуются гаплоидные споры.

Разнообразие мхов

Наиболее известными представителями мхов являются кукушкин лен и сфагнум.

Стебли сфагнума имеют светло-зеленый цвет и несут на себе мутовки ветвей, листья которых не имеют жилкования. У взрослых растений сфагнума нет ризоидов, и на болотах они образуют плотные подушки из прямостоячих ветвей. Листья (филлоиды) наряду с хлорофиллосодержащими клетками имеют мертвые клетки с утолщенными стенками, впитывающие воду. Сфагновые мхи — торфообразователи. Торф образуется в результате накопления и уплотнения отмерших нижних частей гаметофита. Их разложение не происходит из-за низкой кислотности и недостатка кислорода. Торф широко используется как топливо, удобрение и сырье в промышленности. Сфагнум обладает бактерицидными свойствами, и его используют в медицине.

Значение моховидных

Защита почвы от высыхания и эрозии
Образование торфа
Сырье для химической промышленности
Способствуют заболачиванию.

Читайте также: