Что изучает мхи

Моховидные, или Мхи, или Настоящие мхи, или Бриофиты (лат. Bryophyta ), — отдел высших растений, насчитывающий около 10 тысяч видов, объединённых примерно в 700 родов и 110—120 семейств [1] (общее число всех мохообразных, включая Печёночные мхи и Антоцеротовые мхи, составляет около 20 000 видов [2] ). Как правило, это мелкие растения, длина которых лишь изредка превышает 50 мм; исключение составляют водные мхи, некоторые из которых имеют длину более полуметра, и эпифиты, которые могут быть ещё более длинными. Моховидные, как и другие Мохообразные, отличаются от других высших растений тем, что в их жизненном цикле гаплоидный гаметофит преобладает над диплоидным спорофитом.

Ранее в этот отдел, помимо класса листостебельных мхов, или собственно мхов (в ранге класса — Bryopsida ), включали также Печёночные мхи (в ранге класса — Marchantiopsida , или Hepaticopsida ) и Антоцеротовые мхи (в ранге класса — Anthocerotopsida ), но сейчас эти таксоны повышены до уровня собственных отделов Marchantiophyta и Anthocerotophyta . Для обозначения совокупности этих трёх отделов используется неформальный собирательный термин мохообразные ( Bryophytes ).

Раздел ботаники, предметом изучения которого являются мохообразные, называется бриологией.

Содержание

История [ править | править код ]

Многие данные указывают на то, что мхи, как и другие споровые растения, произошли от псилофитов (риниофитов) — группы древних вымерших наземных растений. При этом спорофит мхов рассматривается как конечный результат редукции разветвлённого спорофита предковых форм.

Есть и другая точка зрения, согласно которой мхи, плауновидные и риниофиты имеют общее происхождение от ещё более древней группы растений [3] .

Ранние палеонтологические находки датируются концом девона — началом карбона [4] .

Биологическое описание [ править | править код ]

У мхов нет цветков, корней и проводящей системы. Размножаются мхи спорами, которые созревают в спорангиях на спорофите. В жизненном цикле, в отличие от сосудистых растений, преобладает гаплоидный (то есть с одинарным набором непарных хромосом) гаметофит (половое поколение). Гаметофит мхов — многолетнее зелёное растение, нередко с листоподобными боковыми выростами и корнеподобными выростами (ризоидами), в то время как спорофит (или бесполая стадия жизненного цикла) короткоживущий, быстро усыхает и состоит только из ножки и коробочки, в которой созревают споры.

Спорофит моховидных (носящий название спорогоний, или спорогон), имеет более простое строение, чем у других групп высших растений. Он не способен укореняться и располагается на гаметофите. Спорофит состоит, как правило, из трёх элементов:

  • коробочки (или спорангия), в которой развиваются споры;
  • ножки (или спорофоры), на которой располагается коробочка;
  • стопы, обеспечивающей физиологическую связь с гаметофитом.

Со мхами не следует путать так называемый Олений мох или Ягель, поскольку это не мох, а собирательное название для нескольких видов лишайников.

Распространение [ править | править код ]

Мхи встречаются на всех континентах, в том числе в Антарктиде, нередко в экстремальных условиях обитания.

Обычно мхи образуют плотные скопления в затенённых местах, нередко в непосредственной близости от воды, хотя могут встречаться и на относительно открытых, сухих участках. Среди моховидных есть виды, живущие в пресноводных водоёмах. Морских обитателей нет, хотя некоторые виды поселяются на скалах в полосе прибоя.

Мох не только растет на болотах, но и создает условия для их возникновения [5] .

Некоторые мхи достигают полуметра в высоту и могут образовывать подобие травяного покрова [6] .

Значение мхов [ править | править код ]

  • Участвуют в создании особых биоценозов, особенно там, где почти сплошь покрывают почву (тундра).
  • Моховой покров способен накапливать и удерживать радиоактивные вещества.
  • Играют большую роль в регулировании водного баланса ландшафтов, так как способны впитывать и удерживать большое количество воды.
Читайте также:  Прививки щенкам хаски график

В деятельности человека:

  • Могут ухудшать продуктивность сельскохозяйственных земель, способствуя их заболачиванию.
  • Предохраняют почву от эрозии.
  • Некоторые сфагновые мхи применяются в медицине (в качестве перевязочных средств при необходимости) [5] .
  • Сфагновые мхи — источник образования торфа.
  • В строительстве мох используют в качестве утеплителя [5] .
  • В цветоводстве мох используют в качестве наполнителя [5] .
  • Берлинская компания предлагает установить в городах воздушные фильтры из мхов для очистки воздуха от выхлопных газов, пыли и дыма [7] .

Классификация [ править | править код ]

Филогенетическое положение классов мхов на основе исследования последовательностей ДНК [8] [9] .

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).

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.

Читайте также:  Беломорская треска 6 букв

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 😉

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.

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.

Читайте также:  Nexgard для собак

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:

  1. Антоцеротовые, распространенные в тропической и субтропической климатических зонах. Растение состоит из слоевища, схожего по форме с блюдцем, и ярко-зеленой свечи, расположенной в центре.
  2. Печеночные – низшие растения, названные так за схожесть растения с печенью. Среда обитания – влажные скалистые образования и берега рек.

Типичный представитель – маршанция многообразная, риччия.

  • Листостебельные, зеленые (яванский, кукушкин лен) – наиболее крупный класс мохообразных, включающий 3 подкласса:
    • бриевые;
    • сфагновые, включающие более 300 видов и отличающиеся ветвящимся стеблем и отсутствием ризоидов. Представитель – сфагнум;
    • андреевые (андрея скальная и андрея холодная) произрастают в горах и арктических областях и отличаются черно-зеленым или красно-бурым цветом побегов.
    • 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:

      1. 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.
      2. 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.
      3. Благодаря декоративным качествам мхи активно используются в ландшафтном дизайне.
      4. Моховидные при наличии влажности могут распространяться повсеместно.
      5. Сфагнумы широко применяются в медицине, а во время Второй мировой войны прикладывались на раны в качестве первой помощи.
      6. В Мексике мхи служат рождественскими украшениями, а на Руси некоторые виды использовались в строительстве для конопатки.
      7. Известны факты, когда во время голода в Финляндии моховидные применялись при приготовлении хлеба. В наши дни некоторые сфагновые используются при изготовлении виски.
      8. Мохообразные способны к накапливанию и удерживанию радиоактивных веществ.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *