Все процессы в живых организмах происходят, повторяясь во времени. Жизненным циклом называют совокупность всех фаз, начиная с образования зиготы, дающей начало новому организму и кончая фазой зрелости, на которой этот организм способен дать начало новому поколению. Каждое живое существо сначала зарождается (из зиготы), затем растет, взрослеет и в определенную пору приступает к размножению, когда оно дает начало новому поколению, которое проходит те же этапы (фазы) развития. Это и есть цикличность (повторяемость этапов жизни). Цикл развития, как правило, замкнутый.

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).

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).

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).

Жизненный цикл папоротников

У папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает спорофит (2n). На нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых путём мейоза образуются споры (n). Из споры (n), попавшей во влажную почву, прорастает заросток (n) – обоеполый гаметофит. На его нижней стороне развиваются антеридии (n) и архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). С капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n), а из нее – зародыш нового растения (2n).

На чешуйках женских шишек расположены семязачатки – мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает.

На чешуйках мужских шишек располагаются пыльцевые мешки – микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.

Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении, образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).

Жизненный цикл покрытосеменных растений

Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n). Органом их полового размножения является цветок.

В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – мегаспорангии (2n), где происходит мейоз, и образуются 4 мегаспоры (n). 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – зародышевый мешок из 8 клеток (n). Одна из них – яйцеклетка (n), а две сливаются в одну – крупную (центральную) клетку с диплоидным набором хромосом (2n).

В микроспорангиях (2n) пыльников тычинок путём мейоза образуются микроспоры (n), из которых развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).

После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).

Домашнее задание 1

1. Выучить конспект.

2. Решить биологические задачи (2 на выбор).

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.

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

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

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.

Задача 5. Какой хромосомный набор характерен для листьев (вай) и заростка папоротника? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.

Задача 6. Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.

Задача 7. Какой хромосомный набор характерен для мегаспоры и клеток эндосперма сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.

Задача 8. Какой хромосомный набор характерен для микроспоры, которая образуется в пыльнике, и клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.

Жизненный цикл животных

У животных жизнь тоже проходит циклично. Зарождение живого организма начинается с зиготы - оплодотворенного яйца.

Развитие животных может быть прямым (без превращения) и непрямым (с превращением.

Непрямое (личиночное) развитие. Рассмотрим жизненный цикл бабочки-капустницы, который состоит из нескольких фаз и начинается с яйца - их часто можно встретить на капусте с нижней стороны листа. Через несколько дней из них выходят небольшие личинки-гусеницы, которые совсем не походят на взрослых бабочек. У них грызущий ротовой аппарат, они питаются листьями, быстро растут, линяют и затем превращаются в куколок - неподвижных, ничем не питающихся. В этой стадии они зимуют, а весной из куколок образуются взрослые насекомые - бабочки: самцы и самки. Происходит оплодотворение, и самка откладывает яйца на листья капусты. Развитие с полным превращением дает возможность насекомым лучше сохраниться в природе, так как их личинки питаются другой пищей, часто живут в другой среде, чем взрослые особи. Разное питание личинок и взрослых исключает конкуренцию между ними, дает этим животным шире использовать кормовые условия местообитания. Кроме того, насекомые с полным превращением могут переносить неблагоприятные условия среды на какой-либо одной из четырех фаз развития.

1 - яйца; 2 - гусеница на поврежденном капустном листе; 3 - куколка; 4 - бабочка (имаго).

Прямое (внутриутробное) развитие.

Жизненные циклы живых организмов связаны с циклическими явлениями природы, например сезонностью - сменой времен года. Даже если развитие зародыша идет внутриутробно (как это происходит у большинства млекопитающих). Млекопитающие - раздельнополые животные. Созревание половых клеток происходит, как правило, ранней весной, с пробуждением всех природных процессов. У животных наступает пора размножения, связанная с образованием половых клеток и гормонов, затем наступает период образования пар. Далее следуют внутреннее оплодотворение, строительство или выбор места для выкармливания потомства: гнезда, логова, любого укрытия, если потомство рождается незрячим и не способно следовать за родителями. У млекопитающих развит инстинкт заботы о потомстве. Самки выкармливают детенышей, согревают их теплом своего тела, защищают от врагов, учат находить пищу. Иногда самцы также принимают в этом участие. Потомство подрастает и через некоторое время само становится половозрелым.

Домашнее задание

1. Выучить конспект.

2. Ответить на вопрос.

В чем биологический смысл личиночной стадии?

Кукушкин лен, или политрихум, – растение из вида мхов. Встречается на мокрых лугах, болотах, в лесах средней и северной полосы России. Если приглядеться, то его покрытые густо-зелеными листьями стебли напоминают крошечные ростки льна. Применяется в качестве межвенцового утеплителя в деревянных домах.

Описание растения кукушкин лен

Политрихум обычно вырастает до 10−15 см в высоту. Но если его устраивают условия, то он может вытянуться до 40 см. Для этого нужны влажные почвы ельников и заболоченных равнин. Здесь для мха простор, и он тянется вверх, так как, подобно другим растениям, любит солнце. Он агрессивно захватывает более влажные места, подушкой укрывая землю, где уже трудно будет прорасти другому виду. Особенно любит это растение лесные вырубки и пожарища. Плотно распространяясь в лесу, он заболачивает участки и мешает восстановлению лесов.

Кукушкин лен растет на влажных, заболоченных местах

В народе этот лен зовут «железняком» за прочность и «красным мхом» за цвет стеблей. Свою функцию утепления домов он выполняет безупречно в течение не одного десятка лет.

По своему строению он представляет собой листостебельник с примитивными зачатками корней – ризоидами, через которые растение всасывает воду и минеральные соли. Так же он может всасывать воду и другими своими частями. Нижние листья растения похожи на чешуйки. Остальные листья узкие, с зубчиками на концах. В них происходит фотосинтез – преобразование энергии света в химическую жизненно необходимую энергию.

Жизненный цикл и размножение кукушкина льна

Этот тип растений относится к двудомным. Это значит, что женские и мужские половые клетки развиваются на разных растениях. У мужских растений верхние листья буроватого цвета. Здесь образуются мужские гаметы – сперматозоиды. У женских растений все листья одинаковые. При этом наверху растения расположены женские гаметы – яйцеклетки.

Для оплодотворения обязательно нужна вода. Только во время дождей или обильных рос сперматозоиды перемещаются к женским гаметам, и происходит слияние женского и мужского начала. Образуется зигота – клетка с двойным набором хромосом, способная дать старт новому поколению.

Заселяя новые участки с нарушенным почвенным составом – пожарища, например мхи накапливают влагу. После отмирания они дают начало образованию новой почвы

Из зиготы появляется новое растение спорофит со спорангием – коробочкой с крышечкой, в которой зреют споры. Когда они созревают, крышечка открывается, споры высыпаются. Попадая во влажную почву, спора прорастает и дает почки. Из них появляются новые листостебельные растения.

Несмотря на появление современных материалов для утепления, этот вид мха до сих пор не утратил актуальности и отлично выполняет функцию сохранения тепла и изоляции. Большое значение имеют мхи в образовании торфа и новых почв.

Кукушкин лён, или политрихум, - мох, предпочитающий участки с избытком влаги. Этот вид мха развивается на хорошо освещённых заболоченных участках. В нашей стране он чаще всего встречается на севере или в центре.

Строение

Тёмно-зелёный стебель может вырасти от 5 до 50 см в высоту. Его листья линейно-шиловидные не имеют черешков и заострённые. Внизу стебля расположены ризоиды - это образование в виде нитей. Они прикрепляются к субстрату и проводят питательные микроэлементы в клетки мха.

Источник: Depositphotos

Внутри стебля находится проводящая система, которая доставляет воду и растворённые питательные вещества ко всем клеточкам растения

Главный стебель растёт перпендикулярно земле, и на нём отсутствуют листья. Вторичный стебель - разветвлённый и имеет листья. Те листья, которые находятся рядом с ризоидами, развиваются в форме чешуи.

Листья у растения прямые. Когда они сухие, то прилегают к стеблю, а когда влажные - отгибаются от него. Также на верхней поверхности листьев есть вертикальные, продольные пластины, благодаря которым увеличивается площадь для процесса фотосинтеза. Эти пластины вы можете увидеть, если разрежете лист поперёк. Самое интересное, что форма клетки на верхушке у всех видов отличается.

Удлинённые клетки растения образуют пары и выполняют функцию транспортировка жидкости и осуществление фотосинтеза

Кукушкин лён можно использовать для совершенно разных целей:

• Его можно использоваться в качестве межвенцового утеплителя благодаря его плотной структуре;
• Также растение высушивают и набивают им матрасы или подушки;
• Его применяют в медицине, ведь он обладает элементами, которые имеют мочегонные, обеззараживающие и противовоспалительные свойства.

Разновидности политрихума

Обыкновенный . Если условия для его роста благоприятны, то он может достичь в длину полметра. Именно из-за этого он считается одним из самых длинных мхов на Земле. Его листья зубчатые и имеют большое основание. Из-за этого кажется, что они сильно расставлены вдоль стебля. Также этот вид растёт на всех континентах, кроме Антарктиды, но в тропиках он находится только в горах. Растение предпочитает влажные почвы, низины, болота и хвойные леса. Он образует густые и плотные дернины, которые накапливают влагу. Получается, что и без того влажная почва становится ещё влажнее. В конечном итоге это приводит к появлению болота и торфообразованию.

Можжевельниковидный . Мох этого вида достигает 10–15 см в длину. Его листья имеют гладкий завёрнутый край и короткое основание. Он тоже растёт на всех континентах, но отдаёт предпочтение именно таёжным зонам. Также он любит открытую местность без избытка влаги. Например, пустошь или лес после вырубки. А когда ему никто не мешает, он буквально застилает ковёр.

Волосоносный . Длина 3–5 см. Его листья замыкает длинный белый волосок. Точно также произрастает на всей планете, но любит хорошо освещённые песчаные почвы без избытка влаги.

Сжатый . Длина растения не более 20 см. От всех остальных видов он отличается именно своими листьями: они короткие, смотрят вверх и все они почти одинакового размера. Только верхняя часть стебля имеет листья, а на нижней части плотный чехол - ризоиды, которые являются частью корневой системы.

Источник: Depositphotos

Политрихум - агрессивное растение. Если весь лес срубят, или он сгорит, то мох очень быстро завладеет всей свободной территорией

Размножение

Мох может размножаться двумя способами: бесполым и половым.

После того, как растение отцветёт, в коробочках - спорангиях образуются споры, которыми и размножается растение. Споры очень маленькие и лёгкие, так что даже небольшой ветер способен их разнести. Созревшие споры переносятся на субстрат. Если климат благоприятный, то они формируют нити, состоящие из множества клеток. Далее из них с помощью почкования появляются гаметофиты - буро-зелёные многолетние побеги с ризоидами. Они уже самостоятельно развиваются и становятся взрослыми и независимыми организмами.

Политрихум - двудомное растение, в котором есть как мужские, так и женские побеги. На конце мужских стеблей в центре листовой розетки формируются антеридии, в которых содержатся гаметы, иными словами - сперматозоиды. На женских побегах образуются архегонии с созревшими яйцеклетками.

Процесс оплодотворения:

1. Когда наступает период затяжных осадков или половодья, сперматозоиды отделяются от антеридий и присоединяются к яйцеклетке. Они соединяются, в результате чего образуется зигота - оплодотворённая клетка.
2. Через 11–13 месяцев из зиготы образовывается коробок, его ещё называют спорогоном, он находится на длинном голом стебле. В нём начинают развиваться споры, которые разносит ветер на расстояние 2–5 м. Затем споры прорастают в нить - предросток, впоследствии из которого начинают формироваться почки, которые в конечном результате станут женскими и мужскими растениями.

Размножение кукушкиного льна - это чередование полового и бесполого способов размножения.

Также мох можно размножить вегетативным путем. Для этого поместите пласт субстрата с мхом во влажную питательную среду, и он разрастётся в плотную густую подушкообразную дерновину.

Кукушкин лен - растение, которое на территории Российской Федерации наиболее распространено в лесах северной и средней полосы. Благоприятные условия для него наблюдаются в таежных заболачиваемых лесах-долгомошниках, в болотах и на мокрых лугах. Растение относится к роду к отделу моховидных. На планете встречается более ста его разновидностей. Кукушкин лен, который образует подушкообразные дерновины, часто встречается в тундре и в горной местности. Самое широкое распространение на территории стран СНГ получил политрихум обыкновенный (второе название растения).

Большое значение солнца

Кукушкин лен очень любит свет. Вот почему в темных ельниках, даже если почва там сырая и плодородная, он будет ограничен в росте и развитии. При достаточном количестве солнечных лучей растение стремительно вытягивается, активно захватывая новые участки и закрывая плотным ковром почву. Земля под кукушкиным льном высыхает намного медленнее, вот почему его разрастание постепенно ведет к заболачиванию местности.

Описание

Мох кукушкин лен отличается довольно высокими стеблями (их длина - 10-15 сантиметров, однако встречаются и сорокасантиметровые растения). Проводящая система обеспечивает передвижение воды и питательных веществ по стеблю.

Происхождение названия

Описываемое растение имеет прямые стебли коричневатого цвета. На них располагаются небольшие листья темно-зеленого оттенка, которые напоминают лен в миниатюре. А вот коробочки, которые появляются на женских растениях, вызывают ассоциации с кукушкой, расположившейся на своеобразном шесте.

Строение кукушкина льна

Рассматриваемое растение относят к листостебельным многолетним мхам. Его размеры крупные, в нижней части стебля находятся ризоиды - примитивные аналоги корней. На первичном горизонтальном стебле листьев нет. Вторичный стебель может быть как простым, так и разветвленным. Он прямостоячий, средняя длина - в пределах пятнадцати сантиметров. На каждом листе имеется основная крупная жилка. Кукушкин лен, строение которого достаточно простое, имеет чешуевидные нижние листочки.

Функции стебля

Основная роль этой части растения - опорная. Не менее важна проводящая способность стебля. Он выступает в качестве связующего звена между листьями и корневой системой. Стебель выполняет и некоторые вторичные функции. Среди них - сохранение запаса питательных веществ.

Размножение и развитие

Растение размножается следующими способами: половым (гаметами) и бесполым (спорами, побегами). Они чередуются.

Как именно размножается растение кукушкин лен? Споры, которые образует растение, находятся в спорангии (коробочке) на ножке. После созревания они высыпаются из этого природного хранилища. При благоприятных условиях споры образуют многоклеточную нить, а из нее, в свою очередь, появляется несколько гаметофитов (происходит это путем почкования). Гаметофитом считается зеленый многолетний побег, имеющий листочки и ризоиды (корнеподобные образования). Последние берут из почвы соли и йод. Листовые клетки обеспечивают синтез всех остальных необходимых веществ. Исходя из этого, можно утверждать, что гаметофит является независимым организмом.

Через некоторое время гаметофит прекращает свой рост. Затем начинает кукушкин лен размножение. В центре розетки листьев (расположение - на верхушке стебля) развиваются мужские и женские половые органы. Первые представлены антеридиями (название произошло от греческого слова «антерос», что означает «цветущий»), в которых проходят цикл развития подвижные гаметы - сперматозоиды, а также архегонии - женские половые органы, которые отвечают за образование неподвижной женской гаметы - яйцеклетки.

Мужские растения характеризуются наличием более крупных листьев, окрашенных в Женские экземпляры таких листьев не имеют.

При наступлении дождливого периода или половодья сперматозоиды (мужские клетки) получают возможность подплыть к яйцеклетке. В результате происходит их слияние. По завершении процесса оплодотворения появляется зигота (это слово произошло от греческого «зиготос», что переводится как «соединенный»). Это первый этап развития зародыша. На следующий год из оплодотворенной зиготы происходит развитие коробочки (спорогона), располагающейся на довольно без листьев. В дальнейшем коробочка становится местом развития спор. Это природное хранилище очень хрупкое. Оно раскачивается даже от легкого ветерка. После спадания колпачка и выпадения спор наблюдается прорастание зеленой разветвленной нити - предростка. Отметим, что для успешного результата необходимо, чтобы споры попали в благоприятную для них среду, в таком случае произойдет размножение кукушкина льна.

На предростке формируются почки, из которых появляются женские и мужские экземпляры растения. Таким образом, можно увидеть, что жизненный цикл развития мхов включает последовательное чередование бесполого и полового поколений. В ходе эволюции эта особенность выработалась у многих растений, в числе которых и кукушкин лен.

Размножение этого вегетативным путем позволяет легко получить густой зеленый ковер на приусадебном участке. Достаточно лишь поместить небольшой кусочек мха на сыроватом участке. Однако следует учитывать способность этого растения к заболачиванию области своего обитания.

Использование в различных целях

Если удалить листья у кукушкина льна, можно получить гибкие жесткие нити, образуемые центральными стеблями. Наши предки использовали этот природный материал для изготовления щеток и веников. После вымачивания и расчесывания стебли становились прекрасной основой для матов, ковриков, корзин и плотных штор. Примечательно, что в ходе раскопок раннеримского форта в Англии были найдены останки корзин, созданных из кукушкина льна. Изделия датируются 86 годом нашей эры.

Ранее кукушкин лен широко использовали при изготовлении плащей воинов и путешественников. Получаемые предметы одежды отличались особой прочностью. Кроме того, они обладали декоративной ценностью.

Знахари советуют использовать этот вид мха для активизации работы пищеварительной системы, устранения желудочных колик и растворения камней в почках и желчном пузыре.

Кукушкин лен, строение которого позволяет использовать его в садоводстве в декоративных целях, положительно воздействует на почву. Так, это растение способно привести в норму показатели кислотности грунта максимум за два сезона. После этого на восстановленной почве можно успешно выращивать любые садовые растения. Отмершие части мха послужат отличным удобрением.

Самый необычный вариант применения кукушкина льна - в качестве солода при изготовлении виски.

Природный утеплитель

Кукушкин лен способен эффективно защитить строение от проникновения холода и влаги. Очень ценится тот факт, что мох не гниет. Его размещение между бревнами сруба позволяет обеспечить В этих целях мох применяют в свежем виде. Перед укладкой природного утеплителя его необходимо тщательно очистить от веточек, палочек, шишек, травы и иных включений.

Мох сфагнум

Это растение относится к роду белых (торфяных) мхов. Выделено 320 его видов. Сфагнум преимущественно представлен болотными мхами, которые образуют плотные скопления, формирующие либо большие подушки, либо густые ковры на А вот во влажных лесах намного реже встречается сфагнум. Кукушкин лен это растение напоминает своим прямостоячим стеблем, достигающим десяти-двадцати сантиметров в высоту. Листья у сфагнума однослойные, размещаются на пучковидно расположенных ветвях. В листьях содержится много водоносных клеток с порами, активно впитывающими воду. Данный факт обуславливает большую влагоемкость растения. На участках, где появляются эти мхи, быстро развиваются верховые болота.

Ежегодно происходит отмирание стеблей в нижней части растения. Они образуют торф. Дальнейший рост стебля обеспечивается верхушечными ветвями.

Отметим, что сфагнумы играют важную роль в образовании и существовании болот. Как было указано выше, отмершие участки мха формируют залежи торфа. Торфообразование возможно по причине застойного переувлажнения, обеспечения мхами кислой среды и отсутствия кислорода. В этих условиях процессы гниения не происходят, сфагнум не разлагается. Торф представляет собой ценный продукт, из которого получают воск, аммиак, парафин, спирт и т. д. Его широко применяют в медицинской практике, в строительстве. Мох выступает в качестве биотоплива и эффективного удобрения.

Чем полезен сфагнум?

Многие рецепты народной и официальной медицины включают этот компонент. А все потому, что мох сфагнум - прекрасное антисептическое средство и надежный перевязочный материал. Он помогает залечивать гнойные раны благодаря своей способности впитывать большое количество влаги. По этому показателю сфагнум превосходит лучшие сорта гигроскопической ваты. Этот мох способен произвести бактерицидный эффект благодаря наличию сфагнола - особого фенолоподобного вещества, угнетающего развитие и жизнедеятельность кишечной палочки, холерного вибриона, золотистого стафилококка, сальмонеллы и некоторых других патогенных микроорганизмов.

Цветоводы активно используют сфагнум с целью выращивания комнатных растений. Он является составляющей субстрата, мульчирующим слоем либо выполняет дренажные функции. Мох не богат питательными веществами, однако он придает грунту требуемую рыхлость. Отличной гигроскопичностью сфагнума объясняется его способность равномерно распределять влагу. Наличие сфагнола обуславливает бактерицидные свойства описываемого вида мха, что позволяет эффективно ухаживать за корнями основного растения, предупреждая развитие заболеваний и загнивание.

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.

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.

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.

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).

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.