Біологія - Навчальный посібник - В. О. Мотузний 2009

Частина IІ. Ботаніка
4. Вищі спорові рослини
4.1. Відділ Мохоподібні

Загальна характеристика та різноманітність. Особливості життєвого циклу. Вищі спорові рослини за походженням значно давніші від насінних. Вони були першими судинними рослинами, що заселили суходіл. За безстатевого розмноження на диплоїдному спорофіті в спорангіях внаслідок мейозу утворюються нерухомі спори з різними пристосуваннями для поширення (водою, вітром, за допомогою тварин або птахів). Здатність утворювати спори є одним із основних пристосувань рослин до життя в умовах суходолу. У спорангіях деяких рослин утворюються однакові спори (це рівноспорові рослини — плауни, хвощі, деякі папороті); в інших — різні: маленькі — мікроспори й великі — мега- або макроспори (це різноспорові рослини, всі насінні та деякі спорові). З пророслої спори утворюється гаметофіт (заросток), на якому розвиваються статеві органи — антеридії й архегонії. У різноспорових рослин гаметофіти різностатеві. Мікроспори, проростаючи, формують чоловічий гаметофіт з антеридіями і мегаспори — жіночий з архегоніями. В антеридіях розвиваються рухомі чоловічі гамети з джгутиками — сперматозоїди або нерухомі без джгутиків — спермії, а в архегоніях жіночі гамети — яйцеклітини.

Процес запліднення відбувається тільки за наявності крапельно-рідкої води. В процесі запліднення в жіночому гаметангії утворюється зигота, з якої розвивається зародок. Останній виростає в новий диплоїдний спорофіт. У всіх вищих рослин, за винятком мохоподібних, спорофіт є домінуючим поколінням, він удосконалювався в процесі еволюційного розвитку.

Вищі спорові рослини поділяються на безсудинні й судинні. До вищих безсудинних належать представники відділу Мохоподібні. Всі інші спорові (Плауноподібні, Хвощеподібні та Папоротеподібні) складають відділи вищих спорових судинних рослин.

Відділ Мохоподібні. Загальна характеристика та особливості поширення на планеті. Різноманітність. До мохів належать рослини, які за загальною організацією і за екологією близькі до водоростей. У мохів, як і у водоростей, немає судин і коренів. Проте є багатоклітинні ризоїди. Це аналогічні кореням органи, які виконують функції коренів, але відрізняються від них будовою і походженням. Складаються ризоїди з однакових клітин, у них немає провідної тканини. Маючи таку будову, ризоїди не можуть забезпечити ґрунтове живлення великої рослини. В циклі розвитку мохів переважає фаза гаметофіта. Саме тому мохи розглядаються як самостійна гілка в еволюції рослин.

Гаметофіт моху — це зелена рослина, яка нагадує пагін із стеблом і листками (філодіями), іноді має вигляд листкоподібного талому (слані). Гаметофіт мохоподібних — домінуюче покоління в циклі розвитку. Мохи — переважно багаторічні, рідше — однорічні трав’янисті рослини.

Для запліднення мохоподібним потрібна вода.

Спорофіт відіграє підпорядковану роль і самостійно не існує, розвивається і завжди перебуває на гаметофіті, беручи від нього воду й поживні речовини. Морфологічно це циліндрична ніжка, на якій розміщена куляста або еліптична коробочка, всередині якої формується спорогенна тканина. Після редукційного поділу її клітини розвиваються у спори.

Налічується близько 16 тис. видів мохів. Викопні рештки відомі починаючи з карбону. Поширені мохи на всій земній кулі, але нерівномірно. У тропічних країнах вони частіше трапляються в горах. Відносно багато видів росте в посушливих місцях (степи). Деякі види мохів ведуть епіфітний спосіб життя на деревах або водний. Основна ж різноманітність мохів зосереджена в північній півкулі, в місцях з помірним і навіть холодним кліматом. Ці рослини утворюють майже чисті зарості на великих площах. Як і лишайники, вони вельми чутливі до забруднення повітря (особливо двооксидом сірки) і в дуже забруднених місцях або зовсім не ростуть, або представлені лише невеликою кількістю видів. Деякі мохи ростуть у пустелях, у місцях, що сильно нагріваються сонцем.

Є 3 класи мохів: Антоцеротові, Печіночники і Справжні мохи. Найчисельніший із них клас Справжні мохи, який включає 3 підкласи: Андреєві, Білі (Сфагни) й Зелені.

Особливості будови та процесів життєдіяльності мохів на прикладі зозулиного льону та сфагнуму. Зелені мохи поширені в різноманітних екологічних зонах: від тундри і лісотундри до степових і пустельних районів. Вони домінують на болотах і в деяких типах лісів. У вологих лісах під покривом ялин і сосен мохи часто утворюють суцільний килим. Для прикладу розглянемо зозулин льон (мал. 2.67). Його стебло не галузиться, може досягати висоти 40 см, вкрите епідермою. Під нею міститься механічна тканина, нижче якої залягають провідні елементи. Листки (філоїди) численні, розміщені на стеблі трьома рядами або по спіралі. Вони вузькі, до вершини загострені, по краю пильчасті, з серединною жилкою і виростами у вигляді пластинок, що складаються з асимілюючих клітин. Органи статевого розмноження (антеридії й архегонії) розміщені на різних стеблах (дводомна рослина). Спорофіт, що розвивається із зиготи наступного року після запліднення, складається із гаусторій, ніжки й коробочки (спорогоній). Коробочка зверху вкрита ковпачком, який здувається вітром тільки після дозрівання спор. Всередині коробочки є спорогенна тканина, клітини якої діляться мейозом, утворюючи спори. Із спори за сприятливих умов розвивається протонема у вигляді зеленої нитки. На ній закладаються бруньки, із яких з часом і розвиваються чоловічі та жіночі екземпляри гаметофіта зозулиного льону.

Мал. 2.67. Зелений мох (зозулин льон):

а — цикл розвитку; б — фрагмент листка (філоїда); в — стебло (поперечний переріз): 1 — зигота; 2 — розвиток спорофіта; 3 — поздовжній розріз коробочки; 4 — коробочка без ковпачка; 5, 6 — проростання спори; 7 — протонема з брунькою; 8 — стебло з архегонієм (10); 9 — стебло з антеридієм (11); 12 — сперматозоїд; 13 — яйцеклітина в архегонії; 14 — паренхімні клітини; 15 — механічні клітини; 16 — епідерма; 17 — асимілятори; 18 — «кора»; 19 — клітини, що виконують функцію ксилеми; 20 — клітини, що виконують функцію флоеми

Білі мохи представлені одним родом з 350 видами. Стебло сфагнуму (мал. 2.68) прямостояче, з необмеженим ростом. У центрі стебла міститься блок тонкостінних паренхіматичних клітин, які виконують провідну й запасальну функції. Цей блок клітин оточений товстостінними клітинами. Це механічна тканина. Периферична частина стебла складається з великих мертвих клітин. Утворюються численні бічні гілки, густо вкриті філоїдами — листками без жилкування з одним шаром клітин двох типів: вузенькі й видовжені (хлорофілоносні), що утворюють сітку, в петлях якої містяться великі мертві (водоносні) клітини, здебільшого з порами і спіральним потовщенням оболонки. Ці клітини здатні накопичувати і довго утримувати воду (маса якої в 30—40 разів більша за масу самого моху). Завдяки своїм чудовим абсорбуючим та антисептичним властивостям ці мохи широко використовувались як перев’язувальний матеріал («партизанська вата»). Крім того, сфагнум має бактерицидні властивості, оскільки містить протигнильну речовину сфагнол.

Мал. 2.68. Сфагнум:

а — несправжня ніжка з коробочкою; б — гаметофіт; в — фрагмент перерізу стебла; г — стеблоносна клітина; 1 — спорогон; 2 — серцевина; 3 — «кора» з товстостінними клітинами; 4 — зовнішня «кора»; 5 — хлорофілоносна клітина; 6 — повітроносна клітина

Ризоїдів у сфагнуму немає. Він поглинає воду всією поверхнею. Рослина однодомна. Архегонії й антеридії сфагнових мохів розміщуються на бічних гілочках і мають типову для мохоподібних будову. Із заплідненої клітини розвивається спорофіт. Він складається із кулястої коробочки та короткої ніжки.

Сфагни ростуть на досить вологому субстраті і зазвичай занурені у воду, тому в них немає ризоїдів і волога надходить безпосередньо до стебла. З часом нижня частина мохів відмирає.

Протонема у сфагнів пластинчаста, на ній закладається лише одна брунька, яка дає початок стеблу сфагнового моху.

Утворення торфу. Зазвичай сфагнум густим килимом вкриває болото. Стебла його ростуть верхівками, нижні частини поступово відмирають і повільно розкладаються за недостатнього надходження кисню. В шарі торфу постійно підтримується низька температура, розвивається висока кислотність, тому процеси гниття тут протікають дуже повільно, що сприяє тривалому збереженню рослинних решток. Так утворюється торф. Сфагновий торф накопичується дуже повільно: шар їм — за 1000 років і більше. Торф погано проводить теплоту, в ньому майже немає кисню. Він завжди холодний, має консервувальні властивості, створює анаеробне середовище. В ньому майже не розвиваються бактерії і гриби. Все, що потрапляє в торф, консервується в його масі.

Роль мохоподібних у природі та житті людини. Зозулин льон, утворюючи щільні дернинки, сприяє поверхневому накопиченню вологи, що призводить до заболочування ґрунтів. Разом із сфагнумом бере участь в утворенні торфу, є основним компонентом нижнього ярусу деяких лісів лісової зони. Народна медицина рекомендує зозулин льон при маткових кровотечах, кашлі, запаленні легенів. Відваром моху миють голову, що запобігає випаданню волосся.

Торф використовують як паливо і, що більш важливо, як цінну сировину хімічної промисловості. Сухою перегонкою торфу отримують віск, парафін, феноли, оцтову кислоту та інші цінні речовини. Торф застосовують як добрива, підстилку на тваринницьких фермах, для утеплення будівель, при зберіганні плодів і насіння.

Мохи мають і негативне значення. Утворюючи суцільні килими на луках, у лісах, вони утруднюють аерацію ґрунту, спричинюють його заболочування. Сфагнові мохи можуть самозайматись, що часто є причиною лісових пожеж.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити