Строение мохообразных. Потребность в воде

Мхи, печеночники и антоцеротовые, объединяемые в отдел мохообразных, - одни из наиболее простых и наиболее древних наземных растений. Мхов насчитывают около 14 000 видов, печеночников - около 8000, причем большая часть видов-растения тропиков, предпочитающие влажные, тенистые местообитания. Растут они на почве, опавшей листве, коре деревьев или на скалах. Однако некоторые мхи способны выдерживать многие месяцы засухи.

Строение мохообразных. Принято считать, что мохообразные развились из зеленых водорослей, и они действительно сохраняют многие примитивные черты, указывающие на такое родство.

Мхи и печеночники - это почти наверное потомки водорослей, они демонстрируют ряд приспособлений к наземному образу жизни. Так, темно-зеленое лентовидное ветвящееся слоевище печеночника Соnocephalum conicum скорее походит на слоевищную зеленую водоросль.

У листостебельного печеночника Plagiochila asplenioides слоевище уже дифференцируется, образуя нечто вроде центрального «стебля», несущего широкие округлые «листья». Мхи (например, австралийская Dawsonia polytrichoides) растут вертикально вверх, их листья и стебель хорошо развиты

Мхи и родственные им растения устроены очень просто. Некоторые из них внешне весьма напоминают цветковые растения, но, хотя они имеют стебель и листья, эти органы устроены значительно проще, чем у других высших растений. Печеночники получили свое название за характерную форму, слегка напоминающую печень человека, и в средние века полагали, будто они обладают лечебными свойствами против заболеваний печени.

Листостебельные печеночники, такие, например, как Lophocolea-обычный печеночник, поселяющийся на сырой древесине и старых пнях,- обладают «листьями» и центральным «стеблем». Мхи в этом отношении продвинулись еще дальше, их тело уже не бывает слоевищем.

Внешние различия между мхами и листостебельными печеночниками легко обнаруживаются. Листья печеночников никогда не имеют средней жилки и, как правило, располагаются в два или три ряда. Листья мхов всегда одинаковы по форме и располагаются по спирали. Ризоиды-тонкие нитевидные выросты, закрепляющие растение на почве и поглощающие из нее питательные вещества,-у печеночников одноклеточные, а у мхов многоклеточные. Различаются эти группы по форме коробочки, содержащей споры, и по способу рассеивания спор. У печеночников коробочка эллипсоидальная или сферическая, и созревшие споры высыпаются через продольные трещины в ее стенке. У мхов коробочка обычно цилиндрическая и часто имеет крышечку, которая сбрасывается при созревании спор, открывая кольцо «зубчиков» по краю «устья» [1].

Цикл развития мха Polytrichum начинается с рассеивания крошечных сферических спор через щели, образованные расположенными на вершине коробочки [1] зубчиками. Споры [2] прорастают, образуя разветвленную нить -протонему [3]. Она зеленеет, и на ней появляются почки, развивающиеся в самостоятельные растения [41.

Мужские [5J и женские [7] растения Polytrichum очень сходны. Мужские половые органы [6] развиваются группами на вершине растения. Собрание женских половых органов [8] тоже располагается на верхушке. Сперматозоиды [9] добираются вплавь до женских растений и один из них оплодотворяет яйцеклетку [10], после чего начинает развиваться спорофит [11]. Формирующийся на женском растении [12] спорофит имеет коробочку со спорами [13], образовавшимися в результате мейоза

У большинства мохообразных нет специальных клеток для проведения воды и питательных веществ по растению (исключение-лишь некоторые мхи). Нет у них и одревесневающих тканей, способных поддерживать тело растения. Поэтому все мохообразные относительно невелики.

Потребность в воде. Несмотря на эти примитивные черты, мохообразные все же значительно лучше приспособлены к наземному существованию, чем водоросли, распространение которых почти полностью ограничено водной средой. Наиболее важное приспособление к обитанию на суше-четко выраженная смена поколений [1].

Смена поколений характерна практически для всех растений. Это значит, что в жизненном цикле растений существуют две разные стадии; для одной характерен одинарный набор хромосом, для другой, образующейся в результате слияния гамет,-двойной (по одному от каждого родителя). У многих водорослей оба «поколения» выглядят одинаково, у мохообразных же они различны.

Для полового воспроизведения мохообразным нужна вода: сперматозоиды могут добраться до яйцеклеток только вплавь, для чего каждый из них имеет два бичевидных жгутика. Вышедшие из мужских гаметангиев сперматозоиды подплывают к женским гаметангиям только после дождя или при обильной росе. Таким образом, на суше обеспечение полового воспроизведения менее гарантированно. Поэтому необходимо было повысить результативность каждого оплодотворения. Из зиготы (оплодотворенной яйцеклетки) развивается не растение, образующее гаметы (гаметофит), а растение, продуцирующее споры (спорофит), вырастающее на гаметофите и получающее от него питательные вещества. Каждая спора может прорасти в новое растение (гаметофит).

Как у мхов, так и у печеночников спорофит состоит из присоски, врастающей в ткань гаметофита, обычно длинной ножки и коробочки, в которой развиваются и из которой рассеиваются споры. Довольно редкий Anthoceros отличается от других мохообразных, в частности, тем, что его спорофит ножки не имеет.

Мохообразные могут размножаться и вегетативно, нередко отделением небольших участков растения. А у многих развиваются специальные отделяющиеся побеги или группы клеток, называемые выводковыми тельцами, из которых может развиться новое растение (гаметофит) [4].

Выводковые тельца - органы вегетативного размножения - позволяют мхам и печеночникам развиваться из крошечных участков растительной ткани. Эти тельца бывают сферическими или плоскими и развиваются в миниатюрных выводковых корзиночках на поверхности слоевища. У Marchantia выводковые тельца крупные, дисковидные, а у Lunularia они двояковыпуклые и едва видны невооруженным глазом. У Pellia целые «ветви» или край слоевища могут отделяться и образовывать новые растения

Хозяйственно важные мохообразные. Сфагнум [6] - мох торфяных болот — другое нетипичное мохообразное, к тому же единственное, имеющее практическое значение.

Торфяной мох Sphagnum sp. может поглощать и удерживать огромное количество воды-в 25 раз больше собственного сухого веса. Успешно размножается вегетативным путем (отделение ветвей). Заселенные сфагнумом водоемы постепенно скрываются под постоянно нарастающей толщей мха, который развивается на скапливающейся на поверхности водоема массе отмерших и разлагающихся растений. На ранних стадиях образования торфяников поверхность водоема скрывается под плотной сплавиной из Sphagnum и других видов, образующих нередко предательские трясины. Постепенно на сплавине вырастают отдельные деревья, а со временем и все болото зарастает лесом

Его широко используют в садоводстве: поскольку сфагнум способен поглощать и удерживать большое количество влаги, его применяют для упаковки живых растений при их перевозках. Подсушенный и полусгнивший сфагнум можно добавлять к глинистым почвам для улучшения их структуры. Образующийся из сфагнума торф добывают и используют в качестве топлива во многих странах северной Европы. Мохообразные играют также важную роль в экологии почв. Они препятствуют эрозии, сохраняют влагу и способствуют разрушению скальных пород, превращая их в почвенный слой. Принято считать, что мохообразные не были предками каких-либо других отделов высших растений.