МЕДИЦИНСКАЯ БОТАНИКА - А.Г. Сербин - 2003

РАЗДЕЛ 3. СИСТЕМАТИКА

НАДЦАРСТВО ЭУКАРИОТЫ (ЯДЕРНЫЕ) — EUCARYOTA. ЦАРСТВО РАСТЕНИЯ

СПОРОВЫЕ РАСТЕНИЯ

Эволюционные связи этой группы растений показаны на рисунке 3.3. От высших семенных растений их отличает ряд признаков:

✵ расселение происходит посредством спор-,

✵ в цикле развития четко выражено чередование поколений;

✵ процессы полового и бесполого размножения разделены: споры

_• образуются в спорангиях одних растений — спорофитов, а гаметы — в гаметангиях других растений — гаметофитов (см. рис. 2.1, 2.5);

✵ мужской половой орган — антеридий содержит многочисленные подвижные сперматозоиды, а женский — архегоний — неподвижную яйцеклетку,

✵ для оплодотворения необходима капельножидкая влага;

✵ споры могут быть одинаковые (равноспоровые растения) или разные — макро- и микроспоры (разноспоровые растения);

✵ для осевых органов не характерно вторичное утолщение из-за отсутствия вторичной образовательной ткани — камбия.

Высшие споровые подразделяются на предпобеговые бессосудистые, включающие отдел — моховидные, и на побеговые сосудистые, охватывающие три отдела — плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные. Они отличаются от моховидных, наличием настоящих проводящих тканей, корней, листьев и преобладанием в цикле развития спорофита над гаметофитом.

ОТДЕЛ МОХОВИДНЫЕ — BRYOPHYTA

Мхи насчитывают около 35 000 видов, для которых характерен ряд примитивных признаков строения вегетативного тела. Так, у них еще не развиты настоящие проводящие ткани флоэмы и ксилемы; отсутствуют корни, всасывающую функцию выполняют ризоиды, а в случае их отсутствия вода и минеральные растворы поглощаются всей поверхностью тела. Фотосинтезирующими органами являются листоподобные выросты стебля — филлоиды, не имеющие настоящих жилок. В цикле развития доминирует гаметофит. Он представлен вырастающей из споры протонемой (предростком) и образующимися из протонемы гаметофорами — одно- или двудомными многолетними травянистыми растениями.

Мхи распространены повсюду, но предпочитают влажные, не сильно засоленные субстраты. Значение их в природе состоит в том, что они регулируют водный баланс, впитывают и удерживают воду, заболачивают почву, предохраняют землю от эрозии, защищают стволы деревьев, первыми заселяют необжитые субстраты и создают условия для произрастания других растений. Мхи способны накапливать радиоактивные вещества и тяжелые металлы. Они гигроскопичны, не поедаются животными, поэтому используются в качестве подстилки. Могут служить антисептическим перевязочным материалом. Некоторые мхи применяются как топливо, строительный материал, удобрение, для получения щавелевой кислоты, фурфурола и др.

Класс листостебельные мхи — Musci

Гаметофиты — одно- или двудомные многолетние травы, образующие дернины. Могут быть с ризоидами (зеленые мхи) или без них (сфагновые мхи). Филлоиды очередные, без жилок (сфагновые мхи) или с ненастоящими жилками (зеленые мхи). Архегонии и антеридии находятся на верхушке побега; спермин двужгутиковые. Оплодотворение яйцеклетки происходит при наличии влаги. Из зиготы на женском гаметофите развивается спорофит, состоящий из стеблевидного спорогона, или ножки, и спорангия в виде коробочки с крышечкой и волосистым колпачком. Морфологически одинаковые + и — споры прорастают в женские и мужские нитевидные или пластинчатые протонемы, или предростки, с почками, из которых вырастают новые однополые гаметофиты.

Семейстеопол политриховые — Рolytrichaceae

Род политрих — Рolytrichum. Строение зеленых мхов и цикл их развития с чередованием поколений представлен на примере политриха обыкновенного (кукушкина льна) — Polytrichum commune (рис. 3.99).

Рис. 3.99. Схема развития кукушкина льна: 1 — мужской и женский гаметофиты; 2 — антеридий со сперматозоидами; 3 — сперматозоид; 4 — архегоний с яйцеклеткой; 5 — развитие зиготы из оплодотворенной яйцеклетки; 6 — развивающийся спорофит; 7 — зрелые спорофиты на женских гаметофитах; а — ножка; б — коробочка; в — колпачок; г — крышечка; д — колонка; е — спорогенные клетки спорангия и образование из них спор (мейоз); 8 — споры (+ и —); 9 — прорастание спор; 10 — протонемы мужская и женская

Семейство сфагновые — Sphagnaceae

Род сфагнум — Sphagnum (рис. 3.100). Растения рода называют также белыми и торфяными мхами из-за их светлой окраски и способности образовывать при отмирании нижней части стеблей бурую массу — торф. Растут на кислых субстратах, формируют подушковидные дернинки, их стебли без ризоидов, боковые веточки расположены мутовчато. Листья спирально-черепитчатые, без жилок, с водосборными клетками у основания. Мякоть листочков (рис. 3.100) однослойная, из двух типов клеток: одни — узкие, зеленые, фотосинтезирующие, а другие — крупные, бесцветные, водоносные (гиалиновые) клетки, с утолщенными, пористыми оболочками. Между листочками боковых веточек сидят антеридии на ножках, а на верхушках побегов располагаются архегонии. Из них после оплодотворения вырастают спорогоны с ложной, короткой ножкой и шаровидной коробочкой. Протонема пластинчатая, с ризоидами.

Рис. 3.100. Торфяной мох сфагнум: А — общий вид гаметофита со спорогонами; Б — спорогоны; В — протонема; 1 — ножка спорогона; 2 — коробочка спорогона; 3, 4. 5 — листочки гаметофита (внешний вид, вид под микроскопом с поверхности, поперечный разрез); 6 — архегонии; 7 — антеридии; а — фотосинтезирующие клетки; б — водоносные клетки; в — поры

В процессе естественного отмирания и неполного распада мхов в условиях избыточного увлажнения и затрудненного доступа воздуха образуются торф и сапропель. Торф — горючее полезное ископаемое, представляющее собой коллоид из целлюлозы, лигнина, смол, кислот и других органических и минеральных соединений. Торф применяется как удобрение, топливо, строительный материал, сорбирующая подстилка для животных. Он служит сырьем для получения технического и горного воска, типографской краски, щавелевой, уксусной и гуминовой кислот, этилового спирта, фурфурола, целлюлозы, кормовых дрожжей, активированного угля, лекарственных препаратов и др. Сапропель — донный органический ил, включающий разложившиеся остатки растительных и животных организмов. В нем много азота, фосфора, калия, микроэлементов и микроорганизмов, убивающих возбудителей сибирской язвы, паратифа, бруцеллеза. Сапропель используется как корм, удобрение и сырье для получения жидкого топлива, кокса, клея, керамических труб, лекарственных препаратов и др.