У современных хвощей фотосинтез происходит. Хвощи

Папоротники распространены фактически по всему земному шару, начиная с пустынь и кончая болотами, рисовыми полями и солоноватыми водоемами. Наиболее разнообразны - в тропических влажных лесах. Там они представлены как древовидными формами (до 25м в высоту), так и травянистыми и эпифитами (произрастающими на стволах и ветвях деревьев). Встречаются виды папоротников длиной всего лишь в несколько миллиметров.

Строение папоротников

Обычное растение папоротника, которое мы видим, - это бесполое поколение, или спорофит. Почти у всех папоротников он многолетний, хотя есть немногие виды, имеющие однолетний спорофит. Папоротники имеют придаточные корни (лишь у некоторых видов они редуцированы).

Папоротники — фото

Листва, как правило, по массе и размерам преобладает над стеблем. Стебли бывают прямостоячие (стволы), ползучие или вьющиеся (корневища); нередко ветвятся. Наши лесные папоротники (страусник, орляк, щитовник мужской) имеют хорошо развитое корневище с отходящими от него многочисленными придаточными корнями. Над землей располагаются только крупные перисторассеченные листья - вайи.

Молодой лист улиткообразно свернут, по мере роста он распрямляется. У некоторых видов развитие листа происходит в течение трех лет. Листья папоротников растут своей верхушкой, как стебли, что указывает на их происхождение от стебля. У других групп растений листья нарастают от основания.

По своим размерам они могут быть от нескольких миллиметров, до трех и более метров в длину и у большинства видов выполняют две функции - фотосинтезирующую и спорообразовательную.

Размножение папоротников

На нижней стороне листа обычно находятся коричневые бугорки - сорусы с расположенными в них спорангиями, прикрытые сверху тонкой пленкой. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры, при помощи которых и происходит размножение папоротника.

Из споры лесного папоротника, попавшей в благоприятные условия, развивается гаплоидный заросток, гаметофит, маленькая зеленая пластинка сердцевидной формы, до 1см в диаметре. Заросток растет в затененных, влажных местах и прикрепляется к почве при помощи ризоидов. На нижней стороне гаметофита развиваются антеридии и архегонии.

«Завоевание» папоротниками суши оказалось неполным, так как поколение гаметофита может существовать только при обилии влаги и тени, а для слияния гамет необходима водная среда.

Хвощи — строение

Хвощи представлены преимущественно ископаемыми формами. Они возникли в течение девона и переживали расцвет в каменноугольном периоде, достигнув большого разнообразия форм - вплоть до гигантов высотой в 13м.

Современные хвощи насчитывают около 32 видов и представлены мелкими формами - не более 40см высоты. Они встречаются от тропиков до полярных областей, за исключением Австралии, и могут жить как в болотистых, так и сухих местностях. Некоторые виды имеют в эпидермисе отложения кремния, что придает им шероховатость.

Размножение и развитие хвощей

Спорофит у хвощей состоит из горизонтально разветвленного подземного стебля - корневища, от которого отходят тонкие, ветвящиеся корни и членистые надземные стебли. Некоторые боковые ветви корневища способны образовывать небольшие клубни с запасом питательных веществ.

Стебель содержит многочисленные сосудистые пучки, расположенные кольцом вокруг центральной полости. На стеблях, как и на корневище, ясно выражены узлы, придающие им членистое строение.

От каждого узла отходит мутовка вторичных веточек. Листья мелкие, клиновидные, расположены тоже мутовками, охватывают стебель в виде трубочки. Фотосинтез происходит в стебле.

Кроме ассимилирующих стеблей у хвоща полевого есть еще неветвистые спороносные побеги бурого цвета, на концах которых развиваются спорангии, собранные в колоски. В них образуются споры. После высыпания спор побеги отмирают, а им на смену вырастают зеленые ветвистые (вегетативные, летние) побеги.

Плауны — строение

Плауны были широко распространены в конце девонского и в каменноугольном периодах. Многие из них были высокими древовидными растениями. В настоящее время сохранилось незначительное, по сравнению с прошлым, число видов (около 400) - все это небольшие растения - до 30см в высоту. В наших широтах они встречаются в хвойных лесах, реже - на заболоченных лугах. Основная же масса плаунов - жители тропиков.

Обычным у нас видом является плаун булавовидный. Он имеет стелющийся по земле стебель, от которого вертикально вверх отходят игольчато-ветвящиеся боковые побеги. Листья у него - тонкие, плоские, располагаются по спирали, густо покрывая стебель и боковые веточки. Рост плаунов происходит только в точке роста, так как камбий в стебле отсутствует.

Размножение плаунов

На верхушке стебля находятся особые листья - спорофиллы, собранные в стробил. Внешне он напоминает сосновую шишку.

Прорастающая спора дает заросток (гаметофит), который живет и развивается в земле в течение 12-20 лет. Он не имеет хлорофилла и питается с помощью грибов (микориза). Смена полового и бесполового поколений у хвощей и плаунов происходит точно так же, как и у папоротников.

Ископаемые папоротникообразные образовали мощные пласты каменного угля. Каменный уголь используется в качестве топлива и сырья в различных областях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, различные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и т.п.

Значение папоротников, хвощей и плаунов

Современные папоротникообразные играют заметную роль в образовании растительных ландшафтов на Земле. Кроме того, человек использует хвощи как мочегонное средство, как индикатор кислотности почв. Благодаря жесткости стеблей, связанной с отложениями кремния в стенках клеток, хвощи употребляли для полировки мебели, чистки посуды.

Споры плаунов используются в медицине в качестве присыпки, щитовник мужской - как глистогонное. Их употребляют для лечения табачной зависимости, алкоголизма и глазных болезней. Некоторые виды папоротникообразных разводятся как декоративные (адиантум, асплениум, нефролепис).

Так как гаметофит плаунов развивается очень медленно (12-20 лет), эти растения следует охранять.

Произрастает

Эти растения произрастают на нашей планете повсеместно в областях с различными климатическими условиями – от Антарктики до Африки. Но в Северной Америке и Евразии, в умеренной и арктической зонах отмечается наибольшее видовое разнообразие хвощевидных.

Внешний вид

Все современные виды хвощей являются многолетними травянистыми растениями с плотными, пропитанными кремнеземом стеблями, достигающими, в среднем, в высоту от 1 до 12 м. Самым крупным видом является хвощ гигантский, встречающийся в лесах тропиков и субтропиков с повышенной влажностью. Его длина может достигать 10-12 м. Характерной особенностью всех видов хвоща является наличие метамерии стеблей, то есть правильного чередования узлов и междоузлий. Хвощи имеют мелкие, чешуевидные листья, располагающиеся мутовками в узлах. Боковые ветви также формируются в узлах стебля. Фотосинтез происходит в ткани зеленых стеблей и ветвей, поверхность которых дополнительно увеличивается за счет ребристости. Спорангии находятся на шестиугольных щитковидных спорангиофорах, соединенных в верхушечные стробилы.

Подземная часть хвощей представляет собой разветвленное мощное корневище, в узлах которого образуются придаточные корни. Некоторые виды растений этой группы, к примеру, хвощ полевой, имеют корневища, видоизмененные в клубни, которые служат как для отложения запасных питательных веществ, так и для вегетативного размножения.

Информация о растении

Хвощи – единственный род сосудистых растений отдела хвощевидные. Известно около 20-30 современных видов хвощей.Название «хвощ» данное растение получило за внешнее сходство с хвостами животных, в частности, лошадей. Хвощи растут в лесах, на лугах, болотистой местности, вблизи водоемов.

Хвощи размножаются, в основном, корневищами, образуя множество дочерних растений-близнецов, особенно в местах с нарушенным растительным покровом, например, после пожаров. Образуются обширные трудноискоренимые заросли этих сорняков на пастбищах, полях. Для роста хвощей благоприятна кислая почва, на которой они особенно быстро растут и служат своеобразными индикаторами кислотности почвы. Предпочтительно солнечное местоположение или легкая полутень.

Также для хвощей характерно размножение спорами, которые заключены в спорангиях на спорангиофорах. На стебле имеются спороносные зоны из спорангиофоров либо они упакованы в стробилы на верхушке. Гаметофит, или заросток, выглядит как небольшое недолговечное одно- или обоеполое зеленое растение. Также гаметофит может иметь вид буровато-розового неветвящегося побега, который отмирает после спороношения. На этих заростках расположены антеридии со сперматозоидами и архегонии с яйцеклетками. Для осуществления оплодотворения необходима вода. Образовавшаяся зигота дает начало спорофиту.

Смотрите, какая схожесть в словах «хвощ» и «хвост». И действительно, русское народное название именно и означает «хвост». Научная латынь уточняет: «конский хвост». Английское название аналогично научному, поэтому у англичан часто возникает путаница и недопонимание, когда речь заходит об этом растении, поскольку собеседник может подумать, что разговор идет о лошадях.

Хвощи - древние обитатели нашей планеты, они старше динозавров. Эта группа растений появилась на Земле 400 млн лет назад и наивысшего расцвета достигла в каменноугольном периоде. Остатки огромных деревьев, каламитов, прародителей ныне живущих невысоких травянистых «елочек», в наши дни находят при добыче угля. По этим остаткам можно судить о том, что каламиты были огромными деревьями, до 30 м высотой и стволом диаметром примерно 1 м. Палеонтологи насчитывают около 50 видов каламитов. Для сравнения: современных видов хвощей не более 30. В наши дни хвощам трудно соперничать в размерах с хвойными или цветковыми растениями, значительно более молодыми с эволюционной точки зрения.

КРЕМНИЕВАЯ ДОЛИНА

Хвощи - своеобразная группа растений. Их не спутаешь с другими из-за наличия членистого стебля, который легко разламывается на отдельные фрагменты, членики. Красивые ровные частоколы зубцов, опоясывающих коронками каждый членик-междоузлие, - не что иное, как мутовки сильно видоизмененных листьев. Они очень мелкие, коричневатые, иногда пленчатые, поэтому основную работу по обеспечению всех частей растения питательными веществами, образующимися в процессе фотосинтеза, взял на себя стебель. Междоузлия хвоща внутри полые, как коктейльные трубочки. Они очень жесткие и прочные. Наружная поверхность трубочек ребристая - в этих бугорках откладывается много кремнезема. Высоко содержание кремния и в клетках этого растения - до 7 % от их массы.

ДВА ПУТИ, ДВЕ ДОРОГИ

Все хвощи - многолетние растения. У одних видов стебли на зиму отмирают, у других сохраняются зелеными. Таков, например, хвощ зимующий (Equisetum hyemale) — циркумполярный вид, обитатель болот и сырых лугов северной части всего Евразийского континента.

Хвощ полевой - самый обычный европейский вид, широко распространенный, часто сорничающий на садовых участках. Из-за некоторого сходства слегка приподнимающихся тонких зеленых веточек с хвоей его иногда называют елочкой или сосенкой.

У хвоща полевого есть два типа побегов, сильно отличающихся между собой как по внешнему виду, так и по своему предназначению. По весне появляются бледно-розовые, буроватые генеративные побеги. Они совершенно лишены веточек. Коронки листьев-зубцов у них темно-коричневые. Фотосинтеза в этих побегах не происходит: они существуют целиком и полностью за счет питательных веществ, запасенных в корневищах. Верхушку генеративного побега венчает спороносный колосок - стробил, в котором созревают пылевидные споры. Затем их разносит ветер. Большинство спор хвоща погибает, но из тех, которые проросли, сначала возникает совсем не похожее на хвощ, микроскопическое, в несколько миллиметров, растеньице - заросток, или гаметофит. На нем образуются мужские и женские половые клетки, для слияния которых необходима вода. Именно поэтому многие хвощи предпочитают расти в сырых местах. Из оплодотворенной яйцеклетки появляется новое растение, на этот раз своим обличием напоминающее привычный нашему глазу хвощ. То, что мы привыкли называть хвощом, ботаники называют спорофитом - спороносной, бесполой стадией в жизненном цикле этого растения. Такое чередование поколений со спорофитом и гаметофитом есть не только у хвощей, но и у папоротников и плаунов.

СОСНЫ, В КОТОРЫХ НЕЛЬЗЯ ЗАБЛУДИТЬСЯ

Генеративные побеги, на которых вызревали споры, летом засыхают, а вместо них из-под земли появляются зеленые вегетативные побеги - собственно «сосенки». Они полностью, и стебли, и листочки, зеленые, а самое главное - из узлов отрастают мутовки тонких, направленных косо вверх зеленых членистых веточек. Основная задача вегетативных побегов - обеспечить запасами питательных веществ на следующий год кладовые-корневища. Корневище у хвоща полевого черно-бурое, длинное, ползучее, сильно разветвленное. Оно прорастает в землю на глубину до 1,5 м. По всей его длине образуются утолщения-клубеньки, в которых и откладывается крахмал.

ЦЕЛЕБНЫЕ И ЯДОВИТЫЕ

Многие хвощи - ценные лекарственные растения. Самые популярные в заготовке - хвощ полевой и хвощ лесной (Equisetum sylvaticum). Последний очень похож на хвощ полевой, но более ажурен: у него есть веточки второго порядка. Сушеную траву хвоща используют в качестве мочегонного средства, а также при ревматизме, воспалительных процессах в организме, почечно-каменной болезни и туберкулезе. Хвощевой отвар при наружном и внутреннем применении улучшает состояние кожи, очищает ее от фурункулов, язв и сыпи, способствует заживлению ран.

Некоторые хвощи содержат ядовитые алкалоиды, поэтому их использовать в качестве лекарственного средства нельзя. Среди них хвощ зимующий и хвощ болотный (Equisetum palustre). В траве хвоща болотного найдены тиаминаза, разрушающая витамины группы В, и алкалоид палюстрин. Хвощ болотный можно легко спутать с хвощом полевым. Основное их отличие в том, что спороносные колоски у хвоща болотного образуются на обычных зеленых побегах. Так что при сборе этих трав требуется особое внимание.

В вываренные стебли хвоща используют для тонкой полировки деревянных предметов прикладного искусства. Такая полировка выглядит гораздо эффектнее, чем полировка с помощью наждачной бумаги.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Царство: растения.
Отдел: папоротниковидные.
Класс: хвощевые.
Порядок: хвощевые.
Семейство: хвощевые.
Род: хвощ.
Вид: хвощ полевой.
Латинское название: Equisetum arvense.
Размер: высота до 40 см.
Жизненная форма: травянистый многолетник.
Продолжительность жизни хвоща: до 20 лет.