Мхи - это группа высших растений. Отличаются таким сложным строением и разнообразием, что сформировалась целая наука, их изучающая - бриология.

Несмотря на то, что моховидные относятся к высшим растениям, у них нет корней и цветков, а размножаются они с помощью спор и вегетативно.

Распространены эти растения повсеместно - их можно встретить даже в Антарктиде, настолько они неприхотливы и устойчивы к любому климату.

Мхи - низкорослые, многолетние растения, высотой от 1 мм до 60 см. Растут на деревьях, земле, камнях, стенах домов, в пресных водоёмах и на болотах.

Мох - одно из древнейших растений Земли. Его возраст - около 300 миллионов лет.

Виды мхов

Прежде всего необходимо различать мохообразные и собственно мхи. Современная наука признаёт три класса мохообразных:

• моховидные;
• печёночники;
• антоцеротовидные.

Из них только первый класс относится к настоящим мхам. Остальные классы с недавнего времени стали рассматриваться как самостоятельные ботанические отделы.

Самый крупный класс моховидных - листостебельные мхи. Их больше 14 тысяч видов, и они составляют 95 % всех моховидных.

Название этого класса отражает его внешний вид и строение - растения состоят из стеблей с покрывающими их выростами-листьями разнообразной формы, расположенными по спирали. На подземной части стеблей вместо корней расположены ризоиды - длинные нитевидные выросты. С их помощью растение втягивает воду и минеральные вещества из почвы.

Сложное строение, уникальный процесс размножения, способность впадать в состояние анабиоза помогает мхам выживать в любых климатических условиях и играть ведущую роль во многих растительных сообществах - в , замоховелых лесах и т. д.

Самый известный подкласс листостебельных мхов - зелёный. К нему относится, в частности, такое популярное у аквариумистов водное растение, как яванский мох. С его помощью аквариум становится зелёным и красивым; растение легко крепится, а в его листьях любят нереститься аквариумные рыбки.

На территории России обитают около 1500 видов моховидных, из которых самые распространенные:

• Кукушкин лён. Встречается в лесах и лугах средней полосы России, имеет ярко-зеленую окраску.
• . Основное место распространения - болота, отличается более светлой окраской.

Отличие мхов от лишайников и папоротников

Мох очень часто путают с лишайником. Примеры: исландский и олений (ягель) мхи на самом деле являются лишайниками. Исландский мох известен своими лечебными свойствами - с его помощью лечат туберкулез, простуду, восстанавливают силы.

Отличие мхов от лишайников в том, что и являются представителями низших споровых растений.

А вот занимают более высокую ступень эволюции, и у них есть сосудистая проводящая система. Объединяет растения способ размножения: и те, и другие используют для этого споры, а не семена.

Значение моховидных

Значение мхов в природе и жизни человека огромно. Моховидные:

• Первопроходцы. Они первыми осваивают земли с неблагоприятными климатическими условиями.
• Регулируют водный баланс в почве.
• Сфагнум - источник , полезного ископаемого, используемого как горючее и удобрение.
• Обладают обеззараживающими свойствами.
• Накапливают и удерживают радиоактивные вещества.
• Являются источником пищи для многих видов животных.
• Предохраняют почву от эрозии.

Однако распространение мхов может привести к заболачиванию сельскохозяйственных угодий.

Мхи играют ведущую роль в формировании особых природных комплексов. Например, тундры.

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя

Уступают только покрытосеменным, или цветковым, растениям, что свидетельствует о важной экологической роли, которую играют эти растения в природе.

У моховидных нет корней, у них плохо развиты покровная и проводящая ткани, для размножения им необходима капельножидкая влага. Поэтому они обитают главным образом в местах с повышенной влажностью — на болотах, под пологом леса, на затененной стороне стволов деревьев и т.д.

Во время дождя и таяния снегов мхи, как губка, впитывают влагу , а затем медленно отдают ее рекам. Поэтому осушение верховых болот и вырубка лесов, в которых обитают мхи, приводит весной, во время таяния снегов к наводнениям. При этом бурные потоки воды смывают верхний плодородный слой почвы (это явление называется водной эрозией почвы). В то же время летом реки, питающиеся водой верховых болот, мелеют, и наступает засуха.

Благодаря своей уникальной способности впитывать влагу всей поверхностью тела некоторые виды моховидных приспособились к жизни в условиях, когда функции корня неэффективны — в очень холодной либо очень сухой и каменистой почве. Моховидные доминируют не только на болотах, но и в приполярной зоне, предотвращая катастрофическое протаивание вечной мерзлоты, а также на каменистых склонах гор. Моховидные являются доминирующими растениями тропических горных лесов, расположенных на высоте более 3000 м над уровнем моря (так называемых мшистых лесов).

Некоторые моховидные приспособились к жизни на сухих, открытых солнцу склонах гор, на раскаленных скалах и даже в пустыне. Такие мхи могут годами сохранять жизнеспособность при высушивании, быстро активизируясь при увлажнении (в отличие от большинства моховидных, которые погибают при высушивании в течение суток).

Классификация и разнообразие моховидных

Все делятся на 3 класса:

• Антоцеротовые (Anthocerotopsida);
• Печеночники (Hepaticopsida);
• Листостебельные, или настоящие мхи (Bryopsida, или Musci).

Листостебельные, или настоящие мхи, можно, в свою очередь, разделить на 3 подкласса:

• Бриевые (или зеленые) мхи (Bryidae);

• Сфагновые (или белые) мхи (Sphagnidae);
• Андреевые (или черные) мхи (Andreaeidae).

Класс антоцеротовые

Класс антоцеротовые (Anthocerotopsida) насчитывает свыше 300 видов, распространенных преимущественно в тропиках и субтропиках. Гаплоидный (n ) гаметофит антоцеротовых представляет собой слоевище, внешне напоминающее розетку или блюдце темно-зеленого цвета, в центре которого поднимается ярко-зеленая «свеча» диплоидного (2n ) спорофита (рис. 1).

По окончании созревания спор «свеча» растрескивается и споры высыпаются на землю. Интересно, что клетки спорофита («свечи») содержат обычные мелкие хлоропласты овальной формы, похожие на хлоропласты сосудистых растений, а клетки гаметофита («розетки») — крупные хлоропласты, внутри которых находятся пиреноиды, что еще больше усиливает сходство «розеток» — гаметофитов с водорослями.

Рис. 1. Антоцеротовые: а) антоцерос (Anthoceros laevis) — общий вид со зрелыми спорангиями; б) спорангий со спорами; в) архегоний; г) антеридий (внутри развивающиеся сперматозоиды); 1 — брюшко архегония (в центре яйцеклетка); 2 — шейка (внутри шейковые канальцевые клетки)

Устьица в эпидерме спорофита антоцеротовых состоят из двух замыкающих клеток и внешне похожи на устьица сосудистых растений. Спорофит антоцеровых, в отличие от спорофитов других моховидных, длительное время сохраняет способность к росту и фотосинтезу; показано, что он вообще может расти и питаться самостоятельно, без помощи гаметофита. Эти особенности антоцеротовых позволяют некоторым ученым видеть в них редуцированные сосудистые растения или даже низшее звено их эволюции (т.е. считать антоцеротовые возможными предками первых сосудистых растений — риниофитов).

Антоцеротовые очень сильно отличаются от других моховидных и вообще от других наземных растений. Печеночники и листостебельные мхи отличаются друг от друга значительно меньше. Возможно, происхождение антоцеротовых и других моховидных различно и их вообще следует считать различными отделами царства рас гения.

Во внутренних, заполненных слизью полостях гаметофита антоцеротовых обитают цианобактерии рода носток (Nostoc ), которые фиксируют атмосферный азот и снабжают соединениями азота растение-хозяина. Однако медленнорастущие атоцеротовые- слабые конкуренты, поэтому большинство видов этого класса — обитатели нарушенных мест обитания (незадернованных краев пашен, канав, дорог, берегов рек).

Класс печеночники

Класс печеночники (Hepaticopsida), или печеночные мхи, объединяет около 10 000 видов.

Печеночники были названы так из-за того, что их слоевище своими очертаниями напоминает печень, поэтому в Средние века эти мхи считали эффективным средством для лечения ее заболеваний.

Многие печеночники — слоевищные (талломные) организмы. Типичным представителем слоевищных печеночников является многообразная.

Однако большинство печеночников не талломные, а облиствленные. Листья у печеночников, в отличие от листьев листостебельных мхов, расположены не но спирали, а 3-4 рядами.

Ризоиды одноклеточные. Протонема у большинства печеночников развита слабо и недолговечна.

Обитают печеночники на влажной почве, на скалах, по берегам рек.

Очень хорошо развито у печеночников вегетативное размножение.

Класс листостебельные, или настоящие мхи

Класс листостебельные , или настоящие мхи (Bryopsida, или Musci) — это самый крупный класс моховидных, насчитывающий около 25 000 видов.

Класс листостебельные включает три подкласса:

• бриевые;
• сфагновые;
• андреевые мхи.

Бриевые мхи

Подкласс бриевые (Bryidae), или зеленые мхи, включает 14 000 видов. В сырых местах представители этой группы распространены повсеместно: они поселяются на почве, коре, стволах деревьев. Зеленые мхи обитают в еловых и сосновых лесах, на болотах, на склонах гор, а в тундре часто образуют сплошной покров.

Типичный представитель зеленых мхов — , или политрихум (Polytrichum commune) — Бриевые мхи семейств политриховые и даусониевые — единственные представители моховидных, гаметофиты которых имеют относительно хорошо развитые проводящие ткани, напоминающие ксилему и флоэму примитивных сосудистых растений. Листья на гаметофитах всех бриидов расположены но спирали. Верхняя сторона листа покрыта столбцами фотосинтезирующих клеток ассимиляционными пластинками. Покровная ткань (эпидерма), защищающая растение от высыхания, расположена только на нижней стороне листа. Стебель и листья политриховых содержат также механические ткани, представляющие собой удлиненные клетки, напоминающие склереиды сосудистых растений. Мхи из семейства политриховые — многолетние, относительно крупные растения (например, высота стеблей кукушкина льна иногда достигает 40-50 см), часто образующие обширные покрытия на почве в лесах, на болотах и в тундре.

Ризоиды зеленых мхов, в отличие от ризоидов печеночников, — многоклеточные, но всасывают воду относительно плохо. Поэтому зеленые мхи, так же как и другие классы мхов, впитывают воду всей поверхностью тела, в первую очередь листьями. Так, кукушкин лен может впитать воды в 4-5 раз больше сухой массы собственного тела. В связи с этим мхи часто заболачивают почву, на которой растут.

Характерной особенностью жизненного цикла зеленых мхов является то, что их развитие начинается с образования особой нитчатой структуры — протонемы , внешне напоминающей нитчатую зеленую водоросль. Интересно, что у некоторых листостебельных мхов гаметофит вообще не развивается. Главной жизненной формой таких мхов становится протонема. Наиболее известен из них светящийся мох схистостега перистая (Shistostega реnnаtа), обитающий в пещерах но всей южной Европе. Именно с ним связано появление легенд о сокровищах гномов, исчезающих с рассветом.

Светится схистостега за счет концентрирования и последующего отражения света, как «светятся» глаза у кошек. Специальные линзовидные клетки мха вначале концентрируют свет на хлоропластах, а затем сконцентрированный свет, отражаясь от задней стенки клетки, проходит через хлоропласты второй раз. Эта особенность строения и позволяет схистостеге обитать в слабом, рассеянном свете пещер.

У зеленых мхов, так же как у печеночников, хорошо развито вегетативное размножение.

Сфагновые мхи

Подкласс сфагновые (Sphegnidae), или белые мхи, представлен единственным родом сфагнум (Sphagnum), включающим свыше 300 видов. Характерной особенностью сфагнума является ветвящийся стебель: от главного стебля у сфагнума отходят не отдельные листья, а мутовки ветвей (иногда но 5 в узле), а на верхушке побега образуется головка из сближенных веточек.

Начальной фазой развития сфагнума является образование из споры пластинчатой протонемы.

Листья сфагнума содержат специальные мертвые клетки, служащие контейнерами для воды. Крупные мертвые водоносные клетки окружены мелкими фотосинтезирующими клетками (рис. 2). При подсыхании сфагнума вода из водоносных клеток испаряется и сфагнум становится белесым — отсюда и второе название сфагновых мхов — «белые мхи». Благодаря наличию водоносных клеток отдельные виды сфагнума впитывают влаги в 20-40 раз больше своей сухой массы. Вследствие этой уникальной способности сфагнум заболачивает почву, на которой растет.

Сфагнум не имеет ризоидов. По мере роста растения нижние части стебля отмирают и погружаются на дно. В процессе роста сфагнум не только заболачивает почву, но и подкисляет воду до pH ниже 4. В кислой среде без доступа кислорода отмершие стебли сфагнума и других растений не сгнивают, а превращаются в торф.

Торфяные болота — интересный объект для археологов и палеоботаников. В кислой среде торфяных болот прекрасно сохраняются споры древних растений, стволы деревьев, древние орудия труда, лодки, строительные сооружения. Так, недавно на территории Великобритании в торфяных отложениях была обнаружена деревянная дорога, соединявшая два поселения людей каменного века. Возраст этого сооружения — 6000 лет.

Рис. 2. Мох сфагнум: а) общий вид; 6) коробочка; в) клетки листа под микроскопом

Торф — прекрасное, причем возобновляемое топливо. В основном торф используют в тепловых электростанциях для получения электроэнергии. В сельском хозяйстве торф применяют в качестве удобрения, а также для удержания влаги в почве. В тепличном хозяйстве торфо-перегнойные горшочки служат для выращивания рассады.

В медицине сфагнум используют как прекрасный перевязочный материал и наполнитель для различных поглощающих влагу прокладок. Сфагнум по сравнению с обычными перевязочными материалами, например вагой, впитывает влагу в 5-6 раз эффективнее. Кроме того, в отличие от ваты, сфагнум обладает выраженными бактерицидными свойствами.

Интересной особенностью сфагнума является механизм рассеивания спор.

Спорофит сфагнума представляет собой круглую коробочку, возвышающуюся на подставке (ложноножке) из тканей гаметофита. Во влажную погоду через устьица в коробочку проникает воздух. При подсыхании коробочки устьица на се поверхности закрываются, давление воздуха внутри повышается, в результате с отчетливым хлопком крышечка срывается и над коробочкой поднимается облачко спор.

Торфяные болота занимают около 1% площади Земного шара и играют важную роль в регулировании водного баланса Земли. Запас воды из верховых болот питает реки.

Андреевые мхи

Подкласс андреевые (Andreaeidae), или черные мхи, объединяет около 120 видов черно-зеленых или красно-бурых наскальных мхов, характерных для горных и арктических областей. Протонема — пластинчатая, толстостенная, многолопастная.

Интересен механизм рассеивания спор. Коробочка на ложноножке из тканей гаметофита растрескивается на 4 пластинки. В сухую погоду за счет сокращения центральной оси она, как елочная игрушка, сжимается, и споры через открывшиеся щели высыпаются из коробочки. Во влажную погоду ось коробочки удлиняется и щели закрываются.

Моховидные относятся к высшим споровым растениям , так как для них характерно разделение тела на органы и ткани.

Моховидные широко распространены, особенно в областях с умеренным и холодным климатом. Мхи встречаются на болотах, в лесах, растут на стволах деревьев, на постройках и скалах и даже в пресных водоемах. Мхи обладают способностью выживать в условиях как морозов, так и высоких температур.

Мхи, в отличие от водорослей, являются наземными растениями. При этом они являются самыми примитивными по строению сухопутными растениями.

В отличие от водорослей, тело мохообразных разделено на специализированные ткани, каждую ткань составляет особый род клеток.

При этом тело мха, как и тело водорослей, называют слоевищем . Однако в нем есть четкое разделение на стебель и листья .

У многих моховидных в центре стебля есть проводящая система, которая располагается в виде отдельных пучков. Проводящая система обеспечивает передвижение минеральных веществ и воды, а также органических веществ.

Листья мхов выглядят как зеленые пластинки, имеющие линейно-ланцетную форму. Они достаточно тонкие, состоят всего из нескольких слоев клеток или из одного слоя. Лист может содержать бесцветные клетки, среди которых есть зеленые клетки-ассимиляторы, содержащие хлорофилл. В них протекает фотосинтез.

У многих мхов на нижней части стебля имеются корнеподобные выросты (ризоиды ). Они представляют собой выросты эпидермиса и похожи на корневые волоски. Во многом ризоиды выполняют функцию корней, т. е. закрепляют растение в почве и всасывают воду с растворенными в ней минеральными веществами.

Представители мхов

Кукушкин лен

Кукушкин лен является многолетним растением. Растет во влажных местах (на болотах, в еловых лесах).

Высота стебля растения достигает 20 см, он имеет зеленовато-коричневый цвет.

На стебле кукушкина льна плотно по спирали располагаются маленькие узкие зеленые листья.

У кукушкина льна имеются ризоиды, которые закрепляют его в почве и поглощают из нее воду.

На примере кукушкина льна обычно рассматривают жизненный цикл мхов, в котором происходит чередование двух поколений. Причем у мхов поколение гаметофита преобладает над поколением спорофита.

Спора кукушкина льна гаплоидная (т. е. содержит одинарный набор хромосом). Попав во влажную почву она прорастает и дает начало листостебельному растению. Таким образом, фотосинтезирующие растения мхов гаплоидные, что отличает их от других высших растений.

У кукушкина льна есть женские и мужские растения, т. е. он двудомный. На женских растениях развиваются специальные органы - архегонии , а на мужских - антеридии . В архегониях образуются яйцеклетки, а в антеридиях - сперматозоиды. Для того, чтобы произошло оплодотворение, сперматозоиды должны подплыть к яйцеклеткам, находящимся в архегониях. А для этого нужна вода. Таким образом, оплодотворение у мохообразных возможно лишь при наличии воды. Этот факт ограничил их распространение по суше в процессе эволюции.

Оплодотворение у кукушкина льна происходит обычно в период сильных дождей. При этом образуется диплоидная зигота (она содержит двойной набор хромосом: один от яйцеклетки, другой - от сперматозоида). Зигота остается на верхушке женского растения кукушкина льна, и через год из нее развивается коробочка на длинной ножке. Это образование представляет собой спорофит, так как состоит из диплоидных клеток.

Коробочка кукушкина льна называется спорангием, у нее есть крышечка и колпачок. В спорангии созревают споры. При этом происходит мейоз и в результате образуются гаплоидные споры.

Созревшие споры высыпаются из коробочки. В благоприятных условиях спора прорастает и развивается в листостебельное растение мха. Но сначала будущее растение кукушкина льна выглядит как нить зеленой водоросли. Это может служить доказательством того, что мхи произошли от водорослей.

Сфагнум

Сфагнум является представителем белых мхов, которые называют еще торфяными, так как они образуют залежи торфа.

В умеренном климате сфагнум растет на болотах. Это многолетние растение, стебель которого сильно ветвится.

В отличие от кукушкина льна, в стебле сфагнума нет проводящих пучков. Также у сфагнума отсутствуют ризоиды. Поэтому воду он поглощает всем телом.

Листья сфагнума содержат два вида клеток. Одни клетки содержат хлоропласты и зеленые, другие - без хлоропластов и бесцветные. Клетки расположены в один слой, поэтому листья выглядят полосатыми двуцветными. Фотосинтезирующие клетки листа мелки и длинные. Бесцветные клетки крупные, имеют большие поры в оболочках. Эти клетки используются для поглощения и удержания воды. Из-за того, что сфагнум поглощает и удерживает большое количество влаги, происходит заболачивание почвы.

Чередование поколений и размножение у сфагнума (его жизненный цикл) такой же как у кукушкина льна. Однако, в отличие от кукушкина льна, у сфагнума антеридии и архегонии образуются на одном растении, т. е. он является однодомным.

Сфагнум растет верхушкой своего побега. При этом снизу стебель отмирает. Отмершие части стеблей сфагнума уплотняются, в отсутствие кислорода не разлагаются и образуют торфяные залежи. Кроме того, сфагнум выделяет антисептическое вещество сфагнол, которое тормозит гниение. Поэтому в слоях торфа сохраняются различные организмы (останки животных и растений).

Сфагнум растет медленно, всего несколько сантиметров в год.

Значение моховидных

Животные почти не едят мхи.

Однако мхи играют важную роль в природе, так как накапливают влагу, регулируют водный баланс местности. При этом мхи часто приводят к заболачиванию почв, что следует считать их отрицательным влиянием.

Мхи способны накапливать многие вредные вещества, в том числе радиоактивные.

Моховидные образуют торф, который является полезным ископаемым для человека. Торф используется как топливо, удобрение, сырье для промышленности. Из него получают древесный спирт, пластмассы и др.

Сухой сфагнум обладает антисептическими свойствами. Раньше его использовали в качестве перевязочного материала.