Содержание
Применение
Весенние (генеративные) побеги — пестики (сев.-рус. пистики) — готовят и употребляют в пищу.
В научной медицине применяют надземную часть растения. Настои хвоща применяют как мочегонное, противовоспалительное, кровоостанавливающее, общеукрепляющее, ранозаживляющее и вяжущее средство. Помогают они при сердечной недостаточности, улучшают водно-солевой обмен.
В народной медицине применение хвоща такое же; кроме этого, траву хвоща применяют при лечении злокачественных новообразований, наружных и внутренних кровотечений, жёлчно- и почечнокаменной болезни. Не рекомендуется приём в течение длительного времени (более трёх месяцев).
В цветоводстве отвар хвоща полевого используется для профилактики ряда заболеваний декоративных садовых растений. Благодаря содержащейся в хвоще полевом кремниевой кислоте у обработанных отваром растений повышается сопротивляемость некоторым грибным болезням и вредителям (мучнистая роса, чёрная пятнистость роз, ржавчина, паутинные клещи).
Приготовление: в 10 л холодной воды в течение 1 суток настаивают 1 кг свежего или 150 г сухого сырья. Настой проваривают в течение 30 мин, после остывания процеживают. При опрыскивании отвар разводят в соотношении 1:5. Отвар сохраняет свои свойства в течение 2 недель. Забродивший отвар используется только для полива. Хвощ заготавливают в середине лета.
> Примечания
- По данным сайта GRIN (см. карточку растения).
- Хвощ полевой.
- Панкратова Г. Болезни роз.
Хвощ
| Хвощ | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Хвощ полевой: стебель с мутовками листьев |
|||||||||||||||||||||
| Научная классификация | |||||||||||||||||||||
промежуточные ранги
|
|||||||||||||||||||||
| Международное научное название | |||||||||||||||||||||
|
Equisetum L. (1753) |
|||||||||||||||||||||
| Типовой вид | |||||||||||||||||||||
| Equisetum fluviatile L., 1753 — Хвощ приречный | |||||||||||||||||||||
| Виды | |||||||||||||||||||||
| См. текст | |||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||
Хвощ (лат. Equisétum) — род сосудистых растений, в силу своей уникальности в современной флоре иногда выделяемый в особый отдел Хвощеви́дные (лат. Equisetóphyta). В нём один современный класс (Equisetópsida), один порядок (Equisetáles) и одно семейство (Equisetáceae), в котором насчитывается, по разным источникам, от 15 до 32 видов.
Род распространён повсеместно от Южной Америки и южной части Африки до Арктики. Наибольшее видовое разнообразие (17) наблюдается в Евразии и Северной Америке между 40 и 60° с. ш..
Ботаническое описание
Ныне живущие виды — исключительно травянистые растения высотой от нескольких сантиметров до нескольких метров. Например, в Чили, Перу, Эквадоре произрастает Equisetum xylochaetum со стройными, почти древовидными побегами высотой 3—3,5 м; перуанский вид Equisetum martii достигает 5 метров в высоту, а самый крупный вид хвощ гигантский (Equisetum giganteum), произрастающий во влажных тропических и субтропических лесах Чили, Перу, Мексики и Кубы, имеет максимальные размеры 10—12 м при диаметре всего лишь 2—3 см. Поэтому он растёт только опираясь и цепляясь за соседние деревья. В этих же странах произрастает самый мощный вид Хвощ Шаффнера (Equisetum schaffneri), у которого при высоте всего 2 м диаметр может достигать 10 см. К числу европейских видов относится вечнозелёный, редко ветвящийся Хвощ зимующий (Equisetum hyemale) высотой до 1 м.
У всех видов хвоща стебли обладают выраженной метамерией, то есть правильным чередованием узлов и междоузлий. Листья редуцированы до чешуй и располагаются мутовками в узлах. Здесь же образуются и боковые ветви. Ассимиляционную функцию выполняют зелёные стебли, поверхность которых увеличивается ребристостью, стенки клеток кожицы пропитаны кремнезёмом. Подземная часть хвощей представлена сильно развитым корневищем, в узлах которого формируются придаточные корни. У некоторых видов (хвощ полевой) боковые ветви корневища превращаются в клубни, которые служат местом отложения запасных продуктов, а также органами вегетативного размножения.
Хвощ — трудноискоренимый сорняк, переживающий благодаря своим подземным корневищам даже лесные пожары. Стебли хвоща содержат кремнезём, потому и жёсткие.
Вопросы систематики
Карл Линней в 1753 году отнёс все описанные им хвощи к одному роду Equisetum L., впоследствии Карл Мильде в 1865 году разделил этот род на два: Equisetum и Hippochaete. Позднее, в 1867 году, Мильде вновь объединил род Equisetum, приняв в нём две группы: Equisetum и Hippochaete — без указания их ранга. Затем Бейкер в 1887 году придал этим группам ранг подродов. Для разделения подродов (или родов) первоначально использовались признаки стробилов, устьичного аппарата и продолжительность жизни надземных побегов. Позднее было обнаружено различие в размерах хромосом, которым, возможно, объясняется отсутствие межподродовых гибридов, обращающее на себя особое внимание, если учитывать наличие многочисленных гибридов внутри каждого из подродов.
В настоящее время большинство авторов принимает один род с двумя подродами (Tutin, 1964; Cullen, 1965; Бобров, 1974; Hauke, 1993), реже их признают самостоятельными родами (Цвелёв, 2000). Однако единственным морфологическим признаком, по которому можно чётко отделить все виды одного подрода от другого, является характер расположения устьиц относительно уровня эпидермальных клеток (Hauke, 1993). История лектотипификации надвидовых таксонов обстоятельно изложена в работе R. E. Pichi-Sermolli (1971).
Примечания
- Ильин М. М. Хвощевые — Equisetaceae L.C.Rich. // Флора СССР. — Л., 1934. — Т. 1. — С. 101—112.
- 1 2 3 Hauke R. Equisetaceae Michaux ex DeCandolle // Flora of North America. — New York, 1993. — Vol. 2. — P. 76—84.
- 1 2 Cullen J. Equisetaceae // Flora of Turkey and the East Aegean Islands. — Edinburgh, 1965. — Vol. 1. — P. 31—34.
- 1 2 Бобров А. Е. Equisetaceae L.C.Richard ex DC. — Хвощевые // Флора европейской части СССР. — Л., 1974. — Т. 1. — С. 62—67.
- 1 2 Черных П.Я. Историко-этимологический словарь современного русского языка. — М.: Русский язык, 1999. — Т. 2. — С. 337.
- Этимологический словарь славянских языков. — М.: Наука, 1981. — Т. 8. — С. 134—135.
- Linnaeus C. Species Plantarum. Holmiae, 1753. T. 2. P. 1061—1062.
- Milde J. Repräsentieren die Equiseten der gegenwärtigen Schöpfungsperiode, ein oder zwei Genera? // Bot. Zeit. 1865. Jg 23. N 40. S. 297—299.
- Milde J. Monographia Equisetorum // Nova Acta Acad. Leop.-Carol. 1867. B. 32. 607 S.
- Baker J. G. Handbook of fern-allies. London, 1887. P. 1—6.
- Hauke R. A taxonomic monograph of Equisetum subgenus Hippochaete // Beih. Nova Hedwigia, 1963. Vol. 8. P. 1—123.
- Tutin T. G. Equisetaceae // Flora Europaea. Cambridge, 1964. Vol. 1. P. 6—8.
- Цвелёв Н. Н. Сем. Equisetaceae L. C. Richard ex DC. — Хвощевые // Определитель сосудистых растений северо-запада России. СПб., 2000. С. 152—155.
- Pichi-Sermolli R. E. G. Names and types of the genera of fern-allies // Webbia, 1971. Vol. 26. P. 129—194.
- Хвощ (Equisetum L.).
- The Plant List: Equisetum
- 1 2 Воробьёв Д. П. Род Хвощ — Equisetum L. // Сосудистые растения советского Дальнего Востока : Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные, Голосеменные, Покрытосеменные (Цветковые) : в 8 т. / отв. ред. С. С. Харкевич. — Л. : Наука, 1987. — Т. 2 / ред. тома С. К. Черепанов. — С. 9—14. — 446 с. — 2000 экз. — ISBN 5-02-026590-X.
- Ильин М. М. Хвощевые — Equisetaceae L.C.Rich. // Флора СССР : в 30 т. / гл. ред. В. Л. Комаров. — Л. : Изд-во АН СССР, 1934. — Т. 1 / ред. тома М. М. Ильин. — С. 101—112. — 302, XVI с. — 5000 экз.
- Хвощ / М. Э. Кирпичников // Большая советская энциклопедия : / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
В Викисловаре есть статья «хвощ»
- Equisetum на сайте Tropicos.org (англ.) (Проверено 18 июля 2010)
- Наугольных С. Появление и эволюция хвощей. ИД «ПостНаука» (21 сентября 2016). — Лекция. Дата обращения 21 ноября 2016.
Хвощёвые
| Хвощёвые | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Хвощ большой (Equisetum telmateia) |
||||||||||||
| Научная классификация | ||||||||||||
промежуточные ранги
|
||||||||||||
| Международное научное название | ||||||||||||
|
Equisetophytina Reveal, 1996 |
||||||||||||
| Синонимы | ||||||||||||
|
||||||||||||
| Классы | ||||||||||||
|
||||||||||||
О полифилетической группе животных см. Членистые.
Хвощёвые, также членистосте́бельные, чле́нистые, клинолистовидные (лат. Equisetophýtina), — подотдел высших споровых растений отдела папоротниковидных, ранее помещался в ныне упразднённый отдел Хвощевидные (Equisetophyta).
Для хвощёвых характерно наличие побегов, состоящих из чётко выраженных члеников (междоузлий) и узлов с мутовчато расположенными листьями. Этой чертой современные и ископаемые хвощи резко отличаются от всех остальных высших споровых растений и по внешнему виду напоминают некоторые водоросли (харовые), голосеменные (хвойник), или даже цветковые (казуарину).
Хвощи — своеобразные растения. Многие вегетативные признаки сближают их со злаками. По-видимому, среди папоротникообразных хвощи наиболее конкурентоспособны, что объясняется многочисленными совершенствованиями вегетативных органов: стебель хвощей членистый и растёт в узлах (как у злаков); эпидерма армирована кремнезёмом; вес стебля облегчён за счет наличия центральной полости; есть многочисленные тяжи механических тканей, повышающие прочность стебля; есть воздухоносные полости, позволяющие наладить снабжение кислородом подземных и подводных частей; развиваются настоящие сосуды (как у покрытосеменных); споры имеют удлиненные образования (элатеры): своеобразные «крылья» для распространения с помощью ветра (в сухом воздухе — расправлены, в влажном — сжаты). Именно за счёт этих особенностей строения хвощи, как и в далёком каменноугольном периоде, продолжают доминировать в некоторых биоценозах — в основном по берегам водоёмов. У хвощей есть и ещё одна интересная особенность: они имеют разнополые заростки, причём развитие мужских или женских заростков предопределено условиями окружающей среды. В общем случае, чем хуже условия, тем больший процент мужских заростков образуется. Таким образом, хвощи демонстрируют переходную стадию от типичной равноспоровости к типичной разноспоровости.
Внешний вид
К хвощёвым принадлежат как травянистые вымершие и ныне живущие растения со стеблем длиной от нескольких сантиметров до нескольких метров, так и древовидные вымершие формы, достигавшие 15 м высоты и диаметра ствола 50 см.
Анатомия
Проводящая система стебля хвощёвых представлена актиностелой или артростелой, то есть членистой стелой, состоящей из чередующихся между собой на протяжении стебля участков различного строения. Проводящие элементы ксилемы представлены трахеидами разного типа, а у хвощей также и сосудами. Флоэма состоит из ситовидных элементов и паренхимных клеток.
Происхождение и эволюция
Хвощёвые появились в верхнем девоне и произошли от ныне вымерших риниевых (Rhyniales) или каких-то близких к ним растений, однако расцвета достигли в каменноугольном периоде, когда были широко представлены разнообразными древесными и травянистыми формами. Вместе с лепидодендронами и древовидными папоротниками хвощёвые принимали большое участие в сложении каменноугольных лесов.
Ископаемые хвощёвые (например, древовидные каламиты) достигали в высоту 25 м, в их стволах находили вторичную ксилему. Однако в перми начинается их угасание, и прежде всего вымирают древесные формы, так что из мезозоя известны только травянистые хвощёвые. К настоящему времени от всей этой многочисленной группы сохранился только род Хвощ (Equisetum).
От всех известных растений и вымершие, и современные хвощёвые отличаются побегами, составленными отдельными члениками. Название «Членистые» и произошло от этой специфики строения их побегов, которые расчленены на чётко выраженные узлы и междоузлия, легко распадающиеся на членики. Членистость обусловлена мутовчатым листорасположением и наличием в нижних частях междоузлий интеркалярной меристемы, по которой и происходит разламывание на членики.
Для современных хвощей характерны своеобразные листья — их листовые пластинки сильно редуцированы до небольших тёмных, иногда зелёных или бесцветных зубчиков, а хорошо выраженные влагалища срослись в общее плёнчатое влагалище. Для репродуктивных органов членистых характерно наличие стробилов в виде колосков и лишь у некоторых палеозойских видов — спороносных зон. У современных хвощей спорангиофоры имеют щитковую форму, а у древних вымерших они имели самую разнообразную форму, кроме листовидной. Подавляющее большинство хвощёвых — равноспоровые растения и лишь немногочисленные вымершие виды были разноспоровыми.
Отдел Хвощевидные
1. Классификация. В прошлом это огромная, ныне почти вымершая группа растений. Современные хвощевидные представлены только одним порядком, одним семейством хвощевых и одним родом хвощ, с 25 видами, 12 из них можно встретить на территории России. Виды: полевой, болотный, речной, зимующий и др.
2. Жизненная форма, анатомия и морфология. Многолетние корневищные травы до 1 м высотой, у некоторых тропических видов лазающий стебель достигает 10-12 м длины и толщины 8 см. Хвощевидные отличаются от представителей остальных отделов споровых растений побегами из отдельных члеников. Листорасположение на побеге мутовчатое. В зеленом фотосинтезирующем стебле хвощей имеются многочисленные полости. Эпидерма стеблей содержит кремнезем. Из-за этого хозяйки раньше использовали стебли хвощей для чистки посуды. У всех хвощей глубоко залегающие, сильно разветвленные корневища двух типов; горизонтальные и вертикальные. В узлах корневищ нередко развиваются клубеньки, богатые крахмалом. В доисторические времена клубеньки употребляли в пищу и даже заготавливали впрок. От узлов корневищ во множестве отходят придаточные корни. Вертикальные побеги у некоторых видов, например, хвоща полевого, специализированы на бесхлорофильные спороносные и зеленые вегетативные. Розово-буроватые спороносные побеги этого вида появляются ранней весной и лишь после окончания спороношения от корневища отрастают зеленые вегетативные стебли. У большинства других хвощей спороносные колоски образуются на верхушках зеленых вегетативных побегов. Почти у всех хвощей умеренной зоны стебли на зиму отмирают, однако у хвоща зимующего они живут несколько лет, выдерживая сильные морозы.
3. Размножение. В жизненном цикле хвощей преобладает спорофит. На спороносных побегах спорофита формируются спорофиллы особого строения – спорангиофоры. Спорангиофоры собраны на верхушках побегов в стробилы = спороносные колоски. В основании стробила находится воротникчок — редуцированнный лист. Спорангиофоры в идее шестиуголных щитков на ножках размещены на оси стробила мутовками. На внутренней стороне щитка располагаются 4-16 вытянутых вдоль ножки спорангиев. При созревании спор щитки подсыхают и раздвигаются, наружная стенка спорангия при этом легко разрушается и споры рассеиваются ветром. Из внешнего слоя оболочки споры при ее созревании формируются спирально обернутые вокруг ее тела ленты — элатеры. Элатеры способны отгибаться и за счет этого спора может совершать движения.
Все современные хвощевидные – равноспоровые растения. При попадании споры на почву она прорастает заростком (гаметофитом). Заросток очень маленький (несколько мм), фотосинтезирующий. У некоторых хвощей заросток обоеполый – на нем одновременно развиваются и мужские половые органы (антеридии), и женские (архегонии). У некоторых хвощей заросток однополый (есть мужские и женские ратсения). В антеридиях формируются сперматозоиды со множеством ундулиподиев (жгутиков). В архегониях созревают яйцеклетки. Оплодотворение – в присутствии капельно-жидкой воды. С ее помощью сперматозоиды подходят к архегонию. После оплодотворения из зиготы в архегонии развивается молодой спорофит со спорами и цикл повторяется.
4. Распространение. В связи с тем, что в стебле хвощей — многочисленные полости, их можно отнести к гигрофитам (растения влажных мест). Но благодаря тому, что у спороносных побегов имеются мелкие, без хлорофилла, листья, их можно отнести к ксерофитам (обитатели сухих мест). Т.о., у хвощей сочетаются ксероморфные и гигроморфные признаки. Хвощи встречаются по всему миру в местах с достаточным или избыточным увлажнением.
5. Значение в природе и жизни человека. В современном растительном покрове значение хвощей невелико. Как и другие растения, участвуют в общем круговороте веществ в природе.
Значение для человека. Почти все хвощи – злостные сорняки. Если в сене на корм скоту попадает много хвощей – вызывают отравление. Молодые вегетативные побеги хвоща полевого применяют в медицине как мочегонное средство.
Задание:
Изучите и зарисуйте жизненный цикл представителей хвощевидных – хвоща полевого.
Империя Клеточные организмы (Cellulata)
Подимперия Ядерные организмы = Эукариоты (Eucaryota)
Царство Растения (Plantes = Vegetabilia)
Отдел Хвощевидные (Equisetophyta = Sphenophyta)
Порядок Хвощевидные (Equisetaceales)
Семейство Хвощевые (Equisetaceae)
Род хвощ (Equisetum)
Вид хвощ полевой (E. arvence)
1 – вегетативный побег (летний);
а — корневище;
б – узел;
в – междоузлие;
г – листья;
1а – схема поперечного разреза хвоща в области междоузлия;
м – механическая ткань в ребрышках;
ас – ассимиляционная ткань в ложбинках;
вп – валекулярная полость;
пп – проводящий пучок;
цп – центральная полость стебля;
эн – эндодерма;
цц – центральный цилиндр;
кор – кора;
2 – спороносный побег (весенний);
а – редуцированные листья;
б – колоски с мутовками спорофиллов (2n);
3 – проводящий пучок;
а – каринальная (= пучковая) полость;
б – метаксилема;
в – спорангий;
4 – спорангиофор со спорангиями;
5 – споры с отогнутыми элатерами;
6, 7, 8 – стадии прорастания споры в заросток;
9 – мужской заросток (мужской гаметофит; n);
ан – антеридии;
10 – антеридий;
11 – сперматозоид;
12 – женский заросток (женский гаметофит; n);
ар – архегоний;
13 – архегоний;
14 – зародыш (2n) в тканях женского заростка;
а – корень;
б – ножка;
в – первые листья;
г – точка роста;
д – ткани заростка.
Вводные пояснения.
Характеристика отдела Хвощевидные. Цикл развития, представители, значение.
Общая характеристика хвощей.
Хвощевидные в прошлом огромная, но почти полностью вымершая группа растений, расцвет которой пришелся на каменноугольный период.
Экология и распространение хвощей. Хвощи довольно широко распространены в основном в северном полушарии. Встречаются на влажной кислой почве, в сырых лесах, лугах, на болотах, то есть в самых разных растительных сообществах, но в любом случае в местах с достаточным или избыточным увлажнением. Часто они образуют большие заросли, а в некоторых типах низинных болот, по берегам водоемов и в сырых лесах хвощи нередко доминируют в травянистом покрове.
Особенности строения хвощей. Хвощи имеют зимующее корневище, от которого отходят придаточные корни. На корневище имеются клубеньки, которые содержат крахмал. Надземная часть стебля достигает у видов, обитающих в умеренной зоне, 0.5 — 1 м, у тропических видов стебли обычно более длинные.
Для хвощевидных характерно особое строение побегов, отличающее их от остальных высших споровых растений. Их побеги состоят из члеников (междоузлий) и узлов с мутовчато расположенными листьями. Листья мелкие бурые чешуйчатые, сросшиеся в трубку. Функцию фотосинтеза выполняет зеленый стебель.
Другая особенность хвощей — накопление кремнезема в стенках клеток всего растения. Кремнезем играет механическую и защитную роль: хвощи практически не повреждаются моллюсками и насекомыми, их избегают позвоночные животные.
Размножение хвощей. Вегетативное размножение осуществляется путем фрагментации корневища, которое как и надземная часть имеет членистое строение и в узлах легко разламывается. Каждый фрагмент слоевища дает обильные побеги. В связи с наличием такого способа вегетативного размножения, хвощи являются трудноискоренимыми сорняками.
Весной на корневищах вырастают побеги, на которых располагаются спороносные колоски. Колоски содержат спорангии, в которых путем мейоза формируются гаплоидные споры. После раскрытия спорангия споры высыпаются и разносятся ветром на большие расстояния. Из спор развиваются гаметофиты (заростки). На нижней стороне гаметофита возникают бесцветные ризоиды, с помощью которых он прикрепляется к почве и всасывает воду с растворенными в ней минеральными солями.
Оплодотворение у хвощей осуществляется, как у всех споровых растений, в присутствии капельножидкой влаги на поверхности гаметофита. Сперматозоиды подплывают к женскому половому органу, один из них проникает в него и сливается с яйцеклеткой. Образующаяся зигота прорастает в спорофит.
Значение хвощей
Большинство хвощей несъедобно, но некоторые виды хвощей (хвощ полевой) используются как корм животных. В некоторых местностях он может быть и ядовитым. Его используют также и в медицине в качестве кровоостанавливющего и мочегонного средства при отеках. Иногда крахмалистые клубни и молодые спороносные колоски используются в пищу. Хвощ полевой — злостный сорняк. Хвощ болотный, хвощ приречный, хвощ дубравный — ядовитые растения. Жесткие стебли хвоща зимующего можно использовать в качестве абразивного материала.
Характеристика отдела Папоротниковидные. Классификация и представители. Цикл развития, значение.
Отдел высших споровых растений, объединяющий около 12 тыс. современных видов. Для папоротников характерно:
· широко распространены в самых разнообразных климатических зонах, наибольшее число видов характерно для тропиков;
· жизненные формы разнообразны — многолетние травянистые, древовидные растения, лианы, эпифиты;
· в жизненном цикле преобладает спорофит, представляющий собой листостебельное растение с хорошо выраженными корнями, стеблями и листьями;
· корни всегда придаточные, с корневыми волосками;
· стебли хорошо развиты у древовидных форм; у травянистых папоротников побеги чаще всего представлены корневищами, часто покрытые различными волосками и чешуйками;
· в коре стебля имеется механическая ткань, в центре — несколько концентрических проводящих пучков; ксилема, образованная трахеидами, окружена флоэмой из ситовидных клеток без клеток-спутниц;
· листья (вайи), длительное время сохраняют способность к верхушечному росту; могут быть как цельными, так и перистыми; типичный
цельный лист дифференцирован на черешок и листовую пластинку; у подавляющего большинства папоротников листья перистые, имеющие черешок, продолжающийся в рахис — ось листа, на которой располагаются перья; часто листья совмещают функцию фотосинтеза и спороношения;
· спорангии располагаются на нижней поверхности листьев и чаще всего собраны группами — сорусами, покрытыми общим покрывальцем —индузием, представляющим собой вырост ткани листа;
· в основном папоротники — равноспоровые растения;
· из спор у подавляющего большинства равноспоровых папоротников развивается обоеполый гаметофит (называемый также заростком), имеющий вид зеленой пластинки, прикрепляющийся к субстрату ризоидами;
· архегонии и антеридии развиваются на нижней поверхности заростка;
· для оплодотворения необходима вода;
· из зиготы сначала развивается зародыш, а затем взрослый спорофит.
Щитовник мужской
Один из наиболее широко распространенных в Европе видов папоротников (рис. 71). Произрастает преимущественно в тенистых лесах. Спорофит представлен крупным многолетним травянистым растением высотой до 1 метра. Корневище мощное, обильно покрытое остатками черешков листьев прошлых лет и ржаво-бурыми чешуйками. От нижней части корневища отходят тонкие придаточные корни. Пластинка листа дваждыперисторассеченная. Два года листья развиваются в почках под землей и только на третий год весной появляются над поверхностью почвы, а к осени отмирают. Молодые листья закручены в виде улиток и долго растут своей верхушкой, постепенно раскручиваясь.
На нижней поверхности листьев вдоль средних жилок к осени образуются спорангии, собранные в сорусы. В результате мейотического деления клеток спорогенной ткани образуются гаплоидные споры. После созревания спор стенка спорангия разрывается, обеспечивая тем самым распространение спор.
Попав в благоприятные условия, спора прорастает и, из нее формируется гаметофит, который имеет вид сердцевидной пластинки длиной 1,5-5 мм. Заросток однослойный и только в средней части многослойный. На нижней, обращенной к земле, стороне образуется большое количество ризоидов, расположенных ближе к заостренной части пластинки. Здесь же находятся архегонии и антеридии. Архегонии располагаются на утолщенной части заростка, ближе к сердцевидной выемке, а антеридии — ближе к заостренной части, часто среди ризоидов. В антеридиях образуются лентовидные многожгутиковые (несколько десятков) сперматозоиды. Попав в воду, они устремляются к архегонию и через шейку проникают в его брюшко. Здесь происходит оплодотворение яйцеклетки и образование зиготы. Зародыш начинает развиваться в архегонии. До образования зеленого листа и собственных корней он зависит от гаметофита.
Значение папоротников
Папоротники служат пищей и средой обитания для многих микроорганизмов и беспозвоночных животных.
Как и другие растения, папоротники выделяют кислород, который необходим всем живым организмам для дыхания.
Папоротник сальвиния может приводить к зарастанию водоемов, так как быстро размножается вегетативным способом. Это может нанести вред животному и растительному сообществу водоемов.
Человек нередко использует папоротники в декоративных целях. Из их листьев изготавливают поделки. Выведены комнатные растения-папоротники.
Некоторые виды папоротников нашли применение в медицине. Например, из корневищ щитовника мужского изготавливают противоглистные лекарства.
Некоторые папоротники съедобны. Например, молодые листья орляка обыкновенного, но не сырые, т.к. в таком виде они ядовиты. Также съедобен страусник обыкновенный. А вот щитовник ядовит.
Древовидные папоротники могут использоваться в строительстве.
Некоторые папоротники образуют симбиоз с цианобактериями, которые усваивают атмосферный азот. Такие папоротники в некоторых странах используют как удобрения.
При всем этом самым главным значением папоротников для человека является то, что благодаря их вымершим древесным формам образовались залежи каменного угля. Сейчас для человека уголь служит топливом и химическим сырьем, из которого изготавливают масла, смолы, пластмассы и другое.
ХВОЩ ПОЛЕВОЙ
(Рисунок 13 – Хвощ полевой – фото,строение стебля; Рисунок 14 – Цикл развития хвоща полевого)
Отдел – ХВОЩЕВИДНЫЕ или ЧЛЕНИСТЫЕ(Equisetophyta или Sphenophyta)
Класс – ХВОЩЕВЫЕ(Equisetopsida)
Порядок – ХВОЩЕВЫЕ(Equisetales)
Семейство– Хвощевые (Equisetaceae)
Род– Хвощ(Equisetum)
Вид–Хвощполевой(Equisetumarvense)
Хвощ полевой – небольшое травянистое растение около 80– 100 см 2–5 мм толщиной. Хвощ – многолетнее растение с членистым ветвистым корневищем, расположенным глубоко (до 1 м)вглубину. Растёт по паровым полям, залежам, часто в посевах, как сорное растение. На корневищах образуются клубеньки (рис.14 – 1 кл;13кл) (укороченные боковые побеги), в которых откладывается крахмал. От узлов корневища отходят придаточные корни (рис.14 – 1 к). Часто подземная часть хвоща превосходит надземную часть в несколько раз по массе.
Надземные побеги хвоща полевого 2 видов: летние (рис.13 – IА) и весенние (рис.13 – I Б). Летние побеги (рис.14 – 13) вегетативные, зеленые, мутовчато-разветвленные. Надземные стебли ветвятся. Ветви возникают мутовками в узлах стеблей и выходят наружу, пробивая у основания влагалще сросшихся листьев. Летние побеги к осени отмирают.Стебли хвоща расчленены на правильно чередующиеся узлы и междоузлия, ребристые. Междоузлия полые в середине, узлы же заполнены паренхимной тканью. Ребра соседних междоузлийчередуются друг с другом.
Листья хвоща чашуевидные, бурые, коричневые,лишенные хлорофилла. Они сраслись в трубчатое влагалище, прикрепленное основанием к узлу. Вследствие редукции листьев практически органом фотосинтеза является стебель, поэтому в нём развита ассимиляционная ткань.
На поперечном разрезе, проведенном в области междоузлия, стебель (рис.13 – II) имеет следующее строение. Снаружи стебель неровный, гранистый – возвышенные участки(ребрышки) передуются по окружности с несколько вдавленными (ложбинками). Однослойный эпидермис (рис.13 – II э) покрывает стебель снаружи. Оболочки клеток эпидермиса пропитаны кремнеземом, что придает стеблям хвощей большую жесткость и прочность.В эпидермисе стебля есть устьица (рис.13 – II у), которые уже способны регулировать испарение, так как в них есть живые замыкающие клетки. Далее следует кора (рис.13 – II кор). В ней под ребрышками расположена механическая ткань (рис.13 – II м), а под ложбинками – ассимиляционная ткань (рис.13 – II ас).
Под каждым участком ассимиляционной ткани, состоящей из рыхло расположенных хлорофиллоносных клеток, находится коровая или валекулярная полость (рис.13 – II вп).Остальная ткань в коре–паренхима (рис.13 – IIот).Стель от корыотделенаэндодермой (рис.13 – II эн), затем идет перицикл.
Стель или центральный цилиндр (рис.13 – II цц) представляет собой кольцо паренхимы или основной ткани (рис.13 – IIот)с мелкимиизолированными пучками и с полостью в центре (рис.13 – II цп), которая образоваласьна месте сердцевины. В молодых стеблях сердцевина имеется. Каждый проводящий пучок (рис.13 – II пп) встели расположен под ребрышком. Проводящий пучок хвощей коллатеральный.Его часть, обращенная к центру стебля, занята пучковой или каринальной полостью(рис.13 – IIкп). Она образовалась на месте разрушившейсяпротоксилемы (рис.13 – II пкс). По каринальным полостям идет передвижение воды.
Над полостью расположена флоэма (рис.13 – II ф). Сбоку от флоэмы имеются две группы метаксилемы (рис.13 – II мкс), представленной лестничными трахеидами.Пучки хвощей закрытые, камбия не имеют. Вторичные ткани не образуются, и стебли не способны к вторичному утолщению.Молодой стебель хвоща имеет протостелличеекое строение.
У хвощей встречаются корни двух типов: корни,обладающие положительным геотропизмом, то есть растущие вниз, по направлению силы тяжести и корни агеотропические,то есть не реагирующие на силу тяжести. Положительно геотропические корни толстые, диаметром 1–5 мм. Они обычно отходят по одному от узлов корневища и часто достигают длины 0,5–2 м, так что всасывающая зона корней находится в обводнённых горизонтах почвы даже у видов, обитающих в сухих местах. Агеотропичные корни тонкие, волосовидные, диаметром менее 1 мм. Они располагаются мутовками в узлах кущения корневища, а в длину не превышают 10 см. В корнях хвощей имеются воздухоносные полости и сосуды, членики которых обладают простой перфорационной пластинкой. По сосудам вода быстро подаётся из глубоких горизонтов почвы к корневищам и надземным побегам.