Какой мох имеет воздушные клетки

Обновлено: 05.10.2024

Аэренхима (или эренхима) — воздухоносная ткань у растений, построенная из клеток, соединённых между собой так, что между ними остаются крупные заполненные воздухом пустоты (крупные межклетники) , встречается у водных и болотных растений. Назначение её двоякое. Прежде всего — это вместилище запасов воздуха для потребностей газового обмена. Второй задачей аэренхимы является уменьшение удельного веса растения.
Типичный пример - мох сфагнум (Sphagnum, сфагн, торфяной мох, белый мох) , многолетний болотный мох, образующий так называемые сфагновые болота. В России известно более 40 его видов, в мире – более 300. Встречается в основном в тундровой и лесной зонах Северного полушария; в Южном полушарии растёт высоко в горах; реже на равнинах умеренного пояса. Особенностью его является то, что он фактически не имеет корней – его нижняя часть постепенно отмирает и превращается в торф, а верхняя продолжает расти.

Сфагнум равномерно пропитывается водой, и лишь после этого отдаёт лишнюю влагу. То есть при применении его в составе почвенных смесей, он будет всегда поддерживать достаточный уровень влажности в субстрате, не переувлажняя почву. Это свойство достигается строением самого мха – его стебель и листики содержат полые воздухоносные клетки-резервуары, благодаря которым сфагнум впитывает воду всей своей поверхностью и долго сохраняет её.

Мхи растут преимущественно во влажной среде — в лесах, на болотах, на коре деревьев, на камнях. Мхи размножаются спорами, поэтому их относят к высшим споровым растениям .

Если мох состоит из стебля и листьев, то его называют листостебельным мхом . Один из самых известных зелёных листостебельных мхов — кукушкин лён . На верхушках растений у него образуются маленькие коробочки, в которых созревают споры.

У мхов нет проводящей ткани, они не могут проводить воду и питательные вещества на большое расстояние, поэтому они малого роста. Функцию корней выполняют ризоиды — выросты, при помощи которых поглощается вода и питательные вещества.

Мох сфагнум с течением времени отмирает, утрамбовывается, и образуется торф. Этот процесс происходит очень медленно (слой торфа в \(1\) метр образуется в течение \(1000\) лет). Торф используют в качестве топлива, а также как удобрение для улучшения почвы, сырьё для получения пластмассы, древесного спирта, карболовой кислоты.

Лесной мох предотвращает быстрый отток осадков и талой воды, что защищает почву от высыхания. Мох предоставляет убежище мелким животным — моллюскам, паукам, насекомым.

В природных сообществах мхи могут привести к заболачиванию, так как сплошной покров на поверхности почвы задерживает влагу и препятствует проникновению воздуха.

Если встретить в природе кукушкин лён и сфагнум, то на первый взгляд они ничем не отличаются. И тот и другой образуют звёздчатые мохнатые коврики. Однако это растения из разных классов. Посмотрим, чем ещё кукушкин лён отличается от сфагнума.

Сравнение строения

С точки зрения ботаников, у растений больше различий, чем сходств. Оба растения входят в один отдел – Моховидные. Но класс, порядок, семейство и род у них совершенно разные. Кукушкин лён входит в класс Политриховые, сфагнум – в класс Сфагновые.

Кукушкин лён тоже относится к листостебельным мхам. Это класс мхов, которые, в отличие от других подобных представителей, имеют стебель и листья. Класс обширен, 95% всех мхов входят именно в него.

Кукушкин лён наиболее известен. Он является лидером по длине. В благоприятных условиях кукушкин лён может достигать полуметра в высоту.

Внешние признаки, по которым кукушкин лён отличается от сфагнума.

Кукушкин лён не ветвится, это одиночный стебель с мелкими вытянутыми листочками, расположенными часто. Сфагнум совсем иначе устроен: на стебле расположены пучками дополнительные веточки, покрытые мелкими листьями-чешуйками. Поэтому сфагнум выглядит более мохнатым и пышным.
Если присмотреться, у сфагнума два вида листочков: на основном стебле и на боковых листья разные. У льна все листочки одинаковые.
У льна тёмные стволики, красновато-бурые до самой верхушки. В массовых посадках он кажется более ярким. У сфагнума стволики буреют только внизу, где растение уже отмирает, причём разница в окраске с листочками отсутствует. Сфагнум часто становится сверху блёклым, в зависимости от вида его поляны могут казаться желтоватыми, салатовыми, беловатыми или розоватыми, но никогда не красными.
Коробочки-спорангии у льна вытянутой формы, напоминают сплюснутые трубочки, у сфагнума спорангии круглые.
У льна есть специальные волоски (ризоиды), он цепляется ими за почву. Они расположены внизу, на ножке, под листьями, которые уже успели стать коричневыми. У сфагнума ризоиды отсутствуют, он вбирает влагу всем телом.
Растения по-разному впитывают воду, но визуально это различие не бросается в глаза. У сфагнума для поглощения влаги листьями и стеблями предназначены мёртвые клетки. Они полые. Под микроскопом растение похоже на губку. У льна для впитывания влаги есть отдельная водопроводящая система, хотя и примитивная – поглощением влаги занимаются специальные клетки.

Сходства.

Оба растения довольно крупные для мхов – обычно до 15-20 см, хотя лён потенциально более рослый, но в природе свой потенциал не всегда реализует.
У обоих растений листья состоят из одного слоя клеток.
Оба мха размножаются спорами, хотя и по-разному.
Оба вида активно размножаются вегетативно. Новые растения могут появиться из кусочка стебля.
Настоящих корней у обоих растений нет.

Издали отличить оба растения не в период спороношения довольно сложно. Они образуют ярко-зелёные, мохнатые на вид куртины.

Чтобы отличить одно растение от другого, нужно выдернуть один росточек и присмотреться. У кукушкиного льна на конце будут белые волоски – это ризоиды. И стебелёк будет иметь красновато-бурый оттенок.

Места обитания

Оба растения – лесные, любят прохладные, тенистые места с обилием рассеянного света. Может показаться, что растения предпочитают тень, но это не так. При недостатке света растения хиреют и начинают вытягиваться. В лесу они получают много бокового света, лучей, которые рассеивает листва деревьев.

В природе кукушкин лён встречается на севере и в средней полосе, выбирает сырые, склонные к заболачиванию луга или болота. Быстро разрастается, образует плотные подушки-дерновины.

Сфагнум также обитает в умеренных зонах Северного полушария. В России произрастает 42 вида сфагнума. Он также любит влажные места. Образует рыхлые дерновины, нижняя часть постепенно отмирает, превращаясь в торф.

Места обитания обоих растений в природе могут пересекаться. Например, кукушкин лён встречается в Саратовской области в нескольких регионах, в том числе в Новобурасском. В Новобурасском же районе находится болото Моховое, где обнаружен редкий, внесённый в Красную книгу области сфагнум плосколистный.

Сходства и отличия в размножении

Кукушкин лён – двуполое растение. Есть мужские и женские экземпляры. Мужские очень эффектны: на концах стеблей образуются красноватые звёздчатые розетки. Концы стеблей женских растений увенчаны тёмно-коричневыми коробочками на длинных ножках. Строение коробочки довольно сложное – они похожи на бочонки с крышечками. Именно из них высыпаются споры.

Различить оба растения в период плодоношения проще. Куртины кукушкиного льна будут коричневатыми от высоких ножек со спорангиями. Сфагнум выглядит почти таким же ярко-зелёным, как в любое другое время.

Другие различия

Название сфагнума – белый мох. Наименования кукушкиного льна – долгий мох, красный мох, скукучье жито (в Архангельской области). Оба вида мха находят обширное применение в хозяйственной деятельности человека, хотя есть и различия.

Сфагнум обладает уникальной способностью поглощать влагу (в 20-25 раз больше своего веса), содержит антисептик – фенол, который убивает бактерии. Сфагнум почти не подвержен гниению и способен защищать от гнилостных процессов близлежащие объекты. Кукушкин лён содержит бактерицидные вещества: гликозид линамарин, который разлагается с выделением синильной кислоты. Также поглощает влагу, но делает это менее интенсивно – способен впитать воды в 7 раз больше своего веса.
Оба растения применяются в строительстве – они защищают древесину от гниения, плесени, отпугивают вредителей. Оба мха сохраняют тепло в помещениях, при этом пропускают воздух. На Руси активно использовались оба растения – ими прокладывали брёвна при строительстве домов. Кукушкин лён имеет солидную длину, его укладывали поперёк брёвен, так, чтобы концы свисали, сверху устанавливалось новое бревно. Для конопатки его почти не использовали. А вот сфагнум более универсален – им можно проконопатить швы любого размера.
Сфагнум активно используется в цветоводстве, особенно для выращивания тропических растений, корни которых нуждаются в большом количестве воздуха и при этом влаги. Кукушкин лён для этих целей используют реже, синильная кислота ядовита. Однако растение находит применение в народной медицине. Оно лечит кашель, простуду, воспаление лёгких.
В образовании торфа первая роль принадлежит сфагнуму, но и кукушкин лён также способствует заболачиванию почвы. Однако его роль больше вспомогательная. Кукушкин лён чаще селится на влажных, но ещё не заболоченных территориях. Его нижние части постепенно отмирают, условия становятся более подходящими для сфагновых мхов. Кукушкин лён чаще участвует в образовании низинного торфа – этот вид торфа формируется как раз в основном из листостебельных мхов. Переходный торф – это остатки сфагнов, зелёных болотистых трав, кустарников и реже деревьев. Верховой торф – это, как правило, сфагнум, пушица, вересковые и некоторые деревья. Все виды торфа полезны, но по-разному. Верховой менее питателен, обладает высокой кислотностью, отлично впитывает влагу, прекрасный источник тепла. Его чаще используют как структурный компонент почв – именно он обеспечит идеальную рыхлость грунта для других растений.

Низинный торф более питателен и может сам выступать в роли плодородного грунта для выращивания культурных растений.

Описание сфагнума

Семейство сфагновых весьма многообразно. Количество известных на сегодня видов достигает 120. Наиболее широко известны в биологии следующие из них:

болотный сфагнум;
оттопыренный;
бурый;
магелланский;
папиллозный;
Гиргензона.

Все известные на сегодняшний день разновидности сфагнума являются споровыми многолетниками, имеющими 2 поколения. Ежегодно происходит нарастание верхней части растения и отмирание нижних фрагментов.

Всем разновидностям такого мха практически не присущ процесс гниения, поэтому, разрастаясь, он способен приводить к заболачиванию лесов и превращению стоячих водоёмов в болота. Именно такие места он и выбирает для обитания.

Являясь болотным мхом, сфагнум активно впитывает влагу всем организмом. В качестве губки можно представить всю зелёную часть растения. Для зелёной массы торфяного мха характерны следующие особенности:

низкая теплопроводность — это качество в разные времена и в разных культурах позволяло использовать растение для теплоизоляции жилищ, изготовления тёплых пелёнок и одеял для детей;
высокая степень гигроскопичности — эта характеристика позволяет растению поглощать воды в 20 раз больше собственной массы;
свойство поглощать запахи;
антисептические свойства карбоновой кислоты, входящей в состав сфагнума.

Все эти качества способствуют широкому применению сфагнума в хозяйственной деятельности и строительстве (издавна им перекладывали брёвна при сборке сруба: свойства мха исключали гниение древесины и предотвращали её размокание). Кроме того, стали причиной целой серии исследований, направленных на возможность искусственного выращивания и размножения сфагнума в промышленных целях.

Внешний вид сфагнума напоминает густую пушистую траву светло-зелёного цвета. В природе разные виды мха образуют пушистый зелёный ковёр, покрывающий болотные кочки и плавающий по поверхности зарастающих озёр. Упругий сочный слой покрыт снаружи коркой, которая представляет собой наслоение запасающих воду клеток.

Клетки, содержащие хлорофилл, присутствуют только на верхней части стебля растения, поэтому нижняя его часть выглядит практически бесцветной. Корневая система у сфагнума отсутствует. Эта особенность свойственна всем мхам.

Строение растительного организма

Торфяной мох сфагнум имеет характерное для растительного организма строение. Растение состоит из следующих элементов:

стебель, высота которого достигает 20 см, однако может вырастать и до 30, он упругий, водянистый на разрезе;
листья — чешуйки, которые в большом количестве располагаются на основном стебле и его ответвлениях, листья торфяного мха состоят из одного слоя клеток, принадлежащих двум различным типам;
коробочка, располагающаяся на самой верхушке стебля — в ней формируются и развиваются споры, предназначенные для размножения растения.

Стебель сфагнового мха обильно ветвится, на боковых его поверхностях располагаются веточки и листья. В строении мха сфагнума различают три разновидности веточек:

торчащие — располагающиеся по отношению к основному стеблю горизонтально и обращённые в разные стороны;
свисающие — направленные вниз;
верхушечные — расположенные ближе к верхушке стебля и направляющиеся в стороны и вверх, образующие подобие головки (макушки) растения.

На кончиках верхушечных веточек на специальных стебельках со временем формируются коробочки — спорангии небольшого размера, снабжённые крышечкой. В них образуются и созревают споры растения, при помощи которых оно размножается. После созревания спор, содержащихся внутри, крышечка самопроизвольно открывается, а споры высыпаются в окружающую среду и разносятся ветром и водой. Для начала цикла развития нового растения из споры достаточно попадания её в каплю воды. Споры, формирующиеся в коробочках, имеют двойной набор хромосом.

Рост растения осуществляется за счёт развития структур верхней части стебля, тогда как элементы нижней части постепенно отмирают, образуя торф.

Клетки растения

Особенностью строения сфагнума является то, что его листья состоят из двух типов клеток. Для каждого из них характерна своя схема внутреннего строения, набор функций, внешний вид:

Водозапасающие. Их роль соответствует названию — они накапливают воду. Именно благодаря им осуществляется способность растения удерживать объём воды в 20 раз больше собственного веса. По-другому эти клетки называют мёртвыми. Цитоплазма их полностью разрушена, остались только клеточные стенки, имеющие большое количество пор. Помимо большого количества воды, они содержат пузырьки воздуха. Водозапасающие клетки составляют больший объём листа сфагнума.
Хлорофиллоносные. Их функция — обеспечение всего растительного организма органическими веществами.

Наличие водозапасающих клеточных структур является одной из особенностей сфагнума. Они располагаются в стебле и на листьях. Это мёртвые прозрачные полые клетки, имеющие отверстия. Клеточная мембрана этих образований имеет характерные утолщения, за счёт которых происходит её укрепление.

Водозапасающие клетки располагаются в окружении более мелких клеточных структур — зелёных фотосинтезирующих клеток, объединённых в одну большую сеть. Эта разновидность клеток является своеобразной заменой проводящей системы, свойственной высшим растениям, которая у мха отсутствует. Хлорофиллоносные клетки практически равномерно распределены по растению, за исключением нижней его части, поэтому процесс фотосинтеза протекает во всех отделах.

Эти особенности строения можно увидеть в обычный световой микроскоп с 300-кратным увеличением. С этой целью, в ходе лабораторной работы, следует расположить один листик на предметном стекле в капле воды, накрыть покровным стеклом и поместить под микроскоп. Хлорофиллоносные клетки, для которых характерен процесс фотосинтеза, будут выглядеть под микроскопом как узкие структуры, расположенные друг за другом и, благодаря такому расположению, образующие рисунок, напоминающий цепочку.

Карболовая кислота

Это вещество, содержащееся в тканях сфагнового мха, обладает выраженным антисептическим действием. Результатом такого эффекта является отсутствие бактерий, обеспечивающих гниение. Именно этим фактом объясняется то, что мох сфагнум практически не гниёт, а из отделяющихся от основного растения фрагментов образуется торф. Толщина слоя, образующегося на протяжении года, составляет от 1 до 2 мм.

Наличие этого антисептического вещества широкого спектра действия делает возможным использование растения в лечебных целях. Например, сфагнум можно считать подходящим материалом для антисептической гигроскопической повязки в полевых условиях.

5. Рассмотрите коробочку со спорами. Каково значение спор в жизни мхов?

Созревшие споры высыпаются из коробочки и попадая в благоприятные условия начинают прорастать. В результате образуются новые растения.

6. Сравните строение мха со строением водоросли. В чём их сходство и различие?

Сходство мхов и водорослей:

клетки содержат хлоропласты, то есть осуществляется фотосинтез;
могут иметь ризоиды;
неограниченно растут на протяжении всей жизни;
неподвижны;
всасывают питательные вещества из окружающей среды всеми клетками тела.

Различие мхов и водорослей:

у мхов есть стебель и листья, а у водорослей только слоевище;
мхи обитают в хорошо увлажнённых местах или в воде, а водоросли — только в воде;
мхи размножаются спорами, а водоросли могут размножаться делением или половым путём.

7. Запишите свои ответы на вопросы.

Водоросли относятся в более развитым растениям по сравнению с водорослями, так как у них есть разделение на органы и они размножаются спорами.

Вопросы в конце параграфа

1. Почему мхи называют высшими споровыми растениями?

Мхи называют высшими споровыми растения потому, что их тело состоит из отдельных органов: стебля, листьев и ризоидов. Кроме того, мхи размножаются специально предназначенными для размножения клетками — спорами. Это тоже стало причиной отнесения мхов к высшим споровым растениям.

2. Каково строение кукушкина льна?

Кукушкин лён — это один из видов листостебельных мхов. У этого вида есть мужские и женские растения. И у тех, и у других особей имеется тонкий коричневый стебелёк покрытый маленькими тёмно-зелёными листиками.

У мужских растений на верхушке стебелька помещается мужские половые органы — гаметы, в которых развиваются сперматозоиды.

У женских растений на верхушках расположена женская половая клетка — гамета. Вокруг неё образуется коробочка, а из гаметы после оплодотворения, развиваются споры. После созревания споры высыпаются из коробочки и прорастают новыми растениями мха.

3. Чем сфагнум отличается от кукушкина льна?

Сфагнум отличается от кукушкиного льна тем, что:

сфагнум не имеет ризоидов;
имеет сильно ветвящийся стебель, в отличие от прямых стеблей кукушкиного льна;
в листьях сфагнума присутствуют мёртвые клетки, способные быстро поглощать влагу, а у кукушкиного льна таких клеток нет;
у сфагнума все особи обоеполые, а у кукушкиного льна существуют женские и мужские растения;
коробочки сфагнума круглые и без колпачка, а у кукушкиного льна — с вытянутым волосистым колпачком;
на одном растении сфагнума может располагаться 3 — 5 коробочек со спорами, а у кукушкиного льна только одна;
сфагнум светло-зелёный мох, а кукушкин лён отличается более тёмной окраской.

4. Чем мох отличается от водоросли?

В отличие от водорослей, большинство мхов имеют отдельные органы: листья и стебель.

5. Какое значение имеют мхи в природе и жизни человека?

В природе мхи часто разрастаются густым ковром, что приводит к закисанию и заболачиванию почв из-за плохого доступа кислорода.

Человек научился использовать продукт, образующийся в результате заболачивания и отмирания мхов — торф. Торф используется человеком в качестве топлива, из него изготавливают древесный спирт, пластмассы, изоляционные материалы, карболовую кислоту, смолу и другие полезные для хозяйственной деятельности человека материалы.

Подумайте

Почему даже самые крупные мхи не достигают размеров более 80 см?

Мхи не имеют проводящей системы, из-за чего питательные вещества, поглощаемые ризоидами из почвы, не смогли бы подняться на высоту более 80 см. Кроме того, у мха нет полноценных корней, а ризоиды не способны удержать слишком высокие растения мха в почве. Из-за этого при сильном ветре и в морозы высокие растения быстрее погибают.

Задания для любознательных

1. Рассмотрите под микроскопом листья мха сфагнума. Отметьте особенности строения двух типов клеток, из которых они состоят.

Листья мха сфагнума состоят из двух типов клеток: живых клеток с хлоропластами и мёртвых воздухоносных клеток.

Клетки с хлоропластами мельче и зелёного цвета. Они соединены друг с другом и образуют единую сеть. В этих клетках есть ядро, цитоплазма, вакуоль, оболочка и хлоропласты, которые преобразуют минеральные вещества в органические, необходимые для жизни и развития растения.

Мёртвые воздухоносные клетки более крупные и прозрачные. Цитоплазма в них разрушена, а в оболочке имеются отверстия, через которые эти клетки заполняются водой и воздухом. Наличие таких клеток позволяет мху сфагнуму быстро всасывать большое количество воды и воздуха и долго их удерживать, создавая запас необходимых растению веществ.

2. Поместите в банку с влажной почвой немного риччии. Банку накройте стеклом и поставьте в тёплое светлое место. Следите, чтобы почва была постоянно влажной. Наблюдайте, что будет происходить с риччией.

При хорошем освещении и благоприятной температуре мох риччия очень быстро размножается и образует плотные зелёные подушки.

Словарик

Мох — это высшее споровое растение, которое произрастает в основном в хорошо увлажнённых местах, имеет стебель и листья и размножается спорами.

Спора — это особая клетка растения, необходимая для размножения. При попадании в благоприятную среду из споры вырастает новое растение.

Высшее споровое растение — растение, тело которого имеет отдельные органы (листья, стебель) и которое размножается спорами.

Сперматазоид — мужские подвижные половые клетки (гаметы).

Читайте также: