§ 38. Отдел Моховидные. Общая характеристика и значение

Определения и обозначения

Моховидные — отдел высших споровых растений, к которому относятся мхи. Их тело обычно разделено на стебелёк и листочки, но настоящих корней, цветков и семян у них нет. Вместо семян мхи образуют споры, а простое строение отличает их от многих других высших растений.

Ризоиды — тонкие выросты, с помощью которых мох прикрепляется к почве, камню или другому субстрату. Они могут помогать поглощать воду, однако не являются настоящими корнями и не образуют корневую систему. Это понятие помогает не путать внешнее сходство выростов с корнями и различия в их строении.

Гаметофит — зелёное растение мха, на котором образуются половые клетки. Именно его обычно замечают, когда видят мох на земле или стволе. Гаметофит преобладает в жизненном цикле мхов, поэтому основная часть их жизни проходит в этой форме.

Спорофит — часть жизненного цикла мха, которая развивается на гаметофите после оплодотворения и образует споры. У мха он выглядит как ножка с коробочкой на конце. В коробочке созревают споры, из которых могут появиться новые растения.

Как это устроено

У кукушкина льна можно различить стебелёк, небольшие листочки и тонкие ризоиды у основания. Настоящих корней у него нет, поэтому его тело устроено проще, чем у многих других высших растений. Ризоиды закрепляют мох на субстрате, а не превращаются в развитую корневую систему. Такое строение позволяет мху расти плотными зелёными группами.

Мхи поглощают воду и растворённые в ней минеральные вещества главным образом поверхностью тела; ризоиды тоже могут участвовать в поглощении. У них нет корней и проводящей системы, которая у многих растений переносит воду от корней к листьям. Поэтому мхам особенно подходят влажные места, где вода доступна снаружи. При высыхании некоторые мхи временно теряют активность, но могут ожить после увлажнения.

Жизненный цикл начинается со споры: в подходящих условиях она прорастает и даёт начало зелёному растению мха — гаметофиту. На нём формируются мужские и женские половые клетки. Чтобы произошло оплодотворение, нужна вода: в тонкой водной плёнке мужские клетки достигают женских. После их слияния начинается развитие следующей стадии.

После оплодотворения на гаметофите вырастает спорофит — ножка с коробочкой. Он развивается на зелёном растении и получает от него необходимые вещества, поэтому не является самостоятельным растением. Внутри коробочки созревают новые споры. Когда они распространяются и попадают в подходящие условия, цикл может повториться.

Мхи задерживают влагу и создают условия для жизни других организмов. Сфагнум особенно хорошо удерживает воду благодаря особенностям строения листьев; его плотные заросли способствуют образованию болот. Отмершие части сфагнума накапливаются в условиях избытка воды и нехватки кислорода, поэтому разлагаются медленно и со временем образуют торф. Торф используют как топливо и в хозяйстве, а сфагнум применяют, например, как влагоёмкий материал.

Сравнение кукушкина льна и сфагнума

Сравнивайте сначала местообитание и строение, а затем связывайте эти признаки с поглощением воды и ролью каждого мха. Обратите внимание, что способы размножения у них сходны, но удерживать воду сфагнум способен особенно хорошо. Таблица помогает увидеть, как особенности строения связаны с условиями жизни.

Разбор задач

Задача 1

У мха обнаружили стебелёк, листочки и тонкие выросты, которыми он прикрепляется к почве. Нужно определить эти выросты и объяснить, почему это не корни. Начнём с того, какую работу они выполняют, а затем сравним их с настоящими корнями.

1. По условию выросты расположены у основания растения и помогают ему держаться на почве.
2. Такие выросты называются ризоидами; они прикрепляют мох к субстрату.
3. У мхов нет настоящих корней, а ризоиды не имеют такого же строения и не образуют корневую систему.

Ответ: это ризоиды, а не корни. Их основная роль — прикрепление мха к почве.

Задача 2

Расположите этапы размножения мха: образование спор, оплодотворение, прорастание споры, развитие коробочки со спорами. Чтобы восстановить порядок, нужно начать с того, что даёт начало новому растению, и проследить, что происходит с ним дальше. Затем отметим этап, для которого необходима вода.

1. Сначала спора прорастает и из неё развивается зелёное растение — гаметофит.
2. На гаметофите образуются половые клетки; в водной плёнке мужская клетка достигает женской и происходит оплодотворение.
3. После оплодотворения на гаметофите развивается спорофит с коробочкой, где созревают споры.
4. Созревшие споры распространяются и при подходящих условиях снова прорастают.

Ответ: прорастание споры → оплодотворение → развитие коробочки со спорами → образование и распространение новых спор. Вода нужна при оплодотворении, чтобы мужские половые клетки могли достичь женских.

Задача 3

На влажном участке леса растут кукушкин лён и сфагнум. Нужно сравнить, как они удерживают воду, и объяснить участие сфагнума в образовании торфа. Здесь важно связать свойства растения с условиями болота: избытком воды и недостатком кислорода в почве.

1. Оба мха поглощают воду поверхностью тела, но сфагнум удерживает особенно много влаги благодаря особенностям строения листьев.
2. Его заросли накапливают воду и способствуют заболачиванию участка.
3. Отмершие части сфагнума остаются в переувлажнённой среде, где мало кислорода, поэтому разлагаются медленно.
4. Накопление таких остатков со временем приводит к образованию торфа.

Ответ: сфагнум удерживает больше воды и способствует заболачиванию. Его медленно разлагающиеся остатки накапливаются и участвуют в образовании торфа.

Типичные ошибки

Называть ризоиды корнями — ошибка: внешне они могут напоминать тонкие корешки, но у мхов нет настоящей корневой системы. Ризоиды прежде всего помогают прикрепиться к субстрату. Проверка простая: если речь о мхе, называйте эти выросты ризоидами, а не корнями.

Считать коробочку самостоятельным растением неверно, потому что она входит в состав спорофита, который развивается на гаметофите и зависит от него. Ошибка возникает из-за того, что ножка с коробочкой заметно выступает над зелёным мхом. Проверьте себя вопросом: на каком растении сформировался спорофит? Ответ — на гаметофите.

Утверждать, что для оплодотворения мху вода не нужна, нельзя. Мужским половым клеткам необходима водная плёнка, чтобы добраться до женских. Это легко проверить, вспомнив, на каком этапе цикла участвуют половые клетки: вода нужна именно при их слиянии.

Путать споры с семенами тоже неправильно: у мхов нет ни семян, ни цветков. Споры образуются в коробочке, а семена формируются у семенных растений и имеют другое строение. Чтобы проверить ответ, уточните, есть ли у мха цветки и семена: нет, его способ размножения связан со спорами.

Связь с другими темами

Для изучения мхов полезно знать основные части растения и понимать, чем размножение спорами отличается от размножения семенами. Это поможет точно назвать стебелёк, листочки и ризоиды и не принимать спору за семя. Споры развиваются без образования семян.

Жизненный цикл мха связан с темами о размножении растений и смене стадий развития. Сравнение гаметофита и спорофита пригодится при изучении папоротникообразных. Такие сравнения помогают понять, как менялись растения в ходе эволюции.

Сведения о сфагнуме помогают объяснить, как возникают болота и почему мхи важны для экосистем. Изучая торф, можно проследить связь между особенностями местообитания, медленным разложением растений и накоплением их остатков. Так биологические знания связываются с природными ресурсами.

Что запомнить

• Моховидные — высшие споровые растения.
• У мхов нет настоящих корней; прикрепляться к субстрату помогают ризоиды.
• Зелёное растение мха — гаметофит.
• Спорофит с коробочкой развивается на гаметофите.
• Для оплодотворения мхов необходима вода.
• Сфагнум хорошо удерживает воду и участвует в образовании торфа.