Отдел Моховидные

Определения и обозначения

Моховидные — отдел высших споровых растений, преимущественно обитающих во влажных местах. Слово «высшие» означает, что тело растения состоит из клеток, выполняющих разные функции. Споровыми их называют потому, что они образуют споры, а не семена. Эти признаки помогают отличить мхи от водорослей и семенных растений.

Ризоиды — выросты, с помощью которых мхи прикрепляются к почве и поглощают воду. Они похожи на тонкие нити и удерживают растение на поверхности. Ризоиды не являются настоящими корнями и не образуют корневую систему. С их помощью мох закрепляется там, где может получать достаточно влаги.

Гаметофит — зелёное растение мха, образующее половые клетки и являющееся главным поколением. Именно его обычно принимают за всё растение: оно растёт самостоятельно и заметно большую часть жизненного цикла. Название связано с гаметами — половыми клетками. Гаметофит нужен для полового размножения и развития следующего поколения.

Спорофит — коробочка на ножке, развивающаяся на гаметофите и образующая споры. Он не живёт независимо от зелёного растения и получает от него воду и питательные вещества. В коробочке формируются споры, из которых могут вырасти новые мхи. Поэтому спорофит служит для распространения растения.

Как это устроено

У большинства мхов можно различить стебелёк и листочки, а у основания — ризоиды. По внешнему виду эти части напоминают органы других растений, но устроены проще: у мхов нет настоящих корней, стеблей и листьев с развитой проводящей системой. Поэтому воду и растворённые вещества они поглощают главным образом поверхностью тела. Ризоиды помогают закрепиться, но не заменяют полноценную корневую систему.

Зелёный мох, который растёт на почве, — это гаметофит. Он преобладает, потому что живёт самостоятельно и образует половые клетки, тогда как спорофит появляется только после оплодотворения. Спорофит состоит из ножки и коробочки и остаётся прикреплённым к гаметофиту. От него он получает воду и питательные вещества, поэтому не может существовать как отдельное зелёное растение.

Когда спора попадает в подходящие условия, она прорастает и образует тонкую зелёную нить или пластинку — предросток. На нём возникают почки, из которых развиваются новые зелёные растения-гаметофиты. На гаметофите формируются мужские и женские половые органы, а после оплодотворения из оплодотворённой яйцеклетки развивается спорофит. В его коробочке созревают новые споры, и цикл начинается снова: так чередуются гаметофит и спорофит.

Для оплодотворения необходима вода, потому что мужские половые клетки мхов подвижны. Во влажную погоду на растении или рядом с ним появляется тонкая водная плёнка. По ней сперматозоиды перемещаются от мужского полового органа к яйцеклетке в женском органе. Если плёнки воды нет, клетки не могут встретиться, даже когда оба типа половых органов уже сформированы.

Мхи размножаются спорами, которые высыпаются из коробочки и разносятся, например, ветром. Возможно и вегетативное размножение: новое растение развивается из части старого мха. В природе мхи удерживают влагу, участвуют в образовании почвы и создают условия для жизни мелких организмов. В болотах отмершие остатки мхов, в том числе сфагнума, накапливаются и участвуют в образовании торфа, который использует человек.

Основные признаки моховидных

Таблица помогает быстро сопоставить строение мхов с их образом жизни и размножением. При повторении проследи связи: ризоиды помогают закрепиться, вода нужна для оплодотворения, а коробочка образует споры. Так отдельные признаки складываются в целостное представление о моховидных.

Разбор задач

1. Части растения мха

Условие. Назвать части растения мха и определить, какая из них прикрепляет его к почве. Ориентируйся на внешний вид и функцию частей, а не только на их расположение. Коробочка на ножке относится к спорофиту, а зелёное растение — к гаметофиту.

1. Найди тонкую вертикальную ось зелёного растения — это стебелёк.
2. Рассмотри небольшие пластинки по бокам стебелька: это листочки.
3. У основания найди тонкие нитевидные выросты — ризоиды; они прикрепляют мох к поверхности.
4. Если видна ножка с коробочкой, отметь её отдельно: в коробочке образуются споры.

Ответ. У мха можно назвать стебелёк, листочки и ризоиды; спорофит представлен ножкой с коробочкой. К почве растение прикрепляют ризоиды. Они также помогают поглощать воду, но настоящими корнями не являются.

2. Оплодотворение в сухую погоду

Условие. На мхе есть мужские и женские половые органы, но погода сухая. Нужно объяснить, почему оплодотворение не происходит. Для решения важно вспомнить, как мужская половая клетка достигает яйцеклетки.

1. Определи, какие клетки участвуют в процессе: сперматозоид и яйцеклетка.
2. Вспомни, что сперматозоид мха подвижен и должен переместиться к яйцеклетке.
3. Установи условие перемещения: нужна водная плёнка, по которой сперматозоид может двигаться.
4. Сопоставь условие с ситуацией: в сухую погоду такой плёнки нет, поэтому клетки не встречаются.

Ответ. Оплодотворение в описанных условиях не происходит, потому что сперматозоиды не могут добраться до яйцеклетки без воды. Наличие половых органов само по себе ещё не означает, что оплодотворение состоялось. Оно возможно, когда появляется водная плёнка.

3. Последовательность стадий жизненного цикла

Условие. Расположить стадии в правильном порядке: спора, предросток, взрослое растение, оплодотворение, коробочка со спорами. Чтобы не перепутать их, начни с той стадии, из которой развивается новое зелёное растение. Затем отдели этап образования половых клеток от этапа образования спор.

1. Спора прорастает и образует предросток.
2. На предростке формируется взрослое зелёное растение — гаметофит.
3. На гаметофите образуются половые клетки; после их слияния происходит оплодотворение.
4. Из оплодотворённой яйцеклетки развивается спорофит с коробочкой.
5. В коробочке образуются споры, и цикл повторяется.

Ответ. Последовательность: спора → предросток → взрослое растение → оплодотворение → коробочка со спорами. Гаметы образуются на гаметофите, а споры — в коробочке спорофита. Это показывает чередование поколений: гаметофита и спорофита.

Типичные ошибки

Называть ризоиды корнями. Такое сходство легко заметить: и ризоиды, и корни находятся у основания растения. Но ризоиды — простые выросты, а не настоящая корневая система. Проверь себя: если речь идёт о мхе, называй его органы прикрепления ризоидами.

Считать коробочку самостоятельным растением. Коробочка заметна, а ножка может показаться отдельным побегом. На самом деле спорофит развивается на гаметофите и зависит от него, получая питательные вещества. Чтобы проверить себя, вспомни: зелёное растение мха может расти самостоятельно, а спорофит остаётся на нём.

Утверждать, что мхи размножаются только спорами. О спорах часто говорят как о главном способе размножения, поэтому вегетативное размножение легко забыть. Однако новый мох может развиться также из части растения. Проверяя ответ, перечисли оба способа: спорами и вегетативно.

Забывать о воде при описании оплодотворения. Можно ошибочно решить, что достаточно наличия мужских и женских половых органов. Но сперматозоиды перемещаются к яйцеклетке только по водной плёнке. Проверь себя вопросом: указал ли ты, каким образом мужская клетка достигает женской?

Связь с другими темами

Перед изучением мхов полезно знать, чем высшие растения отличаются от низших, что такое споры и половые клетки, а также понимать разницу между половым и бесполым размножением. С папоротниковидными и другими высшими споровыми растениями мхи удобно сравнивать по жизненному циклу и преобладающему поколению. Дальше эти знания помогут разобраться в торфообразовании, почвообразовании и роли растений в экосистемах. Они также важны для понимания эволюции наземных растений.

Что запомнить

• Моховидные — высшие споровые растения.
• Тело большинства мхов состоит из стебелька, листочков и ризоидов.
• Главное поколение мха — зелёный гаметофит.
• Спорофит представлен ножкой с коробочкой и зависит от гаметофита.
• Из споры развивается предросток, а затем новое растение мха.
• Для оплодотворения мхам необходима вода.
• Мхи участвуют в образовании торфа, удержании влаги и формировании местообитаний.