§7. Отдел мохообразные

Определения и обозначения

Мохообразные — отдел высших споровых растений, к которому относятся кукушкин лён, сфагнум и другие мхи. Их отличают простое строение, отсутствие настоящих корней и размножение спорами. Эти признаки помогают узнать мхи и не путать их с цветковыми растениями.

Ризоиды — тонкие выросты, с помощью которых мох прикрепляется к почве, камню или коре. Они удерживают растение на субстрате, но не являются настоящими корнями: у них нет характерного для корня строения и его системы проведения воды и веществ. Поэтому ризоиды помогают мху закрепиться, но не превращают его в растение с корнями.

Гаметофит — поколение мха, на котором образуются половые клетки; у большинства знакомых мхов это зелёное листостебельное растение. Именно его обычно принимают за «сам мох», потому что оно долго живёт и заметно вокруг. По гаметофиту можно понять, где начинается половая часть жизненного цикла.

Спорофит — поколение, которое развивается после оплодотворения и образует споры. У мха оно обычно представлено ножкой с коробочкой, растущей на гаметофите. Коробочка нужна для созревания и распространения спор, из которых может начаться новое поколение растений.

Как это устроено

Листостебельное растение мха состоит из стебелька с небольшими листочками и ризоидов, закрепляющих его на поверхности. Его листья и стебель не следует считать такими же органами, как у крупного растения: строение мха проще, а настоящих корней и развитой системы проводящих тканей нет. Поэтому мху трудно доставлять воду на большие расстояния внутри тела, и он часто остаётся небольшим. Воду и растворённые вещества он может впитывать непосредственно поверхностью.

Мхи часто встречаются там, где сыро и затенённо, потому что для оплодотворения им нужна вода. На гаметофите образуются мужские и женские половые клетки, а мужские клетки должны добраться до женских. Влага на поверхности растения или почвы создаёт водную плёнку, по которой они могут передвигаться. Без такой плёнки оплодотворение обычно не происходит, хотя сами мхи могут переносить временное подсыхание.

После оплодотворения из клетки, возникшей при слиянии половых клеток, развивается спорофит. Он растёт на гаметофите и обычно состоит из ножки и коробочки, поэтому зелёный побег и коробочка относятся к разным поколениям. В коробочке формируются и созревают споры. Когда коробочка раскрывается, споры могут разноситься и попадать в подходящие для прорастания места.

Попав на влажную поверхность, спора прорастает и даёт начало молодой стадии мха, из которой развивается зелёный листостебельный побег. Этот побег — гаметофит; на нём позднее образуются половые клетки, и цикл повторяется. Гаметофит преобладает, потому что именно зелёное растение составляет основную, самостоятельную и заметную часть мха. Спорофит, напротив, остаётся связанным с гаметофитом и получает от него питание.

Кукушкин лён и сфагнум различаются строением и условиями жизни, хотя оба относятся к мхам. У кукушкина льна хорошо заметен листостебельный побег с ризоидами; его можно встретить на влажной почве. Сфагнум растёт преимущественно на болотах, удерживает много воды и у взрослого растения обычно не имеет ризоидов. Отмершие части сфагнума накапливаются в сырой среде и постепенно участвуют в образовании торфа.

Сравнение кукушкина льна и сфагнума

Сначала сравните местообитание и наличие ризоидов: эти признаки помогают различить растения. Затем обратите внимание на способность удерживать воду и роль в образовании торфа. Таблица показывает, что особенности строения сфагнума связаны с жизнью на болоте.

Разбор задач

Задача 1. На рисунке мха обозначены зелёный побег с листочками и коробочка на ножке. Нужно определить, где гаметофит, а где спорофит. Для решения важно учитывать не только внешний вид частей, но и их роль в размножении.

1. Найдём зелёный побег с листочками: это основное растение мха.
2. Вспомним, что на зелёном растении образуются половые клетки, значит, оно является гаметофитом.
3. Коробочка на ножке образует споры, поэтому ножка и коробочка относятся к спорофиту.

Ответ: зелёный побег — гаметофит, коробочка на ножке — спорофит.

Задача 2. Споры мха попали на влажную почву. Опишите, что произойдёт от их прорастания до появления нового растения. Не нужно называть спору семенем: у неё нет зародыша, и развитие начинается иначе. Проследим последовательность от первой стадии до образования зрелого гаметофита.

1. Во влажных условиях спора прорастает и образует молодую стадию мха.
2. Из неё развивается зелёный побег с листочками — гаметофит.
3. На гаметофите образуются половые клетки; после оплодотворения на нём развивается спорофит с коробочкой.
4. В коробочке созревают новые споры, которые рассеиваются и могут начать следующий цикл.

Ответ: спора прорастает, даёт начало молодому растению, затем формируется гаметофит, а после оплодотворения — спорофит со спорами.

Задача 3. Сравниваются влажный затенённый и сухой открытый участки. Нужно определить, где вероятнее встретить мхи и объяснить выбор. Сравним условия с потребностью мхов в воде, особенно во время размножения.

1. На влажном затенённом участке поверхность почвы и растений дольше остаётся сырой.
2. Влага нужна мхам не только для поглощения воды, но и для передвижения мужских половых клеток к женским.
3. На сухом открытом участке вода быстро испаряется, поэтому условия для мхов и оплодотворения менее благоприятны.

Ответ: мхи вероятнее встретить на влажном затенённом участке, потому что там дольше сохраняется необходимая им влага.

Типичные ошибки

Ошибка: называть ризоиды корнями. Так можно решить, потому что ризоиды отходят от нижней части мха и закрепляют его. Но они не имеют строения настоящего корня и выполняют прежде всего функцию прикрепления. Проверь себя: если речь идёт о мхе, называй эти выросты ризоидами, а не корнями.

Ошибка: считать коробочку частью зелёного гаметофита. Коробочка прикреплена к зелёному побегу, поэтому их легко принять за одно целое. Однако коробочка образует споры и относится к спорофиту, а зелёный побег — гаметофит. Проверь себя по функции части: споры образуются в коробочке.

Ошибка: путать споры с семенами. И те и другие могут распространяться и давать начало новому растению, поэтому сходство кажется очевидным. Но спора мха не содержит зародыша и не является семенем. Чтобы проверить себя, спроси, есть ли у этой структуры зародыш и относится ли растение к семенным.

Ошибка: утверждать, что мхи размножаются без воды. Иногда это заключают из того, что мох может расти на земле, а не в воде. Но для оплодотворения мужским половым клеткам нужна водная плёнка, по которой они достигают женских. Проверь ответ: если в нём говорится об оплодотворении, учти необходимость влаги.

Связь с другими темами

Для изучения мхов нужно знать основные части растения и различать половое и бесполое размножение. Их жизненный цикл связан с темой чередования поколений: гаметофит образует половые клетки, а спорофит — споры; похожую смену поколений изучают у папоротников и других высших споровых растений. Особенности сфагнума помогают понять, как образуется торф и почему болота важны для природы. Так строение одного растения объясняет процессы и в экосистеме.

Что запомнить

• Мхи — высшие споровые растения.
• У мхов нет настоящих корней; прикреплению помогают ризоиды.
• Для оплодотворения мхам необходима вода.
• Зелёное растение мха — гаметофит.
• Спорофит развивается на гаметофите и образует споры в коробочке.
• Из споры при прорастании развивается молодое растение мха.
• Сфагнум хорошо удерживает воду и участвует в образовании торфа.