§ 20. Сфагновые мхи. Значение мхов

Определения и обозначения

Сфагновые мхи — группа мхов, к которой относится сфагнум. Они характерны для влажных мест, в том числе болот, где могут образовывать заросли. Их особенности помогают удерживать воду и влияют на условия жизни других организмов.

Гиалиновые клетки — крупные мёртвые клетки листа сфагнума, способные впитывать и удерживать воду. Они бесцветные и отличаются от узких зелёных живых клеток. Благодаря им растение запасает влагу, даже если вода поступает неравномерно.

Торф — органическое образование, возникающее при неполном разложении отмерших растений, преимущественно в заболоченной местности. Это не просто слой целых мхов, а постепенно накапливающиеся растительные остатки. Торф важен как природный ресурс: его используют в качестве топлива и сырья.

Торфяник — участок заболоченной местности, где накапливается торф. На таком участке условия мешают растительным остаткам быстро разлагаться. Поэтому торфяник служит местом его постепенного образования и накопления.

Как это устроено

Лист сфагнума устроен так, чтобы одновременно поддерживать жизнедеятельность растения и запасать влагу. Узкие зелёные клетки живые: они содержат хлорофилл и участвуют в фотосинтезе. Между ними расположены крупные гиалиновые клетки, которые мертвы и не фотосинтезируют. Их строение позволяет впитывать воду и удерживать её, поэтому лист работает как маленький резервуар.

Сфагнум растёт во влажных местах не только потому, что рядом есть вода, но и потому, что его побеги способны её удерживать. Вода впитывается клетками листьев и сохраняется в побегах, создавая влажную среду вокруг растения. Верхушка при этом продолжает расти и образует новые части побега. Нижние части постепенно оказываются в глубине влажного слоя и отмирают, тогда как растущая верхушка остаётся на поверхности.

Из отмерших нижних частей сфагнума и других растений со временем формируется торф. В болоте вода ограничивает доступ кислорода, необходимого для быстрого разложения органических остатков. Поэтому растительные части разрушаются не полностью, а их остатки постепенно накапливаются. Процесс идёт медленно: торф возникает не сразу после отмирания мха, а после длительного накопления неполностью разложившегося материала.

От многих других мхов взрослый сфагнум отличается отсутствием ризоидов. Ризоиды — похожие на тонкие нити образования, которые у некоторых мхов помогают прикрепляться к поверхности. Сфагнуму не нужно получать воду только через прикреплённую к почве часть: она поглощается всей поверхностью побегов. Поэтому отсутствие ризоидов не мешает ему расти во влажных зарослях.

Мхи влияют на природу, поскольку удерживают воду и участвуют в заболачивании и почвообразовании. Когда сфагнум разрастается, он помогает сохранять влажность, а накопление растительных остатков меняет условия среды. Эти изменения влияют на местообитания растений и других организмов. Для человека особенно важен торф: его используют как топливо и как сырьё.

Сравнение сфагнового мха и кукушкина льна

Сравнивайте растения по одному признаку за раз: так легче заметить, что общего у мхов и чем именно отличается сфагнум. Особенно внимательно сопоставьте клетки листа и наличие ризоидов у взрослого растения. Таблица показывает, что образование торфа связано прежде всего с массовым разрастанием сфагнума в подходящих условиях.

Разбор задач

Задача 1. Какие клетки удерживают воду?

Условие. На рисунке листа сфагнума видны узкие зелёные клетки и крупные бесцветные клетки. Нужно определить, какие из них удерживают воду. Для решения достаточно связать внешний вид клеток с их строением и ролью.

1. Отметим, что узкие зелёные клетки живые и содержат хлорофилл, поэтому участвуют в фотосинтезе.
2. Крупные бесцветные клетки — гиалиновые; они мёртвые и приспособлены к поглощению и удержанию воды.
3. Значит, за запасание воды отвечают не зелёные, а крупные бесцветные клетки.

Ответ. Воду удерживают крупные бесцветные гиалиновые клетки. Зелёные клетки нужны прежде всего для фотосинтеза.

Задача 2. Почему сфагнум образует влажные заросли без ризоидов?

Условие. У взрослого сфагнума нет ризоидов, но он может образовывать сплошные влажные заросли. Нужно объяснить, как он получает и сохраняет воду и почему продолжает расти. Не следует считать ризоиды единственным способом, которым мох может взаимодействовать с водой.

1. Вспомним, что сфагнум поглощает воду всей поверхностью побегов, а не только из почвы через ризоиды.
2. Гиалиновые клетки и побеги удерживают влагу, поэтому вода сохраняется в зарослях.
3. Верхушка побега продолжает расти, и растение распространяется, даже если его нижние части постепенно отмирают.

Ответ. Сфагнуму не нужны ризоиды для поглощения воды: он получает её всей поверхностью и удерживает в побегах. Рост верхушки позволяет зарослям продолжать развиваться.

Задача 3. Как образуется торф?

Условие. Нужно составить последовательность превращений от роста сфагнума до накопления торфа и объяснить, почему процесс не происходит быстро. Важно не пропустить условия заболоченной среды, которые замедляют разложение. Торф образуется из растительных остатков, а не появляется сразу при отмирании побега.

1. Сначала сфагнум растёт верхушкой и образует новые части побега.
2. Затем нижние части побегов отмирают и оказываются во влажной заболоченной среде.
3. Из-за недостатка кислорода остатки разлагаются неполно и постепенно накапливаются, формируя торф.

Ответ. Последовательность такова: рост сфагнума → отмирание нижних частей → неполное разложение остатков → накопление торфа. Процесс медленный, потому что остатки накапливаются постепенно, а не превращаются в торф сразу.

Типичные ошибки

Ошибка: считать бесцветные клетки листа сфагнума живыми и фотосинтезирующими. Это можно перепутать из-за того, что они находятся рядом с зелёными клетками и видны в том же листе. Проверьте себя: фотосинтез связывают с живыми зелёными клетками, а гиалиновые клетки мёртвые и запасают воду.

Ошибка: утверждать, что взрослый сфагнум прикрепляется к почве ризоидами. Так рассуждают, перенося на него признак других мхов. Чтобы проверить ответ, вспомните, что сфагнум поглощает воду всей поверхностью побегов, а у взрослого растения ризоидов нет.

Ошибка: смешивать торф с отмершим мхом. Отмершая часть побега — лишь исходный растительный материал, а торф формируется из остатков постепенно и неполно разлагается. Проверьте себя вопросом: описываете ли вы отдельное растение или накопившееся органическое образование?

Ошибка: считать, что все мхи образуют торф. Такое обобщение возникает из-за того, что разные мхи могут встречаться во влажных местах. Однако основное накопление торфа связано с разрастанием сфагнума в подходящих болотных условиях, поэтому учитывайте и вид растения, и среду.

Связь с другими темами

Для понимания сфагнума пригодятся знания о строении мхов: особенно о ризоидах и чередовании поколений, то есть смене стадий жизненного цикла. Эти сведения помогают сравнить сфагнум с другими мхами и не приписывать ему чужие признаки. Тема также связана с круговоротом веществ: отмершие растения разлагаются и становятся частью почвы. Изучая болота и торф, можно увидеть, как организмы меняют экосистему и как человек использует природные ресурсы.

Что запомнить

• Сфагнум растёт во влажных местах и способен удерживать много воды.
• В его листьях есть живые зелёные и мёртвые гиалиновые клетки.
• У взрослого сфагнума ризоидов нет.
• Нижние части побегов отмирают, а верхушки продолжают расти.
• В заболоченной среде растительные остатки разлагаются неполно и накапливаются в виде торфа.
• Мхи удерживают влагу и участвуют в изменении среды обитания.
• Торф применяют как топливо и сырьё.