Отдел Bryophyta – Мохообразные

Теоретические сведения

Отдел Bryophyta – особый отдел среди высших растений, включающий 20-25 тыс. видов. Основная отличительная особенность отдела состоит в доминировании гаметофита в жизненном цикле. С этим связан еще ряд особенностей отражающихся на экологии и морфолого-анатомическом строении моховидных.  Моховидные встречаются во всех природных зонах, занимая, как правило, увлажненные местообитания. Значительная часть моховидных являются сциофитами, другая часть по отношению к освещенности обладает широкой экологической валентностью. В связи с низким обменом веществ (из-за меньшего генетического потенциала по сравнению с диплоидны спорофитом) моховидные являются зимнезелеными растениями и способны к круглогодичному синтезу. Мхи – низкорослые, многолетние растения от 1 мм до 10 (15) см длиной. Имеют дорсовентральную и радиальную симметрию тела. В первом случае, тело представлено, чаще всего, слоевищем, во втором, подразделено на стебель (каулидий) и листья (филидии). Характерным признаком мхов является отсутствие корней, подземная часть представлена ризоидами (выросты эпидермы, имеющие несколько вариантов строения). Анатомическая структура отличается относительной простотой, представлена покровными, ассимиляционными, механическими и проводящими тканями.

Моховидные являются однодомными или двудомными растениями. Размножение вегетативное, бесполое и половое. Вегетативное – частями таллома, специализированными участками тела (боковые веточки) или выводковыми почками. В жизненном цикле прослеживается четкое чередование бесполого и полового размножения. Доминирующим поколением является гаметофит, на котором формируются многоклеточные архегонии (овальной формы на ножке) и антеридии (бутыльчатой формы из суженной шейки и брюшка). Оплодотворение происходит после слияния сперматозоидов с яйцеклеткой (внутри архегония), при обязательном наличии воды. Развитие спорофита идет на гаметофите, который представлен гаусторией (присоской) внедренной в тело гаметофита, ножкой и коробочкой со спорами. Спорофит полностью зависит от гаметофита, за что получил особое название − спорогон. После созревания спор, коробочка вскрывается − споры оказываются во внешней среды. При прорастании споры образуется протонема (ювенильная или промежуточная стадия развития гаметофита), которая имеет нитчатую или пластинчатую структуру. На протонеме происходит развитие слоевищных или листостебельных гаметофитов.

Практические задания и контрольные вопросы

К занятию необходимо знать следующие вопросы. Сравнительная характеристика низших и высших растений. Общая характеристика моховидных: морфологическое и анатомическое строение, размножение, цикл воспроизведения, распространение и экология.

Цель занятия: изучить особенности строения, размножения мхов и их многообразие.

Система мховидных

Отдел Bryophyta – Моховидные

Класс Anthocerotopsida – Антоцеротовые

Класс Marchantiopsida (Hepaticae) – Печеночники

Подкласс Marchantiidae – Маршанциевые

Подкласс Jungermaniidae – Юнгерманниевые

Класс Bryopsida (Musci) – Листостебельные мхи

Подкласс Sphagniidae – Сфагновые мхи

Подкласс Bryidae – Зеленые (Бриевые) мхи

Подкласс Andreaidae – Андреевые мхи

 

Материалы и оборудование: микроскопы, наборы для микропрепарирования; фиксированный материал: маршанция многообразная (Marchantia po l ymorpha), сфагнум (Sphagnum sp.), политрихум обыкновенный (Polytrichum commune); микропрераты «Спорогон политрихума обыкновенного»; «Стебель политрихума обыкновенного». Гербарные наборы зеленых мхов. Таблицы.

Задания

1. Познакомьтесь с классом Печеночники на примере порядка Маршанциевые. Изучите морфологическое строение маршанции многообразной на фиксированном материале. Обратить внимание на двудомность растения, пластинчатую форму его таллома, дихотомическое ветвление, «серединную жилку», зоны роста, ризоиды на нижней стороне таллома, строение антеридиальных и архегониальных подставок, выводковые корзинки чашевидной формы. Зарисуйте женский и мужской талломы, сделайте соответствующие подписи к рисункам.

Рисунок 1 – Marchantia po l ymorpha

 

2. Рассмотрите и зарисуйте строение антеридиальной и архегониальной подставок. На рисунке отметьте: у антеридиальной подставки – ножку, диск, на верхней стороне диска – антеридиальные полости с овальными антеридиями; у архегониальной подставки: ножку, диск, группу колбообразных архегониев под общим покрывалом – перианцием. У архегония отметить перихеций, брюшко, шейку, яйцеклетку.

 

Рисунок 2 – Особенности расположения и строение гаметангиев   Marchantia po l ymorpha

 

3. Изучите строение спорогона по фотографиям и таблицам. Обратите внимание на то, что спорогон состоит из округлой коробочки (внутри созревают споры с элатерами (пружинками)); ножки и гаустории.

 

4. Познакомьтесь с подклассом Сфагновые мхи. По гербарному материалу изучите морфологическое строение сфагнума. Обратите внимание на ветвление побега, типы боковых ветвей, расположение листьев, количество спорогонов, отсутствие ризоидов. Зарисуйте внешнее строение гаметофита сфагнума со спорогонами, сделайте соответствующие обозначения. На рисунке обозначьте верхушечные, торчащие и свисающие боковые ветви, стебель, листья, спорогоны.

 

	1 – стебель 2 – верхушечные ветви 3 – торчащие ветви 4 – свисающие ветви 5 – листья 6 – спорогоны
Рисунок 3 - Sphagnum sp.

 

5. Приготовьте временный микропрепарат листа сфагнума и изучите его анатомическое строение. Для этого от размоченных побегов отделите препаровальной иглой 1-2 листа и поместите их на предметное стекло, добавите одну каплю 1% раствора красителя метиленового синего, затем промойте водой и убрите воду фильтровальной бумагой. На препарате рассмотрите два типа клеток: крупные гиалиновые клетки с кольчатыми или спиральными утолщениями (прокрашенными в синий цвет) и простыми порами; хлорофиллоносные клетки – узкие, зеленые, фотосинтезирующие. Зарисуйте фрагмент листа и сделайте соответствующие обозначения.

Рисунок 4 – Фрагмент строения листа сфагнума

 

6. Познакомьтесь с подклассом Зеленые мхи на примере политрихума обыкновенного. Изучите и зарисуйте морфологическое строение мужского гаметофита и женского гаметофита со спорогоном. Обратите внимание на радиальную симметрию, неразветвленность стебля, спиральное размещение листьев, наличие многоклеточных бурых ризоидов. На мужском растении отметьте скученную розетку листьев, окрашенных в красновато-желтоватый цвет; на женском – терминальное расположение спорогона. Обратите внимание на ножку, коробочку и колпачок (калиптру) спорогона.

 

 

Рисунок 5 − Polytrichum commune

 

7. Рассмотрите и зарисуйте постоянный микропрепарат стебля политрихума обыкновенного, отметьте особенности анатомического строения. На рисунке обозначьте зону коры, которая состоит из эпидермиса, механического цилиндра, основной паренхимы с листовыми следами; зону стели, состоящую из флоэмы (лептоиды), крахмалоносного влагалища и ксилемы (гидроиды).

Рисунок 6 – Поперечный разрез через стебель политрихума

 

8. Рассмотрите и зарисуйте строение коробочки политрихума обыкновенного. На рисунке обозначьте ножку, шейку (апофизу), урночку, колонку, трабекулярные нити, спорангий, споры, эпифрагму, перистом, колпачок.

Рисунок 7 – Продольный разрез через коробочку политрихума

Вопросы и задания для самопроверки

1. С помощью гербарных наборов и лабораторного практикума, определите и подпишите представителей зеленых мхов.

 

2. Назовите эколого-физиологические особенности моховидных, позволяющие им избегать конкуренции и удерживать свои экологические ниши. __________________________________________________________________

3. Перечислите специфические черты жизненного цикла моховидных. _______________________________________________________________

4. Назовите признаки высокой и низкой организации моховидных. _________________________________________________________________

5. Проведите сравнение строения спорогона политрихума обыкновенного со спорогоном сфагнума_______________________________________________

6. Какую роль играют сфагновые мхи в природе и жизни человека?_________________________________________________________

7. Заполните таблицу

Таблица − Сравнительная характеристика разных групп моховидных

Подклассы моховидных	Особенности морфологии	Строение спорогона	Строение протонемы	Распространение и экология	Предста-вители
Печеночные
Сфагновые
Зеленые

 

Студент _______________________

 

Преподаватель ______________________

 

 

«____» ___________________

Лабораторная работа №8 (2 часа)