Отдел Хвощевидные. Морфологическая и биологическая характеристика современных хвощей. Цикл развития. Виды хвощей, их использование в фармации.

В настоящее время отдел представлен 32 видами, в Смоленской области 6 видов (все многолетние корневищные травянистые растения). Правда некоторые виды широко распространены, имеет большие ареалы и не занесены в Красную книгу. Основные морфологические черты следующие.

1. ярко выраженное членистое строение надземных побегов с пустыми полыми междоузлиями и выполненными узлами

 2. листья хвощей сильно редуцированы и представлены буроватыми чешуйками, собранные мутовками в узлах побега. Листья не способны фотосинтезу, они выполняют защитную функцию, предохраняя узлы (и интеркалярную меристему) от затекания воды и механических повреждений

 3. функцию фотосинтеза выполняют стебли, поэтому для многих видов характерен разветвлённый побег

4. хвощи – корневищные растения (быстрое вегетативное размножение и быстрый захват территории), корневая система придаточного типа

5. клетки пропитаны кремнезёмом, поэтому ткани приобретают особую прочность и практически не поедаются животными и грибами.

Надземные побеги у хвощей могут быть разными, поэтому выделяют две группы: - хвощи с однотипными побегами. Спороносные колоски развиваются на верхушке вегетативного побега (хвощ лесной, хвощ зимующий) - хвощи с двумя видами побегов (хвощ полевой). У хвоща полевого весной развиваются бурые спороносные побеги, на их верхушках формируются спороносные колоски. После спороношения эти побеги отмирают. В конце весны, в мае, развиваются вегетативные фотосинтезирующие побеги. Тип строения стели у хвоща тоже особый – артростель закрытого типа. В центре находится крупная полость, проводящие пучки коллатеральные закрытого типа располагаются по одной окружности. Хорошо развита первичная кора. Клеточная стенка хвощей содержит много кремнезёма, что придаёт им прочность и делает несъедобными. Чередование поколений у хвощей аналогично таковому у плаунов, однако, гаметофиты могут быть как обоеполыми, так и раздельнополыми.

Развитие с чередованием поколений. На верхушках вегетативных побегов развиваются спороносные колоски. У хвоща полевого колоски развиваются на особых весенних генеративных побегах. Колоски состоят из спорофиллов, на внутренней поверхности которых развиваются спорангии. В них находится особая спорогенная ткань, клетки которой делятся мейозом, и дают гаплоидные споры. После созревания споры рассеиваются и, попав в благоприятные условия, развиваются в гаметофит (заросток). У многих хвощей заростки обоеполые, на них формируются антеридии и архегонии, в которых образуются гаметы79 (митоз). Половой процесс требует наличия капельно-жидкой влаги, и из образовавшейся зиготы развивается молодой спорофит. Хвощ полевой – многолетнее растение с ветвистым членистым корневищем, расположенным глубоко (до 1м) в почве. На корневищах образуются клубеньки, в которых откладывается крахмал. От узлов корневища отходят придаточные корни. Надземные побеги бывают двух видов: весенние и летние. Летние побеги – хлорофиллоносные, напоминают ёлочки. В стебле и его разветвлениях синтезируются органические вещества, которые откладываются в корневищах и клубнях. Весной на растении появляются розовато-бурые не ветвистые побеги. На их верхушках образуются спороносные колоски, несущие спорангии, где созревают гаплоидные споры. Спора снабжена придатками в виде 4-х очень гигроскопичных спиральных лент, в зависимости от степени влажности воздуха они закручиваются или раскручиваются. В сухую погоду пружинки раскручиваются и споры разносятся ветром или водой. Во влажной почве из спор вырастают очень маленькие, размером с булавочную головку зелёные заростки. Заростки обоеполые, но архегонии развиваются раньше антеридиев, что увеличивает вероятность оплодотворения чужими сперматозоидами. Сперматозоиды многожгутиковые, в присутствии воды они сливаются с яйцеклетками, и из зиготы развивается новое растение.

Трава хвоща полевого содержит алкалоиды (эквизетин, никотин, 3-метоксипиридин), сапонин эквизетонин (около 5%), флавоноиды, органические кислоты (аконитовая, яблочная, щавелевая), жирное масло (3-3,5%), эфирное масло, большое количество солей кремниевой кислоты, растворимых в органических соединениях, горечи, дубильные вещества, смолы и полиоксиантрахиноновые соединения.Среди всех хвощей(Хвощ болотный, Х.луговой, Х.лесной и др.) только один вид — хвощ полевой применяется в научной медицине в качестве мочегонного средства при отеках на почве недостаточности кровообращения. Остальные виды являются нежелательными к нему примесями. Хвощ болотный ядовит.