Чергування поколінь у розмноженні та розвитку мохів

 

В життєвому циклі мохів переважає гаметофіт. В умовах суходолу гамети по­винні бути захищені від примхливостей погоди та інших абіотичних факторів. Тому на гаметофіті розвиваються багатоклітинні статеві органи, що захищають гамети від висихання. Крупні і нерухомі гамети - яйцеклітини (їх ще називають жіночими) – утворю­ються в архегоніях. А дрібні і рухомі (чоловічі) – сперматозоїди – утворюються в антеридіях. Подальші події зображені на рис. 9. Архегонії та антеридії дозрівають на різних рослинах – жіночому і чоловічому гаметофітах.

Дводжгутикові сперматотзоїди нагромаджуються в крапельках води, а потім разом з цими крапельками потрапляють до архегонію. Яйцеклітина запліднюється і утворюється зигота з диплоїдним набором хромосом. Потім зигота ділиться, утворюється зародок. Потім на місці архегонію формується спорофіт, який представлений коробочкою на ніжці і який у мохів називається спорогоном. При утворенні спор відбувається змен­шення числа хромосом з диплоїдного, що утворився після запліднення, до гаплоїд­ного. Таким чином, спори мохів гаплоїдні. Після визрівання вони висипаються і при сприятливих умовах (наявності тепла і вологи) проростають в молодий гаме­тофіт – протонему. Клітини протонеми діляться без зміни кількості хромосом, даючи початок дорослому гаметофіту. Гаметофіти мохів, за незначним винятком, багаторічні, але утворення спор відбувається кожен сезон. В життєвому циклі мохів чітко спостерігається чергування поколінь. Перева­жаючим є гаметофіт, а спорофіт існує недовго і знахо­диться немов би під захистом гаметофіту. Цей же гаметофіт постачає спорофіту поживні речовини, які необхідні для утворення і дозрівання спор. Слід відзначити одну особливість в будові спорогону мохів. В його стінках утворюються особливі структури, що звуться продихами. Продихи складаються із двох клітин, які нещільно прилягають одна до одної, а через утворену між цими двома клітинами щілину випаровується вода і відбувається газообмін. Таким чином, на спорофіті мохів спостерігається поява першого пристосування для регуляції надходження води в організм.

В процесі подальшої еволюції наземних рослин продихи перетворяться в продиховий апарат рослин, який буде виконувати основну водорегулюючу, а також газообмінну функції.

Рис. 9. Життєвий цикл зозулиного льону

Різноманітність мохів

 

Відділ Мохоподібдні включає три класи: Антоцеротопсиди, Маршан ­ ціопсиди, Бріопсиди, які разом охоплюють від 22 000 до 27 000 видів. Клас Антоцеротопсиди містить всього близько 300 видів.

Назва цього класу походить від грецьких antos – квітка і keros - ріг; на зеленому таломі, діаметром 1 - 3 см, добре помітні рогоподібні спорогони довжиною 2 - 3 см (рис.10).

У цих мохів будова більш схожа на будову водоростей: у кожній клітині є один такий же крупний хлоропласт, піреноїди. Найбільш відомий серед антоцеротових мохів рід антоцерос. Основна кількість антоцеротових росте в тропічних та помірно теплих районах. На Україні з них зустрічається лише декілька видів.

Представники класу Маршанціопсид, або Печіночників - це дрібні рослини, які мало помітні серед інших рослин. Гаметофіт їх надзвичайно різноманітний за фор­мою та розмірами. У частини печіночників немає стебла та листків, тому їх тіло сланке. Інші мають листостебловий талом. На відміну від вивчених нами мохів, ри­зоїди печіночників не багатоклітинні, а одноклітинні.

Рис.10. Антоцерос

Свою назву вони отримали ще в ІХ столітті, коли вважалося за тодішніми уявленнями медицини, що зовнішній вигляд рослини говорить про його лікарські властивості. У деяких печіночників, наприклад у маршанції, гаметофіт нагадує своїми обрисами печінку людини і її використовували для лікування захворювань цього органу людини (рис.11). Цікаві пристосування цих мохів до вегетативного розмноження. Вони утворюють вивідкові тільця та бруньки, додаткові пагони, ламкі листки, буль­бочки, тощо. Більшість печіночників здатні витримувати довготривалу посуху. При підсиханні їх талом згортається і надійно прикриває верхню фотосинтезуючу сторону темними лусочками, а при зволоженні знов розгортається. Така рослина,як річієлла багаторічна, наприклад, “зариває” свою надземну частину в грунт.

Клас Бріопсиди найчисельніший і нараховує до 14 500 видів. Крім знайомого нам зозулиного льону, до цього класу належать досить цікаві Сфагнові мохи. Дорослі рослини сфагнуму не мають ризоїдів і живуть на болотах (рис.12).

“Листки” цих мохів зосереджені у верхівковій частині гаметофіту і дещо припідняті над водою або болотистим грунтом. Таке розташування цих органів сприяє максимальному фотосинтезу. В будові “листків” є свої особливості. Вони складаються з широких мертвих клітини, що оточені вузькими зеленими або зрідка червоними живими клітинами. Мертві клітини мають отвори і потовщені стінки.

Рис. 11. Печіночники. Зліва направо: маршанция поліморфна, блефарострома волосолистна, птилідіум війчатий, цефалозія двузагострена, барбілофозія плауновидна

 

Вони легко заповнюються водою і здатні утримувати її в кількості, що в 20 разів перевищує їх власну вагу. Ця властивість сфагнуму в минулому використовувалася в медицині. Його застосо­вували як перев`язувальний матеріал при лікуванні ран та наривів. Лише пізніше з цією ж метою стали застосовувати бавовник (вату), який повністю витіснив сфаг­нум.

Рис.12. Сфагнум. А - загальний вигляд; Б - верхівка стебла із спорогоном; В - коробочка; Г - поперечний розріз “листка”; Д - “листок” (вид зверху); 1 – ніжка спорогону; 2 – коробочка; 3 – хлорофілоносні клітини; 4 – мертві водозапасаючі клітини. Зправа: сфагнум серед ягід журавлини; свіжезібраний сфагнум

 

Своєрідний спорогон цього моху. Коли стінки коробочки підсихають, то по­вітря, яке там знаходиться, попадає немов би в пастку. Спорангій стискується, збільшуючи внутрішній тиск, і в теплу сонячну погоду кришечка з тріском відска­кує, а повітря з силою виносить хмарку спор.

Екологія мохів

 

Представники Мохоподібних ростуть майже скрізь. Вони поширені у всіх час­тинах світу, але нерівномірно. В жарких тропічних районах вони ростуть пере­важно в горах. Лише деякі види мешкають в посушливих районах, наприклад, в степах. Частина мохів поселяється на стовбурах дерев, а інші, такі як сфагнум, на перезволожених грунтах. А зону тундри, наприклад, ще часто називають “царством мохів та ли­шайників”. Роль мохів в продукції органічних речовин не така велика, як у водоростей. Ці рослини не поїдаються тваринами і мало пошкоджуються комахами, бак­теріями та грибами. Однак, вони є помітними в рослинному світі тундри, боліт і лісів.

В помірних і холодних районах земної кулі такі мохи як сфагнум (близько 350 видів) утворюють значні торфяні болота. Торф (від нім. Torf) – це ущільнене скупчення самих мохів, а також осок, злаків та інших рослин, які ростуть разом з ними. Сфагнові мохи сприяють утворенню кислоти і звичайно в центрі болота всі мікроорганізми-редуценти гинуть. Відмираючі організми не розкладаються, органічні речовини осідають на дно, ущільнюються і протягом тисячоліть утворюють поклади торф (рис. 13). Цей шар нарощується дуже повільно: 1 см за 10 років. За оцінками вчених торфя­ники вкривають не менще 1% земної суші. Великі запаси торфу на Україні – це болота Полісся. Сухий торф використовується як паливо, а також як органічне добриво в сільському господарстві.

В північних областях нашої країни до 60-х років вівся інтенсивний видобуток цієї цінної сировини. Для цього великі площі боліт осушувалися, що через деякий час позначилося на водному режимі малих річок. Вони почали міліти, а потім зовсім зникати. Але малі річки живлять великі, тому почали міліти і більш крупні ріки. Разом з осушенням боліт руйнувалися і їх екосистеми, гинули рослини і тва­рини. В наш час роботи по осушенню боліт Полісся припинені і дуже повільно природні екосистеми почали відновлюватися. Отже, торфорозробки повинні про­водитися з урахуванням можливих екологічних наслідків і попередньо ретельно вивчатися.

 

Рис. 13. Розробки торфу на Поліссі

 

Таким чином, будучи фотосинтезуючими організмами, тобто продуцентами, мохи однак не відіграють суттєвої ролі в харчових ланцюгах. Їх роль полягає в нагро­мадженні і утриманні вологи і переводу її в підземний стік, що в цілому сприят­ливо впливає на водний режим екосистем. Мохи також беруть участь в утворенні грунтів. Поселяючись на оголеній материнській породі, вони поступово нагромад­жують мінеральні та органічні речовини, готуючи грунт для інших рослин.