Отдел Хвощевидные

1. Классификация. В прошлом это огромная, ныне почти вымершая группа растений. Современные хвощевидные представлены только одним порядком, одним семейством хвощевых и одним родом хвощ, с 25 видами, 12 из них можно встретить на территории России. Виды: полевой, болотный, речной, зимующий и др.

2. Жизненная форма, анатомия и морфология. Многолетние корневищные травы до 1 м высотой, у некоторых тропических видов лазающий стебель достигает 10-12 м длины и толщины 8 см. Хвощевидные отличаются от представителей остальных отделов споровых растений побегами из отдельных члеников. Листорасположение на побеге мутовчатое. В зеленом фотосинтезирующем стебле хвощей имеются многочисленные полости. Эпидерма стеблей содержит кремнезем. Из-за этого хозяйки раньше использовали стебли хвощей для чистки посуды. У всех хвощей глубоко залегающие, сильно разветвленные корневища двух типов; горизонтальные и вертикальные. В узлах корневищ нередко развиваются клубеньки, богатые крахмалом. В доисторические времена клубеньки употребляли в пищу и даже заготавливали впрок. От узлов корневищ во множестве отходят придаточные корни. Вертикальные побеги у некоторых видов, например, хвоща полевого, специализированы на бесхлорофильные спороносные и зеленые вегетативные. Розово-буроватые спороносные побеги этого вида появляются ранней весной и лишь после окончания спороношения от корневища отрастают зеленые вегетативные стебли. У большинства других хвощей спороносные колоски образуются на верхушках зеленых вегетативных побегов. Почти у всех хвощей умеренной зоны стебли на зиму отмирают, однако у хвоща зимующего они живут несколько лет, выдерживая сильные морозы.

3. Размножение. В жизненном цикле хвощей преобладает спорофит. На спороносных побегах спорофита формируются спорофиллы особого строения – спорангиофоры. Спорангиофоры собраны на верхушках побегов в стробилы = спороносные колоски. В основании стробила находится воротникчок - редуцированнный лист. Спорангиофоры в идее шестиуголных щитков на ножках размещены на оси стробила мутовками. На внутренней стороне щитка располагаются 4-16 вытянутых вдоль ножки спорангиев. При созревании спор щитки подсыхают и раздвигаются, наружная стенка спорангия при этом легко разрушается и споры рассеиваются ветром. Из внешнего слоя оболочки споры при ее созревании формируются спирально обернутые вокруг ее тела ленты - элатеры. Элатеры способны отгибаться и за счет этого спора может совершать движения.

Все современные хвощевидные – равноспоровые растения. При попадании споры на почву она прорастает заростком (гаметофитом). Заросток очень маленький (несколько мм), фотосинтезирующий. У некоторых хвощей заросток обоеполый – на нем одновременно развиваются и мужские половые органы (антеридии), и женские (архегонии). У некоторых хвощей заросток однополый (есть мужские и женские ратсения). В антеридиях формируются сперматозоиды со множеством ундулиподиев (жгутиков). В архегониях созревают яйцеклетки. Оплодотворение – в присутствии капельно-жидкой воды. С ее помощью сперматозоиды подходят к архегонию. После оплодотворения из зиготы в архегонии развивается молодой спорофит со спорами и цикл повторяется.

4. Распространение. В связи с тем, что в стебле хвощей - многочисленные полости, их можно отнести к гигрофитам (растения влажных мест). Но благодаря тому, что у спороносных побегов имеются мелкие, без хлорофилла, листья, их можно отнести к ксерофитам (обитатели сухих мест). Т.о., у хвощей сочетаются ксероморфные и гигроморфные признаки. Хвощи встречаются по всему миру в местах с достаточным или избыточным увлажнением.

5. Значение в природе и жизни человека. В современном растительном покрове значение хвощей невелико. Как и другие растения, участвуют в общем круговороте веществ в природе.

Значение для человека. Почти все хвощи – злостные сорняки. Если в сене на корм скоту попадает много хвощей – вызывают отравление. Молодые вегетативные побеги хвоща полевого применяют в медицине как мочегонное средство.

Задание:

Изучите и зарисуйте жизненный цикл представителей хвощевидных – хвоща полевого.

Империя Клеточные организмы (Cellulata)

Подимперия Ядерные организмы = Эукариоты (Eucaryota)

Царство Растения (Plantes = Vegetabilia)

Отдел Хвощевидные (Equisetophyta = Sphenophyta)

Порядок Хвощевидные (Equisetaceales)

Семейство Хвощевые (Equisetaceae)

Род хвощ (Equisetum)

Вид хвощ полевой (E. arvence)

1 – вегетативный побег (летний);

а - корневище;

б – узел;

в – междоузлие;

г – листья;

1а – схема поперечного разреза хвоща в области междоузлия;

м – механическая ткань в ребрышках;

ас – ассимиляционная ткань в ложбинках;

вп – валекулярная полость;

пп – проводящий пучок;

цп – центральная полость стебля;

эн – эндодерма;

цц – центральный цилиндр;

кор – кора;

2 – спороносный побег (весенний);

а – редуцированные листья;

б – колоски с мутовками спорофиллов (2n);

3 – проводящий пучок;

а – каринальная (= пучковая) полость;

б – метаксилема;

в – спорангий;

4 – спорангиофор со спорангиями;

5 – споры с отогнутыми элатерами;

6, 7, 8 – стадии прорастания споры в заросток;

9 – мужской заросток (мужской гаметофит; n);

ан – антеридии;

10 – антеридий;

11 – сперматозоид;

12 – женский заросток (женский гаметофит; n);

ар – архегоний;

13 – архегоний;

14 – зародыш (2n) в тканях женского заростка;

а – корень;

б – ножка;

в – первые листья;

г – точка роста;

д – ткани заростка.

Вводные пояснения.