Отдел Хвощевидные, Биология

Инфоурок › Биология ›Презентации›Презентация на тему “Отдел Хвощевидные: особенности строения и размножения” 7 класс

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд Описание слайда:

Подготовила: Залевская Ольга Сергеевна Отдел Хвощевидные: особенности строения и размножения

2 слайд Описание слайда:

В настоящее время Хвощевидные – это самый малочисленный отдел среди папоротникообразных. Единственный род Хвощ включает 32 вида, из которых 17 встречаются на территории нашей страны. Хвощи растут на болотах, лугах, в лесах и водоемах. Широко распространены по всему земному шару, за исключением Австралии и Новой Зеландии. Общая характеристика Хвощевидных

3 слайд
4 слайд Описание слайда:

Для хвощевидных характерно наличие побегов, состоящих из четко выраженных члеников (междоузлий) и узлов с мутовчато расположенными листьями. К хвощевидным принадлежат травянистые растения со стеблем длиной от нескольких сантиметров до нескольких метров.

Древовидные формы, достигавшие высоты 15 м, а диаметра более 0,5 м, вымерли. Характерной чертой хвощевидных является наличие у них своеобразных несущих спорангии структур – спорангиофоров. Подавляющее большинство хвощевидных – равноспоровые растения.

Строение

5 слайд
6 слайд Описание слайда:

Половое поколение – гаметофит (заросток). На гаметофитах образуются антеридии и архегонии. В антеридиях развиваются многожгутиковые сперматозоиды, а архегониях – яйцеклетки. Оплодотворение совершается при наличии капельно-жидкой воды, и из зиготы без периода покоя вырастает спорофит. Размножение

7 слайд
8 слайд
9 слайд Описание слайда:

Из хвощевидных ныне существует один класс хвощовые (или эквизетопсиды). Из семейства хвощовых наиболее распространен род хвощ.

Хвощи часто составляют значительный процент травостоя лугов и заболоченных мест; распространены на кислой почве. Род объединяет около 30 видов; в нашей стране распространены 4.

Наиболее часто, встречается у нас хвощ полевой, хвощ луговой, хвощ болотный, хвощ топяной и хвощ лесной. Классификация

10 слайд Описание слайда:

ХВОЩ ЛУГОВОЙ

11 слайд Описание слайда:

ХВОЩ БОЛОТНЫЙ

12 слайд Описание слайда:

Хвощ ТОПЯНОЙ

13 слайд Описание слайда:

ХВОЩ ЛЕСНОЙ

14 слайд Описание слайда:

Хвощи входят в состав пионерных растительных группировок и захватывают территории с нарушенным естественным покровом. Широко распространенные и трудно искореняемые сорняки пастбищ и полей. Среди видов подрода эквизетум встречаются ядовитые для скота растения.

Ядовитое начало хвощей, очевидно, обусловлено наличием в этих растениях сапонинов и флавоновых гликозидов. Хвощи из подрода гиппохете используются как корм для лошадей, коров, оленей, кабанов. Молодые, чуть сладковатые спороносные побеги и крахмалоносные клубни хвоща полевого раньше использовались в пищу бедным населением Евразии и Северной Америки.

Многие хвощи применяются в народной медицине. Хозяйственное значение хвощей и их роль в природе

• Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал. Пожаловаться на материал

Общая информация

Хвощи

Хвощи – многолетние споровые корневищные растения, с зелеными стеблями, ветвями и чешуйчатыми листьями. Современные хвощи – травянистые растения, в прошлом имели большее разнообразие: встречались древовидные формы до 20 м высотой. Наряду с древними плауновидными в карбон (каменноугольный период) участвовали в образовании каменного угля.

Как и плауны, хвощи поселяются в увлажненных местах: по берегам водоемов, на лугах, лесных опушках. Закисленные почвы – излюбленное место обитания хвощей.

Характеристику хвощам будем давать на основе типичного представителя – хвоща полевого.

Строение хвоща полевого

Хвощ полевой имеет членистое строение, мелкие чешуйчатые листья собраны в мутовки по 6-12 листьев. Эпидермис стебля гладкий, оболочки клеток содержат кремнезем – SiO2, что придает стеблю прочность, делает его несъедобными для скота, многих диких животных.

Подземная часть растения включает сильно разветвленное корневище, по площади до 8м2, от которого вглубь почвы отходят придаточные корни.

У хвоща полевого отдельные боковые ветви корневища могут видоизменяться в клубни, запасающие питательные вещества. Клубни также принимают участие в процессах вегетативного (бесполого) размножения.

Вегетативные побеги появляются весной позже спороносных, и отвечают главным образом за питание, рост и развитие растения. Фотосинтез происходит в стебле растения.

Весной первыми у хвоща полевого появляются спороносные побеги, заканчивающиеся спороносными колосками. Стебель у них коричневого цвета, хлорофилл отсутствует. Спороносный побег отвечает за половое размножение. Перпендикулярно оси колоска к нему крепятся органы спороношения – спорангиофоры, под которыми лежат 6-10 спорангиев. Спороносный побег отмирает после спороношения.

Спороносный побег отличается от вегетативного главным образом наличием стробила. Стробил – видоизмененный укороченный побег, служащий для размножения некоторых высших растений: хвощей, плаунов, голосеменных.

Несет специализированные листья спорофиллы, на которых формируются спорангии. Спорофилл (от греч.

sporá – семя и phýllon – лист) – видоизмененный лист споровых растений, на котором развиваются органы бесполого размножения – спорангии.

Жизненный цикл хвощей

В жизненном цикле хвощей, как и папоротников, доминирует спорофит. Начнем рассматривать цикл с момента прорастания споры (n).

Споры высыпаются из спорангиев, во влажной среде прорастают в заросток – гаметофит (n), который крепится к почве ризоидами.

Образующиеся из спор гаметофиты раздельнополы, на одних развиваются антеридии (мужские половые органы), на других архегонии (женские половые органы). В антеридиях (n) формируются сперматозоиды, в архегониях (n) – яйцеклетки.

Во влажной среде подвижный сперматозоид (n) достигает яйцеклетки (n) в архегонии, сливается с ней, образуя зиготу (2n). Из зиготы развивается спорофит (2n), у которого на спорофилле в спорангии материнские клетки (2n) делятся мейозом, в результате образуются споры (n).

Значение хвощей

Хвощи имеют медицинское значение, их используют в качестве мочегонных и кровеостанавливающих средств. Несмотря на твердость стебля, вследствие высокого содержание кремнезема, хвощом питаются олени. Не вызывает сомнений, что хвощ является звеном в цепи питания (продуцентом). Весенние побеги употребляют в пищу в свежем и вареном виде, из них делают соусы, начинки для пирога.

Мы с вами, ботаники, безусловно восхищаемся хвощом! Но вот садоводы от него совсем не в восторге. Хвощ считается одним из злостных сорняков в огороде, трудно выводимым и доставляющим массу хлопот.

Хвощ селится на закисленной почве, поэтому помимо перекапывания, садоводы применяют известкование – внесение в почву карбонатов кальция CaCO3 и магния MgCO3, а также оксидов – CaO и MgO и гидроксида кальция – Ca(OH)2 с целью снижения кислотности почвы.

Почва со сниженной кислотностью нравится хвощу гораздо меньше, и он перестает заводиться на огороде 😉

Хвощевидные растения

Общая характеристика, особенности строения, размножение. В далеком прошлом хвощевидные растения отличались большим разнообразием. Среди вымерших видов хвощей были и травянистые растения, и деревья.

В современной флоре сохранилось 30-35 видов хвощей. Это только многолетние травы с жесткими стеблями высотой до 1 м. На их побегах хорошо различается множество узлов и междоузлий. Растут они на полях, целине, в лесах, на берегах рек.

Особенно широко распространен полевой хвощ (рис. 1) — многолетнее травянистое растение с высоким стеблем. Стебли разветвленные, с мощным корневищем, на котором развиваются придаточные корни. Надземные побеги у хвощей бывают двух видов: весенние (генеративные) и летние (вегетативные).

Весенние стебли высотой до 20 см появляются из зимующих на подземных побегах почек. Они совершенно не содержат хлорофилла. Неразветвленные чешуйчатые листья коричневого цвета располагаются на стебле мутовчато. На концах побегов имеются колоски, в которых развиваются споры.

После созревания спор весенние побеги засыхают.

Рис.1 Строение полевого хвоща              1 — весенний (спороносный) побег;        2 — летний (вегетативный) побег;           3 — спороносный колосок (стробил);     4 — мутовка чешуевидных листьев.

Летние зеленые побеги содержат хлорофилл. Боковые ветви у них располагаются мутовчато. Листьев на летних побегах нет, поэтому фотосинтез осуществляется в них самих.

Весенние побеги выполняют функцию размножения, а летние побеги — роста. Запасные питательные вещества накапливаются в клубнях, которые являются органом вегетативного размножения. Стебель хвоща многогранный.

Он покрыт тонкой оболочкой, состоящих из бесцветных клеток.

Рост хвощей, как у злаков, напоминает раздвижение подзорной трубы. За это хвощи называют членистостебельными растениями.

Размножение хвощей. Хвощи, подобно плаунам, размножаются вегетативным, бесполым и половым путями. Вегетативное размножение осуществляется посредством подземных побегов (клубней), бесполое — спорами.

В спорангиях спороносных колосков созревают многочисленные споры. Когда оболочка спорангиев лопается, споры рассеиваются по поверхности почвы. Споры одинаковы по размеру, но их различна. Из одних спор развиваются мужские, из других — женские заростки.

Эти заростки — половое поколение хвощей. В заростках и происходит образование гамет. В мужском заростке развиваются мужские половые клетки, а в женском — женские.

При слиянии женской гаметы (яйцеклетка) с мужской (многожгутиковый сперматозоид) образуется зигота, из зиготы — зародыш, из зародыша развивается новое растение хвоща.

Значение хвощей. Хвощи являются сорняками пастбищ и полей, но они предотвращают эрозию почвы. Некоторые из них ядовиты, а полевой хвощ относится к лекарственным растениям.

Он издавна применяется в народной медицине против отеков при нарушениях кровообращения и как мочегонное средство. В качестве лекарственного сырья собирают и высушивают зеленые побеги.

Осенью и зимой хвощ служит кормом для оленей и кабанов.

Хвощевидные — влаголюбивые растения. Особенно широко распространен полевой хвощ — многолетнее травянистое растение с высоким жестким стеблем. Стебли разветвленные, с хорошо развитой корневой системой.

Надземные побеги у хвощей бывают двух видов: весенние и летние. Весенние спороносные побеги выполняют функцию размножения, а летние вегетативные побеги — роста. Некоторые виды хвощей являются ядовитыми.

Полевой хвощ относится к лекарственным растениям, и в то же время — это трудно искоренимый сорняк.

Биологический русско-английский глоссарий

Хвощ — equisetum |ˌɛkwɪˈsiːtəm| Побег — sprout |sprəʊt| Вегетативный — vegetative |ˈvɛdʒɪtətɪv| Генеративный — generative |ˈdʒɛn(ə)rətɪv| Корневище — rhizome |ˈrʌɪzəʊm| Спорангий — sporangium |spəˈran(d)ʒɪəm| Спора — spore |spɔː| Гамета — gamete |ˈɡamiːt| Яйцеклетка — egg |eɡ| Спермий — sperm |spəːm| Зигота — zygote |ˈzʌɪɡəʊt| Зародыш — embryo |ˈɛmbrɪəʊ|

Источники:

Биология, 6 класс; Р.Алимкулова, А.Аметов, Ж.Кожантаева, К.Кайым ,К.Жумагулова. — Алматы «Атамұра» 2015

Биология Растения, Бактерии, Грибы, Лишайники; Учебник для 6-7 классов средней школы. В.А.Корчагина, Москва «Просвещение» 1993 г.

Терминология на английском языке: wooordhunt.ru

весенние и летние побеги клубни мутовки полевой хвощ эрозия

Замечательные растения

http://megabook.ru

Хвощеви́дные, отдел высших споровых растений. Многолетние травянистые растения. Побеги состоят из четко выраженных члеников (междоузлий) и узлов с мутовчато расположенными листьями. В тканях ствола и листьев хорошо развиты проводящие ткани —ксилема и флоэма.

В почве укореняются при помощи длинных корневищ, на которых образуются короткие придаточные корни. Хвощевидные являются разноспоровыми растениями. У некоторых из них развиваются специальные структуры — спорангиофоры, несущие спорангии.

Их мутовки образуют на стебле спороносные зоны, которые чередуются с обычными вегетативными листьями. Иногда они сидят на концах побегов, образуя чистые или смешанные стробилы. Обоеполый заросток (гаметофит) хвощевидных не превышает в длину нескольких мм.

Оплодотворение происходит только в присутствии капельно-жидкой воды. Зигота развивается сразу, без периода покоя.

В настояще время сохранился только один род хвощ, объединяющий около 20 видов. Встречаются в различных растительных зонах, но обязательно недалеко от воды, в местах с достаточным содержанием влаги в почве или с относительно неглубоким залеганием грунтовых вод. В геологическом прошлом хвощевидные были значительно разнообразнее.

Впервые они появились в девоне, а время их расцвета пришлось на период с карбона по триас. Среди них преобладали древовидные формы, которые вместе с ископаемыми плауновидными были основными породами лесов каменноугольного периода. Некоторые из них, например, каламиты, достигали в высоту 8-10 метров, а их 12 метровые стробилы были до 40 см в диаметре.

Гигантские хвощевидные, наряду с лепидодендронами и сигилляриями образовали основные залежи каменного угля.

Широко распространенное в умеренной зоне растение, часто встречающееся на песчаных откосах, залежах, пашнях, в посевах, на лугах. Это многолетнее травянистое прямостоячее растение высотой до 50 см. Подземная часть хвоща — тонкое длинное членистое ветвящееся корневищами с клубеньками, в которых откладывается крахмал. От узлов корневища пучками отходят придаточные корни.

Рано весной от корневища отрастают серо-розовые неветвящиеся  бесхлорофлльные спороносные побеги, на верхушке которых развиваются спороносные колоски.

В спорангиях развиваются темно-зеленые шаровидные споры, у которых по мере созревания формируются спирально скрученные лентовидные выросты — элатеры. Они обеспечивают сцепление спор в небольшие рыхлые комочки.

Это облегчает распространение спор, при прорастании которых образуется целая группа заростков, что облегчает оплодотворение.

После спороношения весенние побеги отмирают и позднее их сменяют летние вегетативные побеги. Эти побеги членистые, ветвистые, боковые ветви расположены в виде мутовок. Мелкие чешуевидные листья образуют в узлах стебля трубчатые влагалища.  

Попав в благоприятные условия, споры прорастают. Заростки хвоща — маленькие зеленые подушковидные растения с выростами-лопастями. На мужских заростках с антеридиями формируются многожгутиковые сперматозоиды.

Женские заростки имеют более рассеченную форму. На них развиваются архегонии, в которых происходит созревание яйцеклеток, а затем оплодотворение и образование зиготы.

Женский заросток обеспечивает прорастание зародыша, из которого постепенно развивается спорофит.

Значение хвощей

Большинство хвощей несъедобно, но некоторые виды хвощей (хвощ полевой) используются как корм животных. В некоторых местностях он может быть и ядовитым. Его используют также и в медицине в качестве кровоостанавливющего и мочегонного средства при отеках.

Иногда крахмалистые клубни и молодые спороносные колоски используются в пищу. Хвощ полевой — злостный сорняк. Хвощ болотный, хвощ приречный, хвощ дубравный — ядовитые растения. Жесткие стебли хвоща зимующего можно использовать в качестве абразивного материала.

Лекция 20. Высшие растения

В настоящее время хвощевидные представлены только одним классом хвощевые (Equisetopsoda), включающим один порядок хвощевые (Equisetales) и семейством хвощевые (Equisetaceae). Семейство содержит один род хвощ (Equisetum).

Для хвощевидных характерно расчленение побегов на четко выраженные междоузлия и узлы с мутовками ветвей с чешуевидными листьями. Современные хвощевидные исключительно травянистые растения, а ископаемые хвощи могли представлять собой большие деревья до 15 м высотой.

Отличительной чертой хвощей является наличие у них особых структур, несущих спорангии – спорангиофоров. Мутовки спорангиофоров могут образовывать или отдельные зоны на стебле или могут быть собраны на концах побегов, образуя стробилы. Все современные хвощи равноспоровые.

Гаметофит хвощей представлен одно- или обоеполыми маленькими недолговечными зелеными заростками величиной в несколько миллиметров. На заростках образуются антеридии и архегонии. В антеридиях созревают многожгутиковые сперматозоиды. Оплодотворение происходит при наличии воды.

Хвощ (Equisetum)

Род хвощ насчитывает 30 видов, из которых в нашей флоре представлено 17 видов.

Латинское название Equisetum впервые употребил древнеримский естествоиспытатель Плиний Старший, подчеркивая сходство хвоща с конским хвостом (от лат. equius – лошадь, saeta – щетина).

Размеры стебля хвощей очень сильно варьируют – от нескольких сантиметров до нескольких метров (например, стебель хвоща многощетинкового E. myriochaetum достигает 9 м). По функциональной морфологии надземных побегов хвощи можно разделить на две группы.

К первой группе относятся растения с однотипными надземными побегами (хвощ зимующий – E. hyemale, х. речной – E. fluviatile). В этом случае надземные побеги жесткие вечнозеленые и развивают верхушечные стробилы.

Ко второй группе относятся растения с двумя типами побегов. Первые – незеленые спороносные побеги появляются ранней весной и после спороношения часто отмирают.

Вегетативные побеги развиваются позднее и выполняют фотосинтезирующую функцию.

Стебель хвощей ветвится моноподиально.

Хвощи – многолетние травянистые корневищные растения. Корневища у хвощей двух типов: горизонтальные и вертикальные.

Горизонтальные корневища более толстые, с более длинными междоузлиями, вертикальные – более тонкие и с более короткими междоузлиями.

Горизонтальные корневища отвечают за вегетативное размножение, а вертикальные являются по сути видоизмененными основаниями надземных побегов, отходящих от горизонтальных корневищ.

Корневища хвощей отвечают за вегетативное размножение, при этом старые участки корневища отмирают и первоначально единый материнский клон распадается на несколько производных.

Корни также двух типов. Корни первого типа обладают положительные геотропизмом, то растут вниз по направлению силы тяжести. Корни второго типа агеотропичные, более тонкие, волосовидные, располагаются мутовками в узлах корневищ.

На концах побегов у хвощей располагаются стробилы, на оси которых мутовками сидят спорангиофоры со спорангиями. В спорангиях созревают споры, которые после выпадения прорастают только при попадании на влажную затененную поверхность почвы или в воду.

Гаметофит может быть трех типов: мужской, женский и обоеполый. Мужской гаметофит представляет собой маленькую зеленую пластинку от 1 до 10 мм, прикрепленную ризоидами к почве. На нем развиваются антеридии, содержащие многожгутиковые сперматозоиды.

Женский гаметофит крупнее (3-30 мм), он несет архегонии. В архегониях созревают яйцеклетки.

У некоторых видов хвощей образуются обоеполые гаметофиты, причем как мужской, так и женский (чаще) гаметофит могут под воздействием внешних условий формировать и антеридии и архегонии.

Оплодотворение происходит только при наличии капельножидкой влаги. Из зиготы весной вырастает взрослый спорофит.

Экология и распространение хвощей

Хвощи населяют различные типы фитоценозов – берега рек, болота, луга, леса, пашни. Главное условие произрастания хвощей – наличие воды, достаточное увлажнение почвы или близкое залегание грунтовых вод.

Хвощи часто входят в состав пионерных группировок и заселяют те местообитания, где другие растения поселяться не могут.

Это, например, излишне обводненные местообитания, или наоборот, местообитания с недостатком влаги в тех горизонтах почвы, куда корни других растений дотянуться не могут. В таком случае хвощи могут образовывать чистые или почти чистые заросли.

Хвощи распространены довольно широко на Земле. Наибольшее их разнообразие сосредоточено в Северном полушарии. Аборигенных видов нет в Австралии, Новой Зеландии и тропической Африке.

Ископаемые хвощевидные

Достоверные ископаемые хвощевидные известны из позднего девона, когда уже существовали все основные представители отдела. Ископаемые хвощевидные относятся к трем классам:

1. Гиениевые, или гиениопсиды (Hyeniopsida), которые включают порядок гиениевые (Hyeniales). К этому классу относятся целиком вымершие растения, существовавшие в девоне (415-370 млн. лет назад). Представителя класса гиения (Hyenia) и каламофит (Calamophyton), существовавшие в среднем девоне, обладали неясно выраженной членистостью стеблей.
2. Клинолистовые, или сфенофиллопсиды (Sphenophyllales) также представлен целиком вымершими хвощевидными, время жизни которых охватывает поздний девон – пермь (380 – 240 мле. лет назад). Клинолисты (Sphenophyllum) образовывали густые заросли в лесах каменноугольного периода. Побеги их превышали в длину несколько метров.

Хвощевые (Equisetopsida). Расцвет класса пришелся на каменноугольный период. Древесный ярус заболоченных тропических лесов состоял из каламитов (Calamites), которые по своему облику напоминали увеличенные в десятки раз хвощи. Каламиты достигали в высоту 8-10 м. Фотосинтезирующими органами служили расположенные в мутовках листья.

Стробилы каламитов достигали 12 см в длину и 4 см в диаметре. К концу мезозоя – началу палеозоя каламиты, достигнув высокой степени специализации, вымерли. Менее специализированные хвощевые – семейство хвощевые смогли пережить резкие колебания климата и в начале мезозоя образовывали почти чистые сообщества по берегам водоемов.

К настоящему времени большинство из некогда процветавшего семейства хвощевых вымерли и сохранился лишь род хвощ.

Хвощи и плауны – общая характеристика, особенности строения, примеры растений

Древние и самостоятельные растения хвощи и плауны внешне очень схожи, в этом можно убедиться, взглянув на изображение в энциклопедии, на фото или рисунок в учебнике по ботанике. Но схожесть этих двух растений на самом деле обманчива. В чем же их отличия? В этом стоит разобраться!

Отдел хвощевидных и его представители

Хвощевидные относятся к отделу папоротниковидных высших споровых растений, одних из первых, некогда обитавших на Земле. 

• Из хвощевидных самым распространенным сейчас остается класс хвощовых, представителем которого является хвощ. 
• Представители высших споровых хвощевидных растений – папоротники, мох и плауны, занесены в Красную книгу РСФСР, как редкий вид живых ископаемых.

Заболоченная или кислая почва, леса с густой кроной – это основные места для произрастания хвощовых, представляющих собой большую часть травостоя, нежели другая растительность.

Строение хвощевидных растений

В научной среде это растение с латыни «equisetum» переводится как «лошадиная грива». В русском же названии «хвощ» так же отслеживается образное сравнение с частью животного, а именно с хвостом. Если внимательно присмотреться к хвощовым, то по форме обнаружится это внешнее сходство.

По своему строению, тело хвоща имеет стебель с ярко выраженным его разделением, то есть четким чередованием междоузлий и узлов. Из осевого органа стебля в его узлах образуются чешуйчатые листья и ветви. 

Благодаря пропитанной кремнеземом кожице стенок стебля, увеличивается его ребристость и жесткость. Фотосинтез, преобразуя энергию света в химическую связь всех необходимых веществ в стеблях и ветвях хвоща, делает растение более плотным.

Корневая система с клубнями или с придаточными корнями очень развита, что затрудняет борьбу с данным растением, но позволяет ему переносить лесные пожары.

Размножение и развитие хвощей

У растения существует два способа размножения:

1. Вегетативный, где органом служат корни и клубни.

2. Спороносный, где органами размножения выступают спороносные колоски.

Как представитель высших споровых, хвощ обладает сложным жизненным циклом. Растению свойственны непрерывность жизни, как у вегетативного побега, и чередование поколений (бесполого и полового).

Летом преобладает вегетативное размножение, когда побеги растут над земной верхушкой. Летний побег – ассимилирующий, ветвистый, состоит из члеников и узлов, из которых ответвляясь растут такие же расчлененные ветви, размножается под землей. Его корни врастают вглубь земли на расстояние до 1 метра.

Весенний побег – спороносный, не ассимилирующий и не ветвистый, размножается за счет верхушек спороносных колосков. В этих колосках проходит процесс, называемый спорофитом, при котором происходит оплодотворение клетки, и появляется спора. 

Спороносный колосок хвоща

Зеленая шаровидная по форме спора, с четырьмя усиками, прорастает в женские или мужские проростки, из которых появляется взрослый вид хвоща. Ветер – хороший помощник для размножения спороносных побегов.

Примеры хвощевидных растений

Данный род вмещает в себя около 32-х видов, известных в Южной Африке, Северной и Южной Америке, Евразии и Арктике: болотный, приречный, древовидный, лесной, камышовый, луговой, большой, пестрый, многощетинковый, ветвистый, зимующий, гигантский, тростниковый, раскидистый, боготский, Мура.

1. Хвощ Плантариум
2. Хвощ может достигать невероятных размеров – от нескольких сантиметров до 12 метров в высоту. 

Так, самым высоким из ныне существующих растений является гигантский хвощ, достигающий 12 метров. Растут такие представители в самых благоприятных для себя влажных тропических и субтропических регионах.

Общая характеристика плауновидных

Растения из отдела плауновидных – вечнозеленые и многолетние. Более всего плаун был распространен в конце каменноугольного и девонского периодов, и представлял собой высокое древовидное растение.

• Плаун Альпийский
• На данный период количество видов этого растения снизилось до 400 экземпляров, и вырастают они в высоту не более чем на 30 сантиметров.

Строение плауна

Плауны представляют собой ползучие и ветвящиеся стебли, на которых по спирали вырастают листья разнообразной формы (ланцетовидные, линейные, очередные).

Корневая система состоит из дополнительных корней, произрастающих от стеблей. Верхушки побегов обрамлены чешуйками, видоизмененными листьями (спорангиями), которые являются органами бесполого размножения.

Как размножаются плауны

Развитие плауна напрямую зависит от попадания в него грибного гифа, который обеспечивает ему питание органическими веществами.

Размножаются плауны:

• спорами;
• вегетативно (укоренение ветвей);
• клубеньками;
• выводковыми почками.

Произрастание спор плаунов происходит около 8 лет после попадания в почву. Но в основном плауны размножаются побегами.

Представители плаунов

Среди ползучего растения большое разнообразие видов, но особо распространенными считаются: плауны – годичный, булавовидный, темный, сплюснутый, баранец и колючий плаун.

Плаун булавовидный

Где обитают хвощи и плауны

Хвощи и плауны растут только там, где достаточно влаги, так как она необходима для размножения. Поэтому встретить эти растения можно в глухих и влажных частях леса, в болотистой местности, на заливных лугах или лугах, чья почва имеет повышенную кислотность, так же в тропиках и субтропиках.

Плаун годичный

Плауны на территории России встречаются в хвойных и влажных лесах, реже на заливных лугах. Основная область их обитания – тропики.

Как человек использует плауны и хвощи

Вымерший древовидный хвощ через века преобразовался в каменный уголь. Залежи этого угля в жизни человека служат не только как топливо, но и как ценное химическое сырье. 

1. Некоторые современные медицинские препараты, способствующие водно-солевому обмену, помогающие при сердечной недостаточности, кровоостанавливающие, ранозаживляющие, мочегонные, в своём составе содержат полевой хвощ.
2. Живописцы и столяры нередко используют стебли высушенного хвоща для шлифования поверхности, так как он содержит кремний.

В отличие от хвоща, плаун намного популярнее, он чаще используется в научной и народной медицине, в ветеринарии, в косметологии и пиротехнике. Также он обладает красильным веществом, из его стеблей добывают синюю краску, используемую в текстиле.

Хвощевидные

Растения, входящие в отдел хвощевидных (Equisetophyta), отличаются от других споровых побегами, составленными отдельными члениками (междоузлиями) и узлами с мутовчато расположенными листьями. Характерной чертой хвощевидных является также наличие у них спорангиофоров – особых структур, несущих спорангии. Мутовки спорангиофоров образуют на стебле спороносные зоны, чередующиеся с обычными вегетативными листьями, или сидят на концах осей, образуя стробилы.

Ископаемые остатки хвощевидных известны из девонских отложений. К концу этого периода хвощевидные уже прошли длительный путь эволюции, а расцвет этой группы растений пришелся на каменноугольное время.

В палеозое хвощевидные отличались исключительным разнообразием: среди них встречались травы, кустарники, лианы и деревья, достигавшие 20 м высоты.

Вместе с гигантскими плауновидными эти формы образовывали каменноугольные леса.

В то время, помимо представителей класса хвощевых (Equisetopsida), на Земле произрастали и хвощевидные растения другого класса – клинолистовых (Sphenophyllopsida)1 . Клинолисты (род Sphenophyllum) образовывали густые заросли в лесах каменноугольного периода (рис. 1).

Побеги некоторых растений этой группы достигали в длину нескольких метров при очень небольшом диаметре (0,1–0,5 см) и были либо полегающими, либо лазающими, о чем свидетельствуют прицепки, обнаруженные на стеблях одного из видов.

К узлам молодых участков стебля прикреплялись мутовки из 6–9 клиновидных листьев.

(3 – сфенофиллостахис водяной (Sphenophyllostachys aquensis); 4–5 – сфенофиллостахис Досона (S. dawsonii), (4 – продольный срез части стробила, 5 – поперечный срез стробила в области междоузлия; сп – спорангий, сс – стерильный сегмент спорангиофора, вс – веточка спороносного сегмента спорангиофора)

Древние представители класса хвощевых – каламиты (Calamites) – в каменноугольном периоде в значительной мере составляли древесный ярус заболоченных тропических лесов.

По внешнему виду каламиты напоминали современные хвощи, только гигантских размеров (рис. 2).

Стволы каламитов достигали 10–20 м высоты и 0,5 м в диаметре за счет способности к вторичному утолщению (слой вторичной древесины в их стеблях достигал 12 см).

Листья, основные фотосинтезирующие органы каламитов, длиной от 2 до 7 см, были расположены в узлах стебля мутовками по 3–70 штук. Стробилы, длиной около 12 и шириной около 4 см, состояли из чередующихся мутовок стерильных листьев и спорангиофоров.

Возможно, все каламиты были разноспоровыми растениями, т.е. формировали мужские и женские споры, а на образовывавшихся из них гаметофитах (заростках), соответственно, развивались либо только мужские, либо только женские половые клетки.

У одного из каламитов (каламокарпон замечательный – Calamocarpon insignis) найден мегастробил, в спорангии которого развивалась всего одна мегаспора. Она прорастала прямо внутри спорангия, образуя женский гаметофит.

Такая крайняя степень редукции числа мегаспор в спорангии отмечена и у древовидных плауновидных палеозоя2 .

В отличие от большинства древовидных плауновидных и класса клиноситовых каламиты пережили каменноугольный период и были обильно представлены и в пермское время. Но к началу мезозойской эры каламитовые, достигшие высокой степени специализации, вымерли под воздействием резкого изменения климата.

Их менее специализированные сородичи из класса хвощовых на некоторое время пережили климатические перемены и в первой половине мезозоя в некоторых областях Земли даже образовали почти чистые сообщества по берегам водоемов.

Однако и они постепенно почти все вымерли, так что в наше время весь отдел хвощевидных представлен одним родом хвощ (Equisetum), относящимся к классу хвощовых и включающим около 20 видов.

Латинское название Equisetum впервые употребил Плиний Старший, имея в виду, по-видимому, сходство ветвистых побегов хвоща с хвостом лошади (от лат. equius – лошадь и saeta, seta – щетина, жесткие волосы).

В русском названии «хвощ» отражено сходство взрослого растения с хвостом или с пучком волос.

В некоторых местностях России хвощи с мутовчато расположенными побегами называют «сосенка», «елка», а по наличию у некоторых видов бурых спороносных побегов, похожих на пест, – «пестиками» или «толкачиками».

Все современные хвощи – многолетние корневищные травы с мутовками бурых редуцированных листьев, утративших хлорофилл (не следует путать с листьями мутовки зеленых веточек в узлах стеблей). Корневища у всех хвощей глубоко залегающие, сильно разветвленные, в их узлах часто закладываются почки.

Почки на корневищах нередко образуют короткие утолщенные междоузлия (называемые клубнями), складывающиеся в короткие цепочки, богатые крахмалом. От узлов корневищ отходят многочисленные придаточные корни двух типов: растущие вниз, часто утолщенные, и направленные вверх или в стороны (рис. 3).

Стебли прямостоячие или восходящие, простые или мутовчато-ветвистые, цилиндрические или с продольными ребрами, состоят из узлов и полых междоузлий. В узлах побегов находятся листовые влагалища, по верхнему краю которых расположены зубцевидные листовые пластины (рис. 4, В, Г; 6).

Листья хвощей срастаются основаниями в кольцо, сидящее на узле и прикрывающее растущую зону междоузлий, богатую сахаром. Верхушки листьев имеют форму узких зубцов. В почке эти зубцы сращены и образуют колпачок, который при росте стебля разрывается на верхушке.

В дальнейшем при росте стебля в длину и толщину, листовые пластинки отходят друг от друга, но разрыв происходит иногда не по всем линиям срастания, поэтому число зубцов по краю влагалища может не соответствовать действительному числу листьев. Форма влагалища, цвет, форма и время жизни зубцов различны у разных видов, и эти признаки используются при определении хвощей.

В основании листовых влагалищ хвощей закладываются почки, которые позже прорывают влагалища и образуют боковые побеги. Для возобновления растения особенно важны почки на тех узлах стеблей, которые находятся под землей, вблизи ее поверхности. Рядом с почкой закладывается корень.

По характеру надземных побегов хвощи можно разбить на две группы. У одних видов все надземные побеги однотипны. Они очень жесткие, обычно вечнозеленые (т.е. живут более одного сезона и в умеренной зоне перезимовывают) и развивают верхушечные стробилы.

У видов второй группы побеги бывают двух типов: одни – спороносные – буроватые или зеленые, а другие – вегетативные, зеленые. Побеги обоих типов появляются весной над поверхностью почвы, они нежнее по своей консистенции, чем побеги первой группы, и к зиме отмирают. Развитие вегетативных и спороносных побегов у видов второй группы идет по-разному.

У хвоща полевого спороносные побеги появляются первыми ранней весной (рис. 4, В). Они буровато-розовые, неветвистые, обычно толще быстро зеленеющих вегетативных побегов и после спороношения большей частью отмирают. У хвощей лесного и лугового спороносные побеги с хорошо развитыми стробилами появляются ранней весной одновременно с вегетативными.

И те и другие вначале бледно-розовые, а затем зеленеют. После спороношения и отсыхания стробила спороносные побеги функционируют подобно вегетативным. Наконец, у таких видов, как хвощ болотный, хвощ приречный, хвощ боготский (E.

bogotense – он обитает в тропиках Центральной и Южной Америки), спороносные побеги в момент их появления над поверхностью земли с трудом можно отличить от вегетативных – у них такая же зеленая окраска и сходные размеры.

Жесткость побегов хвощей объясняется тем, что в состав оболочки клеток эпидермы и, в меньшей степени, других тканей побега наряду с целлюлозой входит кремнезем.

Частицы кремнезема располагаются в клеточной оболочке между тяжами целлюлозы, а на поверхности клеток эпидермы образуют сплошной и гомогенный, очень прочный слой с мелкими бугорками, приуроченными к выростам оболочки (рис. 5).

Слой из кремнезема покрыт снаружи тонкой кутикулой с восковым налетом и играет не только механическую, но и защитную роль, так как благодаря ему хвощи практически не подвергаются нападению различных растительноядных моллюсков и насекомых.

Стробилы или спороносные колоски хвощей состоят из спорангиофоров, размещенных на общей оси. Они имеют вид шестиугольных щитков с ножками (рис. 4, Д). На внутренней стороне такого щитка размещены 4–6 спорангиев.

Когда находящиеся в них споры созревают, ось колоска немного удлиняется, и щитки спорангиофоров отходят друг от друга. Стенки созревших спорангиев лопаются, открывается продольная щель, и споры высыпаются.

Лентовидные придатки (элатеры), образующиеся из наружной оболочки споры, способствуют сцеплению распространяющихся спор друг с другом (рис. 4, Ж, З).

Споры могут прорастать только на затененной и влажной почве, где из них вырастает пластинчатый или ветвистый заросток. Заростки (гаметофиты) современных хвощей – очень маленькие, размером в несколько миллиметров, недолговечные зеленые растеньица.

Современные хвощи в отличие от вымерших каламитов – равноспоровые растения, на их заростках образуются органы (архегонии и антеридии), продуцирующие как женские (яйцеклетки), так и мужские (многожгутиковые сперматозоиды) половые клетки.

Сперматозоиды хвощей подвижны, поэтому оплодотворение происходит в воде – во время дождя или выпадения росы. Из зиготы развивается зародыш, а из него – без периода покоя – проросток, который через несколько месяцев превращается во взрослую особь нового бесполого поколения – спорофит (рис. 6).

В природе хвощи обычно встречаются в виде клонов (групп растений, возникших путем вегетативного размножения), которые нередко занимают участки площадью в несколько десятков и даже сотен квадратных метров.

Хвощи отличаются крайним полиморфизмом. Например, у хвоща полевого, недавно поселившегося на хорошо освещенном участке с нарушенным растительным покровом, стебли обычно низкие, распростертые.

Но позже, когда разовьется окружающая растительность, от более зрелых корневищ того же клона могут отходить мощные прямостоячие стебли с ветвистыми побегами.

При приближении к северным границам ареала этого вида спороносные побеги, буроватые у растений умеренной зоны, сменяются зеленеющими, а потом – в тундре – и ветвистыми зелеными. Очень изменчивы бывают побеги и у других видов.

Эти модификации, возникающие под влиянием многообразных факторов внешней среды (часто даже в пределах одного клона), наряду с многочисленными гибридами и наследуемыми уродствами, являются одной из причин разногласий между ботаниками в оценке объема рода.

Хвощи довольно широко распространены на Земле, особенно в Северном полушарии. Но в Австралии, Новой Зеландии и Тропической Африке аборигенных видов хвощей нет.

Встречаются хвощи в различных растительных сообществах, но обязательно с достаточным или избыточным увлажнением. По берегам водоемов, в сырых лесах, в некоторых типах низинных болот хвощи нередко доминируют в травянистом покрове.

Хвощи часто захватывают территории с нарушенным растительным покровом, образуя при этом чистые или почти чистые заросли в тех местах, где другие растения не могут жить, например, из-за обилия воды.

Раз поселившись на какой-нибудь территории, хвощи, благодаря наличию глубоко залегающих корневищ, масса которых превышает массу надземных частей растения в несколько раз, успешно противостоят таким неблагоприятным воздействиям внешней среды, как засухи, лесные пожары и т.п.

, и успешно конкурируют с другими растениями, зачастую становясь широко распространенными и трудно искореняемыми сорняками пастбищ и полей.

Хвощи, растущие в условиях избыточного увлажнения, обладают признаками гигрофитов – у них слабо развита водопроводящая система, но хорошо представлена воздухоносная ткань.

Одновременно эти растения могут нести и признаки ксерофитов – погруженные под поверхность эпидермы замыкающие клетки устьиц, закрытые устьица на старых участках стебля, сильно развитая механическая ткань, фотосинтезирующие стебли, редуцированные листья. Соотношение тех или иных признаков строения варьирует у разных видов.

В умеренной зоне России чаще всего можно встретить следующие виды хвощей.

Рис. 7. Хвощ луговой (Equisetum pratense Ehrh. )авт. рис. Шикина А.В

Хвощ луговой (E.pratense, рис. 7) – многолетнее растение с удлиненным подземным черным корневищем без клубней. Спороносные побеги бледно-зеленые, простые, с воронковидными крупными влагалищами и свободными светло-коричневыми зубцами, с перепончатой каймой.

Колосок длиной 0,8–2 см, цилиндрический. Спороношение в июне-июле. После спороношения, в начале лета, из спороносных побегов развиваются простые зеленые ветви, и они становятся похожими на вегетативные.

Вегетативные побеги хвоща лугового имеют высоту 10–30 см и диаметр около 2 мм, они прямостоячие, также бледно-зеленые, внутри с большой центральной полостью и многими мелкими периферическими (рис.

5), с 8–14 шероховатыми ребрами, с простыми неветвящимися боковыми трехгранными веточками длиной 5–15 см, расположенными горизонтально или дугообразно книзу. Зубцы листовых мутовок широколанцетные, на ветвях яйцевидные, острые, в количестве 10–15 шт.

Продолжение следует