III.2. Отдел Плауновидные – Lycopodiophyta
Плауновидные – многолетние, вечнозеленые растения с простыми мелкими или чешуевидными спирально расположенными листьями, характеризующиеся дихотомическим ветвлением. Стебель хорошо развит. Побеги и корни характеризуются самым древним – дихотомическим типом ветвления. Для плауновидных характерно отсутствие главного корня, все корни занимают на побегах боковое положение.
Спорангии плауновидных формируются на верхней стороне спорофиллов, которые образуют специализированные
спороносные побеги – стробилы в виде колосков.
Отдел плауновидные разделяется на 2 класса - плауновидные (Lycopodiopsida) равноспоровые и полушниковые (Jsoetopsida) разноспоровые.
III. 2.1. Класс Плауновые – Lycopodiopsida
Оборудование и материалы: микроскопы, постоянные микропрепараты продольных срезов спороносных колосков, гербарные образцы плауна булавовидного, п. сплюснутого, п. годичного, засушенные спороносные колоски плауна со спорами.
Плауновые встречаются в сыроватых и тенистых хвойных и смешанных лесах, но некоторые виды, например плаун сплюснутый (Lycopodium complanatum) (рис. 22), произрастает в сухих сосновых лесах. В России плауновидные представлены 14 видами, в Чувашии – 4 вида.
Собранные в июле – сентябре и высушенные споры вечнозеленых многолетних травянистых растений плауна булавовидного (Lycopodium clavatum), п. годичного (Lycopodium annotinum) (рис. 22), п. сплюснутого (Lycopodium compla-natum) из сем. плауновых (Lycopodiaceae) используют в качестве лекарственного средства.
Наиболее распространенным и типичным представителем плауновых является плаун булавовидный (Lycopodium clavatum).
Задание
Провести морфологическое исследование плауна булавовидного, п. годичного, п. сплюснутого.
Описать плаун булавовидный и п. сплюснутый.
Зарисовать участок колоска со спорофиллами, спорофилл со спорангием, 2-3 споры, лист.
С особенностями плауновых знакомятся на примере плауна булавовидного (Lycopodium clavatum) (рис. 21), который является типичным представителем и наиболее распространенным в хвойных лесах. При морфологическом описании плаунов обращают внимание на следующие признаки: собраны ли спорофиллы в колосок (стробил) или спорофиллы не образуют колосок; одиночные колоски собраны по 2 или больше; стебли и ветви цилиндрические или сплюснутые и их характер ветвистости; форму спорофиллов и др. признаки.
Рассматривают растение и отмечают, что у плауна булавовидного стебли ползучие, длинные, неравномернодихотомически ветвящиеся, с восходящими густо олиственными побегами высотой 10 – 30 см, заканчивающимися 2 – 4 стробилами – «спороносными колосками». На ползучем стебле плауна располагаются редкие тонкие и прочные корни. Стебель и корни ветвятся дихотомически. Стебель густо покрыт листьями. Отделяют препаровальной иглой лист и рассматривают его при помощи стереоскопического микроскопа. Листья плауна булавовидного сидячие линейно-цельнокрайние, заканчиваются длинной шиловидной верхушкой. Вдоль листа проходит средняя жилка. Зарисовывают лист.
Далее изучают спороносные колоски, венчающие вертикальные побеги. Они расположены на довольно длинных ножках по 2. Колосок цилиндрической формы, состоит из оси, на которой плотно расположены спорофиллы. Каждый спорофилл представляет собой чешуевидный треугольный лист с заостренным и загнутым кверху концом. Выделяют один спорофилл и рассматривают на верхней стороне его почковидный спорангий, сидящий на короткой ножке. Спорангий вскрывается продольной щелью. Зарисовывают часть колоска и спорофилл со спорангием. Строение колоска также рассматривают, пользуясь постоянным препаратом его продольного среза.
Рис. 21. Строение и схема цикла развития плауна булавовидного:
а – спорофит; б – гаметофит; 1 – ползучий побег с придаточными корнями; 2 – восходящие побеги; 3 – ножка спороносных колосков; 4 – листочки: а - восходящего побега; б – ножки спороносных колосков; 5 – спороносмные колоски; 6 – споролистики: в – вид с брюшной, г – спинной сторон; 7 – спорангии; 8 – споры; 9 – прорастающая спора; 10 – архегоний; 11 – антеридий; 12 – оплодотворение; 13 – оплодотворенная яйцеклетка; 14 – развитие нового спорофита на гаметофите
Дальше приступают к изучению спор. Раздавливают спорангий на предметном стекле, рассматривают споры в микроскоп и зарисовывают. Все споры одинаковые, мелкие и имеют округлотетраэдрическую форму со сферическим основанием и бледно-желтого цвета. Поверхность спор неровная, с выступающими сетчатыми утолщениями оболочки, в которых скапливается воздух, не позволяющий спорам смачиваться водой и тонуть в ней, хотя они и тяжелее воды.
В клетке споры, кроме протопласта и ядра, имеются пластиды и капельки масла (до 50%). Внесенный осторожно в пламя порошок горит тихо и ровно, брошенный сверху в пламя сгорает мгновенно, с яркой вспышкой, бездымно. Из спор плаунов вырастают бесцветные обоеполые заростки, развитие которых происходит в почве и только при наличии микоризного гриба. Продолжительность жизни заростков плаунов – 12 – 15 лет и более. После оплодотворения развивается зародыш, при дальнейшем развитии преобразующийся в молодое растение.
Плаун годичный отличается от плауна булавовидного более жесткими оттопыренными листьями и одиночными сидячими спороносными колосками.
Плаун сплюснутый (рис. 19) имеет веерообразно расположенные дихотомически разветвленные веточки с чешуевидными прижатыми листьями и 3 – 4 стробила, сидящих на коротких ножках.
а б
Рис. 22. Плауны сплюснутый (а) и годовалый (б)