III.3.1. Класс хвощевые - Equisetopsida

Современные хвощовые представлены только одним порядком (Equisetales), одним семейством хвощевых (Equisetaceae) и одним родом хвощ (Equisetum) с 25 космополитными видами. В России насчитывается 12 видов,

а также ряд гибридов между ними, в Чувашии – 6 видов.

При определении и описании хвощей используют следующие основные морфологические признаки: а) стебли растений одинаковые или спороносные стебли отличаются от стерильных (вегетативных); б) спороносные и стерильные стебли появляются одновременно или спороносные стебли появляются рано весной; в) форма спороносного колоска: тупой на конце или заостренный; г) форма стеблевого влагалища, а также его размер и число зубцов; д) степень ветвистости стебля, его форма роста и высота, наличие или отсутствие полости, а также продолжительность жизни (однолетний или многолетний).

Задание

1. Составить морфологическое описание хвоща полевого, обратив внимание на важнейшие систематические признаки.

2. Изучить строение спороносного колоска. Зарисовать колосок и спорангиофор со спорангием, сделать обозначе

ния.

3. Рассмотреть под микроскопом споры хвоща полевого и зарисовать 2 – 3 из них.

4. Точно определить хвощ полевой и указать на признаки, отличающие его от близких видов.

5. Составить схему жизненного цикла хвоща полевого.

Делают морфологическое описание хвоща полевого, наиболее широко распространенногое растения из хвощей.

Хвощ полевой (рис. 23, б; 24) – многолетнее растение с членистым ветвистым корневищем, проникающим в почву до 100 – 120 см. На корневище имеются клубни, достигающие величины лесного ореха, содержащие запасной крахмал. Они возникают как укороченные боковые побеги. От узлов корневища отходят пучки тонких черных корней.

Рис. 24. Строение и цикл развития хвоща полевого:

а – вегетативный побег; б – спороносный побег; в – женский гаметофит; г мужской гаметофит; 1 – корневище с клубеньками; 2 – стебельт; 3 – боковые веточки; 5 – спороносный колосок; 6 – спорангиофор; 7 – спорангии; 8 – споры с элатерами; 9 – прорастающие споры

Наземные побеги, восходящие от корневища, двоякие:

ранневесенние – розовато-бурые, без хлорофилла, спороносные, после созревания спор отмирающие; и поздне-весенние – стерильные, мутовчато-разветвленные, зеленые, вегетирующие.

Рассматривают сначала строение зеленого, ветвистого летнего побега. Отделяют от главного стебля один его членик, состоящий из длинного междоузлия и узла. Членик отрывается легче всего над самым узлом, где находится неокрепшая ткань зоны роста междоузлия. На нижнем конце членика открывается крупная полость междоузлия, отгороженная на другом конце сплошной перегородкой узла от соседнего междоузлия.

От узла вверх направлена мутовка мелких острых бурых листьев, сросшихся основаниями в трубку, которая наподобие острозубчатого воротничка охватывает нижнюю часть междоузлия, образуя цилиндрическое влагалище. Стерильные побеги бороздчатые, ветвистые, зеленые, ассимилирующие. Функции ассимиляции выполняют также многочисленные зеленые боковые ветви, сидящие мутовками. Они закладываются в пазухах листьев и, развиваясь прорывают влагалище. Рассматривают в лупу боковую ветку хвоща и сравнивают ее с главным стеблем и отмечают, что их строение одинаковое, членистое. В лупу хорошо видно, что поверхность междоузлий продольнобороздчатая. Число бороздок, чередующихся с параллельными ребрышками, равно числу листьев, т. е. зубцов влагалища. Прослеживают направление ребрышек при переходе с одного междоузлия к другому и отмечают, что ребрышки на одном междоузлии продолжают в бороздки на другом, и наоборот.

Хвощ полевой размножается вегетативно, развивая подземные побеги. В поле при механической обработке почвы подземные побеги хвоща разрываются на части, которые продолжают развиваться как отдельные растения, усиливая

засоренность поля.

Размножение при помощи спор связано с появлением весенних побегов. Они также членистые, не зеленые, а розовато-бурые, не ветвящиеся, со спороносными колосками на верхушках. Весенний побег имеет колосок и его подставку. Рассматривают мутовки сросшихся листьев, лишенных хлорофилла и образующих влагалища у оснований междоузлий. На подставках влагалища вздутые и более крупные, чем на летних побегах.

При помощи стереоскопического микроскопа рассматривают живые или заспиртованные спороносные колоски. Колосок состоит из правильных шестигранных щитков, расположенных горизонтальными мутовками. Извлекают пинцетом из колоска один щиток. Щиток имеет ножки прикрепляющей его к стержню колоска. Вокруг ножки по краю свисают мешковидные спорангии, расположенные по нижнему краю щитка, раскрывающиеся щелью на внутренней, обращенной к ножке стороне. Щиток с ножкой является спорофиллом хвоща. Зарисовывают общий вид колоска и спорангиофор и делают обозначения. Строение колоска можно изучить и на постоянном препарате.

Затем изготавливают препарат спор. Для этого надо засушенным колоском постучать по предметному стеклу, чтобы высыпалось немного спор. Не закрывая их покровным стеклом и не добавляя воды, рассматривают в микроскоп. Затем, слегка подышав на споры, вновь рассматривают под микроскопом. Хвощи – равноспоровые растения. Споры их имеют не две, а три оболочки. Кроме экзины и и интины, они несут еще одну наружную оболочку – перину, из которой при созревании спор образуются две спиральные ленты – элатеры с небольшим расширением на концах. Элатеры способствуют рассеиванию спор и обеспечивают распространение их целыми группами. Зарисовывают 2 – 3 споры.

При определении хвоща полевого указать на признаки,

отличающие его от близких видов, используя таблицу 2..

Далее составляют схему жизненного цикла хвоща.

Таблица 2

Название растения	Морфологические характеристики				Типичное место-обитание
	Стробилы	Стебли	Ветви	Зубцы влагалища
Хвощ полевой	На особых спороносных стеблях розовато-бурого цвета, без веточек	Тонкие (1 – 2,5 мм в диаметре), ветвистые, жесткие, с острой пикообразной верхушкой.	Направлены косо вверх, обычно неветвистые, иногда самые нижние ветви с вторичным ветвлением, без полости, 4 – 5-гранные	Треугольно-ланцетные, острые, сросшиеся по 2 – 3 черно-бурые.	Поля, луга, обочины дорог, берега водоемов.
Хвощ луговой	На верхушках зеленых ветвистых стеблей или отсутствуют	Тонкие, ветвистые, мягкие, иногда со стробилом на верхушке, под лупой хорошо заметны конусовидные острые сосочки на ребрах в верхней части стебля	Расположены горизонтально или отклонены книзу, неветвестые, мягкие 3-гранные	Несросшиеся, шиловидные, мелкие, по краю с узкой черной каймой	Разнотравные луга, заросли кустарников, леса, лесные поляны и опушки
Хвощ болотный	То же	Тонкие, ветвистые, жесткие, не заканчиваются пикообразной верхушкой	Направлены косо вверх, неветвистые, жесткие, с полостью, 4 – 6-гранные	Широколанцентные, свободные, буроватые, по краю с широкой белой каймой	Заболоченные луга и леса, берега водоемов, болота
Хвощ лесной	То же	Тонкие, ветвистые, относительно мягкие, не заканчиваются пикообразной верхушкой, иногда с засохшим стробилом на верхушке	Горизонтально или дугообразно направлены книзу, сильно ветвистые, мягкие, длинные, 4-гранные	Сросшиеся по 2 – 5, в сырье обычно обламываются, светло-коричневые, крупные, тонкие	Влажные леса, луга, окраины болот, лесные поляны и опушки
Хвощ речной (хвощ топяной	То же	Толстые (3-5 мм), большей частью неветвистые, реже с одиночными или немногочисленными ветвями, мягкие, иногда со стробилом на верхушке	Косо вверх направленные, неветвистые, короткие, мягкие, 6-гранные, часто совсем отсутствуют	Несросшиеся, ланцетовидно-шиловидные, черные, прижатые к стеблю	Болота, берега водоемов, большей частью растет в воде
Хвощ зимующий	На верхушках зеленых неветвистых или слабо ветвистых стеблей или отсутствуют	Толстые (3 – 4 мм), простые, реже ветвистые, жесткие, вечнозеленые, часто со стробилом на верхушке	Отсутствуют или малочисленные, неветвистые, короткие, жесткие, многогранные	Зубцы имеются лишь у влагалища в верхнем узле стебля, буровато-черные, у остальных влагалища отсутствуют	Хвойные и смешанные леса, реже их поляны и опушки