Лабораторне заняття № 6

Тема: Вищі спорові рослини. Будова і різноманітність мохів, плаунів, папоротей та хвощів

Мета: ознайомитися із будовою зозулиного льону, хвоща польового, плауна булаво видного та щитника чоловічого; виявити ознаки пристосованості вищих спорових рослин до життя на суходолі.

Обладнання: гербарні і живі зразки моху зозулин льон, хвоща польового, плауна булаво видного, папороті, мікроскоп.

План заняття

1. Ознайомитися з характерними особливостями будови зелених мохів, на прикладі зозулиного льону.

2. Вивчити характерні особливості будови плаунів на прикладі плауна булавовидного.

3. Ознайомитися з особливостями будови і розмноження Відділу Хвощеподібних на прикладі хвоща польового.

4. Вивчити характерні особливості будови Відділу Папоротеподібні на прикладі чоловічої папороті.

Загальна інформація

На відміну від нижчих рослин вегетативне тіло вищих рослин представлене окремими органами (коренем, стеблом, листками), а клітини диференційовані на тканини. Органи розмноження ви­щих рослин (гаметангії і спорангії) багатоклітинні. До вищих рослин крім мохоподібних належать папоротеподібні, голонасінні і покритонасінні рослини.

У сучасній флорі світу налічується 35 тис. видів мохів, поши­рених на всій земній кулі, проте найбільша видова різноманітність їх зосереджена в місцевостях з холодним і помірним кліматом. Ростуть мохи в лісах, на болотах, на поверхні ґрунту, стовбурах дерев, дахах.

У циклі розвитку вищих спорових рос­лин відбувається закономірна зміна двох поколінь − безстатевого (спорофіту) і статевого (гаметофіту).

Відділ Мохоподібні поділяється на 3 класи: Антоцеротові, Печіночні і Листяні мохи.

Зелені мохи представляє зозулин льон. Стебло його (гаметофіт) вертикальне, не гіллясте, досягає 30−40 см заввишки, густо вкрите шилоподібними листочками (мал.1.). У нижній частині воно має бурий колір, кількість листочків зменшується, і від стебла відходять ризоїди. На листках добре видно жилку. На верхівках одних рослин утворюються жіночі, інших − чоловічі статеві органи.

Спорофіт Гаметофіт

Мал. 1 Зовнішній вигляд зозулиного льону

Запліднення відбувається в плівці води, яка виникає після дощу або після конденсації туману чи роси. Із зиготи на жіночій особині формується спорофіт у вигляді коричневої коробочки на ніжці. Коробочка на час дозрівання спор закрита кришечкою, яка захищає їх від можливого проникнення води. Ніжка занурена в тканини верхівкової частини стебла. Всередині зрілої коробочки є пристосувальний механізм для висипання зрілих спор — ряд зубчиків, які закривають вхід до коробочки. За сприятливих умов вони відгинаються і спори розносяться вітром.

Мохи і печіночники можуть розмножуватися вегетативним способом. За сприятливих умов із стебла, листка або ризоїда здатна розвинутися нова рослина.

Мал. 2 Цикл розмноження зозулиного льону

Плауни − багаторічні, трав'янисті, вічнозелені спорові рослини, з повзучими дуже розгалуженими стеблами, вкритими вузькими лускуватими або голкуватими листками.

Сучасні плауноподібні представлені близь 1300 видами, поширеними в лісах і гірських районах земної кулі. На Україні поширено 6 видів (плаун булавовидний, п. річний, п. сплющений, п. баранець, п. баранець звичайний). Спори плаунів використовують у метал. промисловості при фасованому литті й формуванні металу, в медицині як дитячу присипку, при пролежнях, для обсипання пілюль та ін.

Відділ Хвощеподібні включає сучасні трав’янисті і викопні деревні рослини. У сучасних умовах хвощі зовсім вимерла група рослин, представлена 35 видами, поширених на всіх континентах, крім Австралії. Ростуть хвощі на луках, у лісах, на полях, болотах, по берегах водойм.

Характерною особливістю хвощів є розгалуже­не стебло, почленоване на вузли і меживузля; на вузлах кільцями розташовані також почленовані бокові гілочки. Листки хвощів ре­дуковані, дрібні, шилоподібні, розташовані кільцями. Підземна частина рослини представлена кореневищем з додатковими коре­нями. Спори розвиваються на стробілах, розташованих на верхів­ках рослини − спорофіті. У одних видів хвощів спорофіт пред­ставлений одним пагоном (у хвоща болотного, х. зимуючого), у інших − двома: трофофільними (стерильними) і спороносними (у хвоща польового, х. лісового).

Характерним представником класу хвощеподібних є хвощ по­льовий, який часто засмічує поля. Спорофіт його представлений вегетативним і спороносним пагонами, що роз­виваються на спільному кореневищі. Рано навесні з'являються нерозгалужені руді, майже безхлорофільні спороносні пагони, які на верхівці мають стробіли. Вони живляться готовими органічни­ми речовинами, нагромадженими в бульбочках на кореневищі. Стробіл має вісь, на якій кільчасто розташовані щиткоподібні спо­ролистки. Кожний споролисток складається з щитка з ніжкою в центрі, якою прикріплюється до осі стробіла і з 5−10 мішкопо­дібних спорангіїв. Потрапивши на землю, спори проростають у заросток. Заросток хвоща має вигляд зеленої добре розсіченої пластинки. Одні спори хвоща проростають у жіночі заростки з архогоніями, інші − в чоловічі з антеридіями (гаметофіт дводомний). Після злиття гамет чоловічий гаметофіт гине, а на жіночому із зиготи утворюється зародок, який розвивається в дорослу рослину − спорофіт. Після розсіювання спор спороносний пагін гине, а замість нього розвивається вегетативний, який виконує функцію фотосинтезу.

Папороті поширені фактично по всій земній кулі, почи­наючи з пустинь і закінчуючи болотами, рисовими полями і солонуватими водоймами. Найбільш різноманітні − у тропічних вологих лісах. Там вони представлені як дере­вовидними формами (до 25 м у висоту), так і трав'янис­тими. На нижній поверхні листка звичайно знаходяться коричневі горбики − соруси з розташованими в них спо­рангіями. Зверху соруси вкриті покривальцем. У спорангі­ях у результаті мейозу утворюються гаплоїдні спори, за допомогою яких і відбувається розмноження папороті.

На вологому ґрунті спори проростають, розвивається гаплоїдний заросток − гаметофіт − маленька зелена сер­цеподібна пластинка величиною до 1 см у діаметрі. Зарос­ток росте у затінених, вологих місцях і прикріплюється до ґрунту за допомогою ризоїдів. На нижній стороні гаметофіту розвиваються антеридії і архегонії. Запліднення від­бувається лише за наявності достатньої кількості волога. По плівці води, що виникає між заростком і ґрунтом, сперматозоїди рухаються до архегонію, який виділяє по­ні хімічні стимулятори типу яблучної кислоти, відбуваєть­ся запліднення і утворюється диплоїдна зигота. Із зигот розвивається спорофіт. Спочатку він росте як паразит на гаметофіті, але скоро у нього формуються власні корені стебло і листки − він стає самостійною рослиною. На цьому завершується цикл розвитку папороті.