Семейство

сигилляриевые (Sigillariaceae) представляет интерес с точки зрения эволюции жизненных форм. Из верхнего девона известен род археосигиллярия (Archaeosigillaria) размером всего лишь 4- 5 м. Большинство карбоновых сигиллярий достигали высоты 20-30 м и по строению листьев отличались еще большей ксероморфностью. Свое название (от греч. sigilla - печать) они получили по шестиугольной форме листовых подушечек, которые располагались ровными рядами. В основании слабоветвившихся стволов имелись мощные, но также маловетвившиеся стигмарии. Анатомия сигиллярий не изучена Сигиллярии имели крупные раздельнополые стробилы. В мегаспорангиях развивалось от 16 до 1 мегаспоры; у некоторых видов мегаспорангии были защищены сложенными вдоль спорофиллами. Вымирание сигиллярий произошло в конце пермского периода. Ему предшествовали уменьшение размеров до 10-8 м и полная редукция ветвления.

Из триаса и юры известен род плевромейя (Pleuromeia). Это были неветвящиеся прямоствольные растения со спирально расположенными в верхней части ствола шиловидными листьями. Триасовые плевромейи имели стволы высотой не более 5 м, а юрские - всего лишь 2-3 м при диаметре ствола 10- 12 см. Стволы опирались на короткие четырехлопастные либо цельные массивные стигмарии с многочисленными корнями. На самой вершине стебля располагался единственный стробил. Мегаспорангии, погруженные в ткань спорофилла, содержали от 4 до 1 мегаспоры; иногда внутри мегаспорангиев находили массивные женские гаметофиты.

Семейство

лепидодендровые (Lepidodendraceae) включает верхнедевонские и карбоновые растения; в девоне они были немногочисленны и не превышали 6-8 м высоты, в каменноугольном периоде по числу видов и по огромным размерам они были "истинными царями" каменноугольной флоры и занимали ведущее положение в сложении растительности Земли. Основной род лепидодендрон (Lepidodendron), в переводе означающий чешуедерево, получил свое название по остаткам коры; она была покрыта листовыми подушечками ромбовидной или чешуевидной формы (рис. 43). Отдельные органы этих растений были описаны под разными родовыми названиями: стробилы - под названием Lepidostrobus, семена - Lepidocarpon, подземные органы - Stigmaria.

Лепидодендроны были широко распространены на всех материках земного шара. Европейские виды лепидодендрона представляли собой деревья высотой 30-45 м с диаметром стволов до 2 м. Колоннообразный ствол венчался на вершине кроной из тонких, многократно дихотомически ветвившихся побегов, которые несли линейные или шиловидные листья длиной от 1 до 50 см. Лист, снабженный одной жилкой, имел сильно расширенное основание в виде ромбовидной подушечки, которая после опадания листовой пластинки оставалась на поверхности стебля. Листья были покрыты толстой кутикулой. На их нижней поверхности в углублениях располагались устьица, что указывает на ксероморфность листьев. В основании ствола в виде мощной опоры располагались четыре горизонтальных, многократно дихотомически ветвившихся органа - стигмарии. На их поверхности формировались немногочисленные короткие неветвящиеся корни. Это говорит о несовершенстве корневой системы, которая не способна была полностью обеспечить водой такие крупные растения. После отмирания корней на стигмариях оставались рубцы округлой формы, за что эти органы получили свое название (от греч. stigma - рубец). Изучение зародыша лепидодендронов показало, что стигмария и стебель возникали одновременно в результате первого дихотомического ветвления зародыша, т.е. эти органы были гомологичными. Анатомическое строение стеблей характеризовалось слабо развитой проводящей системой. В молодых веточках в центре располагалась эктофлойная сифоностела, реже - протостела. В коре проходили тяжи аэренхимы, которые входили в листья и способствовали газообмену всего растения. В стебле закладывались два кольца камбия - в стеле между ксилемой и флоэмой и во внутренней части коры.

Хозяйственное значение

моховидных и их роль в природе

Хозяйственное значение моховидных и их роль в природе

        Моховидные в основном не поедаются животными и даже мало повреждаются насекомыми, бактериями и грибами. Те немногие достоверные факты, которые говорят о поедании мхов некоторыми насекомыми и птицами (утками), свидетельствуют о том, что мхи используются нередко вынужденно и во всяком случае являются побочным продуктом питания.

        Некоторые моховидные (сфагнум) обладают антибиотическими свойствами и находят применение в медицине. Из мхов можно получать прессованные плиты для строительства. Более широко мхи, а также торф применяются в сельском хозяйстве. Наконец, широко эксплуатируются торфяные залежи как источник топлива.

        Ежегодный прирост мхов незначителен. Обычно он исчисляется от 1—2 мм до нескольких сантиметров. Но суммарно получается большое увеличение моховых дернин, которые принадлежат многолетним видам, не поедаемым и очепь медленно разлагающимся. Мхи обладают способностью аккумулировать многие вещества (в частности, радиоактивные), быстро впитывать влагу и сравнительно прочно ее удерживать. В то же время моховая дернина обычно снизу оторфовывается и медленно вовлекается в процесс почвообразования. В результате на больших площадях континенты как бы укрыты слоем живых мхов и их отмерших частей толщиной в несколько сантиметров, иногда до 1—3 м и более (например, в европейской части СССР — местами до 9—11 м). В связи с этим мхам отводится особая роль в глобальной экономике природы, главным образом в регулировании водного баланса континентов.

        Мхи могут ухудшать продуктивность сельскохозяйственных земель, вызывая их замоховение и заболачивание. И в то же время они способствуют переводу поверхностного стока вод в подземный, предохраняя земли от эрозии.

        Моховидные — обширная группа внешне чрезвычайно разнообразных растений. Этот отдел высших растений обычно подразделяют на три класса: антоцеротовые (Anthocerotopsida), печеночники (Marchantiopsida) и листостебелъные мхи (Bryopsida). Следует отметить, что некоторые бриологи сближают антоцеротовые с печеночниками и включают их в состав класса печеночников в ранге подкласса или порядка. Другие ученые выделяют особый отдел антоцеротовидные (Anthocerotophyta) с одним классом антоцеротовых наряду с отделом моховидные (Bryophyta), включающим печеночники и листостебельные мхи.

        Инвентаризация моховидных еще далеко не закончена, особенно слабо изучены бриологами тропики и страны южного полушария. Считается, что во всем мире произрастает примерно от 22 000 до 27 000 видов моховидных, в том числе около 8 500 печеночников (280 родов), около 14 500 (по некоторым авторам, до 18 000) листостебельных мхов (более 700 родов) и около 300 видов (3 или 6 родов) антоцеротовых. Развернувшиеся за последние годы интенсивные флористические исследования помогут уточнить действительное число видов. Тем не менее среди высших растений по количеству видов моховидные занимают второе место после цветковых.

ОТДЕЛ

ХВОЩЕВИДНЫЕ,

ИЛИ ЧЛЕНИСТЫЕ

Членистые берут свое начало с верхнедевонского периода, однако расцвета они достигли в каменноугольном периоде, когда были широко представлены разнообразными древесными и травянистыми формами. Вместе с лепидодендронами и древовидными папоротниками членистые принимали большое участие в сложении знаменитых каменноугольных лесов. Однако в перми начинается их угасание, и прежде всего вымирают древесные формы, так что из мезозоя известны только травянистые членистые. До настоящего времени от всей этой когда-то многочисленной группы дошел только один род хвощ (Equsetum), насчитывающий 25 видов. Поэтому хвощи, подобно плаунам, в такой же степени являются живыми ископаемыми.

Название членистых отражает специфику строения их побегов, которые расчленены на четко выраженные узлы и междоузлия, легко распадающиеся на членики. Членистость обусловлена мутовчатым листорасположением и наличием в нижних частях междоузлий интеркалярной меристемы, по которой и происходит разламывание на членики.

Для современных хвощей характерны весьма своеобразные листья - их листовые пластинки сильно редуцированы до небольших темных, иногда зеленых или бесцветных зубчиков, а хорошо выраженные влагалища срослись в общее пленчатое влагалище. Оно плотно охватывает стебель и осуществляет защиту нижних меристематических тканей. Однако эта мелколистность не имеет ничего общего о микрофилией плауновых. Палеоботанический материал показывает, что у вымерших палеозойских и мезозойских членистых листья были чрезвычайно разнообразны - от нитевидных, многократно дихотомически разветвленных до плоских лопастных и цельных, причем они имели систему дихотомически ветвящихся жилок. Этот материал свидетельствует о том, что простые мелкие листья хвощей возникли в результате сильной редукции и слияния системы вегетативных теломов, т.е. имеют исходное синтеломное происхождение. Для репродуктивных органов членистых характерно наличие стробилов в виде колосков, и лишь у некоторых палеозойских видов - спороносных зон. У современных хвощей спорангиофоры (т.е. органы, несущие спорангии) имеют щитковую форму, а у древних вымерших членистых они имели самую разнообразную форму, кроме листовидной. Подавляющее большинство членистых - равноспоровые растения и лишь немногочисленные вымершие виды были разноспоровыми.

Отдел членистые, или хвощевидные, включает 2 класса, эволюция которых шла, по-видимому, независимыми, параллельными путями - класс Сфенофилловые, или клинолистовые, и класс хвощевые. Относимые ранее к членистым девонские гиениевые - протогиения (Protohyenia), гиения (Нуеnia) и каламофитон (Calamophyton) в настоящее время рассматриваются палеоботаниками как древние кладоксилеевые папоротники. У каламофитона описанные ранее узлы членистого побега оказались просто поперечными трещинами в породе. Анатомическое строение гиении пока неизвестно, а спороносные органы обоих видов резко отличаются от спорангиофоров девонских членистых.

Завершая характеристику отдела членистых, еще раз следует подчеркнуть следующее.

Эта группа, имевшая расцвет в палеозое и мезозое, дошла до настоящего времени в количестве одного рода хвоща. Однако благодаря ряду биологических особенностей корней и побегов, развитие которых корректируется условиями жизни, этот род имеет большое географическое распространение и широкую экологическую амплитуду. Наличие многоярусных корневищ с системой боковых корней двух типов позволяет растению не только захватывать новые территории, но и прочно удерживать их.

Своеобразие хвощей заключается в наличии листьев синтеломного происхождения, которые в ходе эволюции подверглись значительной редукции.

Для хвощей характерно формирование боковых (но не придаточных) корней, закладывающихся в апикальной меристеме молодого побега.

Спорангиофоры никогда не проходили стадию плоских органов - спорофиллов.

Вопрос о происхождении членистых остается дискуссионным из-за скудости палеонтологического материала. Проблематично их связывают с тримерофитовыми, но прямые доказательства отсутствуют. В качестве альтернативного мнения некоторые авторы выводят хвощи из харовых водорослей. Обладая каким-то общим предком, членистые в своем развитии пошли двумя независимыми путями - одна линия дала сфенофилловые, или клинолистовые, с исключительно травянистыми жизненными формами. Вторая линия эволюции - каламитовые - характеризовалась как травянистыми, так и древесными жизненными формами. От очень древних каламитовых произошли хвощовые, дожившие до настоящего времени.