Что такое хвощ? Свойства и строение хвоща. Хвощ полевой

Папоротники, хвощи, плауны

Папоротники. Высшие (споровые) растения. Отдел Папоротниковидные.

Представители: Щитовник мужской, орляк, страусник (Примерно 10 тыс. видов)

Папоротники многолетние травянистые и тропические древовидные (высотой до 20 метров)

Обитают: сырые и темные леса, болота, овраги, пустыни, солоноватые озера

Тело папоротника Стебель, листья, (вайи), корень.

Строение папоротника

Стебель- укороченный, слабо развит.
Листья - крупные рассеченные - функции фотосинтеза и спороношения.

Корневище - деревянистое с придаточными корнями.

Цикл развития папоротниковидных

Хвощи. Многолетние, травянистые растения (ок. 30 видов). Обитают в широколиственных лесах, на влажных лугах, на болотах. Представители: хвощ лесной, хвощ зимующий и др. Стебель не ветвящийся, членистый, из узлов и междоузлий. Листья чешуйчатые, корневище и тонкие придаточные корни.

Плауны встречаются преимущественно в сосновых лесах. Это вечнозеленые растения, у которых длинный ползучий стебель с множеством веток, покрытых мелкими листьями. Летом у плаунов на прямостоячих побегах развиваются вытянутые спорангии с мелкими желтыми спорами.

Плауны объединены в порядок высших споровых растений. Плауны объединены в порядок высших споровых растений. Это многолетние вечнозеленые травянистые растения. Плауны по классификации разделены на два семейства: плауновые и баранцовые. Главный признак растений, относящихся к плауновым, - колоски (стробилы) из спорангиев. Отличительная особенность баранцовых – дважды либо четырежды дихотомически ветвящиеся стебли, имеющие пазушные спорангии, не упакованные в колоски. Семейство плауновых объединяет четыре рода, в которые входят 200 видов. В семействе баранцовых один род - плаун-баранец, состоящий из 150 видов.

Отдела хвощевидные. Известно около 20-30 современных видов хвощей. Эти растения произрастают на нашей планете повсеместно в областях с различными климатическими условиями – от Антарктики до Африки. Но в Северной Америке и Евразии, в умеренной и арктической зонах отмечается наибольшее видовое разнообразие хвощевидных. Название «хвощ» данное растение получило за внешнее сходство с хвостами животных, в частности, лошадей. Хвощи растут в лесах, на лугах, болотистой местности, вблизи водоемов.

Все современные виды хвощей являются многолетними травянистыми растениями с плотными, пропитанными кремнеземом стеблями, достигающими, в среднем, в высоту от 1 до 12 м. Самым крупным видом является хвощ гигантский, встречающийся в лесах тропиков и субтропиков с повышенной влажностью. Его длина может достигать 10-12 м. Характерной особенностью всех видов хвоща является наличие метамерии стеблей, то есть правильного чередования узлов и междоузлий. Хвощи имеют мелкие, чешуевидные листья, располагающиеся мутовками в узлах. Боковые ветви также формируются в узлах стебля. Фотосинтез происходит в ткани зеленых стеблей и ветвей, поверхность которых дополнительно увеличивается за счет ребристости. Спорангии находятся на шестиугольных щитковидных спорангиофорах, соединенных в верхушечные стробилы.

Подземная часть хвощей представляет собой разветвленное мощное корневище, в узлах которого образуются придаточные корни. Некоторые виды растений этой группы, к примеру, хвощ полевой , имеют корневища, видоизмененные в клубни, которые служат как для отложения запасных питательных веществ, так и для вегетативного размножения.

Хвощи размножаются, в основном, корневищами, образуя множество дочерних растений-близнецов, особенно в местах с нарушенным растительным покровом, например, после пожаров. Образуются обширные трудноискоренимые заросли этих сорняков на пастбищах, полях. Для роста хвощей благоприятна кислая почва, на которой они особенно быстро растут и служат своеобразными индикаторами кислотности почвы.

Также для хвощей характерно размножение спорами , которые заключены в спорангиях на спорангиофорах. На стебле имеются спороносные зоны из спорангиофоров либо они упакованы в стробилы на верхушке. Гаметофит, или заросток, выглядит как небольшое недолговечное одно- или обоеполое зеленое растение. Также гаметофит может иметь вид буровато-розового неветвящегося побега, который отмирает после спороношения. На этих заростках расположены антеридии со сперматозоидами и архегонии с яйцеклетками. Для осуществления оплодотворения необходима вода. Образовавшаяся зигота дает начало спорофиту.

Хвощи широко применяются в народной медицине, в частности, препараты хвоща полевого. Эти лекарственные средства эффективны при гипертонии, подагре, как ранозаживляющие средства. Хвощевую подкормку используют для дополнения питания коров и коз, чтобы повысить надои молока. Многие дикие животные употребляют в пищу хвощи. Некоторые виды этих растений, такие как хвощ болотный, ядовиты для сельско-хозяйственных животных.

Папоротники распространены фактически по всему земному шару, начиная с пустынь и кончая болотами, рисовыми полями и солоноватыми водоемами. Наиболее разнообразны - в тропических влажных лесах. Там они представлены как древовидными формами (до 25м в высоту), так и травянистыми и эпифитами (произрастающими на стволах и ветвях деревьев). Встречаются виды папоротников длиной всего лишь в несколько миллиметров.

Строение папоротников

Обычное растение папоротника, которое мы видим, - это бесполое поколение, или спорофит. Почти у всех папоротников он многолетний, хотя есть немногие виды, имеющие однолетний спорофит. Папоротники имеют придаточные корни (лишь у некоторых видов они редуцированы).

Папоротники — фото

Листва, как правило, по массе и размерам преобладает над стеблем. Стебли бывают прямостоячие (стволы), ползучие или вьющиеся (корневища); нередко ветвятся. Наши лесные папоротники (страусник, орляк, щитовник мужской) имеют хорошо развитое корневище с отходящими от него многочисленными придаточными корнями. Над землей располагаются только крупные перисторассеченные листья - вайи.

Молодой лист улиткообразно свернут, по мере роста он распрямляется. У некоторых видов развитие листа происходит в течение трех лет. Листья папоротников растут своей верхушкой, как стебли, что указывает на их происхождение от стебля. У других групп растений листья нарастают от основания.

По своим размерам они могут быть от нескольких миллиметров, до трех и более метров в длину и у большинства видов выполняют две функции - фотосинтезирующую и спорообразовательную.

Размножение папоротников

На нижней стороне листа обычно находятся коричневые бугорки - сорусы с расположенными в них спорангиями, прикрытые сверху тонкой пленкой. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры, при помощи которых и происходит размножение папоротника.

Из споры лесного папоротника, попавшей в благоприятные условия, развивается гаплоидный заросток, гаметофит, маленькая зеленая пластинка сердцевидной формы, до 1см в диаметре. Заросток растет в затененных, влажных местах и прикрепляется к почве при помощи ризоидов. На нижней стороне гаметофита развиваются антеридии и архегонии.

«Завоевание» папоротниками суши оказалось неполным, так как поколение гаметофита может существовать только при обилии влаги и тени, а для слияния гамет необходима водная среда.

Хвощи — строение

Хвощ полевой — фото

Хвощи представлены преимущественно ископаемыми формами. Они возникли в течение девона и переживали расцвет в каменноугольном периоде, достигнув большого разнообразия форм - вплоть до гигантов высотой в 13м.

Современные хвощи насчитывают около 32 видов и представлены мелкими формами - не более 40см высоты. Они встречаются от тропиков до полярных областей, за исключением Австралии, и могут жить как в болотистых, так и сухих местностях. Некоторые виды имеют в эпидермисе отложения кремния, что придает им шероховатость.

Размножение и развитие хвощей

Спорофит у хвощей состоит из горизонтально разветвленного подземного стебля - корневища, от которого отходят тонкие, ветвящиеся корни и членистые надземные стебли. Некоторые боковые ветви корневища способны образовывать небольшие клубни с запасом питательных веществ.

Стебель содержит многочисленные сосудистые пучки, расположенные кольцом вокруг центральной полости. На стеблях, как и на корневище, ясно выражены узлы, придающие им членистое строение.

От каждого узла отходит мутовка вторичных веточек. Листья мелкие, клиновидные, расположены тоже мутовками, охватывают стебель в виде трубочки. Фотосинтез происходит в стебле.

Кроме ассимилирующих стеблей у хвоща полевого есть еще неветвистые спороносные побеги бурого цвета, на концах которых развиваются спорангии, собранные в колоски. В них образуются споры. После высыпания спор побеги отмирают, а им на смену вырастают зеленые ветвистые (вегетативные, летние) побеги.

Плауны — строение

Плауны были широко распространены в конце девонского и в каменноугольном периодах. Многие из них были высокими древовидными растениями. В настоящее время сохранилось незначительное, по сравнению с прошлым, число видов (около 400) - все это небольшие растения - до 30см в высоту. В наших широтах они встречаются в хвойных лесах, реже - на заболоченных лугах. Основная же масса плаунов - жители тропиков.

Обычным у нас видом является плаун булавовидный. Он имеет стелющийся по земле стебель, от которого вертикально вверх отходят игольчато-ветвящиеся боковые побеги. Листья у него - тонкие, плоские, располагаются по спирали, густо покрывая стебель и боковые веточки. Рост плаунов происходит только в точке роста, так как камбий в стебле отсутствует.

Плаун годичный — фото

Размножение плаунов

На верхушке стебля находятся особые листья - спорофиллы, собранные в стробил. Внешне он напоминает сосновую шишку.

Прорастающая спора дает заросток (гаметофит), который живет и развивается в земле в течение 12-20 лет. Он не имеет хлорофилла и питается с помощью грибов (микориза). Смена полового и бесполового поколений у хвощей и плаунов происходит точно так же, как и у папоротников.

Ископаемые папоротникообразные образовали мощные пласты каменного угля. Каменный уголь используется в качестве топлива и сырья в различных областях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, различные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и т.п.

Значение папоротников, хвощей и плаунов

Современные папоротникообразные играют заметную роль в образовании растительных ландшафтов на Земле. Кроме того, человек использует хвощи как мочегонное средство, как индикатор кислотности почв. Благодаря жесткости стеблей, связанной с отложениями кремния в стенках клеток, хвощи употребляли для полировки мебели, чистки посуды.

Споры плаунов используются в медицине в качестве присыпки, щитовник мужской - как глистогонное. Их употребляют для лечения табачной зависимости, алкоголизма и глазных болезней. Некоторые виды папоротникообразных разводятся как декоративные (адиантум, асплениум, нефролепис).

Так как гаметофит плаунов развивается очень медленно (12-20 лет), эти растения следует охранять.

Произрастает

Эти растения произрастают на нашей планете повсеместно в областях с различными климатическими условиями – от Антарктики до Африки. Но в Северной Америке и Евразии, в умеренной и арктической зонах отмечается наибольшее видовое разнообразие хвощевидных.

Внешний вид

Подземная часть хвощей представляет собой разветвленное мощное корневище, в узлах которого образуются придаточные корни. Некоторые виды растений этой группы, к примеру, хвощ полевой, имеют корневища, видоизмененные в клубни, которые служат как для отложения запасных питательных веществ, так и для вегетативного размножения.

Информация о растении

Хвощи – единственный род сосудистых растений отдела хвощевидные. Известно около 20-30 современных видов хвощей.Название «хвощ» данное растение получило за внешнее сходство с хвостами животных, в частности, лошадей. Хвощи растут в лесах, на лугах, болотистой местности, вблизи водоемов.

Также для хвощей характерно размножение спорами, которые заключены в спорангиях на спорангиофорах. На стебле имеются спороносные зоны из спорангиофоров либо они упакованы в стробилы на верхушке. Гаметофит, или заросток, выглядит как небольшое недолговечное одно- или обоеполое зеленое растение. Также гаметофит может иметь вид буровато-розового неветвящегося побега, который отмирает после спороношения. На этих заростках расположены антеридии со сперматозоидами и архегонии с яйцеклетками. Для осуществления оплодотворения необходима вода. Образовавшаяся зигота дает начало спорофиту.

Отдел Хвощевидные - довольно своеобразная группа споровых растений.

До наших времен дошло лишь 32 их виды. В каменноугольном периоде предшественники современных хвощей, как плауновидные, достигали гигантских размеров и формировали настоящие леса. Современные Хвощевидные - многолетние травянистые растения. Один вид тропического хвоща - хвощ гигантский, который растет в южной Африке, достигает 10-12 м в длину. Хвощ внешне напоминает молодую сосну.

Его тело расчлененной на узлы и междоузлия. В узлах кольцами растут боковые веточки. Листков хвощей нет, поэтому фотосинтез происходит в стебле. Споры в хвощей содержатся в спорангиях, которые собраны в шишковидное образования, которые называют стробилы. Хвощевидные (Equisetophyta) - немногочисленная группа растений, насчитывающая около 30 видов. Гораздо шире они были представляющий ные в позднем девонском и каменноугольном периодах, где их травянистые и особенно древовидные формы преобладали в лесах вместе с древними плауны и папоротниками. Древовидные формы Хвощевидные вымерли в конце карбона - начале пермского периодов.
В настоящее время хвощи представлены многолетним травянистым мы растениями с хорошо развитым подземным стеблем - корневищем (см. рис. 19, А). От корневища отходит добавляют тков корни. Надземная часть стебля видов, обитающих в умеренной зоне, достигает 0,5-1,0 м., в тропических видов стебли обычно длиннее.

Для Хвощевидные характерна особое строение побегов, что отличает их от остальных высших споровых растений. их побеги склада ются с члеников (междоузлий) и узлов с кольчато-размещенным листьями. Листья представляет собой очень изменены боковые веточки.
Другая особенность хвощей - накопление кремнезема в стенах клеток всего растения, а также на поверхности клеток эпидермиса, что создает прочный слой с мелкими бугорками. Внешне слой кремнезем м покрыт кутикулой (от лат. Cuticula - кожица) с восковым налетом. Кремнезем играет и механическую, и защитную роль: хвощи практически не повреждаются моллюсками и насекомыми, их УНИКА ют позвоночные животные.
Подземный стебель - корневище - хвощей располагается на разной глубине. Бывают два типа корневищ - горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные корневища толще, с более длинными узлами, чем в вертикальных. На корневищах образуются клубни, которые являются утолщенным и видоизмененным междоузлиями ветви. Кли тины клубней очень крупные и заполнены крахмальными зернами.
Хвощи достаточно широко распространены в основном в северном полушарии. Они поселяются в местах с достаточным увлажнением.
Весной на корневищах вырастают побеги, на которых размещаемых спороносные колоски. Колоски содержат спорангии, в которых путем митоза формируются гаплоидные споры. После раскрытию я спорангия споры высыпаются и разносятся ветром на большие расстояния. Из спор развиваются гаметофиты (заростки) в виде пластинок диаметром от нескольких миллиметров до 3 см. На нижней стороне гаметофита возникают бесцветные ризоиды длиной до 1 см., с помощью которых он прикрепляется к грунту и всасывает воду с растворенными в ней минеральными солями. В хвощей есть три типа гаметофита: мужские, женские и обоеполые, при этом ж чи гаметофиты больше мужские.
Оплодотворение у хвощей осуществляется, как у всех споровых рос лин, в присутствии капельно влаги на поверхности гамето фита. Сперматозоиды подплывают к женскому половому органу, один из них проникает в него и сливается с яйцеклеткой. Образуется рена зигота прорастает в спорофит.
Хвощи хорошо переносят засуху, лесные пожары. Осенью и зимой служат кормом для оленей и кабанов. Хвощ полевой - лекарственное растение. Виды большинства хвощей, особенно хвощ полевых ный, - сорняки пастбищ и полей, которые трудно искоренить.

Типичным представителем Хвощевидные является хвощ полевой. Это растение имеет своеобразный внешний вид. В жизненном цикле хвоща преобладает спорофит. Его подземная часть представляет собой ветвистый корневище, которое находится на глубине около 1 м. На корневище образуются клубеньки, в которых накапливается крахмал. Наземные побеги хвоща бывают двух типов: вегетативные и спороносные. Первыми весной появляются розовато-бурые спороносные побеги без боковых веточек. На верхушках развивающихся колоски. После того как споры созреют и высыпятся, эти побеги засыхают, а на том самом корневище вырастают летние бесплодные побеги. Они зеленые, имеют боковые ветви, плотные на ощупь. Ветвление стеблей кольцеобразное, поэтому на стебле выделяют узлы и междоузлия. Стебли имеют продольные борозды, не утолщаются. Листья уменьшены, чешуйчатые, лишенные хлорофилла. Они срастаются, образуя зубчатую влагалище, охватывающее стебель на каждом узле. Фотосинтез происходит в надземных стеблях.
Гаметофит развивается из споры, которая для прорастания должна попасть во влажную почву. Каждая спора имеет приспособления для распространения ветром - елатеры.

Во влажную погоду они скручены вокруг споры, а в сухую распрямляются и способствуют подхвате ветром споры со стробила. Гаметофит имеет вид зеленой пластинки, длиной не более 1 см. Мужские и женские половые органы развиваются в течение одного вегетационного периода. После оплодотворения из зиготы развивается новое спорофит. Практическое значение хвощей незначительное. Хвощ полевой - один из злостных сорняков, указатель кислых почв. Поскольку во время пахоты его мощное подземное корневище измельчается, и из каждого кусочка может развиться новое растение, избавиться хвоща полевого очень трудно. Вместе это растение является лекарственным и широко применяется в медицине. Ранее из хвощей добывали краски. Ископаемые остатки древних Хвощевидные находят вместе с плауновидные в залежах каменного угля. Современные хвощи известны с мелового периода мезозойской эры.