Хвощи и плауны

Много сходных черт у этих отделов в царстве растений любопытны и познавательны. Мало различающиеся внешним видом, ранние древовидные представители зелёного мира Земли, существовали в карбонском периоде палеозойской эры. Значит им 300 с лишним млн. лет.

В тёплом и влажном климате вырастали до 15-30 м. Вместе с отмершими стеблями папоротников образовали залежи каменных углей. Теперь плауны с хвощами встречаются там, где влажно и кислая почва.

↑ Хвощи

Хвощи относятся к травянистым сосудистым, споровым многолетникам, высота которых колеблется между 5 см и 40см.

«Дом» 12-метровых лиановидных хвощей – влажные тропические леса. Другие виды, которым для размножения так же нужна влага, селятся в сырых местах. Поэтому встречаются в лесу, на поле, на речных берегах и в болотистой местности всех континентов, но не любят Австралию и Новую Зеландию.

Часто разрастаются там, где для других растений условия не подходят. Если рассмотреть стебель хвоща, то видно, что междоузлия равномерно чередуются с узлами. Вокруг узлов – мутовчатое расположение чешуйчатых листьев и боковых веточек.

Корневища развитые, с придаточными корнями, иногда с клубнями, где откладываются питательные вещества. Надземная часть у хвощей или зимует, или отмирает, а весной вновь отрастает весенними коричневыми побегами. После появляются летние зелёные побеги. Стебли растения грубые и острые из-за содержания кремния.

↑ Хвощи. Виды

Хвощевидные растения представлены 30 с небольшим количеством, видами. На территории России растут 17.

Чаще других встречаются хвощи, названные по месту или условию произрастания:

• У лесного хвоща, который растёт на влажной лесной почве, сильно разветвлённые и поникающие боковые веточки, как у ёлки. У этого вида весенние побеги не отмирают, а зеленея и обрастая веточками, становятся летними растениями.
• Песчаные почвы и овраги зарастают, хвощём зимующим (высота 1,5 м, стебель в диаметре до 8 мм). Ребристые стебли голые, без боковых побегов-веточек. Листья заменены зубцами, расположенными розетками вокруг зелёного стебля. Любопытно, что до весны под снегом цвет сохраняется.
• Появление хвоща полевого указывает на закисление почвы. Отличие этого вида – запасающие крахмал клубеньки на длинном ветвящемся и ползучем корневище. Из оставленных в почве кусочков корня вырастают новые растения.
• Болотные (ядовитые), топяные и приречные виды хвощей встречаются там, где болотистая местность, на озёрных и речных берегах.
• Хвощи, большой и камышковый, ростом до 1,5 м — охраняемые растения.

↑ Хвощи. Строение

Хвощи состоят из корневищ и надземных побегов. Корневище – видоизменённый подземный стебель, разветвлённый горизонтально и с тонкими придаточными корнями, которые выходят из узлов. Почки корневища дают начало членистым надземным побегам с узлами.

Ткани и строение стебля:

• Наружная часть покрыта эпидермой с кремнезёмом, стенки клеток, которой утолщены. В ткани устроены устьица. 2-й слой состоит из первичной коры с полостями – механическая ткань и фотосинтезирующая паренхима с живыми клетками.
• Дальше – однослойная эндодерма.
• Внутри, вдоль стебля, идёт полость, а кольцом вдоль неё – проводящие сосуды: ситовидные трубки.
• Фотосинтезирующий орган – летний зелёный стебель и боковые веточки с хлоропластами, потому что листья у хвоща редуцированы.
• Привычных листьев у летних хвощей нет, а то, что ими считают, называется боковыми побегами. Листики расположены вокруг узлов и похожи на маленькие клинья.
• Высота весенних хвощей 20 см, вырастают они без боковых побегов. Стебли окрашены в бурый или розоватый цвет, потому что клетки не содержат хлорофилл.
  
• Концы стеблей украшены колосками со спорангиями, где созревают споры, поэтому это поколение называют спорофитом. Когда споры созревают и выпадают, побег отмирает, а на этом месте вырастает летний хвощ.

↑

↑ Хвощи. Размножение

У хвощей половое и вегетативное размножение. При половом способе происходит чередование полового и бесполого поколений. На вегетативном побеге, спорофите, созревают споры, похожие на зелёные шарики, с которых свисает по 4 спиралевидные ленты.

Из спор, попавших в благоприятную среду, вырастают гаметофиты – курчавые пластинки, размером 1-3 мм. Заростки ещё называют проростками: мужскими, дающими многожгутиковые сперматозоиды и женскими – с яйцеклетками.

Через 20-30 дней, созревшие половые клетки, при наличии капли воды соединяются с образованием зиготы, которая даёт начало развитию спорофита. Часто летом много новых хвощей вырастает из распавшихся на части старых корней или клубней – этот способ называется вегетативным размножением.

↑ Плауны

Плауны относятся к вечнозелёным травянистым многолетникам, с корнями и ползучими стеблями, произошедшими от ископаемых плауновидных растений, похожих на деревья. Теперь это экземпляры до 30 см в высоту, обитают чаще в хвойном лесу или, редко, выбирают заболоченные луга. Больше растёт в тропиках.

↑ Плауны. Виды

Раньше плаунов насчитывалось до 1 тысячи видов, теперь встречается только 4-5 сотен, из них в России растёт 14-20.

Другие виды:

• чешуелистные плауны, относятся к воскресающим растениям, роду Селагинелла;
• колючий; 
• сплющенные;
• годичные;
  
• темные (тусклые);
  
• в озёрной воде, где мель, растут шильники.

↑ Плауны. Строение

На ползучих и ветвящихся стеблях плаунов растут маленькие листочки ланцетовидного, линейного или шиловидного вида. Расположение спиралевидное, реже супротивное или мутовчатое. Ткань листьев образована палисадными и губчатыми клетками. Эпидерма без хлоропластов.

Кора стебля образована механической тканью, сверху – эпидерма, в которой расположены устьица. Побеги, верхушечная часть, в обрамлении чешуек – видоизменённых листьев. Это спорангии, называются спорофиллами, и представлены колосками – стробилами, схожими с сосновой шишкой.

Подземная часть с дополнительными корнями, начало им даёт стебель. Одни виды – с типичным корневищем, на котором растут видоизменённые листья и придаточные корни. На других корни растут спиралью, это ризофор или корненосец.

Части плауна связываются друг с другом проводящей тканью. В центре – протостела с ксилемой, представленной трахеидами. Вокруг ксилемы расположена флоэма, сложенная ситовидными клетками.

↑ Плауны. Размножение

Для прорастания созревших и высыпавшихся спор требуется 3-8 лет, затем спора становится гаметофитом – половым поколением плаунов. Размер заростка, похожего на головку репчатого лука, составляет 2-20 мм. Развитие подземное, с питанием без фотосинтеза, за счёт микоризы с грибами.

Через 12 и даже, иногда, через 20 лет обоеполые гаметофиты производят антеридии и архегонии (половые клетки). С попаданием на заросток капли воды, гаметы сливаются, образуя зиготу, из которой вырастает спорофит плауна.

Новые растения вырастают после укоренения побега, из выводковых почек и клубеньков. Это вегетативное размножение.

↑ Значение хвощей и плаунов

Польза хвощей: Образование каменного угля, который применяется как топливо и химической промышленностью для выпуска: горючих жидкостей и красителей, лаков и пластмасс, медицинских препаратов и других веществ. Высушенными шероховатыми стеблями шлифуют поверхности и чистят посуду. В спороносных колосках, «пестиках», много полезных веществ, поэтому весенние побеги едят.

Вред хвощи наносят как сорняки на полях и в огородах. Плауны используют чаще. Это научная и народная медицина, ветеринария, косметология и пиротехника. Текстильная промышленность пользуется синей краской, которую дают стебли плаунов.

↑ Интересные факты

• Древние славяне, крепкие и хлёсткие «хвощи» сравнивали с конскими хвостами, поэтому так и называли. С латинского языка «хвощ» переводится как «конская грива».
• Стебли хвощей нравится поедать грызунам, зайцам, медведям и лосям. Клубеньками лакомятся кабаны и дикие гуси.
• Выше других – гигантские хвощи, вытягивающиеся вверх на 12 м. Дом этих великанов – влажные тропические и субтропические леса.
• В некоторых видах плаунов содержится яд, который парализует как яд кураре.
• Разрастающийся вкруговую плаун отмирает с середины. Постепенно пустой круг расширяется, ограничиваясь зелёными побегами. В старое время, такой круг, называли «ведьминым кольцом» и обходили стороной, боясь злых сил.

↑ Итоги

Представителей плаунов и хвощей относят к древним обитателям Земли. Это высшие травянистые растения. Место обитания – влажные тенистые места. В строении хвощей и плаунов много схожих органов и тканей так же, как размножение спорами и чередование полового и бесполого поколений.