No Image

Что такое хвощи в биологии

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
09 марта 2020

Хвощи – многолетние споровые корневищные растения, с зелеными стеблями, ветвями и чешуйчатыми листьями. Современные хвощи – травянистые растения, в прошлом имели большее разнообразие: встречались древовидные формы до 20 м высотой. Наряду с древними плауновидными в карбон (каменноугольный период) участвовали в образовании каменного угля.

Как и плауны, хвощи поселяются в увлажненных местах: по берегам водоемов, на лугах, лесных опушках. Закисленные почвы – излюбленное место обитания хвощей.

Характеристику хвощам будем давать на основе типичного представителя – хвоща полевого.

Строение хвоща полевого

Хвощ полевой имеет членистое строение, мелкие чешуйчатые листья собраны в мутовки по 6-12 листьев. Эпидермис стебля гладкий, стебель пропитан кремнеземом – SiO2, что делает его несъедобными для скота, многих диких животных.

Подземная часть растения включает сильно разветвленное корневище, по площади до 8м 2 , от которого вглубь почвы отходят придаточные корни. У хвоща полевого отдельные боковые ветви корневища могут видоизменяться в клубни, запасающие питательные вещества. Клубни также принимают участие в процессах вегетативного (бесполого) размножения. Вегетативные побеги появляются весной позже спороносных, и отвечают главным образом за питание, рост и развитие растения. Фотосинтез происходит в стебле растения.

Весной первыми у хвоща полевого появляются спороносные побеги, заканчивающиеся спороносными колосками. Стебель у них коричневого цвета, хлорофилл отсутствует. Спороносный побег отвечает за половое размножение. Перпендикулярно оси колоска к нему крепятся органы спороношения – спорангиофоры, под которыми лежат 6-10 спорангиев. Спороносный побег отмирает после спороношения.

Спороносный побег отличается от вегетативного главным образом наличием стробила. Стробил – видоизмененный укороченный побег, служащий для размножения некоторых высших растений: хвощей, плаунов, голосеменных. Несет специализированные листья спорофиллы, на которых формируются спорангии. Спорофилл (от греч. sporá – семя и phýllon – лист) – видоизмененный лист споровых растений, на котором развиваются органы бесполого размножения – спорангии.

Жизненный цикл хвощей

В жизненном цикле хвощей, как и папоротников, доминирует спорофит. Начнем рассматривать цикл с момента прорастания споры (n). Споры высыпаются из спорангиев, во влажной среде прорастают в заросток – гаметофит (n), который крепится к почве ризоидами. Образующиеся из спор гаметофиты раздельнополы, на одних развиваются антеридии (мужские половые органы), на других архегонии (женские половые органы). В антеридиях (n) формируются сперматозоиды, в архегониях (n) – яйцеклетки.

Во влажной среде подвижный сперматозоид (n) достигает яйцеклетки (n) в архегонии, сливается с ней, образуя зиготу (2n). Из зиготы развивается спорофит (2n), у которого на спорофилле в спорангии материнские клетки (2n) делятся мейозом, в результате образуются споры (n).

Значение хвощей

Хвощи имеют медицинское значение, их используют в качестве мочегонных и кровеостанавливающих средств. Несмотря на твердость стебля, вследствие высокого содержание кремнезема, хвощом питаются олени. Не вызывает сомнений, что хвощ является звеном в цепи питания (продуцентом). Весенние побеги употребляют в пищу в свежем и вареном виде, из них делают соусы, начинки для пирога.

Мы с вами, ботаники, безусловно восхищаемся хвощом! Но вот садоводы от него совсем не в восторге. Хвощ считается одним из злостных сорняков в огороде, трудно выводимым и доставляющим массу хлопот. Хвощ селится на закисленной почве, поэтому помимо перекапывания, садоводы применяют известкование – внесение в почву карбонатов кальция CaCO3 и магния MgCO3, а также оксидов – CaO и MgO и гидроксида кальция – Ca(OH)2 с целью снижения кислотности почвы. Почва со сниженной кислотностью нравится хвощу гораздо меньше, и он перестает заводиться на огороде 😉

Читайте также:  Мирт лечебные свойства и противопоказания

©Беллевич Юрий Сергеевич

Данная статья является интеллектуальной собственностью Беллевича Юрия Сергеевича. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Пройдите тест
для закрепления знаний

Корни папоротников, хвощей и плаунов – придаточные. Растут от видоизмененного побега – корневища.

Спорофиллы расположены на стробиле. На спорофилле развиваются спорангии.

Первыми весной у хвоща появляются спороносные побеги. После спороношения появляются вегетативные побеги, а спороносные – отмирают.

Хвощи растут на закисленных почвах, которые нуждаются в известковании. Удобрение нитратами, а также добавление сульфатов и хлоридов еще больше усугубит ее закисление.

Хвощи

Отдел хвощевидных включает 25 видов. Все они являются травянистыми растениями, но некоторые из них достигают крупных размеров. Так, хвощ гигантский, растущий в тропических лесах Америки, вырастает до 10-12 м. при диаметре 2-3 см. В наших широтах часто встречаются следующие представители хвощей:

Рис. 1. Хвощ луговой.

В названиях этих растений, как видим, отражены условия обитания каждого вида.

Строение

Для хвощей характерны:

  • мелкие листья;
  • побеги, легко распадающиеся на членики;
  • разветвлённая система корневищ;
  • кремнезём, пропитывающий тело растения и делающий его жёстким.

Размножение

У полевого хвоща весной прорастают бесцветные спороносные побеги, на которых формируются споры. Потом они отмирают и вырастают зелёные, производящие питательные вещества.

Молодые весенние побеги хвощей съедобны. В народной кулинарии есть рецепты супа, запеканки, пирога и других блюд с хвощом.

На спороносном побеге развиваются колоски со спорами. Если споры попадают на влажную почву, из них прорастают заростки. На заростках через месяц созревают гаметы (половые клетки).

Таким образом, хвощи имеют жизненный цикл, состоящий из спорофита (производящего споры) и заростка, производящего гаметы (гаметофита).

Спорофит – это известный нам хвощ. Гаметофит мелкий (1мм. – 3см.) и неприметный.

Рис. 2. Заросток хвоща.

Плауны

Численность отдела около 1000 видов. Это вечнозелёные травянистые растения. Имеют корни и ползучие стебли.

Их типичная среда обитания – лес. Наиболее известны плаун булавовидный и плаун-баранец. Встречаются и водные виды, например, шильник, растущий на мелководье озёр.

На побеге образуются спорангии, в которых созревают споры. В отличие от хвощей, споры не прорастают долго, от 3 до 8 лет.

Читайте также:  Сонник алоэ в горшке

Также долго (6 – 15 лет) на гаметофите созревают гаметы.

В целом гаметофит плаунов развивается до 16 лет под землёй. Только после созревания гамет происходит их слияние и образование зиготы – первой клетки будущего спорофита.

Рис. 3. Плауна булавовидный.

Великое прошлое

Хвощи и плауны являются древними растениями. Период их широкого распространения на Земле закончился примерно 300 млн. лет назад. Климат планеты тогда был значительно более влажным и тёплым, что важно для размножения этих растений.

Ранее хвощи и плауны были более высокими и мощными. Так, предками плаунов являются ископаемые древние плауновидные, имевшие высоту до 30 метров.

Предки современных хвощей имели высоту 10 – 15 м.

Вместе с папоротниками они формировали леса, которые образовали отложения каменного и бурого угля. Если не считать вклад хвощей и плаунов в образование угля, то значение данных групп растений для хозяйства человека невелико.

Споры плаунов использовались:

  • в пиротехнике;
  • в литейном производстве;
  • как детская присыпка.
  • являются лекарственными растениями;
  • могут быть сорняком;
  • использовались как полирующий материал.

Теперь отметим, в чём различие между плаунами и хвощами:

  • разное строение стебля;
  • разное количество видов в отделе;
  • более долгое развитие гаметофита у плаунов.

Что мы узнали?

Мы рассмотрели где обитают, как устроены и размножаются хвощи и плауны. Хвощи и плауны – многолетние травянистые споровые растения. Имеют как общие признаки, так и отличия. Наибольшего развития достигли в каменноугольном периоде (карбоне), закончившемся более 300 млн. лет назад.

Научное название рода, Equisetum, происходит от латинских слов equus («лошадь») и saeta («грива, щетина»). Аналогичным образом образовано название растения во многих европейских языках — польск. koński ogon , англ. horsetail , фр. queue-de-cheval и др. [5]

Русское название «хвощ» растение получило за сходство с хвостами некоторых животных, в особенности, лошадей [5] [6] .

Описание

Ныне живущие виды — исключительно травянистые растения высотой от нескольких сантиметров до нескольких метров. Например, в Чили, Перу, Эквадоре произрастает Equisetum xylochaetum со стройными, почти древовидными побегами высотой 3—3,5 м; перуанский вид Equisetum martii достигает 5 м, а самый крупный вид хвощ гигантский ( Equisetum giganteum ), произрастающий во влажных тропических и субтропических лесах Чили, Перу, Мексики и Кубы, имеет максимальные размеры 10—12 м при диаметре всего лишь 2—3 см. Поэтому он растёт только опираясь и цепляясь за соседние деревья. В этих же странах произрастает самый мощный вид хвощ Шаффнера ( Equisetum schaffneri ), у которого при высоте всего 2 м диаметр может достигать 10 см. К числу европейских видов относится вечнозелёный, редко ветвящийся хвощ зимующий ( Equisetum hyemale ) высотой до 1 м.

У всех видов хвоща стебли обладают выраженной метамерией, то есть правильным чередованием узлов и междоузлий. Листья редуцированы до чешуй и располагаются мутовками в узлах. Здесь же образуются и боковые ветви. Ассимиляционную функцию выполняют зелёные стебли, поверхность которых увеличивается ребристостью, стенки клеток кожицы пропитаны кремнезёмом. Подземная часть хвощей представлена сильно развитым корневищем, в узлах которого формируются придаточные корни. У некоторых видов (хвощ полевой) боковые ветви корневища превращаются в клубни, которые служат местом отложения запасных продуктов, а также органами вегетативного размножения.

Читайте также:  Можно ли содержать кур и индюков вместе

Хвощ — трудноискоренимый сорняк, переживающий благодаря своим подземным корневищам даже лесные пожары. Стебли хвоща содержат кремнезём, потому и жёсткие. Прежде стеблем хвоща чистили горшки и кастрюли.

Химический состав

Трава хвоща полевого содержит малоизученный сапонин эквизетонин (около 5 %) и алкалоиды никотин, эквизетин (палюстрин); 3-метоксипиридин; диметилсульфон; флавоноиды; эквизетрин, изокверцитрин и 5-глюкозид лютеолина, витамин С (до 0,19 %), каротин (около 4,7 мг%); яблочную, аконитовую и щавелевую кислоты; белки (около 16 %), жирное масло, кремниевую кислоту (до 25 %), дубильные вещества, горечи, смолы.

Вопросы систематики

Карл Линней в 1753 году [7] отнёс все описанные им хвощи к одному роду Equisetum L., впоследствии Мильде в 1865 [8] разделил этот род на два: Equisetum и Hippochaete . Позднее в 1867 Мильде [9] вновь объединил род Equisetum, приняв в нём две группы: Equisetum и Hippochaete — без указания их ранга. Затем Бейкер в 1887 [10] придал этим группам ранг подродов. Для разделения подродов (или родов) первоначально использовались признаки стробилов, устьичного аппарата и продолжительность жизни надземных побегов. Позднее было обнаружено различие в размерах хромосом, которым, возможно, объясняется отсутствие межподродовых гибридов, обращающее на себя особое внимание, если учитывать наличие многочисленных гибридов внутри каждого из подродов [11] .

В настоящее время большинство авторов принимает один род с двумя подродами (Tutin, 1964 [12] ; Cullen, 1965 [3] ; Бобров, 1974 [4] ; Hauke, 1993 [2] ), реже их признают самостоятельными родами (Цвелёв, 2000 [13] ). Однако единственным морфологическим признаком, по которому можно чётко отделить все виды одного подрода от другого, является характер расположения устьиц относительно уровня эпидермальных клеток (Hauke, 1993 [2] ). История лектотипификации надвидовых таксонов обстоятельно изложена в работе R. E. Pichi-Sermolli (1971) [14] .

Использование

На хвощёвой подкормке коровы и козы дают больше молока. Питаются хвощами и некоторые дикие животные — олени и кабаны. В то же время для лошадей хвощи являются ядовитыми растениями. [источник?]

В медицине используются препараты хвоща полевого, которые обладают разносторонним и разнообразным действием. Их применяют как мочегонное, противовоспалительное, кровоостанавливающее, общеукрепляющее, ранозаживляющее и вяжущее средство. Помогают они при сердечной недостаточности, улучшают водно-солевой обмен. В составе различных сборов хвощ применяют для лечения гипертонической болезни, подагры и заживления ран. Эффективно растение при отёках различного происхождения и экссудативных (влажных) плевритах.

В народной медицине область применения хвоща та же. Кроме того, считают, что трава хвоща помогает при некоторых злокачественных новообразованиях, внутренних и наружных кровотечениях, жёлчно- и почечнокаменной болезни. [источник?]

Род насчитывает более 20 видов [15] , распределённых в двух подродах:

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector