Плауновидные растения: виды, внешние характеристики, где произрастают

Плауновидные растения: виды, внешние характеристики, где произрастают

Одна из самых древнейших групп папоротниковидных – это и есть плауновидные растения, которые по-другому называются плауны. Они представляют из себя зачастую вечнозеленые, многолетние растения. Все виды плаунов строго охраняются, так как считаются вымирающими. Но несмотря на это, встретить такие травы можно на территории практически всего земного шара, так как они неприхотливы к каким-либо факторам окружающей среды и могут произрастать практически в любом месте.

Виды плауновидных растений

К плауновидным относится несколько групп растений, о которых далее пойдет речь.

Полушники – они могут расти под водой, что характерно только для этого вида данной категории, или же быть частично погруженными в нее. По внешним признакам они больше всего напоминают злаковые, хотя никак к ним не относятся.

Селагинеллы – всего существует больше 600 видов, которые главным образом произрастают в тропиках. Больше такие растения похожи на мох, за счет мелких листков. Также встречаются селагинеллы, которые дают исключительно вертикальные побеги, но одновременно являются ползучими.

Плауны – непосредственно, наиболее распространенный вид, обладающий всеми характерными особенностями плауновидных растений. Это выражено как во внешних признаках, так и в местах произрастания. Именно такие травы считаются главнейшими представителями этого класса.

Необходимо также отметить, что плауны – это растения, которые являются споровыми, то есть размножаются прежде всего посредством спор и относятся к высшим. Соответственно, они не образуют семян или плодов, что усложняет процесс их искусственного взращивания. Все виды плауновидных в целом похожи между собой, и отличить их от других растений достаточно легко, особенно зная общую картину внешнего вида этого класса.

Внешний вид плауновидных растений

Внешний вид плауновидных главным образом зависит от места их произрастания и конкретной группы. Как уже было сказано выше, их существует несколько, и встретить такие растения можно практически в любой точке земного шара.

В любом случае, рассматривая внешние характеристики, необходимо начать с самой обширной группы – плаунов. Именно они больше всего похожи на мхи, обладают мелкими и простыми листьями. Иногда также встречаются чешуйчатые или игловидные плауны, так что эта группа действительно очень обширна и включает в себя множество различных трав.

Для них характерны стебли прямостоячие, иногда ползучие или приподнимающиеся. Плауны могут “забираться” на деревья благодаря воздушным корням. Также у немногих видов отмечается наличие некрупных веток, которые содержат обычно от одного до четырех мелких листочков. Такие веточки называют выводковыми почками, и они являются единственными органами вегетативного размножения у плауновидных, так как отделяются от стебля и, попадая на землю, могут произрасти.

Далее следуют полушники. Это травянистые растения, небольшие по размеру, обладающие прикорневыми листьями. На самом деле, все полушники очень похожи между собой, и при этом напоминают злаковые. Листья зеленого или темно-зеленого цвета, длинные, с небольшими шероховатостями. Если полушник произрастает не в воде, а на суше (такое бывает только в хорошо увлажненных местах, то есть около воды), то исключительно зарослями.

Некоторые растения имеют белый цвет у самого основания корня, который потом резко переходит в зеленый.

Селагинеллы отличаются толстым стеблем, покрытым мелкими, плоскими листочками. Также они бывают ползучие, и в таком случае дают вертикальные побеги, которые ветвятся и из-за этого становятся похожи на вайи папоротников. Важно! Если селагинеллам не хватает воды, то они впадают в состояние, похожее на спячку, и при этом скручиваются в клубке.

В целом, все плауновидные по внешнему виду можно описать следующим образом: вечнозеленые, обладающие некрупными, простыми листочками, небольшие по размеру. Обладают приподнимающимися или ползучими стеблями, из-за чего особенно напоминают мхи, особенно, учитывая тот факт, что плауны зачастую можно встретить на деревьях.

Некоторые особенности той или иной группы особо не меняют общей картины, так что при поиске плауновидных следует ориентироваться именно на данные параметры. Кроме того, важно учитывать, что, в отличие от мхов, практически все плауны обладают стеблем.

Где они произрастают?

Плауновидные можно встретить как в тропиках, так и на территории нашей родины. Конкретно в России, различные виды плаунов произрастают чаще всего в лесах, чаще всего в хвойных, куда реже в смешанных. Они растут небольшими зарослями, но иногда и отдельно друг от друга. Если говорить конкретнее, в каких именно городах плауновидные распространены, то необходимо в первую очередь выделить:

  • Урал, особенно южная его часть
  • Алтайский край
  • Ярославль
  • Москва
  • Владимир
  • Ивановск

Это не все города, и в целом, ориентироваться нужно на северную половину европейской части, где зачастую и встречаются плауны. Важно! Полушники встречаются только в чистейшей воде, и никак иначе. Данный класс растений никогда не растет в загрязненных водах, зато его зачастую можно обнаружить в кристальных озерах.

Кроме того, плауновидные произрастают на территориях Атлантической и Средней Европы, Северной Америки и Скандинавии. Что касается конкретно селагинелл, то этот класс предпочитает более теплые климатические условия, и из-за этого чаще всего его возможно обнаружить в тропиках.

Ко всему вышеописанному нужно добавить, что абсолютно все виды плаунов занесены в Красную книгу России, так как по мнению ученых находятся на грани вымирания. Особенно на данный момент страдает класс полушники.

Итак, плауновидные – это растения, которые встречаются очень часто. Они относятся к споровым и входят в отдел высших. По внешним характеристикам больше всего напоминают мхи.

Видео о папоротнике, прекрасном представителе плауновидных:


Плауновидные

ОТДЕЛ ПЛАУНОВИДНЫЕ или ЛИКОФИТЫ (Lycopodiophyta, Lycophyta, Microphyllophyta)

Одни из пионеров суши и один из основных таксонов сосудистых растений, самые ранние споры которых найдены в среднем силуре Австралии. Отделились от остальных сосудистых растений не позже, чем в позднем силуре. В Северном полушарии известны с раннего девона. Это наиболее древние сосудистые растения, существующие на нашей планете. Развились из псилофитоподобных форм.

Плауновидные достигли своего максимального расцвета в тропических болотах позднего палеозоя: их многочисленные представители были широко расселены по земле и занимали разнообразные экологические ниши. Наиболее широко распространились в карбоне, когда мощные древовидные плауны высотой до 35 м образовывали целые леса и являлись доминирующими растениями на протяжении 40 миллионов лет. Составляя основные массивы лесов каменноугольного периода, произрастающих обычно на заболоченных почвах, лепидофиты послужили основным материалом для угленакопления. Значительное количество залежей угля, которые уже больше столетия используются мировой промышленностью, указывает на огромную протяженность болотистых лесов каменноугольного периода.

Ископаемые плауновидные: 1 – Содония украшенная (Sawdonia ornata): а – часть побега с шипами и спорангиями; 2 – Каулангиофитон иглистый (Kaulangiophyton akantha): б – часть побега с шипами и спорангиями; 3 – Дрепанофикус колючковидный (Drepanophycus spiniformis); 4 – Протолепидодендрон шари (Protolepidodendron scharianum): в – спорофилл.

В конце перми приходят в упадок и в начале мезозоя все крупные специализированные плауновидные вымерли, вытесненные более конкурентоспособными голосеменными. Но жившие под сенью своих древовидных родственников мелкие травянистые плауны смогли не только выжить в эпоху господства голосеменных, но и хорошо приспособиться к жизни в сообществах с цветковыми растениями и несколько их родов существуют до сих пор.

Плауновидные — это особая древняя ветвь в эволюции высших растений, генетически тесно связанная с псилофитами. Преемственные связи этих групп выражаются в общности линии развития фотосинтезирующих органов, возникших в виде выростов у псилофитов и развивающихся в листовидные филлоиды у плауновидных растений, а также в особенностях анатомического строения и морфологии стебля у первичных лепидофитов.

Силур-девон. Госслингия, один из ранних предков плаунов

Стебли прямые, нечленистые. Обычно это древовидные, реже травянистые формы, в основном ветвящиеся дихотомически. Ранние плауновидные были травянистыми растениями высотой до 30–50 см с ветвящимися ползучими или прямостоячими стеблями, от которых поднимались воздушные, большей частью дихотомически разветвленные или имеющие ветвление, близкое к моноподиальному, стебли. Настоящие корни обычно отсутствуют, и их роль выполняют ризоиды.

Стебли плауновидных значительно варьируют в размерах и форме. Кустарниковые и полукустарниковые формы древних плауновидных растений отличались незначительной высотой и толщиной стебля (3–4 см). Древовидные ликопсиды были мощными деревьями с ровным, прямым стволом до 35–40 м высоты и 2 м в поперечнике у основания; у верхушки они обычно формировали густую крону. Стволы, разветвляясь у основания, давали подземные ветви — ризофоры-стигмарии, несущие расположенные по спирали корни. В стволах было мало древесины. По сравнению с диаметром ствола сама стела у древовидных плауновидных растений (лепидодендрон) была очень тонкой, не превышающей в поперечном сечении 10 см, что составляет 10–15% всего поперечного сечения ствола. Толщина и прочность стебля у древовидных лепидофитов достигалась за счет большой толщины коры, которая состояла из трех слоев и имела сложное строение. У более молодых — мезозойских — представителей стебель значительно редуцирован, укорочен или даже приобретает клубневидную форму у вторично травянистых — у Isoetes.

Поверхность стволов и ветвей покрыта правильно расположенными рубцами, представляющими места прикрепления опавших филлоидов, расположенных непосредственно на коре или на специальных разросшихся образованиях коры, называемых листовыми подушками. Размеры подушек меняются от миллиметра до нескольких сантиметров. В отличие от современных деревьев, филлоиды росли по всей поверхности стебля и ветвей, но опадали по мере роста растения, оставалась лишь небольшая гроздь листьев на верхушке. Филлоиды были опадающими обычно у тропических и субтропических форм и сохранялись у растений умеренного климата.

Дихотомические разветвления основания стебля, образующие горизонтальные подземные ризофоры (стигмарии), несут на своей поверхности следы прикрепления опавших придаточных корней (аппендиксов) в виде округлых рубцов с центральным рубчиком проводящего пучка в центре.

Наиболее существенная особенность плаунов — микрофиллы или филлоиды — небольшие листовидные выросты, покрывавшие стебли, играющие роль листьев, которые возникли и развились независимо от листьев других сосудистых растений. Филлоиды простые, обычно цельные, не ветвящиеся, реже на верхушке вильчато раздвоенные, с одной, редко с двумя простыми жилками сосудистой ткани, не образующими лакун в стеле. Листочки обычно мелкие (исключения редки), сидят спирально. В основании филлоидов в их пазухах может находиться особое образование — язычок или лигула. Наличие микролистьев давало возможность активизировать фотосинтез и в этом проявилось из превосходство в конкуренции с риниофитами.

Филлоиды имеют разные размеры и форму: линейные, ланцетные, шиловидные, чешуевидные, мелкие или очень мелкие, реже крупные, мечевидные, размером до 0,5–1 м у сигиллярий. Филлоиды располагаются в парастихах (косыми рядами — по спирали) или в ортостихах (вертикальными рядами). У некоторых травянистых плаунов на одном побеге развиваются разные по форме и размерам вегетативные филлоиды.

Для самых ранних плауновидных характерна простая — протостелическая проводящая система стебля. Протостела состоит из цилиндра ксилемы окруженного флоэмой. В центре ксилемного цилиндра сердцевина не образуется. Затем происходит переход от простой, характерной для псилофитов формы протостелы (гаплостелы) к более сложным — актино- и плектостеле. Древесинный, ксилемный, пучок протостелы приобретает выступы и становится в разрезе лучистым, образуя типичную актиностелу. При формировании плектостелы строение центральной древесины (ксилемы) усложняется и она даже распадается на отдельные тяжи, между которыми располагаются участки луба (флоэмы).

Читайте также:  Сорта лука шалот (семейки)

У более высокоорганизованных травянистых и древовидных плауновидных протостела эволюционирует в сифоностелу. В сифоностелическом стебле в проводящем цилиндре развивается сердцевина. Во взрослом состоянии стебля сердцевина, разрушаясь, образует внутреннюю полость, окруженную кольцами древесины, луба и наружным кольцом эндодермы.

Спорангии расположены одиночно на верхней стороне спорофиллоидов, или в их пазухах, у самых примитивных растений — на стебле над ними. Спорангии всегда одиночные, преимущественно собраны в стробилы или колоски.

Гаметофиты (заростки) от хорошо развитых до микроскопических, у примитивных форм (порядок Lycopodiales) — целиком или частично подземные, разнообразные по форме и размерам, у продвинутых — надземные. У ряда ископаемых форм спорофиллы располагались на стебле вперемежку с обычными филлоидами, не образуя ни спороносных зон, ни стробилов. У некоторых карбоновых плаунов имелись споры с воздушными мешками. Среди плауновидных встречаются и равноспоровые, и разноспоровые растения, также они способны к вегетативному размножению.

Вымершие плауновидные растения занимали господствующее положение во флоре палеозоя и отличались в период своего расцвета значительным богатством и разнообразием форм. Слишком большая специализация древовидных форм лепидофитов, которая была достигнута ими в условиях субтропического и тропического климата палеозоя, привела с аридизацией климата к массовому их вымиранию в позднем карбоне и в перми. К новым условиям жизни смогли приспособиться лишь единичные формы древовидных лепидофитов, постепенно изменивших свою организацию и внешний облик.

Большинство представителей отдела известно по остаткам вымерших растений, до нашего времени дожило лишь несколько травянистых форм. В настоящее время существует приблизительно 1100–1200 видов, которые являются реликтами серьезного вымирания этой группы в позднем карбоне, 296 млн. лет назад. Развиваясь независимо от других сосудистых растений в течение более чем 400 миллионов лет, плауны независимо развили много конвергентных особенностей, включая листья, древесную структуру тканей и древовидную форму растений, а также структуры, замечательно подобные семенам.

+ Blasaria sibirica. Средний девон (эйфель–живет), Россия (Енисей), Казахстан. В эйфеле Северного Прибалхашья являлась основным видом флористического комплекса. Стебли прямые, до 3,5 см ширины, вильчато разветвляющиеся, покрытые листовыми подушками, расположенными по низкой спирали. На старых побегах подушки шестиугольного, на молодых — ромбического очертания; верхний угол шестиугольника закруглен, а нижний заострен и оттянут вниз. Подушки отделены друг от друга узкими промежутками коры в виде борозд шириной до 1,2 мм. Максимальная высота подушек 3,2–4 мм, ширина 8–9 мм. Поверхность их разделена поперечным гребнем на две асимметричные половины: верхняя половина уже и приподнята над нижней. На поперечном гребне, в центре подушки, находится пупковидный сосочек, представляющий собой рубчик листового следа — точку выхода проводящего пучка из ствола или ветви в филлоид. Синоним: Leptophloeum sibiricum.

+ Naiadita acuminata. Поздний триас (Rhaetic), Северн. Это небольшое плауновидное растение прежде рассматривалось как мох.

+ Lycopodolica tsegelnjucki. Ликоподолика цегельнюк. Поздний силур (Pridoli), Украина (Подолия), Польша. Растения сохранены как отпечатки, без внутренних деталей. Ликоподолика имела ветвящиеся стебли, покрытые волосовидными или нитевидными отростками. Рассматриваясь как плаун, она отличается от барагванации природой своих энанциев (микрофиллов).

+ Lepeocladus crassus. Поздний девон, Урал, Казахстан. Кора покрыта листовыми подушками, расположенными по спирали, ромбического очертания, вытянутыми в ширину. Подушки плоские или слабовыпуклые, с закругленным верхним углом и менее закругленным нижним, плотно примыкают друг к другу; поверхность подушек гладкая. Листовой рубец округлый, расположен в верхней половине подушки.

Paichoia tschernovii. Отпечаток участка коры

+ Paichoia tschernovii. Поздняя пермь, Печора. Кора с небольшими сближенными или соприкасающимися выдающимися листовыми подушками, пяти- или шестигранными, более или менее изометрическими, расположенными спирально. Листовые рубцы несколько смещены к верхнему краю подушек и имеют близкие к ним очертания. Точковидный рубчик от листового следа расположен вблизи верхнего края листового рубца. Рубчиков от парихн и язычковой камеры не наблюдается.

Представители плауновидных растений

Плауновидные и хвощевидные по особенностям жизненного цикла напоминают папоротниковидных: особи бесполого поколения имеют побеги и корни. Особи полового поколения (заростки) небольших размеров и существуют отдельно от особей бесполого поколения.

Размножение. В цикле развития хвощей и плаунов чередуются половое размножение с помощью гамет и бесполое размножение с использованием спор. Одно растение может образовать несколько миллионов спор. Все они очень долго сохраняют способность к прорастанию во влажной теплой среде.

В благоприятных условиях из споры развивается маленькая пластинка — заросток. Вскоре на нижней поверхности заростка в особых органах — гаметангиях — формируются мужские и женские половые клетки (гаметы). С помощью воды (при таянии снега, с дождевой водой) мужские гаметы (сперматозоиды) доставляются к яйцеклеткам. После оплодотворения из зиготы образуется зеленый побег с листьями. Со временем он развивается в крупное зеленое растение, живущее много лет. На листьях растения образуются споры в особых органах — спорангиях. Поэтому данную стадию жизненного цикла, хвощей и плаунов называют спорофитом, а стадию заростка — гаметофитом. Спорофит — многолетняя стадия в их развитии, а заросток (гаметофит) живет несколько дней.

Гаметофит — гаплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из спор и производящая половые клетки, или гаметы. Развивается из гаплоидных спор. На гаметофите в специальных органах гаметангиях развиваются половые клетки, или гаметы.

Спорофит — диплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки или зиготы и производящая споры. Развивается из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы. На спорофите в специальных органах — спорангиях — в результате мейоза развиваются гаплоидные споры. У многих растений (разноспоровые плауны и разноспоровые папоротники, а также голосеменные и цветковые) спорангии делятся на два типа: макро- и микроспорангии. Макроспорангии производят макроспоры, а микроспорангии — микроспоры. Из макроспор развиваются женские гаметофиты, а из микроспор — мужские.

У хвощей и плаунов гаметофит представляет собой небольшое, но самостоятельное растение, иногда называемое заростком. Заростки папоротников и хвощей фотосинтезирующие, однолетние. Заростки плаунов живут под землей, развиваются в течение многих лет и питаются за счет симбиоза с грибами.
В жизненном цикле плауновидных и хвощевидных, как и у папоротниковидных, преобладают особи бесполого поколения. Отличия между представителями этих отделов заключаются прежде всего в строении вегетативных органов.

Отдел Плауновидные.

Плаун булавовидный (Lycopodium clavatum)

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.
В нашей же стране плауны можно встретить в зеленомошных хвойных лесах. Это представители родов плаун, например, плаун годичный и плаун булавовидный и баранец – баранец обыкновенный.

Плауны являются древнейшей группой растений. Эти растения достигли расцвета в палеозое. В настоящее время плауны произрастают практически повсеместно на нашей планете. Наиболее многочисленная группа плаунов представлена в лесной зоне северного полушария. Это равноспоровые многолетние травянистые растения, в основном, наземные, имеющие цельные листья. Плауны образуют побеги с придаточными корнями. Побеги могут быть прямостоячие, ползучие, лазящие, длина их достигает 10 м. Плауны в возрасте 200-300 лет могут достигать в диаметре 40 м и более. Характерный признак некоторых видов плаунов (сплюснутого, булавовидного), которые растут на обедненных почвах в сосновых борах, вересковых пустошах, — формирование «ведьминых колец».

Значение плаунов в жизни человека очень велико. Плауны с древних времен используются в медицине и ветеринарии. В промышленности эти растения являются средством для получения синей, зеленой и желтой краски. Нашли свое применение плауны в фасонном литье и пиротехнике. В тканях некоторых видов плаунов содержится сильнодействующий яд, поэтому нужно осторожно подходить к выбору лекарственного средства народной медицины и не заниматься самолечением.

Отдел Хвощевидные.

Как и у всех высших споровых растений, у хвощей в жизненном цикле преобладает спорофит.
Современные хвощевидные – многолетние травянистые растения. Все они относятся к роду Хвощ, который включает свыше 30 видов. У особей бесполого поколения хорошо развиты корневище и корни. С помощью корневища хвощ размножается вегетативно. От корневища отходят надземные побеги высотой от 10 см до 4–5 м (у некоторых тропических видов). Главный стебель разветвляется, на боковых стеблях можно заметить маленькие, лишенные хлорофилла клиновидные листочки. Фотосинтез происходит в зеленых стеблях: главном и боковых.

Наиболее распространенными видами в Сибири являются внешне схожие хвощ полевой и хвощ луговой. Встречаются по берегам рек, на лугах, в залежах, зарослях кустарников, как сорняки в посевах. Хвощ луговой обычен также в лесных сообществах. В Красноярском крае встречаются от южных границ до Заполярья, а хвощ луговой — даже до побережья северных морей бассейна Ледовитого океана. Другой распространенный вид — хвощ лесной. В большей степени приурочен к естественным местообитаниям. Часто встречается в лесах, на лугах, по окраинам болот. В тканях хвощей много двуокиси кремния, поэтому они очень жесткие и несъедобны для многих животных.

Некоторые виды хвощей используют в медицине в качестве мочегонного средства. Хвощи – прекрасные показатели (биоиндикаторы) почв с повышенной кислотностью. К началу XX века хвощи использовали для окраски мехов в серо–желтый цвет. В некоторых местностях молодые спороносные побеги и богатые крахмалом расширенные корневища – «клубни» – хвоща полевого употребляют в пищу. Для животных все части хвощей ядовиты, так как содержат вещества, разрушающие некоторые витамины в их организме.

Социальные кнопки для Joomla

Плауновидные

Ещё один отдел высших споровых растений – плауновидные (Lycophyta). Несмотря на некоторое сходство с мхами, плауны являются настоящими сосудистыми растениями. В современной флоре представлены тремя порядками: плауновые, селагинелловые, полушниковые – и почти 1000 видами, распространены по всему земному шару.

Современные плауновидные. Слева направо: плаун булавовидный, плаун-баранец, селагинелла селаговидная, полушник озёрный

У современных форм плаунов листья сравнительно небольшие и расположены спиралью вокруг ползучего или приподнимающегося стебля.

Bio-Lessons

Вниз от стебля идут похожие на корни ветвящиеся ризофоры. Споры (у некоторых форм одинаковые, у других – разных размеров) образуются на верхней стороне спорофиллов, собранных в вертикальные колоски или шишечки. Как и у папоротников, споры плауна образуют заростки (гаметофитное поколение) с антеридиями и архегониями; после оплодотворения на заростках из зигот прорастают спорофиты, и цикл повторяется вновь.

Древние плауновидные. Слева направо: зостерофиллофит, дрепанофикус, протолепидодендрон, астероксилон, лепидодендрон

Отпечаток ствола лепидодендрона (чешуедрева)

Плауновидные известны с силура. В девоне вымирают древние плауновидные: дрепанофикусы, пролепидодендроны, циклостигмы. Расцвет плауновидных приходится на карбон, когда сушу покрывали леса древовидных лепидодендронов и сигиллярий высотой до 30 м. Остатки мёртвых растений образовали толщи ископаемого угля. Начиная с триаса, древние плауновидные начинают постепенно исчезать с лица Земли.

Примерно так выглядела ископаемая сигиллярия

Отдел Плауновидные.

Плауновидные — самая древняя группа современных высших растений, ископаемые остатки растений рода плаун известны с конца силура — начала верхнего девона палеозойской эры (примерно 380 млн лет назад). В палеозое Плауновидные процветали, достигали огромных размеров (до 40 м), занимали господствующее положение в растительном покрове Земли. В настоящее время это угасающая группа растений. Все современные плауновидные — травянистые растения численностью примерно 1 тыс. видов. Это самые первые сосудистые растения: кроме хорошо развитых олиственных побегов у них есть настоящие корни. Для плауновидных характерна микрофилия, т.е. относительно мелкие размеры листьев. Листья плауновидных возникли как поверхностные выросты на осевых органах, что делает их уникальной группой. Стебель хорошо развит, листорасположение спиральное, супро­тивное и мутовчатое; ветвление дихотомическое. Молодые побеги нарастают за счет верхушечной меристемы, деятельность которой со временем угасает и поэтому Плауновидные ограничены в росте. Плауновидные не имеют главного корня. От подземного корневища отходят придаточные корни.

В жизненном цикле спорофит (взрослое растение) преобладает над гаметофитом. Спорангии у плауновидных формируются на спе­циализированных спороносных побегах — стробилах в виде колосков. Гаметофит небольших размеров, называется заростком, который отмирает сразу же, как только из него образуется новый спорофит. Для оплодотворения яйцеклетки необходима водная среда.

Внутри отдела два класса: Плауновидные и Полушниковые.

Класс Плауновые объединяет равноспоровые растения. Современные плауновые представлены одним порядком, одним семейством Плауновые и Двумя родами: плаун и филлоглоссум.

У плауновых обоеполые подземные или полуподземные заростки (гаметофиты) созревают в течение 1 — 15 лет. У растений отсутствует камбий. Род плаун включает примерно 200 видов, как правило, это представители влажных тропических и субтропических лесов. В тропиках вертикальные стебли плауновых достигают 1,5 м высоты.

Типичный представитель зеленомошных хвойных лесов умеренного пояса Северного полушария — плаун булавовидный. Это вечнозеленое многолетнее травянистое растение с ползучим стеблем, достигающим 3 м длины. Стебель покрыт мелкими линейно-ланцетными листьями. Прикрепляется к земле боковыми корнями, внешне похожими на придаточные корни, живущими 2—5 лет. От ползучего стебля отходят невысокие вертикальные боковые побеги с дихотомическим ветвлением. На концах боковых побегов расположены спороносные колоски. Колосок состоит из споролистиков (спорофилл), в основании которых находится спорангий со спорами. Споры имеют трехгранную форму. Снаружи они покрыты сетчатым рисунком в результате утолщений стенок спор. При прорастании спор очень медленно (до 18 лет) развиваются обоеполые заростки. Заросток представляет собой беловатый клубенек диаметром до 2 см. На заростке формируются антеридии и архегоний. После оплодотворения из зиготы развивается молодой спорофит — бесполое поколение, на котором впоследствии образуются споры.

Споры плауна используют в медицине для обсыпки пилюль и в качестве детской присыпки. В большом количестве они представляют собой светло-желтый порошок, бархатистый, жирный на ощупь. Этот порошок предотвращает склеивание пилюль. Таким порошком раньше в металлургической промышленности обсыпали формы при выплавке чугуна.

Собирать колоски со спорами нужно очень осторожно, не повреждая самого растения, особенно корневую систему, так как растение восстанавливается очень медленно

Некоторые плауны ядовиты (баранец обыкновенный).

Класс Полушниковые включает разноспоровые травянистые растения.

Отдел Плауновидные – Lycopodiophyta

У некоторых видов в проводящей ткани есть сосуды. Из современно живущих полушниковых в классе два порядка: Селагинелловые и Полушниковые.

В порядке Селагинелловые одно семейство Селагинелловые с одним родом селагинелла. Большинство видов мелких размеров — 5—15 см, с нежными стелющимися побегами, произрастают под пологом влажных лесов, образуя зеленые подушки, похожие на моховые. Встречаются формы с лазающим и вьющимся побегами, достигающими в длину 20 м. Растения открытых сухих местообитаний имеют прямостоячий стебель от 20 см до 3 м в длину. У видов со стелющимся стеблем листья расположены в 4 ряда: более крупные листья в двух нижних рядах, а мелкие в двух верхних. Прикрепляются к почве с помощью тонких дихотомически разветвленнных корней, которые образуются на особых органах — ризофорах (корненосцах). У прямостоячих селагинелл листья мелкие (0,5 — 5 мм длины), спирально расположенные по стеблю. Мозаика листьев позволяет лучше улавливать свет. Некоторые селагинеллы — эпифитные растения.

Селагинеллы — разноспоровые травянистые растения. При бесполом размножении микро- и макроспоры возникают в микроспорангиях на микро- и мегаспорофиллах, в большинстве случаев расположенных на одном стробиле в форме колоска. Колосок может занимать различное положение. Прорастание микро- и макроспор начинается внутри спорангиев. При прорастании микроспоры образуется сильно редуцированный заросток. При первом делении появляются две неравноценные клетки: маленькая — проталлиальная (остаток вегетативного тела заростка), большая — антеридиальная. Антеридиальная клетка дает начало анте­ридию, где формируются многочисленные двужгутиковые сперматозоиды. К моменту созревания клетки стенки антеридия и проталлиальной клетки расплываются, и сперматозоиды плавают в общей массе цитоплазмы. Это и будет мужской гаметофит, похожий на пылинку семенных растений. Из мегаспор развиваются женские заростки. Ткань заростка многоклеточная, и после разрыва оболочки мегаспоры заросток выпячивается наружу, его клетки зеленеют и на нем образуются ризоиды. У некоторых видов этот заросток может выпасть наружу, попасть при благоприятных усло­виях на почву и прикрепиться к ней с помощью ризоидов. Ризоиды выполняют функцию поглощения воды, необходимой для оплодотворения. В данном случае женский заросток питается само­стоятельно. У других видов женский гаметофит остается на мегаспоре, и тогда ризоиды выполняют функцию улавливания пыли­нок; в этом случае женский гаметофит живет за счет материнского растения. В обоих случаях после оплодотворения яйцеклетки развивается зародыш, который состоит из стебелька, листочков и ризофора, на котором впоследствии образуются корни. Сформировавшийся зародыш переходит к самостоятельной жизни.

В порядок Полушниковые — входит одно семейство Полушниковые с единственным родом полушник, представленным примерно 70 видами. Это многолетние травянистые растения с утолщенным прямостоячим стеблем и розеткой линейных шиловидных цилиндрических листьев. У основания стебля находится ризофор, от которого отходят корни. На верхней поверхности в основании листьев расположены многочисленные микро- и мегаспорангии. Гаметофит у полушни-ковых еще более редуцирован, чем у селагинелловых.

Виды полушниковых встречаются в чистых олиготрофных озерах и по опресненным мелководьям морей, поэтому могут относиться к индикаторам чистой воды.

Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 754;

Плауновидные растения: виды, внешние характеристики, где произрастают

Одна из самых древнейших групп папоротниковидных — это и есть плауновидные растения, которые по-другому называются плауны. Они представляют из себя зачастую вечнозеленые, многолетние растения. Все виды плаунов строго охраняются, так как считаются вымирающими. Но несмотря на это, встретить такие травы можно на территории практически всего земного шара, так как они неприхотливы к каким-либо факторам окружающей среды и могут произрастать практически в любом месте.

  • Виды плауновидных растений
  • Внешний вид плауновидных растений
  • Где они произрастают?

Виды плауновидных растений

К плауновидным относится несколько групп растений, о которых далее пойдет речь.

Эта статья помогла многим огородникам перестать надрываться на своем участке и при этом получать щедрый урожай

Никогда бы не подумала, что для того, чтобы получить лучший урожай на своем приусадебном участке за всю свою «дачную карьеру», мне и нужно-то, всего-навсего, перестать надрываться на грядках и довериться природе. Сколько себя помню, каждое лето я проводила на даче. Сначала на родительской, а потом мы с мужем купили свою. С ранней весны и до поздней осени все свободное время уходило на посадку, прополку, подвязку, обрезку, полив, сбор урожая и, наконец, на консервацию и попытки сохранить урожай до следующего года. И так по кругу.

Полушники — они могут расти под водой, что характерно только для этого вида данной категории, или же быть частично погруженными в нее. По внешним признакам они больше всего напоминают злаковые, хотя никак к ним не относятся.

Селагинеллы — всего существует больше 600 видов, которые главным образом произрастают в тропиках. Больше такие растения похожи на мох, за счет мелких листков. Также встречаются селагинеллы, которые дают исключительно вертикальные побеги, но одновременно являются ползучими.

Плауны — непосредственно, наиболее распространенный вид, обладающий всеми характерными особенностями плауновидных растений. Это выражено как во внешних признаках, так и в местах произрастания. Именно такие травы считаются главнейшими представителями этого класса.

Необходимо также отметить, что плауны — это растения, которые являются споровыми, то есть размножаются прежде всего посредством спор и относятся к высшим. Соответственно, они не образуют семян или плодов, что усложняет процесс их искусственного взращивания. Все виды плауновидных в целом похожи между собой, и отличить их от других растений достаточно легко, особенно зная общую картину внешнего вида этого класса.

Внешний вид плауновидных растений

Внешний вид плауновидных главным образом зависит от места их произрастания и конкретной группы. Как уже было сказано выше, их существует несколько, и встретить такие растения можно практически в любой точке земного шара.

В любом случае, рассматривая внешние характеристики, необходимо начать с самой обширной группы — плаунов. Именно они больше всего похожи на мхи, обладают мелкими и простыми листьями. Иногда также встречаются чешуйчатые или игловидные плауны, так что эта группа действительно очень обширна и включает в себя множество различных трав.Для них характерны стебли прямостоячие, иногда ползучие или приподнимающиеся. Плауны могут “забираться” на деревья благодаря воздушным корням. Также у немногих видов отмечается наличие некрупных веток, которые содержат обычно от одного до четырех мелких листочков. Такие веточки называют выводковыми почками, и они являются единственными органами вегетативного размножения у плауновидных, так как отделяются от стебля и, попадая на землю, могут произрасти.

Далее следуют полушники. Это травянистые растения, небольшие по размеру, обладающие прикорневыми листьями. На самом деле, все полушники очень похожи между собой, и при этом напоминают злаковые. Листья зеленого или темно-зеленого цвета, длинные, с небольшими шероховатостями. Если полушник произрастает не в воде, а на суше (такое бывает только в хорошо увлажненных местах, то есть около воды), то исключительно зарослями.

Некоторые растения имеют белый цвет у самого основания корня, который потом резко переходит в зеленый.

Селагинеллы отличаются толстым стеблем, покрытым мелкими, плоскими листочками. Также они бывают ползучие, и в таком случае дают вертикальные побеги, которые ветвятся и из-за этого становятся похожи на вайи папоротников. Важно! Если селагинеллам не хватает воды, то они впадают в состояние, похожее на спячку, и при этом скручиваются в клубке.

В целом, все плауновидные по внешнему виду можно описать следующим образом: вечнозеленые, обладающие некрупными, простыми листочками, небольшие по размеру. Обладают приподнимающимися или ползучими стеблями, из-за чего особенно напоминают мхи, особенно, учитывая тот факт, что плауны зачастую можно встретить на деревьях.

Некоторые особенности той или иной группы особо не меняют общей картины, так что при поиске плауновидных следует ориентироваться именно на данные параметры. Кроме того, важно учитывать, что, в отличие от мхов, практически все плауны обладают стеблем.

Где они произрастают?

Плауновидные можно встретить как в тропиках, так и на территории нашей родины. Конкретно в России, различные виды плаунов произрастают чаще всего в лесах, чаще всего в хвойных, куда реже в смешанных. Они растут небольшими зарослями, но иногда и отдельно друг от друга. Если говорить конкретнее, в каких именно городах плауновидные распространены, то необходимо в первую очередь выделить:

  • Урал, особенно южная его часть
  • Алтайский край
  • Ярославль
  • Москва
  • Владимир
  • Ивановск

Это не все города, и в целом, ориентироваться нужно на северную половину европейской части, где зачастую и встречаются плауны. Важно! Полушники встречаются только в чистейшей воде, и никак иначе. Данный класс растений никогда не растет в загрязненных водах, зато его зачастую можно обнаружить в кристальных озерах.

Кроме того, плауновидные произрастают на территориях Атлантической и Средней Европы, Северной Америки и Скандинавии. Что касается конкретно селагинелл, то этот класс предпочитает более теплые климатические условия, и из-за этого чаще всего его возможно обнаружить в тропиках.

Ко всему вышеописанному нужно добавить, что абсолютно все виды плаунов занесены в Красную книгу России, так как по мнению ученых находятся на грани вымирания. Особенно на данный момент страдает класс полушники.

Итак, плауновидные — это растения, которые встречаются очень часто. Они относятся к споровым и входят в отдел высших. По внешним характеристикам больше всего напоминают мхи.

Видео о папоротнике, прекрасном представителе плауновидных:

Плауновидные растения: виды, внешние характеристики, где произрастают

Плауновидные схожи со мхами своими ползучими или приподнимающимися стеблями, которые покрыты маленькими спирально расположенными листочками, но плауны являются настоящими сосудистыми растениями (эволюционно более продвинутыми). Наличие сосудистой ткани, проводящей воду и питательные вещества, а также настоящих корней сближает плауновидные с папоротниковидными и семенными растениями.

Плауновидные образовали свой особый мир, развивший многочисленные (параллельные остальным папоротникообразным) формы. Изначально они были, по-видимому, травянистыми растениями с расположенными на верхней стороне боковых листьев-энациев спорангиями. Так выглядят и некоторые современные плауны, например, Плаун-баранец (Huperzia selago). Другие развили специализированные спороносные колоски, как у плауна годичного и плауна булавовидного [1] .

Для представителей современных плауновидных характерно образование листьев, точнее листовидных органов (филлоидов) в виде выростов внешних тканей стебля (энациев), тонких и не имеющих своей проводящей системы. Такие формы растений принадлежат микрофильной линии эволюции [1] .

Споры образуются на верхней стороне листочков, называемых спорофиллами, которые обычно собраны в колоски или шишечки (стробилы) на концах вертикально поднимающихся побегов. Как и у папоротников, споры плауна образуют заростки с антеридиями и архегониями; после оплодотворения на заростках из зигот прорастают спорофиты, и цикл повторяется вновь.

Заросток у большинства плаунов подземный, бесформенный, а сперматозоиды — двужгутиковые, как у мохообразных и харовых водорослей.

Некоторые плауновидные (селагинеллы и полушники) образуют мужские и женские споры. Разноспоровость — это общая тенденция всех папоротникообразных, проявлявшаяся и у хвощей, и у папоротников, а у предков семенных растений достигшая вершины своего развития, выразившегося в образовании семени. Разноспоровые плауны также едва не достигли уровня семенных растений (у некоторых селагинелл и ископаемых полушников женская спора прорастает, не покидая спорангия), но, по-видимому, «опоздали» и не смогли дать начало семенным плауновидным [1] .

История

Многие данные указывают на то, что плауновидные, как и другие споровые растения, а также мхи, произошли от риниофитов (псилофитов) — группы древних вымерших наземных растений. Есть и другая точка зрения, согласно которой плауновидные, мхи и риниофиты имеют общее происхождение от ещё более древней группы растений. [2]

Систематика

В современной флоре плауновидные представлены тремя семействами и примерно 1200 видами [3] :8 , распространёнными по всему земному шару:

  • Lycopodiaceae — Плауновые,
  • Selaginellaceae — Селагинелловые,
  • Isoëtaceae — Полушниковые.

В некоторых классификациях из плауновых выделяют отдельное — четвёртое — семейство Huperziaceae — Баранцовые [4] .

Баранцовые

В семейство Баранцовые (Huperziaceae) включают три рода:

  • Huperzia (умеренный пояс) — 10—15 видов.
  • Phlegmariurus (тропический пояс) — 300—350 видов.
  • Phylloglossum — монотипный, содержит единственный вид.

Часто баранцовые включаются в семейство Плауновые.

Плауновые

В семействе Плауновые (Lycopodiaceae) выделяют от 2 до 5 родов. Плауны отличаются от мхов настоящими корнями, стеблями и листьями. Стебель у плаунов обычно стелется по земле и образует вертикальные побеги со спороносными шишками на концах. В тропиках произрастают эпифитные плауны, которые свешиваются с ветвей деревьев красивой бахромой. Все споры у этих плауновидных одинаковы. Они прорастают в половое — гаметофитное — поколение, называемое заростком. На таком миниатюрном заростке после оплодотворения спермием яйцеклетки вновь образуется споровое растение (спорофит), сначала питающееся за счёт гаметофита, через некоторое время образующее корни и листья и начинающее самостоятельную жизнь. Этот цикл называется чередованием поколений.

Полушниковые

Семейство Полушниковые (Isoëtaceae) включает один род — Полушник (Isoëtes). Эти высокоспециализированые растения растут либо под водой, либо частично или временно погружёнными в неё. Своими листьями они запоминают злаки. Каждый лист представляет собой спорофилл, в утолщённое основание которого погружен спорангий. Полушник — единственное современное плауновидное с камбием, то есть содержит в стебле недифференцированные клетки, сохраняющие способность неограниченно долго делиться и обеспечивать прирост проводящих тканей. У ископаемых плауновидных камбий приводил к формированию массивных стволов.

Селагинелловые

В роде Селагинелла, единственном в семействе Селагинелловые (Selaginellaceae), примерно 600 видов, главным образом тропических. У некоторых стебель прямостоячий с мелкими листочками. Обычно листья расположены четырёхрядно: два ряда мелких спинных и два ряда более крупных и иной формы боковых. Ползучие побеги часто напоминают вайи папоротников. В засушливых областях побеги селагинелл при дефиците воды скручиваются в клубки, и растения впадают в криптобиоз, чтобы с наступлением влажного сезона снова развернуться и продолжить развитие. Селагинеллы образуют микроспоры и мегаспоры — это считается шагом к появлению семянности. Женский гаметофит развивается внутри оболочки мегаспоры, хорошо обеспечен накопленными ею питательными веществами и образует несколько архегониев. В конечном итоге он разрывает её оболочку, и происходит оплодотворение, требующее внешней капельно-жидкой влаги (дождя, росы). Микроспоры прорастают в крошечный мужской гаметофит с единственным антеридием, в котором формируются жгутиковые спермии. Важно то, что развитие и мужского, и женского заростков начинается почти до полного созревания, а иногда и заканчивается внутри спорангия.

Палеоботаника

В каменноугольном периоде, примерно 300 миллионов лет назад на Земле были широко распространены два ныне вымерших рода плауновидных:

Это были древовидные растения со стволами высотой до 46 м при диаметре 0,9—1,8 м. Они составляли обширные леса. Стволы и ветви этих деревьев ветвились дихотомически, то есть разделялись на вершине на два одинаковых побега. Некоторые виды образовывали шишки длиной до 90 см.

Красная книга

В Красную книгу России занесены четыре вида плауновидных. Все они — из рода Полушник ( Isoetes ):

  • Полушник азиатский ( Isoetes asiatica )
  • Полушник морской ( Isoetes maritima )
  • Полушник озёрный ( Isoetes lacustris ) [syn. Isoetes beringensis ]
  • Полушник щетинистый ( Isoetes setacea )

Плауны

Плауны – многолетние травянистые корневищные растения. Являются одними из самых древних высших растений. Это вечнозеленые растения, у которых отсутствует камбий и, соответственно, нет древесных форм. Часто обитают в хвойных лесах. Представители: плаун булавовидный, полушник озерный, селагинелла сибирская.

В данном отделе имеются водные растения, к примеру – род полушник. Отдельные виды плаунов обитают в тропических условиях и являются эпифитами – растениями, которые селятся на других растениях, но при этом не являются паразитами.

В пустынях в условиях засухи плауны рода селагинелла могут входить в состояние криптобиоза (от греч. kryptos – тайный, скрытый и bio – жизнь). Это состояние характеризуется обезвоживанием тканей и органов растения с целью вживания.

Строение плаунов

Рассмотрим плауны на примере типичного представителя – плауна булавовидного. Листья у плауна булавовидного расположены густо, покрывают стебель. Листья цельные, мелкие. Для стебля характерно дихотомическое ветвление, побег разделяется на надземную и подземную части, вглубь почвы от подземной части отходят придаточные корни.

Наиболее важной морфологической особенностью является наличие у плаунов микрофилл. Микрофилл представляет собой лист высших растений, образованный выростом стебля (энационный лист). Такой лист всегда имеет только одну жилку, маленькие размеры и простую форму. Листорасположение может быть супротивным, мутовчатым.

У класса плауновые, к которому относится плаун булавовидный, отсутствует аэренхима, крупные межклетники (полости) в тканях. Среди них нет водных растений.

На рисунке имеется новый термин “ризофор”. Ризофор – корневая подставка, орган, образующийся на стеблях у некоторых растений. Ризофоры имеют вид длинных тонких корней, которые, достигая земли, образуют придаточные корни.

На поверхности спорофилла (фертильного листа) находятся спорангии. Спорофилл может располагаться среди обычных (стерильных) листьев, либо несколько спорофиллов могут объединяться вместе: такая структура называется стробила. Стробила представляет собой спороносный побег, ограниченный в росте.

Гаметофиты плауна булавовидного значительно упрощены, представляют собой фотосинтезирующие или бесцветные (вступающие в симбиоз с грибом) образования. Антеридии могут развиваться на одном гаметофите с архегониями, могут и располагаться отдельно на разных гаметофитах.

Жизненный цикл плауна

На спорофите материнские клетки (2n) внутри спорангиев, расположенных на спорофиллах (которые собраны в стробилы) делятся мейозом. В результате деления мейозом из материнских клеток (2n) получаются гаплоидные споры (n). С течением времени стенка спорангия разрывается, и споры рассеиваются во внешнюю среду, где из них прорастает заросток – гаметофит (n) с ризоидами, на котором расположены мужские половые органы – антеридии, и женские – архегонии.

Мужской гаметофит называется микрогаметофитом, а женский гаметофит – макрогаметофитом. Особенно необычно, что гаметофиты развиваются под оболочками спор. Только после созревания микрогаметофит и макрогаметофит разрывают оболочку споры. Из антеридия во внешнюю среду выходит сперматозоид.

Значение плаунов

Плаун применяется в гомеопатии при некоторых болезнях желудочно-кишечного тракта и нарушениях метаболизма (обмена веществ). Используется в фармацевтической практике для предотвращения слипания пилюль. Из плауна изготавливают детскую присыпку.

Многие плауны содержат в составе ядовитые вещества из-за чего не поедаются животными. Отдельные виды содержат парализующий яд, сходный по механизму действия с ядом кураре, который блокирует ацетилхолиновые никотиновые рецепторы поперечно-полосатых мышц, вследствие чего дыхательные движения диафрагмы прекращаются и наступает смерть от удушья.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. 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.

Читайте также:  Красная молния в саду или императа цилиндрическая
Добавить комментарий