Особенности отдела Хвощеобразные, значение хвощей в природе

Особенности отдела Хвощеобразные

Определение и общая характеристика Хвощеобразных

Отдел Хвощеобразные или Equisetophyta включает высшие споровые растения, почти все из которых существовали в позднем девоне и карбоне. В том время господствующее место в лесах занимали древовидные и травянистые формы — наравне с древними плаунами и папоротниками. Древовидные формы хвощеобразных исчезли в конце каменноугольного и начале пермского периодов. Среди вымерших представителей отдела — многие деревья (каламиты), кусты (каламофиты, клинолисты), некоторые травы.

Существующие 30 видов можно встретить практически по всей планете, кроме Австралии и Новой Зеландии.

Сегодня отдел представляют только многолетние травянистые растения с хорошо развитыми подземными стеблями — корневищами. От корневища отходят придаточные корни. У видов умеренной зоны надземная часть стебля может достигать 0,5-1 метр. Стебли тропических видов намного длиннее.

Стебли различной длины продольно-бороздчатые, расчленены на узлы и пустотелые междоузлия. В узлах находятся веточки (размещены кольчато). Как и стебель, их покрывают мелкие чешуевидные и бесхлорофильные листочки (они размещаются мутовками).

Подземная часть растений представляет собой хорошо развитое корневище с придаточными корнями. Спороносные колоски, расположенные на верхушках побегов — органы спороношения.

У хвощеобразных гаметофит или заросток может быть одно- или двуполым, имеет зеленый цвет и очень мелкий. Его размеры не превышают нескольких миллиметров. Оплодотворение происходит только в том случае, если на поверхности гаметофита есть вода.

Зигота дает начало бесполому поколению — спорофиту, который доминирует в жизненном цикле хвоща.

Отдел Хвощеобразные включает 3 класса:

1. Гиениевидные. Это вымерший класс.
2. Клинолистовидные. Тоже вымерли.
3. Хвощевидные.

Строение и цикл развития хвоща

Хвощ полевой является многолетним травянистым растением, достигающим в высоту 40 см. Он встречается на полях, вдоль речных берегов, а также на лугах и опушках.

Довольно интересно строение хвоща полевого. Мощное, членистое и разветвленное корневище — подземная часть растения. Как правило, оно залегает глубоко в почве. На корневище имеются клубни, которые представляют собой укороченные боковые побеги — это место накопления крахмала.

Есть предположения, что в древние времена клубни корневищ хвоща могли использоваться в качестве пищи. Раскопки древних захоронений демонстрируют наполненные клубнями хвоща сосуды.

Есть 2 типа надземных побегов полевого хвоща:

1. Весенние. Они розовато-бурые, неразветвленные, спороносные. Их развитие происходит за счет накопленных в корневище питательных веществ.
2. Летние. Они зеленые, ветвистые, ребристые и шероховатые. Они отличаются тем, что пропитаны солями кремниевой кислоты.

Образование весенних побегов происходит ранней весной. На побегах образуются кольчато расположенные и сросшиеся влагалищами листочки со спороносными колосками на верхушке. Колоски появляются в апреле-мае: они состоят из оси, с прикрепленными к ней при помощи шестигранных щитков короткими ножками.

Вокруг ножки щитка находятся 6-8 мешкообразных спорангиев, которые заполнены спорами. Сами споры имеют шарообразную форму, темно-зеленый оттенок и три оболочки. По окончании полного созревания, происходит разрыв внешней оболочки по спирали на две ленты: элатеры.

В сухом состоянии элатеры оттопырены, а когда влажность увеличивается, то они скручиваются вокруг спор. После того, как споры высыпаются, весенние побеги вянут и отмирают. На корневище появляются летние фотосинтезирующие побеги.

Внешне все споры кажутся одинаковыми, но они различаются физиологически. Одни споры дают мужские гаметофиты (заростки), а другие — женские. Мужские и женские заростки находятся рядом, так как сцепленные элатерами споры распространяются группами. Они представляют собой зеленые рассеченные пластинки, которые с помощью ризоидов прикрепляются к земле.

Архегонии развиваются в выемках между лопастями. На мужских заростках происходит образование антеридий: в них формируется множество многожгутиковых сперматозоидов. Процесс оплодотворения возможен только при наличии воды. Гибель мужских заростков происходит после выхода гамет. Женские же заростки питают зародыш до тех пор, пока его собственные вегетативные органы не начнут функционировать. Со временем зародыш превращается в новое растение хвоща. Так выглядит жизненный цикл хвощей.

Отметим, что хвощ полевой прекрасно размножается при помощи вегетативного способа (частями корневища), что делает его злостным сорняком.

Значение хвощей в природе

Какого-либо значения в природе хвощи не имеют.

В качестве кормового растения для домашних и диких животных используются хвощ ветвистый, хвощ пестрый и хвощ зимующий.

Речной, болотный и полевой хвощи опасны для крупного рогатого скота, овец и лошадей, так как приводят к отравлению.

Практически все хвощи — сорняки на полях и пастбищах. Это обусловлено способностью к вегетативному размножению при помощи корневища.

У хвощей жесткие стебли, которые удобно использовать, чтобы чистить металлическую посуду и полировать дерево.

Хвощ полевой является лекарственным растением, хорошим мочегонным и кровоостанавливающим средством.