Презентация на тему "плауны". Плаун: виды, описание, размножение, значение в природе Чем плауны отличаются от хвощей

Среди сотен растений, произрастающих на нашей планете, есть высокие исполины, есть необычайные красавцы, которыми все любуются, а есть совсем неприметные, скромно расстилающиеся по земле. Мало кто замечает их у себя под ногами. Но среди таких растений есть уникальные и очень полезные виды. Плаун - один из них. Эти растения появились задолго до динозавров, но тогда они были высотой с многоэтажный дом. Сегодня плауны могут вытягиваться вверх всего на 30-50 см, зато в длину их стебли достигают 50 м и более. Что они собой представляют? Как живут? Какую пользу приносят?

Этимология названия

В русском языке нарекли растение плауном за особенность разрастания. Его стебли, стелющиеся по земле, постоянно дают прирост, продвигаясь все дальше от исходной точки. При этом старая часть постепенно отмирает и засыхает, а молодые стебли растут дальше. Создается впечатление, что растение перетекает из одного места в другое. В ученом мире его имя - ликоподиум, что с греческого можно перевести как «волчья лапа». В разных регионах народ называет его гончаром и буланом (потому что плауны используются в металлургии), зеленцом (так как он зимой и летом зеленый), топтунцом (так как он стелется под ногами), колдунником (потому что ему приписываются магические свойства).

Ареал распространения

Это растение является космополитом. Различные виды плаунов можно увидеть на всех континентах. Только в Антарктиде пока их нет. Эти скромные растения отлично себя чувствуют и в морозной Арктике, и в знойных тропиках. Есть они в умеренном поясе, в тундре, в Западной и Восточной Сибири, в Средиземноморье, на Дальнем Востоке, во многих штатах Америки (Иллинойс, Кентукки, Айова), в Новой Зеландии, в предгорьях Кордильер, в лесах Европы, в Скандинавии.

В природе плауны предпочитают хвойные леса, в основном сосновые, так как в них больше света. Однако встретить их можно и в лиственных массивах, на равнинах и в предгорьях, в субальпийском поясе и в горно-лесном. Нередко их наблюдают на высоте более 2000 метров.

Общее описание

Все представители плаунов являются членами семейства Плауновые. Это вечнозеленые многолетние растения, образующие споры. Более известными среди подобных растительных форм являются папоротники, цветок которых так мечтали отыскать в прежние времена отчаянные романтики. Теперь мы знаем, что споровые растения не цветут. Это в полной мере относится и к плаунам.

Внешний вид различных его видов может несколько варьироваться, но в целом можно сказать, что все они образуют стебли, стелющиеся по земле и простирающиеся довольно далеко от материнского корня. На всей длине стебля плауны образуют боковые побеги, которые некоторые люди называют веточками. Они растут вертикально вверх. В высоту «веточки» бывают разные (от 15 до 50 см). Также на стеблях с определенными промежутками образуются корни.

Листья у разных видов плаунов отличаются. У одних они напоминают зеленые чешуйки, у других - неколючие шипы, у третьих - мелкие иголочки (как у елей, только мягкие и нежные). Есть виды с линейными листочками, с ланцетными, с плоскими, с цилиндрическими.

Многие плауны ядовиты, поэтому обращаться с ними нужно осторожно.

«Ведьмины круги»

Корневая система у плаунов развита хорошо, но мощной ее назвать нельзя. У большинства видов имеется 2-4 основных корня, редко превышающих 50 см в длину. От них, а также от основания стебля отходят 11-12 тонких корешков.

Большинство представителей плаунов растут таким образом, что от материнского корня перемещаются в какую-либо одну сторону сплошным зеленым ковром. Но есть и такие виды, которые разрастаются в разные стороны, оставляя материнский корень в центре. Срок жизни отросших частей растения составляет около пяти лет, после чего они умирают и засыхают.

Если плаун растет во все стороны, отмирание начинается в центре такой зеленой полянки. Постепенно сухое пятно увеличивается в диаметре, образуя своеобразный круг. В его центре можно видеть землю и мертвые стебли, а по окружности - полные жизни зеленые побеги. Раньше люди верили, что в месте таких кругов из земли выходят на поверхность злые силы, и старались обходить их десятой дорогой. Народ окрестил их «ведьмиными кругами» (кольцами), а плаун - колдунником. Заметим, что такие же мистические круги образуют многие грибы - говорушки, мухоморы, шампиньоны, сморчки. В диаметре они могут достигать от 40 до 200 метров.

Плаун булавовидный

На сегодняшний день описано 70 видов плаунов (по другим источникам - около 600). Из них в России произрастает около 20 видов. Самый широко распространенный - плаун булавовидный, гаметофит которого развивается до 20 лет. Напомним, что гаметофитом называется многоклеточная фаза некоторых растений, образующая половые клетки.

Булавовидным плаун назвали, потому что на концах его побегов имеется утолщения, по форме напоминающее булаву. Они особенно хорошо заметны в период покоя (зимой). Булавовидный плаун имеет сильно ветвящиеся стебли, на которых растут вертикальные побеги высотой до полуметра. Листья у представителей этого вида мелкие игольчатые, что придает его побегам сходство с веточками ели. Спороносные колоски располагаются на концах побегов на очень тонких ножках. На солнце споры созревают в июле, а в тени - ближе к сентябрю.

Плаун баранец

Этот очень зимостойкий вид распространен практически на всей территории РФ (за исключением Крыма). Стебель у него лежачий. От него вверх может подниматься сразу несколько побегов, густо покрытых жесткими многорядными листьями. Они узкие, заостренные, направлены вверх. Годовой прирост у баранца очень небольшой - всего до 4 см. Спороносных колосков он не образует. Его споры располагаются прямо в пазухах листьев. У некоторых растений их заменяют живородящие почки.

Плаун сплющенный

Это растение также можно увидеть на всей территории России. Боковые побеги данного вида плауна немного напоминают веточки туи. От стебля они разрастаются веером, причем все побеги располагаются в одной плоскости. Листья у него заостренные на конце, имеют чешуевидную форму. На концах некоторых побегов образуется по 3-4 спороносных колоска. Особенностью этого вида является то, что его стебли залегают в земле на глубине до 15 см, что делает их похожими на настоящие корни.

Плаун годичный

Это растение встречается в Предкавказье, в Восточной и Западной Сибири, в Закавказье, в Арктике, в европейской части России, на Дальнем Востоке. Данный вид плауна предпочитает мшистые сырые леса, заболоченные березняки, а в горной местности поднимается до верхнего пояса.

От его стелющегося и хорошо укореняющегося стебля отходят вверх побеги высотой 10-30 см. Они покрыты игольчатыми листочками, плоскими, заостренными, немного изогнутыми вниз.

Плаун темный (тусклый)

Внешне это растение очень похоже на малюсенькие елочки, так как его стебли прячутся в земле, а на поверхности видны лишь одиночные боковые побеги. Каждый такой «стебелек» поднимается вверх на 30-40 см. Его венчает один спороносный колосок, отдаленно напоминающий соцветия некоторых хвойных. От него отходят в стороны, словно веточки, более тонкие побеги, покрытые игольчатыми листьями. В России этот вид встречается на Дальнем Востоке.

Размножение плаунов

Поскольку эти растения цветов не образуют, они выработали другие методы размножения, позволившие им дожить до наших дней и превосходно себя чувствовать, несмотря на обилие более высокоорганизованных покрытосеменных по соседству. Плауны и хвощи являются очень древними сосудистыми растениями, размножающимися спорами. Кроме того, они способны размножаться вегетативно - кусками стеблей и живородящими почками, которые, попав на влажную землю, образуют корешки и дают жизнь новой особи.

Размножение спорами называется половым. Заметим, что для описания этого процесса у спороносных растений, включая плауны, используются несколько сложные для далекого от биологии человека термины. Рассмотрим, что они означают:

• Стробилы (для простоты их называют споровыми колосками) - трансформированные побеги, на которых расположены спорангии.
• Спорангии - органы, продуцирующие споры.
• Гаметы - клетки, принимающие участие в половом размножении.
• Спорофит - растение, которое продуцирует споры.
• Гаметофит - гаплоидная фаза, вырабатываются гаметы. В этой фазе образуется много клеток, но все они имеют одинаковый (гаплоидный) набор хромосом. Проще говоря, гаметофит - это растение, которое образует половые клетки.
• Антеридии - мужские клетки (содержат сперматозоиды).
• Архегонии - женские клетки (содержат яйцеклетки).

Теперь можно легко понять, как же происходит половое размножение плаунов. На первом этапе все они являются спорофитами. При этом на многих вертикальных побегах плаунов образуются стробилы, содержащие в себе множество спорангий. В них созревают сотни тысяч микроскопических спор. У большинства видов они имеют круглую форму и покрыты двумя оболочками.

Когда спорангии лопаются, необычайно легкие споры разлетаются вокруг и в какой-то момент падают на землю. При благоприятных условиях они прорастают. Невероятно медленно из каждой развивается малюсенькое растение - гаметофит. Многим видам плаунов для этого требуется 20 лет!

Гаметофиты похожи на небольшие грибочки с диаметром шляпки до 30 мм. У них есть ризоиды (нитевидные отростки, выполняющие функции корней), но нет листьев и стеблей.

Для споровых растений очень важно, что в гаметофитах одновременно имеются и архегонии, и антеридии, которые постепенно созревают. Когда они становятся готовыми к слиянию, архегонии выделяют лимонную кислоту. Ученые предполагают, что это вещество активирует движение к ним сперматозоидов. Большинству плаунов, чтобы антеридии достигли цели, требуется минимальное количество воды. При слиянии образуется зародыш - маленький спорофит. Сперва он существует за счет питательных веществ гаметофита, но вскоре пускает корешки и начинает самостоятельную долгую жизнь.

Значение плаунов

Эти скромные растения, поскольку они являются ядовитыми, животные не едят. Лакомиться ими могут лишь слизни да улитки. Однако для человека плауны необычайно важны. Практически все виды, произрастающие в России, используются в медицине. Особенно широкое применение нашел плаун булавовидный. В этом растении обнаружено около двух десятков полезных веществ, среди которых жирное масло (до 50 %), алкалоиды, каротин, лютеин, стероиды, липиды, жирные кислоты, никотин, фенилкарбоновые кислоты, сахароза, углеводы и другие.

В официальной медицине используются споры плаунов. Из них делают детскую присыпку, ими пересыпают таблетки, они входят в состав препарата «Акофит» (применяется при радикулите).

Народные лекари используют споры, стебли и боковые побеги плаунов. С помощью этих растений лечат более пятидесяти заболеваний внутренних органов, кожи, нервной системы, включая энурез, гастрит, нефрит, цистит, диарею, подагру, экзему, диатез, варикоз, гипертонию, подагру, геморрой, пневмонию, рахит и многие другие.

В металлургии также используются споры плаунов. Ими пересыпают формы при фасонном литье.

Пиротехники применяют споры для изготовления бенгальских огней, всевозможных фейерверков.

Нашли применение споры и в ветеринарии как ранозаживляющее, противовоспалительное, антисептическое средство.

Заготавливают споры во второй половине лета. Для этого очень аккуратно срезают стробилы и складывают их в матерчатый мешок. Дома споры вытряхивают и просушивают в месте, где нет ни малейшего ветерка или сквозняка.

Плауновидные, Хвощевидные, папоротникообразные. Среда обитания. Приспособительные черты строения и процессов жизнедеятельности. Значение высших споровых растений в природе.

Отдел плауновидные. Общая характеристика

Современные плауновидные — потомки древнейших высших споровых растений, у которых в жизненном цикле преобладает неполовое поколения, т.е. спорофит. Листостебловые, зеленые, хорошо развитые особи плаунов, имеющих корневую систему, образованную дополнительными корнями, — это и есть спорофиты.

Плауновидные, в основном, вымерли еще в карбоне палеозойской эры. Это были могучие деревья и кусты, они сыграли важную роль в образовании залежей каменного угля (лепидодендроны, сигилярии и др.).

Современные плаунообразные — исключительно травянистые растения, преимущественно многолетние, с ползучим стеблем вилчасто ветвится, и со спирально расположенными на нем мелкими листьями. Некоторые направлены вверх побеги на верхушках имеют спороносные колоски, образованные видоизмененными листочками — чешуйками, с их верхней стороны расположены спорангии.

Плауны разделяют на ривноспорови и ризноспорови. Ризноспорови (например, плаунець-селягинела) имеют микроспоры и мегаспоры — разные по размеру и качеству, из них вырастают разнополые гаметофиты (половое поколение) — это двудомные растения. Ривноспорови — однодомные. С однодомных в лесах распространен плаун булавовидный.

Спорофит плауна — зеленое растение типичного строения плаунов. Гаметофит (или как его еще называют — заросток) развивается под землей, он бурого цвета, не фотосинтезирует, питается гетеротрофно, живет в содружестве с грибами в течение 15-18 лет. Вот почему в плаунов хорошо развито вегетативное размножение. В двудомных плаунов заростки развиваются под оболочкой споры за счет ее питательных веществ в течение нескольких недель.

Современные плаунообразные насчитывают около 1300 видов. Встречаются они и в умеренной зоне, и в тропиках. Роль плауновидные сегодня невелика. Споры плаунов, которые имеют 50% невысыхающим масла, используют в фармакологии (как детскую присыпку), в металлургии при изящном литье (осыпают стенки формочек) и в пиротехнике (для фейерверка). Непревзойденное значение древних плаунов как образователями угля. Современные плауны в России — редкие растения, они занесены в Красную книгу.

Отдел Хвощевидные

Современные виды хвощей — это многолетние травянистые растения, их более 30 и объединены они в один род — Хвощ. Среди древних вымерших растений были деревья и кусты — все они сыграли важную роль в образовании каменного угля.

Хвощевидные имеют общие черты с плауновидные, но есть и видминности.Сучасни Хвощевидные не играют значительной роли в природе, хотя и распространены на всех материках, исключая Австралию. Их можно встретить во влажных лесах, на болотах и лугах.

Известная многим растение хвощ полевой (в народе — полевая сосенка) растет на кислых почвах и является сорняком. Но это растение используют в медицине как мочегонное и кровоостанавливающее средство. Древние, вымершие хвощи имеют важное значение, поскольку вместе с другими растениями образовали залежи угля.

Отдел Папоротникообразные

Папоротникообразные, которые появились более 400 млн лет назад, — самый отдел среди высших споровых растений по числу видов (около 10 тыс.). Папоротники умеренной зоны — многолетние травянистые растения с крупными рассеченными (иногда цельными) листьями, отходящими от подземного видоизмененного побега — корневища. В почву от корневища отходят придаточные корни.

Молодые листья равликоподибно закручены, листок нарастает верхушкой и в процессе роста раскручивается. Так выглядят особи спорофита. На нижней стороне листовой пластинки расположены бурые холмы — кучки спорангиев, покрытых особым покрывальцем.

При созревании спорангии лопаются по кольцу (своеобразный образование, помогает рассеиванию спор) и споры рассеиваются. В благоприятных условиях из споры вырастает гаметофит (заросток). Есть ривноспорови папоротника.

Ривноспорови имеют однодомные гаметофиты, ризноспорови — двудомные гаметофиты. В лесной растения щитника мужской гаметофит однодомные, сердцевидной формы с ризоидами, образует женские и мужские половые органы, в них — половые клетки. Для оплодотворения обязательно нужна вода. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) образуется зародыш, который прорастает в новую зеленое растение — спорофит.

В лесах России встречается еще папоротник-орляк, безщитник женский т.д., в реках — водяной папоротник-сальвиния плавучая. Папоротники встречаются практически на всех континентах. Но больше всего их видовое разнообразие в тропических лесах: там есть травянистые формы, древовидные, маны (имеют вьющиеся стебли) и другие.

Расцвет папоротникообразных приходится на вторую половину палеозоя, а в конце эры большинство их вымерла, образовав с растениями других отделов большие запасы каменного угля. В Украине это Донецкий каменноугольный бассейн. Каменный уголь применяют как топливо, из него добывают горючий газ, используется как сырье для производства пластмасс, красок, лекарств.

31. Плауновидные, хвощевидные – высшие споровые растения: строение тела, размножение, местообитание.

Плауновидные - самая древняя группа современных высших растений, ископаемые остатки растений рода плаун (Lycopodium) 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 (рис. 175). Для оплодотворения яйцеклетки необходима водная среда.

Внутри отдела два класса: Плауновидные (Lycopodiopsida) и Полушниковые (Isoetopsida).

Отдел Хвощевидные - Equisetophyta

Ныне живущие хвощевидные, или членистые, представлены многолетними корневищными травами с мутовками бурых редуцированных бесцветных листьев (рис. 178). В прошлом, будучи гигантских размеров, вместе с древовидными папоротниками и лепидодендронами они составляли каменноугольные леса. В конце палеозоя в связи с изменением климата древесные формы вымерли, и в настоящее время в этой группе растений остался только один класс Хвощевые (Equisetopsida), один порыядок (Equisetales), одно семейство (Equisetaceae) с одним родом хвощ (Equisetum) , включающим 25 видов. 12 видов встречаются в России. Проводящая система представлена различными трахеидами и иногда сосудами. Во флоэме есть паренхима и ситовидные элементы. Листья чешуевидные, бурые или желтоватые. Функцию фотосинтеза выполняет зеленый стебель, на верхушке которого вырастает спороносный колосок. Стебли у хвощей умеренных широт не превышают 1 м, у представителей тропиков они достигают 10-12 м при толщине стебля 6 - 8 см.

В жизненном цикле спорофит преобладает над гаметофитом (рис. 178, Б) . Хвощ - равноспоровое растение. Для репродуктивных органов бесполого размножения характерны стробилы в виде колосков на верхушке стеблей. К оси стробил мутовками прикреплены спорангиофоры, которые представляют собой шестиугольные щитки. На внутренней стороне щитков находятся спорангии (рис. 178, 1, 2, 3 ). При созревании спор щитки подсыхают, разрываются и споры разлетаются. Созревшая спора одета двумя оболочками, а снаружи спирально обернута своеобразной лентой - элатерой , способной отгибаться и совершать гигроскопические движения. При подсыхании элатеры раскручиваются и сцепляются друг с другом, образуя своеобразные клубочки спор. Это способствует распространению спор и прорастанию заростков недалеко друг от друга. Заростки обоеполые, представляют собой пластинку, прикрепленную к почве ризоидами. Наверху пластинки формируются антеридии и архегонии. Многие виды хвощей проявляют физиологическую разноспоровость, иногда в связи с условиями произрастания, иногда она генетически заложена. После оплодотворения яйцеклетки многожгутиковым сперматозоидом в условиях капельно-водной среды из зиготы формируется зародыш, который имеет все зачаточные вегетативные органы. Корешком зародыш внедряется в почву и начинает самостоятельное существование.

Хвощи - сильно разветвленные корневищные растения, в узлах которых иногда развиваются богатые крахмалом клубеньки. От узлов корневища отходят многочисленные придаточные корни.

Хвощи - представители разных растительных сообществ земного шара, но произрастающие в местах достаточного или избыточного увлажнения. Самыми распространенными видами для средней полосы европейской части России являются хвощ полевой (Е. arvense) , хвощ лесной (Е. sylvaticum , рис. 179), хвощ болотный (Е. palustre) и др. Хвощ полевой - особо злостный сорняк, однако молодые побеги его используют в медицине как мочегонное средство. Отмершие остатки древних каменноугольных гигантов хвощевидных дали начало залежам каменного угля.

Плауновидные - один из наиболее древних отделов высших растений. В настоящее время представлены сравнительно небольшим числом родов и видов, участие которых в растительном покрове обычно незначительно. Многолетние травянистые растения, обычно вечнозеленые, напоминающие по внешнему виду зеленые мхи. Встречаются главным образом в лесах, особенно хвойных.

Насчитывают около 400 видов, но на территории России распространены всего 14 (плаун булавовидный, плаун-баранец, плаун двуострый).

Строение

Для плауновидных характерно наличие побегов со спирально, реже супротивно и мутовчато расположенными листьями. Подземные части побегов у одних плауновидных имеют вид типичного корневища с видоизмененными листьями и придаточными корнями, у других образуют своеобразный орган, несущий расположенные по спирали корни и называемый ризофором (корненосцем). Корни плауновидных придаточные.

Размножение и питание

Спорофиллы могут быть похожи на обычные вегетативные листья, иногда отличаются от них. Среди плауновидных есть равно- и разноспоровые растения. Гаметофиты равноспоровых подземные или полуподземные, мясистые, длиной 2-20 мм. Они обоеполые, сапрофиты или полусапрофиты, созревают в течение 1-15 лет. Гаметофиты разноспоровых однополые, незеленые, развиваются обычно в течение нескольких недель за счет питательных веществ, содержащихся в споре, и при созревании не выступают или слегка выступают наружу за пределы оболочки споры. Половые органы представлены антеридиями и архегониями: в первых развиваются дву- или многожгутиковые сперматозоиды, в архегониях - яйцеклетки. Оплодотворение происходит при наличии капельно-жидкой воды, из зиготы вырастает спорофит.

Спорофит плаунов - многолетнее вечно-зеленое растение. Стебель ползущий, ветвистый, дает вертикальные ветвистые побеги высотой около 25 см, густо покрыт листиками, похожими на удлиненные заостренные чешуйки. Вертикальные побеги оканчиваются спороносными колосками или верхушечными почками. На стержне спороносного колоска сидят спорофиллы со спорангиями на верхней стороне. Споры одинаковые, содержат до 50% невысыхающего масла, прорастают очень медленно. Гаметофит развивается в почве в симбиозе с грибом (микориза), который получая от сосудистого растения углеводы, аминокислоты и фитогормоны сам делает доступным для поглощения и всасывания растением воду и минеральные вещества, прежде всего соединения фосфора. Кроме того, гриб обеспечивает растение большей поверхностью всасывания, что особенно важно, когда оно растёт на бедной почве. Гаметофит развивается в течение 12-20 лет, имеет ризоиды, хлоропластов не имеет. Однако у некоторых видов он развивается на поверхности почвы, тогда в его клетках возникают хлоропласты.