Мхи и папоротники: к кому относятся и чем похожи
Мхи и папоротники относятся к высшим споровым растениям. Размножаются они спорами, а не семенами, и у них нет цветков. От водорослей их отличает тело, разделённое на органы и ткани, а ещё то, что они приспособлены к жизни на суше.
В школьной биологии к споровым относят четыре отдела:
- Моховидные (кукушкин лён, сфагнум, маршанция);
- Папоротниковидные (щитовник, орляк, кочедыжник);
- Плауновидные (плаун булавовидный);
- Хвощевидные (хвощ полевой).
Общее у всех споровых: в цикле развития чередуются бесполое поколение (спорофит) и половое (гаметофит), а для оплодотворения нужна вода. Сперматозоиды с жгутиками плывут к яйцеклетке в капле дождя или росы. Поэтому мхи и папоротники чаще растут во влажных местах: в лесу, на болоте, у воды.
От водорослей споровые отличаются органами и тканями, а от голосеменных и покрытосеменных тем, что у них нет семян. Про растения с семенами читай в теме голосеменные и покрытосеменные, а про их предков в теме водоросли.
Органы мхов и папоротников: корень, стебель, лист
У мха нет настоящего корня. Растение удерживают тонкие нити — ризоиды, они закрепляют его в почве и впитывают воду. Стебель с мелкими листьями у мха обычно тонкий. Сфагнум отличается тем, что его листья содержат мёртвые клетки, которые впитывают много воды, поэтому он образует торф на болотах.
У папоротника органы развиты сильнее:
- корневище — подземный видоизменённый побег, в нём откладываются запасы;
- придаточные корни, которые отходят от корневища;
- вайи — крупные перисторассечённые листья, которые растут верхушкой и сначала свёрнуты улиткой;
- сорусы — группы спорангиев на нижней стороне вайи, это коричневые бугорки.
Если в задании спрашивают про лист мха и папоротника, помни главное: у папоротника лист большой, с жилками, и на нём созревают споры. Лист мха мелкий, спорангии на нём не образуются. Они находятся в коробочке на ножке. Подробнее о том, как устроены корень, стебель и лист, написано в теме строение растений.
Размножение мхов и папоротников: споры и смена поколений
Спора — это одна клетка с одинарным набором хромосом (n). Она образуется мейозом в спорангии. Из споры вырастает гаметофит, на нём формируются половые клетки (митозом), после оплодотворения образуется зигота (2n), и из неё развивается спорофит.
У мхов и папоротников преобладают разные поколения:
- Мох. Зелёное листостебельное растение — это гаметофит (n). На нём находятся антеридии и архегонии. Спорофит — коробочка на ножке, он растёт на гаметофите и питается за его счёт. Из споры сначала вырастает зелёная нить — протонема, а из неё листостебельное растение.
- Папоротник. Взрослое растение с вайями — спорофит (2n). Споры из сорусов прорастают в заросток: это маленькая сердцевидная пластинка с ризоидами, на нижней стороне которой созревают антеридии и архегонии. После оплодотворения зигота делится, и из неё растёт новый спорофит.
Хвощи и плауны устроены похоже на папоротники: у них тоже преобладает спорофит. У хвоща весной появляются коричневые спороносные побеги, а позже летние зелёные. В клетках хвоща накапливается кремнезём. У плауна споры созревают в спороносных колосках — стробилах. Общую схему чередования поколений разбирает тема размножение и развитие организмов.
Как разобрать задание на цикл развития папоротника
Пример. Расположи этапы развития папоротника, начиная со взрослого растения: 1) созревание спор в спорангиях; 2) образование зиготы; 3) прорастание споры; 4) рост заростка; 5) появление антеридиев и архегониев; 6) молодой спорофит.
Шаг 1. Начинаем со взрослого спорофита. Его спорангии с созревшими спорами — этап 1.
Шаг 2. Споры попадают на влажную почву и прорастают — этап 3. Из споры вырастает заросток — этап 4.
Шаг 3. На заростке формируются антеридии и архегонии — этап 5. После встречи сперматозоида с яйцеклеткой образуется зигота — этап 2.
Шаг 4. Из зиготы развивается молодой спорофит — этап 6.
Ответ: 1, 3, 4, 5, 2, 6. Для проверки отметь набор хромосом: спорофит и зигота имеют 2n, а споры, заросток и гаметы — n. Хромосомный набор меняется дважды: при мейозе (2n → n) в спорангии и при оплодотворении (n → 2n).
Где ошибаются чаще всего
Путают, какое поколение преобладает. У мхов преобладает гаметофит, у папоротников, хвощей и плаунов спорофит. Спроси себя, что крупнее и зеленее: у мха это само растение, у папоротника это вайи.
Называют ризоиды корнями. У мха корней нет, только ризоиды. У папоротников есть настоящие придаточные корни, а у заростка снова ризоиды.
Ищут у папоротника цветок. Цветков у него нет, он размножается спорами. Поверье про цветок папоротника в ночь на Ивана Купалу — легенда, в биологии такого явления нет.
Путают мейоз и митоз. Споры образуются мейозом в спорангиях. Гаметы на гаметофите образуются митозом, потому что клетки гаметофита уже имеют набор n.
Называют коробочку мха отдельным растением. Это спорофит, который растёт на гаметофите.
Какие задания по мхам и папоротникам присылают ученики
Чаще всего встречаются задания про цикл развития папоротника, кукушкина льна и хвоща: нужно расставить этапы по порядку, найти на рисунке сорус или гаметофит, указать набор хромосом. Часто просят сравнить водоросли и высшие споровые растения, выбрать три признака плауновидных или хвоща, расположить систематические группы от высшего ранга к низшему.
Посмотри в списке заданий выше, есть ли похожее на твоё. Если нет, сфотографируй своё задание и отправь на сайт: ты получишь решение с ходом рассуждений, и по нему можно проверить свой ответ.