09. Плауновидные и хвощевидные, особенности их жизненного цикла, классификация, важнейшие представители

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.

Хвощ полевой

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.