Отличительные признаки различных видов хвощей. Мир хвощей Хвощи однолетние растения
Папоротникообразные — это большая группа высших растений. В состав папоротникообразных входят три отдела: папоротниковидные, хвощевидные и плауновидные.
Папоротникообразные очень разнообразны по внешнему виду, но все они имеют вегетативные органы — корень, побег (стебель и листья) и размножаются спорами. Папоротник никогда не цветёт, это всего лишь поэтический вымысел. Листья папоротника растут верхушкой. Молодые листья не распустившиеся полностью улиткообразно закручены.
Хвощи — это многолетние травянистые корневищные растения, похожие на маленькие ёлочки. И листья, и боковые побеги хвощей располагаются в мутовках.
Строение папоротника
Что делать. Рассмотрите спороносящее растение папоротника. Зарисуйте его внешний вид и подпишите части растения.
Что делать. На нижней поверхности листа папоротника найдите бурые бугорки, в них находятся спорангии со спорами.
Что наблюдать. Рассмотрите спорангии под микроскопом.
Подготовить к отчёту. Рисунки: внешнее строение папоротника и скопление сорусов под микроскопом. Ответить на вопросы: какая корневая система у папоротника? Как растут листья? Обоснуйте принадлежность папоротников к высшим споровым растениям.
Строение хвощей
Что делать. Рассмотрите внешнее строение весеннего побега хвоща полевого. Найдите корневище, корень, стебель, пленчатые (чешуевидные) листья. На верхушке побега рассмотрите спороносный колосок.
Что делать. Рассмотрите летний побег хвоща полевого. Найдите корневище, стебель и мутовки листьев, расположенные на боковых побегах.
Некоторые садоводы сетуют, как же вывести полевой хвощ со своего участка. Перед тем как удалять , стоит узнать её характеристики. Ведь это не только сорняк, как считают хозяева дачи, а домашний «доктор» в огороде.
Описание и особенности хвоща полевого
Хвощ полевой из семейства Хвощевых представляет группу травянистых растений без . Корневая система в виде ползучих ветвей. На них образуются круглые клубни чёрного цвета с буроватым оттенком. Клубни дают жизнь новым побегам.
По весне первыми появляются стебли, образующие споры для размножения. Они вытягиваются до 20 см. Это прямостоячие ветви, заканчиваются колоском, в виде яйца.
Как только споры созревают, стебель отмирает, на смену появляются ветвистые стволы. Они намного длиннее, чем первые экземпляры и достигают 50-ти сантиметрового роста. в этот период напоминает сосновую ветку.
Листья хвоща полевого считаются недоразвитыми, сидят в виде иголок. Взрослое имеет красивый декоративный вид, применяется в ландшафтном дизайне как изгородь. На садовом участке можно разделять им участок.
Посадка и размножение хвоща полевого
Растёт полевой хвощ лучше на открытых и солнечных площадках, хотя переносит и полутень. Почва должна быть рыхлой, песчаной или глинистой, кислой. Чтобы проверить кислотность почвы, достаточно посмотреть на участок и выявить , активно растущие на нём.
Хвощ полевой
Если хорошо растёт щавель, крапива, подорожник, значит почва кислая. При недостаточной кислотности, добавить в землю кислый . Выращивать полевой хвощ можно вегетативно и спорами.
Выращивание хвоща полевого спорами
Семена полевой хвощ не образует, а споры. Форму они имеют шаровидную с зелёным оттенком. Перед их появлением появляются весенние не разветвлённые побеги полевого хвоща .
На их макушках образуются колоски спорангии. Как только споры созреют, побеги отмирают и появляются совсем новые стебли, уже разветвлённые, но бесплодные. Процедура размножения спорами происходит в апреле.
Выращивание хвоща полевого делением корневищ
Участок перед посадкой перекопать. Подготовить лунки и хорошо залить водой. Воду использовать фильтрованную. выкопать с корневищами и разделить на участки. Перед тем, как вытащить корень, надо хорошо пролить почву.
На фото хвощ речной
Лопату заглублять как можно ниже и в диаметре до 50 см. Деленки рассадить по приготовленным лункам. Как только появятся новые побеги, прижилось. почву вокруг стебля еловыми иголками. Это поможет сохранить влагу.
1. Местоположение
Хвощ называют сорняком, а, значит, отлично выживает сред других культур. Поэтому уход требуется минимальный. Открытые и солнечные пространства будут хорошим стимулятором для роста.
Цвет приобретёт яркие насыщенные оттенки. Неплохо себя чувствует хвощ в полутени, только декоративность стеблей немного уступают экземплярам, растущим на солнце.
2. Полив хвоща полевого
Хвощ требует обильного полива, особенно в жаркую погоду. Если выращивать в домашних условиях, то горшок брать без отверстия для стока воды. Так как почва должна быть всегда влажная.
3. Температура
Прекрасно растёт в холодных регионах. В домашних условиях не держать возле радиаторов.
4. Удобрение
Время от времени вносить в почву закислители почвы. Хвощ положительно отзывается на подкормки.
5. Пересадка
В открытом грунте следует разряжать посадки, как только наступает загущеннность кустов. В домашних условиях, сигналом для пересадки является наполненность горшка зелёными стеблями.
Молодые экземпляры пересаживаются ежегодно, взрослые экземпляры один раз в два года. Для этого надо вытащить куст из вазона, разделить его на деленки и пересадить в разные ёмкости.
6. Обрезка
Декоративный вид куста можно сохранять, если обрезать пожелтевшие стебли.
Виды и сорта плюща полевого
Хвощ исчисляется 30 видами. Но три вида из них наиболее известные. Болотный хвощ является представителем многолетних травянистых . Корни ветвистые, на которых сидят клубни с крахмалистым содержанием.
Стебель прямостоячий с бороздками по всей поверхности. На основном стебле располагаются боковые веточки под углом тридцать градусов на определённом расстоянии друг от друга.
На фото хвощ болотный
У хвоща болотного невозможно определить спороносные побеги от вегетативных. можно встретить на моховых болотах, лесных полосах, сырых лугах. Мокрая и влажная почва, родная стихия кустов. Искоренить хвощ затруднительно.
Благодаря химическому составу, используют в традиционной и народной медицине. Отвары и настойки действуют как противовоспалительное, мочегонное, кровоостанавливающее и вяжущее воздействие.
Хвощ болотный, считается ядовитым растением. Поэтому применять его можно только после консультации врача. Нельзя применять его для корма животных.
Хвощ луговой . Местом прорастания являются тенистые леса, кустарные заросли. небольшого роста, от 10 до 30 см в длину. В отличие от предыдущего вида, клубни отсутствуют.
На фото хвощ луговой
Ранней весной появляются спороносные побеги. Как только споры созревают, стебель разветвляется. не ядовитое и успешно применяется для корма животных. Молодые побеги можно употреблять в пищу. В народной медицине растение применяют как слабительное средство.
На фото хвощ полевой. В отличие от двух предыдущих видов, наиболее популярный представитель рода хвощ. Особенностью вида являются ползучие корни, которые распространяются до 6 метров. Глубина их залегания может варьироваться от 0,5 до 1 метра. На корневище сидят клубни.
Как только наступает весна, появляются первые побеги для размножения. После их отмирания, уже в летний период, появляются зелёные ветвистые побеги без спор.
Хвощ полевой купить в цветочном магазине не представляет возможности. Но есть прекрасная возможность заказать его через сети Интернета или искать в крупных садовых центрах.
Благодаря химическому составу, полезные свойства хвоща полевого были открыты с давних пор. Трава хвоща полевого насыщена микроэлементами, маслами, различными кислотами, каротином, витаминами. Что интересно, полезные свойства хвощ полевой имеет в летний период, когда появляются вегетативные побеги.
Сбор полевого хвоща начинается в июле. скашивают и сушат на сквозняке. Из 100 кг скошенной можно получить до 20 кг сухого продукта. Главное, при подготовке сырья не ошибиться с выбором сорта.
На фото хвощ лесной
Так как обладает лечебными свойствами, хвощ полевой . Стоит обращать на такие нюансы: луговой представитель с рёбрышками на стебле, болотный вид с боковыми побегами в 30 градусов.
Многие садоводы пытаются избавиться от него в саду, так как хвощ с невероятной скоростью забивает культуру. Но многие дачники, если бы знали его свойства, то нашли бы применение полевому хвощу .
Например, хвощ полевой пить можно в виде отвара. Для приготовления отвара используется сухая трава или в свежесрезанная. Свежее сырьё (4 г) заливается крутым кипятком(200 г). Только использовать его надо сразу после сбора. После того, как он настоится 3 часа, отвар готов для использования.
Если использовать сухую , то заливается она холодным кипятком. Через сутки, можно использовать. Фито терапевты предлагают использовать хвощ в сборе с другими травами.
Отвар хвоща полевого применяют как вяжущее, кровоостанавливающее, бактерицидное, отхаркивающее противоглистное средство, используют в виде компрессов, капель в нос, полосканий.
На фото отвар хвоща полевого
При наружном применении лечат фурункулы, экземы, раны, трещины, варикозное расширение вен. Компрессы и ванночки хороши при ревматизме, подагре. Капли в нос помогают при ОРЗ.
Промывают отваром глаза при конъюнктивите. Ротовую полость поласкают при зубной боли, воспалении дёсен, ангине. Экстракт хвоща полевого выступает как биопрепарат и применяется как компонент в косметологии.
Как лекарственный препарат можно приобрести хвощ полевой в аптеке . Причём, он может быть в виде гранул, порошка, настойки, таблеток, капсул. Порошок прекрасно помогает при заживлении ран, повреждении кожного покрова.
Трава (50 г) стоит всего 55 рублей. Перед применением следует прочитать инструкцию хвоща полевого , где указана дозировка использования. Дозволен хвощ полевой детям после трёх лет, его применяют для восстановления защитных сил организма. Для женщин хвощ полевой , просто находка.
Ингредиент полевого хвоща, для похудения, просто необходим в составе сбора . Он способствует выведению жидкости токсинов из организма. Также компонент входит в сборы от маточных кровотечений. Отвар прекрасно избавляет от трещин на сосках во время кормления грудью ребёнка.
Мужчины используют хвощ полевой для волос, трава выступает в виде укрепляющего средства и предупреждение облысения. Сборы с наличием хвоща используются в качестве стимулятора сексуальной активности.
На фото сушенный хвощ для приготовления отвара
Беременным, кормящим женщинам, людям с нефритом, нефрозом, хвощ полевой противопоказан. Длительное применение нежелательно, так как она имеет свойство вымывать кальций из организма.
Многочисленные
Разные виды хвощей, изображенные на рисунке, на первый взгляд довольно сильно отличаются друг от друга. Но, если присмотреться внимательнее, у всех у них нетрудно выявить общие черты. Во–первых, членистое строение побега – членики стебля словно вставлены друг в друга, как в стереоскопической трубе или складной указке. По мере роста членики побегов удлиняются, и стебель будто раскладывается, действительно напоминая подзорную трубу. Каждый членик отделен от другого мутовкой невзрачных чешуевидных листьев – по их форме, числу и цвету можно определить разные виды хвощей. Плотно прилегающие к стеблю чешуйки защищают растущие части побега и спорангии от высыхания.
Хвощи: 1 – зимующий; 2 – лесной; 3 – приречный
Побеги разных видов хвощей отличаются степенью ветвления. Например, у зимующего хвоща стебель простой без единой боковой веточки. Побеги этого хвоща живут несколько лет, за это он и получил свое название – зимующий. А лесной хвощ можно назвать самым ветвистым: веточки отходят не только от главного побега, но и от боковых ветвей. Боковые веточки всех хвощей имеют такое же членистое строение, как и главный побег.
Спороносный колосок хвоща 1 – общий вид; 2 – спорофиллы; 3 – отдельный спорофилл увел.; 4 – спорангии
На верхушке побегов хвощей образуются органы спороношения – спорангии. У хвощей они сидят не поодиночке, а собираются в целый колосок. Каждый колосок состоит из 10–20 щитовидных «листочков», под которыми прячутся по 4–6 спорангиев. Для того чтобы отличать обычные листья от спороносных, ученые придумали специальный термин – спорофилл (от слов «спора» и «филлон» – лист). Запомнить это слово несложно, но очень нужно – оно еще не раз повстречается вам на страницах этой книги.
У большинства видов колоски со спорангиями можно видеть только весной или в начале лета, а у зимующего хвоща старые колоски сохраняются на побеге еще в течение одного–двух лет. А вот полевой хвощ «отличился» тем, что имеет два типа побегов. Первые желто–бурые побеги со спороносными колосками на верхушке появляются обычно в начале мая и «заняты» исключительно размножением – они не содержат хлорофилла. Побеги второго типа – вегетативные: они зеленые, ветвистые и появляются после отмирания спороносных.
Основная часть растения хвоща находится под землей. Масса подземных органов хвощей – корневищ и корней – во много раз превышает массу надземных побегов.
Кстати, не путайте корни и корневища! Корневище – это не страшный корень–людоед, и вообще не корень, а подземный видоизмененный побег, служащий для хранения запасов, переживания трудных времен и вегетативного размножения.
Корневища хвоща растут в почве сразу в двух направлениях – горизонтально и вертикально. С помощью горизонтальных корневищ, часто расположенных на глубине 0,5–2 м, хвощ захватывает новые территории, а с помощью вертикальных – осваивает их. Как и на надземных стеблях, на корневище можно рассмотреть чешуйчатые листья и почки, из которых каждую весну развиваются новые надземные побеги. В корневище откладываются запасы питательных веществ, в основном крахмала. Иногда удается найти клубеньки, они напоминают миниатюрные картофелины (1-1,5 см в диаметре) и также являются запасающими органами хвощей. Раньше бедное население Евразии и Северной Америки широко использовали сладковатые клубеньки полевого хвоща в пищу. Сладковаты на вкус и спороносные побеги полевого хвоща. Однако не слишком–то увлекайтесь поеданием хвощей – среди них есть и ядовитые.
Корни хвощей часто вырастают до 2 м в длину и легко достигают водоносных горизонтов, что позволяет этим растениям жить даже на сухих почвах. Корневища хвощей тянутся под землей на многие метры. Их старые участки отмирают, и молодые отделяются друг от друга, постепенно одно растение дает начало нескольким самостоятельным – так происходит вегетативное размножение хвощей. Способность размножаться даже небольшими кусочками корневищ делает хвощи трудноискоренимыми и надоедливыми сорняками. Попробуйте выселить хвощ с грядки, и вы поймете, что я имею в виду.
Полевой хвощ. 1 – вегетативный побег (летний); 2 – генеративный побег (весенний); 3 – корневище; 4 – клубеньки; 5 – спороносный колосок; 6 – чешуевидные листья; 7 – боковые веточки; 8 – придаточные корни
Такая живучесть и неприхотливость очень выручает хвощи. Нередко они образуют чистые заросли в тех местах, где другие растения не могут жить, например, из–за чрезмерного обилия воды или, наоборот, из–за ее недостатка в поверхностных слоях почвы. Захватив какую–нибудь территорию, хвощи успешно удерживают ее, несмотря даже на засухи, лесные пожары, палы и вытаптывание скотом. И всё это благодаря ползучим корневищам, надежно защищенным толстым слоем почвы.
Споры хвощей, как и других папоротникообразных, могут прорастать только на влажной почве. Их заросткам для развития тоже необходима вода, но тем не менее хвощи вовсе не «привязаны» к влажным местообитаниям – после того как на заростке вырастет молодой хвощ, он благодаря длинным корневищам расползается далеко в стороны, захватывая всё новые участки, даже те, где из споры он бы ни за что не пророс. Вероятно, именно способность к разрастанию и вегетативному размножению позволила хвощам сохраниться до наших дней.
Побеги хвощевидных имеют членистое строение, состоят из узлов и междоузлий. Листья собраны в мутовки.
К хвощевидным принадлежат как травянистые растения (из ныне живущих и вымерших) со стеблем от нескольких сантиметров до нескольких метров, так и древовидные (только вымершие), достигавшие 15 м и в диаметре более 0,5 м.
Проводящая система стебля хвощевидных – актиностела или артростела. Большинство хвощевидных – равноспоровые растения, и лишь некоторые ископаемые формы были разноспоровыми.
Отдел хвощевидные объединяет два класса: клинолистовые (Sphenophyllopsida) и хвощевые (Equisetopsida).
Ранее относимый класс гиениевые с преджставителями протогиения (Protohyenia), гиения (Hyenia, рис. 25 ) и каламофитон (Colamophyton) в настоящее время рассматриваются палеоботаниками как древнейшие кладоксиловые папоротники. У каламофитона описанные ранее узлы членистого побега оказались просто поперечными трещинами в породе. Анатомическое строение гиении пока неизвестно, а спороносные органы обоих видов редко отличаются от спорангиофоров девонских хвощевидных (Мейен: Еленевский и др. 2000).
КЛАСС ХВОЩОВЫЕ (EQUISETOPSIDA)
Класс хвощовые содержит порядок хвощовые (Equisetales) , семейства каламитовые (Calamitaceae) и хвощовые (Equisetaceae).
Вымершие представители объединены в семейство каламитовые. Виды этого семейства были широко распространены в карбоне и тогда вместе с лепидодендронами, сигилляриями, папоротниками и кордаитами образовывали леса, которые дали залежи каменного угля.
По внешнему виду и строению каламиты напоминали современные хвощи, однако отличались от них – были деревьями, достигали в высоту 8-10 м и даже до 20 м. Среди них были как равноспоровые, так и разноспоровые виды.
Семейство хвощовых включает один род хвощ (Equisetum) и 25 видов. В Республике Беларусь растет 8 видов хвоща. Они встречаются на болотах (E. palustre, E. fluviatile), в лесах (E. sylvaticum), в кустарниках (E. hyemale), на лугах, на полях (E. pratense, E. arvense) и др.
Современные хвощи – небольшие травянистые растения 80-100 см высотой, 2-5 мм толщиной. Тропический южноамериканский E. giganteum достигает 10-12 м длины и является лианой.
Хвощ состоит из горизонтально расположенного в почве корневища, от узлов которого отходят тонкие корни и вверх поднимаются надземные побеги.
Стебель хвоща членистый, ребристый, состоит из узлов и междоузлий. Междоузлия полые в середине, узлы заполнены паренхиматической тканью.
Листья хвощей чешуевидные, бурые, коричневые, лишены хлорофилла, срослись в нижней части в трубчатое влагалище, прикрепленное к узлу. Вследствие редукции листьев функцию ассимиляции выполняют зеленые побеги и стебель. Ветви расположены мутовками, пробивая влагалище сросшихся листьев.
На поперечном разрезе стебель имеет следующее строение. Снаружи стебель неровный, имеются возвышенные участки (ребрышки), чередующиеся с ложбинками. Снаружи стебель покрыт однослойным эпидермисом, пропитанным кремнеземом, что придает ему прочность. Внутрь от эпидермиса расположена кора и кольцо мелких, изолированных проводящих пучков коллатерального типа с каринальными (от лат. сarina – киль, гребень) каналами. В центре стебля находится полость на месте разрушений сердцевины. Под ребрышками расположены участки механической ткани, а под ложбинками – ассимиляционная ткань и валекулярные (от лат. vallis – долина, ложбинка) полости. Под механической тканью (под ребрышками) находятся проводящие пучки коллатерального типа, закрытые, без камбия. В эпидермисе, над ассимиляционной тканью имеются устьица.
Спороносные колоски у хвощей возникают по одному на верхушке главного побега, иногда и боковых ветвей. У большинства видов спороносный побег зеленый. Надземные побеги у одних видов могут совмещать две функции – спороносную и вегетативную. Так, у хвоща болотного (E . palustre) и приречного, или топеного (E. fluviatila), вегетативные и спороносные побеги возникают одновременно и не отличаются морфологически друг от друга. Только в середине лета на некоторых зеленых побегах формируются стробилы. У других видов наблюдается разделение функций побегов. Так, у хвоща лесного (E . silvaticum) и хвоща лугового (E. pratense) весной одновременно с вегетативными побегами развиваются неветвящиеся бесцветные или розоватые спороносные побеги. Но после спороношения они зеленеют, ветвятся и не отличаются от вегетативных побегов. У некоторых видов диморфия побегов проявляется очень четко.
У хвоща полевого побеги двух типов. Весной от корневища вырастают бурые, спороносные побеги, несущие один колосок. Колосок хвоща состоит из многочисленных спорангиофоров, собранных мутовками на его оси. Спорангиофоры состоят из ножки и щитковидного шестигранного диска. На нижней стороне диска, вокруг ножки, располагается 5-13 мешковидных спорангиев. В спорангиях образуется большое количество одинаковых спор (равноспоровость). Спора имеет три оболочки: эндоспорий, экзоспорий и внешний слой оболочки, который при созревании растрескивается с образованием вокруг споры двух гигроскопичных лент, получивших название гаптер, которые прикрепляются в центре к споре. В сухую погоду они, как пружинки, раскручиваются и способствуют разрыхлению спор. При этом гаптеры соседних спор цепляются друг за друга. В результате из спорангиев высыпаются рыхлые комочки спор, легко разносимые ветром. Заросток хвоща имеет вид зеленой пластинки, а в загущенных посевах или в воде – зеленую нить. Однослойная пластинка, разрастаясь, превращается в многослойную распростертую подушку с ризоидами на нижней стороне. На верхней стороне подушка разхвиваются вертикальные пластинчатые лопасти, на которых формируются половые органы. Размеры гаметофитов у разных видов варьируют от 1 мм до 2-3 см. В пределах вида мужские гаметофиты мельче женских.
Некоторые виды хвоща имеют физиологическую разноспоровость.
В лучших условиях увлажнения, освещения из спор развиваются более крупные заростки (женские), в худших – мелкие заростки (мужские).
Антеридии хвощей погружены в ткань заростка. В них развивается до 100 многожгутиковых сперматозоидов. Архегонии шейкой возвышаются над заростком. Оплодотворение происходит в сырую погоду. Зародыш подвеска не образует и состоит из стебелька, 2-3 листочков и корешка.
После выпадения спор из колосовидного стробика хвоща полевого спороносный побег отмирает. Из корневища вырастают новые – зеленые, сильно ветвистые летние побеги.
Практическое значение хвощей невелико. Стебли, содержат кремнезем и потому употребляются для чистки металлической посуды и полировки дерева. Клубеньки на корневище хвоща полевого иногда идут в пищу (содержит крахмал). Некоторые из хвощей (хвощ полевой, хвощ луговой) - сорняки. Некоторые ядовиты (хвощ болотный).
В Красную книгу Республики Беларусь внесены редкие реликтовые виды – хвощ большой (Equisetum telmateia) и хвощ пестрый (E. variegatum) .
Введение
Отдел Хвощеобразные (Sphenophyta, или Equisetophyta ), в прошлом разнообразный не только на видовом, но и на родовом и семейственном уровнях, ныне включает единственный род Equisetum . В нем выделяют всего около 30 видов, история которых прослеживается с начала мелового периода. Некоторые из них, такие как из тропиков, достигают 8 м в высоту и 4 см в диаметре. Но большинство видов имеют небольшие размеры – до 30 см в высоту и 0,5–2 см в диаметре. Хвощи являются сосудистыми растениями, способными к половому размножению посредством спор, образующихся в спорангиях на концах стеблей. В клеточных стенках хвощей содержатся гранулы кремнезема, который они аккумулируют из почвенного раствора, что придает их стеблям жесткость и вертикальную устойчивость.
Хвощи издавна использовались в народной медицине как кровоостанавливающее и мочегонное средство. Некоторые виды, например хвощ зимующий (Equisetum hiemale ), эпидермис которых особенно богат кремнеземом, использовались для полировки стен.
Распространены хвощи практически по всему земному шару – от тропиков до полярных широт. Экология их также разнообразна – от залитых водой болот до сухих песков и скальных пород (рис. 1).
Рис. 1. Экологические крайности хвощей: А – на скалистом субстрате; Б – на болоте
Внешнее строение
Все современные хвощи являются травянистыми многолетними растениями. Они имеют прямостоячий надземный стебель, развитую сеть подземных корневищ. Стебли и корневища расчленены на узлы и междоузлия, в связи с этим хвощеобразных часто называют членистостебельными (рис. 2). Внешне они отдаленно напоминают бамбук. Узлы стеблей окружены редуцированными чешуевидными листьями, которые называются микрофиллами, и мутовками ветвей (рис. 3). Листья не несут фотосинтетической функции и имеют бурый цвет. Зато клетки стебля и веточек богаты хлорофиллом. Стебли имеют моноподиальное ветвление, они полые внутри. На верхушке стебля хвоща образуются спороносные органы – стробилы (рис. 4). Надземные побеги хвощей отмирают на зиму. Однако среди хвощей есть и вечнозеленые виды, например, хвощ зимующий – Equisetum hiemale ).
Рис. 3. Узлы стеблей хвоща с мутовками веточек (А) и редуцированными листьями (Б)
Рис. 5. Вегетативное размножение хвоща: А – внешний вид; Б – вид под микроскопом
Как и другие растения, хвощи способны к
вегетативному размножению. Оно осуществляется
посредством молодых побегов, образующихся в
узлах корневищ или в нижних узлах стебля (рис. 5).
В междоузлиях стеблей могут образовываться и
корневища, если по какой-либо причине они
вступили в контакт с грунтом.
Анатомия
На верхушке стебля находится апикальная меристема, осуществляющая верхушечный рост. Как и у других сосудистых растений, листья и веточки у хвощей образуются из апикальной меристемы. Кроме того, интеркалярная меристема обеспечивает вставочный рост в узлах растения. Из нее образуются клетки, которые наращивают стебель не только в высоту, но, радиально (рис. 6). Поэтому он никогда не имеет строго цилиндрической формы – диаметр узлов всегда немножко меньше диаметра междоузлий (рис. 7).
На поперечном срезе междоузлия видно, что оно имеет большую центральную полость, окруженную корой, в которую вписаны многочисленные пучки сосудов (рис. 8). В узле, напротив, центральная полость отсутствует, а его анатомическое строение сходно со строением стеблей других сосудистых растений (рис. 9). Клетки склеренхимы богаты лигнином. В клетках хлоренхимы содержится хлорофилл. Клетки эпидермиса имеют толстую кутинизированную оболочку. Поверхность его шероховатая из-за гранул кремнезема. Они располагаются правильными рядами, так что образуются гребни и бороздки между ними. В бороздках располагаются устьица (рис. 10). Их строение сходно со строением устьиц других сосудистых растений.
Рис. 8. Анатомическое строение междоузлия
Рис. 10. Устьице на поперечном срезе эпидермиса
Пучки сосудов располагаются под кремнеземистыми гребнями. Они состоят из флоэмы и ксилемы (рис. 11, 12). Стела с таким строением называется эустелой.
Генеративные органы
На верхушке вегетативных побегов у хвощей находятся спорангии, собранные в стробилы (рис. 4).
Рис. 13. Зрелый стробил хвоща: А – внешний вид; Б – продольный разрез
Отдельные спорангии относительно крупные и удлиненные. Они собраны на щитковидных спорангиофорах, или спорофиллах (рис. 13). На каждом спорофилле с внутренней стороны содержится по 5–10 спорангиев – мешочков со спорами (рис. 14). Так как споры хвощей одного размера и из них вырастают бисексуальные заростки, их относят к равноспоровым растениям. Споры имеют сферическую форму и по экватору окружены элатерами – специальными гигроскопическими нитями (рис. 15). В жаркий летний день, при низкой влажности воздуха, в открывшихся спорангиях элатеры спор находятся в скрученном состоянии. Однако, стоит влажности воздуха чуть повыситься (например, после дождя), элатеры распрямляются и катапультируют споры наружу. Попав на влажную почву, споры прорастают (рис. 16).
Вырастающий из споры заросток гаплоиден. Он имеет ризоиды и способен к фотосинтезу. На заростке со временем появляются женские (архегонии) и мужские (антеридии) органы размножения. После оплодотворения яйцеклетки, находящейся в архегонии, из зиготы вырастает молодой спорофит, дающий начало новому членистостебельному растению.