Плаунови́дные (лат. Lycopodióphyta ) — отдел высших споровых растений.
Содержание
Биологическое описание
Плауновидные схожи со мхами своими ползучими или приподнимающимися стеблями, которые покрыты маленькими спирально расположенными листочками, но плауны являются настоящими сосудистыми растениями (эволюционно более продвинутыми). Наличие сосудистой ткани, проводящей воду и питательные вещества, а также настоящих корней сближает плауновидные с папоротниковидными и семенными растениями.
Споры образуются на верхней стороне листочков, называемых спорофиллами, которые обычно собраны в колоски или шишечки (стробилы) на концах вертикально поднимающихся побегов. Как и у папоротников, споры плауна образуют заростки с антеридиями и архегониями; после оплодотворения на заростках из зигот прорастают спорофиты, и цикл повторяется вновь.
Заросток у большинства плаунов подземный, бесформенный, а сперматозоиды — двужгутиковые, как у мохообразных и харовых водорослей.
История
Многие данные указывают на то, что плауновидные, как и другие споровые растения, а также мхи, произошли от риниофитов (псилофитов) — группы древних вымерших наземных растений. Есть и другая точка зрения, согласно которой плауновидные, мхи и риниофиты имеют общее происхождение от ещё более древней группы растений. [2]
Систематика
Баранцовые
В семейство Баранцовые (Huperziaceae) включают три рода:
Часто баранцовые включаются в семейство Плауновые.
Плауновые
В семействе Плауновые (Lycopodiaceae) выделяют от 2 до 5 родов. Плауны отличаются от мхов настоящими корнями, стеблями и листьями. Стебель у плаунов обычно стелется по земле и образует вертикальные побеги со спороносными шишками на концах. В тропиках произрастают эпифитные плауны, которые свешиваются с ветвей деревьев красивой бахромой. Все споры у этих плауновидных одинаковы. Они прорастают в половое — гаметофитное — поколение, называемое заростком. На таком миниатюрном заростке после оплодотворения спермием яйцеклетки вновь образуется споровое растение (спорофит), сначала питающееся за счёт гаметофита, через некоторое время образующее корни и листья и начинающее самостоятельную жизнь. Этот цикл называется чередованием поколений.
Полушниковые
Семейство Полушниковые (Isoëtaceae) включает один род — Полушник (Isoëtes). Эти высокоспециализированые растения растут либо под водой, либо частично или временно погружёнными в неё. Своими листьями они запоминают злаки. Каждый лист представляет собой спорофилл, в утолщённое основание которого погружен спорангий. Полушник — единственное современное плауновидное с камбием, то есть содержит в стебле недифференцированные клетки, сохраняющие способность неограниченно долго делиться и обеспечивать прирост проводящих тканей. У ископаемых плауновидных камбий приводил к формированию массивных стволов.
Селагинелловые
В роде Селагинелла, единственном в семействе Селагинелловые (Selaginellaceae), примерно 600 видов, главным образом тропических. У некоторых стебель прямостоячий с мелкими листочками. Обычно листья расположены четырёхрядно: два ряда мелких спинных и два ряда более крупных и иной формы боковых. Ползучие побеги часто напоминают вайи папоротников. В засушливых областях побеги селагинелл при дефиците воды скручиваются в клубки, и растения впадают в криптобиоз, чтобы с наступлением влажного сезона снова развернуться и продолжить развитие. Селагинеллы образуют микроспоры и мегаспоры — это считается шагом к появлению семянности. Женский гаметофит развивается внутри оболочки мегаспоры, хорошо обеспечен накопленными ею питательными веществами и образует несколько архегониев. В конечном итоге он разрывает её оболочку, и происходит оплодотворение, требующее внешней капельно-жидкой влаги (дождя, росы). Микроспоры прорастают в крошечный мужской гаметофит с единственным антеридием, в котором формируются жгутиковые спермии. Важно то, что развитие и мужского, и женского заростков начинается почти до полного созревания, а иногда и заканчивается внутри спорангия.
Палеоботаника
В каменноугольном периоде, примерно 300 миллионов лет назад на Земле были широко распространены два ныне вымерших рода плауновидных:
Это были древовидные растения со стволами высотой до 46 м при диаметре 0,9—1,8 м. Они составляли обширные леса. Стволы и ветви этих деревьев ветвились дихотомически, то есть разделялись на вершине на два одинаковых побега. Некоторые виды образовывали шишки длиной до 90 см.
Красная книга
В Красную книгу России занесены четыре вида плауновидных. Все они — из рода Полушник ( Isoetes ):
Наиболее важной морфологической особенностью является наличие у плаунов микрофилл. Микрофилл представляет собой лист высших растений, образованный выростом стебля (энационный лист). Такой лист всегда имеет только одну жилку, маленькие размеры и простую форму. Листорасположение может быть супротивным, мутовчатым.
У класса плауновые, к которому относится плаун булавовидный, отсутствует аэренхима, крупные межклетники (полости) в тканях. Среди них нет водных растений.
На поверхности спорофилла (фертильного листа) находятся спорангии. Спорофилл может располагаться среди обычных (стерильных) листьев, либо несколько спорофиллов могут объединяться вместе: такая структура называется стробила. Стробила представляет собой спороносный побег, ограниченный в росте.
Гаметофиты плауна булавовидного значительно упрощены, представляют собой фотосинтезирующие или бесцветные (вступающие в симбиоз с грибом) образования. Антеридии могут развиваться на одном гаметофите с архегониями, могут и располагаться отдельно на разных гаметофитах.
Жизненный цикл плауна
Значение плаунов
Плаун применяется в гомеопатии при некоторых болезнях желудочно-кишечного тракта и нарушениях метаболизма (обмена веществ). Используется в фармацевтической практике для предотвращения слипания пилюль. Из плауна изготавливают детскую присыпку.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Плауновидные растения — виды и названия, особенности строения и характеристика
К одной из древнейших групп сосудистых культур относятся плауновидные растения (ликофиты), представляющие собой отдел высших споровых. В основном это многолетние вечнозеленые травянистые плауны, растущие на земле и деревьях. Сейчас многие древесные экземпляры считаются вымершими, в растительном мире осталось всего около одной тысячи видов таких растений.
Описание культур
Особенности строения плауновидных и их внешний вид напрямую зависят от региона произрастания. Из истории развития растений известно, что плауны произошли от риниофитов, поэтому они больше всего похожи на мхи.
Чаще всего встречаются экземпляры с мелкими и простыми листьями, но иногда они обладают чешуйчатыми или игловидными наружными органами. Стебли растения в основном прямостоячие, реже бывают ползучие или приподнимающиеся.
Благодаря придаточным корням, которые появляются на надземных побегах, плауны отличаются способностью перемещаться вверх по деревьям. Некоторые виды отличаются небольшими ветками, на которых растут от одного до четырех листочков. Эти веточки представляют собой отводки от почек, с их помощью происходит вегетативное размножение плауновидных растений.
Они отделяются от стебля, падают на землю и пускают корни. Наличие сосудисто-волокнистых пучков, по которым поступают необходимые для жизненного развития вода и питание, делает плауновидные похожими по характеристикам на папоротниковидные и семенные растения.
Методы размножения
Кроме некоторых видов, которые размножаются вегетативным способом, все плауновидные репродуцируются спорами. У них нет семян и плодов, поэтому их очень сложно выращивать в искусственных условиях. Этот факт привел к тому, что общее количество видов этих растений постепенно сокращается.
На верхней части листочков (спорофилл), собранных в колоски или шишечки, развиваются споры. Они образуют заростки мужских гаметангий и женских половых органов. После оплодотворения появляются диплоидные клетки, из которых развиваются спорофиты, после чего цикл размножения повторяется.
У большинства плауновидных заросток располагается под землей и не имеет определенной формы, а оплодотворяющие элементы (жгутиковые), как у мхов и харовых водорослей. Некоторые плауновидные, например, селагинеллы и полушники, образуют мужские и женские гаметофиты.
В биологии разноспоровость считается тенденцией у хвощевидных и папоротникообразных, особенно она проявила себя у семенных растений. Разноспоровые плауновидные немного не достигли их уровня, поэтому у этой группы растений так и не появилось размножение семенами.
Классификация ликофитов
Отдел плауновидных растений включает два класса: плауновые, полушниковые. Они состоят из нескольких порядков. В плауновые входят:
Первый и третий порядки состоят из полностью вымерших растений. К астероксиловым относятся два рода: астероксилон, схизоподиум. Первое растение было травянистым, оно предположительно дало начало высшим видам ликофитов с мелкими листочками. К порядку плауновые относятся два рода:
В плаун входят 400 видов, несколько из них можно встретить на территории стран СНГ. Сейчас это в основном травянистые растения, но в тропиках растут лианы длиной до 9 м. На территории России известен плаун булавовидный, который встречается в сосновых лесах. Отличается он ветвящимися побегами, от которых отходят боковые корни.
Интересный факт: в зависимости от заглубления корневая система меняет свое анатомическое строение из-за специфики среды обитания. В жизненной схеме этого ликофита чередуются половые и бесполые поколения. Мелкие листья густо растут на стебле и ветвях. Другие примеры плауновидных растений:
Кроме перечисленных видов существуют: плаун-баранец, плаун темный, пильчатый, китайский и т. д.
Разновидности полушниковых
Наиболее распространенным считается род селагинелл, входящий в класс полушниковых. Он включает 700 видов, многие из которых растут в тропических и субтропических регионах. Взрослое поколение имеет некоторое сходство с плаунами, но есть немало отличительных признаков.
Поверхность стебля у селагинеллы покрыта однослойной эпидермой, за которой идут кора и проводящий пучок из трабекулярных нитей. Некоторые виды плауновидных человеку удалось адаптировать. Краткое описание популярных растений:
Существуют и другие виды селагинелл: Вильденова, Краусса, крючковатая и т. д.
Полезные свойства плауновидных
Чаще всего в медицинской практике используют споры и надземную часть растений. Споры созревают в середине или конце лета, собирают их с начала осени, когда побеги становятся желтыми. Важное значение плауновидные растения имеют благодаря наличию ряда кислот:
Кроме того, в спорах обнаружены некоторые активные вещества: терпен, онацерин, ликованол, сахароза. Собирать споры следует очень осторожно, желательно рано утром, когда растения влажные и меньше осыпаются. Сушить их необходимо на открытом воздухе, так как под воздействием высоких температур споры теряют свои качества. В стеблях ликофитов содержатся:
Из-за этих веществ стебли считаются ядовитыми, поэтому собирать их следует с большой осторожностью. Важную роль в спорах играет ликоподий. Это вещество перекрывает сообщение спор с водой, предохраняя их от смачивания.
Полезное свойство позволяет применять ликоподий в качестве обсыпки таблеток, предотвращая их склеивание. Педиатры назначают это обволакивающее средство в качестве детской присыпки для профилактики опрелостей. Отвары из спор и зеленой массы широко применяются в народной медицине против воспалений, цистита, камней в почках, заболеваний печени и т. д.
Порошком из спор вылечивают раны, ожоги и обморожения. Из плауна-баранца готовят отвар, который помогает избавиться от алкогольной зависимости. В комплексе с психотерапией его используют для лечения хронического алкоголизма.
Особенности строения плауновидных и их внешний вид напрямую зависят от региона произрастания. Из истории развития растений известно, что плауны произошли от риниофитов, поэтому они больше всего похожи на мхи.
Чаще всего встречаются экземпляры с мелкими и простыми листьями, но иногда они обладают чешуйчатыми или игловидными наружными органами. Стебли растения в основном прямостоячие, реже бывают ползучие или приподнимающиеся.
Благодаря придаточным корням, которые появляются на надземных побегах, плауны отличаются способностью перемещаться вверх по деревьям. Некоторые виды отличаются небольшими ветками, на которых растут от одного до четырех листочков. Эти веточки представляют собой отводки от почек, с их помощью происходит вегетативное размножение плауновидных растений.
Они отделяются от стебля, падают на землю и пускают корни. Наличие сосудисто-волокнистых пучков, по которым поступают необходимые для жизненного развития вода и питание, делает плауновидные похожими по характеристикам на папоротниковидные и семенные растения.
Методы размножения
Кроме некоторых видов, которые размножаются вегетативным способом, все плауновидные репродуцируются спорами. У них нет семян и плодов, поэтому их очень сложно выращивать в искусственных условиях. Этот факт привел к тому, что общее количество видов этих растений постепенно сокращается.
На верхней части листочков (спорофилл), собранных в колоски или шишечки, развиваются споры. Они образуют заростки мужских гаметангий и женских половых органов. После оплодотворения появляются диплоидные клетки, из которых развиваются спорофиты, после чего цикл размножения повторяется.
У большинства плауновидных заросток располагается под землей и не имеет определенной формы, а оплодотворяющие элементы (жгутиковые), как у мхов и харовых водорослей. Некоторые плауновидные, например, селагинеллы и полушники, образуют мужские и женские гаметофиты.
В биологии разноспоровость считается тенденцией у хвощевидных и папоротникообразных, особенно она проявила себя у семенных растений. Разноспоровые плауновидные немного не достигли их уровня, поэтому у этой группы растений так и не появилось размножение семенами.
Классификация ликофитов
Отдел плауновидных растений включает два класса: плауновые, полушниковые. Они состоят из нескольких порядков. В плауновые входят:
Первый и третий порядки состоят из полностью вымерших растений. К астероксиловым относятся два рода: астероксилон, схизоподиум. Первое растение было травянистым, оно предположительно дало начало высшим видам ликофитов с мелкими листочками. К порядку плауновые относятся два рода:
В плаун входят 400 видов, несколько из них можно встретить на территории стран СНГ. Сейчас это в основном травянистые растения, но в тропиках растут лианы длиной до 9 м. На территории России известен плаун булавовидный, который встречается в сосновых лесах. Отличается он ветвящимися побегами, от которых отходят боковые корни.
Интересный факт: в зависимости от заглубления корневая система меняет свое анатомическое строение из-за специфики среды обитания. В жизненной схеме этого ликофита чередуются половые и бесполые поколения. Мелкие листья густо растут на стебле и ветвях. Другие примеры плауновидных растений:
Кроме перечисленных видов существуют: плаун-баранец, плаун темный, пильчатый, китайский и т. д.
Разновидности полушниковых
Наиболее распространенным считается род селагинелл, входящий в класс полушниковых. Он включает 700 видов, многие из которых растут в тропических и субтропических регионах. Взрослое поколение имеет некоторое сходство с плаунами, но есть немало отличительных признаков.
Поверхность стебля у селагинеллы покрыта однослойной эпидермой, за которой идут кора и проводящий пучок из трабекулярных нитей. Некоторые виды плауновидных человеку удалось адаптировать. Краткое описание популярных растений:
Существуют и другие виды селагинелл: Вильденова, Краусса, крючковатая и т. д.
Полезные свойства плауновидных
Чаще всего в медицинской практике используют споры и надземную часть растений. Споры созревают в середине или конце лета, собирают их с начала осени, когда побеги становятся желтыми. Важное значение плауновидные растения имеют благодаря наличию ряда кислот:
Кроме того, в спорах обнаружены некоторые активные вещества: терпен, онацерин, ликованол, сахароза. Собирать споры следует очень осторожно, желательно рано утром, когда растения влажные и меньше осыпаются. Сушить их необходимо на открытом воздухе, так как под воздействием высоких температур споры теряют свои качества. В стеблях ликофитов содержатся:
Из-за этих веществ стебли считаются ядовитыми, поэтому собирать их следует с большой осторожностью. Важную роль в спорах играет ликоподий. Это вещество перекрывает сообщение спор с водой, предохраняя их от смачивания.
Полезное свойство позволяет применять ликоподий в качестве обсыпки таблеток, предотвращая их склеивание. Педиатры назначают это обволакивающее средство в качестве детской присыпки для профилактики опрелостей. Отвары из спор и зеленой массы широко применяются в народной медицине против воспалений, цистита, камней в почках, заболеваний печени и т. д.
Порошком из спор вылечивают раны, ожоги и обморожения. Из плауна-баранца готовят отвар, который помогает избавиться от алкогольной зависимости. В комплексе с психотерапией его используют для лечения хронического алкоголизма.
Общая характеристика плаунов. Особенности строения и размножения плауновидных.
Плауновидные растения появились в древности. Современные представители плауновидных — это многолетние вечнозеленые травы, реже — полукустарники. Среди исчезнувших видов были и древесные. Ныне плауновидные включают около 100 видов. В сосновых лесах широко распространены булавовидные плауны.
Плауны расстилаются стеблем по земле или растут прямо, опираясь на другие растения. От стелющихся стеблей вверх отходят побеги с мелкими листьями, внизу развиваются придаточные корни. Стебли плауна покрыты тонкой оболочкой. На наружном слое имеется опорная ткань. В середине есть проводящие ткани.
Булавовидный плаун
Булавовидный плаун (рис.1) размножается спорами и вегетативно. Вегетативное размножение осуществляется отрезками стелющихся побегов. Из молодых клеток таких отрезков сначала появляются придаточные корни, затем — молодые побеги.
Таким образом, из одного растения плауна развиваются несколько молодых плаунов. Некоторые виды плаунов (присасывающиеся к другим растениям) размножаются вегетативным путем из почек, появляющихся на верхушках побегов. Созревшие почки отрываются и разлетаются на расстояние до 0,5 м. При попадании в благоприятные условия они прорастают. Такие почки образуются на побегах один раз в год.
Рис.1 Булавовидный плаун
Бесполое размножение осуществляется спорами. Осенью на верхушках растущих вверх побегов образуются по 2 споровых колоска, в которых развиваются споры. В результате растрескивания спорангиев созревшие споры высыпаются на землю.
С прорастания спор на земле начинается половое размножение. Заростки за лето созревают. На их поверхности образуются мужские и женские половые клетки, которые, сливаясь, оплодотворяются. В последующем из зародышевого корешка развивается настоящий корень, из стебелька — настоящий стебель, а из листочка — настоящий лист. В результате получится растение плауна (рис.2).
Рис.2 Размножение плауна
Значение плаунов
Плауны, как все зеленые растения в результате процесса фотосинтеза образуют органические вещества, а в воздух выделяют кислород. Они покрывают поверхность земли и участвуют в почвообразовательном процессе. Широкого хозяйственного применения они не имеют. Их споры используются при изготовлении лекарственных препаратов (ими обсыпают некоторые таблетки и пилюли), в качестве присыпок.
Травы плаунов заваривают. Эти настои применяют в аптечном деле при изготовлении слабительных, мочегонных и желчегонных средств. Сухие споры плауна используются в металлургии при фасонном литье металлов. Ими покрывают формы, чтобы отливка не «прикипала» и хорошо отделялась.
