Особенности строения стебля хвоща полевого

Весенний побег хвоща (спороносный) имеет особенность, он продуцирует споры в апреле или мае (в зависимости от климатических условий) , эти побеги не высокие, 5-18 см. , буроватого цвета, на верхушке располагается шишечка со спорами, называемая спорангий, порытый зубчиками. Споры созревают, стебли отмирают, а на их месте развиваются уже зеленые побеги.

Многолетнее. Строение хвоща полевого. Корневище хвоща буровато-черного цвета с черными маленькими круглыми клубеньками, расстилается на глубине 6-8 см. , занимает весьма большую площадь от надземного растения, может достигать 8 метров.

Летние побеги хвоща (хлорофиллоносный) полевого зеленые побеги членистые, состоят из 2-20 члеников, ветвистые. Листья у хвощей недоразвиты, они модифицируются в трубчатые влагалища. Отличительный признак- то, что листья располагаются мутовками (собраны в розетки) по 8-16 штук. При отрывании стебля или листьев чувствуется жесткость на ощупь, что обусловлено накоплением большого количества кремниевой кислоты.

Размножение хвощей происходит двумя путями — половым путем и бесполым.

Половой путь размножения заключается в том, что хвощ продуцирует споры весной, которые затем при попадании в почву прорастают.

Отдел – ХВОЩЕВИДНЫЕ или ЧЛЕНИСТЫЕ(Equisetophyta или Sphenophyta)

Семейство– Хвощевые (Equisetaceae)

Хвощ полевой – небольшое травянистое растение около 80– 100 см 2–5 мм толщиной. Хвощ – многолетнее растение с членистым ветвистым корневищем, расположенным глубоко (до 1 м)вглубину. Растёт по паровым полям, залежам, часто в посевах, как сорное растение. На корневищах образуются клубеньки (рис.14 – 1 кл;13кл) (укороченные боковые побеги), в которых откладывается крахмал. От узлов корневища отходят придаточные корни (рис.14 – 1 к). Часто подземная часть хвоща превосходит надземную часть в несколько раз по массе.

Надземные побеги хвоща полевого 2 видов: летние (рис.13 – IА) и весенние (рис.13 – I Б). Летние побеги (рис.14 – 13) вегетативные, зеленые, мутовчато-разветвленные. Надземные стебли ветвятся. Ветви возникают мутовками в узлах стеблей и выходят наружу, пробивая у основания влагалще сросшихся листьев. Летние побеги к осени отмирают.Стебли хвоща расчленены на правильно чередующиеся узлы и междоузлия, ребристые. Междоузлия полые в середине, узлы же заполнены паренхимной тканью. Ребра соседних междоузлийчередуются друг с другом.

Листья хвоща чашуевидные, бурые, коричневые,лишенные хлорофилла. Они сраслись в трубчатое влагалище, прикрепленное основанием к узлу. Вследствие редукции листьев практически органом фотосинтеза является стебель, поэтому в нём развита ассимиляционная ткань.

На поперечном разрезе, проведенном в области междоузлия, стебель (рис.13 – II) имеет следующее строение. Снаружи стебель неровный, гранистый – возвышенные участки(ребрышки) передуются по окружности с несколько вдавленными (ложбинками). Однослойный эпидермис (рис.13 – II э) покрывает стебель снаружи. Оболочки клеток эпидермиса пропитаны кремнеземом, что придает стеблям хвощей большую жесткость и прочность.В эпидермисе стебля есть устьица (рис.13 – II у), которые уже способны регулировать испарение, так как в них есть живые замыкающие клетки. Далее следует кора (рис.13 – II кор). В ней под ребрышками расположена механическая ткань (рис.13 – II м), а под ложбинками – ассимиляционная ткань (рис.13 – II ас).

Читайте также:  Сорта сансевиерии каталог с фотографиями и названиями

Под каждым участком ассимиляционной ткани, состоящей из рыхло расположенных хлорофиллоносных клеток, находится коровая или валекулярная полость (рис.13 – II вп).Остальная ткань в коре–паренхима (рис.13 – IIот).Стель от корыотделенаэндодермой (рис.13 – II эн), затем идет перицикл.

Стель или центральный цилиндр (рис.13 – II цц) представляет собой кольцо паренхимы или основной ткани (рис.13 – IIот)с мелкимиизолированными пучками и с полостью в центре (рис.13 – II цп), которая образоваласьна месте сердцевины. В молодых стеблях сердцевина имеется. Каждый проводящий пучок (рис.13 – II пп) встели расположен под ребрышком. Проводящий пучок хвощей коллатеральный.Его часть, обращенная к центру стебля, занята пучковой или каринальной полостью(рис.13 – IIкп). Она образовалась на месте разрушившейсяпротоксилемы (рис.13 – II пкс). По каринальным полостям идет передвижение воды.

Над полостью расположена флоэма (рис.13 – II ф). Сбоку от флоэмы имеются две группы метаксилемы (рис.13 – II мкс), представленной лестничными трахеидами.Пучки хвощей закрытые, камбия не имеют. Вторичные ткани не образуются, и стебли не способны к вторичному утолщению.Молодой стебель хвоща имеет протостелличеекое строение.

У хвощей встречаются корни двух типов: корни,обладающие положительным геотропизмом, то есть растущие вниз, по направлению силы тяжести и корни агеотропические,то есть не реагирующие на силу тяжести. Положительно геотропические корни толстые, диаметром 1–5 мм. Они обычно отходят по одному от узлов корневища и часто достигают длины 0,5–2 м, так что всасывающая зона корней находится в обводнённых горизонтах почвы даже у видов, обитающих в сухих местах. Агеотропичные корни тонкие, волосовидные, диаметром менее 1 мм. Они располагаются мутовками в узлах кущения корневища, а в длину не превышают 10 см. В корнях хвощей имеются воздухоносные полости и сосуды, членики которых обладают простой перфорационной пластинкой. По сосудам вода быстро подаётся из глубоких горизонтов почвы к корневищам и надземным побегам.

Среди высших споровых растений, куда входят мхи, плауны, папоротники и хвощи, последние имеют несколько особенностей во внешнем и внутреннем строении. Растение хвощ полевой похож на маленькую елочку, имеющую жесткие боковые стебли. Интересно, что животные не употребляют ни его, ни другие виды хвощей в пищу. Объясняется это тем, что ткани растения пропитаны соединениями кремния. Систематическое положение рода Хвощ указывает на тот факт, что их размножение происходит с помощью спор. Наша статья будет посвящена вопросу строения хвоща, а также рассмотрению его применения в медицинской практике в качестве лекарственного средства.

Что такое чередование поколений?

В жизненном цикле растения циклично меняются две жизненные формы: бесполое и половое поколение. Первое представлено многолетним травянистым растением, второе – имеет вид зеленых пластин с рассеченной поверхностью с многочисленными нитями. На них развиваются половые органы: женские – архегонии и мужские – антеридии. Созревание яйцеклеток и сперматозоидов, а также сам процесс оплодотворения происходят только в присутствии воды. Итак, чтобы представить, что такое хвощи, нужно обязательно помнить, что растения существуют в виде двух различных форм – гаметофита и спорофита.

Внешнее строение

Как мы уже сказали ранее, бесполое поколение хвоща – это растение, имеющее надземные и подземные части. Так, корневище обеспечивает опору и способствует вегетативному размножению. Большое количество придаточных корней, отходящих от него, всасывают из почвы воду и минеральные вещества. На корневище находится большое количество утолщений – клубеньков. Оно глубоко прорастает в землю. Нужно отметить тот факт, что индикатором закисленности грунта являются именно хвощи. Что такое индикаторы почвы? Это растения, для нормальной жизнедеятельности которых нужна определенная концентрация почвенного раствора. В нашем примере – это избыточное количество ионов водорода, то есть высокая кислотность грунта. Как оказалось, растения рода Хвощи не живут на нейтральных или щелочных землях, поэтому их излюбленные места произрастания – это биоценозы болотистых районов и пойм рек. Наиболее распространенным видом хвощей является хвощ полевой. Именно его ветви заготовляют в качестве лечебного растительного сырья. Также встречается хвощ лесной, луговой (имеет трехгранный стебель), хвощ болотный с пятигранной формой стебля и черными краями в узлах стебля. К тому же, этот вид еще и сильно ядовитый.

Читайте также:  Хойя виды фото и названия

Вегетативные органы

Продолжим рассматривать внешний вид и свойства хвоща. Кроме корневища, к вегетативным частям тела растения относятся стебли, листья и спорангии. Они образуют спорофит – бесполое поколение, задача которого заключается в выполнении процесса фотосинтеза и образовании органов размножения – спороносных колосков. Главный наземный побег отрастает от корневища, он ветвится и разделен узлами, от которых в виде мутовки расходятся боковые веточки. Листьев с четко выраженной листовой пластинкой нет, они редуцированы до бесцветных чешуй, которые отрастают от узлов. Поэтому функцию фотосинтеза у хвощей выполняют стебли, содержащие хлорофилл. Продолжим изучать высшие споровые растения – хвощи. Что такое весенняя и летняя формы побегов? Оказывается, что осевой орган растения ребристый, пропитан соединениями кремния и имеет четкую дифференциацию. Так, весенние побеги – светло-розового цвета, не способные к ветвлению и лишенные зеленого пигмента и листьев. На их верхушках формируются спорангии в виде жестких щитков, напоминающих колоски, содержащие гаплоидные споры. Летние побеги – это главные и придаточные стебли, которые имеют ярко-зеленый цвет. Они способны ветвиться и, благодаря хлорофиллу, осуществляют синтез органических веществ: белков, углеводов и жиров, а также обеспечивают выделение кислорода.

Спорангии и споры

Как и у других представителей высших споровых растений – мхов, плаунов и папоротников, у хвощей на растении-спорофите развиваются органы, в которых происходит созревание клеток бесполого размножения – гаплоидных спор. Колоски – спорангии хвощей, имеют форму собранных вместе особых структур, называемых спорангиофорами. Они являются производными боковых стеблей и похожи на кольца, тесно прижатые друг к другу. Споры образуются благодаря процессу мейоза и представляют собой гаплоидные клетки одинакового вида. Поэтому на вопрос о том, что такое хвощи с точки зрения строения их бесполого поколения – спорофита, можно ответить следующим образом: это равноспоровые растения. Кроме того, споры снабжены специальными пружинками – элатерами, служащими приспособлением для их лучшего распространения. В дальнейшем, попав на влажную почву, споры прорастают и появляются однополые заростки, на которых отдельно развиваются мужские или женские половые органы.

Читайте также:  Теннисит покрытие технология укладки

Гаметофит и процесс оплодотворения

Гаплоидные клетки спор в благоприятных условиях внешней среды (достаточной влажности и отсутствии прямых солнечных лучей) начинают формировать зеленые пластинчатые структуры с нитевидными отростками по краям. Так образуется заросток. Какие именно половые органы, мужские или женские, сформируются на нем, будет зависеть от освещенности и температуры окружающей среды. На нижней стороне заростка располагаются ризоиды, прикрепляющие его к поверхности почвы. Антеридии – мужские половые органы, обеспечивают развитие сперматозоидов, а в архегониях располагаются яйцеклетки. Оплодотворение происходит в присутствии воды. Из образовавшейся зиготы развивается зародыш, который в дальнейшем дает начало развитию спорофита – бесполого поколения хвоща, лечебные свойства которого были известны человеку достаточно давно. Далее мы рассмотрим их подробнее.

Применение в медицине

Один из самых распространенных видов – хвощ полевой – является эффективным мочегонным и кровоостанавливающим растительным препаратом, получаемым из стеблей. При нарушении работы почек и сердца, сопровождающихся задержкой в тканях жидкости, появлением сильных отеков, применяют отвар, приготовленный в пропорции: 20 г сырья на 200 г воды. Диуретический эффект объясняется наличием в побегах хвоща сапонина и высоким содержанием ионов калия. Кроме них, растительное сырье содержит витамин C, каротин, эквизетрин, ионы кальция и железа. Отвар хвоща применяют при маточных кровотечениях, в лечении плеврита, при воспалительных процессах в мочеточниках и мочевом пузыре. Фармакологическое сырье можно приобрести в аптеках в виде экстракта, пакетов для заваривания или брикетов.

Хвощ: свойства и противопоказания

Присутствие в вегетативных частях хвоща большого количества микроэлементов, например, меди, бора, молибдена, положительно сказывается на обмене веществ в организме человека. Однако высокая концентрация алкалоидов, гликозидов и сапонина определяет не только вяжущие, противовоспалительные и диуретические свойства растения, но и может вызвать целый ряд негативных симптомов. Например: диарею, тошноту, тяжесть и боль в эпигастральной области. С осторожностью экстракт хвоща полевого нужно применять в терапии больным язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки. Обязательным условием приема препаратов является не только строгая дозировка – не более половины стакана, но и частота применения (не чаще 3 раз в день), а также соблюдение главного правила – использование отвара или экстракта через час после еды.

Роль хвощей в экосистемах

Каково же значение хвощей в природе? Гигантские вымершие виды древовидных высших споровых растений: хвощей, плаунов и папоротников, живших в каменноугольном периоде палеозойской эры, послужили причиной образования в недрах земли запасов каменного угля. Современные виды растений рода Хвощи намного мельче и распространены в разных климатических зонах, особенно на пойменных лугах и болотах, а также в хвойных лесах. Как мы уже говорили ранее, хвощи прекрасно чувствуют себя на кислых почвах, многие виды, например, хвощ полевой, засоряют посевы культурных растений и выпасы для домашних животных, так как являются для них несъедобными. В быту жесткие ветви хвоща, содержащие кремниевую кислоту и ее соли, раньше использовали как абразивное средство для чистки сильно загрязненной кухонной посуды.

В нашей статье мы рассмотрели свойства, строение и значение хвощей в природе и жизни человека.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector