Біологія. Повторне видання. 7 клас. Соболь

Судинні рослини мають ознаки, визначені латинською фразою як «facies diploida xylem et phloem instructa» (диплоїдна фаза з ксилемою та флоемою).

Томас Кавальє-Сміт (1942-2021) — англійський біолог-еволюціоніст

§ 5.4. Папоротевидні. Хвощі

Досліджуємо!

«Ще давно-давно, коли й людей не було на Землі, коли в тутешніх місцях палило тропічне сонце, хвощі разом з папоротями вкривали всі довколишні простори. Але були вони тоді могутніми рослинами й розгойдували свої широченні віти так високо, що до них навіть нинішні дуби не досягнули б!». Завдяки яким особливостям будови давні хвощі й папороті були такими високими?

ЗМІСТ

У сучасній системі органічного світу рослини, які мають листки-мегафіли, поділяють на дві групи: Папоротевидні та Насінні.

ПАПОРОТЕВИДНІ — це наземні судинні рослини, у життєвому циклі яких переважає нестатеве покоління та є провідні тканини. На відміну від насінних, ці рослини розмножуються за допомогою спор.

Спорофіти папоротевидних складаються зі стебла, листків та коренів. У стеблі є спеціалізовані провідні тканини — ксилема (транспортує воду й неорганічні розчинені речовини) та флоема (забезпечує транспорт органічних речовин). Листки папоротей великі, виконують дві функції: фотосинтез та утворення спор. Корені додаткові, утворюють розвинену мичкувату кореневу систему, що дуже подібна до кореневої системи насінних рослин. Гаметофіти папоротевидних вільноживучі, здатні до фотосинтезу, мають ризоїди, архегонії та антеридії.

Іл. 40. Папороті: 1 — псилот голий; 2 — вужачка звичайна (Офіоглосиди); 3 — королівська папороть (Мараттиди)

Згідно із сучасними уявленнями у систематиці папоротеподібних (класифікація Pteridophyte Phylogeny Group 2016-PPG I) до групи ПАПОРОТЕВИДНІ (Поліподіопсиди) належать: хвощі (Еквісетиди, 15 видів), вужачкові (Офіоглосиди, 129 видів), маратієві (Маратіїди, 111 видів) та справжні папороті (Поліподіїди, 10 323 види). У далекому минулому різноманіття папоротей було великим, але в крейдяному періоді, з появою квіткових рослин, їх чисельність почала знижуватися. На сьогодні до папоротевидних відносять 10 578 видів.

Які загальні ознаки хвощів?

Давні хвощі були деревами заввишки 30 м. Сучасні хвощі — трав’янисті багаторічні рослини. Спорофіт має стебло, що складається з вузлів і міжвузлів. Усередині наявні порожнини: одна велика центральна та невеликі бічні.

Надземні пагони однорічні, у деяких видів розрізняють два типи: спороносні та вегетативні. Спороносні пагони бурі, позбавлені хлорофілу, з’являються навесні й розвиваються завдяки поживним речовинам кореневища. Вегетативні пагони — зелені, з бічними гілками, розвиваються влітку й активно фотосинтезують. А ось листки до фотосинтезу не здатні, вони залишкові, у вигляді обгортки із зубчиками, що вкриває вузол. Однак листки хвощів, імовірно, виникли внаслідок зменшення мегафілів, про що свідчать ранні викопні форми, у яких листки широкі з розгалуженими жилками.

На кореневищі розвиваються додаткові корені та підземні бульбочки з крохмалем. Ще однією характерною рисою хвощів є наявність на верхівках пагонів своєрідних щиткоподібних утворів зі спорангіями, які зібрані в стробіли. Гаметофіти дуже маленькі, зелені, пластинчасті недовговічні.

Рослини + Фізика.

У спор хвощів оболонка має пружинки-елатери, що є пристосуванням для зближеного зростання чоловічих і жіночих гаметофітів. Який зв’язок між водою й пружинками?

За якими ознаками розрізняють різні види хвощів?

В Україні зростають 9 видів хвощів, які трапляються за умов достатньої вологи на полях, луках, у лісах, болотах, берегах водойм тощо. У тінистих лісах Полісся, Карпат і Криму росте хвощ великий, який нерідко утворює густі зарості. Це найбільший серед поширених на території України видів хвощів. Для хвоща болотного та хвоща річкового характерний один тип пагонів: спороносні та вегетативні пагони однакові. Найпоширенішим видом є хвощ польовий. У нього, як і хвоща лісового, вегетативні й репродуктивні пагони відрізняються між собою.

Іл. 41. Хвощі України: 1 — хвощ великий; 2 — хвощ болотний; 3 — хвощ річковий; 4 — хвощ лісовий

Стебла хвощів ребристі, укриті одним шаром клітин, оболонки потовщені й просякнені кремнеземом, що забезпечує стійкість до механічних впливів. Несприятливі умови та конкуренцію з іншими видами хвощі витримують також завдяки системі кореневищ. Ці видозміни пагона зовні схожі на корінь, але відрізняється від нього наявністю бруньок. Бічні пагони кореневища часто потовщуються та утворюють бульбочки, у яких накопичується крохмаль. Кореневища хвощів двох видів: глибше розташовані горизонтальні товсті кореневища, з довгими міжвузлями, біля поверхні ґрунту вертикальні тонкі, з короткими міжвузлями. Саме горизонтальні кореневища забезпечують вегетативне розмноження.

Плауни + Географія.

Найбільшим серед хвощів є хвощ гігантський, який заввишки до 10-12 метрів при товщині стебла 0,5-2 см. Росте в тропічних лісах найвологішого материка на Землі, на якому протікає найповноводніша ріка світу та розташоване найбільш високогірне озеро у світі. Назвіть материк.

Коротко про головне

• ПАПОРОТЕВИДНІ — це група судинних рослин, у яких у життєвому циклі переважає спорофіт, розвинені ксилема та флоема й наявні листки-мегафіли.
• ХВОЩІ — група папоротевидних, особливостями яких є розчленування тіла на вузли й міжвузля, відсутність листків.
• Пристосування та поширення хвощів значною мірою визначаються будовою стебла, наявністю кореневищ і розвиненого вегетативного розмноження.

Діяльність

Навчальне завдання. Що відрізняє хвощі? Таблиця для аналізу. Загальна характеристика хвощів.

Розвивальне завдання. Які особливості будови забезпечують пристосування хвощів до життя на суходолі? Лабораторна вправа. Будова нестатевого покоління хвоща польового.

Ціннісне завдання. В Україні зростає 9 видів хвощів. Які причини видового різноманіття хвощів? Вправа для переконаності. Різноманітність хвощів України.

Результат

Очікувані результати навчання (Учень/учениця...)

• аналізує: особливості ХВОЩІВ
• аналізує результати: ДОСЛІДЖЕННЯ пристосувальних ознак будови хвоща польового
• виявляє переконаність та обґрунтовує: видове різноманіття хвощів та їх ІСТОРИЧНУ ЦІННІСТЬ

Само + ...

Самонавчання. Пізнавальне завдання. Правило-орієнтир створення гербарію.

Самооцінювання. Продуктивно-конструктивне завдання.

Пристосування хвощів.

«Biology» § 5.4. Ferns. Horsetails.