Samanų augalai. Pagrindinės samanų rūšys. Struktūra ir paskirstymas

Samanos yra seniausias augalas, daugiau nei 400 milijonų metų. Ištisas mokslas, vadinamas bryologija, buvo skirtas šio aukštųjų augalų skyriaus tyrimams.

Daugelis žmonių neįsivaizduoja, kokių rūšių yra bryofitai, ir dažnai neskiria samanų ir kerpių. Tuo tarpu šis nuostabus floros atstovas atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį ekosistemoje ir dirvožemio drėgmei, yra naudojamas medicinoje ir yra durpių telkinių šaltinis, iš kurio vėliau žmonės gauna kuro. Neįmanoma nuneigti didžiulės samanų įvairovės svarbos žmonių ir gamtos gyvenime. Samanos, kurių nuotraukos bus pateiktos žemiau, stebina savo išvaizdos įvairove.

Struktūra ir paskirstymas

Samanuoti augalai išsiskiria tuo, kad nėra gėlių ir šaknų sistemų. Kai kurios rūšys turi rizoidus – procesus, primenančius šaknis. Lapai turi chlorofilo atsargas ir palaiko gyvybines funkcijas. Taip pat yra sporofitas, susidedantis iš kotelio ir kapsulės, kurioje sporos sunoksta ir tarnauja reprodukcijai. Didžiausias stiebo aukštis – 5 cm, išskyrus kai kurias vandens samanas ir epifitus. Reikia pažymėti, kad šiaurės elnių samanos, vadinamos šiaurės elnių samanomis ir siekiančios 20 cm aukštį, nepriklauso briofitų skyriui.

Samanos yra augalų, naudojančių du dauginimosi būdus didesniam išgyvenimui, pavyzdys: lytinį ir nelytinį. Dauginimosi sporomis laikotarpiu ūgliai gali žydėti dėl į žiedą panašių žalių galvučių. Sporos išlieka gyvybingos dešimtmečius, atsirandančių siūlų pagalba prisitvirtina prie pasirinkto paviršiaus.

Samanų galima rasti beveik kiekviename planetos kampelyje. Dauguma rūšių renkasi drėgną dirvą pelkėtose vietose, pavėsyje ir medžių kamienus. Kai atsiranda sausas laikotarpis, briofitai laikinai nustoja augti ir pereina į sustabdytos animacijos būseną. Rečiau uolos ir akmenys gali būti stebimi kaip sporinių augalų buveinės. . Šių floros atstovų jūrose nerasi arba vietovėse, kuriose yra sūrus dirvožemis, nes jie netoleruoja druskos.

Rūšių įvairovė

Pirmieji briofitų skyriaus atstovai atsirado karbono periodu, gerokai prieš žydinčių augalų atsiradimą, ir išoriškai nepatyrė jokių pakitimų, išlaikę savo pirminę išvaizdą iki šių dienų. Šiuo metu samanų rūšių yra apie 20 tūkst., įskaitant kepenėlių ir anthocerotofitų departamentą.

Yra šios klasės:

1. Kepenų;
2. Anthocerotaceae;
3. Lapinis (bria).

Iš sąrašo galima atskirti poklasius:

1. Sfagnas (durpės arba baltas);
2. Takakiaceae;
3. Hipnozė;
4. Andrejevas.

Hepaticas ir Anthocerotes

Kepenų klasė, kurios gyvavimo stadijoje dominuoja gametofitas, apima daugiau nei 6000 samanų rūšių. Kepenėlės paplitusios atogrąžų vietovėse ir vidutinio drėgnumo klimato zonose. Jiems būdingas vegetatyvinis dauginimosi būdas. Jungermannia kepenėlės turi stiebus ir lapus, talas – plokščią taliją (talą), esantį ant žemės arba plūduriuojančią vandens paviršiuje.

Tarp žinomiausių klasės atstovų yra Marchantia polymorpha, Pellia, Ptilidium ciliata, Riccia buoyant. Pastarasis dažnai veisiamas akvariumuose.

Antocerotams būdingas lamelinis talis arba talis. Antocerotofitai, kaip ir kepenys, daugiausia randami tropikuose. Per didelės sausros sąlygomis ant talio atsiranda gumbų sustorėjimas, dėl kurio augalai gali išgyventi nepalankiomis sąlygomis. Jie dažnai gyvena simbiozėje su mėlynaisiais dumbliais.

Tipiški atstovai: anthoceros laukas, lygus ir šakotas anthoceros.

Brieidai arba bryopsidai

Lapų stiebai yra viena didžiausių samanų klasių. Platinama visame pasaulyje. Yra ir vienmečių, ir daugiamečių egzempliorių. Aukštyje yra ir žemų, 5-10 mm, ir aukštesnių, siekiančių 15 cm.. Pavyzdžiui, daugialapis daugialapis (Difscium multifolia) gali būti priskirtas prie ypač mažų samanų.

Garsūs bryopsidų atstovai laikomi gegutės linais ir ugniagesiais fontinais, kuriuos dažnai galima rasti Rusijos miškuose šiaurinėse ir vidutinėse platumose. Dėl plokščių lapų gausos gegutės linai primena nedidelę į viršų augančios spygliuočių šakos dalį, o fontinalis labiau primena mažytį papartį.

Pietiniuose kraštuose auga smulkiaburniai funarijos ir banguoti mniumai – žemi augalai smailiais žalių atspalvių lapais. Rodobiumo rozetė, priešingai, nori likti spygliuočių miškų pavėsyje.

Kitas brieidų egzempliorius - Hylocomium lucidum, turintys lapus žvynų pavidalu. Jis susideda iš kelių pakopų dėl ypatingo išsišakojimo ir tankios lapijos.

Sfagninės samanos

Garsiausio bryofitų poklasio pavyzdys yra sfagnas. Yra daugiau nei 300 rūšių, kurioms būdinga raudona, žalsvai balta arba geltona spalva ir gana didelis dydis. Sfagnas auga tundroje ir miško žemumose su drėgnu dirvožemiu, sudarydamas tankų kilimą dėl tankaus lapų augimo. Jei jauni ūgliai turi rizoidus, tada suaugusiems rūšies atstovams visiškai nėra į šaknis panašių darinių.

Populiarūs atstovai: pelkinis sfagnas, rudasis, plaukuotasis, Magelanas.

Durpės, kurių šaltinis yra sfagnas, aktyviai naudojamos žemės ūkyje ir pramonėje durpių dujoms gaminti. Samanų išskiriama karbolio rūgštis buvo pritaikyta medicinoje dėl savo baktericidinių savybių.

Takakijevas, Hypnovas ir Andrejevas

Takakia klasei priklausantys bryofitai yra gana prieštaringi augalai. Iš pradžių bryologai šią klasę priskyrė prie kepenėlių dėl būdingos gametofitų struktūros, tačiau, išsamiai ištyrus sporofitus, augalas buvo perklasifikuotas į filofitus. Vizualiai takakija skiriasi nuo kitų briofitų. Yra dviejų tipų takakiev: takakia hornifolia ir lepidoziiformes. Buveinės yra Tolimieji Rytai, taip pat Šiaurės Amerikos šiaurės vakarai.

Hypnidae rūšių atstovai ant drėgnų dirvožemių ir uolų formuoja augalų kilimą. Ūgliai iš visų pusių gausiai padengti lapais, migdomosios samanos plinta daugiausia šiaurėje. Miško juostoje paplitęs ir gerai žinomas Hypnum kipariso rūšies atstovas, jo galima rasti ir tankiame giraitėje, ir ant uolėtų kalvų.

Bryofitai, priklausantys Andreevo klasei, teikia pirmenybę šaltoms vietoms. Dėl savo struktūrinių ypatybių ir gebėjimo įsitvirtinti uolienų porose jie gali augti ant uolų ir uolėtose dirvose. Yra apie 100 Andrejevo samanų rūšių. Pavyzdžiai: Andreja šalta ir Andreja uolėta.

Akvariumo samanos

Yra dekoratyvinių samanų veislių, tinkančių akvariumams papuošti. Bryofitus mėgsta akvariumininkai dėl didelio išgyvenamumo., nepretenzingumas ir lėtas augimas. Didelis išvaizdos variantų skaičius yra dar vienas bryofitų pranašumas.

Paprastosios raktų samanos, fontinalis, Java samanos, plaukiojantis riccia, riccardia yra augalų, tinkamų papuošti akvariumą, pavyzdžiai.

Samanos atlieka ne visada pastebimą, bet nepaprastai svarbų vaidmenį žmonių gyvenime. Be pritaikymo statybose, medicinoje, pramonėje ir akvariumų ūkyje, Bryofitai gali tapti kolekcionavimo ir daugybės nuotraukų objektu.. Šie gamtos kūriniai tikrai nuostabūs ir gražūs.

Samanų rūšys

Samanos ir kerpės– tai šimtaprocentiniai erdvės pionieriai. Jie pirmieji „išėjo“ į žemę, prisitaikė gyventi joje, taip pat tapo medžiaga humuso susidarymui. Be to, samanos ir kerpės yra augalų evoliucijos pagrindas.

Kas yra samanos ir kerpės

• Samanos- tai aukštesni sporiniai augalai, priklausantys augalų karalystės Bryophyte departamentui.
• Kerpės- žemesni augalai, susidarę simbiozės būdu grybams ir bakterijoms.

Samanų ir kerpių palyginimas

Kuo skiriasi samanos ir kerpės?

Samanos atsirado Žemėje devono pabaigoje – karbono periodo pradžioje. Samanų yra visuose žemynuose, įskaitant Antarktidą. Vienintelė samanų gyvavimo sąlyga yra pakankamas drėgmės kiekis, reikalingas reprodukcijos procesui organizuoti.

Kerpės atsirado ankstyvajame devone. Jie paplitę visuose žemynuose ir sugebėjo prisitaikyti prie gyvenimo ir pakilti iki didžiausio aukščio kalnuotų regionų augalams.

Samanos– Tai miniatiūriniai augalai. Jie neturi šaknų, todėl prie substrato prisitvirtina daugialąsčių į plauką panašių procesų – rizoidų pagalba. Be to, kad rizoidai yra įsitvirtinę dirvožemyje, jie atlieka vandens ir maistinių medžiagų tiekimą į organizmą. Tačiau tos pačios medžiagos gali patekti į augalą per stiebą ir lapus. Samanų lapuose ir stiebuose yra chlorofilo, kuris tampa fotosintezės vieta.

Kerpės Tai nuostabūs augalai. Jų kūnas – talis – susidaro sugyvenant grybams ir dumbliams. Tačiau priverstinai atskirtos kerpės kūno dalys gali egzistuoti savarankiškai. Kerpės taloje grybų hifai sudaro viršutinę ir apatinę plutą. O viduryje, kaip ir pyrago įdaras, yra jūros dumbliai. Jie užsiima fotosinteze, turi pigmento chlorofilo. Kerpės neturi šaknų. Dėl gyvybės procesų grybelio hifai išskiria rūgštį, naikinančią substratą, prie kurio yra prisitvirtinę.

Samanos– Tai dvinamiai augalai. Moteriški organizmai savo viršūnėse turi organus, kuriuose yra kiaušinėlių, o vyriškų – spermatozoidų. Tai sporofitai – viena iš dviejų samanų gyvavimo cikle vyraujančių kartų. Po apdulkinimo ant moteriško augalo susidaro sporangiumas. Jame sunoksta sporos, kurios, patekusios į drėgną aplinką, sudygsta. Iš šios žalios gijos – gametofito – laikui bėgant išauga nauji patelės ir patinai.

Kerpės gali daugintis vegetatyviškai, nelytiškai ir lytiškai, formuojant būdingus vaisiakūnius.
Samanos sulaiko vandenį dirvožemyje, todėl kartais ji užmirksta. Samanos buvo pirmoji tręšimo medžiaga ir yra durpių susidarymo pagrindas.

Netoleruojančios atmosferos taršos, kerpės tapo idealiais oro sąlygų indikatoriais. Kerpės laikomos biologiniais uolienų naikintojais ir dirvožemio formavimosi proceso pagrindu.

Skirtumas tarp samanų ir kerpių yra toks:

• Kerpės Žemėje pasirodė anksčiau nei samanos ir turi platesnį paplitimo plotą.
• Samanos yra vienas organizmas, kerpės yra organizmų, galinčių savarankiškai egzistuoti, konglomeratas.
• Samanos yra aukštesniame evoliuciniame vystymosi etape nei kerpės.
• Abu augalai turi skirtingą biologinę ir ekonominę reikšmę.

Jie nusileidžia tik gaubtasėkliams arba žydintiems augalams, o tai rodo svarbų šių augalų ekologinį vaidmenį gamtoje.

Bryofitai neturi šaknų, jų vientisieji ir laidūs audiniai silpnai išsivystę, dauginimuisi reikia lašelinės drėgmės. Todėl jie gyvena daugiausia vietose, kuriose yra daug drėgmės - pelkėse, po miško laja, pavėsingoje medžių kamienų pusėje ir kt.

Kai lyja ir tirpsta sniegas, samanos sugeria drėgmę kaip kempinė, o paskui lėtai atiduok upėms. Todėl aukštapelkių sausinimas ir miškų, kuriuose gyvena samanos, kirtimas sukelia potvynius pavasarį, nutirpus sniegui. Tokiu atveju greiti vandens srautai nuplauna viršutinį derlingą dirvožemio sluoksnį (šis reiškinys vadinamas vandens dirvožemio erozija). Tuo pat metu aukštapelkių vandeniu maitinančios upės vasarą tampa seklios, užklumpa sausra.

Dėl savo unikalaus gebėjimo sugerti drėgmę per visą kūno paviršių, kai kurios bryofitų rūšys prisitaikė gyventi tokiomis sąlygomis, kai šaknų funkcijos yra neveiksmingos – labai šaltoje arba labai sausoje ir uolėtoje dirvoje. Bryofitai dominuoja ne tik pelkėse, bet ir subpoliarinėje zonoje, užkertant kelią katastrofiškam amžinojo įšalo atšildymui, taip pat uolėtų kalnų šlaituose. Bryofitai yra vyraujantys atogrąžų kalnų miškų, esančių aukščiau 3000 m virš jūros lygio, augalai (vadinamieji samaniniai miškai).

Kai kurie bryofitai prisitaikė prie gyvenimo sausuose, saulės paveiktuose kalnų šlaituose, karštose uolose ir net dykumoje. Tokios samanos džiovinamos gali išlikti gyvybingos metų metus, sudrėkintos greitai suaktyvėja (skirtingai nuo daugelio briofitų, kurie išdžiūvę žūva per 24 valandas).

Briofitų klasifikacija ir įvairovė

Visi yra suskirstyti į 3 klases:

• Anthocerotaceae(Anthocerotopsida);
• Kepenėlės(Hepaticopsida);
• Lapinės arba tikrosios samanos(Bryopsida arba Musci).

Lapinės arba tikrosios samanos savo ruožtu gali būti suskirstytos į 3 poklasius:

• Kelnaitės(arba žaliosios) samanos (Bryidae);

• Sfagnumas(arba baltosios) samanos (Sphagnidae);
• Andrejevas(arba juodosios) samanos (Andreaeidae).

Anthocerotaceae klasė

Anthocerotaceae klasė(Anthocerotopsida) yra daugiau nei 300 rūšių, daugiausia paplitusių tropikuose ir subtropikuose. Haploidas ( n) anthocerotinis gametofitas – tai tarsi tamsiai žalios spalvos rozetė ar lėkštė atrodantis talas, kurio centre kyla ryškiai žalia diploidinė „žvakė“ ( 2n) sporofitas (1 pav.).

Brandinimo pabaigoje sporų „žvakė“ sutrūkinėja ir sporos išsilieja ant žemės. Įdomu tai, kad sporofitų ląstelėse („žvakėse“) yra įprastų mažų ovalo formos chloroplastų, panašių į kraujagyslių augalų chloroplastus, o gametofitinėse ląstelėse („rozetėse“) yra didelių chloroplastų, kurių viduje yra pirenoidų, kurie dar labiau sustiprina „rozečių“ - gametofitų panašumas su jūros dumbliais.

Ryžiai. 1. Anthocerotes: a) anthoceros (Anthoceros laevis) – bendra rūšis su subrendusiomis sporangijomis; b) sporangija su sporomis; c) archegoniumas; d) anteridiumas (viduje besivystantis spermatozoidas); 1 - archegonijos pilvas (centre yra kiaušinis); 2 - kaklas (gimdos kaklelio kanalėlių ląstelės viduje)

Antocerotinio sporofito epidermio stomos susideda iš dviejų apsauginių ląstelių ir išoriškai yra panašios į kraujagyslių augalų stomas. Antoceraceae sporofitas, skirtingai nei kitų briofitų sporofitai, ilgą laiką išlaiko gebėjimą augti ir fotosintezuoti; buvo įrodyta, kad jis paprastai gali augti ir maitintis pats, be gametofito pagalbos. Šios Anthocerotes ypatybės leidžia kai kuriems mokslininkams juose įžvelgti sumažėjusius kraujagyslių augalus ar net žemesnę jų evoliucijos grandį (t. y. laikyti Anthocerotes galimais pirmųjų kraujagyslių augalų – rinofitų – protėviais).

Antocerotai labai skiriasi nuo kitų briofitų ir apskritai nuo kitų sausumos augalų. Žymiai mažiau skiriasi viena nuo kitos kepenėlės ir lapkotiškės samanos. Gali būti, kad anthocerotų ir kitų bryofitų kilmė yra skirtinga ir paprastai jie turėtų būti laikomi skirtingais genijų rasių karalystės padaliniais.

Nostoc genties cianobakterijos ( Nostoc), kurie fiksuoja atmosferos azotą ir tiekia azoto junginius augalui šeimininkui. Tačiau lėtai augantys atocerotai yra silpni konkurentai, todėl dauguma šios klasės rūšių yra sutrikdytų buveinių (nedarytų ariamų žemių pakraščių, griovių, kelių, upių krantų) gyventojai.

Klasės kepenėlės

Klasės kepenėlės(Hepaticopsida), arba kepenų samanos, apima apie 10 000 rūšių.

Kepenėlės buvo pavadintos taip, nes jų talis savo kontūrais primena kepenis, todėl viduramžiais šios samanos buvo laikomos veiksminga priemone gydant kepenų ligas.

Daugelis kepenėlių yra talis (talus) organizmai. Tipiškas talių kepenėlių atstovas yra įvairus.

Tačiau dauguma kepenėlių yra ne talijos, o lapinės. Kepenėlių lapai, skirtingai nei lapinių samanų lapai, išsidėstę ne spiralėmis, o 3-4 eilėmis.

Rizoidai yra vienaląsčiai. Daugumos kepenėlių protonema yra silpnai išsivysčiusi ir trumpalaikė.

Kepenėlės gyvena drėgnoje dirvoje, ant uolų, palei upių krantus.

Vegetatyvinis dauginimasis kepenėliuose yra labai gerai išvystytas.

Klasės filofitai, arba tikrosios samanos

Klasės filofitai, arba tikrosios samanos (Bryopsida arba Musci) yra didžiausia bryofitų klasė, kurioje yra apie 25 000 rūšių.

Lapų stiebo klasė apima tris poklasius:

• skutimasis;
• sfagnumas;
• Andrejaus samanos.

Brie samanos

Poklasio skutimasis(Bryidae), arba žaliosios samanos, apima 14 000 rūšių. Drėgnose vietose šios grupės atstovai yra visur: jie nusėda ant dirvožemio, žievės, medžių kamienų. Žaliosios samanos gyvena eglynuose ir pušynuose, pelkėse, kalnų šlaituose, o tundroje dažnai sudaro ištisinį dangą.

Tipiškas žaliųjų samanų atstovas yra arba polytrichum(Polytrichum commune) – Bry samanos iš politrichinių ir dausoninių šeimų yra vieninteliai briofitų atstovai, kurių gametofituose yra gana gerai išvystyti laidūs audiniai, primenantys primityvių kraujagyslių augalų ksilemą ir floemą. Lapai ant visų briidų gametofitų išsidėstę spirale. Viršutinė lapo pusė padengta fotosintetinių ląstelių stulpeliais su asimiliacinėmis plokštelėmis. Dengiantis audinys (epidermis), apsaugantis augalą nuo išdžiūvimo, yra tik apatinėje lapo pusėje. Politrichaceae stiebe ir lapuose taip pat yra mechaninių audinių, kurie yra pailgos ląstelės, panašios į kraujagyslių augalų sklereidus. Samanos iš Polytrichaceae šeimos yra daugiamečiai, santykinai dideli augalai (pavyzdžiui, gegutės linų stiebų aukštis kartais siekia 40-50 cm), dažnai miškuose, pelkėse ir tundroje suformuoja plačias dangas.

Žaliųjų samanų rizoidai, skirtingai nei kepenėlių rizoidai, yra daugialąsčiai, tačiau palyginti prastai sugeria vandenį. Todėl žaliosios samanos, kaip ir kitų klasių samanos, sugeria vandenį per visą kūno paviršių, pirmiausia per lapus. Taigi, gegutės linai gali sugerti vandens 4–5 kartus daugiau nei jo paties kūno masė. Šiuo atžvilgiu samanos dažnai užmirksta dirvą, kurioje auga.

Būdingas žaliųjų samanų gyvenimo ciklo bruožas yra tas, kad jų vystymasis prasideda nuo specialios siūlinės struktūros susidarymo - protonemata, išoriškai primenantys siūlinius žaliuosius dumblius. Įdomu tai, kad kai kuriose lapinėse samanose gametofitas visiškai nesivysto. Pagrindinė tokių samanų gyvybės forma tampa protonema. Garsiausios iš jų – šviečiančios samanos Schistostega pinnate(Shistostega pennata), gyvena urvuose visoje Pietų Europoje. Būtent su juo siejasi legendų apie nykštukų lobius, nykstančius auštant, atsiradimas.

Schistostega šviečia dėl koncentracijos ir vėlesnio šviesos atspindžio, kaip ir kačių akys „švyti“. Specialios lęšio formos samanų ląstelės pirmiausia koncentruoja šviesą ant chloroplastų, o vėliau koncentruota šviesa, atsispindėjusi nuo galinės ląstelės sienelės, antrą kartą praeina pro chloroplastus. Ši struktūrinė savybė leidžia Schistostegai gyventi silpnoje, išsklaidytoje urvų šviesoje.

Žaliosios samanos, kaip ir kepenėlės, turi gerai išvystytą vegetatyvinį dauginimąsi.

Sfagninės samanos

Poklasis sfagnas(Sphegnidae), arba baltąsias samanas, atstovauja viena gentis sfagnumas(Sphagnum), įskaitant daugiau nei 300 rūšių. Būdingas sfagnumo bruožas – išsišakojęs stiebas: nuo pagrindinio sfagnio stiebo driekiasi ne atskiri lapai, o šakų sraigteliai (kartais – 5 mazge), o ūglio viršūnėje susidaro glaudžiai išsidėsčiusių šakų galvutė.

Pradinė sfagnų vystymosi fazė – iš sporos susiformuoja lamelinė protonema.

Sfagnų lapuose yra specialių negyvų ląstelių, kurios tarnauja kaip vandens talpyklos. Didelės negyvos vandeningojo sluoksnio ląstelės yra apsuptos mažų fotosintetinių ląstelių (2 pav.). Kai sfagnumas išdžiūsta, vanduo iš vandeningojo sluoksnio ląstelių išgaruoja, o sfagnas tampa balkšvas – taigi ir antrasis sfagninių samanų pavadinimas – „baltosios samanos“. Dėl vandeningojo sluoksnio ląstelių tam tikros rūšies sfagnai sugeria drėgmę 20–40 kartų daugiau nei jų sausoji masė. Dėl šio unikalaus gebėjimo sfagninės samanos dirvą, kurioje jos auga, užmirksta.

Sfagnas neturi rizoidų. Augalui augant apatinės stiebo dalys miršta ir nugrimzta į dugną. Augimo proceso metu sfagnai ne tik užpelkuoja dirvožemį, bet ir parūgština vandenį iki pH žemiau 4. Rūgščioje aplinkoje be deguonies prieigos sfagnų ir kitų augalų negyvi stiebai nepūva, o virsta durpėmis.

Durpynai yra įdomi vieta archeologams ir paleobotanikams. Rūgščioje durpynų aplinkoje puikiai išsilaiko senovinių augalų sporos, medžių kamienai, senoviniai įrankiai, valtys, statybinės konstrukcijos. Taip neseniai Didžiojoje Britanijoje durpių telkiniuose buvo aptiktas medinis kelias, jungiantis dvi akmens amžiaus žmonių gyvenvietes. Šios struktūros amžius yra 6000 metų.

Ryžiai. 2. Sfagninės samanos: a) bendra išvaizda; 6) dėžė; c) lapų ląstelės po mikroskopu

Durpės yra puikus ir atsinaujinantis kuras. Durpės daugiausia naudojamos šiluminėse elektrinėse elektrai gaminti. Žemės ūkyje durpės naudojamos kaip trąšos, taip pat drėgmei dirvoje išlaikyti. Šiltnamių ūkyje daigams auginti naudojami durpių-humuso vazonai.

Medicinoje sfagnas naudojamas kaip puiki tvarsliava ir įvairių drėgmę sugeriančių įklotų užpildas. Sfagnas, lyginant su įprastomis tvarsčių medžiagomis, tokiomis kaip vata, drėgmę sugeria 5-6 kartus efektyviau. Be to, skirtingai nei vata, sfagnas turi ryškių baktericidinių savybių.

Įdomus sfagnumo bruožas yra sporų išsklaidymo mechanizmas.

Sfagninis sporofitas yra apvali dėžutė, iškelta ant stovo (pseudodezė), pagaminta iš gametofito audinio. Esant drėgnam orui, oras į kapsulę patenka per stomatą. Dėžutei išdžiūvus, visų paviršių stomatai užsidaro, viduje padidėja oro slėgis, dėl to su ryškiu sprogimu nutrūksta dangtelis ir virš dėžutės pakyla sporų debesis.

Durpynai užima apie 1% Žemės ploto ir atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant Žemės vandens balansą. Vanduo iš aukštapelkių maitina upes.

Andriaus samanos

Andreaceae poklasis(Andreaeidae), arba juodosios samanos, vienija apie 120 kalnų ir arktiniams regionams būdingų juodai žalių arba raudonai rudų uolinių samanų rūšių. Protonema yra sluoksninė, storasienė, daugiasluoksnė.

Įdomus yra sporų išplitimo mechanizmas. Kapsulė ant pseudopodo, pagaminta iš gametofitų audinių, įtrūksta į 4 plokšteles. Sausu oru dėl centrinės ašies susitraukimo susitraukia kaip eglutės žaisliukas, o pro atsivėrusius plyšius iš dėžutės išsilieja sporos. Drėgnu oru dėžutės ašis pailgėja, plyšiai užsidaro.

Bryofitų skyrius– tai aukštesniųjų sporinių augalų, kurių rūšių įvairovė siekia 20 tūkst.Samanų tyrimai buvo vykdomi daug amžių, jų tyrime dalyvavę mokslininkai buvo vadinami briologais, įkūrė atskirą botanikos šaką, skirtą briofitams – bryologijai. Bryologija – mokslas apie samanas, tiria briofitų (pačių samanų, kepenėlių, anthocerotų) struktūrą, dauginimąsi ir vystymąsi.

Bendrosios samanų savybės

Samanos – bendrosios charakteristikos

Bryofitai yra vienas iš seniausių mūsų planetoje gyvenančių augalų. Palaikai randami vėlyvosios paleozojaus eros fosilijose. Samanų paplitimas yra susijęs su pirmenybe drėgnai aplinkai ir šešėlinėms vietoms, todėl dauguma jų gyvena šiaurinėje Žemės dalyje. Jie prastai įsišaknija druskingose ​​vietose ir dykumose.

Bryofitų klasės

Lapų samanos- gausiausia klasė. Augalai susideda iš stiebo, lapų ir šakniastiebių.

Stiebas gali augti vertikaliai arba horizontaliai, skirstomas į žievės ir gruntinius audinius (yra vandens, krakmolo, fotosintezei skirtų chloroplastų).

Kamieninės ląstelės gali sukelti gijinius procesus - rizoidai, yra būtini prisitvirtinimui prie dirvožemio ir vandens įsisavinimui. Dažniausiai jie randami stiebo apačioje, tačiau gali apimti visą jo ilgį.

Lapai paprastas, dažnai pritvirtintas prie stiebo stačiu kampu, spirale. Lapų plokštelėse yra chloroplastų, centre yra vena (tarnauja maistinėms medžiagoms).

Lapuočių samanos gali daugintis išdygusiais stiebais, pumpurais, šakomis, taip suformuodamos ištisinius žemę dengiančius samanų kilimus. Filofitų klasei priskiriamos sfagninės samanos (jų stiebo spalvos – šviesiai žalia, geltona, raudona), andreaceae ir brie samanos.

Kepenėlės randama pakrantėse, pelkėse, uolėtose vietose. Skiriamieji bruožai: lapai neturi gyslų, dorsoventralinė struktūra, specialus sporofito atidarymo mechanizmas.

Lapai išsidėstę eilėmis, turi dvi skilteles (apatinė skiltelė dažnai riesta ir tarnauja kaip vandens rezervuaras), rizoidiniai procesai vienaląsčiai. Sporų išsiveržimo metu sporofito kapsulė atsidaro į atskirus vožtuvus, o elateriai (pavasariniai dariniai) prisideda prie ląstelių sklaidos.

Dauginti galima naudojant pumpurus (vegetatyviai), kurie susidaro viršutiniame lapų poliuje. Pellia endievefolia, Milia anomalous, Marchantia samanų ir kt. klasės atstovai.

Antocerotinės samanos gyvena atogrąžų zonoje. Daugiabranduolis kūnas (talas) yra rozetės formos ir susideda iš to paties tipo ląstelių. Viršutinėse ląstelių sferose yra chromatoforai (turintys tamsiai žalio pigmento). Apatinėje talo dalyje susidaro ūgliai, šakniastiebiai, o pats kūnas formuoja ertmes, užpildytas klampaus skysčio, kuris palaiko nuolatinę drėgmę.

Talio paviršiuje, esant nepalankioms sąlygoms, formuojasi žemai drėgmei atsparūs gumbai, po sausros periodo susiformuoja nauja karta. Augalai vienanamiai, dauginimosi organai vystosi talijos storiu, vyrauja sporofitinė stadija. Anthocerots apima folioceros, anthoceros, notothilas ir kt.

Kaip samanos dauginasi?

Samanų gyvenimo cikle vyksta nelytinio ir lytinio dauginimosi kaita. Nelytinis laikotarpis prasideda nuo sporų susidarymo ir jų dygimo drėgnoje dirvoje (susiformuoja presuauglis, plonas siūlas, suteikiantis gyvybę vyriškiems ir moteriškiems individams). Yra dviejų tipų samanos:

Vienanamis– vyriški ir moteriški reprodukciniai organai yra tame pačiame augale.

Dvinamis– reprodukciniai organai randami skirtingų lyčių atstovams.

Išdygus sporoms, samanų gyvenimo ciklas pereina į seksualinę fazę. Lytinio dauginimosi organai yra anteridijos (vyras) ir archegonija (moteriška). Patinų atstovai yra silpnesni už pateles, mažesnio dydžio ir miršta susidarius anterijoms.

Spermatozoidai susidaro ant vyriškų augalų, kiaušinėliai - ant moteriškų augalų, jiems susiliejus susidaro zigota (esanti ant patelės, maitina nesubrendusį sporofitą), kuris vėliau išsivysto į sporangumą. Sporangiui subrendus, jis atsiveria, iš jo išsilieja sporos – vėl prasideda nelytinis samanų dauginimosi laikotarpis.

Palikuonių dauginimasis galimas vegetatyviniu būdu, samanos formuoja talijas (žalias šakas), pumpurus, gumbus, kurie gerai įsišaknija drėgnoje dirvoje.

Kokia sporų reikšmė samanų gyvenime?

Sporos yra ląstelės, reikalingos samanoms daugintis. Samanų augalai nežydi ir neturi šaknų, todėl norėdami daugintis, jie suformavo sporofitą su sporangijomis (sporų nokimo vieta).

Sporofitas turi trumpą gyvenimo ciklą, po džiovinimo sporos yra išsibarsčiusios, o patekusios į drėgną dirvą greitai įsišaknija. Esant nepalankioms sąlygoms, jie gali ilgai išsilaikyti nedygę, atsparūs žemai ir aukštai temperatūrai, užsitęsusioms sausroms.

Samanų svarba gamtoje ir žmogaus gyvenime

Samanos yra daugelio bestuburių gyvūnų maistas.

Po dygimo susidaro durpių nuosėdos, kurios būtinos plastikų, dervų, karbolio rūgšties gamyboje, naudojamos kaip kuras ar trąšos.

Samanos visiškai uždengia žemę augimo vietose, todėl kaupiasi drėgmė ir plotas užmirksta. Taigi kitos augmenijos dygimas tampa neįmanomas. Tuo pačiu metu jie užkerta kelią erozijai ir dirvožemio sunaikinimui dėl paviršinio vandens ir vėjo. Kai samanos miršta, jos dalyvauja dirvožemio formavime.

Galintys augti ugnies vietose, patvarūs ir atsparūs, jie gyvena tundroje (pagrindiniame augalijos fone, nes kiti augalai tokiomis sąlygomis negali išgyventi).

Karo metais sfagninės samanos buvo naudojamos kaip tvarsliava dėl savo baktericidinių savybių ir gebėjimo sugerti drėgmę.

Samanų pagalba galite naršyti reljefą: jos nemėgsta šviesos, todėl yra akmenų ir medžių šešėlinėje pusėje. Samanos nukreipia žmogų į šiaurę.

Statyboje jis naudojamas kaip izoliacinė ir izoliacinė medžiaga.

1 klausimas. Kas yra rizoidai?

Rizoidai yra į siūlus panašūs vienos ar kelių vienaeilių ląstelių dariniai; prisitvirtinti prie substrato ir iš jo sugerti vandenį bei maistines medžiagas. Aptinkama samanose, kerpėse, kai kuriuose dumbliuose ir grybuose.

2 klausimas. Kodėl dumbliai priskiriami žemesniųjų augalų kategorijai?

Dumbliai priklauso žemesniems augalams, nes neturi nei šaknų, nei stiebų, nei lapų.

3 klausimas. Kas yra sporos?

Sporos yra mikroskopiniai žemesnių ir aukštesnių augalų užuomazgos, turinčios skirtingą kilmę ir tarnaujančios jų dauginimuisi ir (ar) išsaugojimui nepalankiomis sąlygomis. Biologijoje „sporos“ sąvoka skirstoma į:

* bakterijų sporos, kurios padeda išlaukti nepalankias sąlygas;

* dauginimuisi naudojamų augalų, sporozoidų ir grybų sporos.

Laboratorinis darbas Nr. 10. Samanų sandara.

1. Apsvarstykite samanų augalą. Nustatykite jo išorinės struktūros ypatybes, suraskite stiebą ir lapus.

Stiebas stačias ir nešakotas. Stiebo ilgis 12 cm, bet gali siekti 30-40 cm.Stiebai tankiai apaugę lapais. Viršuje yra dėžutė su sporomis. Stiebo apačioje yra ataugų – rizoidų.

2. Nustatykite lapų formą, vietą, dydį ir spalvą. Apžiūrėkite lapą mikroskopu ir nubraižykite eskizą.

Lapai yra įgaubti, tamsiai žali, su lapkočiu, kuris apgaubia stiebą. Kiekvienas lapas viršutiniame paviršiuje turi asimiliacines plokšteles ir didelę pagrindinę veną. Lapas atrodo kaip stora adata ir kaip miniatiūriniai linų augalai. Apatiniai lapai ant stiebo išsivysto žvynų pavidalu.

3. Nustatykite, ar augalas turi šakotą ar nešakotą stiebą.

Samanos turi nešakotą stiebą.

Vyriškų augalų viršūnėse yra lytinių organų, kuriuose vystosi judrios lytinės ląstelės (gametos) – spermatozoidai.

Moteriškuose augaluose viršūnėse yra lytiniai organai su moteriška reprodukcine ląstele (gameta) – kiaušinėliu.

Moteriškuose augaluose kapsulės išsivysto ant ilgų stiebelių, padengtų plaukuotais, smailiais kepurėliais. Jie primena sėdinčią gegutę. Dėžėse vystosi sporos. Išsilieję ir sudygę jie formuoja naujus samanų augalus.

5. Apžiūrėkite sporų dėžutę. Kokia sporų reikšmė samanų gyvenime?

Augalas gamina daugybę sporų. Išsilieję ir sudygę jie formuoja naujus samanų augalus. Iš kiekvienos sporos, esant palankioms sąlygoms, išauga trumpo gyvenimo trukmės ūglis, kuris atrodo kaip dėžutė (sporangija) ant kotelio.

6. Palyginkite samanų struktūrą su dumblių sandara. Kokie jų panašumai ir skirtumai?

Skirtumai: dumbliai neturi šaknų, jų kūną vaizduoja talas. Samanos vysto rizoidus. Dumbliai gyvena tik vandens aplinkoje, samanos – tik drėgnoje aplinkoje. Samanos turi stiebus ir lapus, bet dumbliai neturi.

Panašumai: ląstelėse yra plastidų (chloroplastų, chromoplastų, leukoplastų), todėl jos gali vykdyti fotosintezę. Visą gyvenimą jie auga neribotai. Nejudėdamas.

7. Užsirašykite savo atsakymus į klausimus.

Išvada: samanos labiau išsivysčiusios nei dumbliai. Jie gali būti nebe vandenyje, o drėgnoje aplinkoje. Jau pasirodo stiebai ir lapai.

1 klausimas. Kodėl samanos vadinamos aukštesniais sporiniais augalais?

Kadangi samanų kūnas yra padalintas į stiebus ir lapus, o jos dauginasi sporomis, jos priskiriamos aukštesniųjų sporinių augalų kategorijai.

2 klausimas. Kokia gegutės lino sandara?

Jo ploni rusvi stiebai yra padengti mažais tamsiai žaliais lapeliais ir atrodo kaip miniatiūriniai linų augalai.

Gegutės linai turi vyriškus ir moteriškus augalus. Vyriškų augalų viršūnėse yra lytinių organų, kuriuose vystosi judrios lytinės ląstelės (gametos) - spermatozoidai (iš graikų kalbos žodžių "sperma" - sėkla, "zoon" - gyvas padaras ir "eidos" - rūšis). Moteriškuose augaluose viršūnėse yra lytiniai organai su moteriška reprodukcine ląstele (gameta) – kiaušinėliu.

Moteriškuose augaluose kapsulės išsivysto ant ilgų stiebelių, padengtų plaukuotais, smailiais kepurėliais. Jie primena sėdinčią gegutę. Iš čia ir samanų pavadinimas – gegutės linas. Dėžėse vystosi sporos. Išsilieję ir sudygę jie formuoja naujus samanų augalus.

3 klausimas. Kuo sfagnas skiriasi nuo gegutės linų?

Kukuškino linai - žalios samanos, sfagnai - šviesiai žalios samanos, durpės. Gegutės linai turi rizoidų, sfagnumas neturi. Gegutės linų stiebas nesišakoja, o sfagnumas turi trijų tipų šakas, gegutės linų lapuose negyvų ląstelių nėra, tačiau sfagnyje jų yra labai daug, tai orą nešančios ląstelės, galinčios sugerti drėgmę. Kapsulės su sporomis gegutės linuose turi plaukuotą dangtelį ir pailgą formą, o sfagnuose – beketurėlės ir apvalios. Gegutės linai turi vyriškus ir moteriškus augalus, o sfagniniai linai – dvilyčius augalus. Kapsulės su sporomis gegutės linuose išsidėsčiusios po vieną moteriškų augalų viršūnėse, o sfagnuose jų būna 3-5.

4 klausimas. Kuo samanos skiriasi nuo dumblių?

Samanos yra sudėtingesnės nei dumbliai. Tarp dumblių yra didelė vienaląsčių organizmų grupė, visos samanos yra daugialąsčiai organizmai. Dauguma dumblių gyvena vandens aplinkoje, dauguma samanų gyvena sausumoje, tačiau su dideliu drėgmės procentu. Samanų kūnas yra diferencijuojamas į organus, tik labiausiai išsivysčiusiuose dumbliuose galima pastebėti kažką panašaus į audinį. Samanos turi išorinių skirtumų tarp vyriškos lyties ir moteriškos lyties individų, tarp seksualinių ir neseksualių kartų. Dumbliuose visi tos pačios rūšies individai yra vienodi. Samanos negali daugintis vegetatyviškai, bet dumbliai gali. Samanos, kaip ir visi aukštesni augalai, turi stiebus ir lapus, o dumbliai – talus.

5 klausimas. Kokia samanų reikšmė gamtoje ir žmogaus gyvenime?

Samanos, apsigyvendamos pievose ir miškuose, dengia dirvą ištisiniu kilimu, trukdydami oro tekėjimui. Tai veda prie dirvožemio rūgštėjimo ir užmirkimo.

Lapinės samanos, ypač sfagninės, pelkes padengia ištisiniu kilimu, o žūdamos formuoja durpes, kurias plačiai naudoja žmonės. Durpės naudojamos kaip kuras, trąšos ir kaip žaliava pramonei. Iš durpių gaunamas medienos alkoholis, karbolio rūgštis, plastikai, izoliacinės juostos, dervos ir daugelis kitų vertingų medžiagų. Kai kurie gyvūnai valgo samanas.

Pagalvok

Kodėl net didžiausios samanos nepasiekia didesnių nei 80 cm dydžių?

Samanos nėra aukštos, nes jų augimo vietos yra labai „prastos“ dirvos. Šalnos ir stiprūs vėjai yra gana nepalankios sąlygos egzistuoti. Samanos neturi laidumo sistemos, todėl jų aukštis yra ribotas.

Užduotys smalsiems

1. Apžiūrėkite sfagninių samanų lapus po mikroskopu. Atkreipkite dėmesį į dviejų tipų ląstelių, iš kurių jie susideda, struktūrines ypatybes.

Lapų ląstelėse yra dviejų tipų ląstelės. Siauros žalios ląstelės, kuriose vyksta fotosintezė (yra chlorofilo), yra sujungtos galuose ir sudaro tinklinę struktūrą, kurioje vyksta organinių medžiagų judėjimas. Tarp jų yra didelės skaidrios negyvos ląstelės, iš kurių lieka tik lukštai (jose yra vandens).

2. Įdėkite šiek tiek riccia į stiklainį su drėgna žeme. Uždenkite stiklainį stiklu ir padėkite į šiltą, šviesią vietą. Įsitikinkite, kad žemė yra nuolat drėgna. Stebėkite, kas atsitiks su riccia.

Riccia pradės vystytis, nes... palankios sąlygos (nuo drėgno ir šilto oro, šviesos). Plaukiojanti Riccia neturi šakniastiebių, tačiau drėgnoje dirvoje gali jų susidaryti.

Jei Ričiją auginate vandenyje, tada, jei temperatūra žemesnė nei 20°C, Ričijos augimas sulėtėja, tačiau išvaizda išlieka patraukli. Taip pat reikia žinoti, kad šiam augalui optimalus laikomas minkštas vanduo, kurio kietumas neturėtų viršyti 15 vienetų, tačiau jei šis rodiklis viršija 8, tai jau neigiamai veikia augimą. Leistinas pH lygis yra 4-8.