ОСОБЕННОСТИ СПРОНОШЕНИЯ МХА ПИЛЕЗИЯ МНОГОЦВЕТКОВАЯ (PYLAISIA POLYANTHA) НА СТВОЛАХ ОСИН В ОКРЕСТНОСТИ Г. СНЕЖИНСКА
Юлия Борисова МБОУ «СОШ»№ 000
Введение.
Споры – обычно одноклеточные образования, служащие для бесполого размножения мхов и их распространения. Размеры спор у листостебельных мхов сильно колеблются. Самые мелкие споры известны у даусонии (5 мкм) и у политрихума (7 -10 мкм), чаще встречаются виды, у которых диаметр споры 10-12 мкм. Наиболее крупные споры найдены у некоторых видов бриума (Bryum), энкалипты (Encalypta) (35-50 мкм), реже споры имеют диаметр до 80 мкм, как у эфемерума (Ephemerum). Изредка диаметр спор достигает 100-200 мкм. Такие гигантские споры встречаются только у видов рода архидиум, у которых в маленькой клейстокарпной коробочке образуется всего около 30 спор. У некоторых родов, преимущественно тропических мхов, споры многоклеточные, так как начинают прорастать еще в спорангии. Форма спор варьирует незначительно, обычно они шаровидные, реже овальные, иногда слабо округло-угловатые, редко почковидные (у эфемерума). У сфагнума и андреи споры округло-тетраэдрические.
Скульптура оболочки спор чрезвычайно разнообразна. Споры мхов обладают большой жизнеспособностью, они могут выносить как периоды засухи, так и зимние холода. Опыты показали, что при длительном хранении в гербарии споры многих мхов не теряли способности к прорастанию. Особенно поразительна морозостойкость спор. Так, воздушно-сухие споры после замораживания их в течение нескольких часов при температуре ниже – 200 °С нормально прорастали на питательных средах. Они достаточно хорошо выносят и кратковременное нагревание до +100 °С. Только длительным сохранением жизнеспособности спор можно объяснить массовое появление мхов на нарушенных местообитаниях: по краям канав, на пожарищах. При оптимальных условиях освещения, температуры, влажности и определенной реакции субстрата (кислой, нейтральной, щелочной) зрелые споры большинства мхов прорастают через несколько дней или через несколько недель после высыпания из коробочки. В результате прорастания спор развивается первичная протонема, на которой затем закладываются почки и из них вырастают молодые облиственные растения. У листостебельных мхов известны числа хромосом от 5 до 66. Полиплоидия у них распространена так же широко, как и у цветковых. Полиплоидные растения возникают из регенеративной протонемы спорофита, нередуцированных спор и при удвоении числа хромосом в вегетативных клетках, особенно в органах вегетативного размножения.
Созревшие споры выпадают, разносятся ветром, попадают в благоприятные условия и прорастают, как споры мха. Но из проросшей споры папоротника развивается маленькая зеленая пластинка диаметром в несколько миллиметров. Это заросток папоротника. Он живет самостоятельно, прикрепляясь к почве ризоидами. На нижней стороне заростка развиваются мужские гаметы - сперматозоиды и женские гаметы - яйцеклетки. Под заростком задерживаются капельки росы или дождевой воды. По воде сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам. Происходит оплодотворение. Из зиготы развивается зародыш. Зародыш сначала получает питательные вещества от зеленого заростка. Он растет, и постепенно развиваются корень и очень короткий стебель с первым листом. Со временем из заростка развивается растение, которое мы обычно называем папоротником.
Цель: изучить особенности спороношения мха Pylaisia polyantha относительно высоты основного дерева-эдификатора.
Задачи:
- изучить ботаническую литературу, в которой приведено описание вида Pylaisia polyantha, проанализировать ее и составить краткую биолого-экологическую характеристику вида; собрать материал Pylaisia polyantha с одной осины, но с разной высоты (в основании ствола и на уровне 2-х метров от основания); провести замеры не менее 70 спор Pylaisia polyantha в каждой повторности (первая, - основание осины; вторая, - на уровне 2-х метров от поверхности); проанализировать полученные данные и сделать выводы.
Объект: листостебельный мох Pylaisia polyantha.
Предмет: особенности спороношения.
Гипотеза: чем выше заходит мох Pylaisia polyantha по стволам осин к кроне, тем меньшего размера должны быть у них споры. Это связано с тем, что мелким спорам много проще закрепляться на слабо трещиноватой коре осин в верхней части ствола (Фото 1 и 2). Замер спор может указать на то, какая именно вариация преобладаем в нижней и верхней частях ствола осин. Мы предполагаем, что в нижней части ствола будет преобладать крупноспоровая вариация, а в верхней части мелкоспоровая.
Фото 1. Кора осины в нижней части ствола. Фото 2. Кора осины в верхней части ствола.
Биолого-экологическая характеристика вида Pylaisia polyantha
Систематическое положение
ОТДЕЛ МОХООБРАЗНЫЕ
КЛАСС BRYOPSIDA – БРИЕВЫЕ МХИ
ГРУППА ПОРЯДКОВ С ДВОЙНЫМ ПЕРИСТОМОМ С ЗУБЦАМИ ЭКЗОСТОМА, ОЧЕРЕДНЫМИ СЕГМЕНТАМ ЭНДОСТОМА
ПОРЯДОК HYPNALES
СЕМЕЙСТВО PYLAISIACEAE – ПИЛЕЗИЕВЫЕ
РОД PYLAISIA – ПИЛЕЗИЯ
PYLAISIA POLYANTHA – ПИЛЕЗИЯ МНОГОЦВЕТКОВАЯ
Таблица 1
ПРИЗНАК | ХАРАКТЕРИСТИКА |
Стебель | Стебель до 4 см дл., веточки 5-6 мм дл. |
Листья | Стеблевые листья 1.2-1.6 x 0.5-0.6 мм, клетки 35-70 x 5-6 nm, в углах основания квадратные, образующие неясно отграниченную треугольную группу, поднимающуюся на 7-15 клеток вдоль края листа. Веточные листья 0.9-1.1 x 0.3-0.4 мм. |
Наличие спорофитов | Часто |
Ножка споофита | Около 1 см. |
Коробочка | Коробочка около 1.5 мм дл., прямая, цилиндрическая. |
Перистом | Зубцы экзостома в сухом состоянии б. м. дуговидно согнутые. Эндостом не сросшийся с экзостомом, базальная мембрана около 1/3 высоты эндостома, сегменты немного длиннее зубцов экзостома; реснички короткие, иногда отсутствуют. |
Споры | От 12 до 19 nm. |
География | Вид широко распространен по всей Голарктике, от южных районов Арктики (Полярный Урал, Чукотка) до Канарских островов, Северной Африки, Турции, Ирана, Гималаев, центральных районов Китая; в Америке на юг до Мексики. Европа, Азия (кроме Юго-Вост.), Сев. Африка, Макаронезия, Сев. и Центр. Америка. |
География на территории России | Встречается во всех областях, и практически везде это массовый вид. |
География на территории Урала | Встречается во всех областях, и практически везде это массовый вид. |
Биотоп и экология. Наиболее часто мох наблюдается на стволах осины, ивы и тополя, но вообще растет на всех лиственных породах, а также на относительно недавно упавших стволах (как на коре, так и на недавно утративших кору валежинах); изредка также на камнях и бетонированных плитах. Встречается в лесотундровой, бореально-лесной, широколиственно-лесной и лесостепной зонах.
Также в горно-лесостепном, горно-лесном и подгольцовом пояса. В лесах: еловые таволгово-крупнопапоротниковые, пихтово-еловые с березой и осиной вейниково-крупнопапоротниковые, елово-пихтовые (с осиной или березой разнотравные), пихтовые крупнопапоротниково-разнотравные, сосновые и сосново-березовые (чернично-злаково - и злаково-разнотравные, разнотравные), березово-сосновые (с осиной злаково-разнотравные; с осиной, пихтой и елью аконитово-высокотравные), березовые и осиново-березовые разнотравные (нередко заболоченные), липово-березовые с осиной, сосной, пихтой и елью злаково-вейниково-разнотравные, дубовые (бересклетовые, разнотравно-снытевые); вырубки; березовые лесостепные лески; ивняки, заболоченные ольшаники; луговые поляны; окраины болот.
На ровных местах, горных склонах, скальных останцах, выходах и обнажениях горных пород, речных долинах. Стволах деревьев и кустарников (в т. ч. сухих), пнях, валежинах (в т. ч. упавших через ручьи), валунах и глыбах. Влажные и сухие: кора осин и берез (до высоты более 7 м), тополей, рябин, вязов, лип, дубов, кленов, ив, ольхи, редко — сосен и можжевельника, гнилая древесина, почва, мелкозем, литома известняков, талька, дунитов и других пород. Трещины коры, неровности на поверхности горных пород.
Результаты и их обсуждение.
В результате исследования было установлено, что размер спор у образцов собранных в основании ствола и на высоте 2-х метров достаточно хорошо различаются. Среднее значение спор в основании ствола составило 14,42 nm, тоже значение для высоты 2-х метров составило 12,78 nm (таблица 2).
Таблица 2
Признак | Размер спор образцов собранных в основании ствола (104 споры) | Размер спор образцов собранных на высоте 2-х метров (73 споры) |
Среднее значение | 14,42 | 12,78 |
Максимальное значение | 16,20 | 16,60 |
Минимальное значение | 11,62 | 8,30 |
Медиана | 14,97 | 13,28 |
На основе полученных данных наша гипотеза в том виде, что различия могут иметь место – подтвердилась. Но объяснить только лишь трещиноватостью коры пока не получается, т. к. в основании осины у образцов не было найдено сильно мелких спорт. А этот факт является поменьше мере странным (таблица 3).
Таблица 3
№ п/п | Размер спор образцов собранных в основании ствола (104 споры) | Размер спор образцов собранных на высоте 2-х метров (73 споры) | ||
1 | 8,30 | 0 | 8,30 | 2 |
2 | 9,96 | 0 | 9,96 | 4 |
3 | 10,79 | 0 | 10,79 | 2 |
4 | 11,62 | 4 | 11,62 | 17 |
5 | 12,45 | 0 | 12,45 | 5 |
6 | 13,26 | 34 | 13,26 | 2 |
7 | 13,28 | 0 | 13,28 | 27 |
8 | 14,11 | 0 | 14,11 | 6 |
9 | 14,26 | 2 | 14,26 | 0 |
10 | 14,94 | 0 | 14,94 | 7 |
11 | 14,97 | 51 | 14,97 | 0 |
12 | 16,20 | 13 | 16,20 | 0 |
ВАРИАЦИИ | 5 | 10 |
В ней видно, что в нижней части ствола вариаций по размерам спор в 2 раза меньше, чем на высоте 2-х метров. Возможно, это можно объяснить тем, что мелкие споры очень быстро «подхватываются» воздушными потоками и не успеваю осесть в нижней части ствола и там закрепиться.
Заключение.
Гипотеза частично подтверждается. Но для того, чтобы выявить влияние других факторов, которые могут вносить свои коррективы в распространение спор необходимы дополнительные эксперименты.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Фото 1. Спорофиты Pylaisia polyantha.
Фото 2. Pylaisia polyantha на поверхности пенька.
Фото 3. Листья Pylaisia polyantha.
Фото 4. Угловые клетки листа Pylaisia polyantha.
