Строение сфагнума - внешний вид и особенности болотного мха

Описание сфагнума

Семейство сфагновых весьма многообразно. Количество известных на сегодня видов достигает 120. Наиболее широко известны в биологии следующие из них:

• болотный сфагнум;
• оттопыренный;
• бурый;
• магелланский;
• папиллозный;
• Гиргензона.

Все известные на сегодняшний день разновидности сфагнума являются споровыми многолетниками, имеющими 2 поколения. Ежегодно происходит нарастание верхней части растения и отмирание нижних фрагментов.

Всем разновидностям такого мха практически не присущ процесс гниения, поэтому, разрастаясь, он способен приводить к заболачиванию лесов и превращению стоячих водоёмов в болота. Именно такие места он и выбирает для обитания.

Являясь болотным мхом, сфагнум активно впитывает влагу всем организмом. В качестве губки можно представить всю зелёную часть растения. Для зелёной массы торфяного мха характерны следующие особенности:

• низкая теплопроводность — это качество в разные времена и в разных культурах позволяло использовать растение для теплоизоляции жилищ, изготовления тёплых пелёнок и одеял для детей;
• высокая степень гигроскопичности — эта характеристика позволяет растению поглощать воды в 20 раз больше собственной массы;
• свойство поглощать запахи;
• антисептические свойства карбоновой кислоты, входящей в состав сфагнума.

Все эти качества способствуют широкому применению сфагнума в хозяйственной деятельности и строительстве (издавна им перекладывали брёвна при сборке сруба: свойства мха исключали гниение древесины и предотвращали её размокание). Кроме того, стали причиной целой серии исследований, направленных на возможность искусственного выращивания и размножения сфагнума в промышленных целях.

Внешний вид сфагнума напоминает густую пушистую траву светло-зелёного цвета. В природе разные виды мха образуют пушистый зелёный ковёр, покрывающий болотные кочки и плавающий по поверхности зарастающих озёр. Упругий сочный слой покрыт снаружи коркой, которая представляет собой наслоение запасающих воду клеток.

Клетки, содержащие хлорофилл, присутствуют только на верхней части стебля растения, поэтому нижняя его часть выглядит практически бесцветной. Корневая система у сфагнума отсутствует. Эта особенность свойственна всем мхам.

Строение растительного организма

Торфяной мох сфагнум имеет характерное для растительного организма строение. Растение состоит из следующих элементов:

• стебель, высота которого достигает 20 см, однако может вырастать и до 30, он упругий, водянистый на разрезе;
• листья — чешуйки, которые в большом количестве располагаются на основном стебле и его ответвлениях, листья торфяного мха состоят из одного слоя клеток, принадлежащих двум различным типам;
• коробочка, располагающаяся на самой верхушке стебля — в ней формируются и развиваются споры, предназначенные для размножения растения.

Стебель сфагнового мха обильно ветвится, на боковых его поверхностях располагаются веточки и листья. В строении мха сфагнума различают три разновидности веточек:

• торчащие — располагающиеся по отношению к основному стеблю горизонтально и обращённые в разные стороны;
• свисающие — направленные вниз;
• верхушечные — расположенные ближе к верхушке стебля и направляющиеся в стороны и вверх, образующие подобие головки (макушки) растения.

На кончиках верхушечных веточек на специальных стебельках со временем формируются коробочки — спорангии небольшого размера, снабжённые крышечкой. В них образуются и созревают споры растения, при помощи которых оно размножается. После созревания спор, содержащихся внутри, крышечка самопроизвольно открывается, а споры высыпаются в окружающую среду и разносятся ветром и водой. Для начала цикла развития нового растения из споры достаточно попадания её в каплю воды. Споры, формирующиеся в коробочках, имеют двойной набор хромосом.

Рост растения осуществляется за счёт развития структур верхней части стебля, тогда как элементы нижней части постепенно отмирают, образуя торф.

Клетки растения

Особенностью строения сфагнума является то, что его листья состоят из двух типов клеток. Для каждого из них характерна своя схема внутреннего строения, набор функций, внешний вид:

1. Водозапасающие. Их роль соответствует названию — они накапливают воду. Именно благодаря им осуществляется способность растения удерживать объём воды в 20 раз больше собственного веса. По-другому эти клетки называют мёртвыми. Цитоплазма их полностью разрушена, остались только клеточные стенки, имеющие большое количество пор. Помимо большого количества воды, они содержат пузырьки воздуха. Водозапасающие клетки составляют больший объём листа сфагнума.
2. Хлорофиллоносные. Их функция — обеспечение всего растительного организма органическими веществами.

Наличие водозапасающих клеточных структур является одной из особенностей сфагнума. Они располагаются в стебле и на листьях. Это мёртвые прозрачные полые клетки, имеющие отверстия. Клеточная мембрана этих образований имеет характерные утолщения, за счёт которых происходит её укрепление.

Водозапасающие клетки располагаются в окружении более мелких клеточных структур — зелёных фотосинтезирующих клеток, объединённых в одну большую сеть. Эта разновидность клеток является своеобразной заменой проводящей системы, свойственной высшим растениям, которая у мха отсутствует. Хлорофиллоносные клетки практически равномерно распределены по растению, за исключением нижней его части, поэтому процесс фотосинтеза протекает во всех отделах.

Эти особенности строения можно увидеть в обычный световой микроскоп с 300-кратным увеличением. С этой целью, в ходе лабораторной работы, следует расположить один листик на предметном стекле в капле воды, накрыть покровным стеклом и поместить под микроскоп. Хлорофиллоносные клетки, для которых характерен процесс фотосинтеза, будут выглядеть под микроскопом как узкие структуры, расположенные друг за другом и, благодаря такому расположению, образующие рисунок, напоминающий цепочку.

Широкие, практически бесцветные клетки, называемые водоносными, имеют разнообразную форму и поры, за счёт наличия которых и происходит всасывание воды зелёной частью торфяного мха. Вода, в больших количествах накапливаемая водозапасающими клетками, постепенно поступает в живые хлорофиллоносные, после чего расходуется ими на процессы питания и жизнедеятельности. Сообщение между клетками происходит посредством пор.

Карболовая кислота

Это вещество, содержащееся в тканях сфагнового мха, обладает выраженным антисептическим действием. Результатом такого эффекта является отсутствие бактерий, обеспечивающих гниение. Именно этим фактом объясняется то, что мох сфагнум практически не гниёт, а из отделяющихся от основного растения фрагментов образуется торф. Толщина слоя, образующегося на протяжении года, составляет от 1 до 2 мм.

Наличие этого антисептического вещества широкого спектра действия делает возможным использование растения в лечебных целях. Например, сфагнум можно считать подходящим материалом для антисептической гигроскопической повязки в полевых условиях.