§ 25. Мхи — неприхотливое меховое одеяло почвы

ОПРЕДЕЛЯЕМ ПРОБЛЕМУ УРОКА

• Почему вопрос биолога может послужить подсказкой Антошке? Что нужно обсудить на уроке, чтобы помочь Антошке найти ответ на свой вопрос? Сравни с авторским вариантом (стр. 171).

Вопрос биолога указывает на связь строения организма с условиями местоибитания.

Как устроены мхи и как он переживают засуху?

ВСПОМИНАЕМ ТО, ЧТО ЗНАЕМ

• Как удерживают воду губка и вата? (Жизненный опыт)

В губке и вате есть свободные полости, в которые и попадает вода.

• Какие живые существа гибнут от нехватки воды? (§ 19)

Вода необходима каждому живому существу. Без воды нет и не может быть живой системы. Активная жизнь организмов протекает только тогда, когда количество воды в теле значительно превышает количество сухого вещества.

Для построения своего тела организмы обязательно должны использовать воду из окружающей среды или из пищи. А вот способность извлекать воду из внешней среды и из пищи может быть разной. Есть, например, животные, которые долго живут там, где воды в жидком или газообразном состоянии вообще нет. Они извлекают воду из пищи или же получают се за счет химических реакций, протекающих в теле.

Гусеницы восковой моли живут в ульях и питаются вощиной, в которой имеются лишь следы воды. Вода в их теле получается химически — при окислении алкоголей воска. За счет такой «химической» воды живут и гусеницы платяных молей, питающиеся сухой шерстью, жуки, питающиеся сухой древесиной, мукой, и т. д.

Некоторые виды животных приспособились к временному недостатку воды в природе тем, что могут терять всю или почти всю влагу своего тела и остаются живыми. Так, некоторые беспозвоночные обитатели мха — коловратки, тихоходки, круглые черви, — когда мох высыхает, высыхают вместе с ним. Они сморщиваются и переходят в состояние анабиоза. Как только появляется вода, они «оживают».

Особенно выносливы к высушиванию споры плесневых грибков и некоторых бактерий. Они сохраняются совершенно сухими 20 лет и более и способны после этого прорастать. Высокой выносливостью к условиям сухости обладают семена растений.

Но есть организмы которые могут жить без воды совсем непродолжительный период времени. Например, водоросли, рыбы и др. обитатели водной среды.

• Что такое редукционное деление? (§ 20-21)

Редукционное деление — деление, при котором у клетки потомка вдвое меньше ДНК, чем у родительской клетки.

РЕШАЕМ ПРОБЛЕМУ, ОТКРЫВАЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

1) Чем мхи похожи, а чем отличаются от водорослей?

Сходство водорослей и мхов:

• Могут осуществлять фотосинтез, в клетках есть хлоропласты.

• Клетки сходны по строению (имеют клеточную стенку, ядро, митохондрии и др.)

• Неограниченно растут в течении всей жизни.

• Неподвижны.

Отличия водорослей и мхов:

• Водоросли не имеют органов (листьев, стеблей). Все тело водоросли представляет собой единое слоевище (таллом).

• У мхов в жизненном цикле преобладает гаметофит, у водорослей спорофит.

• Среди водорослей есть большая группа одноклеточных, все мхи – многоклеточные организмы.

• Большинство водорослей живет в водной среде, большинство мхов – на суше.

• Мхи не могут размножаться вегетативно, а водоросли могут.

2) Где живут мхи и с чем это связано?

Лучше всего мхам живётся во влажных местах: в ручьях, на болотах, на берегах и в сырых лесах. Они могут закрепиться на камнях, песке, глине, коре деревьев, лишайниках, помёте.

Поскольку мхи переносят продолжительное высушивание, они обитают и там, где кратковременное увлажнение сменяется долгой засухой: в пустынях, на камнях, на крышах и стенах.

ПРИМЕНЯЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

1. Из каких частей состоят мхи?

Тело мхов разделено на стебель и листья. У многих мхов на стеблях есть тонкие выросты — ризоиды, которыми они цепляются за грунт.

2. Как делятся клетки мхов?

Стебельки мха растут своей верхушкой, на ней и делятся клетки.

3. Как устроены стебли мхов?

Наружные клетки стебля, как правило, мелкие, с прочными стенками — они образуют трубку, делающую стебель жёстче.

Внутри клетки — или одинаковые, или разные, собранные в кольцевые слои.

4. Как люди используют мхи?

Торфом топят дома и электростанции, улучшают глинистую почву. Из торфа получают ценные вещества. Мхами конопатят стены и утепляют потолки изб. Сфагнум можно применять как перевязочный материал (он впитывает воду лучше ваты и убивает бактерии). Сфагнум используют как дезодорант и поглотитель в деревенских туалетах.

Людей радует вид мхов в лесу, и озеленители создают моховые лужайки в сырых парках.

5. Какие роли играют мхи в экосистемах?

В экосистемах мхи являются производителями.

Мхи защищают почву и укрывают мелких животных.

Сфагновые мхи могут создать болото на ровном месте, удерживая воду, как губка.

6. Какое из перечисленных качеств самое важное для напочвенных мхов дремучего ельника: способность переносить высыхание, способность обходиться слабым светом, способность удерживать воду? А какая из названных способностей нужнее всего мху - обитателю шиферной крыши?

Для напочвенных мхов дремучего ельника в первую очередь важна способность обходиться слабым светом, т.к. для такого леса характерна сильная затененность из-за сомкнутого полога из крон.

А вот для обитателя шиферной крыши важнее всего способность переносить высыхание, т.к. кратковременное увлажнение часто сменяется долгой засухой.

7. Известно, что кусочки стеблей мхов во влажной среде разрастаются. Изобрети и сооруди с помощью домашних средств устройство для содержания мхов при неизменной влажности. Попробуй выращивать мхи.

Итак, чтобы вырастить мох, нужно на дно емкости насыпать слой мелкой гальки или керамзита. Это необходимо для предотвращения застоя влаги. Следующий слой — гранулированный уголь. Только после этого насыпается субстрат.

Самое время приступить к ландшафтному дизайну. Не обязательно стремиться к ровной поверхности — холмики и впадины только добавят натуралистичности. Можно добавить кусочки древесины, камушки, высадить влаголюбивые растения, чтобы композиция выглядела как настоящий лесной пейзаж.

Сам мох можно взять в лесу, срезав его вместе с дерном. А можно купить его в специализированном магазине. В первые дни после посадки подушечки нужно опрыскивать ежедневно. После окончания периода адаптации поливы нужно сократить, чтобы не вызвать переизбыток влаги. Оптимально увлажнять мох раз в 3-5 дней.

Совсем скоро после посадки мох начнет разрастаться. Для нормального развития, моховидным нужно обеспечивать доступ прохладного свежего воздуха и частичное освещение. Достаточно выставлять их под утренние солнечные лучи на 2-3 часа. Такое освещение делает цвет мха более интенсивным и красивым.

В больших емкостях можно установить автоматизированные «дождевальные фонтанчики». Для этого распылитель от любого бытового пульверизатора присоединяют к воздушному компрессору — например, используют компрессоры от бытовых холодильников. Внутри емкости располагают одну или несколько форсунок, а емкость с водой для распыления и сам компрессор — снаружи. Получаются очень мелкие брызги, практически туман, который наполняет маленький «лес» живительной влагой. Подключение реле времени позволяет автоматически включать компрессор и производить распыление утром и вечером. Лучше использовать дистиллированную или очень мягкую воду, которая, высыхая, не образует белых солевых пятен и подтеков на стеклах и листьях растений.

МОИ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Под микроскопом рассмотри листья разных мхов, их коробочки и споры. Найди место прикрепления листьев к стеблю и ризоиды. Расскажи, чем отличаются мхи разных видов, рассмотренные тобой. Чем мхи похожи на водоросли и чем от них отличаются?

Рассмотрим мох сфагнум:

Рассмотрим мох кукушкин лен:

Водоросли и мхи могут осуществлять фотосинтез, в клетках есть хлоропласты. Мхи имеют органы (листья, стебли). Все тело водоросли представляет собой единое слоевище (таллом).

МОИ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Рассчитай, сколько воды удерживает килограмм сфагнума. Подготовь презентацию для использования на уроках биологии.

Если пучок стеблей мха достаточно велик, мы можем убедиться в том, что сфагновый мох обладает огромной влагоемкостью, способен поглощать много воды. В этом отношении он сильно отличается от других мхов. Стоит сжать мокрую сфагновую массу, как из нее струйками вытекает вода. Сожмешь еще раз - вытекает снова.

Сфагновый мох впитывает и удерживает воду, как губка. Во влажном состоянии он весит в 25-30 раз больше, чем в сухом. Такая необыкновенная способность поглощать много воды объясняется особенностями внутреннего строения растения. Дело в том, что основную массу мха составляют особые пустые клетки, которые служат вместилищами влаги. Эти микроскопические резервуары, а их великое множество, могут быстро наполняться водой и затем хранить ее какое-то время. Кроме мертвых клеток-резервуаров у мха есть и другие - живые, зеленые. Но доля их в общей массе тела растения относительно невелика.

ЛИСТОСТЕБЕЛЬНЫЕ МХИ — «ЗЕМНОВОДНЫЕ» РАСТЕНИЯ

• Ты понял, почему биолог назвал мхи земноводными? Выскажи предположение. Что тебе нужно узнать для проверки своей гипотезы? Сравни с авторским вариантом (стр. 171).

Земноводные были первыми позвоночными, заселившими сушу. Но они не вполне ещё оторвались от водной стихии. Поэтому их и называют «амфибиями» — «живущими в двух средах». Икринки земноводных не защищены скорлупой или кожей, при высыхании быстро погибают. Поэтому размножение всех амфибий тесно связано с водой.

Поэтому можно предположить, что для размножения мхов тоже нужна вода.

Для проверки гипотезы необходимо знать, как размножаются мхи.

ВСПОМИНАЕМ ТО, ЧТО ЗНАЕМ

Как размножаются грибы? (§ 16)

Грибы размножаются обрывками гиф, отдельными клетками, почкованием и спорами.

Что такое редукционное деление? (§ 21)

Редукционное деление - деление, при котором у клетки потомка вдвое меньше ДНК, чем у родительской клетки.

Что такое гаметы и споры? (§ 21)

Споры – специальные клетки, с помощью которых размножается и расселяется грибы, растения. Они обладают улучшенной защитой от неблагоприятных условий. Спора имеет двойной набор ДНК.

Гамета - это половая клетка, она имеет одинарный набор ДНК.

Что такое гаметофит и спорофит? (§ 21)

Спорофит - многоклеточная фаза в жизненном цикле растений с двойным набором ДНК в клетках, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки или зиготы и производящая споры.

Гаметофит - многоклеточная фаза в жизненном цикле растений с одинарным набором ДНК в клетках, развивающаяся из спор и производящая половые клетки (гаметы).

Гаметофит может быть внешне похожим на спорофит, а может и отличаться формой и размером.

Какие преимущества даёт водорослям жизненный цикл с чередованием гаметофита и спорофита? (§ 21)

Чередование поколений имеет важно биологическое значение, так как сочетаются 2 способа размножения - бесполое, которое дает довольно большое количество особей и половое, при котором обогащается наследственность потомства, могут возникать новые признаки или свойства.

РЕШАЕМ ПРОБЛЕМУ, ОТКРЫВАЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

• Чем мхи похожи на земноводных животных?

Половое размножение мхов и земноводных невозможно без воды.

ПРИМЕНЯЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

1. Как выглядит спорофит мхов?

Зрелый спорофит обычно выглядит как бурая, красная или чёрная коробочка на ножке и под колпачком на гаметофите.

2. Как выглядит гаметофит мхов?

Стебли и листья — это гаметофит мха.

3. Рассмотри схемы в приложении на стр. 167-171. Разберись в условных знаках и объясни смысл схемы, посвящённой жизненному пути моховидных.

Жизненный цикл мхов: Из спор мха вырастают тончайшие зелёные нити (слева), на которых развиваются почки, а из почек — стебли с листьями. Клетки и нитей, и стеблей содержат по одинарному набору ДНК. Стебли и листья — это гаметофит мха.

На верхушке гаметофита, в окружении листьев, есть площадка. На ней расположены гаметангии - выросты, в которых созревают гаметы. У мхов есть гаметы двух видов. Мелкие, с небольшим запасом питательных веществ, плавающие с помощью жгутика гаметы называют мужскими. А крупные, богатые питательными веществами и неподвижные - женскими.

Когда на верхушку гаметофита попадает вода, мужские гаметы выплывают наружу. Некоторым из них удаётся доплыть до женской гаметы и слиться с ней, образуя зиготу (на рис. Фиолетового цвета). Зигота делится пополам, образовавшиеся клетки тоже делятся много раз, пока не вырастает коробочка на ножке – спорофит (на рис. оранжевого цвета).

Во всех клетках коробочки до определённого момента содержится двойной набор ДНК (и от мужской, и от женской гаметы). Затем некоторые клетки коробочки претерпевают редукционное деление и превращаются в споры.