Гидробиологичесние исследования. Мхи — древние и важные

В любой природной зоне можно найти разнооб­разные водоемы - озера, пруды, водохранилища и т. п. Все они, как правило, не лишены растений. За­частую растения играют здесь большую роль, разви­ваясь в массе у берегов на мелководье, образуя об­ширные подводные заросли на дне, а иногда сплошной покров на поверхности воды.

Растительный мир водоемов многообразен. Мы находим тут не только цветковые растения, но также некоторые папоротники, хвощи, мохообраз­ные. Богато представлены водоросли. Большинство их - мелкие, видимые только под микроскопом. Крупных, хорошо различимых невооруженным глазом, немного. В дальнейшем, рассматривая рас­тительный мир водоемов, мы будем иметь в виду только те растения, которые имеют сравнительно крупные размеры.

Водные растения разнообразны и по своему по­ложению в водоеме. Одни из них целиком на­ходятся под водой, полностью погружены (элодея, роголистник, различные рдесты). Другие погру­жены в воду только своей нижней частью (хвощ приречный, камыш озерный, стрелолист). Есть и такие, которые свободно плавают на поверхности (ряска малая, водокрас, сальвиния). Наконец, неко­торые обитатели водоемов имеют плавающие листья, но их корневище прикреплено ко дну (ку­бышка, кувшинка, горец земноводный). Растения каждой из этих групп мы подробно рассмотрим в дальнейшем.

Условия жизни растений в водоемах своеобраз­ны. Воды здесь всегда достаточно и недостатка в ней никогда не бывает. Поэтому для обитателей водоемов не имеет существенного значения, сколько выпадает осадков в данной местности - много или мало. Вод­ные растения всегда обеспечены водой и гораздо меньше зависят от климата, чем растения сухопутные, наземные. Многие водные растения имеют очень широкое распространение - от северных районов страны до крайнего юга, они не связаны с определенными природными зонами.

Характерная особенность среды в водоемах - медленное прогрева­ние воды весной. Вода, обладающая большой теплоемкостью, в весеннее время долго остается холодной, и это отражается на развитии обита­телей водоемов. Водные растения поздно пробуждаются весной, значи­тельно позднее, чем сухопутные. Они начинают развиваться только то-гда, когда вода достаточно прогреется.

Своеобразны в водоемах и условия кислородного питания. Для мно­гих водных растений - тех, которые имеют надводные побеги или пла­вающие листья, - нужен газообразный кислород. Он поступает через устьица, рассеянные по поверхности тех органов, которые соприка­саются с воздухом. В подводные органы этот газ проникает по особым воздухоносным каналам, густо пронизывающим все тело растения, вплоть до корневищ и корней. Разветвленная сеть тончайших воздухо­носных каналов, многочисленные воздушные полости - характерная анатомическая особенность многих обитателей водоемов.

Водная среда создает специфические условия и для семенного раз­множения растений. Пыльца некоторых представителей водной флоры переносится с помощью воды. Большую роль играет вода и в распро­странении семян. Среди водных растений немало таких, которые имеют плавучие семена и плоды, способные долгое время оставаться на поверхности, не погружаясь на дно. Подгоняемые ветром, они могут проплыть значительное расстояние. Переносят их, конечно, и те­чения.

Наконец, водная среда обусловливает специфику перезимовки рас­тений. Только у водных растений можно встретить особый способ пере­зимовки, когда зимуют специальные почки, погружающиеся на дно. Эти почки получили название турионов. Они образуются в конце лета, затем отделяются от материнского организма и уходят под воду. Весной почки прорастают и дают начало новым растениям. Многие обитатели водоемов зимуют в виде корневищ, находящихся на дне. Ни у одного из водных растений зимой не остается живых органов на поверхности во­доема, покрытой льдом.

Рассмотрим подробнее отдельные группы водных растений.

В наибольшей степени связаны с водной средой целиком погру­женные растения. Они соприкасаются с водой всей поверхностью сво­его тела. Их строение и жизнь всецело определяются особенностями водной среды. Условия жизни в воде сильно отличаются от условий жизни на суше. Поэтому водные растения во многом несходны с сухо­путными.

Целиком погруженные обитатели водоемов получают кислород, нужный для дыхания, и углекислый газ, необходимый для создания ор­ганических веществ, не из воздуха, а из воды. Оба эти газа растворены в воде и поглощаются всей поверхностью тела растения. Растворы газов проникают прямо через тонкие стенки наружных клеток. Листья этих обитателей водоемов нежные, тонкие, прозрачные. Они не имеют ника­ких приспособлений, направленных к удержанию воды. У них, напри­мер, совершенно не развита кутикула - тонкий водонепроницаемый слой, который покрывает снаружи листья сухопутных растений. Защита от потери воды не нужна - никакой опасности высыхания нет.

Особенность жизни подводных растений состоит еще в том, что ми­неральные питательные вещества они получают из воды, а не из почвы. Эти вещества, растворенные в воде, также поглощаются всей поверх­ностью тела. Корни не играют здесь существенной роли. Корневые си­стемы водных растений развиты слабо. Главное их назначение - при­креплять растение к определенному месту на дне водоема, а не погло­щать питательные вещества.

Многие целиком погруженные обитатели водоемов поддерживают свои побеги в более или менее вертикальном положении. Однако это достигается совершенно иным путем, чем у обитателей суши. У водных растений нет крепких, одревесневающих стеблей, у них почти не развиты механические ткани, которые играют укрепляющую роль. Стебли этих растений нежные, мягкие, слабые. Они поднимаются кверху благодаря тому, что содержат много воздуха в своих тканях.

Среди целиком погруженных в воду растений мы часто находим в наших пресных водоемах различные виды рдестов. Это цветковые растения. У них есть хорошо развитые стебли и листья, а сами растения обычно довольно крупные. Однако люди, далекие от ботаники, зача­стую неправильно называют их водорослями.

Рассмотрим в качестве примера один из наиболее распростра­ненных видов рдеста - рдест пронзеннолистный (Potamogeton perfoliatus). Это растение имеет сравнительно длинный, вертикально стоящий в воде стебель, который прикрепляется ко дну корнями. На стебле по­очередно располагаются листья овально-сердцевидной формы. Ли­стовые пластинки прикрепляются непосредственно к стеблю, черешков у листьев нет. Рдест всегда погружен в воду. Только в период цветения над поверхностью воды поднимаются соцветия растения, похожие на короткие рыхлые колосья. Каждое такое соцветие состоит из мелких не­взрачных цветков желтовато-зеленоватой окраски, сидящих на общей оси. После цветения колосовидное соцветие опять уходит под воду. Здесь созревают плоды растения.

Листья рдеста на ощупь жесткие, толстоватые - они сплошь покрыты с поверхности каким-то налетом. Если вынуть растение из воды и капнуть на лист десятипроцентным раствором соляной кислоты, наблюдается бурное вскипание - появляется множество пузырьков газа, слышится легкое шипение. Все это указывает на то, что листья рдеста покрыты снаружи тонкой пленкой извести. Именно она дает с соляной кислотой бурную реакцию. Налет извести на листьях можно наблюдать не только у данного вида рдеста, но и у некоторых других (например, у рдеста курчавого, блестящего и т. д.). Все эти растения обитают в водо­емах с достаточно жесткой водой, в которой содержится значительное количество извести.

Рдест пронзеннолистный; Ряска малая – отдельные растения

Еще одно целиком погруженное в воду растение - элодея ка­надская (Elodea canadensis). Это растение гораздо мельче рдеста, о ко­тором рассказано выше. Отличается элодея и расположением листьев на стебле - они собраны по три-четыре, образуя многочисленные му­товки. Форма листьев удлиненная, продолговатая, черешков у них нет. Поверхность листьев, как и у рдеста, покрыта грязноватым налетом из­вести. Стебли элодеи стелются по дну, но лежат свободно, не уко­реняются.

Элодея - цветковое растение. Но цветки у нее появляются крайне редко. Растение почти не размножается семенами и поддерживает свое существование только вегетативным путем. Способность к вегетатив­ному размножению у элодеи поразительна. Если отрезать конец стебля и бросить в сосуд в водой, то через несколько недель мы найдем здесь длинный побег со множеством листьев (конечно, для быстрого роста не­обходимо достаточное количество света, тепла и т. д.).

Элодея - растение, широко распространенное в наших водоемах. Она есть почти в любом озере, пруде и нередко образует сплошные за­росли на дне. Но это растение иноземного происхождения. Родина элодеи - Северная Америка. В первой половине прошлого столетия рас­тение случайно попало в Европу и быстро там распространилось, засе­лив очень многие водоемы. Из Западной Европы элодея проникла и в нашу страну. Сильное разрастание элодеи в водоемах - нежелатель­ное явление. Вот почему это растение называют водяной чумой.

Среди целиком погруженных растений пресных водоемов мы нахо­дим и оригинальную зеленую водоросль, которая называется хара (виды рода Chara). По внешнему виду она немного на’поминает хвощ - рас­тение имеет вертикальный главный «стебель» и отходящие от него во все стороны боковые более тонкие «ветви». Эти ветви располагаются на стебле мутовками, по нескольку, как у хвоща. Хара - одна из относи­тельно крупных наших водорослей, ее стебель достигает высоты 20 - 30 см.

Рассмотрим теперь главнейшие свободно плавающие растения водо­емов.

Наиболее знакомое из них - ряска малая (Lemna minor). Это очень маленькое растение часто образует сплошной светло-зеленый на­лет на поверхности воды в озерах и прудах. Заросли ряски состоят из множества отдельных плоских лепешечек овальной формы размером меньше ногтя. Это плавающие стебли растения. От нижней поверхно­сти каждого из них отходит в воду корешок с утолщением на конце. В благоприятных условиях ряска энергично размножается вегета­тивным путем: от овальной пластинки начинает расти сбоку такая же другая, от другой - третья и т. д. Дочерние экземпляры скоро от­деляются от материнского и начинают вести самостоятельную жизнь. Быстро размножаясь подобным образом, ряска в короткое время может покрыть весь водоем, если он небольшой.

Заросли ряски можно видеть только в теплое время года. Поздней осенью растения уже нет, поверхность воды становится чистой. Зеленые лепешечки к этому времени отмирают и опускаются на дно.

Вместе с ними погружаются в воду и живые почки ряски, которые проводят там всю зиму. Весной эти почки всплывают на поверхность и дают начало молодым растениям. К лету ряска успевает так разрастись, что покрывает весь водоем.

Ряска относится к числу цветковых растений. Но цветет она чрезвы­чайно редко. Цветки ее настолько мелки, что их трудно увидеть нево­оруженным глазом. Растение поддерживает свое существование благо­даря энергичному вегетативному размножению, о котором мы только что рассказали.

Примечательная особенность ряски - высокое содержание белка в ее стеблях-лепешечках. По богатству белком ряска может соперни­чать только с бобовыми. Маленькое невзрачное растение представляет собой ценный, очень питательный корм для некоторых домашних жи­вотных и птиц.

В наших водоемах встречается и другое мелкое растение, которое очень похоже на ряску и также плавает на поверхности воды. Называ­ется оно многокоренник обыкновенный (Spirodela polyrrhiza). Это растение хорошо отличается от ряски тем, что на нижней стороне овальных лепешечек имеет пучок тонких волосовидных корней (лучше всего корни видны, когда растение плавает в аквариуме или стакане с водой). У ряски, как мы уже говорили, на нижней стороне стебля бывает только один корешок.

Свободно плавает на поверхности водоемов и еще одно растение - водокрас (Hydrocharis morsus-ranae). Листья этого обитателя водоемов сидят на длинных черешках, имеют характерную овально-сердцевидную форму и собраны в розетку. От каждой розетки отходит в воду пучок коротких корней. Отдельные розетки соединены под водой тонким корневищем. Когда подует ветер, растение начинает перемещаться по по­верхности воды, причем розетки не меняют своего взаимного располо­жения.

Летом у водокраса появляются небольшие цветки с тремя белыми лепестками. Каждый цветок сидит на конце длинной цветоножки, под­нимающейся из центра листовой розетки. К осени на концах тонких подводных стеблей водокраса образуются почки-турионы, которые за­тем отделяются от материнского организма и опускаются на дно, где проводят зиму. Весной они всплывают на поверхность и дают начало новым растениям.

На поверхности пресных водоемов, расположенных в южной поло­вине европейской части нашей страны, можно увидеть свободно пла­вающий небольшой папоротник сальвинию (Salvinia natans). Это растение совершенно не похоже на обычные лесные папоротники и имеет гораздо меньшие размеры. От стебля сальвинии, лежащего на воде, от­ходят в одну и другую сторону овальные листья размером немного боль­ше ногтя. Они толстоватые, плотные, сидят на очень коротких чере­шках. Листья, как и стебель, плавают на поверхности воды. Помимо этих листьев, у сальвинии есть еще и другие. Они похожи по внешнему виду на корни и отходят от стебля вниз, в воду.

Сальвиния сильно отличается по внешнему виду от знакомых нам папоротников, однако сходна с ними по особенностям размножения. Именно по этой причине ее и относят к папоротникам. Никаких цвет­ков у растения, конечно, никогда не бывает.

Обратимся теперь к тем растениям наших водоемов, которые имеют плавающие листья, но при этом прикреплены ко дну и не могут сво­бодно перемещаться.

Наиболее знакомое из таких растений - кубышка (Nuphar lutea). Красивые желтые цветки кубышки многие видели. Чуть поднимаю­щиеся над поверхностью воды, они всегда привлекают внимание своей яркой окраской. В цветке пять крупных желтых чашелистиков и много мелких лепестков такой же окраски. Тычинок большое число, а пестик только один, форма его очень характерна - он напоминает круглую колбу с очень коротким горлышком. После отцветания пестик разраста­ется, сохраняя свою оригинальную форму. Внутри завязи созревают се­мена, погруженные в слизь.

Цветок кубышки находится на конце длинной цветоножки, которая отрастает от корневища, лежащего на дне водоема. Листья растения крупные, плотные, характерной округло-сердцевидной формы, с бле­стящей, глянцевитой поверхностью. Они плавают на воде, причем устьица располагаются только на их верхней стороне (у большинства су­хопутных растений - на нижней). Черешки листьев, как и цветоножки, очень длинные. Они тоже берут начало от корневища.

Листья и цветки кубышки многим знакомы. Но корневище рас­тения видели немногие. Оно удивляет своими внушительными разме­рами. Толщина его - в руку или больше, длина - до одного метра. Здесь хранятся зимой запасы питательных веществ, необходимых для формирования листьев и цветков на следующий год.

Черешки листьев кубышки и цветоножки, на которых сидят цветки, рыхлые, пористые. Они густо пронизаны воздухоносными каналами. Как мы уже знаем, благодаря этим каналам в подводные органы рас­тения поступает кислород, необходимый для дыхания. Обрывание ли­стовых черешков или цветоножек причиняет кубышке большой вред. Через место разрыва внутрь растения начинает проникать вода, а это приводит к загниванию подводной части и в конечном счете к гибели всего растения. Красивые цветки кубышки лучше не обрывать.

Близка к кубышке по многим своим особенностям и белая кув­шинка (Nymphaea alba). У нее такое же толстое корневище, лежащее на дне, почти такие же листья - крупные, глянцевитые, плавающие на воде. Однако цветки совершенно иные - чисто-белые, еще более кра­сивые, чем у кубышки. Они имеют приятный тонкий аромат. Многочис­ленные лепестки цветка направлены в разные стороны и частично за­крывают друг друга, а сам цветок чем-то напоминает пышную белую розу. Цветки кувшинки всплывают на поверхность воды и рас­крываются рано утром. К вечеру они снова закрываются и прячутся под воду. Но так бывает только при устойчивой хорошей погоде, когда сол­нечно и сухо. Если приближается ненастье, кувшинка ведет себя совер­шенно иначе - цветки либо вовсе не показываются из воды, либо прячутся раньше времени. Следовательно, по поведению цветков дан­ного растения можно предсказывать погоду.

Красивые белые цветки кувшинки многие стремятся сорвать. Но де­лать этого не следует: растение может погибнуть, так как оно очень чув­ствительно к поранениям. Истинному другу природы нужно ре­шительно воздерживаться от сбора цветков кувшинки и удерживать от этого других.

Как уже говорилось, среди растений водоемов есть и такие, которые погружены в воду только частично. Их стебли на значительном про­тяжении возвышаются над водой. В воздушной среде находятся цветки и большинство листьев. Эти растения по особенностям своей жизнедея­тельности и строению стоят ближе к настоящим сухопутным предста­вителям флоры, чем к типичным обитателям водоемов, целиком погру­женным в воду.

К растениям подобного типа относится известный многим камыш озерный (Scirpus lacustris). Он часто образует сплошные заросли в воде неподалеку от берега. Внешний вид этого обитателя водоемов своеобра­зен - над водой поднимается длинный темно-зеленый стебель, совер­шенно лишенный листьев и имеющий гладкую поверхность. Внизу, у воды, стебель толщиной больше карандаша, кверху он делается все тоньше и тоньше. Длина его достигает 1-2 м. В верхней части рас­тения от стебля отходит коричневатое соцветие, состоящее из несколь­ких колосков.

Камыш озерный относится к семейству осоковых, но внешне очень мало похож на осоки.

Стебли камыша, как и многих других водных растений, рыхлые, пористые. Взяв стебель двумя пальцами, его можно сплющить почти без всяких усилий. Растение густо пронизано сетью воздухоносных ка­налов, в тканях его много воздуха.

Познакомимся теперь с другим частично погруженным в воду рас­тением. Называется оно хвощ приречный (Equisetum fluviatile). Данный вид хвоща, как и уже знакомый нам камыш, нередко образует густые заросли в прибрежной части водоема, неподалеку от берега. Эти заросли состоят из множества прямых стеблей, довольно высоко подни­мающихся над водой.

Узнать хвощ нетрудно: его тонкий цилиндрический стебель состоит из многих отрезков-члеников, причем один членик отделен от другого пояском из мелких зубчиков-листьев. То же самое мы наблюдаем и у остальных хвощей. Однако хвощ приречный отличается от многих своих ближайших родственников тем, что стебель его большей частью не дает боковых ответвлений. Он выглядит как тонкий зеленый прутик. Осенью стебель хвоща отмирает, и у растения зимует на дне водоема только живое корневище. Весной от него отрастают новые побеги. Эти побеги появляются над поверхностью воды довольно поздно, в самом конце весны, когда вода достаточно прогреется.

Среди частично погруженных в воду растений мы находим и стре­лолист обыкновенный (Sagittaria sagittifolia). Это цветковое растение. Цветки его довольно заметные, с тремя округлыми белыми лепестками. Одни цветки - мужские, содержащие только тычинки, другие - жен­ские, в которых можно найти только пестики. Как те, так и другие распо­лагаются на одном и том же растении, причем в определенном порядке: мужские в верхней части стебля, женские ниже. В цветоножках стрело­листа содержится белый млечный сок. Если оторвать цветок, то на ме­сте разрыва скоро появится капелька беловатой жидкости.

Крупные листовые пластинки стрелолиста привлекают внимание своей оригинальной формой. Треугольный лист имеет глубокую клино­видную вырезку у основания и похож на сильно увеличенный наконеч­ник стрелы. Именно вследствие этого растение и получило свое назва­ние. Стреловидные листовые пластинки более или менее возвышаются над водой. Они сидят на конце длинных черешков, большая часть ко­торых скрыта под водой. Помимо этих хорошо заметных листьев, расте­ние имеет и другие - менее заметные, которые целиком погружены в воду и никогда не поднимаются над поверхностью. Форма их совер­шенно иная - они похожи на длинные зеленые ленты. Следовательно, у стрелолиста есть два типа листьев - надводные и подводные, причем те и другие сильно различаются. Подобные же различия мы наблюдаем и у некоторых других водных растений. Причина этих различий по­нятна: листья, погруженные в воду, находятся в одних условиях среды, листья надводные - в совершенно других. Стрелолист - многолетнее растение. Его стебель и листья к зиме отмирают, живым остается только клубневидное корневище, находящееся на дне.

Из тех растений, которые погружены в воду только своей нижней частью, можно упомянуть еще сусак зонтичный (Butomus umbellatus). Во время цветения это растение всегда привлекает к себе внимание. У него красивые бело-розовые цветки, собранные в рыхлое соцветие на верхушке стебля. Листьев на стебле нет, и оттого цветки особенно за­метны. Каждый цветок сидит на конце длинной веточки-цветоножки, а все эти веточки выходят из одной точки и направлены в разные стороны.

Сусак, наверное, многим знаком. Он широко распространен в водо­емах нашей страны, встречается на Севере, в Средней России, в Си­бири и других районах. Надо заметить, что такое широкое географиче­ское распространение имеет не только сусак, но и многие другие водные растения. Это для них характерно.

Если рассмотреть цветок сусака в деталях, увидим, что у него три зе­леновато-красных чашелистика, три розоватых лепестка, девять тычи­нок и шесть малиново-красных пестиков. Удивительная правильность в строении цветка: число его частей кратно трем. Это типично для одно­дольных растений, к которым как раз и принадлежит сусак.

Листья сусака очень узкие, длинные, прямые. Они собраны пучком и поднимаются вверх от самого основания стебля. Интересно, что они не плоские, а трехгранные. Как стебель, так и листья отрастают от тол­стого мясистого корневища, лежащего на дне водоема.

Сусак примечателен тем, что это растение можно использовать в пищу. Из его корневищ, богатых крахмалом, в недалеком прошлом де­лали муку, из которой пекли хлеб и лепешки (это было распространено, например, среди местных жителей в Якутии). Пригодны в пищу и целые корневища, но только в печеном или поджаренном виде. Вот какой необычный источник пищи можно найти на дне водоемов. Своеоб­разный «подводный хлеб».

Специальные исследования показали, что в муке из корневищ су­сака есть все, что нужно для питания человека. Ведь корневища содер­жат не только крахмал, но довольно много белка и даже некоторое ко­личество жира. Так что по питательности это даже лучше, чем обычный наш хлеб.

Сусак полезен еще и тем, что может служить кормовым растением для скота. Его листья и стебли охотно поедают домашние животные.

В наших водоемах встречается немало растений, подобных сусаку, у которых нижняя часть растения находится в воде, а верхняя - над водой. Мы рассказали далеко не обо всех растениях подобного типа. К их числу относятся, например, различные виды частухи, ежеголовников и т.д.

Гидробиологичесние исследования

Многие отрасли человеческой деятельности, будь то рыбное хозяйство или коммунальное строительство, медицина или гидротехника, связаны с познанием законов, управляющих развитием жизни в водоемах. Поэтому любые сведения о жизни обитателей водоемов – рек, озер, прудов, водохранилищ, особенно расположенных в труднодоступных или малопосещаемых местах, могут оказаться чрезвычайно ценными, а подчас и уникальными. Для того же, чтобы интересный материал не пропал зря, нужно уметь его собрать, сохранить, описать и доставить в какое-нибудь научное учреждение, где он может быть использован. Простейшие гидробиологические наблюдения, т. е. наблюдения над жизнью в воде, можно провести в любом туристском походе, не обременяя себя чересчур сложным и тяжелым оборудованием.

Все население водоема (за исключением рыб) делится по своему образу жизни на две большие группы. Организмы, населяющие дно водоема – не только ил, но и различные предметы, находящиеся на дне (сваи, валуны, травянистую водную растительность и т. д.), прикрепленные к чему-либо на дне или свободно передвигающиеся, называются бенти-ческими, или бентосом. Их противоположностью являются животные и растения, свободно парящие или медленно плавающие в водной толще,-планктон. Планктонные организмы, даже обладающие способностью к самостоятельному передвижению, как правило, не могут противостоять течению и перемещаются вместе с водными массами, что и отличает их от активных пловцов – рыб, составляющих так называемый нектон.

Планктонные рачки:

а – циклоп; б – диаптомус; в – босмина; г – лептодора; д – битотреф; е – полифемус; ж – мизида

Распределение как бентических, так и планктонных организмов в водоеме зависит в конечном счете от того, где они находят необходимую для жизни пищу. Принципиальное различие между растениями и животными заключается в том, что растения в процессе питания (фотосинтеза), происходящего только на свету, потребляют неорганические вещества, создавая из них органические, животные же питаются уже готовыми органическими веществами. Таким образом, распределение водорослей как в планктоне, так и в бентосе определяется в основном условиями освещенности. Планктонные водоросли (фитопланктон) приурочены к верхним слоям воды, летом их максимальное развитие наблюдается в большинстве озер на глубине 2-5 м. Бентические водоросли (фитобентос) в наибольшем количестве обитают в прибрежной области. Животные планктона (зоопланктон) распределены в толще воды более равномерно, чем водоросли. Правда, многие из них, питающиеся планктонными водорослями, сосредоточены в верхних слоях воды, но и глубже обитают многие организмы, пищу которых составляют отмершие планктонные водоросли и бактерии. Бентические животные (зообентос) обильней в прибрежьях, так как развитая здесь высшая водная растительность и бенти-ческие водоросли представляют прекрасную кормовую базу для животных-вегетарианцев, а те в свою очередь служат пищей хищникам. Однако в пределах глубинной зоны озер и водохранилищ встречается также довольно много представителей зообентоса, питающихся либо органической частью илом, либо другими организмами. В реках планктон обычно довольно однообразен, а бентос богаче у берегов.

В планктоне большинства озер и рек преобладают веслоногие и ветвистоусые рачки, коловратки и водоросли: диатомовые, зеленые и сине-зеленые. Планктонные животные гораздо крупнее водорослей, кроме того, они обладают способностью самостоятельно двигаться; поэтому, заглянув в микроскоп, первыми вы заметите веслоногих рачков-циклопов, водящихся в самых разнообразных водоемах от луж до болот включительно, и обитателей озер диаптомусов, а из ветвистоусых – дафний, знакомых любителям-аквариумистам, и смешных, похожих на слоников, босмин.

В больших озерах может попасться интересный представитель отряда расщепленноногих раков – мизида – прозрачный рачок длиной 1-5 см, с яркими черными глазами. Это животное в древние времена обитало в морях, а затем приспособилось к жизни в пресных водоемах. Нельзя не обратить внимания на изящные парашютики коловраток. Все эти крошечные животные играют в водоеме очень важную роль, так как служат прекрасным кормом для многих рыб. По данным химического анализа, питательность босмин, например, близка к омарам и превосходит сельдь и даже лосося.

Наиболее крупные колонии планктонных водорослей видны при небольшом увеличении: звездочки астерионелли, цепочки табеллярии и мелозиры. При большом увеличении можно рассмотреть необыкновенно тонкую и изящную скульптуру кремнеземных панцирей диатомовых водорослей. Диатомовые так красивы и разнообразны, что служат предметом коллекционирования.

Диатомовые водоросли при большом увеличении: Планктонные: а – мелозира; б – стефанодискус; в – циклотелла. Бентические: г – навикуля; д – пиннулярия; е – амфора; ж – сюрирелла

На изучении диатомовых водорослей основан один из важнейших методов современной геологии – диатомовый анализ: прекрасно сохраняющиеся в осадочных породах кремнеземные панцири диатомей позволяют по составу планктона определить возраст и характер водоемов, в которых эти породы образовались. Помимо диатомовых в планктоне постоянно встречаются сине-зеленые водоросли. Многие из них служат причиной "цветения" воды: на поверхности водоема появляются бурые хлопья или зеленый налет, состоящие из бесчисленных колоний сине-зеленых, при этом вода приобретает отвратительный вкус и запах от разлагающихся водорослей (иногда становится ядовитой); при этом может даже возникнуть недостаток кислорода, ведущий к гибели рыб.

Планктонные водоросли:

Сине-зеленые: а – микроцистис; б – гомфосферия. 3еленые: в – диктиосфериум; г – педиаструм; д- сфероцистис; е – ставраструм; ж – клостериум. Перидиниевые: з – церациум; и – перидиниум; к – золотистая водоросль динобрион

Широко распространены зеленые водоросли: диктиосфериум, педиаструм, сфероцистис.

Если же просматривать под микроскопом планктон болот или заболоченных озер и ручьев, то первое, что бросится в глаза, – это десмидиевые водоросли (также из группы зеленых). Из перидиниевых водорослей наиболее часто попадается изысканный церациум, сам же перидиниум обратит на себя внимание тем, что передвигается при помощи своих двух жгутиков ничуть не медленнее многих представителей зоопланктона. Колонии прозрачных бокальчиков динобриона из группы золотистых водорослей обязательно встретятся в весеннем или осеннем планктоне. Фитопланктон, один из основных источников первичного органического вещества в водоеме, создаваемого в процессе фотосинтеза непосредственно из неорганической материи, – это первое звено в пищевой цепи водоема.

Бентические организмы большей частью, гораздо крупнее планктонных, их почти всегда можно увидеть простым глазом. Фитобентос – это прежде всего зеленая "борода" и "тина", покрывающая прибрежные скалы и различные погруженные в воду предметы. У нас на северо-западе особенно широко распространена зеленая водоросль улотрикс, это она образует зеленую колышащуюся бахрому на гранитных плитах набережных Невы. На дне небольших водоемов и на стеблях водных растений попадаются круглые, плотные, часто величиной со сливу колонии сине-зеленой водоросли сфероностока, или глеотрихии. Беловатые слизистые налеты на камнях, сваях, водных растениях – колонии диатомовых. В иле обитают самые крупные из пресноводных диатомовых, например сюрирелла.

Бентические организмы:

а – олигохета; б – водяной ослик; в – бокоплав; г – мотыль, или личинка тендипедиды; д – гидра; е – личинка поденки; ж – водяной клещик; з – ногохвостка

Чрезвычайно многочисленны и разнообразны бентические животные: олигохеты, ракообразные, моллюски, пиявки, губки, кишечнополостные, насекомые и их личинки.

Олигохеты (малощетинковые черви) живут на дне и питаются органическими веществами ила, зарываясь в него, как это делают на суше дождевые черви. Пропуская массы ила через свой кишечник (количество ила, пропущенного за сутки, в четыре раза превышает вес самого животного), олигохеты способствуют изменению его структуры и состава.

Широко распространены в прибрежной части водоемов представители бентических ракообразных: похожие на мокриц водяные ослики и бокоплавы. Некоторые бокоплавы, переселенцы из древних морей, перешедшие к жизни в пресных водах, представляют очень большой интерес при воссоздании истории водоемов. Ну и, наконец, кто же не знает речных раков, живущих в глинистых норках по берегам рек и озер. Извлеченные из своих убежищ, они составят приятное дополнение к походному меню.

Бентические организмы:

а – беззубка; б – прудовик; в – катушка; г – чашечка; д – перловина; е – жемчужница-маргаритана; ж – медицинская пиявка; з – личинка стрекозы; и – личинки ручейников; к – жук-плавунец; л – клоп водяной скорпион; м – клоп-гладыш; н – клоп-водомерка; о – паук серебрянка; п – сине-зеленая водоросль глеотрихия

Из пресноводных губок наиболее распространена у нас бадяга, ее зеленые коралло-кидноветвящиеся колонии легко узнать в прибрежной части многих озер.

Представители кишечнополостных (медузы, кораллы и др.) – обитатели морей. К жизни в пресной воде перешли очень немногие из представителей этой группы. Зачерпнув немного воды из небольшого пруда или канавы и дав ей отстояться, вы почти всегда увидите прилепившихся к стенке стакана маленьких гидр (бурые, слегка утолщенные посередине стебельки с венчиком щупалец на конце). Это крошечное существо замечательно своей необыкновенной жизнеспособностью: можно высушить гидру, истолочь ее в ступке, просеять сквозь сито и все же в мельчайшем порошке всегда сохранится несколько клеток, из которых в воде разовьются новые животные.

В пресных водоемах обитает множество личинок насекомых, а ногохвостки, некоторые жуки, клещи и клопы весь свой жизненный цикл проводят в воде. В тихих заводях на поверхности воды часто можно увидеть серую пыль, которая при ближайшем рассмотрении оказывается мельчайшими насекомыми – ногохвостками. Всем знаком клоп-водомерка, скользящий как конькобежец по зеркальной глади озера или пруда. Его тонкие лапки, не смачиваемые водой вследствие покрывающего их слоя жира, вдавливают немного поверхностную пленку, не прорывая ее, что и позволяет насекомому "ходить" по воде. Мелкие жуки-вертляки, тоже знакомые каждому, – опасные хищники, способные быстро и глубоко нырять за своей добычей. У вертляков интересно устроены глаза: каждый из них разделен на две части – одна смотрит вверх, а другая под воду.

Личинки насекомых – важнейшая часть питания рыб. Особенно широко распространены личинки ветвистоусых (некусающихся) комаров – тендипедид, населяющие даже глубинную область озер и рек. Личинки поденок также иногда опускаются довольно глубоко, заходя за пределы зарослей водной растительности. Массовый вылет взрослых поденок можно наблюдать летом: миллионы нежных, легких насекомых усеивают озеро и окружающий берег. Очень часто распространены в реках, озерах, прудах и канавах, особенно среди водных растений, личинки стрекоз. Мелкие личинки стрекоз охотно поедаются рыбами, крупные же сами поедают олигохет, личинок других водных насекомых, головастиков и даже молодь рыб. Личинки ручейников легко узнать по разнообразным домикам из песчинок, кусочков растений, иногда из паутины.

Далеко не всегда известно, какой взрослой форме насекомого соответствует та или иная личинка, поэтому наблюдения над вылетом взрослых насекомых (имаго) и коллекционирование достоверных пар личинка – имаго могут принести очень большую пользу.

Единственный из пауков в наших местах, ведущий истинно водный образ жизни, – серебрянка. Построив из паутины колокол, прикрепленный к подводным растениям, серебрянка наполняет его воздухом, приносимым между волосками мохнатых лапок. В Колоколе паук живет и выводит молодь.

Бентические животные – основная кормовая база в водоеме, большинство из них охотно поедается рыбами. Часто по распространению бентических животных в водоеме можно судить о местонахождений рыбного стада (в больших озерах).

Приступая к отбору гидробиологических проб в водоеме, следует так расположить пункты сборов, чтобы по возможности охватить все многообразие животных и растений, учитывая, что они теснейшим образом связаны с условиями среды обитания и изменяются в зависимости от последних.

Планктон нужно непременно взять в открытой и прибрежной частях, если озеро или пруд достаточно велики. В большом озере лучше заложить профиль из нескольких (четырех-пяти) станций от берега к центру. Если отдельные участки озера отличаются друг от друга по характеру берегов, прибрежной растительности, цвету или запаху воды, обязательно надо взять по пробе в каждом районе. Так же следует поступить, если озеро состоит из нескольких плесов или имеет глубоко врезанные заливы. В реках можно ограничиться одной пробой планктона, так как он очень однообразен.

Бентос следует собирать по тому же принципу, что и планктон, стараясь при этом oxaрактеризовать также все виды грунтов (глины, песок, галечник, валуны, скалы), заросли высшей водной растительности (тростник, рогоз, кувшинки, рдесты) и всевозможные подводные предметы (сваи, бревна, каменные основания гидротехнических сооружений). В реках бентос надо собрать в нескольких местах вдоль русла. Сборы планктона и бентоса необходимо сопровождать общим, как можно более подробным описанием озера, еще лучше, если есть возможность, провести гидрологические и химические наблюдения, как это указано в предыдущих статьях сборника. Только имея более или менее полное представление об условиях существования организмов в водоеме, можно как следует использовать собранный гидробиологический материал: объяснить тот или иной видовой состав животных и растений, охарактеризовать те их разновидности, местообитание и свойства которых мало известны, дать прогнозы сезонных изменений в животном и растительном мире.

Планктонная сетка

Для сбора планктона нужно пользоваться планктонной сеткой. Она состоит из латунного кольца диаметром около 20 см, к которому пришит конический мешок из тонкой шелковой ткани – мельничного сита, употребляемого в промышленности для просева муки. Мешок заканчивается металлическим стаканчиком. Наиболее экономная и простая выкройка сетки показана на рисунке. Чтобы сетка получилась ровной, сшивать необходимо прямой край с косым ("а" с "в" и "б" с "г"). Сверху и снизу хорошо пришить по полосе белой бязи, чтобы шелк не перетирался о кольцо и стаканчик. Сетку надо шить бельевым швом, тонкими и прочными нитками. Стаканчик лучше всего изготовить из латуни, диаметр его может быть около 4 см. На нижнее отверстие удобно надеть кусочек резинового шланга с зажимом. Внутренняя поверхность стаканчика должна быть как можно более гладкой. Три прочных шнура прикрепляют к кольцам на ободе стаканчика, к кольцу сетки и связывают вверху узлом или привязывают к небольшому колечку. К этому же колечку крепят линь, на котором сетку опускают в воду. Для сборов фитопланктона сетку нужно сшить из сита № 77 (№ 25 по старой нумерации), так как эта ткань имеет наиболее мелкие ячейки и удерживает даже мельчайшие водоросли. Зоопланктон можно собирать этой же сеткой, но тогда количество веслоногих рачков и некоторых активно плавающих организмов уменьшится, так как медленная фильтрация воды через плотную ткань позволит многим из них выплыть из сетки во время лова. Лучше, если есть возможность, произвести лов еще и сеткой с менее частым ситом (№ 49-55 по новой и № 12-14 по старой нумерации).

Выкройка планктонной сетки

Планктонной сетью можно облавливать озеро горизонтально и вертикально. При горизонтальном лове сетку забрасывают как можно дальше, а затем медленно ведут за лодкой или вдоль берега так, чтобы ее входное отверстие было погружено в воду. Надо следить за тем, чтобы стаканчик не задевал дна, иначе поднятая им муть сильно засорит пробу и затруднит ее обработку. При вертикальных ловах сетку опускают до дна (но не кладут на дно!) и медленно выбирают. Тянуть сетку нужно в обоих случаях равномерно и никогда не закидывать дважды, не слив предварительно осадок из стаканчика. Если водоем большой, то при горизонтальном лове лучше тянуть сетку определенное расстояние, отсчитываемое, например, гребками (100 гребков), если нельзя его измерить, или определенное время по часам (5 минут). Осадок, остающийся в стаканчике после того, как сетка вынута и избыток воды профильтровался через ее стенки, нужно слить в небольшую баночку с хорошо подобранной пробкой. Затем сполоснуть сетку, погрузив ее так, чтобы вода не переливалась через кольцо, а поступала только сквозь сито, и снова слить остаток в ту же баночку. После этого, вывернув сетку, выполоскать ее. Для хранения планктонных проб нужны баночки емкостью около 100 куб. см (очень удобны продающиеся в аптеках плоские плевательницы из толстого коричневого стекла с навинчивающимися металлическими пробками).

Стаканчик планктонной сетки

Если планктонная сетка порвется, то починить ее можно следующим образом: кусочек фотопленки окунуть на минуту в ацетон и заклеить им дырку, края которой предварительно тоже смочить ацетоном.

Для сбора проб бентоса очень удобна маленькая закидная драга. Треугольная рама драги делается из круглого или плоского железа. Длина сторон треугольника может быть любой. По одной стороне рамы сверлят отверстия и нашивают мешок из плотной мешковины. Нижний конец мешка удобно сделать открытым и завязывать его веревкой, чтобы можно было вынимать содержимое, не выворачивая драги. К углам треугольника крепят трос, так же как и у планктонной сетки. Драгу можно закидывать с берега или с лодки, вести ее по дну надо не слишком быстро и равномерными движениями. Расстояние, пройденное драгой, надо по возможности измерить.

Вынув драгу, ее содержимое выкладывают в сачок, предназначенный для промывки, чтобы избавиться от лишнего грунта. Ободок сачка делают из толстой проволоки, мешок – из крупноячеистого мельничного сита (№ 23-24 по новой и № 3-4 по старой нумерации). Как и у планктонной сетки, проволоку лучше обшить полосой бязи, к которой и пришивать газ. Надетый на палку сачок может служить не только для промывки, но и для лова в прибрежной зоне, особенно в зарослях высшей водной растительности, где неудобно использовать драгу.

Пробы бентоса даже после промывки могут не поместиться в маленькие банки. Для их первоначального хранения надо иметь несколько больших банок (0,5-1 л). Затем пробу разбирают: выливая ее понемногу в белую эмалированную тарелку или фотографическую ванночку и добавляя воды (лучше процеженной сквозь сачок, чтобы не попали посторонние организмы), извлекают животах пинцетом, а самых мелких – пипеткой и перекладывают в бутылочку из-под пенициллина (крупных – в баночку).

Закидная драга

При взятии проб бентоеа очень поможет маска для подводного плавания с дыхательной трубкой (еще лучше – с аквалангом). Снаряженные таким образом вы не будете собирать материал вслепую, а отберете его аккуратно с разных грунтов и подводных предметов, можно даже с определенной площади, например 1 кв. м или 1 кв. дм (для обрастаний). Маска дает возможность наблюдать за поведением наиболее крупных обитателей водоема, видных простым глазом, а любые наблюдения в этой области представляют огромный интерес.

Таким же образом вы можете наблюдать за рыбами. Кроме того, пойманных вами рыб надо измерить, описать их окраску, взять несколько чешуи со спинной части и содержимое желудка для просмотра под микроскопом.

Для сбора обрастаний нужно приготовить небольшой скребок. Его легко можно сделать из ухвата, приварив к концам последнего заточенную с внешнего края металлическую полосу, которая служит ножом. Мешок скребка делают из мелкоячеистого мельничного сита, чтобы достаточно полно захватывать мелкие формы водорослей. Скребком удобно соскабливать обрастания со скал, крупных камней, свай, растений. Небольшие растения надо брать для анализа обрастаний целиком или частично (по куску стебля из нижней и верхней части, несколько листьев, корень).

Скребок

Все гидробиологические пробы необходимо зафиксировать. Для этого к ним приливается 40-процентный формалин с таким расчетом, чтобы получился 4-процентный раствор (т. е. на 90 куб. см воды 10 куб. см формалина).

Чтобы пробы не пролились во время перевозки, можно запечатать их, обмакнув горлышками банок с плотно пригнанными пробками в расплавленную смесь, состоящую из 2 частей парафина, 1 части воска и 1 части канифоли.

Каждую пробу снабжают этикеткой, в которой должно быть указано название водоема, пункт сбора (его можно обозначить номером, проставленным на карте или схеме), глубина в месте взятия пробы, краткая характеристика места сбора (чистая вода или заросли водных растений), для бентоса – характер грунта, способ и орудие лова, дата.

Например:

Оз. Светлое, Приозерский район Ленинградской области, станция 1, гл. 1 м, заросли тростника, оливково-серый ил, лов драгой 10 м, 22/VIII 1962 г.

Этикетку сначала можно написать мягким карандашом на кальке, но впоследствии ее необходимо заменить написанной несмывающейся тушью. Очень удобно предварительно написать на баночках номера эмалевой краской, это помогает при разборе и учете проб. Все пробы нужно записывать также и в полевой дневник, где вы ведете описание водоема. Полевые записи надо делать очень тщательно и разборчиво простым карандашом в тетради или блокноте. Очень уж обидно по возвращении из маршрута обнаружить, что с трудом добытый материал невозможно использовать.

Литература

Жадин В. И. и Герд С. В. Реки, озера и водохранилища СССР, их фауна и флора. М., Учпедгиз, 1961.

Лепнева С. Г. Жизнь в озерах. "Жизнь пресных вод СССР", т. III. М.-Л., изд-во АН СССР, 1950.

Липин А. Н. Пресные воды и их жизнь. М., Учпедгиз, 1950.

Рылов В. М. Жизнь пресных вод. Петроград, 1923.

Яшнов В. А. Малый практикум по гидробиологии. М., "Советская наука", 1952.

Из книги Тхэквондо [Теория и методика. Том.1. Спортивное единоборство] автора Шулика Юрий Александрович

Глава 20. Научные исследования в тхэквондо

Из книги Подготовка юного тяжелоатлета автора Дворкин Леонид Самойлович

4.3. Исследования в тренировочных условиях Частота пульса при выполнении рывка и толчка. К моменту первого исследования юные спортсмены занимались в секции тяжелой атлетики не менее шести месяцев. Этого времени было достаточно для получения необходимых навыков

Из книги Психологический анализ в большом футболе автора Хигир Борис Юрьевич

Глава I Прикладные психологические исследования в футболе Футбол не избалован вниманием психологов. Повышенный интерес общественности к футболу и футболистам создает особые сложности для психологических исследований вообще, и для прикладных в особенности. Практиками

автора Автор неизвестен

Глава 20. Научные исследования в спортивной борьбе В настоящее время в условиях постоянного роста спортивных результатов особое значение приобретает отбор способных спортсменов и постоянное совершенствование методики обучения и тренировки с учетом возрастающих

Из книги Греко-римская борьба: учебник автора Автор неизвестен

Выбор темы, постановка задач исследования Выбор темы знаменует собой начало работы и вытекает непосредственно из необходимости изучения всестороннего процесса воспитания и подготовки спортсмена. Тема должна отвечать современным требованиям науки (спортивной

Из книги Греко-римская борьба: учебник автора Автор неизвестен

Методы исследования Для решения задач теории и методики обучения и тренировки борца наиболее эффективными можно считать следующие методы исследования (по порядку проведения):1. Анализ источников специальной литературы.2. Анкетирование и социологический опрос.3.

Из книги Греко-римская борьба: учебник автора Автор неизвестен

Обработка результатов исследования Один из важнейших разделов научно-исследовательской работы – обработка полученных результатов. От глубины анализа фактического материала исследования зависит эффективность выводов и предложений.При решении крупных проблем таких,

Из книги Дзюдо [Система и борьба: учебник] автора Шулика Юрий Александрович

ГЛАВА 21 НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ДЗЮДО Проблемы повышения эффективности физической культуры в деле обеспечения полноценного физического развития людей и длительного поддержания их функциональных возможностей в первую очередь требуют проведения исследования

автора

Глава 2. Методология и методы исследования процесса развития интеллектуальных способностей у подростков в условиях спортивной деятельности 2.1. Теоретико-методологические аспекты исследования процесса развития интеллектуальных способностей у подростков в спортивной

Из книги Развитие интеллектуальных способностей подростков в условиях спортивной деятельности: теоретико-методологические и организационные предпосылки автора Кузьменко Галина Анатольевна

2.1. Теоретико-методологические аспекты исследования процесса развития интеллектуальных способностей у подростков в спортивной деятельности Чтобы видеть новое, необходимо делать нечто новое. Г. К. Лихтенберг Детско-юношеский спорт на современном этапе развития как

Из книги Развитие интеллектуальных способностей подростков в условиях спортивной деятельности: теоретико-методологические и организационные предпосылки автора Кузьменко Галина Анатольевна

2.2. Методы исследования интеллектуальных способностей подростков в условиях спортивной деятельности Каждый изученный факт становится ключом к другим фактам. Е. Юманс Интеллектуальные способности проявляются в спортивной деятельности и позволяют оптимизировать ее

автора Хаят Давид

Эпидемиологические исследования: случай-контроль и когортные исследования В отношении связи между рационом питания и раком существуют два различных типа исследований, каждый – со своими ограничениями. Они называются «случай-контроль» и «когортные

Из книги Антираковая диета. Продукты, которые мы должны есть, чтобы защититься от опасного недуга автора Хаят Давид

Экспериментальные исследования Эти исследования гораздо более интересны!Они состоят в тестировании воздействия конкретного продукта на клетки в культуре или на клетки животных.Они позволяют глубже понять механизмы, посредством которых то или иное биосоединение

Из книги Антираковая диета. Продукты, которые мы должны есть, чтобы защититься от опасного недуга автора Хаят Давид

Интервенционные исследования Так называется последний тип исследований, наиболее сложный и дорогостоящий.Они предполагают использование большой популяции испытуемых. Эта популяция разделяется на две сопоставимые группы (ранее мы говорили, какие ограничения может

Из книги Совершенное тело за 4 часа автора Феррис Тимоти

5. Заинтересованы ли спонсоры исследования в определенных результатах? Остерегайтесь нечестивых союзов между источниками финансирования и учеными.Фред Стэр, основатель и глава кафедры питания Гарвардского университета, в 1960 году получил от компании General Foods грант в

Экология

Все мы прекрасно знаем злостных хищников, обитателей морей и океанов, таких как акулы, косатки, скаты и многие другие наводящие страх животные. Однако в пресной воде различных водоемов по всему миру можно встретить не менее опасных хищных рыб и животных.

1) Пиранья

Известные своими острыми, как бритва, зубами и удивительной прожорливостью, пираньи обитают в нескольких бассейнах крупнейших рек Южной Америки. Эта всеядная рыбешка предпочитает мясо, и хотя нападения на человека сегодня документируются крайне редко, самые первые путешественники в больших количествах становились жертвами этих ненасытных хищников.

Во время своего исторического путешествия в Бразилию Теодор Рузвельт смог увидеть, как стая пираний на его глазах сожрала целую корову, оставив от нее один лишь скелет буквально за считанные секунды. Его рассказ подогревал воображение местных жителей в течение долгих лет, хотя на самом деле это событие было разыграно, как спектакль, рыбаками, которые поймали стаю пираний и сильно морили их голодом до этого.

Пираньи являются важными "чистильщиками" рек, в которых они обитают, а если пищи становится меньше, вполне могут пожирать друг друга. Рыбаки часто страдают из-за пираний, которые оставляют у них шрамы. Пока точно неизвестно, сколько существует видов пираний, но примерно от 30 до 60.

2) Электрический угорь

Электрический угорь (лат. Electrophorus electricus ) – рыба, которая относится к семейству гимнотовые и является более близким родственником сома, чем обыкновенного угря. Эта необычная рыба обитает в водах рек Амазонки и Ориноко, которые протекают в Южной Америке. В пресноводных реках и их бассейнах электрические угри охотятся на добычу и защищаются от врагов с помощью специальных органов, которые способны сильно ударить током.

Электрический угорь заглатывает воздух с поверхности воды для дыхания. Благодаря особым внутренним органам, они могут произвести электрический заряд напряжением до 1300 Вольт и силой тока до 1 Aмпер. Этого может быть достаточно для умерщвления взрослого человека.

В основном электрические угри охотятся на беспозвоночных, но взрослые особи могут питаться рыбой и даже мелкими млекопитающими. На человека нападают крайне редко, и только в случае, если их слишком разозлят. Предпочитают жить в мутной застоявшейся воде. Ученые давно заинтересовались этим угрем и подробно изучают его способности генерировать электричество.

3) Паук птицеед-голиаф

Второй по величине паук в мире, птицеед-голиаф (лат. Theraphosa blondi ), является родственником тарантула. Он получил свое название после того, как исследователи викторианской эпохи впервые были свидетелями того, как паук поймал и съел птицу колибри.

Эти крупные пауки обитают в болотистой местности тропических лесов северной части Южной Америки. Они могут достигать длины до 30 сантиметров вместе с лапами и весить около 170 граммов. Как и у многих других видов пауков, самки могут пожирать самцов после спаривания, частично поэтому продолжительность жизни самцов от 3 до 6 лет, а самок – 15-25 лет.

Несмотря на устрашающее название, птицы не являются главным блюдом в рационе питания паука. Они по большей части едят насекомых и других беспозвоночных, хотя иногда они не прочь полакомиться мелкими позвоночными. Эти пауки-гиганты обычно не представляют особой угрозы для человека, но если паука сильно разозлить, он может укусить, оставив укус не более серьезный, чем укус пчелы.

4) Тигровая рыба

Эта рыба широко распространена на большей территории Африки и является свирепым хищником с огромными острыми зубами. Они часто охотятся стаями и иногда могут нападать даже на крупных животных. Нападения на людей случаются редко, но все-таки не исключаются.

Самыми крупными видами тигровых рыб являются гигантский гидроцин (лат. Hydrocynus goliath ) и гидроцин виттатус (лат. Hydrocynus vittatus ). Оба этих вида используются в качестве рыбы для спортивной ловли. Гигантский гидроцин может весить до 50 килограммов. Его можно встретить в водах реки Конго и озера Танганьика. Обычная тигровая рыба весит не более 15 килограммов и водится в реке Замбези.

5) Нильский крокодил

Этот представитель хищного мира относится к роду настоящих крокодилов и обитает практически на всем африканском континенте. Крокодил завоевал репутацию одного из самых кровожадных и опасных животных на планете.

Самцы нильского крокодила достигают в длину от 3,5 до 5 метров, однако были обнаружены и более длинные представители. Обычно крокодилы-одиночки нападают на добычу, примерно такого же размера, как и они, либо меньше. Изредка они могут охотиться группой. Тогда они выбирают животных крупнее, например, гиппопотамов или носорогов. Нильский крокодил может напасть на человека. От зубов этого хищника погибают примерно от нескольких сотен до нескольких тысяч людей в год!

Древние египтяне боялись и почитали нильского крокодила, он стал частью их мистических культов. В наше время крокодилов нещадно истребляют. Охотясь за их ценной кожей, хотя защитники природы смогли добиться, что популяция этих животных в Африке увеличилась. Сегодня насчитывается от 250 до 500 тысяч особей.

6) Рыба змееголов

Змееголовы часто наводят страх на людей с запада, где некоторые виды этих агрессивных рыб были занесены в качестве инвазивных видов. После того, как один рыбак обнаружил змееголова вида Channa argus в Северной Америке, в одном из прудов штата Мэриленд, новость о находке стала настоящей сенсацией. Биологи предупреждают, что эта крупная пресноводная хищная рыба уже достаточно хорошо обосновалась в водоемах Северной Америки, где она наносит серьезный ущерб местным экосистемам.

Прожорливые хищники верхнего уровня пищевой цепочки, змееголовы, достигают в длину около метра. Они охотятся на беспозвоночных, лягушек и мелкую рыбу, а во время размножения могут нападать на все, что движется.

Змееголовы могут дышать воздухом и могут выжить без воды до 4 дней! Они переживают длительные периоды засухи, закапываясь в грязь. Родиной нескольких видов этих рыб является Азия, где их часто ловят и едят люди. Часто змееголовов держат в домашних аквариумах, хотя владельцев этих рыб предупреждают, что они обладают агрессивным нравом.

7) Бахромчатая черепаха – Мата-мата

Мата-мата (лат. Chelus fimbriatus ) – пресноводная черепаха, которая обитает в бассейнах Амазонки и Ориноко в Южной Америке. Эти странные на вид черепахи являются полностью водоплавающими, хотя предпочитают мелководье, застоявшуюся воду, где они могут легко высунуть голову из воды и вдохнуть воздуха.

Черепаха мата-мата может достигать внушительных размеров и весить до 15 килограмм. Питается беспозвоночными и рыбой, для людей не представляет угрозы, хотя внешность черепахи может быть довольно пугающей.

Мата-мата крайне чувствительна к качеству воды, как в неволе, так и в дикой природе, поэтому загрязнение окружающей среды негативно влияет на это пресмыкающееся.

8) Гигантский сом

Эти крупные сомы обитают во многих реках по всему миру, являются важными "мусорщиками" пресноводных экосистем.

Самым крупным представителем гигантский шильбовый сом из реки Меконг, который достигает размера до 3,2 метра в длину и веса 300 килограммов. Когда-то сом водился в нескольких странах Юго-восточной Азии, сейчас находится под серьезной угрозой исчезновения из-за разрушения естественной среды обитания. Про эту пресноводную рыбу известно совсем немного, предпринимаются попытки, чтобы сохранить исчезающий вид.

Гигантский сом не особо опасен для человека. Некоторые представители гигантских шильбовых сомов способны жить более 60 лет.

9) Водяной паук - серебрянка

Водяной паук (лат. Argyroneta aquatica ) – единственный известный паук в мире, который живет полностью под водой. Как и другие паукообразные насекомые, он должен дышать воздухом, поэтому паук формирует воздушный пузырь, который держит волосками на ногах и животе. Паук вынужден время от времени подниматься к поверхности воды, чтобы пополнять запас воздуха, хотя и не слишком часто.

Водяной паук встречается в северной и центральной Европе, а также некоторых северных районах Азии. Необычным у этих пауков является то, что самец больше самки, возможно, потому, что самцы более активные охотники.

Пауки больно кусаются, после укуса может быть жар. Эти пауки могут укусить, находясь под водой.

10) Анаконда

Анаконды являются одними из самых крупных змей на планете и обитают в реках и влажных районах Южной Америки. Название "анаконда", как считается, произошло от тамильского слова "anaikolra" , что означает "убийца слонов", ссылаясь на устрашающую репутацию рептилий.

Анаконды питаются рыбой, птицами, рептилиями и мелкими млекопитающими, их часто держат в качестве домашних питомцев. Эти крупные змеи могут быть опасны для человека, однако известно всего несколько случаев нападений.

Как и остальные удавы, анаконды неядовитые, а умерщвляют добычу, сильно сжимая ее в объятиях. Как и другие змеи, анаконды заглатывают добычу целиком.

11) Гигантский пресноводный скат

Пресноводные скаты обитают в реках Юго-восточной Азии и северной Австралии, где они могут достигать гигантских размеров – до 5 метров в длину. Вес некоторых представителей может быть 600 килограммов. Об этих существах известно очень мало, включая то, сколько их осталось на планете, и могут ли они выжить в соленой воде.

Этих скатов очень трудно увидеть, потому что они любят зарываться в речной ил. Охотятся на моллюсков и крабов, поражая добычу своими электрическими разрядами. Известны случаи, когда скаты переворачивали лодки, однако на людей они нападают крайне редко.

Скат наносит мощный удар хвостом, на котором расположен шип, который содержит смертельный яд, и жало длиной до 38 сантиметров.

Многие ученые обеспокоены, что пресноводным скатам угрожает опасность исчезновения из-за загрязнения рек и потери естественной среды обитания.

12) Рыба-вампир

Клыкастая рыба-вампир, Скумбриевидный гидролик (лат. Hydrolycus scomberoides ), предлагается на рынках Певаса, Перу, в районе реки Амазонки. Она обитает в бассейнах рек Амазонки и Ориноко, является довольно опасным хищником, но славится своим вкусным мясом.

Рыбы-вампиры охотятся преимущественно на мелкую рыбешку, особенно на пираний, которых они пронзают своими острыми и длинными клыками. Устрашающие зубы рыб-вампиров могут вырастать до 15 сантиметров!

13) Рыба обычная ванделлия

Некоторые местные жители, которые живут на берегах Амазонки, знают методы предотвращения заражения этой инфекцией, потому что без хирургического вмешательства рыбу извлечь из человеческого тела практически невозможно. Они советуют одевать очень плотно прилегающую одежду и избегать мочеиспускания в водах реки. Долгое время считалось, что моча привлекает рыбу, однако последние исследования показали, что рыба к ней равнодушна.

Известно очень мало случаев поражения человека. Средняя ширина рыбы – 0,6 сантиметров, длина – 7,5 сантиметров, поэтому, чтобы забраться в мочеиспускательный канал – рыба должна быть куда меньше. Однако даже минимальный риск заражения заставляет людей держаться подальше от тропических рек, особенно в областях, где водятся ванделлии.

Отдел Зеленые водоросли - Chlorophyta.

Общее число видов около 15 тыс. Распространены повсеместно, преимущественно в пресных водоемах, некоторые в морях и очень немногие в условиях периодического увлажнения на почве, стволах деревьев, заборах, цветочных горшках и т. д.

На примере представителей этого отдела можно проследить два направления эволюции: от одноклеточных одноядерных форм до сифональных многоядерных, высшая ступень этой линии - каулерпа (род Caulerpa); от одноклеточных форм через колониальные к многоклеточным нитчатым и далее к многоклеточным с более или менее дифференцированным талломом, имитирующим по внешнему виду органы высших растений, высшая ступень этой линии - хара (род Сhara).

Органы движения у подвижных форм - два, реже четыре жгутика одинаковой длины и формы. Клетки одноядерные, но могут быть и многоядерными (сем. кладофоровые - Cladophoraceae). Хлоропласты в большинстве случаев с пиреноидами, разнообразные по форме, величине и по числу их в клетке. Пигменты - хлорофилл, каротиноиды. Запасные продукты - крахмал и масло. Размножение вегетативное, бесполое и половое. Половой процесс известен почти у всех видов и отличается большим разнообразием: изогамия, гетерогамия, оогамия, соматогамия (гологамия, конъюгация).

Зеленые водоросли делят на три класса: Равножгутиковые, Конъюгаты и Харовые.

Класс Равножгутиковые - Isocontophyceae.

Самый большой класс по числу видов. Таллом одноклеточный, колониальный, многоклеточный. В жизненном цикле имеется более или менее длительная подвижная фаза.

Хламидомонада (род. Chlamydomonas). Виды этого рода живут обычно в мелких загрязненных водоемах и лужах и часто вызывают «цветение» воды. Это одноклеточные водоросли разнообразной формы: округлой, овальной, яйцевидной. Стенка пектиново-целлюлозная. На переднем конце имеются два цитоплазматических жгутика. Хлоропласт чашевидный, вогнутой поверхностью обращен к переднему концу клетки. В базальной части хлоропласта имеется довольно крупный пиреноид, окруженный гранулами запасного крахмала, а в верхней части - стигма («глазок»). В цитоплазме, заполняющей углубление хлоропласта, находится ядро, а у основания жгутиков - пульсирующая вакуоль.

При благоприятных условиях хламидомонада размножается бесполым способом: протопласт делится митотически на два, четыре или восемь частей, из которых еще в материнской клетке формируются зооспоры, по общей структуре тождественные взрослым особям, но меньшего размера и без целлюлозной стенки. Вследствие ослизнения стенки материнской клетки они освобождаются, вырастают до размеров взрослых особей и строят новую клеточную стенку. При недостатке воды и кислорода хламидомонада сбрасывает.жгутики и выделяет слизь. При этом протопласт сохраняет способность к делению. С наступлением благоприятных условий вновь образовавшиеся клетки формируют жгутики, освобождаются от слизи и вырастают до обычных размеров. Половой процесс чаще изогамный, однако у некоторых видов отмечена гетерогамия и даже оогамия. Сформировавшаяся зигота наполняется, запасными продуктами и вырабатывает толстую стенку. Затем наступает период покоя. При благоприятных условиях содержимое зиготы делится путем мейоза, в результате формируются четыре гаплоидные зооспоры.

Хлорелла (род Chlorella). Виды этого рода широко распространены в пресных водоемах, морях, в почве, на корке стволов деревьев. Иногда входят в состав лишайников. Таллом одноклеточный. Клетка округлой формы, по структуре напоминает хламидомонаду, но без жгутиков и пульсирующей вакуоли. Споры не имеют жгутиков. Их называют апланоспорами. В материнской клетке образуются восемь спор, которые, разрастаясь, освобождаются и пассивно переносятся током воды. Бесполое размножение у хлореллы осуществляется очень быстро. Половой процесс отсутствует (по другим данным, у некоторых видов имеется). В клетках хлореллы накапливается много запасных продуктов, витаминов, антибиотиков, поэтому ее культивируют для использования с различными целями.

Улотрикс (род Ulothrix). Виды этого рода распространены в реках. Таллом нитчатый, неветвящийся, состоит из одного ряда одинаковых клеток, нарастает верхушкой, прикрепляется к субстрату бесцветной базальной клеткой. Хлоропласт имеет форму кольца или полукольца и занимает постенное положение. Ядро одно. При бесполом размножении в любой из клеток, кроме базальной, образуются четырехжгутиковые зооспоры. Половой процесс изогамный. Гаметы мелкие, двухжгутиковые, образуются также в любой из клеток. Сливаются только гаметы от разных особей (гетероталлизм). Зигота делится путем мейоза. В результате образуются четыре гаплоидные зооспоры, прорастающие во взрослые нити. Весь жизненный цикл проходит в гаплоидной фазе, диплоидна только зигота.

Каулерпа (род Caulerpa). Виды этого рода - морские водоросли, имеющие стелющийся по субстрату сифональный таллом, длиной до 50 см, а иногда и больше. Внешне он напоминает корневище с придаточными корнями и крупными листьями. Это как бы одна гигантская клетка с единым протопластом, с множеством ядер и хлоропластов. Полость таллома не имеет перегородок, но пересекается целлюлозными опорными тяжами. Собственно бесполого размножения нет, иногда бывает вегетативное размножение частями таллома. Половой процесс изогамный. Весь жизненный цикл проходит в диплоидной фазе. Мейоз осуществляется перед образованием изогамет.

Класс Конъюгаты - Conjugatophyceae.

Таллом многоклеточный нитчатый или одноклеточный без жгутиков. Половой процесс в виде соматогамии (конъюгации). Зооспор и гамет нет.

Спирогира (род Spirogyra). Многочисленные виды этого рода живут в пресных водоемах - в реках, прудах, озерах и торфяных болотах. Нитчатый таллом состоит из одного ряда клеток. Хлоропласты по 1 - 2 в клетке расположены в постенном слое цитоплазмы. Они имеют вид спирально закрученных лент с пиреноидами, края лент часто бывают зазубренные. Ядро находится в центре клетки и погружено в цитоплазму, тончайшие нити которой тянутся к ее постенному слою. Вакуолей несколько. Растет спирогира за счет деления клеток. Вегетативное размножение происходит обрывками таллома. Половой процесс осуществляется следующим образом: две гетероталличные особи располагаются параллельно; в их клетках возникают выпячивания стенок, растущие навстречу друг другу; в месте стыка стенки расслизняются, образуется конъюгационный канал, по которому протопласт из клетки одной особи, условно мужской, переходит в клетку женской особи. Половой процесс завершается образованием крупной шаровидной зиготы, которая вырабатывает толстую стенку и запасные продукты в виде масла. После периода покоя зигота делится мейозом. При этом образуются четыре гаплоидные клетки, три из них отмирают, а одна прорастает в новую особь. Таким образом, жизненный цикл проходит в гаплоидной фазе, диплоидна только зигота.

Класс Харовые - Charophyceae.

Крупные водоросли со сложно расчлененным талломом. Они живут чаще всего в водоемах с пресной водой (озерах, старицах рек), где образуют густые заросли. Бесполое размножение с помощью зооспор отсутствует. Вегетативное осуществляется специальными «клубеньками», образующимися на ризоидах, или частями таллома. Органы полового размножения - оогонии и антеридии - многоклеточные. Харовые - эволюционно наиболее продвинутые зеленые водоросли.

Хара (род Chara). У видов этого рода таллом достигает нескольких десятков сантиметров в длину. Он расчленен как бы на «узлы» и «междоузлия», от «узлов» отходят ответвления. Осевая часть таллома состоит из срединной крупной длинной клетки, которая окружена более мелкими. Длинные клетки вдоль таллома чередуются с более короткими. С помощью ризоидов таллом прикрепляется ко дну водоема.

Вегетативное размножение осуществляется «клубеньками», образующимися на ризоидах. При половом размножении в пазухах некоторых боковых одноклеточных ответвлений образуются оогонии и антеридии. Оогонии имеет продолговато-шаровидную форму. Стенка его состоит из спирально закрученных удлиненных клеток, заканчивающихся на вершине пятью короткими клетками (коронкой). Внутри находится яйцеклетка. Антеридии мельче оогониев и имеют шаровидную форму. В зрелом состоянии они окрашены в оранжевый цвет. Стенка антеридия состоит из восьми треугольных клеток - щитков. От каждого щитка внутрь отходит длинная клетка (рукоятка) с шаровидной клеткой на верхушке (головка), которая образует спермагенные нити. В клетках последних формируются сперматозоиды с двумя одинаковыми жгутиками. Оплодотворенная яйцеклетка разрастается в зиготу (ооспору), которая вступает в период покоя. Прорастанию ее предшествует мейоз. Затем образуется гаплоидная короткая неветвистая нить - предросток, из которой вырастает новое растение. Жизненный цикл проходит в гаплоидной фазе, диплоидна только зигота.

Лекция № 9
Высшие споровые растения.

Высшие растения.

У большинства высших растений тело дифференцировано на органы - корень, стебель и листья, состоящие из хорошо обособленных тканей. В жизненном цикле высших растений четко выражено чередование спорофита (2n) и гаметофита (n). Органы полового размножения многоклеточные. Женский - архегоний - состоит из расширенной нижней части - брюшка, где формируется яйцеклетка, и верхней суженной - шейки, раскрывающейся при созревании яйцеклетки. Мужской орган полового размножения - антеридий - имеет вид мешка, внутри которого образуется.множество сперматозоидов. У голосеменных антеридии подверглись редукции, а у покрытосеменных редуцированы и антеридии, и архегоний. Из зиготы у высших растений образуется зародыш - зачаток спорофита.

Отдел Моховидные - Bryophyta.

Общее число видов около 35 тыс.

Строение . В жизненном цикле моховидных, как и других высших растений, имеется чередование двух фаз: спорофита и гаметофита. Однако доминирует (преобладает) гаметофит, в то время как у всех других высших растений доминирует спорофит. Именно поэтому моховидные рассматривают как самостоятельную боковую ветвь в эволюции высших растений.

Моховидные по своей организации и экологии еще близки к водорослям. Как и у водорослей, у них нет сосудов и корней. Некоторые примитивные представители имеют вегетативное тело в виде стелющегося таллома с верхушечным (дихотомическим) ветвлением, похожего на таллом водорослей. Оплодотворение связано с водой. Среди моховидных, как и среди водорослей, нет одревесневающих форм.

Распространение . Моховидные распространены на всех континентах мира, но неравномерно. В тропических странах - преимущественно в горах. Незначительное число видов растет в засушливых условиях, например в степях. Некоторые виды ведут эпифитный образ жизни на корке деревьев или водный. Основное же разнообразие видов сосредоточено во влажных местах Северного полушария, в областях с умеренным и холодным климатом. В сложении растительного покрова, особенно тундр, болот и лесов, им принадлежит важная роль.

Классификация . Моховидные подразделяют на три класса: Антоцеротовые, Печеночники, Листостебельные мхи. Наибольшее значение имеют два последних класса.

Класс Печеночники - Hepaticopsida.

Общее число видов около 10 тыс. Распространелы повсеместно. Примитивность строения тела печеночников свидетельствует об их древности.

Маршанция обыкновенная (Marchantia polymorpha) - типичный представитель класса. Гаметофит в виде пластинчатого таллома, длиной 10 - 12 см, ветвление верхушечное. С обеих сторон он покрыт эпидермой. Верхняя эпидерма имеет вентиляционные отверстия - устьица. Они окружены специальными клетками, расположенными в четыре ряда. Под устьицами имеются воздушные камеры. Нижняя эпидерма дает выросты - одноклеточные ризоиды и красноватые или зеленоватые чешуйки, которые иногда принимают за редуцированные листья. Под верхней эпидермой расположена ассимиляционная ткань, состоящая из вертикальных столбиков паренхимных клеток с хлоропластами. Ниже находится слой тонкостенных бесхлорофилльных паренхимных клеток. Следовательно, таллом маршанции имеет дорсивентральное строение.

На верхней стороне таллома образуются особые веточки - подставки, а на них - органы полового размножения. Маршанция - двудомное растение. На одних экземплярах подставки имеют форму сидящей на ножке девятилучевои звездочки, между лучами которой на нижней стороне расположены архегонии. На других - подставки имеют форму сидящего на ножке восьмиугольного щитка, на верхней стороне которого расположены антеридии, погруженные в антеридиальные полости. В брюшке архегония образуется яйцеклетка. После ее слияния со сперматозоидом из зиготы образуется спорогон. Он представляет собой коробочку на короткой ножке, которая прикреплена к гаметофиту гаусторией. Внутри коробочки из спорогенных клеток в результате мейоза образуются гаплоидные споры, а также элатеры - мертвые удлиненные клетки со спирально утолщенной стенкой, служащие для разрыхления массы спор, а также для выбрасывания их из коробочки. В благоприятных условиях из споры развивается предросток, или протонема. Это небольшая нить. Из ее верхушечной клетки вырастает таллом маршанции.

Вегетативное размножение осуществляется выводковыми тельцами линзовидной формы, имеющими зеленый цвет. Они образуются на верхней стороне таллома в особых корзиночках в результате деления клеток, выстилающих их дно.

Виды маршанции имеют широкое распространение. Наиболее часто их можно встретить во влажных местах: на берегах озер и рек, по оврагам и в травянистом покрове под пологом леса.

Класс Листостебельные мхи - Bryopsida.

Общее число видов около 25 тыс. Многие виды распространены в приполярных странах Северного полушария. На огромных территориях в тундре, на болотах, в лесах они доминируют в растительном покрове, значительно влияя на обеспеченность суши влагой.

Гаметофит представляет собой прямостоячую стеблевидную ось - каулидий, покрытую листовидными выростами - филлидиями. Условно их можно называть стебель и листья. На нижней части стебля образуются многоклеточные ризоиды (не у всех). Ветвление боковое. Нарастание осей происходит в результате деления пирамидальной верхушечной клетки. Оно может быть моноподиальным или симподиальным. В соответствии с этим органы полового размножения и спорогон размещаются на вершине гаметофита или на боковых разветвлениях.

Класс подразделяют на три подкласса: Андреевые мхи, Сфагновые мхи, Бриевые (Зеленые) мхи. Наибольшее значение имеют два последних подкласса.

Подкласс Сфагновые мхи - Sphaqnidae.

Сфагновые мхи имеют довольно однообразное строение и поэтому трудны для определения. Гаметофит их представляет собой сильноветвящееся, особенно в верхней части, растение. Разветвления густо покрыты листьями. Сфагновые мхи живут в очень влажной среде. В связи с этим у них нет ризоидов и влага поступает непосредственно в стебель, который при основании с течением времени отмирает. Строение стебля несложное. В центре его находится сердцевина из тонкостенных паренхимных клеток, выполняющих проводящую и запасающую функции. Она окружена корой, состоящей из двух слоев: склеродермы, выполняющей механическую функцию, и гиалодермы, выполняющей водозапасающую функцию. Клетки гиалодермы крупные, мертвые, стенки их имеют круглые отверстия, через которые полости смежных клеток сообщаются друг с другом, а также с внешней средой. Иногда эти клетки несут спиральные утолщения. Лист состоит из одного ряда клеток, резко различающихся как по структуре, так и по выполняемой функции. Одни из них живые, хлорофиллоносные, другие - мертвые, относительно более крупные, со спирально утолщенными стенками, пронизанные отверстиями, по строению сходные с водозапасающими клетками гиалодермы, их называют гиалиновыми. Гиалиновые клетки способны накапливать и долго удерживать огромное количество воды, в 30 - 40 раз превышающее массу самого растения.

Гаметофиты - однодомные и двудомные. Антеридии образуются в пазухах листьев на разветвлениях стебля. Около них листья окрашены в красноватый цвет. Архегонии на укороченных разветвлениях. В результате слияния сперматозоида с яйцеклеткой возникает зигота, которая представляет собой начало диплоидной фазы - спорогона. Спорогон состоит из ножки и коробочки. Ножка сильно укорочена, луковицеобразная, но ко времени созревания спор верхушка стебля гаметофита сильно вырастает и выносит коробочку кверху (ложная ножка). В центре коробочки помещается округлая колонка, над которой размещен в виде свода спорангий со спорогенной тканью. Стенка коробочки прочная, многослойная. Наружный хлорофиллоносный слой содержит большое число недоразвитых устьиц. Коробочка имеет крышечку, которая во время созревания спор отскакивает, и споры рассеиваются. Элатер нет. Из спор образуется сначала зеленая пластинчатая протонема, а затем из почек, расположенных на ней, - взрослый гаметофит, который и доминирует в жизненном цикле.

Структура сфагновых отличается примитивностью: пластинчатая протонема, отсутствие проводящего пучка и ризоидов, слабая дифференциация коробочки.

Значение сфагновых в природе очень велико. Накапливая огромное количество воды и разрастаясь плотными дернинами, они вызывают заболачивание огромных пространств, достигающих зоны тундры. Для осушения их осуществляют агромелиоративные работы. С другой стороны, старые болота имеют важное хозяйственное значение для разработки залежей торфа. Нарастание пласта торфа в наиболее благоприятных условиях происходит медленно - слой толщиной 1 см образуется примерно за 10 лет.

Подкласс Бриевые (зеленые) мхи - Bryidae.

Число видов 24,6 тыс. Распространены более широко, чем сфагновые мхи. Живут в разнообразных экологических условиях от тундры и лесотундры до степей и пустынь. Наиболее типичные местообитания бриевых мхов, где они доминируют или формируют сплошной покров, - тундра, болота и некоторые типы лесов. Каждому местообитанию свойственны свои виды. Бриевые мхи по сравнению со сфагновыми отличаются большим разнообразием строения. Органы полового размножения закладываются у одних видов на главной оси, у других - на боковых. У некоторых видов ветвление не выражено.

Политрих обыкновенный, кукушкин лен (Polytrichum commune) - это один из распространенных представителей бриевых мхов. Он растет в лесу, на полянах, окраинах болот.

Стебель гаметофита прямостоячий, неветвистый, высотой 15 см и более, густо покрыт листьями. Подземная часть его простирается в почве почти горизонтально, на ней образуются ризоиды. В центре стебля находится концентрический проводящий пучок, состоящий из вытянутых клеток, сходных с трахеидами и ситовидными трубками. Он окружен паренхимой, также выполняющей проводящую функцию. С наружной стороны паренхима граничит со склеродермой (корой). Внешний слой ее, состоящий из бесцветных клеток, называют гиалодермой.

Листья расположены по спирали. Они состоят из линейной пластинки с заостренной зубчатой верхушкой и пленчатого влагалища. На верхней стороне листа расположены ассимиляционные пластинки. Жилка с механическими и проводящими элементами расширена.

Гаметофит двудомный. Архегонии бутылковидной формы расположены на верхушке женского гаметофита, антеридии мешковидной формы - на верхушке мужского. Между архегониями и антеридиями имеются стерильные нити - парафизы. После оплодотворения из зиготы образуется спорогон, состоящий из длинной ножки и коробочки. Коробочка прямостоячая или более или менее косо расположенная, призматическая, четырех-пятиграниая, покрыта ржаво-войлочным колпачком, образующимся из стенок архегония. Коробочка состоит из урночки и крышечки. Нижняя часть урночки сужена в шейку. На границе урночки и шейки в эпидерме имеются устьица. В центре урночки расположена колонка, которая у крышечки расширяется и формирует эпифрагму - тонкостенную перегородку, закрывающую урночку. Вокруг колонки расположен спорангий в виде цилиндрического мешка, прикрепленного к стенке и колонке особыми нитевидными образованиями. Урночка имеет специальное приспособление для рассеивания спор - перистом, представляющий собой ряд зубчиков с тупыми верхушками, расположенных по краю урночки. Между зубцами, способными к гигроскопическим движениям, и эпифрагмой имеются отверстия, через которые в сухую погоду высыпаются споры. Из споры вырастает протонема в виде зеленой ветвящейся нити. На ней формируются почки, из которых со временем развиваются взрослые гаметофиты.

Отделы Риниовидные - Rhyniophyta и Псилотовидные - Ps1lotophyta.

Отдел Риниовидные включает 2 - 3 рода только ископаемых растений. В жизненном цикле доминирует спорофит. Вегетативное тело его состоит из системы разветвленных теломов. Общая структура в надземной части телома очень своеобразна. Это еще не побег, поскольку листьев на осях телома нет. Главная ось хорошо выражена. Ветвление верхушечное (дихотомическое). В центре оси обособлена ксилема, окруженная флоэмой. Ксилема может быть расположена компактно в виде цилиндра или в виде лучей. Она состоит из трахеид. Периферическая (коровая) часть телома выполняет функцию фотосинтеза. В эпидерме находятся устьичные аппараты. На подземной части устьиц нет. Настоящих корней нет, их заменяют ризоиды. Спорангии расположены на верхушках телома, стенка спорангия многослойна. Гаметофиты риниовидных не найдены. Представитель - род риния (Rhynia), включающий два вида. Это травянистые растения высотой около 20 см, диаметром 3 мм. Подземная часть состоит из горизонтального телома, от которого перпендикулярно отходят воздушные оси.

К отделу Псилотовидные в современной.флоре относят два рода: псилот (Psilotum) и тмезиптер (Tmesipteris). Общее число видов 4 - 6. Оба рода имеют широкое распространение в тропической и субтропической зонах обоих полушарий.

Спорофит псилотовидных - эпифитное, реже наземное травянистое растение. Телом длиной 5 - 40 (до 100) см. Ветвление чаще верхушечное. Кора хорошо развита, выполняет функцию фотосинтеза. Устьичные аппараты примитивные. Листья мелкие, длиной 1 - 5 мм, шиловидные, плоские, без устьичных. аппаратов и жилок. Их можно рассматривать как выросты телома. Подземная часть представлена корневищем с ризоидами. Корней нет. Спорангии срастаются по 2 - 3 (синангии), вскрываются продольной щелью. Споры одинаковой величины. Структура спорофита псилотовидных свидетельствует о близости к риниовидным.

Гаметофит обоеполый, без хлорофилла, радиально симметричный, ветвление верхушечное. Длина его примерно 20 мм, диаметр 2 мм, Питается сапрофитно при помощи грибов, с которыми вступает в симбиоз. Поверхность покрыта ризоидами. Живет чаще под землей. Оплодотворение связано с водой.

реферат по дисциплине Биология, естествознание, КСЕ на тему: Низшие и высшие растения: водоросли, мохообразные и папортникообразные; понятие и виды, классификация и структура, 2015-2016, 2017 год.

на тему: "Низшие и высшие растения: водоросли, мохообразные и папортникообразные"

• Низшие и высшие растения
• Систематика растений
• Водоросли: их экология и значение
• Мохообразные
• Папоротникообразные
• Растение - целостный организм

Низшие и высшие растения Растения делят на две группы, или два подцарства: низшие растения и высшие. Низшими называют такие растения, вегетативное тело которых не расчленено на органы, а высшими - растения со специализированными вегетативными органами, состоящими из разных тканей.Систематика растений Разобраться в биоразнообразии позволяет наука систематика. Существует систематика растений, животных, грибов, бактерий.Систематические категории. Систематика выделяет группы - систематические категории, которые объединяются по сходству.Собственно, в обычной жизни человек тоже систематизирует. Так, чашка, стакан, сахарница объединяются в категорию "чайная посуда", а тарелка, вилка, столовая ложка - в категорию "столовая посуда". Обе категории объединяются в более широкую категорию "посуда". Вместе с мебелью посуда, например, может быть объединена в еще более широкую категорию "домашняя утварь" и т.д.Биологические категории предполагают не только сходство, но и родство, т.е. общее происхождение.Чем меньше ранг систематической категории, тем большее их число существует. Отделов растений известно всего 15-16, а видов - около 350 000. В одно семейство может входить 1000 родов. Известны роды в 2000-3000 видов. Но есть роды всего с одним видом и семейства с одним родом.Вид - основная единица систематики. Называя какое-либо растение, мы подразумеваем, как правило, вид. Растения одного вида могут давать потомство, разные виды, как правило, не могут. Поэтому виды, обитающие в природе совместно, не скрещиваются и хорошо различаются. Каждый вид обязательно относится одновременно и ко всем остальным систематическим категориям. Например: осина относится к роду тополь, семейству ивовых, порядку ивоцветных, классу двудольных, к отделу цветковых растений.Название вида состоит обычно из двух слов, причем первое слово обозначает род, а второе - собственно вид (например, береза бородавчатая, лютик едкий, смородина черная; исключение - осина, помидор, картофель).В научных книгах названия обязательно пишутся и на латинском языке (что понятно ученым всего мира).У культурных растений, в пределах одного вида, часто существует множество сортов. У домашней яблони, например, их несколько тысяч. Сорт - результат деятельности человека. Сорта в отличие от видов могут скрещиваться друг с другом.Водоросли: их экология и значение Общие особенности водорослей. Водоросли от других растительных организмов отличаются следующими признаками:Водоросли, или низшие растенияЖивут главным образом в воде.Не имеют вегетативных органов.Органы размножения одноклеточные.Окраска разнообразна.Высшие растенияЖивут на суше (обитание в воде вторично).Имеют вегетативные органы.Органы размножения многоклеточные.Листья всегда зеленые.Водоросли могут быть одноклеточные и многоклеточные, иногда крупных размеров, до нескольких десятков метров. Они фотосинтезируют и имеют хлорофилл, но нередко и другие пигменты. Окраска водорослей может быть зеленая, желтоватая, бурая, красная. Клетка водорослей имеет те же части, что и у высших растений. Их фотосинтезирующие пластиды, от которых зависит окраска, называют хроматофора-ми. Размножаются водоросли вегетативным, бесполым и половым путем.Зеленые водоросли, обитающие в пресных водоемах. Большинство зеленых водорослей живет в пресных водоемах, в морях их сравнительно немного. Существуют одноклеточные и многоклеточные водоросли.Хламид о, монада и хлорелла. Мелкие одноклеточные водоросли. Их можно рассмотреть только при помощи микроскопа. Они имеют оболочку, ядро, цитоплазму, чашевидный хроматофор. Но отличаются существенными признаками.ХламидомонадаАктивно передвигается посредством жгутиков.Имеется красный светочувствительный глазок.Имеются пульсирующие вакуоли.Бесполое размножение посредством подвижных спор со жгутиками - зооспор.Половой процесс протекает при помощи двужгутиковых гамет.Обитает в мелких пресных водоемах.ХлореллаНеподвижна.Красный светочувствительный глазок отсутствует.Пульсирующие вакуоли отсутствуют.Бесполое размножение посредством неподвижных спор.Половой процесс отсутствует.Обитает в основном на сырой почве и стволах деревьев.Спирогира. Самая обыкновенная нитчатая зеленая водоросль. Образует основную массу скользкой зеленой тины в прудах. Клетка имеет следующие части: оболочку, покрытую слизью; крупное ядро с ядрышком (хорошо заметное под микроскопом); цитоплазму; хроматофор в виде одной или нескольких лент, расположенных по спирали; вакуоль, занимающую большую часть клетки.Вегетативное размножение у спирогиры происходит простым разрывом нитей. Споры бесполого размножения отсутствуют. Половой процесс - конъюгация, т.е. слияние обычных вегетативных клеток, а не особых гамет. Этапы конъюгации:1 - две нити располагаются параллельно;2 - противолежащие клетки дают выросты навстречу друг другу, так что образуется подобие лестницы;3 - оболочки на концах отростков растворяются;4 - содержимое одной из клеток перетекает в клетку напротив и сливается с ее содержимым, в результате чего образуется зигота.Кладофора представляет собой не слизистые на ощупь ветвящиеся нити, прикрепленные к субстрату. Хроматофор - в виде сеточки. Каждая клетка имеет много ядер (это встречается иногда у водорослей, но никогда - у высших растений). Бесполое и половое размножение происходит примерно как у хламидомонады.Таким образом, признаки четырех родов зеленых водорослей таковы:

Морские водоросли. Одни морские водоросли микроскопические, часто одноклеточные. Много их обитает в поверхностных слоях воды и составляют часть планктона. Другие обитают на дне, главным образом на камнях и подводных скалах, на сравнительно небольших глубинах (150 - 200 м), т.е. в основном в прибрежной полосе.

Водорослям необходим свет, поэтому на очень больших глубинах они существовать не могут. Их мало и там, где вода бедна питательными веществами. Основную массу донных водорослей составляют бурые и красные водоросли. Форма этих водорослей очень разнообразна: в виде кустиков, пластиночек, шнуров. Бурые водоросли окрашены в бурый, коричневый или почти черный цвета; красные - в розовый, ярко - или темно-красный. Бурые водоросли достигают самых крупных среди морских водорослей размеров. К ним относится, в частности, ламинария, или морская капуста.

Тело ламинарии (слоевище) напоминает длинный довольно узкий лист на черешке. Ко дну она прикрепляется выростами - ризоидами. Как и у других водорослей, ризоиды служат лишь для прикрепления: вода всасывается всей поверхностью. Ламинария достигает нескольких метров в длину. Внутреннее строение ее довольно сложное. У нее имеются даже ситовидные клетки, напоминающие ситовидные трубки высших растений. Но сосуды отсутствуют, поскольку у водорослей в них нет и надобности. У ламинарии образуются зооспоры, из которых вырастают микроскопические заростки с половыми органами. Так что цикл развития ламинарии несколько напоминает папоротники.

В прибрежной зоне наших северных морей обитает фукус, также бурая водоросль. Слоевище фукуса сильно рассечено на ремневидные доли. Оно гораздо мельче, чем у ламинарии (до 50 см длиной). Половые органы образуются в специальных вместилищах. Спор бесполого размножения нет. Значение морских водорослей в основном заключается в следующем:

планктонные водоросли играют большую роль в питании морских животных;

заросли донных водорослей дают приют рыбам и другим животным;

ламинарию и другие водоросли использует в пищу человек;

из бурых и красных водорослей получают йод и агар-агар;

хлорелла используется в космонавтике для восстановления нормального состава воздуха.

Мохообразные Общие признаки. Мохообразные - растения, часто очень маленькие, сравнительно простого строения. В отличие от водорослей у них, как правило, имеются листья и стебли. Корни всегда отсутствуют; есть только ризоиды. Половые органы и спорангии многоклеточные. Цикл развития совершенно особенный - коробочки со спорангиями развиваются из зиготы непосредственно на растении.Строение мохообразных. Зеленые, или бриевые, мхи. Последний эпитет удачнее, поскольку все мохообразные - зеленые растения.Среди бриевых мхов один из самых крупных представителей - кукушкин лен. Его стебли достигают длины 20 см (для мхов это очень много). Стебель неветвящийся, густо покрыт узкими листьями, несколько напоминая настоящий лен (отсюда и название). Вместо корней - просто устроенные ризоиды, отходящие от нижней части стебля. Они служат как для прикрепления, так и для всасывания воды (в отличие от водорослей). По сравнению с водорослями бриевые мхи отличаются и сложным внутренним строением. Например, у кукушкина льна имеется подобие эпидермиса и проводящей ткани.Кукушкин лен - двудомное растение: мужские и женские половые органы находятся на разных экземплярах, близ верхушки. Мужские половые органы - антеридии представляют собой мешочки, в них образуются сперматозоиды. Женские половые органы - архегоний похожи на колбочки с длинными шейками. Их стенка состоит из одного слоя клеток; в расширенной части колбочки находится яйцеклетка. Для оплодотворения необходимы дождь или роса. Тогда сперматозоиды могут попасть на архегоний и проникнуть через шейку к яйцеклетке. Из зиготы образуется коробочка на длинной ножке. Коробочка имеет крышечку и покрыта сверху колпачком. Внутри находится спорангий в виде муфты. В спорангии образуются споры, которые по созревании выпадают из коробочки. Для этого должна отпасть крышечка и разрушиться стенка спорангия. Ясно, что чем длиннее ножка, тем дальше могут рассыпаться споры. Спора прорастает, образуя тонкую зеленую нить. На нити появляются почки, из которых вырастают побеги мха.Бриевые мхи очень распространены в природе. Их можно найти на болотах, лугах, пустынях. Особенно много их в тенистых лесах. Не все они похожи на кукушкин лен. У многих стебли сильно ветвятся, часто они стелющиеся. Немало мхов, у которых стебли не превышают 2-3 см. Различной формы могут быть и коробочки. Но жизненный цикл у всех одинаковый.Торфяные, или сфагновые, мхи. Торфяные мхи растут на торфяных болотах, вместе с клюквой, голубикой и багульником. Лишь очень немногие растения уживаются с торфяными мхами. Они всегда возникают в массе, образуя сплошной ковер. Стебель сфагновых мхов ветвится, образуя веточки трех типов: одни отходят в стороны, другие свисают, прилегая к стеблю, третьи образуют подобие головки на верхушке. Листья очень мелкие (едва видны невооруженным глазом) и состоят из одного слоя клеток. Клетки встречаются двух типов: крупные водоносные, прозрачные, со спиральными утолщениями стенок и узкие хлорофиллоносные, зеленые. Каждая водоносная клетка окружена несколькими хлорофилл оносными клетками. Водоносные клетки могут очень быстро впитывать огромное количество воды (в 25 раз больше сухого веса) и столь же быстро ее терять. Благодаря такой особенности у сфагнума нет не только корней, но и ризоидов (они ему не нужны). Размножаются сфагновые мхи так же, как и бриевые.Растения сфагнума нарастают сверху и отмирают снизу. Отмирающие нижние части вместе с другими растениями превращаются в торф. Последний образуется при неполном разложении частей растений (не хватает кислорода). Торф - ценное топливо. При этом во многих случаях осушение болот нежелательно. Во-первых, могут возникнуть изменения климата; во-вторых, на сфагновых болотах часто встречаются редкие растения. Целый ряд сфагновых болот получил сейчас статус памятников природы.Папоротникообразные Общие признаки. Папоротникообразные имеют корни и побеги (стебли с листьями). Размножаются они спорами. Половые органы образуются на особых мелких растеньицах - заростках.Строение папоротников. Папоротники широко распространены. У них крупные, сильно рассеченные листья, отходящие от корневища. На корневище образуются и придаточные корни. Черешки покрыты буроватыми чешуйками. Верхушка молодых листьев свернута в улитку. В процессе роста улитка раскручивается, и лист растет верхушкой, как побег. За эту особенность листья папоротника называют иногда плосковетками.Размножение папоротников. На нижней стороне листа (но не каждого) образуются спорангии, расположенные кучками и часто прикрытые покрывальцами или краем пластинки листа. Отдельный спорангий простым глазом увидеть трудно. Его строение идеально приспособлено для разбрасывания спор. По форме он похож на двояковыпуклую линзу. Стенки спорангия состоят из одного слоя клеток. Все они тонкостенные, за исключением клеток, расположенных по гребню (кольцо). У этих клеток утолщены внутренняя и боковые стенки. Важно, что кольцо занимает не весь гребень, а 2/3 его, стало быть, остается тонкостенная часть гребня. При созревании спор стенка спорангия разрывается, а кольцо, подобно пружине, разбрасывает споры. Из споры вырастает крошечное растеньице, в виде сердцевидной, прижатой к земле пластиночки. Это - заросток. У него есть ризоиды; на нижней стороне образуются антеридии и архегонии. Оплодотворение происходит как и у мохообразных. Из зиготы развивается зародыш, а потом и молодое растение папоротника.Разнообразие папоротников. Папоротники - преимущественно лесные растения. Особенно много их во влажных лесах тропиков. Большинство их имеет сильно рассеченные листья, часто очень крупных размеров. Но есть немало папоротников и с цельными листьями. Некоторые представляют собой лианы с вьющимися стеблями или листьями, есть напоминающие деревья, со стволами 10 м и более высотой. Особенно много среди папоротников эпифитов, поселяющихся на стволах и ветвях деревьев. В умеренных широтах папоротников немного. Обычны у нас мужской папоротник, женский папоротник (названия восходят к глубокой древности, когда еще было неизвестно, как размножаются папоротники), орляк, страусопер и некоторые другие.Хвощи и плауны. Это также многолетние травянистые споровые растения.Их особенности в сравнении с папоротниками следующие:

Папоротникообразные		Спороносные колоски	Спорангии	Место обитания
Папоротники	часто рассеченные	Отсутствуют	Во множестве на нижней стороне листа	Главным образом в лесах
	сросшиеся в мутовках		Несколько на столикообразных спороносных листьях	На лугах, по- лях, в лесах, болотах
	густо покрывающие стебли, очередные		Спорангии на стороне спороносного листа	Главным образом в лесах

Былой расцвет папоротникообразных. В группе папоротникообразных насчитывается 13 000 видов. Примерно 300 млн лет назад на Земле еще не было цветковых растений. Уже появились голосеменные, но особенно большую роль играли папоротникообразные. Многие из них были настоящие деревья, с камбием, достигавшие высоты 40 м, их стволы иногда были не меньше 1 м в диаметре. Некоторые напоминали хвощи, увеличенные до гигантских размеров, другие - плауны. Травы также были представлены исключительно папоротникообразными и мохообразными. Климат был теплый и влажный, а освещение - менее интенсивное, чем сейчас. Леса часто были заболочены, погибая, деревья падали в воду, заносились илом. Постепенно стволы спрессовывались и без доступа кислорода превращались в каменный уголь - прекрасное топливо.

Растение - целостный организм Органы растения - и вегетативные, и генеративные - находятся в сложной взаимосвязи, обеспечивая жизнь единого организма. Корни поглощают из почвы воду и минеральные соли, которые нужны для нормального существования всех живых клеток. В корнях образуются органические вещества: аминокислоты, витамины, гормоны, ферменты и другие соединения, без которых невозможна жизнь организма. Некоторые из них идут на образование в листьях хлорофилла. Без хлорофилла не происходит процесс фотосинтеза. Для фотосинтеза необходима вода, которая также поступает к зеленым клеткам листа из корней.Большое количество воды испаряется надземными органами, и тем самым растение предохраняет себя от перегрева. Воду к побегам подают корни.В свою очередь, в клетках корней синтез разнообразных жизненно важных соединений возможен при поступлении в них органических веществ из листьев. Только в клетках с хлоропластами образуются органические вещества из неорганических - воды и углекислого газа. Продукты фотосинтеза необходимы корням для их роста и ветвления.Таким образом, только при тесной взаимосвязи между надземными и подземными вегетативными органами возможна жизнь организма.Цветение, созревание плодов и семян также невозможно без обеспечения генеративных органов всеми необходимыми им веществами. Эти вещества им поставляют вегетативные органы.В свою очередь, генеративные органы оказывают влияние на жизнедеятельность вегетативных органов. Так, работа корней зависит не только от органов воздушного питания, листьев, но и генеративных органов. В опытах было показано, что удаление завязей из ряда цветков пшеницы или затенение колосьев приводило к заметному уменьшению поступления азота из корней в надземную часть растения.Приведенные примеры свидетельствуют о том, что растительный организм - это единая и целостная система. В этой системе функции поделены между отдельными органами, но деятельность их тесно взаимосвязана.