Сравнительная характеристика представителей рода Сфагнум

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………3

1. Морфолого-анатомический анализ рода Сфагнум……………………4

1.1.Сравнительная характеристика  некоторых представителей рода  Сфагнум…………………………………………………………………..10

1.2.Микроскопические признаки  растительного сырья………………13

     2.   Ареал  произрастания…………………………………………………….14

     3.   Заготовка, сушка и хранение лекарственного растительного сырья…16

     4.   Химический  состав………………………………………………………18

            4.1. Химический состав Сфагнум  бурый………………………………

            4.2. Химический состав Сфагнум  маггеланский……………………...

     5.    Применение  сфагнума…………………………………………………..

Общие выводы…………………………………………………………………..

Список используемой литературы……………………………………..............

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Моховидные - древнейшие высшие растения, которые появились около 400 млн. лет назад. Они намного старше динозавров, их разнообразие сформировалось до того, как произошло разъединение материков. По этой причине биофлоры (флоры мхов) разных континентов имеют гораздо больше общего, чем флоры сосудистых, и в особенности цветковых, растений.  Моховидные участвуют в формировании разнообразных сообществ в условиях, часто мало пригодных для высших сосудистых растений. Особенно велика роль моховидных в зональных лесных и интразональных болотных фитоценозах. В хвойных лесах моховидные формируют ярус растительности, который, в ряде случаев, достигает 50-90% проективного покрытия. При этом моховой покров играет важную роль в распределении влаги, изменении условий теплообеспеченности и активной реакции среды поверхностных горизонтов почвы, то есть в образовании и поддержании фитосреды околоземного яруса растительности хвойных лесов. Растительный покров и торф верховых болот в значительной степени образован сфагновыми мхами, на переходных и низинных болотах сфагновые и зеленые мхи являются доминантами и содоминантами растительности.  Многие моховидные устойчивы к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, произрастают в городах, в антропически трансформированных или созданных хозяйственной деятельностью человека субстратах и местообитаниях. Особенности строения и водного- обмена мхов способствуют проникновению в них тяжелых металлов из воздушной среды, что фиксируется при непосредственных физико-химических измерениях и отражается на физиологическом состоянии их организмов. Широкое распространение и большая жизнестойкость этих видов, вероятно, делает возможным их использование для выявления и оценки степени загрязнения воздуха, а также сравнения такого рода данных, полученных разными методами и для разных территорий.    

 

Морфолого-анатомический анализ рода Сфагнум

Моховидные – обширная группа внешне чрезвычайно разнообразных растений  (около 25 тыс. видов). Этот отдел высших растений обычно подразделяют на три класса: антоцеротовые(Anthocerotopsida), печеночники(Marchantiopsida) и листостебельные мхи (Bryopsida). Листостебельные  мхи делят на три подкласса: сфагновые мхи (Sphagnidae), андреевые (Andreaeidae) и бриевые мхи (Bryidae). Среди высших растений по количеству видов моховидные занимают второе место после цветковых.

В жизненном цикле Сфагнум  по сравнению с остальными высшими растениями все наоборот - преобладает не спорофит, а гаметофит. И стебель и листья расчленены не на спорофиты, а на гаметофиты. Поэтому даже предложено называть лист филлидиями, а стебель-каулидиями.

Кроме того, в отличие  от всех остальных высших растений - это бессосудистые растения. У них нет развитой проводящей системы (трахеид, сосудов, ситовидных трубок).

Прикрепление к субстрату осуществляется ризоидами, так как у них отсутствуют корни. Они представляют собой сильно вытянутые в длину одиночные клетки и нити из одного ряда клеток, разделенных косыми перегородками, у более совершенных.

Поглощение и испарение воды осуществляется всей поверхностью гаметофита. Правда, у некоторых в стебле есть проводящий пучок из узких и длинных клеток - гидроидов и лептоидов, выполняющих функцию сосудов и ситовидных трубок.

На гаметофитах образуются антеридии и архегонии (существуют как однодомные, так и двудомные  растения), обычного для высших растений строения.

Благодаря сравнительно небольшой  тканевой дифференциации, а также  способности мохообразных оживать после полного высыхания, любая часть гаметофита может дать начало новому растению. У большинства представителей сфагнум вегетативное размножение осуществляется с помощью специальных органов (выводковых почек, листьев, частей листьев, веточек), которые возникают на гаметофите. Эти органы могут длительное время находиться в состоянии покоя и переноситься на большие расстояния водой и ветром, и по своей роли в распространении моховидных напоминают семена.

Как элемент вегетативного  размножения можно рассматривать  прорастание многих почек на протонеме  -нитевидной или пластинчатой стадии развития гаметофита при прорастании спор. В результате, из одной проросшей споры образуется не один, а много гаметофитов.

Оплодотворение возможно только при наличии воды. У многих представителей группа антеридиев на верхушке стебля окружена «чашей» из листьев, в которой скапливается вода. Сперматозоиды выходят в воду и рассеиваются при попадании туда дождевых капель. Капельки воды с большим количеством сперматозоидов могут переносить с растения на растение насекомые.

Развивающийся из зиготы спорофит называется спорогоном и представляет собой коробочку с ножкой, расширенной в нижней части в стопу-гаусторию, при помощи которой он присасывается к гаметофиту и живет за его счет. Однако в период созревания он может иметь зеленую окраску и фотосинтезировать, то есть «паразитизм» спорофитного поколения неполный.

Связь спорогона и гаметофита очень органична. Гаметофит не только питает, но и защищает спорофитное поколение и помогает в рассеивании спор (образование т.н. «ложной ножки», которая поднимает спорангий над растением).

Вместе со спорогоном разрастается архегонии, который впоследствии разрывается и его брюшко в виде колпачка прикрывает коробочку. Таким образом, колпачок формально к спорогону не относится, так как представляет собой мертвую часть гаметофита.

Процесс оплодотворения осложнен обязательностью наличия капельно-жидкой среды. Если ее нет, то половой процесс не происходит. По этой причине в жизни представителей сфагнум  большую роль играет вегетативное размножение. 

 

 

 

 

Подкласс Sphagnidae (сфагновые мхи)

В этом подклассе всего один род Sphagnum с 300 видами, имеющими бледно-зеленый цвет, за что их называют белыми мхами. Преимущественно болотные мхи, произрастающие густыми плотными скоплениями, образующими крупные подушки или сплошные ковры на сфагновых болотах.

 

Строение. Сфагнум — многолетнее растение с сильно ветвящимся стеблем, который может быть довольно плотным у одних видов сфагнума, и мягким, пористым у других. Ветви располагаются на стебле по спирали кластерами, расстояние между которыми ближе к верхушке уменьшается, и они образуют косматую головку (capitulum). Мелкие светло-зеленые листья, покрывающие стебель и ветви, состоят из клеток двух хорошо различимых под микроскопом типов. Узкие зеленые клетки, в которых происходит фотосинтез, соединены концами и образуют сетчатую структуру, в которой происходит движение органических веществ. Между ними находятся крупные прозрачные мертвые клетки, от которых остались только оболочки. Стебель также покрыт снаружи этими клетками. Именно обилие мертвых клеток-резервуаров позволяет сфагнуму долго сохранять запас воды и питать ей живые клетки. Более того, этот запас пополняется: клетки-резервуары, имеющие отверстия, втягивают и конденсируют пары воды из окружающего воздуха.

Сфагнум не имеет ризоидов (тонких нитей, состоящих из одного ряда клеток), которыми другие мхи (например, кукушкин лен) укрепляются в почве  и поглощают из нее воду и минеральные  вещества. Он впитывает воду всей своей  поверхностью.

Свойства. Мхи – растения, не имеющие циркуляторной системы. Они получают влагу из осадков или атмосферы, используя осмотическое давление. Это означает также, что они одновременно поглощают все содержащиеся в окружающей среде вещества, в том числе вредные, не обладая механизмами освобождения от них. Поэтому мхи и являются прекрасными индикаторами состояния окружающей среды.

Сфагновые мхи способны повышать кислотность окружающей их среды, выделяя  в воду ионы водорода.

Наиболее важной особенностью сфагнума, приобретенной в ходе миллионов  лет эволюции, является его способность  впитывать и сохранять от 12 до 20 весовых частей воды на часть сухого веса (в зависимости от биологического вида сфагнума

Размножение. Сфагнум может размножаться как спорами, так и вегетативно. Количество спор в спорофите может быть от 20 000 до 200 000 в зависимости от вида мха, а на квадратном метре болота – примерно 15 млн. Спорофит выбрасывает споры в июле. Коробочка как бы взрывается при сухой теплой погоде, и споры разносятся ветром на различные расстояния, так как имеют разный размер, 20-50 мкм. Еще один механизм переноса спор – потоком воды или брызгами от капель дождя. В последнем случае расстояние переноса не превышает десятка сантиметров.

Крупные споры имеют больший  запас питательных веществ и, следовательно, лучшие шансы дождаться  подходящих условий. По результатам  экспериментов, 15-30% спор сфагнума сохраняли  способность к развитию через 13 лет  хранения в холодильнике, и именно способностью формирования банка спор в окружающей среде объясняют  то, что сфагнум колонизировал практически все болотистые, бедные питательными веществами пространства северных лесов.

Размножение спорами является основным при расселении сфагнума на большие расстояния - новые или  пострадавшие от пожара или хозяйственной  деятельности участки. Для образования  растения из споры необходимо, чтобы  она попала на подходящую почву –  влажный торф. Лучше, если эта почва  будет богата фосфором (растительные остатки или помет животных).

Другой механизм распространения  сфагнума – вегетативный, участками  стебля или ветвей. Этот механизм эффективен на малых расстояниях.

На болотах максимальную продуктивность по биомассе имеют Сфагнум паппиллозный Sphagnum papillosum и Сфагнум магелланский (Sphagnum magellanicum).

Сфагнум формирует самые мощные (толщиной в несколько метров) торфяные залежи верховых болот. Торф таких болот отличается крайне низкой зольностью (5-10%) и потому беден элементами питания.     Торф применяется как топливо, удобрение и как сырье для промышленности. Из торфа получают древесный спирт, карболовую кислоту, пластмассы, изоляционные ленты, смолу и многие другие ценные материалы.

Способность сфагнума формировать  торф обусловлена следующими основными  факторами:

1. Исключительной способностью  удерживать воду, что обеспечивает  насыщение водой и препятствует  доступу кислорода к органическим  отложениям, замедляя их разложение;

2. Малым содержанием питательных  веществ, что еще больше замедляет  разложение;

3. Способностью создавать  кислую среду, препятствующую  деятельности большинства микроорганизмов;  и, вероятно,

4. Содержанием природных  антибиотиков (сфагновых кислот).

Сравнительная фармакогностическая  характеристика некоторых представителей сфагнум

 

Сфагнум бурый  Sphagnum fuscum

Семейство Сфагновые -Sphagnaceae

 

         Краткое описание. Сфагнум бурый - сфагновый мох средних размеров, в плотных дерновинках, растения бурые, реже зеленые. Склеродермис стебля бурый. Стеблевые листья 0,8-1,2 мм длиной, языковидные. Веточные листья б. м. плотно прилегающие, 0,8-1,3 мм длиной, яйцевидно-ланцетные; гиалиновые клетки на дорсальной стороне листа с небольшими толстокольчатыми порами на комиссурах, на вентральной стороне с немногочисленными крупными порами над просветом клетки. Двудомный.

         Распространение. Частый и местами массовый вид в Арктике и бореальной зоне Голарктики; спорадически встречается южнее. Отмечен в горах к югу до Пиренейского полуострова, Кавказа, гор Средней Азии, северных районов Китая, о. Хонсю в Японии. В Татарстане был отмечен на 10 болотах на северо-западе республики, на болоте «Кулегаш».

         Биология и экология. Растет сфагнум бурый на олиготрофных болотах. 

         Численность и тенденции её изменения.                                            Специальные поиски вида на большинстве болот, где он отмечался ранее, в последние годы не предпринимались.       

 

 

                 

 

 

 

 

Сфагнум папиллозный Sphagnum papillosum

Семейство Сфагновые –Sphagnaceae

 

      Краткое описание. Сфагнум папиллозный - сфагновый мох крупных размеров, растения желтоватые до коричнево-бурых. Склеродермис стебля темно- или черно-бурый; гиалодермис 3-4-слойный. Стеблевые листья 1,1-1,8 мм длиной. Веточные листья 1,5-2,1 мм длиной; хлорофиллоносные клетки на срезе узкооткрытые на обе поверхности, на вентральную несколько шире, с эллиптическим или веретеновид-ным просветом и сильно утолщенными наружными стенками; стенки, обращенные в сторону гиалиновых клеток, со стороны последних гребневидно-папиллозные. Спорофиты редко.

      Распространение. Широко распространен в северном полушарии, но к югу от таежной зоны очень редок, хотя отдельные находки есть на Азорских островах, в Португалии, на Кавказе, на юге Японии. В Европейской части России встречается спорадически в таежной зоне, с единичными находками на юг до Тамбовской и Ульяновской областей.