Клас Клінолістовідние - Sphenopsida
Порядок хвощових - Equisetales
Хвощі відрізняються від інших папоротеподібних членистим будовою, порожнистим стеблом і кільчастим розташуванням гілок і дрібних листя. До порядку хвощових відноситься тільки одне сімейство Equisetaceae, представлене трохи більше 20 видів трав'янистих рослин, з яких на території Радянського Союзу росте 13 видів, різнохарактерних за своїми місцепроживання.
Хвощ польовий (Equisetum arvense) зустрічається зазвичай по парових полях, покладів, часто в посівах.
Зовнішня будова. Польовий хвощ (рис. 58) - багаторічна рослина з членистим зеленим кореневищем, глибоко сидить в грунті *. На кореневище є бульби, що досягають величини лісового горіха; виникають вони як укорочені бічні пагони і служать для відкладення накопичуються за літо поживних речовин, головним чином крохмалю. Від вузлів кореневища відходять пучки тонких чорних коренів.
* (Кореневища польового хвоща розташовуються в грунті зазвичай на глибині 30 - 50 см; іноді підземні пагони хвоща, розміщуючись в грунті ярусами, досягають глибини 1 м і більше. Тому і боротьба з ним, як з польовим бур'яном, досить скрутна.)
Наземні пагони, висхідні від кореневища польового хвоща, двоякі: одні зелені, вегетирующие, мутовчаторазветвленние (так як вони з'являються в кінці весни і до осені відмирають, то їх називають літніми пагонами), інші пагони, звані весняними, рожево-бурі, спороносящих, з'являються рано навесні і незабаром, після випадання дозрілих спор, в'януть (рис. 58, 1, 2).
Мал. 58. Хвощ польовий (Equisetum arvense): 1 - кореневище з бульбочок і річним втечею; 2 - кореневище з спороносними пагонами; 3 - колосок із спорофиллами; 4 - спорофілли, що складаються з ніжки і щитка з спорангіями; 5 - суха спору з елатераміз 6 - вона ж у вологому стані; 7 - проростання суперечка; 8 - жіночий заросток з архегониями; 9 - чоловічий заросток в момент виходу сперматозоїдів з антеридиев
Розглянемо спочатку будову зеленого і гіллястого річного втечі. Відділимо від головного стебла один його членик, що складається з довгого междоузлия і вузла. Членик відривається найлегше над самим вузлом, де знаходиться недоросла тканину зони росту міжвузля. На нижньому кінці членика відкривається велика порожнину междоузлия, відгороджена на іншому кінці суцільною перегородкою вузла від сусіднього междоузлия.
Від вузла вгору направлена колотівка дрібних гострих листя, зрощених підставами в трубку, яка на зразок острозубчатимі комірця охоплює нижню (зростаючу) частина міжвузля.
Листя хвоща майже не містять хлорофілу і тому не зелені. Функцію асиміляції виконують зелене стебло і численні зелені бічні гілки, що сидять мутовками. Гілки закладаються в пазухах листків і, розвиваючись, проривають трубку комірця. Розглянемо в лупу бічну гілку хвоща і порівняємо її з головним стеблом; ми побачимо, що будова їх однакове, членисте. В лупу добре видно, що поверхня междоузлий продольнобороздчатая. Число борозенок, що чергуються з паралельними реберцями, дорівнює числу листя, т. Е. Зубців комірця. Простежимо напрямок реберець при переході з одного міжвузля до іншого і переконаємося, що реберця на одному междоузлии тривають в борозенки на іншому, і навпаки. Так само поперемінно розташовані листя на двох суміжних члениках.
Розмноження. Подібно до інших кореневищні рослинам, польовий хвощ розмножується вегетативно, розвиваючи підземні пагони. Крім того, в поле при механічній обробці грунту (оранки і бороньбе) підземні пагони хвоща розриваються на частини, які продовжують розвиватися як окремі рослини, посилюючи засміченість поля. Розмноження за допомогою спор пов'язано з появою весняних пагонів, таких же членистих, як літні пагони, але не зелених, які не розгалужених, що несуть на верхівках спороносні колоски.
Рожево-бурий весняний втечу диференціюється на дві частини - колосок і його підставку.
Розглянемо тепер мутовки зрощених листя, позбавлених хлорофілу і утворюють комірці у підстав междоузлий (зон зростання). На підставках комірці роздуті і більші, ніж на літніх пагонах. Взимку, коли нирка знаходиться в грунті, ці комірці налягають послідовно один на одного, подібно до по-! Чечня луски, і утворюють таким чином захисний покрив зародкового втечі з колоском.
Розглянемо колосок в лупу. Поверхня його утворена правильними шестигранними щитками, розташованими горизонтальними мутовками, так само по черзі, як листочки на стеблі (рис. 58, 3). Винесемо пінцетом з колоска один щиток разом з ніжкою, що з'єднує щиток зі стрижнем. Навколо ніжки по краю щитка звисають мішковидні спорангії, що розкриваються щілиною на внутрішній, зверненої до ніжки, стороні (рис. 58, 4). Отже, щиток з ніжкою - спорофіллах хвоща. Поперечний розріз колоска доповнить уявлення про його будову.
Якщо розкласти на папері тільки що зібрані в полі колоски і залишити їх в такому положенні на декілька годин, то папір покриється спорами, що утворюють пухкі, пухкі сіро-зелені скупчення. Роздивляючись сухі суперечки в мікроскоп, побачимо, що, крім звичайних двох оболонок, вони мають ще третю (зовнішню) оболонку, яка при повному дозріванні розривається по спіралі на дві стрічки, з дещо розширеними кінцями. Ці стрічки - елатери, хрестоподібно прикріплені до Екзіна в одній точці. Елатери хвоща в сухому стані відстовбурчені в усі сторони (рис. 58, 5), а при збільшенні вологості скручуються навколо суперечка (рис. 58, 6); змінюється вологість призводить суперечки в рух. У хвоща елатери не тільки розпушують масу спор і цим сприяють їх розсіюванню, а й забезпечують поширення їх цілими групами, а не поодинці, як у Маршанция. Пристосувальне значення такого розселення суперечка хвоща стане зрозумілим, коли ми познайомимося з заростка хвоща.
Спори висівають в чашку Коха, струшуючи їх з колоска на рівну, зволожену поверхню торф'яної землі або піску, покривають склом і ставлять на світло. Через кілька днів починається позеленіння поверхні субстрату. Періодично слід брати проби і розглядати їх під мікроскопом, щоб простежити повністю весь процес освіти заростків до виникнення на них органів розмноження і виходу сперматозоїдів (рис. 58, 7, 8, 9).
Заростки хвоща зелені, харчуються автотрофно. Вони складаються з паренхімних клітин і мають форму різних лопатевих пластинок, переважно раздельнополих. Жіночі заростки відрізняються великими розмірами і більш глибоко розсічені. Архегонии розвиваються в виїмках між лопатями, черевце їх занурене в тканину заростка. Антеридії цілком занурені в тканину вершин лопатей.
При густому посіві виходять переважно чоловічі заростки. Рідко виникають двостатеві заростки. Причини формування різних заростків не ясні і вимагають подальших досліджень.
При великому збільшенні можна бачити, як з антеридиев виходять спермагенние клітини і як потім з них звільняються спіральні, з багатьма джгутиками, дуже рухливі сперматозоїди.
Запліднення у цих раздельнополих організмів забезпечується тим, що суперечки, чіпляючись елатерамі, поширюються групами.
Після виходу сперматозоїдів чоловічі заростки незабаром відмирають; жіночі ж, продовжуючи асимілювати, живлять зародок до тих пір, поки не почнуть функціонувати його власні вегетативні органи. Поступово з зародка утворюється річний втечу.
Більшість видів хвоща не має особливих весняних пагонів; колоски їх утворюються на верхівках зелених вегетуючих пагонів.