Хвощове (Equisetum) — растения от карбона до днес: описание и еволюция

Открийте еволюцията на хвощовете (Equisetum) — от гигантски дървета в карбона до съвременния род: морфология, размножаване със спори и историческо значение.

Хвощовете са клас от папратите (Pteridophyta). Те са една от най-важните групи растения през палеозойската ера. Наблюдават се във въглищните мергели от карбонския период, а някои от тях са били дървета, достигащи до 30 метра. Групата вече е почти изчезнала, но един род е оцелял. Те са съдови растения, които се размножават чрез спори, а не чрез семена. Названието хвощ е възникнало, защото разклонените видове приличат донякъде на конска опашка.

Общо описание и морфология

Хвощовете (семейство Equisetaceae) днес се представят предимно от един жив род — Equisetum. Тези растения имат характерни кухи, сегментирани (върху възлите и междинните връзки) стъбла, често с ясно изразени вертикални жлебове и твърдо съдържание на силициев диоксид в епидермиса. Листата са силно редуцирани и образуват около всяка връзка сухи или зелени обвивки (шлемета), а клончетата при някои видове са разположени в ореоли.

• Стъбла: кухи, възлови, със силни ребра; при някои видове вече фотосинтезиращите стъбла са основният асимилиращ орган.
• Листове: редуцирани, обвити около възлите; не образуват широки листни платна.
• Ризомни системи: развити, разклонени коренища, които осигуряват вегетативно размножаване и разпространение.
• Репродуктивни органи: на върховете на някои стъбла се образуват конуси (стробили), носещи спорангии със спори.

Жизнен цикъл и размножаване

Хвощовете се размножават предимно чрез спори. Жизненият им цикъл включва редуване на поколения — доминиращо, многоклетъчно спорофитно поколение и малко, независимо гаметофитно поколение. Гаметофитът е често дребен, нишковиден или листовиден, може да бъде хермафродитен или еднополов; някои видове имат подземни, нежни гаметофити в почвата. Освен спорово размножаване, много хвощове дават силно вегетативно разпространение чрез разклонени ризоми, което ги прави упорити и понякога инвазивни в градините и пасищата.

Спорите на хвощовете носят специални структури—елатери (влакнести придатъци), които подпомагат разпръскването и залепването при подходящи условия.

Фосилен запис и еволюция

Хвощовете имат дълга историческа линия — в карбона (палеозойската ера) множество родове, като многометровите дървесни Calamites, са образували голяма част от растителната биомаса, която по-късно се превръща във въглища. Много от тези древни представители са били големи дървета и имали по-разнообразна морфология отколкото съвременните видове. След пермския и мезозойския период разнообразието им силно намалява и до наши дни оцелява само родът Equisetum.

Еволюционно хвощовете са интересни с това, че съчетават примитивни черти (размножаване чрез спори, нишкова анатомия на гаметофита) и напреднали черти (добре организирани съдови тъкани при спорофита). Тяхното преживяване на геологичните промени и оцеляването на един род дават важна информация за устойчивостта и адаптацията на растителните линии.

Разпространение, местообитания и значение

Съвременните хвощове (род Equisetum) са широко разпространени в умерените зони на северното полукълбо, но някои видове се срещат и в други климатични пояси. Обикновено предпочитат влажни или слабо кисели почви — брегове на реки, блата, влажни ливади и изкопаеми натрупвания. Ризомните им системи ги правят отлични колонизатори на нарушени места.

Икономическо и културно значение:

• Някои видове се използват в традиционната медицина (като лек диуретик и при кожни проблеми), поради наличието на силициеви и други минерали.
• С високото си съдържание на силициеви съединения, хвощовете в миналото са служели като абразив за почистване на метални съдове (оттук и английското име "scouring rush").
• В природни местообитания те допринасят за почвената стабилност и служат като включваща част от влажните екосистеми.
• Някои видове са заседнали плевели в земеделието и градинарството, защото се разпространяват бързо чрез подземните ризоми.

Съвременни представители и опазване

Днешните хвощове включват около 15–25 вида (в зависимост от таксономичната интерпретация) в рода Equisetum. Някои са често срещани и широко разпространени (например Equisetum arvense), докато други са по-редки и локализирани на специфични влажни местообитания. Заплахите за редките видове включват загуба на местообитания чрез отводняване, прекомерна обработка на почвите и замърсяване.

За опазване на хвощовете е важно съхраняване на влажните екосистеми, мониторинг на популациите и ограничаване на инвазивните практики, които разрушават естествените почвени и водни условия.

Ключови факти: хвощовете са древна група съдови растения, които днес са представени основно от един род; характерни са с кухи, сегментирани стъбла, възлови обвивки вместо широки листа, размножават се чрез спори и имат дълбоки фосилни корени в карбонския период.

Equisetum

Equisetum е единственият жив род хвощове. Името Equisetum идва от латински (equus = кон; и seta = четина). Родът включва 15 вида. Хвощовете се срещат на всички континенти с изключение на Австралазия и Антарктида. Те са многогодишни тревисти растения, които отмират през зимата (повечето видове от умерения пояс) или са вечнозелени (някои тропически видове и видовете Equisetum hyemale, E. scirpoides, E. variegatum и E. ramosissimum от умерения пояс). Височината им е предимно 0,2-1,5 m, въпреки че E. telmateia по изключение може да достигне 2,5 m, а тропическите американски видове E. giganteum - 5 m, и E. myriochaetum - 8 m.

При тези растения листата са много малки, на прешлени, съединени помежду си, за да образуват обвивки около стъблото. Стъблата са зелени и фотосинтезиращи, като се отличават и с това, че са кухи, съединени и набраздени, обикновено с 6-40 набраздявания. Възможно е във възлите да има или да няма разклонения; когато има такива, те са идентични с главното стъбло, но са по-малки.

Повърхностно сходно цъфтящо растение (Hippuris, "опашка на кобила", от семейство Plantaginaceae), несвързано с рода Equisetum, понякога се определя погрешно като хвощ.

Цъфтящото растение от рода Hippuris не е свързано с Equisetum, но изглежда достатъчно сходно, за да бъде понякога погрешно идентифицирано като Equisetum.

Въпроси и отговори

Въпрос: Какво представляват хвощовете?

В: През коя епоха хвощта е била една от най-важните групи растения?

Въпрос: В какво са доминирали хвощовете в горите през късния палеозой?

В: През кой период хвощовете се срещат във въглищните мерки?

В: Колко високи са някои дървета от хвощ?

В: Как се размножават хвощниците?

В: Защо хвощът е наречен така?

Търсене по буква