Мох – создатель биоценозов и ценное ландшафтное растение. Часть 1

Алексей Овсянников, кандидат биологических наук, решил доступно и популярно рассказать всем желающим о многообразии этого отдела высших растений. И не только об экологии и физиологии мхов, но и об их значении в природе, возможности практического применения в современном мире и потенциале использования в будущем! Вашему вниманию – занимательнейшее повествование от первого лица.

Наверняка многие из нас хотели бы побывать на других планетах, посетить иные миры, где окружающий мир разительно отличался бы от биосферы нашей планеты, где растительные и животные организмы совершенно не похожи на земные, где привычные нам явления природы трансформируются в фантастические и невообразимые структуры и процессы. В этом своем стремлении мы так много и часто смотрим вверх, что иногда забываем смотреть себе под ноги. Между тем у нас под ногами растут и существуют живые организмы настолько удивительные, что и представить сложно. Они обыденны, привычны, имеют в нашей жизни очень небольшое значение и поэтому мы их практически не замечаем, но на самом деле, мы просто ничего о них не знаем. Именно поэтому мне бы очень хотелось показать читателям новый, непривычный, я бы даже сказал инопланетный мир, который сосуществует вместе с нами – мир Мхов!

Итак, мхи – это не растения в классическом понимании. Степень их различий настолько велика, что проще сказать о минимальных сходствах между ними. Постарайтесь уйти от медийных стереотипов о мхах, большая часть которых заблуждение. Готовы? Поехали!

Откуда вообще на нашей планете взялись эти удивительные мхи? Спешу вас разочаровать – никто толком не знает! Древнейшие ископаемые остатки мхов имеют возраст около 400 млн лет, а древнейшие ископаемые остатки сосудистых растений ни много ни мало – столько же.

Правда, здесь есть один тонкий момент, на который мало кто обращает внимание. Для того чтобы выросло высшее сосудистое растение, ему необходима почва, а почва, в свою очередь, является производным от разложения растений. А теперь подумайте и ответьте – что появилось ранее, почва или растение? Я думаю, многие из нас наблюдали, что мхи способны расти на голых камнях. Учитывая эти эколого-физиологические особенности, многие исследователи предполагают, что мхи появились на суше задолго до высших сосудистых растений и именно им принадлежит основная роль в формировании первичных почв на планете Земля.

Более того, глобальные процессы торфообразования (как следствие жизнедеятельности мхов) могли сместить балансовое отношение в нашей атмосфере в сторону фиксации углекислого газа и накопления кислорода. Поэтому, как это ни странно звучит, но нашим существованием на планете во многом мы обязаны мхам.

Мхи и высшие растения – это не прямая линия предка и потомка, это два независимых родословных дерева дальних родственников, но произошедших от одного родителя, которым может быть либо зеленая водоросль, либо псилофит. Сейчас общих семейных черт между ними крайне мало: наличие главного фотосинтетического пигмента хлорофилла, общее запасное вещество крахмал, некоторые особенности деления клеток и наличие целлюлозы как основного компонента клеточной стенки. Вот, пожалуй, и все…

А дальше мы будем говорить только об их различиях.

Мхи – одни из древнейших и, что немаловажно, сохранившихся до наших дней растительных организмов. И вот здесь кроется очень интересный вопрос: а как сохранившихся, в каком виде? Благодаря наследственности и изменчивости в процессе эволюции живые организмы развиваются от более простых к более сложно устроенным. При изменении условий среды организмы адаптируются и приобретают новые формы. А что со мхами?

Удивительно, но за 300 млн лет существования мхи практически не изменились, они "застыли" в своем первозданном виде. Ученые с уверенностью утверждают, что многие рода и виды мхов сохранили свой неизменный облик на протяжении основного периода исторического развития биосферы. Например, мох кукушкин лен, который мы с вами изучали на уроках биологии в школе, в свое время ели динозавры!

Нужно отметить, что этот мох вообще планетарный космополит, который в неизменном виде встречается на всех континентах, начиная от южных районов субтропиков до Гренландии и Шпицбергена на севере. Вообще, свыше 90% (!) одних и тех же видов мхов распространены и в Европе, и в Азии, и в Северной Америке. Для определения мохообразных Сибири можно совершенно спокойно пользоваться определителями для Северной и Средней Европы или Северной Америки. Ни в одной другой группе наземных растений такого положения нет! Все это говорит о способности мохообразных выживать практически везде и существовать в любых климато-экологических условиях. Это звучит невероятно, но на протяжении всего биологического периода существования нашей планеты мхи были почти неизменны и вечны.

С чем связано столь широкое распространение мохообразных, какими особенностями обусловлено? Мхи, благодаря своим небольшим размерам, могут очень эффективно занимать огромное количество сходных экологических ниш в совершенно разных условиях. Другими словами, на холодных северных ландшафтах есть локальные места, которые больше прогреваются, а в жарких южных есть места в тени, где температура гораздо ниже, ну и, безусловно, везде должна быть вода. Таким образом, эволюционная стратегия выживания мохообразных в целом сводится к тому, что при наступлении неблагоприятных условий, благодаря своей многочисленности (количеству особей, а не видов), они "прячутся" в огромном множестве мелких ландшафтных микрониш, которые хоть как-то подходят им для существования.

При наступлении глобальных экстремальных изменений климата большая часть мхов погибает, но всегда есть небольшие сообщества, которые отсиживаются "в окопчике" и продолжают выживать, выжидая благоприятные условия, позволяющие быстро занять освободившиеся ландшафты. Следствием такой уникальной жизненной стратегии выживания становится снижение полового размножения и упор на бесполое (вегетативное). А оно, в свою очередь, приводит к замедлению темпов эволюции и к сохранению морфологического единства вида (клонированию) в бесконечной временной перспективе, при этом вид не выходит за свои экологические требования в очень большом географическом ареале.

Еще одной удивительной способностью мохообразных является их фантастическая толерантность к основным экологическим факторам: воде, свету и температуре. Безусловно, наличие воды крайне важно для существования мхов и не только с позиции физиологии, но и для полового размножения. У мхов нет корневого поглощения воды, аналогичного высшим растениям.

Мохообразные обладают уникальной способностью поглощать воду, как губка – всей поверхностью тела. Важно то, что поглощение воды происходит преимущественно не из субстрата (!), а прямо из воздуха (капель дождя, дисперсии тумана или из утренней росы). Скорость впитывания воды при этом практически мгновенная, при увлажнении в первые секунды впитывается до половины возможного объема. В связи с этим в основном полив мхов должен быть достаточно условным, с частым, но кратковременным режимом (до 2 минут). В тоже время для эффективного существования некоторых видов мхов полив вообще должен быть редким и чередоваться с длительными засушливыми периодами. Мхи не любят избытка воды, которую они не смогли впитать, поэтому крайне важно дренировать и отводить избыточную воду из моховой куртины. Мхи впитают ровно столько воды, сколько им нужно, и сколько они смогут удержать, полить впрок мох не получится.

Если вы не будете поливать высшее сосудистое растение, то оно безвозвратно погибнет, но мхи – совсем другое дело! При длительном или полном отсутствии полива мохообразные впадают в состояние криптобиоза или "спячку". Этот уникальный, свойственный лишь некоторым живым организмам физиологический процесс связан с полным обезвоживанием тканей, при этом в данных организмах химические процессы метаболизма приближаются к нулевому уровню. В таком "спящем" состоянии мхи могут находиться даже не недели и месяцы, а годы! Последующий полив пробуждает мхи, они очень быстро восстанавливаются и начинают активно расти дальше.

Продолжение следует…

А вам интересна эта тема? Вы можете подискутитровать в комментариях или задать вопрос автору непосредственно на его страничке в Facebook.