Mchy

Mchy

Ilustracja "Muscinae" z dzieła "Kunstformen der Natur" Ernsta Haeckela z 1904 roku.
Systematyka
Domena	eukarionty
Królestwo	rośliny
Nadgromada	rośliny telomowe
Gromada	mchy
Nazwa systematyczna
Bryophyta

Mchy (Bryophyta) – gromada roślin telomowych obejmująca małe, osiągające od 1 do 10 cm wysokości organizmy, przeważnie żyjące skupiskowo w ocienionych i wilgotnych miejscach. Nie wykształcają one prawdziwych liści, łodyg czy korzeni, zamiast nich posiadają listki (mikrofile), łodyżki oraz chwytniki, spełniające podobne funkcje, lecz mające odmienną budowę. W rozwoju mchów wyróżnia się dwa następujące po sobie pokolenia: gametofit wytwarzający gametangia (plemnie i rodnie) oraz sporofit wytwarzający zarodniki.

Współcześnie znanych jest około 12,8–13 tysięcy gatunków mchów grupowanych w 901–969rodzajów. W Polsce w 2004 roku znanych było 697 gatunków mchów. Mchy występują we wszystkich lądowych biomach i pełnią w nich ogromną rolę ekologiczną, mają też istotny wpływ na globalne cykle biogeochemiczne.

Charakterystyka

Mchy należą do roślin nienaczyniowych, charakteryzujących się brakiem wykształconej tkanki przewodzącej. Odróżniają się od podobnych im wątrobowców m.in. obecnością wielokomórkowych chwytników. Inne różnice nie są uniwersalne dla wszystkich mchów i wątrobowców, jednak obecność łatwo wyróżnianych łodyżek i listków, brak silnie płatowych lub segmentowych części organizmów oraz brak listków ułożonych w trzy szeregi pozwalają wyróżnić mchy.

Oprócz braku układu naczyniowego, mchy cechują się przewagą gametofitu w ich cyklu życiowym, a komórki ich tkanek są przez większość czasu haploidalne. Diploidalne sporofity są krótko żyjące i zależne od gametofitu na którym wyrosły. Jest to cecha znacząco różna od tego co występuje u roślin naczyniowych oraz u większości zwierząt.

Budowa gametofitu

W rozwoju haploidalnego gametofitu wyróżnia się fazę splątka, później stadium łodyżki i listków. Mchy przytwierdzone są do podłoża za pomocą chwytników. Gametangia wykształcają się w skupieniach na łodyżce, otoczone okrywą z listków.

Splątek

Wykształca się różnie w różnych taksonach. U prątników jest nitkowaty, z zieloną i asymilującą częścią nadziemną oraz brunatnymi chwytnikami. U torfowców jest początkowo nitkowaty, później blaszkowaty. Naleźliny wykształcają splątek początkowo bulwkowaty, później wyrastają z niego nitki i w końcu tworzy się twór splątany, wstęgowaty.

Łodyżka

Łodyżki wyrastają z pączków powstających na splątku. Ze względu na kierunek wzrostu i sposób rozgałęziania wyróżnia się łodyżki:

• ortotropowe – o symetrii promienistej, rosnące prosto w górę i rozgałęziające się widlasto,
• plagiotropowe – o symetrii dwubocznej, płożące się po ziemi i rozgałęziające się pierzasto.

W budowie anatomicznej łodyżki wyróżnia się: skórkę (epidermę), korę (sklerodermę), tkankę zasadniczą (parenchymatyczną) i wiązkę środkową.

Listki

Z reguły całobrzegie, siedzące i najczęściej zbudowane z jednej warstwy komórek. Mają kształt zróżnicowany, typowy dla poszczególnych gatunków. Zwykle są większe na łodyżce głównej i mniejsze na gałązkach bocznych. Mają podłużne zgrubienie, tzw. żeberko w części środkowej, pełniące funkcję wzmacniającą, a nie przewodzącą jak wiązki przewodzące u roślin naczyniowych. U nasady listków często występują tzw. uszka powstające z większych od reszty i wypukłych komórek, u niektórych gatunków schodzą one na łodyżkę i zrastają się z nią (listki zbiegające). Listki ułożone są skrętolegle. U niektórych mchów występują tzw. nibylistki – nitkowate, liściokształtne wyrostki służące do zatrzymywania wody. U płonników listki pokryte są charakterystycznymi, podłużnymi listewkami, na przekroju poprzecznym wyglądającymi jak kolumny z kilku-kilkunastu komórek. Listewki te znacznie zwiększają powierzchnię asymilacyjną liścia i ułatwiają gromadzenie wody.

Budowa sporofitu

Mchy z dobrze widocznymi puszkami sporofitu.

Diploidalny sporofit jest pokoleniem krótko żyjącym. Składa się ze stopy, sety, szyjki i puszki. Ma on postać pojedynczej, nierozgałęzionej łodyżki zwanej setą, zakończonej na szczycie zarodnią. Zarodnia ta ma w swej górnej części mechanizm otwierający – wieczko, umożliwiające wysyp dojrzałych zarodników. Sporofit nie jest rośliną samodzielną, rośnie na gametoficie umocowany doń za pomocą tak zwanej stopy, przez którą pobiera wodę i związki organiczne. Jest pokoleniem krótkotrwałym, po wytworzeniu zarodników zamiera i odpada.

Środowisko

Mchy porastające korę drzew

Mchy rosną zwykle w wilgotnych, zacienionych miejscach. Są pospolite na terenach zalesionych oraz nad brzegami strumieni. Mogą być także znajdywane w szczelinach skalnych lub między kamieniami. Niektóre gatunki zaadaptowały się do życia w środowisku miejskim i mogą być znajdywane wyłącznie w miastach. Kilka gatunków to rośliny wodne, jak na przykład zdrojek (Fontinalis antipyretica). Inne, na przykład torfowce, zamieszkują torfowiska, bagna i wolnopłynące cieki wodne. Takie wodne lub półwodne mchy mogą rozwinąć o wiele większe rozmiary od mchów lądowych. Długość 20–30 cm jest pospolita u torfowców.

Mchy porastają głównie zacienione części drzew i skał.

Z powodu małych rozmiarów i cienkości tkanek, braku kutykuli, która chroniłaby przed nadmierną utratą wody oraz ze względu na niezbędność wody w ich procesie rozmnażania, mchy do przeżycia potrzebują wilgoci. Chociaż jest ona tak niezbędna, wiele mchów wykształciło zdolność przeżycia nawet całkowitego wysuszenia, wracając do życia po kilku godzinach od ponownego namoczenia.

Systematyka

Gęste skupiska mchów porastające drzewa w chłodnym lesie przybrzeżnym.

Według wcześniejszych systemów, mchy zaliczane były wraz z wątrobowcami i glewikami do gromady mszaków (Bryophyta), w której tworzyły klasę mchów (Musci). Czyniło to jednakże takson ten taksonem parafiletycznym, dlatego dzisiaj rozdziela się go najczęściej na trzy różne gromady. Zgodnie z takim podziałem, gromada Bryophyta zawiera wyłącznie mchy.

Podział mchów na klasy i relacje między nimi

Sześć z ośmiu klas zawiera jedynie po jednym lub po dwa rodzaje. Klasa płonników zawiera 23 rodzaje, zaś klasa prątników jest najbardziej zróżnicowana, obejmując 95% znanych gatunków mchów.

Torfowce są klasą mchów zawierającą dwa żyjące obecnie rodzaje – Ambuchanania i torfowiec (Sphagnum). Mchy te tworzą torf oraz silnie kwasowe torfowiska. Ich listki złożone są z żywych oraz dużych i martwych komórek ułożonych naprzemiennie. Martwe służą do magazynowania wody, w żywych zaś toczą się wszystkie procesy metaboliczne, z fotosyntezą na czele. Pomijając te właściwości, unikalne rozgałęzianie się, płaskie i szerokie splątki oraz gwałtownie otwierająca się puszka podkreślają odrębność tej klasy.

Naleźliny i Andreaeobryopsida mogą być rozpoznane dzięki dwuwarstwowym chwytnikom, wielowarstwowym splątkom oraz puszkom rozdzielającym się wzdłuż, w przeciwieństwie do większości mchów, których puszki otwierają się u góry.

Płonniki mają liście z seriami równoległych lamel; blaszek zawierających komórki wyposażone w chloroplasty. Zajmują się one przeprowadzaniem fotosyntezy oraz pomagają w magazynowaniu wody. Płonniki różnią się od pozostałych mchów także w innych właściwościach, dzięki czemu mogą osiągać większe od nich rozmiary. Płonnik pospolity na przykład, może tworzyć poduszki osiągające do 40 cm wysokości, a Dawsonia superba pochodząca z Nowej Zelandii jest najwyższym mchem na świecie.

Mchy są najbliższymi żyjącymi krewnymi roślin naczyniowych.

Historia geologiczna

Ze względu na ich delikatną strukturę, odnaleziony zapis kopalny mchów jest skąpy. Skamieniałości jednoznacznie identyfikowane jako mchy zostały znalezione na terenie Antarktyki i Rosji, w skałach należących do permu. Istnieją też przesłanki za istnieniem mchów w karbonie. Można się także spotkać z twierdzeniem, iż rurkopodobne skamieniałości pochodzące z syluru są szczątkami czepka mchu.

Rozmnażanie

Plemniki wnikają do wnętrza rodni, a jeden z nich łączy się z komórką jajową i powstaje zygota. Z zygoty powstaje roślina rozmnażająca się bezpłciowo (sporofit). Sporofit rozwija się początkowo wewnątrz rodni, a potem wyrasta ponad nią dźwigając na szczycie puszkę z zarodnikami. Sporofit związany jest stale z gametofitem i odżywia się jego kosztem. Zarodniki padają na podłoże i kiełkują w tzw. splątki. Wyrasta z nich ulistniony i żyjący samodzielnie gametofit. Do rozmnażania mchów konieczna jest obecność wody.

Ekologia

Mchy są organizmami pionierskimi. Potrafią kolonizować niegościnne, ubogie siedliska (skały, piaski). Dzięki zatrzymywaniu pyłów i rozkładowi mchów powstaje próchnica, a w konsekwencji możliwy staje się rozwój roślin bardziej wymagających. Mchy przystosowane są do gromadzenia dużych ilości wody (za sprawą skupienia łodyg w darń, gęstego okrycia łodyg liśćmi, chwytnikami i parafiliami, porowatości skórki) chroniąc w ten sposób glebę przed erozją, zmniejszając szybkość i wielkość spływów powierzchniowych. Darnie mchów chronią też glebę przed szybkim wysychaniem i tym samym utrzymują w niej większą wilgotność. Głównie dzięki mchom (zwłaszcza torfowcom) możliwy jest rozwój torfowisk, a tym samym odkładanie torfu. Na jałowych wydmach mchy utrwalają ruchome podłoże i biorą istotny udział w procesie glebotwórczym.

Uprawa

Japoński ogród w świątyni Gioji, w okolicy Arashiyama, na północny zachód od Kioto.

Rosnące na trawnikach mchy uważa się za chwasty, jednak w ogrodach japońskich są one sadzone celowo. W starych świątynnych ogrodach mech porasta niekiedy ściółkę wśród drzew. Ma to dodawać powagi oraz spokoju. Nie istnieją ustalone zasady uprawy mchów. Kolekcje mchów są często rozpoczynane od kilku próbek dziko żyjących mchów trzymanych w pojemnikach zatrzymujących wilgoć. Niektóre mchy jednak mogą potrzebować specyficznych warunków, takich jak odpowiednie warunki świetlne, wilgoć, czy pH gleby, przez co ich hodowla jest trudna.

Zastosowanie mchów

Mchy wykorzystuje się jako ściółkę, materiał do pakowania oraz podściółkę w uprawach truskawek i poziomek. Wykorzystywane były do uszczelniania budynków.

Bibliografia

• Bronisław Szafran: Karol Starmach: Flora słodkowodna Polski. T. 16: Bryophyta. I. Musci-Mchy. Warszawa: Instytut Botaniki PAN, 1963.brak strony w książce
• Królestwo roślin: rośliny zarodnikowe. W: Eldra Pearl Solomon, Linda R. Berg, Diana W. Martin, Claude A. Villee: Biologia. Warszawa: MULTICO Oficyna Wydawnicza, 1996, s. 568–572. ISBN 83-7073-090-6. OCLC 37964610.