Mech

Co to jest mech

Mech jest rodzajem rośliny nienaczyniowej, sklasyfikowanej w dziale Bryophyta w królestwie Plantae. Mech, choć zwykle kojarzony z ciemnymi, wilgotnymi środowiskami, w rzeczywistości przystosował się do zajmowania wielu suchszych, słonecznych regionów. Istnieje ponad 12 000 uznanych gatunków mchu, które obejmują 8 klas i 23 różne rodzaje.

Przykłady mchu

Bryopsida

Bryopsida, największa klasa mchów, zawiera większość uznanych gatunków. Typowy gatunek można zobaczyć powyżej. Na tym zdjęciu widoczna jest forma gametofitu, ponieważ sporofit nie rozwinął się. Mchy z klasy Bryopsida można znaleźć na całym świecie i rosną na prawie każdej dostępnej powierzchni, od betonu po gołe pola, przy odpowiednich warunkach. W sumie w klasie tej występuje ponad 11 500 gatunków mchów. Zanim dowody genetyczne i anatomiczne zasugerowały podział na więcej klas, wszystkie gatunki mchów występowały w tej klasie.

Andreaeobryopsida

Mech znaleziony w klasie Andreaeobryopsida reprezentuje tylko kilka gatunków. Te gatunki mchu są endemiczne tylko do kilku części Alaski i zachodniej Kanady. Te rośliny mchu rozwinęły unikalną tolerancję na klimat w tym regionie. To, plus różnice w ich genetyce i rozwoju ich kapsuł zarodnikowych, skłoniło naukowców do usunięcia ich z Bryopsida do ich własnej, unikalnej klasy. Wiele z pozostałych rodzajów mchów zostało podzielonych na własne klasy, w sumie osiem. Jednak znaczna większość są nadal klasyfikowane jako Bryopsida.

Types of Moss

Choć nie są koniecznie różne rodzaje mchu, istnieje obecnie 8 uznanych klas, które są wyróżniane przez ich genetyki, anatomii i fizjologii. Co ważne, naukowcy patrzą na ich nawyki reprodukcyjne i struktury, aby pomóc w identyfikacji i kategoryzacji różnych grup mchów. Osiem różnych klas jest wymienionych poniżej:

Jako przykład, w klasie Sphagnopsida znajduje się rodzaj Sphagnum, który ma ważne zastosowania przemysłowe. Ten mech, znany z tworzenia grubych arkuszy mchu na dużych obszarach, może być komercyjnie zbierany jako torf. Mech ten można rozpoznać po sposobie, w jaki rośnie, czyli po dużych płaskich płatach. Ponadto, gatunki mchu Sphagnum mają unikalny sposób rozprzestrzeniania swoich zarodników. Zamiast delikatnego otwierania komory otaczającej zarodniki i pozwalania im wypaść, mchy z tej klasy stosują bardziej wybuchową strategię. Poprzez sprężenie powietrza w komorze wytwarza się ciśnienie. Komórki sporofitu kontynuują ten proces aż do pęknięcia operculum zatrzymującego zarodniki. To wystrzeliwuje zarodniki w powietrze, jak „party-popper” lub przepełniony balon. To znacznie zwiększa obszar, do którego mogą dotrzeć zarodniki i jest unikalne dla tej klasy.

Cykl życiowy mchów

Jak wszystkie rośliny, gatunki mchów wykazują przemienność pokoleń, w której dwie różne klasy osobników przeprowadzają oddzielne części procesu reprodukcyjnego. W takim układzie jeden organizm, sporofit, jest organizmem diploidalnym, który w procesie mejozy tworzy haploidalne zarodniki. Na zdjęciu poniżej, wysokie łodygi z małymi strukturami na szczycie to sporofit.

Jednakże, po tym jak pokolenie sporofitu uwolni zarodniki, obumiera. Zarodniki znajdują miejsce do osiedlenia się i rozwijają się w haploidalny organizm – gametofit. To jest dominująca struktura mchu, co zwykle widać, jeśli mech się nie rozmnaża. Widać to na zdjęciu u podstawy sporofitu, znacznie krótszego i najwyraźniej należącego do innego gatunku. Gametofit jest odpowiedzialny za produkcję gamet, które są zdolne do łączenia się ze sobą. Spójrz na poniższy obrazek, rozmnażania mchu.

W lewej górnej części obrazka zachodzi zapłodnienie. Plemniki i jaja, gamety, są produkowane w specjalnych organach gametofitu. Plemniki są uwalniane do środowiska i wędrują do główki archegonialnej, w której znajduje się jajo. Gdy plemnik zapłodni jajo, powstaje zygota. Zygota rozwinie się w sporofit, który faktycznie wyrasta z gametofitu. Sporofit, ponownie diploidalny organizm po fuzji dwóch haploidalnych gamet, jest odpowiedzialny za przejście mejozy i rozpoczęcie procesu od nowa.

Ponadto wiele gatunków mchów ma zdolność rozmnażania bezpłciowego za pomocą wiązek komórek zwanych gemmae. Komórki te, wytwarzane na gametoficie, odpadają pod wpływem bieżącej wody. Pozwala to na przeniesienie ich w nowe miejsce, gdzie może powstać cała nowa roślina. Jeśli kiedykolwiek widziałeś mech rosnący pod kroplą wody, prawdopodobnie właśnie tą drogą się tam dostał. Rozmnażanie płciowe wymaga dużo energii i jest generalnie dobre dla zróżnicowania puli genetycznej. Rozmnażanie bezpłciowe jest znacznie szybsze i może się zdarzyć za każdym razem, gdy pada deszcz.

W ramach tego cyklu życia, niektóre gatunki mchów mają tę samą płeć reprezentowaną na jednym gametoficie, podczas gdy inne mają różne gametoficy dla różnych płci. Jest to kolejny sposób, w którym gatunki mchu mogą być rozróżniane i identyfikowane względem siebie.

Komercyjne zastosowania mchu

Głównym komercyjnym zastosowaniem mchu jest torf, odnawialne źródło paliwa. Gdy mech rośnie, spycha stary mech i tworzy gęste maty biopaliwa. Torf może być spalany w ognisku lub piecu, tak jak to miało miejsce przez wieki w wielu różnych krajach. Mech torfowy może być również wykorzystywany jako nawóz i podłoże do uprawy różnych roślin i grzybów o znaczeniu gospodarczym. Nawet szkocka whisky słynnie używa ognia torfowego do palenia słodu, nadając whisky wyraźny smak.

Mech staje się również coraz ważniejszą i bardziej rozpowszechnioną rośliną krajobrazową. Kilka kultur, takich jak Japończycy, używają mchu od wieków jako sposobu na dekorację przestrzeni zewnętrznej. Podobnie jak trawnik z trawy, jest on wygodny, przyjemnie zielony i łatwy w utrzymaniu. W bardziej ekstremalnych zastosowaniach, może być nawet użyty jako podstawa zielonego dachu, nowej techniki konserwacji mającej na celu zmniejszenie efektu cieplnego w mieście.

W przeszłości mech miał nawet zastosowania w medycynie i dziedzinach konsumenckich. Mech, po wysuszeniu, jest niezwykle chłonny. Nawet bardziej chłonny niż bawełna. To doprowadziło do użycia mchu w bandażach dla rannych żołnierzy. Niektórzy twierdzili nawet, że mech ma właściwości antybakteryjne, co pomagało w gojeniu się ran. Co więcej, w wielu krajach mech był używany jako produkt alternatywny dla pieluch. Mówi się, że mech, który jest całkowicie biodegradowalny, przewyższa wiele plastikowych i bawełnianych produktów używanych obecnie.

Quiz

1. Jeśli mech może rozmnażać się bezpłciowo, jaka jest korzyść z rozmnażania płciowego?
A. Zużywa mniej energii
B. Zajmuje mniej czasu
C. Rekombinuje i różnicuje geny, które organizm może wykorzystać

2. Identyfikujesz nową formę rośliny. Jest mała, z malutkimi listkami, które przypominają mech. Przyglądasz się bliżej łodydze pod mikroskopem. Są tam małe wiązki tkanki naczyniowej, wyraźnie odróżniające się od reszty. Stwierdzasz, że ten nowy gatunek to:
A. Mech
B. Nie jest mchem
C. Niemożliwe do stwierdzenia

3. Mały owad, springtail, jest przyciągany do mchu i może być odpowiedzialny za zapylanie roślin mchu. Jeśli zostanie opracowany środek owadobójczy, który będzie skierowany przeciwko tym owadom, w jaki sposób może to wpłynąć na przemysł energetyczny?
A. Owad nie może mieć na niego wpływu
B. Mech tworzący torf mógłby umrzeć, wpływając na konsumentów energii
C. Mech rozmnażałby się bardziej, czyniąc energię tańszą

• Hartwell, L. H., Hood, L., Goldberg, M. L., Reynolds, A. E., & Silver, L. M. (2011). Genetics: From Genes to Genomes. Boston: McGraw Hill.
• McMahon, M. J., Kofranek, A. M., & Rubatzky, V. E. (2011). Plant Science: Growth, Development, and Utilization of Cultivated Plants (5th ed.). Boston: Prentince Hall.
• Rubinstein, C. V., Gerrienne, P., de la Puente, G., Astini, R. A., & Steemans, P. (2010). Early Middle Ordovician evidence for land plants in Argentina (eastern Gondwana). New Phytologist, 188(2).

.