Tajemné mechy

1         Úkol

1.1       Základní úkoly

1.1.1        Ověřte schopnost zadržování vody mechy. Porovnejte tyto schopnosti u rašeliníku a ploníku.

1.1.2        Popište vnější stavbu rašeliníku a vnitřní stavbu jeho lístku. Zjistěte typy buněk v lístku a jejich funkci.

1.1.3        Popište stavbu lístku ploníku, zhotovte příčný řez jeho lístkem, srovnejte jeho tvar za sucha a za vlhka.

2         Časová dotace

2.1       Základní časová dotace: 2 hodiny

Schopnost zadržení vody mechy, vnější a vnitřní stavba lístku                     1 hodina

Zhotovení a vyhodnocení příčného řezu lístkem ploníku                             1 hodina

3         Pomůcky a materiál

Ploník ztenčený, ploník obecný, mikroskop, potřeby k práci s mikroskopem, lupa, preparační souprava, kterýkoliv druh rašeliníku (Sphagnum sp.), voda, váhy, kádinky, Petriho misky

4         Hlavní a dílčí cíle

4.1       Základní cíle

4.1.1        Ověřit znalost o zadržování vody u mechů. Popsat stélku mechu. Poznat rašeliník jako mech bez příchytných vláken. Znát ekologický význam mechů.

5         Mezipředmětové vztahy a přesahy

Tento materiál přesahuje svým obsahem předmět biologie. Významně se prolíná s fyzikou (difúze) a ekologií (funkce mechů v ekosystému, rašeliniště).

6         Obecný úvod k tématu

Na otázku, jaký význam mají mechy v přírodě, většinou dostaneme odpověď, že zadržují vodu. Málokdo už ale dokáže vysvětlit, jak to s tím zadržování vody je.

Mechy jsou vyšší necévnaté rostliny. Rostou při zemi a jsou přichyceny k podkladu systémem jemných vláken, tzv. rhizoidů, které tvoří vláknité buňky a neobsahují specializované části pro rozvádění živin a nehrají významnou roli při příjmu vody a minerálů. Není to tedy plně vyvinutý orgán, mechy jsou stélkaté rostliny. Jejich stélku dále tvoří lodyžka, tzv. kauloid, která nese nedokonalé lístky, tzv. fyloidy.

Většina fyloidů je tvořena jednou vrstvou buněk a není kryta kutikulou, tím je umožněna absorpce vody. Výjimkou jsou ploníky (Polytrichum), jež mají lístky s žebry a na vnitřní straně s lištami, které jsou postaveny kolmo k ploše lístků a slouží k asimilaci. Tyto lišty pokrývá kutikula. Ploníky mají naznačené cévní svazky i uvnitř kauloidu, díky tomu dosahují největší délky (i u nás patří k největším mechům).

Mechy jsou rozšířené po celém světě, hlavně v lesích mírného a tropického pásma, mokřadech, alpinských a boreálních oblastech. Přežívají ve velmi chladném a suchém prostředí, jejich buňky mají schopnost rehydratace a reaktivace po ztrátě vody. Navíc jsou v jejich buněčných stěnách fenolické látky absorbující UV a jiné záření, přítomné ve vysokých nadmořských výškách a na pouštích. Obzvláště je rozšířen rašeliník (Sphagnum), který vytváří organickou hmotu – rašelinu. Rašeliník opět obsahuje fenolické sloučeniny, které brání rychlému rozkladu. Také nízké teploty přispívají ke zpomalení bakteriálního rozkladu rašeliniště. Jeho vysoké sací schopnosti byly v minulosti často využívány (přírodní obvaz, dětské pleny). Vysušený mech je schopný absorbovat až dvacetinásobek své hmotnosti. Rašeliníky jsou vnější i vnitřní stavbou jsou přizpůsobeny k životu ve stojaté vodě. Nemají kořínky (rhizoidy), lodyžka (kauloid) má neukončený růst – nahoře stále dorůstá, dole lodyžky odumírají. Lístky (fyloidy) nemají střední žebro a obsahují dvojí typ buněk. Zelené buňky s chloroplasty (chlorocysty), které jsou kolem bezbarvých větších buněk. Tyto buňky se označují jako hyalocysty a udržuje se v nich voda.

7         Pracovní postup

7.1       Zadržování vody mechy (obr. 1)

• Suché rostlinky (trsy) rašeliníku a ploníku zvažte a poté namočte do kádinky s vodou.
• Po 15–30 minutách mech vyjměte z vody, lehce smáčkněte tak, aby z něj voda nekapala, a opět zvažte.
• Porovnejte hmotnosti zadržené vody u obou druhů. Kolikrát zvětšil rašeliník svoji hmotnost?

Obr. 1 Srovnání rostlinek rašeliníku a ploníku za mokra a za sucha (zleva: ploník za sucha, rašeliník za sucha, rašeliník za mokra, ploník za mokra). Foto RNDr. Stanislava Mayerová

7.2       Vnější stavba rostlinky rašeliníku, vnitřní stavba lístku rašeliníku

• Pomocí lupy si prohlédněte navlhčenou rostlinku rašeliníku.

Pozn. Pod horní zelenou rozvětvenou částí rostlinky je několik „pater“, odpovídajících ročním přírůstkům.

• Připravte mikroskopický preparát z lístku rašeliníku. Při větším zvětšení pozorujte chlorocysty a hyalocysty. Zhotovte nákres a popište.

Pozn. V hyalocystech jsou zřetelné vzpěry vyztužující tyto velké buňky a otvory, kterými se dovnitř dostává voda. Tyto buňky fungují jako cisterny na vodu, jsou odumřelé (obr. 2, 3).

Obr. 2 Lístek rašeliníku (Sphagnum sp.). Foto RNDr. Stanislava Mayerová

Obr. 3 Detail buněk lístku rašeliníku (Sphagnum sp.). Foto RNDr. Stanislava Mayerová

7.3       Stavba lístku ploníku na příčném řezu

• Pomocí žiletky zhotovte tenký příčný řez lístkem ploníku.
• Vložte řez do kapky vody na podložní sklo, přikryjte krycím sklem a pozorujte pod mikroskopem na větší zvětšení. Zakreslete a popište.

Pozn. Lísky ploníku jsou na svrchní straně sytě zelené, spodní strana je hnědozelená. Lístky mají střední žebro a na vrcholu jsou protažené v pilovitý chlup. Na příčném řezu jsou vidět na svrchní straně lístku lišty z několika buněk (obr. 4). Jsou to asimilační lišty s buňkami vyplněnými chloroplasty. Vrcholové buňky lišt jsou rozšířené a vykrojené (určující znak ploníků). Mezi lištami je zadržována voda. Lístek za sucha je stočený, přitisklý k rostlince. Za mokra jsou rozvinuté, téměř vodorovně odstávající od rostlinky.

Obr. 4 Stavba lístku ploníku ztenčeného (Polytrichum formosum) na příčném řezu. Foto RNDr. Stanislava Mayerová a Mgr. Veronika Kaufnerová

7.4       Odpovězte na následující otázky.

1. Jak mechy přijímají vodu?
2. Jakou funkci mají chlorocysty a hyalocysty rašeliníku?
3. Na jakých místech se většinou vyskytují mechy?
4. Jaké další funkce mechů (mimo zadržování vody) znáte?
5. Jaký je způsob zadržování vody u ploníku?
6. Je pravda, že rašeliník může pojmout až dvacetinásobné množství vody vzhledem k hmotnosti sušiny?
7. Jaké mohou být další příčiny pomalého rozkladu na rašeliništi mimo nízkých teplot?
8. Jaký další způsob zadržování vody mají mechy? Odpovězte podle stavby gametofytu u mechu na obrázku (obr. 5).

Obr. 5 Mechová rostlinka zástupce klamonožka (Aulacomnium sp.). Foto RNDr. Stanislava Mayerová

8         Metodické poznámky

Pro úspěšný průběh všech pokusů je nezbytné zajistit dostatečné množství mechu, suchý rašeliník a ploník.

9         Použitá literatura a další zdroje

Campbell, N. 2006. Biologie. 1.vyd. Computer Press,a.s., Brno.

Hadač, E. a kol. 1967. Praktická cvičení z botaniky. SPN. Praha.

Jelínek, J. 2007. Biologie pro gymnázia. 9. vyd. Nakladatelství Olomouc. Olomouc.