🍂 Продолжаем серию постов об осенних заготовках для будущих практикумов школьного биологического кружка «БиоЛаб».

Заготавливаем модельные объекты для практикумов по печеночникам.

Маршанция изменчивая (Marchantia polymorpha) — древний печеночник и модельный организм, который позволяет выстраивать биологическое понятие от непосредственного наблюдения к сложным вопросам жизненного цикла и эволюции растений.

Её тело устроено непривычно для глаз ребенка: вместо стебля и листьев — плоское слоевище, а вместо настоящих корней — ризоиды. На поверхности хорошо заметны выводковые корзиночки с геммами, которые особенно удивляют и восхищают детей.

Маршанция — двудомное растение: мужские и женские структуры развиваются на разных растениях.

ℹ️ Маршанцию я собираю осенью всегда вместе с субстратом, на котором она хорошо развивается. Мой опыт переноса взрослого растения с "огородного" субстрата на субстраты с торфяной составляющей был неудачным. А культивацию маршанции на агарозных средах я еще до конца не оптимизировала для нужд образовательного процесса. Поэтому на текущий момент использую метод прямого переноса из среды обитания.

ℹ️ Удивительно, но маршанцию можно купить на маркетплейсах!

ℹ️ До практикума можно поместить маршанцию на субстрате в прозрачный одноразовый контейнер с крышкой и содержать в лаборатории, регулярно опрыскивая дистиллированной водой.

В лабораторных условиях Marchantia polymorpha легко культивируется, поэтому широко используется как модельный объект в современной биологии растений.
Ценность маршанции для науки связана с простой организацией тела, доминирующей гаплоидной стадией жизненного цикла, сравнительно небольшим геномом и удобством генетических исследований. Для неё хорошо разработаны методы культивирования и генетической трансформации, поэтому на маршанции изучают базовые механизмы развития растений и эволюцию наземной флоры.

А для школьного практикума важно другое: один и тот же живой объект можно использовать на разных возрастных уровнях, каждый раз углубляя понятийный аппарат.

В 5-м классе можно начать с самого простого наблюдения.

Ребёнок получает живой объект и пытается найти привычные органы растения: стебель, листья, корни. Но вместо них видит плоское зелёное тело. Так возникает первое важное понятие — слоевище, или таллом. Ризоиды при этом можно рассматривать как реально наблюдаемый признак: тонкие образования на нижней стороне тела, с помощью которых растение прикрепляется к субстрату.

В 6-м классе маршанция позволяет перейти к теме размножения.

На поверхности таллома хорошо видны выводковые корзиночки. Из них можно извлечь и рассмотреть геммы. Тогда понятия «гемма», «выводковая корзиночка», «вегетативное размножение» возникают не как термины для запоминания, а как результат собственного наблюдения ребёнка.

В 7-м классе тот же объект уже позволяет обсуждать половое размножение.

Здесь особенно важны реальные различия мужских и женских растений. У маршанции можно наблюдать антеридиофоры и архегониофоры, а через них выйти к понятиям «двудомность», «мужской гаметофит», «женский гаметофит». При этом полезно разделять два уровня: антеридиофор и архегониофор — структуры, доступные непосредственному наблюдению; антеридии и архегонии — уже следующий, более глубокий уровень изучения строения половых органов.

На уровне ОГЭ, профильного обучения и подготовки к ЕГЭ маршанция становится удобной моделью для одной из самых трудных тем школьной ботаники — жизненного цикла растений. Через знакомый живой объект легче понять чередование гаметофита и спорофита, образование гамет и спор, оплодотворение и мейоз.

Рисунок из работы: Kato, H., Yasui, Y. and Ishizaki, K. (2020), Gemma cup and gemma development in Marchantia polymorpha. New Phytol, 228: 459-465.