Изоэтес — это водяное растение, которое состоит из короткого округлого корневища, дающего вниз густой пучок корней, а вверх пучок торчащих шиловидных листьев. Научное название «изоэтес» происходит от греческих слов «изос» — одинаковый и «этос» — год, указывая на то, что растение это остается зеленым и зимой. Растет оно в озерах с ровным песчаным берегом, образуя целые луговины под водой, но на небольших глубинах. Оно хорошо держится в лабораторных культурах, например в больших кристаллизаторах. Плодоносит осенью и нередко перед концом вегетации к берегу прибивает волнением массу оторванных спорофиллов.
Если рассматривать вырванный кустик изоэтеса, то корни обратят на себя внимание своей вильчатой ветвистостью, стебель скрыт под одевающими его листьями, а листья располагаются следующим образом: снаружи и снизу первыми будут спорофиллы с макроепорангиямиг затем спорофиллы с микроспорангиями и лишь более средняя часть кустика образована торфофиллами.
Оторвав один из наружных листьев, мы увидим, что основание его расширено и имеет перепончатые края. Со стороны, обращенной к стеблю, близ самого основания листа находится углубление, которое и представляет собою ложе спорангия, оно носит название «фовеа», т. е. ямка. По краю ее находится полулунной формы перепонка, соответствующая покрывалу или индузию папоротников, а несколько выше дельтовидная чешуйка — язычок. Самые наружные листья несут в своих «ямках» макроспорангии, затем идут микроспорофиллы и лишь затем бесплодные, только ассимилирующие листья.
Возьмем теперь все растение, плотно зажав его между концами пальцев левой руки, и проведем бритвой поперечный срез сначала через весь листовой пучок, а затем через стебель, к последнему прибавим еще возможно тонкий срез центральной части, где уже. и простым глазом видна его стеле, т. е. проводящая система.
На разрезе листьев, прежде всего, бросается в глаза общее расположение тканей и воздушных ходов, которых четыре. Весь разрез имеет форму как бы креста, вписанного в круг. За эпидермисом идут клетки хлорофиллоносной паренхимы в 2—3 ряда, а за ними воздушные полости, разделенные узкими полосками той же хлорофиллоносной ткани. Середина занята стеле, среди которого ясно видны трахеиды с их более толстыми отсвечивающими стенками. Строение довольно типичное для растения, погруженного в воду.
На разрезе стебля выдается мощный слой коры с запасной паренхимной тканью, содержащей зерна крахмала. Форма последних очень неодинакова, то продолговатая, то неправильная. В верхней части стебля поперечный разрез стеле имеет форму диска, ниже он вытягивается, а в нижней части принимает трехгранную форму, сообразно положению корней, отходящих пучками от его ребер. Стеле стебля образуется путем слияния листовых стеле, которые и видны на разрезе в виде лучей, расходящихся во все стороны.
Строение этого стеле, как и должно быть у водяного растения, упрощено. Его центральная ксилема состоит из очень коротких трахеид со спиральными и сетчатыми утолщениями, между которыми немало и клеток древесной паренхимы. Кнаружи от ксилемы лежит флоэма, лишенная ситовидных трубок, которые заменены удлиненными призматическими тонкостенными клетками. Но самое замечательное здесь это присутствие кнаружи от флоэмы камбия, которым обусловливается нарастание стебля в толщину. Своеобразно то, что он находится не между ксилемой и флоэмой, а у края стеле и отлагает внутрь флоэму, а кнаружи — клетци коровой паренхимы.
Ксилема изоэтеса разделяется на первичную, ту, о которой мы уже говорили, и вторичную, которая отдельными участками расположена кнаружи от флоэмы и, следовательно, также нарастает за счет камбия; эта вторичная ксилема состоит, однако, не из трахеид, а из толстостенных клеток, заменяя функционально собою отсутствующие лубяные волокна.
На разрезах листьев, которых у нас сразу получилась целая серия, могут попасться еще диафрагмы и слизевые каналы. Диафрагмы — это одно или двухслойные пластинки ткани, пересекающие воздушные ходы. Есть еще и слизевые ходы, которые образуются среди паренхимы лизигенно, т. е. благодаря ослизнению продольных тяжей паренхимных клеток.
Перейдем теперь к спорангиям. Макроспорангии разделены попе речными пластинками стерильной ткани, «трабекулами», на несколько камер. Макроспоры белые почти шаровидные, лишь слегка тетраэдричны. Поверхность их имеет скульптуру из мелких коротких шипиков. После созревания макроспора раскрывается тремя щелями; внутренность ее к этому времени совершенно выполнена бесцветною тканью заростка с архегониями, состоящею приблизительно из 30-50 клеток. Ближе к месту разрыва оболочки клетки заметно мельче, как бы сохраняя характер образовательной ткани. Если первый образовавшийся архегоний даст начало зародышу, то больше архегониев не образуется, если же он, развившись, останется бесплодным, то развиваются еще новые архегонии, пока не состоится оплодотворение и не разовьется зародыш. Таким образом, число архегониев может дойти до 30.
Микроспорангий также разделен трабекулами на несколько камер, но здесь он еще сложнее, так как трабекулы дают отростки вбок и даже анастомозируются, еще более увеличивая этим число камер. Микроспоры мелки, лишены хлорофилла, содержат обильные капли жирного масла, окрашенного каротином, и мелкие крахмальные зерна. Освобождаются они из спорангия в течение зимы благодаря гниению стенок спорангия.
Согласно исследованиям Беляева, заросток состоит здесь всего из одной клетки. Кроме того, три клетки соответствуют стенкам антеридия и одна центральная — материнской клетке сперматозоидов. Последние развиваются в числе двух или четырех, имеют форму, напоминающую несколько вопросительный знак, и несут на переднем конце целую группу ресничек, длина которых превышает длину самого сперматозоида.
Очень трудно ответить на вопрос о родстве изоэтеса и месте его в системе. Долгое время сближали это оригинальное растение сплауновыми и, в частности, с селагинеллами, так как споры и заростки, и даже наличие язычка у основания листьев говорят в пользу этого. Решительным доводом против является, однако, многоресничатость сперматозоидов, которые у всех плауновых двуресничаты. Это имеет важное значение, так как мы вообще делим все архегониаты на двуресничатые, как мхи, печеночники, плауновые и селагинелла, и многоресничатые, как все папоротники, хвощи и зоидиогамные голосемянные. Поэтому и приходится думать, что предками изоэтеса были некоторые ископаемые растения, близкие к хвощам.