Чем внешнее строение папоротника отличается от хвощей и плаунов

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

Представители мира флоры: плауны, хвощи и папоротники – относятся к числу древних растений. Они появились на планете более 400 млн лет назад и представляли собой важнейший этап на пути эволюционного развития жизни. Они распространены и сейчас. Познакомимся с их особенностями.

Хвощи

Рассмотрение хвощей, плаунов и папоротников начнем с изучения особенностей хвощей. Если ранее, в каменноугольный период, эти растения нередко достигали более 30 метров в высоту, то современные представители выглядят гораздо скромнее. Особенности их таковы:

Представляют собой травянистые многолетники.
Зеленый полый стебель состоит из чередований междоузлий и узлов.
Листья редуцированные.
Боковые веточки произрастают из узлов.

Процесс фотосинтеза у подобных растений происходит в основном в стебле и боковых частях. Зимой наземная часть хвоща может отмирать. Но само растение остается живым. Ведь в земле находится корневище. С наступление тепла стебель появится вновь.

Плауны

Среди плаунов, хвощей и папоротников особое место занимают первые - вечнозеленые многолетники, отличающиеся длинным стеблем. На этом ползучем отростке размещается большое число небольших листьев, на верхушке же можно наблюдать спороносные колоски, расположенные на тонких ножках.

Папоротники

Папоротниковые растения – древнейшие жители планеты, первые представители появились еще в девонском периоде. Имеют сложные рассеченные листья и никогда не цветут. Поэтому люди, мечтавшие увидеть цветок папоротника, который, по легенде, должен указать на места кладов, заблуждались.

Общие черты

Плауны, хвощи и папоротники имеют множество общих черт:

Вместе они образуют отдел папоротникообразных и относятся к высшим растениям.
Размножаются спорами. Поэтому именуются споровыми растениями.
Также возможно половое размножение при помощи гамет.
Имеют несколько разновидностей тканей: основную, механическую, проводящую и покровную.
В составе вегетативного тела выделяются корни и побеги.

В своем строении эти растения выше мхов, но не имеют такого сложного устройства, как голосеменные и покрытосеменные.

Распространение

Рассмотрим, где произрастают плауны, хвощи и папоротники. Данные представим в форме таблицы.

Сплошными зарослями произрастают в хвойных лесах на Кавказе, Сибири, Дальнем Востоке

Распространены практически по всему земному шару, но предпочитают умеренный климат Северного полушария

Встречаются в лесах Азии, России, Мексики, Норвегии

Эти родственные растения встречаются в природе достаточно часто и нашли широкое применение как в качестве корма лесных обитателей, так и в хозяйственной деятельности человека. Общее между хвощами, плаунами и папоротниками – любовь к тенистым лесам с высокой влажностью. А древесные формы, которые в современном мире немногочисленны, произрастают в тропических джунглях.

Коротко о мхах

Рассмотрим, чем отличаются мхи от хвощей, плаунов и папоротников. Прежде всего, как уже говорилось выше, папоротникообразные имеют более сложное строение:

Мхи не обладают корнями (хотя некоторые разновидности имеют ризоиды, которыми крепятся к грунту), в то время как у хвощей, плаунов и папоротников имеются эти органы, в том числе и придаточные.
Тело мхов представляет собой слоевище, то есть в нем не выделяются органы. А рассматриваемые растения имеют корень и побег.
Мхи обладают микроскопичными простыми листьями, в то время как папоротникообразные отличаются более сложным строением.

Также необходимо отметить, что мхи способны к процессу фотосинтеза даже под снегом. Поэтому и остаются вечнозелеными. Но поглощение углекислого газа и выделения кислорода у них проходит очень медленно.

Значение

Представители хвощей, плаунов и папоротников играют важную роль в жизни человека. Так, хвощи, имеющие в составе каротин, органические кислоты и алкалоиды, используются в медицинских целях. Они обладают мочегонным, кровоостанавливающим эффектами, применяются при лечении геморроя и атеросклероза.

Древние папоротники, отмирая, создали запасы важнейшего полезного ископаемого на планете – каменного угля. Современные виды нашли применение в декоративных, кулинарных и медицинских целях. Плауны также используются для приготовления лекарств.

Многообразие

Приведем примеры хвощей, плаунов и папоротников, встречающихся в современном мире. Плаунов довольно много, среди них попадаются и ядовитые:

Булавовидный – относится к ядовитым. Зона его произрастания – Сибирь и Дальний Восток, также растение можно встретить на Кавказе. Высота его – чуть более 50 см.
Годичный. Предпочитает влажные еловые и пихтовые леса. Известен как долгожитель мира флоры и может существовать до 40 лет.
Сплюснутый. Встретить его можно на мшистых болотах и песчаных почвах.
Колючий. Длина стебля этого плауна из Карелии – до метра. Однако побеги редко превышают 10 см.

Хвощи также весьма многообразны. На планете их существует около 30 видов:

Полевой используется в медицинских целях, поскольку богат калием, кальцием и дубильными веществами.
Зимующий. Из его стеблей делают пилки для ногтей.
Луговой. Относится к числу распространенных растений.

Приведем также примеры папоротников:

Орляк обыкновенный.
Щитовник.
Сальвиния.
Кочедыжник.
Костенец.

Итак, хвощи, плауны, папоротники отличаются широким многообразием. Многие виды этих растений активно применяются человеком. Так, папоротники нередко становятся подлинными украшениями композиций ландшафтного дизайна.

Интересные факты

Познакомимся с некоторыми малоизвестными фактами из биологии плаунов, хвощей и папоротников:

Споры плауна нашли оригинальное использование – они помогают имитировать молнии в театральных постановках, а также применяются для производства салютов.
Растут плауны очень медленно, особенно в первые годы своей жизни. При этом чем старше растение, тем более быстрыми являются его темпы роста.
Хвощи – лакомство для кабанов и оленей, но ядовиты для лошадей.
Растения эти появились на Земле раньше динозавров.
Лазающий южноамериканский хвощ – абсолютный рекордсмен по длине, его стебель может быть более 10 метров.
Хвощ зимующий нашел широкое применение в ландшафтном дизайне при создании японских садов: он успешно имитирует бамбук.
В тропических лесах произрастают древовидные папоротники, стволы которых используются в качестве строительного материала, например, черный древовидный вид может достигать в длину 20 метров.
Некоторые виды папоротников использовались в магии для наведения порчи или проклятия.
Отдельные разновидности папоротников, например Сальвиния, произрастают в воде.

Плауны, хвощи, папоротники – древние растения. До наших дней дошла лишь малая часть их былого многообразия. Интересно, что голосеменные и покрытосеменные растения их полностью не вытеснили, а продолжили развиваться параллельно.

Папоротники распространены фактически по всему земному шару, начиная с пустынь и кончая болотами, рисовыми полями и солоноватыми водоемами. Наиболее разнообразны — в тропических влажных лесах. Там они представлены как древовидными формами (до 25м в высоту), так и травянистыми и эпифитами (произрастающими на стволах и ветвях деревьев). Встречаются виды папоротников длиной всего лишь в несколько миллиметров.

Строение папоротников

Обычное растение папоротника, которое мы видим, — это бесполое поколение, или спорофит. Почти у всех папоротников он многолетний, хотя есть немногие виды, имеющие однолетний спорофит. Папоротники имеют придаточные корни (лишь у некоторых видов они редуцированы).

Листва, как правило, по массе и размерам преобладает над стеблем. Стебли бывают прямостоячие (стволы), ползучие или вьющиеся (корневища); нередко ветвятся. Наши лесные папоротники (страусник, орляк, щитовник мужской) имеют хорошо развитое корневище с отходящими от него многочисленными придаточными корнями. Над землей располагаются только крупные перисторассеченные листья — вайи.

Молодой лист улиткообразно свернут, по мере роста он распрямляется. У некоторых видов развитие листа происходит в течение трех лет. Листья папоротников растут своей верхушкой, как стебли, что указывает на их происхождение от стебля. У других групп растений листья нарастают от основания.

По своим размерам они могут быть от нескольких миллиметров, до трех и более метров в длину и у большинства видов выполняют две функции — фотосинтезирующую и спорообразовательную.

Размножение папоротников

На нижней стороне листа обычно находятся коричневые бугорки — сорусы с расположенными в них спорангиями, прикрытые сверху тонкой пленкой. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры, при помощи которых и происходит размножение папоротника.

Из споры лесного папоротника, попавшей в благоприятные условия, развивается гаплоидный заросток, гаметофит, маленькая зеленая пластинка сердцевидной формы, до 1см в диаметре. Заросток растет в затененных, влажных местах и прикрепляется к почве при помощи ризоидов. На нижней стороне гаметофита развиваются антеридии и архегонии.

Процесс размножения папоротников

Оплодотворение происходит только при наличии достаточного количества влаги. По водяной пленке сперматозооны двигаются к архегонию, выделяющему определенные химические стимуляторы типа яблочной кислоты. Из возникшей диплоидной зиготы развивается диплоидный спорофит. Первоначально он растет как паразит на гаметофите, но вскоре у него формируются собственные корни, стебель и листья — он становится самостоятельным растением. На этом завершается цикл развития папоротника.

Хвощи — строение

Хвощ полевой — фото

Хвощи представлены преимущественно ископаемыми формами. Они возникли в течение девона и переживали расцвет в каменноугольном периоде, достигнув большого разнообразия форм — вплоть до гигантов высотой в 13м.

Современные хвощи насчитывают около 32 видов и представлены мелкими формами — не более 40см высоты. Они встречаются от тропиков до полярных областей, за исключением Австралии, и могут жить как в болотистых, так и сухих местностях. Некоторые виды имеют в эпидермисе отложения кремния, что придает им шероховатость.

Размножение и развитие хвощей

Спорофит у хвощей состоит из горизонтально разветвленного подземного стебля — корневища, от которого отходят тонкие, ветвящиеся корни и членистые надземные стебли. Некоторые боковые ветви корневища способны образовывать небольшие клубни с запасом питательных веществ.

Размножение хвощей

Стебель содержит многочисленные сосудистые пучки, расположенные кольцом вокруг центральной полости. На стеблях, как и на корневище, ясно выражены узлы, придающие им членистое строение.

От каждого узла отходит мутовка вторичных веточек. Листья мелкие, клиновидные, расположены тоже мутовками, охватывают стебель в виде трубочки. Фотосинтез происходит в стебле.

Кроме ассимилирующих стеблей у хвоща полевого есть еще неветвистые спороносные побеги бурого цвета, на концах которых развиваются спорангии, собранные в колоски. В них образуются споры. После высыпания спор побеги отмирают, а им на смену вырастают зеленые ветвистые (вегетативные, летние) побеги.

Плауны — строение

Плауны были широко распространены в конце девонского и в каменноугольном периодах. Многие из них были высокими древовидными растениями. В настоящее время сохранилось незначительное, по сравнению с прошлым, число видов (около 400) — все это небольшие растения — до 30см в высоту. В наших широтах они встречаются в хвойных лесах, реже — на заболоченных лугах. Основная же масса плаунов — жители тропиков.

Обычным у нас видом является плаун булавовидный. Он имеет стелющийся по земле стебель, от которого вертикально вверх отходят игольчато-ветвящиеся боковые побеги. Листья у него — тонкие, плоские, располагаются по спирали, густо покрывая стебель и боковые веточки. Рост плаунов происходит только в точке роста, так как камбий в стебле отсутствует.

Плаун годичный — фото

Размножение плаунов

На верхушке стебля находятся особые листья — спорофиллы, собранные в стробил. Внешне он напоминает сосновую шишку.

Прорастающая спора дает заросток (гаметофит), который живет и развивается в земле в течение 12-20 лет. Он не имеет хлорофилла и питается с помощью грибов (микориза). Смена полового и бесполового поколений у хвощей и плаунов происходит точно так же, как и у папоротников.

Ископаемые папоротникообразные образовали мощные пласты каменного угля. Каменный уголь используется в качестве топлива и сырья в различных областях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, различные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и т.п.

Значение папоротников, хвощей и плаунов

Современные папоротникообразные играют заметную роль в образовании растительных ландшафтов на Земле. Кроме того, человек использует хвощи как мочегонное средство, как индикатор кислотности почв. Благодаря жесткости стеблей, связанной с отложениями кремния в стенках клеток, хвощи употребляли для полировки мебели, чистки посуды.

Споры плаунов используются в медицине в качестве присыпки, щитовник мужской — как глистогонное. Их употребляют для лечения табачной зависимости, алкоголизма и глазных болезней. Некоторые виды папоротникообразных разводятся как декоративные (адиантум, асплениум, нефролепис).

Так как гаметофит плаунов развивается очень медленно (12-20 лет), эти растения следует охранять.

П Папоротники, хвощи и плауны — это первые наземные сосудистые растения, высшие споровые, возраст которых около 400 млн лет. Расцвет их относится к девонскому и каменноугольному периодам. Для них характерно чередование бесполого (спорофита) и полового (гаметофита) поколений с преобладанием спорофита.

Папоротники, их строение и среда обитания

Количество видов папоротников около 10-15 тыс. Среда обитания: сырые и влажные места, темные леса, болота, овраги, солоноватые озера; встречаются в горных лесах. Различны их жизненные формы: травянистые, древовидные (высотой до 20 м), лианоподобные, плавающие. Представители: орляк, щитовник, страусник, адиантум, сальвиния и др. Тело папоротника представлено корнем, укороченным стеблем и крупными (до 1 м высотой), рассеченными листьями, которые называются вайп (рис. 13).

Схема строения высших растений: А — папоротник; Б — хвощ; В — плаун; 1 — лист; 2 — сорусы; 3 — корневище; 4 — заросток; 5 — ризоиды; 6 — антеридии и архегонии; 7 — вегетативный побег; 8 — спороносный побег; 9 — спороносный колосок; 10 — придаточные корни; 11 — основной стебель; 12 — вертикальные побеги; 13 — спорангий; 14 — спора.

Они выпшшяют функции фотосинтеза и спороношения. Папоротник имеет хорошо развитое корневище с придаточными корнями. Корневище покрыто эпидермисом, имеет механическую ткань и сосудистые пучки. Из точки роста на верхней части корневища весной выходят молодые листья. Листья покрыты эпидермисом, имеют устьица, пронизаны жилками и содержат хлоропласты.

Хвощи, их строение и среда обитания

Хвощи — многолетние травянистые растения. Описано около 50 видов хвощей. Среда обитания: широколиственные леса, влажные луга, болота преимущественно Северного полушария. Представители : хвощ полевой, хвощ лесной, хвощ зимующий, хвощ болотный и др. Высота растений: от 0,5-1 м у хвоща полевого до 12 м у южно-американского. Стебель у хвоща неветвящийся, членистый, состоит из узлов и междоузлий. В узлах располагаются мутовки чешуевидных листьев и тонких членистых ветвей. Кора стебля имеет ассимиляционную паренхиму. Проводящая система трахеиды и ситовидные элементы. Нижняя часть растения — корневище и тонкие придаточные корни. Стенки клеток всего растения пропитаны кремнеземом, который выполняет механическую и защитную функции.

Хвощ имеет две разновидности побегов. Весенние побеги неветвящиеся, не содержащие в клетках хлорофилла, являются спороносными в их спорангиях созревают споры. После отмирания весенних побегов летом от корневища отрастают ветвящиеся зеленые побеги (рис. 13). Они являются фотосинтезирующими. Органические вещества накапливаются в корневище хвоща.

Плауны, их строение и среда обитания

Плауны — многолетние, травянистые, вечнозеленые растения. Описано около 1000 видов плаунов. Среда обитания: хвойные и смешанные леса (почва, стволы и ветви деревьев). Представители: плаун булавовидный, плаун баранец, плаун сплюснутый и др. Стебли у плаунов прямостоячие (до 1,5 м), свисающие или стелющиеся (10 м длиной). Корни боковые и придаточные. И стебли, и корни ветвятся. Высота побегов 20-30 см. Стебель и боковые ветви покрыты мелкими зелеными чешуйками листьями (рис. 13). Снаружи стебель покрыт эпидермисом.

Папоротники, хвощи, плауны и их размножение

Значение в жизни

Папоротники	Компоненты растительных сообществ. Использование в качестве декоративных растений. Молодые побеги некоторых видов человек использует в пищу. Отвары корневищ и настойки некоторых видов — глистоногие, болеутоляющие, противовоспалительные, средства для лечения легочных заболеваний и желудочных расстройств. В каменноугольный период — образование каменного угля.
Хвощи	Благодаря содержанию кремнезема используются в качестве наждачной бумаги, для чистки металлической посуды. Побеги некоторых видов оказывают мочегонное и вяжущее действие.
Плауны	Споры плаунов (ликоподий) используются в качестве детской присыпки, в металлургической промышленности — для обсыпания форм при выплавлении чугуна.

Современные хвощи и плауны не имеют существенного значения для формирования растительных сообществ. Все их виды подлежат охране.

1. Биология для абитуриентов. Авторы: Давыдов В.В. , Бутвиловский В.Э. , Рачковская И. В. , Заяц Р.Г.

Сравнение строения плаунов, хвощей и папоротников

В чем сходство и различие в строении плаунов, хвощей и папоротников?

У представителей всех трех отделов в жизненном цикле происходит чередование стадий гаметофита и спорофита, которые существуют отдельно друг от друга. Спорофит относительно крупный, а гаметофит мелкий (от нескольких до десятков миллиметров).

Спорофит имеет стебель, листья, хорошо развитое корневище с придаточными корнями; верхушечный рост корней и стебля.

Спорофит имеет длинный ползучий стебель с мелкими листьями; спорангии собраны в колоски; гаметофит часто подземный, питается сапрофитно (образует микоризу)

Спорофит имеет прямостоячий стебель, расчлененный на узлы и междоузлия, боковые ветвления и чешуевидные листья; спорангии собраны в колоски; гаметофит надземный, зеленый, фотосинтезирует

Папоротники

Читайте также: