Папоротники для детей описание

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

Папоротникообразные растения

Папоротникообразные растения или папоротниковидные включают группы папоротников, плаунов и хвощей.

Папоротники имеют разные формы листьев, отличаются размером, местом обитания. Всего известно и описано более 10,5 тыс. видов.

Распространены папоротники на всех материках в лесах умеренного пояса, водные виды заселяют реки и озёра. Предпочитают влажные места, максимального развития достигают в экваториальных и субэкваториальных лесах, где представлены древовидными формами и эпифитами. Эпифиты занимают место на ветках и стволах деревьев, используют развилки и трещины в коре, создавая грунт для себя самостоятельно.

Как устроен папоротник

Главное в характеристике папоротников — строение листьев и способ размножения.

Зелёная ветка, которую воспринимают как лист, имеет особое название — вайя. От центральной жилки отходят листовые пластинки. Первое время молодые вайи скручены в спирали, затем расправляются.

На нижней поверхности листовых пластинок расположены бугорки со спорами.

Чтобы споры проросли, требуется вода. Из споры появляется крошечный листик, из которого вырастает побег. В дальнейшем папоротники, кроме водных видов, живут на суше.

Рис. 1. Вайи со спорами.

Там, где слишком сухо для прорастания спор, растение развивается из почки на корневище.

Древовидные папоротники

Высота папоротников варьируется от 1,5–2 м до 20 м, длина листьев достигает 3–5 м, у некоторых представителей — до 10 м.

Древние папоротники-гиганты, вымершие около 250 млн лет назад, размножались семенами. Об этом узнали при изучении отпечатков частей деревьев на пластах каменного угля.

Рис. 2. Папоротник древовидный.

Использование папоротников

Жители Гавайских островов разделывают стволы древовидных растений, а питательная сердцевина съедается.

Некоторые виды травянистых папоротников умеренной зоны также употребляют в пищу. Молодые, не развернувшиеся вайи маринуют, засаливают. При этом нужно знать, что существуют ядовитые папоротники.

Сегодня многие виды высаживаются в парках, ботанических садах, культивируются в закрытых помещениях в горшках и кадках. Выведены декоративные сорта с цветными вайями. Например, вайи японского кочедыжника могут быть зелёными, жёлтыми, серыми, фиолетовыми.

Рис. 3. Кочедыжник японский.

Что мы узнали?

Окружающий мир Состав гранита – описание для детей о составляющих минералах гранита (2 класс, окружающий мир)

Папоротники — это сосудистые растения: спорофит преобладает над гаметофитом. Встречаются чаще во влажных тенистых местах. Листья (вайи) спорофита достигают высоты до 1 м и растут от толстого горизонтального стебля или корневища. На корневище находятся придаточные корни. От основного стебля могут отламываться отдельные ветви и давать начало новым растениям. Это одна из форм вегетативного размножения.

Молодые листья плотно закручены в Завитки. Пластинка листа пронизана системой проводящих пучков, называемых жилками. Листья папоротников имеют устьичный аппарат. Рост листьев верхушечный.

Размножаются папоротники с чередованием поколений. Бесполая стадия размножения начинается с формирования спорангиев на нижней стороне листа. Споры образуются в конце лета. Скопления спорангиев образуют сорусы. Внутри каждого спорангия происходит мейотическое деление диплоидных материнских клеток спор и образуются гаплоидные споры. Все споры в спорангии совершенно одинаковы. После созревания индузий отпадает и споры высыпаются, наружу.

Споры прорастают и дают начало новому гаметофиту — заростку сердцевидной пластинке диаметром около 1 см, способной к фотосинтезу. Заросток прикрепляется к почве одноклеточными ризоидами. У заростка нет кутикулы, он может жить только во влажном месте. На его нижней стороне образуются простые архегонии и антеридии. Это репродуктивные органы, образующие гаметы путем митоза из материнских клеток. В антеридиях образуются множество сперматозоидов, а в архегониях по одной яйцеклетке.

При наличии воды созревшие сперматозоиды подплывают к архегониям, реагируя на яблочную кислоту, выделяемую шейкой архегония. Оплодотворение обычно перекрестное. Из диплоидной зиготы на заростке развивается спорофит. У молодого зародыша образуется ножка, через которую он поглощает питательные вещества гаметофита, пока эту функцию не возьмут на себя собственные корни и листья спорофита.

Папоротники – наиболее многочисленный отдел высших споровых сосудистых растений. Это древнейшие жители нашей планеты. Сколько не изменялся на Земле климат, но среди огромного количества видов растений лишь папоротники смогли адаптироваться. Они дожили до наших дней, произрастая во всех климатических зонах и поражая своим многоообразием. К папоротникам человек издавна относился по-особому, выделяя их из числа других растений. Реликтовые растения мезозойской эры, современники динозавров, живые ископаемые — все это можно сказать о папоротниках.

Содержание статьи:

Папоротник — многолетнее травянистое растение из семейства настоящих папоротников — имеет крепкое, косо растущее корневище с надземным стеблем плоть до 1 м. Корневище несет пучок перисто-рассеченных листьев. На их нижней части располагаются кучки спорангиев (сорусы). Папоротники (Polypodiophyta) принадлежат к числу древнейших групп высших растений. Папоротники относят к отделу Папоротниковидных, их насчитывается приблизительно 12 тысяч видов. В комнатном цветоводстве, в соответствии с принятой систематизации, папоротники относят к группе декоративнолистных растений.

ГОРШЕЧНЫЕ ПАПОРОТНИКИ

Многие декоративные виды папоротников принадлежат к различным классам, порядкам, семействам. Распространены папоротники очень широко, по сути, они растут по всему земному шару, и встречаются в самых различных местах. Но наибольшее многобразие этих растений наблюдается во влажных тропических лесах. Среди горшечных папоротников чаще всего выращивают:

Адиантум Венерин волос (Adiantum capillus veneris);
Асплениум луковиценосный (Asplenium bulbiferum);
Нефролепис возвышенный (Nephrolepis exaltata);
Полиподиум золотистый (Polypodium aureum);
Платицериум олений рог (Platycerium alcicorr)

ИНТЕРЕСНОЕ О ПАПОРОТНИКАХ

Сам папоротник по своему физико-биологическому и химическому составу считается подлинным кладом. С лекарственной целью используются побеги и корневища папоротника. В медицинских целях папоротник применяли еще в глубокой древности. Свойства папоротника описывали Диоскорид, Плиний, Авиценна и др. По своему химико-биологическому составу папоротник относится к растениям-радиопротекторам, целителям и эликсирам. Он содержит 18 ценных аминокислот фруктозу, сахарозу, глюкозу, арабинозу, клетчатку, золу, белковый и аминный азот, 40% крахмала, алкалоиды, эфирные масла, танины и орляково-дубильпую кислоту.

Ученые обнаружили вид папоротников, которые отлично растут даже в присутствии высоких концентраций мышьяка в почве. Они предположили, что данное растение, а именно Pteris vittata, может быть использовано для очистки земли и воды ОТ ЭТОГО ТОКСИЧНОГО элемента или его соединений. Ученые предложили пропускать воду через резервуары, засеянные этим видом папоротника, чтобы очистить ее от мышьяка.

Скорее всего, все без исключения хорошо знают историю о том, что раз в году на Ивана Купалу, в самую короткую ночь года, в глухом лесу, под березой с тремя стволами от одного корня, зацветает папоротник. Светится его цветок, как пламя. Отыщешь этот цветок – в любом деле удача тебе будет. А охраняет цветок папоротника его нечистая сила, которая и не дает вынести его из леса. К сожалению, это, хотя красивая, но всего лишь легенда. Папоротники не цветут, а размножаются спорами.

На нижней стороне листа большинства папоротников есть особые образования, называемые сорусами, в которых находятся спорангии — органы, образующие споры. А у некоторых видов папоротников споры расположены на особых видоизмененных листьях.

ВИДЫ ПАПОРОТНИКОВ и МЕСТА ПРОИЗРАСТАНИЯ

В тропических лесах растут древовоподобные папоротники-гиганты, папоротники-лианы, папоротники-эпифиты. Эпифиты — это растения, растущие на других растениях, в основном на ветках и стволах деревьев, а также на листьях (эпифиллы), и получающие необходимые питательные вещества из окружающей среды, но не из растения-хозяина. То есть ни в коем случае нельзя путать растения-эпифиты и растения-паразиты. У некоторых эпифитов в процессе эволюции выработались особые приспособления для улавливания воды и минеральных веществ из воздуха. Это, к примеру, губчатые покровы на корнях, или так называемые корневые гнезда – сплетения корней в виде корзинки, в которой накапливаются пыль, отпавшие листья и таким образом создается почва для питающих корней. Подобное приспособление имеется у папоротника Асплениума. У других эпифитов, например, у папоротника Платицериума, имеются так называемые нишевые листья, образующие на стволе нишу, в которой также создается почва.

Асплениум гнездовой (Asplenium nidus)

Есть папоротники-гиганты, например, Асплениум гнездовой (Asplenium nidus). Это растение — типичный эпифит, родом из тропической Азии. Папоротник прорастает на стволах крупных деревьев. Достигая огромных размеров (диаметр — несколько метров, а вес — до тонны и более), асплениум своим весом ломает даже исполинские деревья. Нам же асплениумы известны как обычные комнатные растения, чьи размеры значительно скромнее.

Среди папоротников есть виды, живущие под водой, к примеру, Marsilea quadrifolia. Этот папоротник часто используют для оформления небольших водоемов на участке, так как вид весьма декоративен.

Поверхность воды также подходит для жизни папоротников — наибольшую известность здесь получило семейство Сальвиниевые (Salviniaceae). Эти растения можно назвать сорняками тропических рек Размножаясь в огромных количествах, сальвиния становится препятствием для водного транспорта, мешает нормальной работе гидроэлектростанций, забивает рыбацкие сети.

Другой плавающий папоротник — Azola caroliniana, разводится на рисовых полях. Это растение обладает уникальной способностью накапливать азот, кроме того, Azola подавляет рост сорняков на рисовых плантациях.

Папоротник род Циатея

Есть папоротники, чьи листовые черешки по прочности могут соперничать со сталью, — Дикраноптерис (Dicranopteris). Пробраться через заросли Дикраноптериса можно, лишь усиленно работая мачете, на лезвии которого папоротник оставляет следы, как от рубки настоящей металлической проволоки.

Цветоводы заинтересовались папоротниками начале XIX века. В Европе ими засаживали сады и парки, украшали живописные тенистые уголки вблизи водоемов. В настоящее время папоротники высоко ценятся как цветоводами-профессионалами, так и любителями во всем мире. Например, в Германии существует целая сеть теплиц, которые специализируются исключительно на выращивании и продаже папоротников, листья которых затем используются при составлении букетов и различных цветочных композиций.

Считается, что сейчас для выращивания в комнатных условиях пригодны более двух тысяч видов папоротников. Но несмотря на это, в оранжереях и теплицах ботанических садов выведены устойчивые культуры более четырехсот видов папоротников.

Среди профессионалов нет единого мнения относительно того, трудно или просто выращивать эти растения. Но одно можно сказать точно: папоротникам требуется постоянный уход.

СТРОЕНИЕ ПАПОРОТНИКОВ

Папоротники (Polypodiophyta) — отдел высших растений, занимающий промежуточное положение между риниофитами и голосеменными. От риниофитов папоротники отличаются главным образом наличием корней и листьев, а от голосеменных — отсутствием сел Папоротники произошли от риниофитов, к которым древнейшие девонские папоротники были очень близки. Некоторые наиболее примитивные роды были промежуточными формами между риниофитами и типичными папоротниками). Для папоротников, как и для других высших растений, характерно чередование поколений — бесполого (спорофита) и полового (гамеофита), с доминированием бесполого поколения.

Спорофит папоротника — травянистое или древовидное растение большей частью с крупными, многократно рассеченными листьями (молодые листья — обычно улиткообразно свернутые). Для папоротников характерно большое разнообразие формы, внутреннего строения и размеров. Листья их варьируют от многократно перисторассеченных до цельных, от гигантских —длиной 5—6 м (у некоторых представителей мараттиевы и циатейных) и даже до 30 м (вьющиеся листья у Lygodiu articulatum) до крошечных листьев длиной всего 3—4 мм состоящих из 1 слоя клеток (у Trichomanes goebelianu). Длина стеблей у папоротников варьирует от нескольких сантиметров до 20—25 м (у некоторых видов Циатея). Они бывают подземными (корневища) и надземными, прямостоячими и вьющимися, простыми и ветвистыми. У большинства спорангии расположены на обычных зеленых листьях; у некоторых листья дифференцированы на спороносные (спорофиллы) и вегетативные, зеленые.

Большинство папоротников — равноспоровые. Среди современных папоротников к разноспоровым относятся лишь три небольших семейства водных папоротников: марсилеевые, сальвиниевые и азолловые.

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПАПОРОТНИКА

Итак, большинство папоротников — травянистые растения высотой до 1 м, только во влажных тропиках растут древовидные папоротники высотой до 24 м, длина их листьев порой превышает 5 м. Бесполое поколение папоротников — спорофит имеет корни, стебли и листья. Стебли бывают наземными или подземными — корневищами. Листья (вайи) крупные, обычно с рассечённой на доли пластинкой, образующие при распускании улитку. У папоротников хорошо развита проводящая сосудистая система. На нижней поверхности листа образуются спорангии, собранные в группы (сорусы), одетые покрывалом (индузием). Созревшие в них споры (n) высыпаются из спорангия и прорастают на влажной почве, образуя заросток — гаметофит в виде зелёной пластиночки 0,5—0,8 см в диаметре с ризоидами, прикрепляющими его к почве. На нижней стороне заростка образуются антеридии и архегонии. Сперматозоиды из антеридия в капельножидкой водной среде попадают в архегоний, и один из них оплодотворяет яйцеклетку, в результате чего образуется зигота (2n), из которой формируется новый спорофит — взрослое растение папоротника.

Папоротники широко распространены по всему земному шару. Наиболее разнообразны они в тропических лесах, где растут на поверхности почвы, стволах и ветвях деревьев — как эпифиты и как лианы. Существует несколько видов папоротников, обитающих в водоёмах. На территории России встречается около 100 травянистых видов папоротников.

Папоротникообразные растения — это самый древний и многочисленный вид флоры на планете. Человечеству известно наиболее 10 000 разновидностей папоротников. Они распространены повсюду. Каждый представитель имеет свою форму , размер, характерное строение и способ размножения .

Раньше папоротники были огромными и древовидными. В современном мире эти растения стали комнатными и небольшими. Они приспосабливаются к любым условиям, некоторые имеют очень красивую форму.

Общая характеристика группы

Папоротник — это род споровых растений, который относится к отделу сосудистых представителей флоры и насчитывает 48 семейств, 578 родов и 10620 сортов. Они предпочитают влажные, холодные и заболоченные места. Большинство растений произрастают в тропических лесах. Некоторые из них имеют большие размеры и похожи на пальмы, которые достигают в высоту 16 метров, а листья у них длиной до 4 метров.

Места распространения папоротниковидных растений:

лес;
болотистая местность;
стволы и ветви деревьев;
водная среда;
горные ущелья;
стены домов;
пустыни;
обочины проселочных дорог;
сельскохозяйственные угодья.

Папоротник является очень древней формой жизни, из его многолетних отложений образуется уголь. По форме растение похоже на зеленый побег с перистыми листьями.

Ученые считают, что папоротниковидные произошли от плаунов, но существует мнение что последние, а также мхи, хвощи появились от псилофитов.

С древних времен существует миф про цветок папоротника . Если на праздник Ивана Купала человек увидит цветущее растение, то найдет на этом месте клад или узнает как разбогатеть. Тем не менее это всего лишь легенда, ведь на самом деле стадии цветения у папоротника не существует.

Особенности строения

Папоротник — это многолетнее растение, которое может быть и кустом , и травой.

Структуру имеет следующую:

корни;
побеги;
черешки;
листовые пластины.

У растения нет настоящих листьев , имеются лишь ветки, которые растут в одной плоскости. Они называются вайи (предпобеги). Глядя на них, тяжело различить, где заканчивается стебель и образуются лист. Вайи выполняют две функции: спорообразования и фотосинтеза.

Все корни у растения придаточные. Первичный стержень не развивается, а вместо него образуется корень из стебля, реже из листа. Побеги разнообразны по внешнему и внутреннему строению. Ползучие стебли имеют название корневище. Они могут быть короткими и длинными. Стебель состоит из эпидермиса, проводящей и механической ткани. От корневища вверх сразу растут листья.

Папоротник размножается спорами. Последние образуются на нижней стороне листьев в спорангиях.

В природе очень много разновидностей папоротников, которые делятся на древние и современные.

Выделяют 4 основных класса:

Псилотовидные.
Хвощевидные.
Мараттиевые.
Настоящие папоротники.

Класс псилотовидные

Они растут на стволах деревьев, в скалах, на земле с большой концентрацией органических веществ. У псилотовидных практически отсутствует корень.

Этот класс высших растений имеет два рода:

Псилотовые. Состоят из прямостоячих ветвистых стеблей, которые растут из корневища. В состав проводящей ткани входят флоэма и ксилема, которые транспортируют полезные вещества по растению. У них нет листовой пластины, а только листовидные зачатки. Фотосинтез происходит в стебле.
Ужовниковые. Имеют один лист, который делится на споровую и верхнюю часть. У них уже есть зачатки камбия и проводящая система.

Класс хвощевидные

Хвощ — это сосудистое растение, которое распространено в Евразии и Северной Америке. Свое название оно получило из-за сходства с хвостом лошади. Растет всегда наподобие травы.

Самые известные представители хвоща:

гигантский;
зимующий;
Шаффнера.

Побеги у хвоща состоят из узлов и междоузлий, которые правильно и пропорционально чередуются между собой. В узлах находятся: почка с чешуйками, которая заменяет листья, а также боковые ветви. За фотосинтез и передачу питательных веществ отвечают стебли. У хвоща есть корневище и придаточные корни.

Класс мараттиевые

Мараттиевые — это древние высшие папоротниковидные, которые появились в период нижнего карбона. Распространены в тропических лесах, отдельные формы выращивают в оранжереях.

Корни у мараттиевых придаточные, а в древних формах вокруг ствола образовывалась мантия из корней. Вайи вырастают у них длиной до 6 метров и располагаются в два ряда. Молодые листья похожи на улитки.

Класс настоящие папоротники

Это самый многочисленный класс папоротниковидных. Он имеет такие семейства: чистоустовые, гименофилловые, сальвиниевые и многоножковые. Настоящие папоротники распространены повсеместно.

Сальвиниевые — это водные папоротники, они могут жить на поверхности водоемов, так и на дне. Растут в водах Азии, Африки, на юге Европы, а также их выращивают для аквариумов. Сальвиния похожа на клевер, отдельные разновидности даже съедобны.

Индийский папоротник является водным растением и культивируется для аквариумов. Он приспосабливается к любой среде и разрастается в форме пышного куста. Растение меняет свой цвет в зависимости от концентрации минеральных компонентов в воде. Меняются цвета от бледно-зеленого до темно-зеленого. Главная его функция — очистка воды от вредных веществ.

Многоножковые — самый многочисленный род.

Пузырник. Ядовитое растение, встречается на склонах гор Евразии. Имеет тонкие длинные листья, которые собраны в пучок. Существуют такие формы: луковиценосный и ломкий.
Страусник. Распространен в лесах, на берегу водоемов. Является одним из самых красивых папоротников, может в высоту достигать полтора метра. Листья страусника похожи на перья одноименной птицы, поэтому его так назвали. Он любит теплую погоду и отмирают осенью. Молодой отросток имеет форму кулачка, который постепенно разворачивается.
Щитовник. Произрастает в лесах, на горах и возвышенностях. Вырастает в длину до полутора метров, имеет массивное корневище, перистые листья из которых получается розетка в форме чаши. На нижней стороне листовой пластины находятся споры, они закрыты щитовидными чешуйками. Поэтому их назвали щитовником. Выделяют три вида щитовника: мужской, австрийский, Линнея.
Кочедыжник. Растет в лесах России, оврагах, равнинах, торфяниках. Представляют собой большие растения с перистыми вайями и коротким корневищем. Растет в виде красивого куста высотой до метра. Образует кочки на болотах, поэтому его так и называют. Выделяют кочедыжник женский и китайский-красноватый.
Орляк обыкновенный. Р аспространен повсеместно: в тундре, на пустошах и в лесах. Папоротник имеет ветвистое корневище, крупные листовые пластины в высоту до полутора метра. Способен очень быстро разрастаться, поэтому его тяжело бывает искоренить. Обладает противоглистным свойством, имеет специфический аромат.
Асплениум. Папоротник с ажурными перистыми вайями. Растет на стенах каменных сооружений, в трещинах камней. Различают сорта: асплениум постенный, северный, волосовидный.
Вудсия. Растение с тонкими пушистыми листовыми пластинами и коротким корневищем. Средой обитания вудсии являются берега водоемов, леса и каменистая местность. Сорта: вудсия эльбская и многорядниковая.
Осмунда. Встречается в Северной Америке и Восточной Азии. Растение с длинными блестящими светло-зелеными листьями и коротким корневищем. Различают осмунду азиатскую, Клейтона, королевскую.
Многорядник. Имеет такое название потому, что его листья расположены в несколько рядов. Распространен в лесах Северной Америки, Европы и Азии. Представляет собой растение с тугими темно-зелеными листьями и толстым корневищем. Бывает многорядник Брауна, трехраздельный, щетинковый.
Скребница. Р астет на светлых и сухих горных вершинах, в трещинах камней и известняковых утесах. Вайи перистые и кожистые с надрезанными верхушками, снизу расположены бурые чешуйки.
Оноклея. Имеет светло-зеленые блестящие листья и длинное ветвистое корневище. Распространен в заболоченной местности Азии и Северной Америки.
Телиптерис. Его можно увидеть в лесах Северного полушария. Растение низкорослое и ползучее. Листочки желтовато-зеленые и тонкие, перистой формы.

Большое разнообразие папоротниковидных в дикой природе позволило ученым проследить эволюцию развития растений на Земле и понять их главное значение .

Комнатные папоротники

Существуют папоротники, специально выведенные селекционерами для выращивания дома.

Виды комнатных растений:

Платицериум. Напоминает своими листьями рога оленя, которые торчат в разные стороны, а середина похожа на кочан капусты.
Многоножка. Е го корневище ползучее, а листья рассечено-перистые.
Нефролепис. Самое популярное комнатное растение, имеет ажурные красивые листочки, которые образуют живописную розетку.
Дербянка. Очень похожа на пальму, состоит из крупных и жестких листовых пластин.
Даваллия. Выделяется своим рыжим и мохнатым корневищем, которое расползается за пределы горшка.
Диксония. Древовидный папоротник, который сажают сначала в горшок, а в дальнейшем по мере вырастания высаживают в открытый грунт, так как вырастает он до 6 метров в высоту.
Асплениум. Имеет волнообразные кончики листовой пластины, неприхотлив и нуждается в незначительном уходе.

За домашними папоротниками легко ухаживать, потому что они хорошо приспосабливаются к окружающей среде. Эти растения смотрятся красиво и оригинально в любом интерьере.

Жизненный цикл

Каждое растение на Земле имеет свой жизненный цикл. У папоротника он состоит из чередования поколений — спорового и полового. Задача растения — достигнуть созревания и дать новую жизнь последующим поколениям.

Бесполое (споровое) поколение представлено лиственным растением, которое образует споры. Последние собраны в кучки — сорусы, которые находятся на нижней стороне листовой пластины.

Споры, попадая в благоприятную среду , дают начало новому заростку, который является половым поколением растения — гаметофитом. Жизненный цикл папоротниковидных замкнутый.

Фазы жизни папоротника имеют такой порядок:

Взрослое растение.
Споры.
Заросток.
Половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки.
Зигота.
Зародыш.
Новое растение.

Взрослое растение, вырастая, повторяет эту схему для зарождения будущего поколения.

Дыхание

Умение всасывать из воздуха кислород и выделять углекислый газ именуется процессом дыхания у растений. Данное условие необходимо им для существования. Кислород, который впитал папоротник, взаимодействует с его органической материей, в результате выделяются углекислый газ и вода.

Дышит папоротник днем и ночью. Эта функция ему необходима для получения жизненной энергии.

Питание

Питательные вещества папоротники получают через корни и листья. С помощью первых растение всасывает из почвы минеральные соли и воду. Для питания растений нужны такие микроэлементы как фосфор, калий, углерод, азот, железо, магний, сера, водород, цинк, медь, марганец и другие.

Через листья проходит другой процесс питания — фотосинтез. Из воздуха листочки забирают углекислый газ, который с помощью солнечного света преобразуют в органические вещества, так необходимые для жизни растения.

В процессе фотосинтеза папоротник получает крахмал и сахар, которые распределяются по всем органам.

Размножение папоротников

У взрослого сформированного папоротника на нижней стороне листа созревают споры в капсуле. Затем капсулы лопаются, и споры осыпаются в почву. Ветер подхватывает их и разносит в разные стороны.

Спора прорастает и образуется заросток с гаметами , который внешне схож с сердечком. Заросток прикрепляется к поверхности земли с помощью нитей — ризоидов. В нем появляются мужские и женские половые органы — антеридии и архегонии, в которых образуются сперматозоиды и яйцеклетки.

Вода стекает по листу и задерживается в середине заростка, сперматозоид с водой подплывает к яйцеклетке и соединяется с ней, образуя зиготу. Из нее развивается зародыш нового растения.

Эволюция видов

В науке считается, что папоротникообразные появились на земле более 480-360 миллионов лет назад в период среднего девона. Их численность и разнообразие просто поражают. Папоротники начинают разрастаться, появляются древовидные формы. Более сложная структура позволяет этим видам адаптироваться к жизни на суше и придает им необходимую для дальнейшего роста жесткость.

В результате значительного накопления остатков этих растений стали появляться залежи торфа, который со временем преобразовался в каменный уголь. В последующие столетия появились благоприятные условия и влажная среда для разрастания папоротниковидных.

Археологи часто находят в залежах угля на поверхности этой породы рисунки листьев папоротников и отмечают появление новых форм флоры.

В каменноугольный период, 360 млн. лет назад, доминировали хвощи. Из их окаменевших останков образовалась большая часть угля. Затем они постепенно были вытеснены другими видами.

Папоротники нашего времени растут в богатых влагой тропических лесах. Встречаются травянистые и древовидные растения, а также лианы, которые схожи по размерам с древними папоротниками.

Биологическое значение

Папоротники выделяют кислород, принимают участие в круговороте веществ и энергии на Земле. Их заросли являются пищей и местом обитания для беспозвоночных животных. Эти растения входят в состав природных сообществ и взаимодействуют друг с другом.

Папоротники имеют широкое применение:

Служат пищей. Съедобной разновидностью является орляк, молодые закрученные вайи которого собирают, сушат, консервируют, солят, жарят, в измельченном виде добавляют в приправы и выпечку. Жители Восточной Азии из корневищ получают крахмал.
Используются в медицине. Костенец имеет противовирусные и антибактериальные свойства, является спазмолитиком и способствует отходу слизи из дыхательных путей. Адиантум стоповидный используют при кашле и боли в желудке. Орляк применяют при болезнях суставов, простатите, золотухе и кашле. Из многоножки производят эфирное масло, она имеет потогонный, отхаркивающий, слабительный, желчегонный эффект.
В сельском хозяйстве. Азоллу используют для удобрения почвы, она обогащает землю азотом. Корневища вудвардии применяют для торфообразования.
Участвуют в образовании каменного угля. Он формируется из отмерших древовидных папоротников и является хорошим топливом, из него производят: лаки, пластмассу, краску, духи, горючий газ.
В качестве комнатных растений. Декоративные папоротники используются для украшения жилья, аквариумов и водоемов (адиантум, нефролепис, сальвиния, марсилия).

В современном мире некоторые типы папоротников находятся на грани вымирания. Если исчезнет хотя бы один вид, это приведет к нарушению природного баланса на Земле. Для того, чтобы этого не случилось, растения обязательно нужно беречь и охранять.

Видео

В этом видео рассказывается о папоротникообразных, их значении и применении.

Папоротники относятся к наиболее древним споровым растениям. Обитают в самых разнообразных экологических условиях: в заболоченных местах и водоемах, лесах тропического и умеренного климата. Наиболее известные представители - щитовник мужской, орляк, страусник. В жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов доминирует спорофит.

Расцвет папоротников произошел около 358 млн лет назад и длился примерно 65 млн лет, в честь папоротников назван период палеозойской эры - карбон, или каменноугольный период, который длился указанный промежуток времени. Именно папоротникам принадлежит активная роль в углеобразовании: в карбоне леса заселяли древовидные папоротники, достигавшие 40 и более метров в высоту.

Древесные формы папоротников сохранились до наших дней, однако большинство представителей - травянистые растения, у которых отсутствует камбий, а значит, нет и вторичной древесины.

Папоротники относятся к группе сосудистых растений, так как имеют жилки - сосудисто-волокнистые пучки, в отличие от мхов, которые не имеют жилок и не являются сосудистыми растениями. Механическая прочность обеспечивается отложением склеренхимы вокруг проводящих пучков (жилок).

В отличие от мхов, папоротники имеют проводящую ткань в стеблях и корнях, состоящую из ксилемы и флоэмы. Заметьте, я написал "корень" - у мхов не было и корней, вместо них были ризоиды, выполняющие аналогичную корням функцию. Корни папоротников, хвощей и плаунов всегда придаточные и растут от видоизмененного побега - корневища.

Строение

Рассмотрим строение папоротников на примере типичного представителя - щитовника мужского. Это широко распространенный папоротник, типичный для климата умеренных широт. Представляет собой многолетнее травянистое корневищное растение.

Образован пучком сильно расчлененных листьев, отходящих от корневища. Нарастают листья верхушкой, образуя завитки - "улитки".

Отметьте, что лист папоротника называется вайя (от греч. baion - пальмовая ветвь). В отличие от настоящих листьев, вайя имеет недетерминированный верхушечный рост. Листья имеют черешок, прикрепляющийся к стеблю, который может продолжаться в рахис - главную ось сложного листа, соответствующую центральной жилке.

Жизненный цикл папоротниковидных

Листостебельное растение папоротника, изображенное выше - спорофит (2n). Спорофит доминирует в жизненном цикле папоротниковидных, в отличие от цикла мха, где спорофит, по сути, является придатком гаметофита (редуцирован). На нижней стороне вайи располагаются спорангии, собирающиеся в сорусы - группы близкорасположенных спорангиев. На спорофите (2n) в спорангии после мейоза образуются споры (n).

В 2012 году группа ученых под руководством Ксавьера Нобли из Университета Ниццы выяснили, что спорангий имеет специальный механизм "катапульты", споры из него вылетают со скоростью около 10 м/с.

Гаплоидные споры (n) прорастают в заросток (n), небольшую пластинку (несколько мм) сердцевидной формы. Заросток зеленого цвета, способен фотосинтезировать и прикрепляется к почве ризоидами. На нем образуются мужские и женские половые органы - соответственно антеридии и архегонии. Сперматозоид (n), образовавшийся в антеридии, благодаря воде (во время дождя) попадает в архегоний, где сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n).

Из зиготы развивается зародыш, который проникает в ткани архегонии с помощью особого приспособления - гаустории (от лат. haustor - черпающий, пьющий). Гаустория представляет собой ножку, внедряющуюся в ткани заростка и поглощающую из него питательные вещества. Начинается бурный рост зародыша, образуется побег, а затем взрослое растение - спорофит (2n). Цикл замыкается.

Значение папоротников

Папоротники являются главным компонентом многих лесных сообществ, звеном в цепи питания - продуцентами (производителями органических веществ). Человек использует папоротник в декоративных целях. Молодые побеги некоторых папоротников съедобны и употребляются в пищу: побеги орляка, листья страусника обыкновенного.

Щитовник мужской имеет медицинское значение: из его корневищ изготавливают противогельминтный препарат.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также: