Папоротниковидные растения
Папоротниковидные — это отдел сосудистых растений, включающий современные папоротники, хвощевидные и древнейшие высшие растения, появившиеся 400 млн лет назад.
Отдел папоротниковидных уникален тем, что сохранил свое многообразие намного лучше, чем все остальные отделы. Современные папоротники, как и много миллионов лет назад, значительно отличаются друг от друга по жизненным циклам, формам, особенностям строения, приспособительным характеристикам. Примечание 1
Разнообразие папоротников обусловлено высокой адаптивностью всех входящих в отдел видов. Обладая высокой экологической пластичностью, стойкостью к переувлажнению и способностью производить огромное количество спор, представители отдела хорошо сохранились и широко распространили по всему земному шару.
Папоротниковидные насчитывают 10620 видов, объединенных в 587 родов и 48 семейств. В природе они встречаются в верхнем и нижнем ярусах лесов, на стволах и ветках деревьев как эпифиты, в озерах и на болотах, на стенах жилых помещений. Они отлично себя чувствуют на сельскохозяйственных угодьях и обочинах оживленных транспортных магистралей. Примечание 2
От голосеменных и покрытосеменных растений папоротниковидные отличаются способом размножения, отсутствием семян и цветков.
Особенности строения, схема с названиями
Тело растения состоит из вегетативного и придаточного корней, видоизмененного побега, черешка и листовых пластинок, которые в биологии носят название «вайи». Источник: pickimage.ru Вайи разворачиваются над землей, развиваясь из почек корневища. Они достигают больших размеров, обладают верхушечным ростом, служат для реализации функций спорообразования и фотосинтеза. Спорангии находится на их нижней поверхности, являются местом развития гаплоидных спор. Примечание 3
Внешние признаки папоротников, растущих в разных климатических условиях, могут отличаться. К примеру, растения умеренной зоны обладают коротким стеблем, располагающимся в почве. Виды, произрастающие в тропиках, обычно имеют длинные стебли.
Виды и способы размножения
Папоротниковидные могут размножаться половым и бесполым способом. При этом они чередуют половое и бесполое поколения. Спорангий, находящийся в нижней части листа, раскрывается и выпускает оседающие на почву споры. Затем спора прорастает, преобразуется в заросток с гаметами. Далее происходит оплодотворение, в результате которого появляется новое растение. Примитивные представители класса не обладают приспособлениями к принудительному раскрытию спорангий. Более продвинутые активно делают это с помощью растягивающегося в нужный момент кольца. И примитивные, и продвинутые виды демонстрируют разноспоровость — характерное явление, при котором растение одновременно формирует мужские и женские споры. При этом споры отличаются не только функционалом, но и размерами. Примечание 4
Мужские споры обладают меньшим размером и простым строением. Женские более развиты, содержат питательную ткань для развития будущего зародыша.
Значение в жизни человека
Стволы древовидных папоротников используются в качестве строительного материала некоторыми африканскими племенами. Гавайцы достают из середины этих стволов крахмалистую середину и готовят с ней национальные блюда и напитки.
Растения небольших размеров используются людьми в декоративных целях: Птерис, Костенец и Нефролепис. С некоторыми связаны поверья и легенды. К примеру, на Руси считалось, что Щитовник мужской распускает цветок в ночь на Ивана Купалу. А тот, кто найдет этот цветок, получит дар предвидения и сможет найти клад.
Ядовитые представители класса используются в медицине и фармакологии — из них делают антигельминтные препараты. Однако самостоятельно лечиться такими растениями по понятным причинам нельзя: их корневища и листья могут содержать опасные токсичные вещества.
Учитель непонятно объясняет предмет?
Источник
Папоротники
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.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
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.
Источник