Отдел Папоротникообразные
Папоротникообразные (Polipodiophita) — это отдел высших споровых растений, насчитывающий более 10 тыс. видов. Они встречаются в пустынях, сухих сосновых лесах, на болотах, озёрах, в солёных водоёмах.
Среди ископаемых папоротникообразных были большие деревья, кустарники и травянистые растения.
Папоротникообразные, как и другие высшие растения, характеризуются чередованием поколений. В цикле развития доминирует спорофит — в основном многолетнее травянистое или деревянистое растение со стеблем, листками и придаточными корнями. Листья, которые часто называют вайями, перистые, реже простые или пальчатые, длиной от 2-4 мм до 30 м.
Среди представителей отдела есть и крохотные растения длиной всего несколько миллиметров, и тропические древовидные гиганты высотой 25-30 м. В горных лесах преобладают лиановидные папоротники и эпифиты, которые растут на стволах и ветвях деревьев.
Для представителей папоротникообразных характерны несколько особенностей:
- в жизненном цикле преобладает фаза диплоидного спорофита (спорофит — типично сухопутное растение);
- спорангии размещены на нижней стороне листовой пластинки в сорусах;
- гаметофит приспособлен к проживанию в условиях чрезмерной влажности.
Бесполое размножение осуществляется спорами.
Современные папоротникообразные представлены равноспоровыми (щитовник мужской, папоротник женский, орляк, многоножка обычная, вудсия альпийская, адиантум венерин волос) и разноспоровыми (сальвиния плавающая, марсилия четырёхлистная, азола).
Большинство видов — равноспорые, то есть у них образуются морфологически одинаковые споры.
У разноспоровых папоротников формируются микро- и мегаспоры.
Половое поколение (гаметофит) равноспоровых видов имеет вид пластинки, ленточки, разветвлённой нити или клубенька, бывает одно- и многолетним.
У разноспоровых папоротников раздельнополовые гаметофиты очень редуцированы.
Оплодотворение происходит лишь при наличии воды.
Из зиготы вырастает новый спорофит.
Часто на корнях папоротника образуются выводковые почки, с помощью которых так же происходит бесполое размножение.
Отдел Папоротникообразные делится на семь классов, из которых четыре объединяют ископаемые формы, а современные — представлены тремя классами:
Особенности жизненного цикла щитовника мужского
Щитовник (дриоптерис) мужской — многолетнее травянистое растение с толстым чёрно — бурым корневищем и 5 — 7 большими дважды перисторассечёнными листьями.
Листья у щитовника растут медленно. Закладываются они на верхушке корневища и на протяжении первого года остаются зачаточными. На следующее лето молодые листики имеют вид спиралей, густо покрытых коричневыми чешуйками. Весной третьего года улиткоподобно свёрнутые листики, нарастая верхушкой, освобождаются от чешуек и быстро разворачиваются.
Лист папоротника совмещает функции фотосинтеза и спороношения. Летом на их нижней стороне образуются кучки спорангиев — сорусы. Сверху они покрыты тонким покрывальцем — индузием. Однослойный спорангий имеет гребневидную полоску клеток с утолщёнными оболочками, что обеспечивает его раскрывание. Чаще всего в каждом спорангии формируется по 64 одинаковых споры. Каждая из них имеет по две оболочки: тонкую внутреннюю и толстую внешнюю.
На влажной почве спора прорастает и образует заросток (гаметофит). Он имеет вид небольшой серцевидной зелёной пластинки, которая прикрепляется к земле одноклеточными ризоидами. Половые органы формируются с нижней стороны заростка — архегонии возле выемки, а антеридии между ризоидами. Во влажную погоду спиральные многожгутиковые сперматозоиды выходят из антиридиев и, проникнув в брюшко архегониев, оплодотворяют яйцеклетки.
Из зиготы без периода покоя развивается зародыш — спорофит. Некоторое время он питается за счёт гаметофита, а через некоторое время образует корешок, стебель и первый листик и переходит к самостоятельному существованию.
Осенью большие листья щитовника отмирают, оставляя на корневище основы свои черешки.
Роль папоротникообразных в природе и жизни человека
В природе папоротникообразны учавствуют в формировании растительных сообществ лесных и горных районов, образуют значительную органическую массу (особенно в тропических и субтропических лесах). Они играют заметную роль в образовании земных ландшафтов.
Вымершие древовидные папоротники сыграли проводящую роль в формировании залежей каменного угля. Каменный уголь используется как топливо и сырьё в разных отраслях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, разнообразные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и т. п.
Много современных видов культивируют как оранжерейные, комнатные и садово-парковые декоративные растения (адиантум венерин волос, нефролепис, птерис, асплений, страусиное перо и др.) Молодые листья орляка употребляют в пищу в свежем, солёном и маринованном виде.
Тропический водяной папоротник азолу используют как азотное удобрение на рисовых полях.
Среди папоротников встречаются и ядовитые виды.
Многие виды используют в народной медицине и гомеопатии для лечения разнообразных заболеваний (лёгочных, кишечных расстройств, рахита), их препараты имеют болеутоляющее, противовоспалительное действие, но наибольшее значение они имеют как антигельминтное средство.
Источник
9. Характеристика папоротников
Большинство современных папоротников — травянистые растения, но во влажных тропических областях встречаются также папоротники-деревья. Некоторые из современных папоротников живут на стволах деревьев, а некоторые виды стали комнатными растениями.
Папоротники являются многолетними травянистыми растениями. У папоротников развиты все органы растения — корень , стебель и листья . У них хорошо развито корневище . Папоротники могут размножаться кусочками корневища.
У этих растений хорошо развита проводящая система. По проводящей ткани вода с растворёнными в ней минеральными веществами перемещается из корней в листья, а образующиеся в результате фотосинтеза вещества из листьев поступают в другие органы.
Папоротники размножаются спорами . Споры образуются на нижней стороне листа в особых спорангиях . Когда они разрываются, споры высеваются.
Если споры попадают на влажную почву, то они прорастают, образуя маленькую сердцевидную зелёную пластинку — заросток .
Заросток прикрепляется к почве ризоидами. На его нижней стороне находятся половые органы, в которых образуются гаметы: в мужском органе формируются сперматозоиды, а в женском развивается яйцеклетка.
Сперматозоиды имеют жгутики и по капельке воды они передвигаются в женский орган. Там сперматозоид сливается с яйцеклеткой и происходит оплодотворение. Образуется зигота, которая начинает делиться. Вырастает молодое растение.
Источник
Общая характеристика отдела Папоротниковидные (Polypodiophyta).
Папоротники – древнейшая группа высших споровых растений. Вместе с плауновидными и хвощевидными они росли во влажных лесах в карбоне, их остатки образовали залежи каменного угля. В настоящее время насчитывается около 10 тыс. видов.
Папоротники распространились по всему миру и в разных условиях местообитания: во тропических лесах, на скалах и в водоемах. Большинство — многолетние наземные травы, встречаются вечнозеленые деревья со стеблем до 10 м и маленькие растения в несколько мм, а также эпифиты на стволах и ветвях деревьев. Имеются с крупными перистыми (однажды, дважды и многократно рассеченные) листья, которые называют вайями. Они в отличие от обычных листьев длительно растут верхушкой, а не основанием. При этом образуют разворачивающуюся «улитку». В мезофилле листа некоторых видов для размножения закладываются выводковые почки. Часто вайи совмещают фотосинтетическую и спороносную функции.
Большинство папоротников средней полосы имеют мясистые корневища с придаточными корнями и ежегодно образующимися розетками листьев.
Спорангии располагаются на нижней стороне листьев и собраны в группы – сорусы, часто прикрытые покрывальцем. У некоторых их роль выполняет завернутый край листа.
Почти все папоротники – равноспоровые, исключение составляют водные. Споры образуются в результате редукционного деления и могут находиться в покое несколько лет. Они — гаплоидные и дают гаплоидный гаметофит: обоеполый зеленый заросток, который питается самостоятельно. Антеридии и архегонии расположены на нижней стороне заростка. Сперматозоиды многожгутиковые.
После оплодотворения образуется диплоидная зигота, а из нее диплоидный спорофит — растение. Он вначале внедряется в ткани заростка, а затем образует собственные придаточные корни.
Класс Ужовниковые (Ophioglossopsida).
Ужовниковых (змееязычковых) — около 80 видов. Все относятся к одному семейству. Большинство – тропические растения высотой 30-40 см с подземным корневищем, от которого отходит один лист. Он медленно развивается до 3-5 и более лет. Верхушка листа — спороносная, со спорангиями или синангиями (группа сросшихся спорангий), расположенными в виде кисти или колоска.
Наиболее распространен по сырым лесным полянам Ужовник обыкновенный с цельным листом и спорангиями, собранными в колос, и Гроздовник полулунный с перистым листом и спорангиями, собранными в метелку, растет в более сухих условиях.
Спорангии – крупные, без кольца, имеют многослойную стенку. Гаметангии — подземные, вступают в симбиоз с грибами (микотрофные), многолетние, могут существовать до 20 лет.
Представители класса имеют самое большое количество хромосом в клетках (двойной набор – 1260-1320).
Приурочены к затененным лесам, лугам, болотам, обычны в тундре.
А – Ужовник обыкновенный (Ophioglossum vulgatum):
1 — верхняя часть растения с листом, 2 — нижняя часть — с корнями, 3 — гаметофит с антеридиями и архегониями, 4 — часть спороносного участка со спорангиями.
Б – Гроздовник полулунный (Botrychium lunaria):
5 — растение, 6 — часть спороносного участка со спорангиями.
Источник