Характерные признаки папоротниковидных растений

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

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

Примеры папоротниковых растений: признаки и строение

Первые папоротники появились еще при динозаврах, 400 млн лет назад. В тропических лесах они иногда достигали 30 метров в высоту. Несмотря на разнообразие этого вида растения, они сильно отличаются от своих древних потомков. Сегодня их насчитывается более 10 тыс. видов. Благодаря экологической пластичности и способностям к быстрому размножению они получили широкое распространение.

Признаки папоротников

Эта группа растений является самой многочисленной из споровых. У них нет ни семян, ни цветов, размножение происходит только спорами. Характерной особенностью растений является высокая устойчивость к переменчивому климату и быстрое образование большого количества спор. За счет последнего папоротники смогли расселиться по Земле. Эти растения появляются возле водоемов, болот, в лесистой и скалистой местности, а также в заброшенных зданиях.

Для оплодотворения требуется жидкость. Стебли имеют разную форму, но они всегда меньше листвы. Еще одной отличительной особенностью является то, что папоротники не цветут.

Классификация

Эти растения классифицируют по классам и месту произрастания. Рассмотрим подробнее каждый из этих признаков.

По классам

• Болотистые. Много красивых растений произрастают исключительно на болотах, некоторые из них имеют синий оттенок.

• Скальные. На большой высоте встречаются редкие виды папоротников. Они держатся за камни и щебень. Все растения этой группы сухолюбивые. Некоторые из таких папоротников обходятся без воды более 100 лет.

• Водяные. Встречаются в Африке и на юге Европы. Их разводят для домашних аквариумов или декоративных прудов. Некоторые растения считаются съедобными и внешне напоминают клевер.

• Лесные. Такие виды обычно неприхотливы. Их используют для решения декоративной цели, часто выращивают дома в горшках.

Строение

В жизненном цикле папоротника есть бесполовой период (спорофит) и половой (гаметофит). У этих растений спорофит устроен довольно сложно. Он состоит из сосудистых тканей, из которых образуются корни, листья и стебли. Также у папоротников есть горизонтальные измененные побеги – корневища. У травянистых растений в период вегетации из корневища появляются листья, которые свернуты улиткой. В скрученном состоянии им легче преодолеть препятствия и появиться над землей. Главные отличительные черты папоротников:

• отсутствие побегов, которые несут в себе спорангии;
• макрофилия – наличие крупных листов;
• отсутствие камбия – особой образовательной ткани, которая есть в корнях и стеблях.

Корневище

В ходе роста корневище папоротника иногда меняет структуру. Во время деления зигота образует 4 клетки. Из них возникает гаустория, корень, лист и стебель. Получается, что в период развития листья и корень являются равноценными органами. Они развиваются быстрее стебля, поэтому появляется лист с небольшим укоренением у основания. Черешок первого листика образует меристематический бугорок, из которого затем появляется новый листочек с корневищем в основании.

Следующий лист возникает из описанного ранее бугорка. Основания всех появившихся листьев формируют корневище. Во время онтогенеза такое корневище иногда меняется на обычное (не листовое), при этом из точки роста (бугорка) появляется стебель с зачатками листочков.

У этих растений на корневищах появляются придаточные корни. Во время формирования побегов они появиться не могут. Корни папоротниковых способны жить 4 года.

Стебель

У растения имеется укороченный надземный стебель, он является продолжением одревесневевшего корневища. В составе стебля механическая и проводящая ткань, помимо этого содержится эпидермис. Ткань имеет сосудистые пучки. Благодаря этому растение достигает больших размеров.

От стебля ежегодно отрастают новые листья. Точкой роста при этом выступает вершина корневища. Довольно часто в умеренном климате стебель папоротника полностью скрыт под землей или растет горизонтально.

Листоподобные органы

Распускающиеся листья появляются в свернутом виде. Они покрыты множеством чешуек коричневого цвета. Растут очень медленно. Каждый лист имеет крупные размеры, при этом рассечен на много маленьких листочков. Зимой в умеренном климате они отмирают.

Листья необходимы растению не только для фотосинтеза, но и размножения. На их нижней стороне появляются сорусы (специальные бугорки), в них образуются споры. После созревания они выпадают из бугорков и разносятся ветром. При наличии благоприятных условий они прорастают в гаплоидный заросток.

Богатый химический состав позволяет широко использовать папоротник. Он применяется в кулинарии, флористке, народной медицине. С помощью этих растений часто украшают газон и используют их для домашнего выращивания. В горшках обычно выращивают такие сорта, как Асплениум, Нефролепис, Птерис, Костенец.

Источник

Папоротникообразные

Папоротникообразные образуют целый отдел в царстве растений. Они имеют свои особенности строения и размножения.

Строение

Особенностями папоротникообразных растений являются крупные, рассечённые листья, называемые вайями. Лист растёт долго, несколько лет. Также папоротники имеют крупные корневища (видоизменённые побеги), от которых отходят придаточные корни.

Среди папоротников есть травянистые и древовидные формы. Древовидные встречаются только в тропических и субтропических областях. В наших широтах папоротники – это травянистые растения, обитающие в лесах, за исключением двух водных видов (сальвинии).

Размножение

Папоротники – споровые растения. На нижней стороне листьев располагаются спорангии – органы, в которых созревают споры.

Созревшие споры высыпаются и могут при отсутствии влаги долго находиться в покое. При благоприятных условиях из споры вырастает заросток. Это маленький листок, размером 0.5-3 см. Обычно заросток живёт несколько месяцев, но может и 10-15 лет.

которые читают вместе с этой

Заросток не превращается в знакомый нам папоротник, это другое поколение, которое называется гаметофитом. На нём развиваются гаметы (половые клетки).

Гаметы способны двигаться в воде. Во влажную погоду мужская и женская гаметы сливаются в одну клетку (зиготу), из которой вырастает знакомый нам папоротник (спорофит), т. е. поколение, на котором созревают споры. Процесс слияния гамет называется оплодотворением.

Таким образом, у папоротников происходит чередование полового (гаметофита) и бесполого (спорофита) поколений.

Рис. 2. Фото гаметофита папоротника.

Оплодотворение возможно только в воде. Поэтому папоротники распространены в увлажнённых местах.

Многообразие

Особенно широко папоротникообразные были распространены в древности, в каменноугольном периоде (карбоне). Они составляли карбоновые леса, превратившиеся теперь в залежи каменного угля. В наше время насчитывается около 11 тысяч видов папоротникообразных.

Чтобы понять какие растения относятся к папоротникообразным, не нужно идти в лес. Многие их виды являются комнатными декоративными растениями:

Также они выращиваются в открытом грунте, на клумбах.

Наиболее известные наши лесные виды – это орляк обыкновенный и щитовник мужской.

Среди тропических папоротников есть немало эпифитов, растущих прикреплёнными к другим растениям, но не паразитирующих на них.

Таблица «Папоротникообразные»

Группы папоротников

Особенности размножения

Отличия от других групп растений

Вегетативное (обломками побегов) и споровое, споры зимуют на дне, весной всплывают и прорастают в гаметофит

Плавающие и подводные листья, споры развиваются на подводных

Чередование спорофита и гаметофита

Высота 5-10 (до 25) м, Листья длиной 5-6 м

Чередование спорофита и гаметофита

Споры развиваются на листьях в мешочках-спорангиях

Листья развиваются несколько лет под землёй

Что мы узнали?

Несмотря на то, что пик развития папоротникообразных пройден в далёком прошлом, их следует признать процветающей группой растений. Папоротникообразные встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды. Некоторые их виды заселяют обширные территории. Для папоротников характерны: крупные листья, чередование полового и бесполого поколений, зависимость процесса оплодотворения от воды, долгий рост заростка и листьев.

Источник