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
Отдел папоротниковидные. Divisio polypodiophyta
Отдел папоротниковидных включает высшие растения, которые, видимо, произошли от риниофитов. Спорофит резко преобладает над редуцированным гаметофитом. По внешнему виду папоротники, включая крупные древовидные, а также лианоподобные формы, чрезвычайно разнообразные. Размеры наиболее крупных достигали в высоту 20-30 м, тогда как самые мелкие не превышают нескольких миллиметров. Стебель прямой или изгибающийся, обычно простой или разветвленный. Чаще разветвляется нижняя часть стебля, образуя подземное корневище. У древних палеозойских форм нередко стебель ветвился и в верхней части растения. Стела современных папоротников состоит из отдельных закрытых пучков, у которых ксилема окружена флоэмой (диктиостела); реже наблюдается протостела и сифоностела.
Рис. 53. Отдел Polypodiophyta (D2-Q) а — общий вид многоперистого (I, II) современного папоротника; 6 — жилкова- ние перышка; в — Archaeopteris (D3—С,), перо со спорангиями; г-д — Nemeicop- teris (С-Р)): г — фрагмент пера, д — реконструкция (в — Daber, 1983; г, д —
Листья преимущественно крупные, как правило, сложно рассеченные, редко цельнокрайние. Длина листьев от 2 мм до 30 м. Рассеченный лист (или вайя) состоит из перьев, которые отходят от основной оси — рахиса. Каждое перо в свою очередь подразделяется на перышки, или сегменты. Вайи могут быть не только простыми — одноперистыми, но и сложными — многоперистыми. Многоперистые вайи состоят из перьев нескольких порядков. Расположение перьев и перышек, а также форма и жилкование последних чрезвычайно разнообразны (рис. 53, 54).
Рис.54. Отдел Polypodiophyta (D2-Q)
a— Cladophlebis (P-Q); 6- Clathropteris (T-K,)
Спорангии папоротников располагаются преимущественно на нижней стороне листа или по его краю; они имеют различную форму, чаще всего группируясь в сорусы или срастаясь в синангии. У большинства папоротников споры равных размеров (равноспоровые). Для водных папоротников характерна разноспоровость. Споры имеют трех- или однолучевую щель разверзания. Из спор развивается гаметофит, существующий как самостоятельное растение (см. рис. 38). Папоротниковидные, так же как хвщевидные и плауновидные, характеризуются резким преобладанием спорофита над гаметофитом.
Рис. 55. Строение перышек настоящих папоротников и птеридоспермов
а-г — формы перышек и типы их прикрепления: а — сфсноптероидный (D2-Q). б — алетоптсроидный (C-Q), в — пскоптероидный (С-0), г — невроптсроидный (C-Q); д~з — типы жилкования: д-ж — перистое, з — сетчатое; и, к — отдел папоротниковидных: и — Dictyophyllum (T-J), к — Osmunda (J-P); л — отдел голосеменных Linoptcris (C2)
Папоротниковидные известны со среднего девона, в современной флоре они занимают значительное место, уступая мхам, покрытосеменным и хвойным. Число современных родов достигает 300, а число видов оценивается в 10 000. Сейчас произрастают преимущественно травянистые формы, лишь в тропиках и субтропиках встречаются лианоподобные и древовидные растения высотой до 12 м.
Преимущественно изолированное нахождение в ископаемом состоянии листьев и органов спороношения крайне затрудняет естественную систематику папоротников. А так как некоторые голосеменные (порядок Cycadofilicales) имеют листья такой же формы, что и папоротниковидные, то не всегда можно уверенно определить принадлежность стерильных листьев даже к отделам. В связи с этим для стерильных листьев папоротниковидных и некоторых голосеменных была предложена искусственная классификация, в основу которой положены тип прикрепления, рассеченность и жилкование перышек (рис. 55).
От папоротниковидных в отложениях верхнего девона сначала был найден стебель с простыми и спороносными листьями (род Archaeopteris), а потом ствол (род Callixylon). Вероятно, листья (род Archaeopteris) и ствол (род Callixylon) являлись частями одного рас- тения. У археоптериса клиновидные перышки с веерным жилкованием (см. рис. 53). Спороносные листья представляли собой тонкие усикоподобные образования со спорангиями на тонких ножках, несущих в одних случаях крупные, а в других — мелкие споры (разноспоровые). Археоптериевые были высокими деревьями (диаметр ствола до 1 м). В отложениях верхнего девона листья археоптериса очень многочисленны, поэтому нередко говорят о позднедевонской археоптерисовой флоре. Поздний девон — ранний карбон.
Необходимо отметить, что род Archaeopteris наряду с группой близких родов обладал признаками как папоротниковидных, так и голосеменных. Наиболее высокоорганизованные разноспоровые папоротники, почти достигшие уровня голосеменных растений и являющиеся их предками, нередко выделяются в самостоятельную группу — прогимноспермы (предголосеменные).
НАДОТДЕЛ СЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ. SUPERDIVISIO SPERMATOPHYTA
(греч. sperms — семя; phyton — растение)
Семенные растения характеризуются следующими признаками: 1. Размножение осуществляется с помощью семян. Общий признак голосеменных и покрытосеменных растений — наличие семени, но у голосеменных отсутствует завязь, поэтому семя считают голым. 2. Мегаспоры созревают на спорофите и не покидают его. 3. Гаметофит не существует как самостоятельное растение. 4. Впервые появляется сосудистая система.
К семенным растениям отнесены два отдела: пинофиты, или голосеменные, и магнолиофиты, или покрытосеменные. Семенные растения появились в позднем девоне, в современной флоре они резко преобладают над споровыми.
Источник