Папоротники – многолетние травянистые растения. Они растут во влажных тенистых местах, чаще под пологом леса и по сырым оврагам.
Особенно велико разнообразие папоротников в тропических лесах. Там они растут не только на земле, но поселяются на ветвях и стволах деревьев. В тропической Азии, в Австралии, в Центральной и в Южной Америке встречаются древовидные папоротники, которые внешне напоминают пальмы. В нашей стране древовидные папоротники можно увидеть в оранжереях ботанических садов.
У папоротников есть не только стебли и листья, как у мхов, но и корни. У папоротников наших лесов имеются корневища. На корневище образуются придаточные корни и листья с длинными черешками. В клетках листьев папоротников имеется хлорофилл; поэтому они, как и все зеленые растения, сами образуют органические вещества из неорганических. Эти вещества используются для питания растения и откладываются в запас в корневище. Корневища некоторых папоротников ядовиты.
Если летом приподнять лист папоротника, на его нижней стороне можно увидеть маленькие бурые бугорки – сорусы. В бугорках находятся кучки мелких мешочков, в которых созревают споры. Мешочки со спорами можно рассмотреть только под микроскопом.
Созревшие споры выпадают, разносятся ветром, попадают в благоприятные условия и прорастают, как споры мха. Но из проросшей споры папоротника развивается маленькая зеленая пластинка диаметром в несколько миллиметров. Это заросток папоротника. Он живет самостоятельно, прикрепляясь к почве ризоидами.
На нижней стороне заростка развиваются мужские гаметы – сперматозоиды и женские гаметы – яйцеклетки. Под заростком задерживаются капельки росы или дождевой воды. По воде сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам. Происходит оплодотворение. Из зиготы развивается зародыш. Зародыш сначала получает питательные вещества от зеленого заростка. Он растет, и постепенно развиваются корень и очень короткий стебель с первым листом. Со временем из заростка развивается растение, которое мы обычно называем папоротником.
Древние папоротникообразные и образование каменного угля. Около 300 млн лет назад был влажный и теплый климат. Шли теплые ливневые дожди. Это вызывало разливы рек, образование озер и заболачивание почвы. При этом хорошо развивались древние папоротникообразные.
У папоротников, плаунов и хвощей имелись корни, стебли и листья, благодаря чему они были лучше приспособлены к наземному образу жизни, чем мхи. Они образовывали значительно больше спор и, следовательно, могли успешнее размножаться. Это привело к господству папоротникообразных на суше в каменноугольный период истории развития планеты. В этот период папоротникообразные не только росли по берегам водоемов, но и образовывали необыкновенные леса из древовидных гигантских растений. Некоторые деревья этих лесов достигали в высоту почти 40 м. Под пологом таких деревьев существовали и небольшие растения, напоминавшие современные мхи, папоротники, хвощи и плауны.
Среди ветвей деревьев, размножавшихся спорами, еще не было ни одной птицы. В мрачном безмолвном лесу летали огромные стрекозы. По земле ползали насекомые, пауки и скорпионы.
Многоводные реки во время разливов сносили упавшие деревья на мелководья, покрывали их там илом и песком. Под давлением наносов и воды деревья спрессовывались и за многие миллионы лет без доступа кислорода превращались в каменный уголь.
Наряду с растениями, размножавшимися спорами, в каменноугольном периоде существовали своеобразные папоротники. На их листьях встречались образования, которые можно считать примитивными семязачатками. Это удалось установить в результате изучения отпечатков и окаменелостей древних растений, найденных в пластах осадочных пород.
Каменный уголь используют теперь как один из лучших видов топлива и как сырье для химической промышленности. На каменном угле работают паровозы, паровые котлы тепловых электростанций, фабрик и заводов. Из угля получают горючий газ и другие продукты. Из него вырабатывают анилиновые краски, лаки, пластмассы, лекарства и многое другое.
Пройти тест по разделу ВопросыПапоротникообразные – группа высших споровых растений. К ним относятся папоротники, хвощи, плауны, которые растут преимущественно в увлажненных тенистых местах, все они имеют корни, листья, стебли. Подземные части папоротника представлены корневищем, от которого отходят корни, а наземные представлены особыми листьями (Рис.1).
Рис. 1. Строение папоротника
У папоротника не совсем обычные для нас листья, они существенно отличаются. Лист папоротника растет неограниченное время, на нижней части которого располагаются споры в мешочках-спорангиях (Рис. 2).
Рис. 2. Лист папоротника и спорангии (мешочки со спорами) на нем
У цветковых растений мы никогда не увидим спорангиев на нижних частях листьев, поэтому мы можем сказать, что у папоротника не совсем листья, а особые образования, которые являются средним между веткой и листом. Папоротники – древние растения, и у них эти части не такие совершенные, как у привычных для нас цветковых растений.
Листья папоротника называются вайи, в нижней части которых располагаются спорангии со спорами, эти спорангии выглядят как небольшая люстра (Рис. 3).
Рис. 3. Строение папоротника: вайи, сорус и индузия
Для защиты спорангиев служит особый вырост, который, как зонтик, закрывает пучок спорангиев, носящих название сорус, а вырост в виде зонтика называется индузия.
В старину люди ходили искать чудесный цветок, считая, что он наделен волшебной силой: помогает найти клады, скрытые в земле. Но давно уже известно, что у папоротников цветков нет. Они, как и мхи, размножаются не семенами, а спорами (Рис. 4).
Рис. 4. Жизненный цикл папоротникообразных
Перед нами бесполое поколение – спорофит. Созревшие споры выпадают, разносятся ветром, попадают в благоприятные условия и прорастают, как споры мха. Из спор вырастает половое поколение папоротника, которое совершенно не похоже на бесполое. Из проросшей споры папоротника развивается маленькая зеленая пластинка, похожая на сердечко диаметром в несколько миллиметров. От нижней стороны этого сердечка, называемого гаметофит, отходят тонкие ниточки – ризоиды. Этот заросток папоротника живет самостоятельно, прикрепляясь к почве ризоидами. У гаметофита есть небольшие мешочки, в которых созревают яйцеклетки, а в мешочках, расположенных по краям, созревают сперматозоиды. Под заростком задерживаются капельки росы или дождевой воды, по воде сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, происходит оплодотворение и там, где были яйцеклетки, образуются зиготы – оплодотворенные яйцеклетки, первые клетки нового организма. Из зиготы в чередовании поколений всегда вырастает спорофит, новое бесполое поколение. Вот так и замыкается этот жизненный цикл папоротника. Бесполое поколение папоротникообразных является крупным и долгоживущим, а половое поколение крохотное по размерам и достаточно быстро отмирает. Папоротникообразные в чередовании поколений, в отличие от мхов, сделали ставку на бесполое поколение, так как именно оно доминирующее и долгоживущее, а половое необходимо лишь для оплодотворения.
Мы рассмотрели большую группу высших растений – папоротникообразные. Выяснили, что они имеют надземные и подземные стебли, листья и настоящие корни, рассмотрели их жизненный цикл.
Список литературы
1. Пасечник В.В. Биология 6 класс. Бактерии, грибы, растения. – Дрофа, 2011.
2. Корчагина В.А. Биология 6-7 классы. Растения, бактерии, грибы, лишайники. – 1993.
3. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Кучменко В.С. Биология 6 класс. – 2008.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Интернет портал «Прекрасный мир растений» (Источник)
2. Интернет портал «Все для подготовки ЕНТ» (Источник)
3. Интернет портал «Биология и медицина» (Источник)
Домашнее задание
1. Где у папоротников образуются споры?
2. Каково строение папоротника?
3. Как размножаются папоротники?
Папоротникообразные образуют целый отдел в царстве растений. Они имеют свои особенности строения и размножения.
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).
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.
ТОП-4 статьикоторые 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.
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.
Группы папоротников
Особенности размножения
Строение
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
Стволы не ветвятся
Чередование спорофита и гаметофита
Споры развиваются на листьях в мешочках-спорангиях
Листья развиваются несколько лет под землёй
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.