Растение папоротник

ПАПОРОТНИКОВИ́ДНЫЕ

ПАПОРОТНИКОВИ́ДНЫЕ (Pterido­phyta), от­дел выс­ших рас­те­ний. Вклю­ча­ет 3 вы­мер­ших клас­са (ри­ние­вые – Rhynio­phy­ta, кла­док­си­лее­вые – Cladoxylopsida и зи­гоп­те­рие­вые – Zygopteridopsida) и 4 совр. (пси­ло­то­вые – Psilotopsida, ужов­ни­ко­вые – Ophioglossopsida, ма­рат­тие­вые – Marattiopsida и мно­го­нож­ко­вые – Po­ly­podiopsida). Пред­ста­ви­те­ли двух по­след­них клас­сов из­вест­ны и в ис­ко­пае­мом со­стоя­нии. Ра­нее к П. от­но­си­ли в ка­че­ст­ве са­мо­сто­ят. клас­сов плау­но­вид­ные и хво­що­вые. Совр. ис­сле­до­ва­ния по­ка­за­ли их весь­ма от­да­лён­ное род­ст­во с П. От­дел на­счи­ты­ва­ет бо­лее 10 тыс. ви­дов (бо­лее 350 ро­дов), из ко­то­рых неск. со­тен ви­дов из­вест­ны в ис­ко­пае­мом со­стоя­нии. Поя­ви­лись П. в кон­це си­лу­ра. Совр. раз­но­об­ра­зие ви­дов П. поч­ти це­ли­ком при­хо­дит­ся на класс мно­го­нож­ко­вые, вклю­чаю­щий 38 совр. се­мейств (на 2008), сре­ди ко­то­рых ас­пле­ние­вые (Aspleniaceae), ги­ме­но­фил­ло­вые (Hyme­nophyllaceae), мно­го­нож­ко­вые (Polypo­dioceae), онок­лее­вые (Onocleaceae), ос­мун­до­вые (Osmundaceae), щи­тов­ни­ко­вые (Dryopteridaceae) и т. д. В клас­се ма­рат­тие­вых од­но совр. сем. ма­рат­тие­вые (Marattiaceae) и од­но вы­мер­шее – пса­ро­ние­вые (Psaroniaceae), на­счи­ты­ва­ет лишь ок. 200 ви­дов. Класс ужов­ни­ко­вые пред­став­лен од­но­имён. сем. ужов­ни­ко­вые (Ophioglossaceae) и 90 ви­да­ми, класс пси­ло­то­вые – сем. пси­ло­то­вых (Psilotaceae) и лишь 15 ви­да­ми. Мно­го­нож­ко­вые и ма­рат­тие­вые наи­бо­лее сход­ны с позд­ни­ми зи­гоп­те­рие­вы­ми, от ко­то­рых они, ве­ро­ят­но, и про­изош­ли.

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 2018-2024

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.

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.

Рис. \(1\). Строение папоротника

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.

Рис. \(2\). Лист со спорангиями

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 .

Рис. \(3\). Заростки папоротника

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.