Характерные особенности папоротников. Папоротникообразные

Папоротникообразные – это группа споровых растений, которые обладают проводящими тканями (сосудистыми пучками). Предполагают, что зародились они более 400 млн. лет назад, еще в палеозойский период.

Предками считают ринофитов, но папоротникообразные растения в процессе эволюции приобрели более сложную систему строения (появились листья, корневая система).

Признаки папоротникообразных

Для папоротникообразных характерны следующие признаки:

Разнообразие форм , жизненных циклов, системы строения. Насчитывается три сотни родов и примерно 10 тыс. видов растений (самые многочисленные из споровых).

Высокая устойчивость к переменам климата , влажности, образование огромного количества спор – причины, которые привели к расселению папоротникообразных по всей планете. Встречаются в нижних ярусах леса, на скалистой поверхности, возле болот, рек, озер, разрастаются на стенах заброшенных домов и в сельской местности. Самые благоприятные условия для папоротниковых растений – это наличие влаги и тепла, поэтому наибольшее разнообразие можно встретить в тропиках и субтропиках.

Всем папоротникообразным для оплодотворения нужна вода . Они проходят два периода в жизненном цикле:

• Продолжительный бесполовой (спорофит);
• короткий половой (гаметофит).

Когда спора попадает на влажную поверхность, сразу активируется процесс прорастания, наступает половая фаза. Гаметофит крепится к земле с помощью ризоидов (образования похожие на корни, нужны для питания и прикрепления к субстрату) и начинает самостоятельный рост. Новообразовавшееся росток формирует мужские и женские половые органы (антеридии, архегонии), в них идет образование гамет (сперматозоидов и яйцеклеток), которые сливаются и дают жизнь новому растению.

Во время раскрытия спорангии (место созревания споровых клеток) высыпается множество спор, но выживает только их часть, ведь для дальнейшего роста нужна влажная среда и теневая местность.

Вьющиеся по земле папоротники могут размножаться вегетативно, листья, соприкасаясь с почвой, при достаточной влажности дают новые ростки.

Стебли папоротниковых имеют множество разнообразных форм , но уступают по размерам листве. Когда стебель на верхушке несет листья, его называют стволом, он снабжен ветвящимся корнем, который придает устойчивости древовидным папоротникам. Вьющиеся стебли называют корневищем, могут простилаться на значительные расстояния.

Папоротники никогда не цветут . В давние времена, когда люди не знали о споровом размножении, существовали легенды о цветке папоротника, который обладал магическими свойствами, кто найдет его, тот обретет неведомую силу.

Прогрессивные черты в строении папоротникообразных

Появились корни , они придаточные, то есть первоначальный корень в дальнейшем не функционирует. Заменяется на корни, проросшие из стебля.

Листья еще не имеют типичного строения , это совокупность ветвей расположенных в одной плоскости под названием вайя . В них находится хлорофилл, за счет которого происходит фотосинтез. Вайи также служат для размножения, на обратной стороне листа находятся спорангии, после их дозревания, происходит раскрытие и высыпание спор.

Взрослые папоротникообразные – диплоидные организмы .

Классификация Папоротникообразных по классам

Настоящие папоротники – самый многочисленный класс. Представитель щитовник мужской – многолетнее растение, достигает высоты до 1 м. Корневище толстое, короткое, укрыто чешуйками, на нем расположены листья. Растет на влажной почве в смешанных и хвойных лесах. Орляк обыкновенный обитает в сосновых лесах, достигает больших размеров. Быстро размножается, хорошо приживается, поэтому может занимать значительные территории, если использовать его в парках или садах.

Хвощевидные – травянистые папоротники, растут от нескольких сантиметров до 12 метров (хвощ гигантский ), при этом диаметр стебля около 3см, поэтому чтобы развиваться их необходимо использовать другие деревья как опору. Листва видоизменена до чешуй, стебель равномерно разделен узелками на междуузелковые участки. Корневая система представлена придаточными корнями, в почве также находится часть корневища, которое может формировать клубни (органы вегетативного размножения).

– относятся к древним видам растений, которые населяли нашу планету в Каменноугольный период. Присутствует стебель, до середины погруженный в почву, корни придаточные. Сейчас они постепенно отмирают, встречаются только в тропических поясах. Обладают огромными двухъярусными листьями, до 6 метров длиной.

Ужовниковые – наземные травянистые растения до 20см в высоту (есть исключения, которые достигают 1,5м длинны). Представители имеют толстый корень, не дающий ответвлений. Корневище, например, у гроздовника полулунного короткое, не разветвляется, а у червеколосника — вьющееся, распространяется по земле.

– водные папоротниковые растения (населяют водоемы Африки, южной Европы), которые имеют корень для крепления к сильно увлажненной почве. Они разноспоровые, отдельно развиваются мужские и женские гаметофиты. После дозревания взрослая особь отмирает, а сорусы опускаются на дно, из которых весной выйдут споры и поднимутся с глубины на поверхность воды, где происходит оплодотворение. Используются, как растения для аквариумов.

Значение папоротникообразных растений

Остатки папоротников дали залежи полезных ископаемых: каменного угля, который широко используется в промышленности (как топливо, химическое сырье). Некоторые виды вносят как удобрение.

Папоротники — это еда и дом для низших животных. Выделяют кислород в процессе фотосинтеза.

Красота растений привлекает ландшафтных дизайнеров, поэтому их выращивают как декорации. Некоторые виды можно использовать в пищу (листву орляка).

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.

Рис. 1. Фото спорангиев папоротника.

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 статьи 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:

• асплениум;
• нефролепис;
• адиантум.

Также они выращиваются в открытом грунте, на клумбах.

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

Рис. 3. Фото папоротникового тропического леса.

Таблица «Папоротникообразные»

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.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.2 . Всего получено оценок: 505.

Какие особенности размножения папоротников, Вы узнаете из этой статьи.

Папоротники: особенности размножения

Как и мхи, папоротники в своем жизненном цикле проходят чередование двух поколений – спорофит и гаметофит. Только вот у папоротникообразных преобладает спорофит. В клетках спорофита помещен двойной набор хромосом, а гаметофита набор из одной хромосомы.

Преимущественно растения размножаются спорами, однако возможно увеличение новых организмов при помощи разрастания корневой системы и при расселении. Есть еще один способ – половое размножение половыми ветками в месте, где уже есть заросток, который пророс из споры.

На нижней стороне листьев папоротника (вайях) образуются бугорки из спорангиев. В спорангиях развиваются споры с одинарным набором хромосом. Созрев, они разлетаются на ветру или распространяются водой.

Когда спора попадает в благоприятные условия, она вырастает заростком — гаметофитом. Папоротниковый заросток имеет вид маленькой зеленой пластины. Но она уже готова питаться самостоятельно, прибегая к процессу фотосинтеза. При помощи ризоидов, корнеподобных образований, заросток прикрепляется к земле и вместе с водой всасывает минеральные вещества. В нижней его части развиваются половые клетки: яйцеклетки и сперматозоиды. Сперматозоид может подплыть к яйцеклетке и ее оплодотворить в тот момент, когда вода накопится под заростками.

В результате образуется зигота с объединенным набором хромосом обеих клеток – спорофит. Зигота со временем превращается в зародыш, который в период начальной стадии своего развития питается за счет заростка. Когда зародыш обзаводится своим корнем и зелеными частями, он питается уже самостоятельно.

Позже он прорастает во взрослый папоротник спорофит.

Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какие особенности размножения папоротникообразных.

Папоротниковидные (Pterophyta) – отдел высших растений, известный с девона и занимающий промежуточное положение между псилофитами и голосеменными . В отличие от моховидных папоротники имеют проводящую ткань, доставляющую воду и питательные вещества ко всем органам. У папоротников есть хорошо развитые листья и стебель, у многих - корневище (с придаточными корнями), однако нет ни цветков, ни семян.

Как и у всех высших растений, для папоротниковидных характерно чередование двух поколений с явным преобладанием бесполого (спорофита ). Спорофит папоротника – травянистое или древовидное растение с крупными перистыми листьями, спирально свёрнутыми в почках. Характерно чрезвычайное разнообразие форм; они бывают подземными и надземными, прямостоячими и вьющимися, простыми и ветвистыми. Длина стеблей современных папоротников варьирует от нескольких сантиметров до 25 м. Основную опорную функцию стеблей выполняют клетки коры. У папортников отсутствует камбий, в связи с чем у них не образуются годичные кольца, а рост и прочность ограничены. Проводящая ткань не так совершенна, как у семенных растений: так, ксилема у большинства из них образована не сосудами, а трахеидами, флоэма – ситовидными клетками, а не ситовидными трубками.

У папоротников ещё нет настоящих листьев. Но они сделали в их направлении первые шаги. То, что у папоротника напоминает лист - вовсе не лист, а по своей природе - целая система ветвей, да ещё расположенных в одной плоскости. Так это и называется - плосковетка, или вайя, или, ещё одно название, - предпобег. Несмотря на отсутствие листа, у папоротников есть листовая пластинка.

Папоротники размножаются спорами и вегетативно (вайями, корневищами, почками, афлебиями и так далее). Кроме этого, для папоротников характерно и половое размножение как часть их жизненного цикла.

На нижней стороне листа созревают спорофиллы , иногда собранные в группы – сорусы . У некоторых папоротников листья или их отдельные фрагменты дифференцированы на зелёные и спороносные. Споры попадают на землю и прорастают в обоеполые гаметофиты (заростки). Это нежные недолговечные пластинки сердцевидной формы диаметром около 1 см с рассеянными на поверхности половыми органами – антеридиями и архегониями , в которых созревают гаметы. Заросток укореняется одноклеточными ризоидами и способен к фотосинтезу. Гаметы возникают путём митоза из материнских клеток. Архегонии выделяют химические вещества (например, яблочную кислоту), «привлекающие» сперматозоиды (хемотаксис). Оплодотворение обычно перекрёстное. Многожгутиковые сперматозоиды из антеридия с капельножидкой водой попадают в архегонии; один из них оплодотворяет яйцеклетку, в результате чего образуется зигота. Зигота интенсивно делится, прорастая прямо в архегонии в новый спорофит; заросток же увядает и отмирает.
Спорофиты могут размножаться также вегетативным путём. На листьях, лежащих на земле, могут образовываться новые растения, укореняющиеся затем в почве.

Отдел папоротниковидные включает один класс, подразделяемый на восемь подклассов. Современных папоротниковидных около десяти тысяч видов (300 родов).

Самый обширный современный подкласс – настоящие папоротники .

Настоящие папоротники расселены по всему миру; особенно много их в тропических дождевых лесах, где они составляют важный элемент горной растительности. В умеренном поясе они растут чаще всего в тенистых лесах, глубоких оврагах и на болотах. Одни виды папоротников засухоустойчивы и встречаются на сухих каменистых склонах и даже в пустыне. Их листья покрыты слоем воска, густыми волосками или чешуйками, предотвращающими потери воды. Листья других видов состоят из одного слоя клеток; отсутствие приспособлений для защиты от высыхания ограничивает их распространение местами, постоянно окутываемыми туманом. Некоторые папоротники селятся на ветвях деревьев.

Низкорослый, густо опушенный папоротник, достигающий высоты 10-20 см. Имеет толстое, короткое корневище.
Листья тускло-зеленые, с обеих сторон покрыты бурыми чешуйками и длинными волосками с толстоватым, блестящим черешком. Листовая пластинка, равная черешку или более длинная, в очертании продолговато-ланцетная, дважды перисторассеченная.
Сорусы располагаются по краю конечных лопастей близко друг от друга и сливаются. Покрывальце блюдцеобразное, волнистое, рассеченное на волосовидные доли, прикреплено под сорусом. Сорусы созревают во второй половине лета - начале осени.
На территории Карелии встречается редко, чаще в южных районах в трещинах скал.

Низкорослый папоротник, высотой 10-30 см, с коротким, толстым коричневым корневищем, на котором пучком располагаются листья.
Листья голые, тонкие, в очертании продолговатоланцетные, заостренные на верхушке, к основанию суженные, дваждыперисторассеченные. Черешки ломкие, обычно более короткие, чем пластинки. Довольно часто встречается на скальных обнажениях почти по всей территории Карелии, на севере - редко. Растение ядовито, особенно споры, содержащие синильную кислоту. Молодые листья имеют запах миндаля.

Характерная особенность страусника - четкое разделение вегетативных и спороносных листьев. Весной на корневище в воронковидной розетке развиваются крупные зеленые листья, а летом в центре воронки появляются 2-3 бурых спороносных листа меньших размеров. Вегетативные листья дважды перисторасеченные, с коротким черешком, на верхушке заостренные, к основанию постепенно сужающиеся. Спороносные листья зимующие, однажды перистые, с направленными вверх сегментами.

Страусник имеет толстое ползучее (корневище черно-бурой окраски. Высота растения 60-100 см. Встречается по всей Карелии местами - в сырых тенистых лесах, чаще в ельниках по берегам ручьев, образуя обычно почти чистые заросли. Отвар корневища в народной медицине используется как глистогонное средство. Находит применение как инсектицид. В качестве декоративного растения может разводиться для посадок в затененных и влажных местах садов и парков.

Сравнительно толстое корневище мужского папоротника располагается на незначительной глубине в почве. Верхушка его несколько возвышается над ее поверхностью и ежегодно выносит пучок, содержащий 5-7 листьев. Листья крупные, дваждыперистые, высотой 40-80 см. Конечные сегменты - с тупыми зубцами, никогда не заканчиваются игольчато. Черешки короткие, густо покрыты бурыми пленками. Вегетативные и спороносные листья не отличаются по форме, величине и окраске.

Хозяйственное значение папоротников невелико. Некоторые виды – декоративные растения в оранжереях. Экономическое значение папоротников не так велико по сравнению с семенными растениями. Пищевое применение имеют такие виды, как Орляк обыкновенный, Страусник обыкновенный, Осмунда коричная. Некоторые виды ядовиты. Наиболее токсичными из произрастающих в России папоротников являются представители рода Щитовник (Dryopteris), корневища которого содержат производные флороглюцина. Экстракты из щитовника обладают антигельминтным действием и используются в медицине. Вайи некоторых щитовников широко используются как зелёный компонент флористических композиций. Орхидеи часто выращивают в особом «торфе» из густо переплетённых тонких корней чистоуста. Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а на Гавайях их крахмалистую сердцевину используют в пищу.

В сегодняшней статье погрузимся в таинственный мир папоротниковидных растений и ознакомимся с основными особенностями их внешнего строения. Если тема вам интересна, продолжайте читать.

Как выглядят папоротники?

Папоротники – это зеленые растения, стебель к которых зарождается под землей, после чего выпускает листья , которые называют вайи. Изначально они имеют закрученную форму, на подобие панциря улитки, а затем постепенно разворачиваются, раскручиваются и приобретают знакомую плоскую форму.

Особенности внешнего строения папоротников:

• Отсутствие надземных корней – только подземное корневище;
• Крупные листья;
• Расчленение листа на перистые части;
• На нижней части листа в вегетативный период образуются спорангии;
• В спорангиях содержится необходимый для размножения объем спор;

Можно ли есть папоротник?

Казалось, что папоротник и еда – два несовместимых понятия, однако растение используется в кулинарии, хоть и не все сорта подходят для приготовления блюд.

Папоротники для кулинарии:

• Орляк;
• Страусник;

Листья этих видов папоротника представляют огромную пищевую ценность для организма человека. Во-первых, их побеги можно использовать как гарнир , во-вторых, добавлять в салат молодые, скрученные побеги , в-третьих, использовать, как приправу . По вкусу, как отмечают продвинутые кулинары, молодые листья папоротника похожи на грибы. В Азии папоротник употребляется из-за высокого содержания белка в листьях. Энергетическая ценность: 35 ккал на 100 грамм продукта, что делает папоротник идеальным диетическим блюдом.

Полезные свойства:

• Алкалоиды;
• Крахмал;
• Витамин Е;
• Каротин;
• Дубильные вещества;
• Рибофлавин;
• Витамин В2;

Химический состав оказывает обезболивающие, тонизирующие для нервной системы действие и выводит радионуклиды . По содержания белков папоротник обгоняет привычные нам зерновые культуры, к тому же он легко усвояем. Азиаты считают, что при регулярном употреблении в пищу, с помощью папоротника можно вырасти. Видимо, не все жители Востока знают этот секрет, но принцип действия белка и его большое содержание в листьях могут оказать такой эффект на организм при наличии противопоказаний.

Папоротник для лечения : утоляет боль, выгоняет глистов, тонизирующие ванны, обтирания.

Противопоказания: при неправильном, чрезмерном употреблении, если листья несовместимы с особенностями вашего организма, папоротник может нанести серьезный вред, так как растение может стать ядом. Не применять при анемии, туберкулезе, болезни почек, язв, других хронических заболеваний. Обязательно проконсультироваться с врачом.

↓ Пишите в комментариях, заинтересовала ли вас информация о папоротниках и их применении в кулинарии и в народной медицине? Решились бы попробовать приготовить блюда из их листьев?

(1 оценили, оценка: 10,00 из 10)