48 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стебель папоротника описание

Какое строение папоротника — особенности листьев, корней папоротников

Папоротникообразные произрастают на планете Земля с незапамятных времен. Продолжительность их существования исчисляется миллионами лет. Растения имеют разнообразные жизненные формы, предпочитают влажные места обитания. Своеобразное строение папоротника делает его чрезвычайно приспособленным к выживанию.

Описание папоротниковидных растений

Что такое папоротник, есть разные версии. Ученые считают, что это прямые потомки древнейших растений – ринофитов. В процессе эволюции строение папоротникообразных стало более сложным, почему папоротники относят к высшим растениям, никого не удивляет. Это подтверждает:

  • циклическое развитие растений;
  • развитая система сосудов;
  • приспособленность к наземной среде;

Папоротник в природе

По определению, папоротник – это многолетнее растение, относится к роду споровых растений. На вопрос о папоротнике: это кустарник или трава, можно ответить утвердительно в обоих случаях. Иногда еще бывает деревом.

Дополнительная информация. При описании папоротников нельзя не вспомнить их разнообразную цветовую гамму, доставляющую эстетическое удовольствие. Эти растения часто становятся настоящим украшением участков. Их несомненное достоинство – устойчивость к болезням и вредителям.

Важно! Как известно, папоротники не цветут, но в славянской мифологии цветок папоротника стал символом вечной любви и счастья. В ночь на Ивана Купала влюбленные тщетно ищут мифический цветок.

Биологическая классификация папоротниковых

Огромное количество видов папоротникообразных усложняет их классификацию. Такие попытки делались еще древними учеными. Предлагаемые схемы часто не согласовываются между собой. Основами классификации современных папоротников стали строение спорангия и некоторые морфологические признаки. Все разновидности делят на древние и современные.

К отделу папоротников относят следующие семь классов сосудистых растений, как вымерших, так и современных:

  1. Аневрофитопсиды (Aneurophytopsida) – древнейшая примитивная группа.
  2. Археоптеридопсиды (Archaeopteridopsida) – тоже древние представители, которые напоминали современные хвойные деревья.
  3. Кладоксилопсиды (Cladoxylopsida) – есть версии, что эта группа представляет слепую ветвь эволюции.
  4. Зигоптеридопсиды (Zygopteridopsida или Goenopteridopsida) – переходная группа к современным видам.
  5. Офиоглоссопсиды или ужовниковые (Ophioglossopsida) – современные папоротники.
  6. Мараттиопсиды (Marattiopsida) – многолетние растения мелких и крупных форм.
  7. Полиподиопсиды (Polypodiopsida – многолетние или реже однолетние растения разных размеров). Подразделяются на три подкласса: Polypodiidae, Marsileidae, Salviniidae.

История видов папоротниковых растений

История папоротникообразных началась в эпоху динозавров – 400 млн. лет назад. В благоприятном для них теплом и влажном климате тропических лесов папоротники господствовали на Земле. Некоторые виды достигали 30 м в высоту. Со временем климатические условия кардинально изменились. Сколько должно было произойти природных катаклизмов, чтобы исчезли такие исполины, как динозавры и древовидные папоротники.

При всем разнообразии современных папоротников они сильно отличаются от древнейших растений, уступая им в размерах и разнообразии форм. Но и сегодня это самая большая группа споровых – 300 родов и более 10 тыс. видов. Широкое распространение папоротникообразные получили, благодаря экологической пластичности и удивительным особенностям размножения.

Важно! Благоприятные для папоротников климатические условия в наши дни сохранились в тропиках и субтропиках, где древовидные папоротники достигают 20 м.

Распространенность в природе, примеры видов

Когда и где растет папоротник, зависит от тепла и влажности местности. Местом обитания вездесущих растений могут быть:

  • нижний и верхний ярусы лесов;
  • болота, реки и озера;
  • овраги и сырые луга;
  • расселины скал;
  • стены домов;
  • обочины дорог.

В умеренных широтах можно встретить сотни травянистых представителей папоротников. Краткий обзор некоторых видов:

  1. Орляк обыкновенный. Легко узнаваем по листьям в форме раскрытого зонтика. Распространен в сосновых лесах, подходит для употребления в пищу.
  2. Щитовник мужской. Травянистое растение с листьями до 1,5 м в длину, встречается очень редко. Экстракт Щитовника используется в медицине как антигельминтное средство.
  3. Кочедыжник женский. Крупное растение с листьями изящной формы.
  4. Страусник обыкновенный. Крупный красивый папоротник. За счет длинных корневищ образует целые заросли. Используется в озеленении участков. Вареные листья Страусника съедобны.
  5. Осмунда. Растение с коротким корневищем и длинными блестящими листьями произрастает в Восточной Азии и Северной Америке.
  6. Многорядник. Его листья темно-зеленого цвета, расположены рядами.

Важно! Орляк настолько быстро растет, что его посадки следует ограничивать различными ограждениями, вкопанными в землю.

Для домашнего выращивания подходят:

Эти растения замечательно украшают домашний интерьер. Очень красив сорт Юниор с гофрированными листьями.

  1. Хецистортерис пумила и Азолла карилиниана – самые низкие растения. Их длина не превышает 12 мм.
  2. Эпифиты прекрасно себя чувствуют на деревьях и лианах.
  3. В горных районах можно встретить Венерин волос – удивительное растение с красивыми ажурными листьями.
  4. Древовидные стволы крупных папоротников в тропиках используют в качестве строительного материала.
  5. Marsilea quadrifolia прекрасно чувствует себя под водой.
  6. Дикраноптерис (Dicranopteris) имеет листовые черешки металлической прочности.

Редкие виды папоротникообразных:

  • Щитовник гребенчатый;
  • Фегоптерис связывающий;
  • Многорядник Брауна;
  • Асплений стенной;
  • Гроздовник многораздельный.
  • Папоротник Сальвиния плавающая занесен в Красную книгу Беларуси.

Важно! Растения с красивыми листьями имеют декоративное значение, часто используются в ландшафтном дизайне и при составлении флористических композиций.

Сколько живут папоротники

Вопрос «сколько лет живет папоротник» непростой. Продолжительность жизни зависит от места его произрастания и вида. В умеренных широтах наземная часть папоротника отмирает с наступлением холодов, в тропиках может расти несколько лет. Придаточные корни каждые 4 года заменяются новыми, непосредственно корневище сохраняет жизнеспособность до 100 лет. Эта особенность дает возможность растению выживать в любых условиях.

Особенности питания растения

Папоротникообразные питаются, добывая необходимые питательные вещества при помощи корней и листьев. Необходимые микроэлементы и воду растение всасывает из почвы. Листья участвуют в процессе фотосинтеза, преобразуя углекислый газ в органические кислоты. Так папоротник получает крахмал и сахар, нужные для жизнедеятельности всех органов.

Разбор строения папоротниковых растений

Предки папоротниковых растений имели примитивное строение. В процессе эволюции оно стало более сложным.

Стебли

Стебель папоротников малоразвит, небольших размеров. Его называют корневищем. Конечно, тропические папоротники с одеревеневшими стволами являются исключением. Вьющееся корневище может простилаться на большие расстояния.

Листья, вайи

Лист папоротника гораздо массивнее стебля. Они не совсем обычные, имеют отличительные особенности строения и роста, разнообразные формы. Чаще они рассеченные, перистые. Вайи – так называются листья у папоротника. Черешок листа прикреплен к подземной части стебля – корню или корневищу. Рассматривая их, трудно понять, где заканчивается стебель, и на каком уровне начинается лист. Интересная особенность вайи – рост верхушкой, которая представляет собой свернутый и постепенно разворачивающийся завиток в виде улитки.

Развитие листьев начинается в почках под землей и длится до двух лет. Только на третий год они могут появиться над землей. Вследствие верхушечного роста вайи папоротников достигают очень крупных размеров.

У большинства растений вайи участвуют в процессе фотосинтеза, вегетации и одновременно в образовании спор. Споры появляются в сорусах, которые расположены на нижней стороне листьев в виде одиночных или групповых бугорков.

Корневая система

Корневая система состоит из мощного корневища и многочисленных придаточных корней. Проводящая ткань на стебле и корнях всасывает воду и по сосудистым пучкам продвигает ее к листьям.

Органы размножения

Жизнь папоротника делится на два цикла: длинный бесполовой – спорофит и короткий половой – гаметофит. Органы размножения папоротника – спорангии, где находятся споры, расположены на нижней части листьев. Созревшие споры высыпаются из лопнувшей спорангии и разносятся ветром далеко от материнского растения. Спорообразование некоторые ученые сравнивают с цветением других растений.

Из огромного количества спор выживает только часть. Половая фаза начинается, когда спора прорастает при благоприятных условиях в гаплоидный заросток (гаметофит), который похож на зеленую пластину в виде сердца размером в несколько мм. На нижней стороне заростка формируются женские и мужские половые органы – антеридии и архегонии. Образовавшиеся в них яйцеклетки и сперматозоиды во влажную погоду сливаются, и образуется зигота, из которой развивается зародыш молодого растения – спорофит.

Растение может также размножаться вегетативным способом, когда на стеблях и корнях образуются выводковые почки. Это важно для любителей-садоводов, выращивающих некоторые виды на своих участках.

Важно! Замечено, что красивые редкие виды размножаются только спорами.

Сравнение с другими травянистыми растениями

Папоротниковидные – это папоротники, хвощи и плауны. Все они размножаются спорами и имеют общее происхождение.

У папоротников есть характерные отличительные признаки от других травянистых растений:

  1. От водорослей они отличается корневищем и сложными листьями.
  2. У мхов и папоротников происходит чередование поколений гаметофита и спорофита. У мхов преобладает гаметофит, у папоротник – спорофит. Наличие проводящей ткани в виде сосудистых пучков делает представителей папоротниковидных растений более приспособленными к наземному образу жизни.
  3. В отличие от цветковых растений, размножаются спорами и не цветут.

Благодаря богатому химическому составу, папоротник имеет полезные для людей свойства. Используется в лекарственных целях и в кулинарии, подходит для засолки. Народная медицина тоже не обошла своим вниманием чудесные растения.

Отдел папоротниковидные: общая характеристика, особенности. Сколько видов папоротников

Отдел папоротниковидные составляют сосудистые растения, к которым относится как современные, так и древнейшие высшие. Сейчас насчитывается около десяти тысяч видов различных папоротников, широко распространенных по всему миру, которые могут встретиться в любой точке планеты.

Общая характеристика папоротниковидных, виды, названия

Влажные тропические леса обладают наилучшими условиями для их произрастания. Здесь насчитывается наибольшее количество видов папоротников, которые растут не только на почве, но даже на стволах и побегах деревьев.

Папоротниковидные растения можно встретить в щелях скал, на болотах, озерах, стенах домов, дорожных обочинах. Темные участки тропических лесов идеальны для размножения лиановидных и древовидных папоротников, а многолетние плавающие обитают вблизи водоемов. Они не привлекают внимание, но они вездесущи, благодаря своей неприхотливости к произрастанию.

Папоротники наших лесов

В наших широтах, где климат умеренный древовидные папоротники нельзя встретить, зато многолетних травянистых видов папоротников достаточно много. Если посмотреть, сколько видов папоротников растет в России, то их будет около сотни. Наиболее распространенными папоротниками являются страусник обыкновенный, кочедыжник женский и японский, щитовник мужской, многорядники, листовик сколопендровый, орляк обыкновенный.

Растения, входящие в отдел папоротниковидные, отличаются от простейших низших, таких как водоросли, наличием стебля, корней и листьев, которые имеют свои особенности.

Стебли, корневища их строение

Стебель папоротников развит не сильно. Он непрочен и маленького размера. Исключениями, пожалуй, являются тропические древовидные папоротники, имеющие вид прямостоячих стволов, наверху которых имеется небольшая крона, состоящая из достаточно крупных листьев.

В большинстве случаев, травянистые папоротниковидные растения имеют короткий стебель, который называется корневищем. Корневища разделяются на два типа, в зависимости от формы и месторасположения листьев и корня.

К первому типу относятся корневища, у которых придаточный корень расположен на нижней стороне, а листья вверху. У второго типа поверхность корневища равномерно покрыта листьями и корнями. Корневища некоторых видов папоротника могут быть ядовитыми.

Читать еще:  Чем обработать хвойники осенью

Особенности листьев

Листья, по сравнению со стеблем, имеют большие размеры и гораздо массивнее. У некоторых видов папоротников листья могут вырастать до тридцати метров в длину. Большинство папоротниковых листьев обладают черешком и рассеченной перистой пластиной, которая имеет стержень, который является неким продолжением черешка.

Отрастающие от корневища молодые листья, имеют закрученный вид. Верхушечный рост папоротниковых листьев сохраняется на длительный срок. Этот факт достаточно интересен, так как такой рост для листьев высших растений абсолютно не типичен.

Помимо выполнения функций обеспечения растения важными органическими веществами, листья некоторых видов папоротников являются органами спороношения.

Размножение

Существуют виды папоротников, листья которых могут быть абсолютно разными. На одном и том же растении имеются листья стерильные, не имеющие спорангиев и листья, которые эти спорангии имеют. Такие листья называют фертильными, в переводе с латинского языка — оплодотворяющий.

Споры у большинства видов расположены в нижней части обратной поверхности листа. Как и у большей части высших растений, процесс размножения у папоротников происходит тогда, когда споры созревают. Особые образования, где развиваются споры, называются спорангиями. Большое скопление спор, расположенных близко друг к другу образуют сорусы. Они похожи на «мешочки», где хранятся споры.

После того как споры созрели, они выпадают, раздуваются ветром и попадают в комфортные для произрастания условия. Вскоре из проросшей споры образуется мелкая зеленая пластинка, имеющая диаметр всего несколько миллиметров, которая является заростком папоротника.

Гаметы

Этот заросток начинает самостоятельную жизнь, цепляясь к почве своими нитевидными образованиями. На его нижней стороне развиваются женские и мужские гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды). По каплям воды или росы, которая задерживается под заростком, сперматозоиды доставляются к яйцеклеткам, совершая тем самым оплодотворение.

Папоротниковидные голосеменные в корне отличаются от других видом. Главное отличие — это размножение растений пыльцой, а гаметы находятся внутри ее. Ветром пыльца разносится на большое расстояние. Семена образуются в шишках, они не имеют оболочки, поэтому называются голосеменные.

Ровесники динозавров

Отдел папоротниковидные является очень древним, он вместе с остальными растениями составлял растительный поверхностный слой почвы. В каменноугольный период на болотистых участках леса помимо огромных хвощей и плаунов росли древние папоротники, высота которых достигала тридцати метров.

На кусках каменного угля до сих пор остаются отпечатки больших листьев больших древовидных папоротников. Сейчас распространение папоротниковидных наблюдается по всей Земле, независимо от климата. Они встречаются как в жарких тропиках, так и в самых северных точках мира.

Времена года оказывают своё влияние и на растение папоротника. Весной оно начинает свой рост и развитие, а ближе к осени эти процессы останавливаются. У большинства видов происходит отмирание листьев, но существуют и такие виды, у которых происходит их перезимовка и они остаются зелеными, напоминая, что в условиях тропического климата, на фоне других постоянно зеленых растений, папоротники тоже остаются всё время зелеными.

Названия «папоротник» произошло от красивой формы листьев похожей на перо. В отличие от других высших споровых растений, папоротники имеют большое экологическое значение в природе, например, являются важной составляющей лесной экосистемы.

Хозяйственное применение

Отдел папоротниковидные, имеет широкое применение в хозяйстве. Так жители некоторых стран используют в пищу молодые побеги и сердцевину папоротников, имеющих вид дерева. Эти части маринуют и засаливают. К примеру, съедобным является «Орляк обыкновенный», который имеет большое содержание протеинов и крахмала в своих листьях.

Многие виды папоротников используются в качестве ингредиентов для создания лекарственных препаратов против кишечных паразитов. Очищающим эффектом обладает корень растения и используется для вывода шлаков и токсинов, а также им лечатся язвы, экземы, головные боли, раны. Корни могут поспособствовать полному восстановлению оптимального функционирования сердечно-сосудистой системы.

Декоративность листьев

Благодаря своим большим красивым и рассеченным листьям, папоротник часто используют в качестве украшения садов или парков. Например, папоротник «Марсилия четырехлистная» применяется в украшении водоемов и высаживается прямо в воду. Папоротник, который имеет название «нефролепис» уже давно используется, как декоративное комнатное растение, привлекая людей своими большими ажурными листьями.

Водные папоротники широко используются как украшения для аквариумов. Помимо декора, такие папоротники выполняют важнейшую роль обеспечения обитателей кислородом. Сколько видов папоротников бы не было, все они играют важную роль в жизни леса.

Ядовитые представители

Но стоит быть осторожным, ведь некоторые виды папоротников ядовиты. Растения семейства щитовниковых, являются самыми опасными, так как в содержании их корневищ содержатся токсичные производные флороглюцина. Тем не менее щитовник обладает медицинскими свойствами и используется для лечения гельминтоза.

Как мы видим, они обладают большим количеством полезных свойств, поэтому папоротники нужно оберегать. Посещая леса и парке не нужно обрывать растущий папоротник для украшения букетов, ведь листья этих древних растений при повреждениях быстро разрушаются и теряют свой внешний вид.

Растение становится непривлекательным, увядшим, поникшим и просто выбрасывается. Из-за таких действий количество этих древнейших растений, обладающих массой полезных свойств, снижается. Уникальные особенности папоротниковидных требуют относиться к ним с особой чуткостью.

Папоротникообразные растения. Признаки, строение, классификация и значение

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.

Папоротникообразные растения

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.

Щитовник мужской

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).

Мараттиевые – 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.

Гроздовник полулунный

Сальвиниевые – 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.

Сальвиниевые

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.

Применяются для изготовления лекарственных препаратов (антипаразитарных, противовоспалительных). Споры входят в состав оболочек капсул.

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).

Папоротник: виды, описание. Внешний вид спороносящего папоротника

Папоротники – древние представители флоры, господствовавшие на поверхности земного шара с доисторических геологических эпох. Они появились порядка четырехсот миллионов лет назад.

Доисторические и современные представители

В определенный период папоротники были доминантой древней флоры. Огромными размерами и невероятным биологическим разнообразием обладали эти виды растений. Папоротники в древности имели не только травянистые, но и древесные формы.

Читать еще:  Цветочный календарь на лето

Современные папоротники – это модифицированные формы некогда существовавших на Земле великанов из группы споровых растений. Впрочем, несмотря на утрату былого величия, в определенных ареалах они остаются вне конкуренции. Российские лесные массивы, занявшие умеренный пояс, затянуты местами густыми зарослями, сформированными страусником, орляком и другими разновидностями.

Места обитания

Представители отряда расселились по всему миру. Куда ни глянь в лесу любого континента, всюду увидишь папоротник. Виды его вездесущи, они широко распространились по Земле. Повсеместному произрастанию папоротниковидных способствуют разнообразные по очертаниям листья, превосходная экологическая пластичность, толерантность к влажным почвам.

Максимальное разнообразие отмечено у тех папоротниковых, что облюбовали влажные тропические и субтропические регионы, затянули в них сырые расщелины скал и горные лесистые участки. В умеренном поясе их обителью стали тенистые лесные массивы, горные ущелья, болотистые края.

Каков бы ни был внешний вид папоротника, растение обязательно заприметишь и в нижних, и в верхних ярусах леса. Отдельные разновидности, относящиеся к ксерофитам, рассыпались по скалам и уютно устроились на горных склонах. Папоротники из категории гигрофитов поселились в воде болот, рек и озер. Представители из группы эпифитов выбрали для жизни ветви и стволы деревьев-крупномеров.

Описание

Папоротники относятся к сосудистым растениям. Эта категория – объединение древних высших и современных папоротников, находящихся в промежуточной нише, по одну сторону которой располагаются риниофиты, а с другой — группа голосеменных растений.

У папоротниковидных, не в пример риниофитам, есть корневая система и листья, но нет семян, в отличие от голосеменных. В эпоху девона, века рыб и амфибий, папоротники, эволюционируя, дали жизнь отделу голосеменных растений, которые, в свою очередь, переродились в отряд покрытосеменных.

К отделу папоротниковидных отнесли единственный класс Polypodiopsida, сформированный восьмью подклассами, три из которых погибли во времена девона. В настоящий момент категория представлена 300 родами, объединившими порядка 10000 разновидностей. Эти споровые растения образовали самый обширный отряд.

Целым рядом отличительных особенностей обладает каждый папоротник. Виды несхожи по величине и внешнему облику, к тому же их жизненные формы и циклы весьма различны. Однако у растений есть характерные черты, выделяющие их на фоне представителей других отделов.

Среди них есть особи травянистых и древесных форм. Растения сформированы листовыми пластинками, черешками, модифицированными побегами, корневой системой с вегетативным и придаточным корнем. Внешний вид папоротника однотипен. Над подземным корневищем развивается красивая розетка, образуемая изогнутыми перистыми цельнолистовыми или ланцетовидными листьями, вернее, вайями.

Размеры растений варьируются в огромном диапазоне: от малюсеньких (не больше нескольких сантиметров), набивающихся в скальные расщелины или стенную кладку, до гигантских древовидных представителей – обитателей тропиков.

У папоротниковых отсутствуют истинные листья. Эволюционные трансформации наделили их прообразами листьев, выглядящих как система ветвей, уложенных в одну плоскость. Ботаники называют такое явление плосковеткой, вайей либо предпобегом. Внешний вид листа папоротника составляют сложные рассеченные вайи, которые бывают гладкими либо опушенными, тонкими либо кожистыми, светло- или темно-зелеными.

Предпобеги, развернувшиеся из улиткообразных зачатков, похожи на листовые пластинки современных цветковых растений. Плосковетки ажурные перисто-сложные насажены на прочные черешки – рахисы, похожие на веточки. Внешний вид листа папоротника с обратной стороны у повзрослевших особей представляет собой совокупность коричневых точек, спорангиев – вместилищ для спор.

Разновидности

Обитателями гор, лесов и прибрежных зон являются папоротники. Виды и названия этих растений – в какой-то степени отражение мест их произрастания. Представители папоротниковых отнесены к лесным, скальным (горным), прибрежно-болотным и водным группам. Среди лесных в отдельную подгруппу вынесены почвопокровные экземпляры. Многие из видов окультурены. Они успешно используются при формировании садово-парковых аранжировок.

Лесные папоротники

  • У страусника обыкновенного идеально-воронковидная розетка. Ее образуют длинные (до 1,7 метра) вайи. Внешний вид спороносящего папоротника напоминает фонтан. Его желто-зеленые листья схожи со страусовым пером, давшим наименование роду.
  • Для кочедыжника женского характерен раскидистый пучок из коротких, покрытых редкими чешуйками черешков и трижды перистых тонких пластинок. Именно он придает растению высотой в один метр декоративность.
  • Отличительная черта кочедыжника японского – пурпурная расцветка жилок и серебристые оттенки предпобегов.
  • Щитовник шартрский – компактное растеньице высотой 30-50 сантиметров, обладающее темно-зеленой пластинкой листа с треугольно-яйцевидными или продолговатыми очертаниями.
  • Внешний вид спороносящего папоротника щитовника мужского определяют жесткие блестящие плосковетки.
  • У многорядника Брауна толстое восходящее корневище скрыто под мощной плотной темно-зеленой розеткой дваждыперистых листьев. Длинные волоски и бурые яйцевидно-ланцетные чешуйки сплошь покрывают коротенькие черешки, рахис и корневище растения.
  • Многорядник щетинконосный – обладатель зеленых кожистых блестящих предпобегов, сидящих на волосистых черешках, с которых свисают «лохмотья».

  • Среди увлажненных затененных скал и западин встречается интересный папоротник – листовик сколопендровый. По-другому растение называют «олений язык». Оно отличается от других видов оригинальной языковидной формой ярко-зеленых листьев. С нижней стороны глянцевые цельные вайи расчерчены линейными сорусами, различающимися по длине.
  • Когда в школе на уроке биологии учитель просит детей: «Опишите внешний вид папоротника», как правило, ученики рассказывают о самом распространенном и знаменитом виде растения – орляке обыкновенном. Его ажурные вайи не образуют розеток. Они тянутся по отдельности из шнуровидных корневищ. Листья, схожие с плоскими зонтиками на тоненькой длинной ручке, знакомы многим людям, совершающим лесные прогулки.

Почвопокровные папоротники

  • Среди тенистых лесов скрывается фегоптерис буковый – двадцатисантиметровое растение с темно-зелеными стреловидно-дельтовидными листовыми пластинками.
  • Голокучник Линнея поражает вайями своеобразной формы, сильноветвящимся корневищем, густо расползающимся по обширной площади. Вид листа папоротника, пристроившегося на длинном черешке, напоминает равносторонний треугольник, наклоненный горизонтально.
  • У перисто-рассеченных листовых пластинок с треугольными очертаниями и тонким жестким черешками голокучника Роберта темно-зеленая окраска. Вид наделен тонким коротким ползучим корневищем.
  • Кониограмме средней присущи такие отличия, как тонкие перистые яйцевидные вайи. Сорусы, располагающиеся по боковым жилкам, сливаясь, образуют сплошные полоски.

Скальные виды

Отдельные виды папоротников произрастают исключительно в горах, обживая скалы, щебенчатые и каменистые участки земли.

  • У изящного адиантума стоповидного оригинальная форма листьев, сливающихся в эфирное ажурное облачко.
  • Глянцевые простые темно-зеленые плосковетки – отличительная черта выразительной дербянки колосистой.

  • Пузырник ломкий – нежный папоротник. Виды других растений не имеют столь тонких и ломких черешков, как у пузырника, с некрупными вайями, рассеченными на крошечные доли.
  • Вудсия эльбская, способная формировать живописные картины в каменистых россыпях, наделена желто-зелеными продолговато-ланцетными листьями.
  • Дернистые корневища костенеца волосовидного с голыми перистыми листьями, суженными кверху, покрыты пленками черноватых оттенков.
  • Каменистые обнажения и стволы деревьев стали местом обитания многоножки обыкновенной, обладающей плотными перистыми вайями.
  • Скребница аптечная признана единственной сухолюбивой разновидностью папоротников.

Прибрежно-болотистые виды

  • Без сомнения, заслуживает внимания внешний вид спороносящего папоротника — щитовника гребенчатого. У плотных кожистых в очертании ланцетовидных листьев доли обладают треугольными и яйцевидными формами.
  • Представители телиптериса болотного, сливаясь, формируют на водной глади оригинальные сплавины.
  • Для осмунды королевской характерно образование мощной розетки-кочки, включающей отмирающие дваждыперистые вайи.
  • Розетка оноклеи чувствительной собрана из листьев двух типов. Вайи различаются формами листовых пластинок.
  • Сфагновые болота часто зарастают вудвардией виргинской – крупным растением с одинаковыми дваждыперистыми темно-зелеными листьями и насыщенно-коричневыми блестящими черешками.

Водные разновидности

  • Сальвиния — обитающий в воде редкий, нуждающийся в охране папоротник. Виды водных растений зачастую внешне совсем не похожи на своих собратьев, обосновавшихся в лесных массивах. Формой вайи сальвинии напоминают листья кувшинок.

  • У маленького растеньица – марсилии четырехлистной — с ширококлиновидно-округлыми, цельнокрайними плавающими листьями и ветвящимся корневищем крохотные спорокарпии, объединившись по 2-3 штуки, облепляют одну ножку в основании черешка. Очертания ее вайи обладают поразительным сходством с листьями клевера.

СПАДИЛО.РУ

Теория для подготовки к блоку №3 ОГЭ по биологии: система, многообразие и эволюция живой природы.
Теория для подготовки к блоку №4 ЕГЭ по биологии: система и многообразие органического мира.

Папоротниковые растения

Папоротники — наиболее древняя группа высших споровых растений, в который входят как современные папоротники, так и одни из древнейших высших споровых растений, появившихся около 400 млн. лет назад в девонском периоде палеозойской эры. В настоящее время их насчитывается около 300 родов и более 10 000 видов. Встречаются в различных экологических условиях. В умеренных зонах это травянистые растения, многолетние корневищные травы, наиболее распространенные во влажных лесах; некоторые растут на заболоченных местах и в водоемах, их листья отмирают на зиму. Во влажных тропических лесах встречаются древовидные папоротники с колоноподобным стволом высотой до 20 метров. На верхушке ствола находится крона из больших перистых вечнозеленых листьев.

Строение папоротников

Большинство папоротников имеет стебель лежащий, подземный или надземный. Корни и стебель состоят из хорошо дифференцированных тканей. Размеры и форма листьев у разных видов неодинаковы, но у большинства они большие, растут верхушкой, выводковые почки закладываются в мезофилле листа. Листья папоротниковидных — это гомологи стебля (кладодии), их называют вайями. Значительная часть надземных форм папоротников имеет два типа листьев — стерильные и спороносные (диморфизм листьев). В течение сухого сезона развиваются только спороносные листья. Эта форма диморфизма способствует распространению спор: спорангии возвышаются над окружающими листьями и подвергаются действию сухого воздуха и ветра. У древовидных папоротников обычно не бывает подобного диморфизма. Листок у них является одновременно и фотосинтезирующим, и спороносным органом.

Господствующей фазой в жизненном цикле папоротниковидных является спорофит. Почти у всех папоротников спорофит многолетний и лишь у немногих (у видов рода цератоптерис) — однолетний (он ежегодно отмирает, оставляя специальные спорофитные почки, дающие начало новым спорофитам). Спорофит папоротника имеет довольно сложное строение. От корневища вертикально вверх отходят листья, вниз — придаточные корни (первичный корень быстро отмирает). Часто на корнях образуются выводковые почки, обеспечивающие вегетативное размножение растений.

Размножение папоротников

Папоротники чередуют половое и бесполое размножение. Преобладает фаза спорофита.

Спорофит

Спорофит — диплоидная (2n) многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы и производящая споры. На спорофите в специальных органах — спорангиях — в результате мейоза развиваются гаплоидные споры (1n). У цветковых растений, голосеменных и сосудистых споровых (плауны, хвощи и папоротники) спорофит значительно крупнее гаметофита. Собственно, все, что мы обычно называем растением, и есть его спорофит.

Гаметофит

Гаметофит — гаплоидная (n) многоклеточная фаза в жизненном цикле растений, развивающаяся из спор и производящая половые клетки, или гаметы.

Развивается из гаплоидных спор. На гаметофите в специальных органах гаметангиях развиваются половые клетки, или гаметы. Гаметангии, производящие мужские гаметы, называются антеридии, а гаметангии, производящие женские гаметы — архегонии. Из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы развивается диплоидный спорофит, который первое время зависит от гаметофита.

Читать еще:  Туя садовая посадка и уход в открытом грунте

Спорангии находятся на нижней стороне листа, собраны кучками (так называемые сорусы). Сверху сорусы прикрыты покрывальцем. Споры рассеиваются при разрыве стенки спорангия. Число спор на одном растении достигает десятков, сотен миллионов, иногда миллиардов.

На влажной почве споры прорастают в маленькую зеленую сердцеобразную пластинку. Это заросток (гаметофит) прикрепляется к почве ризоидами. Заросток обоеполый (изредка однополый — у водных папоротников), на нем образуются антеридии и архегонии. Оплодотворение происходит в водной среде (во время росы, дождя или под водой — у водных папоротников). Из оплодотворенной яйцеклетки формируется зародыш спорофита, состоящий из гаустории — ножки, которой он врастает в ткани заростка и потребляет из него питательные вещества, зародышевого корешка, почки, первого листа зародыша — «семядоли». Таким образом, гаметофит папоротников приспособлен к обитанию в условиях увлажнения, а спорофит — типичное сухопутное растение.

Все, что нужно знать о папоротнике, прежде чем посадить его на своем участке

Добавление статьи в новую подборку

Папоротник – прекрасный выбор для тех садоводов, которые не могут уделять много времени уходу за цветником. Красивый, неприхотливый, быстро разрастается, растет в тех местах, где другие растения даже приживаться не хотят, – что может быть лучше?

А вы знаете современное растение, которое росло еще в эпоху динозавров? А какое можно встретить на всех материках, кроме ледяной Антарктиды? А что за растение представлено и травянистыми видами, и деревьями? А у какого вообще нет листьев? Все это папоротник – удивительное, необыкновенное, фантастическое растение.

Интересные факты о папоротнике

Папоротники росли на Земле ни много ни мало – 400 млн лет тому назад, еще в эпоху динозавров. Много воды утекло с тех пор, много льда появилось и растаяло, а папоротник продолжает жить. На планете в настоящее время встречается великое множество различных видов этого неповторимого растения – более 10 тысяч. Среди них и травянистые, и древовидные папоротники. Большинство из них наземные, но есть и такие, которые растут на скалах, в озерах и реках либо на стволах и ветках деревьев.

Все мы привыкли видеть папоротники с рассеченными листьями – они, кстати, называются вайи. Но оказывается, среди папоротников встречаются виды и с обычными – цельными – листьями.

А вообще-то, никакие это не листья. В действительности вайя – это ветка (побег) с листьями. А листа как такового у папоротников просто нет. Как, впрочем, и привычного нам стебля. Стеблем у этих удивительных растений является корневище, которое находится в земле. От него отходят придаточные корни. Из него же вырастают и новые вайи.

В состоянии зародыша этот побег (в ботанике называемый «предпобег») закручен в виде спирали.

По мере роста он все больше и больше распрямляется, пока не превращается в плоскую вайю.

Как размножить папоротник?

Папоротники размножают несколькими способами, но самые популярные два – спорами и вегетативно.

Способ 1. Споровый. Очень интересный с точки зрения ботаники. Папоротники имеют две абсолютно разные формы существования, два жизненных цикла – спорофит и гаметофит. Они существуют независимо друг от друга. То, что мы привыкли называть папоротником – не совсем папоротник. Это спорофит – бесполое поколение.

У славян есть чудесная легенда о том, что один раз в году, в ночь на праздник Ивана Купалы, зацветает папоротник. Его цветение длится всего несколько мгновений. Тот, кому повезет сорвать этот невероятно красивый цветок, станет обладателем удивительных способностей.

В действительности же папоротники никогда не цветут. По этой причине у них не может быть семян. Роль семян выполняют споры. Они расположены на нижней стороне вайи в специальных мешочках – спорангиях. После созревания споры высыпаются и ждут своего часа. Чтобы из них начала развиваться новая жизнь, нужна влага.

После того как спора попадает во влажную среду, начинается ее рост. На свет появляется маленький – от 0,5 до 3 см – росточек, имеющий форму сердца – заросток. Вот она – вторая жизнь папоротника. Это половое поколение – гаметофит. На заростке есть и женские, и мужские половые клетки. Когда появляется влага, происходит оплодотворение и образуется молодое растение. Это снова спорофит, у которого позже появятся споры, и все опять пойдет по кругу.

Размножение спорами – увлекательный, но достаточно длительный процесс, поэтому большинство садоводов разводят папоротник вегетативно.

Способ 2. Вегетативный. Менее трудоемкий и заключается в делении корневища спорофитов. Таким образом папоротники делят ранней весной, когда минует пора заморозков. Если вы не успели провести деление весной, то можно сделать это также и осенью.

Чтобы размножить растение с длинным корневищем, нужно отделить часть корневища с почкой и хотя бы с несколькими корешками и пересадить на новое место.

А что делать, если у вас папоротник с коротким корневищем и розеткой из вай? В этом случае нужно разделить куст так, чтобы каждая его деленка имела хотя бы 2-3 розетки и корневую систему.

Есть и еще одна разновидность вегетативного размножения папоротников – деление боковыми побегами. Эти побеги напоминают клубничные усы. Боковой побег нужно заглубить в сырую землю на несколько сантиметров.

Внимательно следите за тем, чтобы почва не пересыхала. Чтобы побег укоренился, грунт всегда должен быть влажным.

Примерно через месяц вы увидите первые листики. Однако не торопитесь отсаживать молодое растение, дайте ему набраться силы. Можете приступать к пересадке тогда, когда у папоротника появится 3-4 листа.

Плюсы и минусы в выращивании папоротников

Красивая листва и простота в уходе сделали это растение очень популярным среди цветоводов. Основными достоинствами папоротников являются:

  • неприхотливость;
  • морозостойкость;
  • теневыносливость.

Самый главный недостаток папоротников в том, что они очень быстро разрастаются, заполоняя все вокруг и вытесняя другие растения. Чтобы ваш участок не превратился в папоротниковые заросли, его рост нужно контролировать и ограничивать.

К минусам, пожалуй, можно отнести еще и то, что на солнечном стороне участке папоротник вряд ли будет радовать вас своим внешним видом: большинство разновидностей на солнце мельчает и бледнеет.

Виды папоротников

Современные папоротники, как и их доисторические предки, предпочитают влажный и теплый климат. По этой причине больше всего они распространены в тропиках и субтропиках. Однако и в условиях средней полосы растение чувствует себя неплохо. Хотя, в отличие от южных территорий, среди наших папоротников не встречаются высокие древовидные сорта – только травянистые растения.

Наиболее часто в садоводстве используют следующие виды папоротников:

Кочедыжник женский

Другое его название – папоротник женский. Листья растения достигают в высоту 1 м. Со стороны кажутся легкими, почти невесомыми, благодаря ажурному узору вай. Из-за большого размера куста лучше сажать в защищенных от ветра местах.

Растение очень морозостойкое. Предпочитает затененные участки. Любит влажную почву, может вынести даже избыточное увлажнение. По этой причине подходит для посадок в низинных местах. Может произрастать на одном месте более 10 лет.

Костенец волосовидный

Очень интересный вид папоротника со специфическим запахом. Отличительная особенность растения – стебель черного или бурого цвета. Высота небольшая – 10-35 см.

В дикой природе чаще всего встречается в расщелинах скал. Отлично подойдет для рокариев и альпинариев.

Костенец волосовидный нашел применение в медицине. Используется в качестве отхаркивающего, успокоительного, слабительного и др. средств, а также против выпадения волос.

Орляк обыкновенный

Один из наиболее распространенных видов папоротников. Его нет только в Арктике и сухих местах планеты – в пустынях и степях.

Самые крупные экземпляры могут достигать 1,5 м в высоту. Средний же размер этих растений – 30-100 см. Орляк обыкновенный лучше всего чувствует себя в полутени, однако может расти и на открытых местах. Отдает предпочтение легким и неплодородным почвам. Благодаря мощному корневищу, залегающему на большой глубине, легко размножается. Существуют государства, где это растение считают сорняком.

В некоторых странах его применяют в кулинарии. В пищу идут молодые побеги или листья растения. Их жарят, солят, маринуют, используют для салатов.

Орляк широко используют в народной медицине для заживления ран, лечения кашля, ревматизма и т.д.

Щитовник мужской

Щитовник мужской – самый распространенный в средней полосе папоротник. Да и на планете его можно встретить практически везде: и в тундре, и в Арктике, и на Средиземноморье, и в Гренландии.

Предпочитает тень и полутень, однако встречается и на открытых участках. Лучше всего растет на слабокислых почвах. Имеет достаточно нежное корневище, которое после травмирования очень трудно восстанавливается.

В качестве лекарства щитовник использовался еще в Античности и в Средние века. Для лечения применяют корневище, которое вообще-то ядовито. По этой причине все лекарства, приготовленные из щитовника мужского, можно применять только после консультации с врачом.

Страусник обыкновенный

Свое название вид получил за листья, по форме похожие на перо страуса. Кроме официального, имеет еще более 10 различных названий. Распространен в Северной Америке, Азии и Европе.

Страусник предпочитает тенистые места. Любит влажные почвы, однако переувлажнения не выносит. Высота растения колеблется от 1,5 м в Европе до 4 м в Азии.

Растение имеет листья двух видов: стерильные и спороносные. Фертильные (спороносные) расположены внутри растения, они меньшего размера и отличаются по цвету от стерильных листьев: вначале они светло-зеленые, а потом становятся темно-коричневыми. На зиму стерильные листья (их основная функция – фотосинтез) отмирают, а спороносные остаются зимовать. Весной из них высыпаются созревшие споры, которые дают жизнь новым растениям.

Листья и корневище страусника используют в медицине.

Как ухаживать за папоротником?

Папоротник – идеальный вариант для тех садоводов, кто мечтает о красивых, но не требующих ухода растениях. Уход за папоротниками минимальный. Он будет вам безмерно благодарен, если вы будете его:

  • поливать: не забывайте о том, что папоротник – культура влаголюбивая;
  • мульчировать: так вы поможете почве дольше оставаться влажной;
  • рыхлить: папоротник любит легкие почвы, насыщенные кислородом;
  • прореживать: раз в несколько лет куст необходимо проредить и, при необходимости, пересадить;
  • убирать: все засохшие вайи каждую осень нужно обрезать и выносить с участка.

Папоротник прекрасно растет и без удобрений. Однако если вы решите все-таки подкормить его, он будет вам признателен. И минеральные, и органические удобрения лучше вносить весной.

У вас на участке до сих пор не растет папоротник? Пора исправить этот недостаток.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×