Папоротники, хвощи, плауны. Общая характеристика, размножение и значение для человека

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)

Папоротники (Polypodiophyta) ,или папоротниковидные — это споровые наземные растения с сильно рассеченными перистыми листьями. Обитают на суше в тенистых местах, некоторые в воде. Распространя-ются спорами. Размножаются бесполым и половым способа-ми. Оплодотворение у папоротников происходит только при наличии воды.

В тенистых лесах и сы-рых оврагах растут папоротники — травянистые растения, реже — деревья, с крупными, сильно рассеченными листьями.

Папоротники широко распространены по всему земному шару. Наиболее многочисленны и разнообразны они в Юго-Восточной Азии. Здесь папоротники сплошь покрывают поч-ву под пологом леса, растут на ство-лах деревьев.

Папоротники произрастают как на суше, так и в воде. Большинство встречается во влажных тенистых местах.

Все па-поротники имеют стебель, корни и листья. Сильно рассеченные листья папоротников называются вайи. Сте-бель у большинства папоротников скрыт в почве и растет горизонтально (рис. 80). Он не похож на стебель большинства растений и носит название корневище.

У папоротников хорошо развиты проводящие и механи-ческие ткани. Благодаря этому они могут достигать больших размеров. Папоротники обычно крупнее мхов , а в древности достигали высоты 20 м.

Проводящая ткань у папоротников, плаунов и хвощей , по которой перемещается вода и минеральные соли от корней в стебель и далее в ли-стья, состоит из длинных клеток в форме трубок. Эти трубчатые клетки напоминают сосуды, поэ-тому ткань часто называют сосудистой. Растения, имеющие сосудистую ткань, могут расти выше и толще других, потому что каждая клетка их тела получает воду и питательные вещества через проводящие ткани. Наличие подобной ткани яв-ляется большим преимуществом этих растений.

Стебли и листья папоротников покрыты влагонепроница-емой покровной тканью. В этой ткани есть особые образова-ния — устьица, которые могут открываться и закрываться. Когда устьица открываются, испарение воды ускоряется (так растение борется с перегревом), когда сужаются — замедля-ется (так растение борется с излишними потерями влаги).

Бесполое размножение

На нижней стороне листьев папоротников есть маленькие буро-ватые бугорки (рис. 81). Каждый бугорок пред-ставляет собой группу спо-рангиев, в которых созре-вают споры. Если встряхнуть лист папоротника нал белой бумагой, она покроется буро-ватой пылью. Это споры, вы-сыпавшиеся из спорангиев.

Образование спор — это бесполое размножение папорот-ников.

Половое размножение

В сухую жаркую погоду спорангии раскрываются, спо-ры высыпаются и разносятся потоками воздуха. Упав на влажную почву, споры прорастают. Из споры путем деле-ния образуется растение, которое совершенно не похоже на растение, дающее споры. Оно имеет вид тонкой зеленой многоклеточной пластинки сердцевидной формы величиной 10-15 мм. В почве оно укрепляется ризоидами. На его ниж-ней части формируются органы полового размножения , а в них — мужские и женские половые клетки (рис. 82). Во вре-мя дождя или обильной росы сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и сливаются с ними. Происходит оплодотворе-ние и образуется зигота. Из зиготы путем деления постепен-но развивается молодой папоротник со стеблем, корнями и мелкими листьями. Так происходит половое размножение (см. рис. 82). Развитие молодого папоротника идет медлен-но, и пройдет много лет, пока папоротник даст крупные ли-стья и первые спорангии со спорами. Затем из спор появятся новые растеньица с органами полового размножения и т. д.

В тенистых лиственных и смешанных лесах поодиночке или небольшими группами растет щитовник мужской. Его подземный стебель — корне-вище, от которого отходят придаточные корни и листья.

Встречаются и другие виды папоротни-ков: в сосновых лесах — орляк, в еловых — щитовник иголь-чатый, на заболоченных берегах рек — телиптерис болотный, по оврагам — страусник обыкновенный и кочедыжник женский (рис. 83).

Некоторые папоротники, например сальвиния и азолла (рис. 84), живут только в воде. Нередко водные папоротники образуют сплошной покров на поверхности озер.

Водные папоротники

Сальвиния

У сальвинии листья расположены попарно на тонком стебле. От стебля отходят тонкие нити, похожие на разветвленные корни. На самом деле — это видоизмененные листья. Корней у сальвинии нет. Материал с сайта

Азолла

Маленький свободноплавающий папоротник азолла в странах Юго-Восточной Азии используется как зеленое удобрение на рисовых по-лях. Это связано с тем, что азолла вступает в симбиоз с цианобакте-рией анабеной, которая способна усваивать атмосферный азот и пере-водить его в форму, доступную для растений.

Папоротники являются компонентами многих расти-тельных сообществ, особенно тропических и субтропических лесов. Как и другие зеленые растения, папоротники при фо-тосинтезе образуют органические вещества и выделяют кис-лород. Они являются средой обитания и пищей для многих животных.

Многие виды папоротников выращивают в садах, оранже-реях, жилых помещениях, поскольку они легко переносят условия, неблагоприятные для большинства цветковых рас-тений. Наиболее часто в декоративных целях выращивают папоротники из рода адиантум, например адиантум «венерин волос», платицериум, или оленьи рога, нефролепис, или меч папоротник (рис. 85). В открытом грунте обычно выса-живают страусник (см. рис. 83, с. 102).

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.

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).

Более 10 000 видов папоротников широко распространены по всему земному шару и встречаются в самых различных местах. Наиболее разнообразны папоротники во влажных тропических лесах. Там они растут не только на почве под деревьями, но и, представьте себе, на стволах и побегах деревьев.

В полумраке сырых тенистых участков тропических лесов обильно размножились древовидные и лиановидные папоротники. В водоемах обитают плавающие многолетние папоротники.

В странах умеренного климата древовидных папоротников мы не встретим, но многолетних травянистых папоротников довольно много. В России произрастает около 100 видов папоротников.

Читая учебник «Биология. 7 класс. Многообразие живых организмов», вы узнали, что папоротниковидные (или папоротники) считаются высшими споровыми растениями. Они, в отличие от представителей низших растений - водорослей, имеют стебли, корни, листья, но строение этих важных органов у папоротников характеризуется некоторыми особенностями.

Обычно стебель папоротников не бывает сильно развит и не достигает таких размеров и прочности, как у других высших растений (цветковых или голосеменных). Только у тропических древовидных папоротников стебли имеют вид прямостоячих стволов, на верхушке которых развивается целая, не очень большая крона крупных листьев.

У большинства травянистых папоротников стебель короткий и называется корневищем. По форме и расположению корней и листьев корневища подразделяются на два типа.

У одного типа корневищ придаточные корни располагаются главным образом на нижней, как бы «брюшной» стороне, а листья - на верхней, «спинной» стороне корневища. Есть виды папоротников, корневища которых равномерно покрыты придаточными корнями и листьями по всем направлениям.

Листья по массе и размерам (у некоторых до 30 м в длину) преобладают над стеблем. У большинства папоротников листья имеют черешок и красивую перистую пластинку, однократно, дважды или многократно рассеченную. Пластинка перистого листа имеет стержень, или рахис (от греч. rhachis - позвоночник), представляющий собой продолжение черешка.

Отрастая от корневища, молодые листья имеют закрученный вид, напоминая своей формой улитку или крупный завиток. И что интересно, листья папоротников длительное время сохраняют свой верхушечный рост.

Для листьев высших растений такой рост не является типичным. Верхушечный рост свойствен стеблям, а не листьям. Поэтому красивые крупные перистые листья папоротников, с научной точки зрения, больше похожи на стебли.

В клетках листьев папоротников, как и у всех зеленых растений, происходит важнейший процесс образования органических веществ на свету - фотосинтез. Листья папоротника выполняют функцию питания.

У многих видов листья, кроме обеспечения всего растения органическими веществами, являются и органами спороношения.

Есть виды папоротников, у которых листья дифференцированы. На одном и том же экземпляре папоротника располагаются листья без спорангиев, их называют стерильными, и листья, на которых располагаются спорангии со спорами. Научное название таких листьев - фертильные (от лат. fertilis - оплодотворяющий).

У папоротников, как у типичных высших споровых растений, важнейший процесс размножения начинается с момента созревания спор, которые у большинства видов располагаются на нижней, обратной поверхности листа.

Споры формируются в особых образованиях - спорангиях. Группа расположенных скученно спор у некоторых видов папоротников превращается в особые образования, называемые сорусами.

О том, каким образом и при каких условиях споры прорастают и превращаются в небольшие пластинки - заростки, на которых образуются специальные органы, дающие клетки двух типов, и как в результате оплодотворения возникает новое, молодое папоротниковое растение, вы уже знаете (см. учебник, с. 63).

Папоротники - растения очень древние. Когда-то на нашей планете вместе с другими споровыми растениями они образовывали сплошной растительный покров суши. В заболоченных лесах каменноугольного периода среди гигантских хвощей и плаунов росли величественные древовидные папоротники, высота которых достигала 30 м.

Отпечатки крупных перистых листьев можно видеть сейчас на кусках каменного угля, в образовании которого принимали участие древовидные папоротники.

Окаменелые остатки стволов были найдены в каменноугольных отложениях всех континентов, вплоть до 70° с. ш.

Потомки древних папоротников, распространяясь по Земле от тропиков к северу, нашли себе приют и в тени наших российских лесов.

В их жизнедеятельности появилась сезонная периодичность: весной начинается рост и развитие, к осени рост приостанавливается, листья отмирают у большинства видов папоротников. Но у некоторых видов происходит перезимовка листьев, как напоминание о том, что в тропиках на фоне постоянной вечнозеленой растительности папоротники тоже являются вечнозелеными.

Красивые перистые листья папоротников дали название этим растениям. Слова «перо», «парить», «папоротник» характеризуют особенности строения листьев.

В живой природе нашей Земли папоротники, в отличие от других высших споровых растений (хвощевидных и плауновидных), имеют большое экологическое значение. Они - необходимые и важные компоненты лесных экосистем, часто доминируют в травяно-кустарничковом ярусе, образуя сплошные густые заросли.

Многие папоротники с крупными красивыми или изящно рассеченными воздушными листьями являются зеленым украшением садов и парков. Папоротник нефролепис давно стал привычным комнатным растением, радуя людей ажурной легкостью своих листьев.

Водные папоротники не только служат украшением аквариумов, но и обеспечивают их обитателей кислородом.

Папоротники нуждаются в защите и охране. Очень часто люди, посещая леса и парки, привлеченные красотой и живописностью листьев папоротников, собирают их для украшения букетов. Нельзя этого делать. Многие люди не знают, что ткани листьев папоротников, древних и ценных растений, очень быстро погибают. Поникшие, увядающие листья становятся малопривлекательными, и люди выбрасывают их из букетов, не задумываясь о последствиях своих поступков. В результате в лесах уменьшается количество таких красивых, полезных и необходимых природе растений, как папоротники.

Для того чтобы не наносить непоправимого вреда живой природе, не губить ценные, полезные виды, необходимые для лесных экологических систем, нужно изучать особенности жизнедеятельности и распространения растений, знать их виды.

Наиболее распространенными в современном растительном покрове Земли родами папоротников являются Щитовник, Кочедыжник, Орляк, водные папоротники Сальвиния и Азолла и др.