К какому семейству относится папоротник

К какому семейству относится папоротник

К какому семейству относится папоротник

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 2018-2021

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.

Папоротники. Виды папоротников

Папоротники – наиболее многочисленный отдел высших споровых сосудистых растений. Это древнейшие жители нашей планеты. Сколько не изменялся на Земле климат, но среди огромного количества видов растений лишь папоротники смогли адаптироваться. Они дожили до наших дней, произрастая во всех климатических зонах и поражая своим многоообразием. К папоротникам человек издавна относился по-особому, выделяя их из числа других растений. Реликтовые растения мезозойской эры, современники динозавров, живые ископаемые — все это можно сказать о папоротниках.

Содержание статьи:

Папоротник — многолетнее травянистое растение из семейства настоящих папоротников — имеет крепкое, косо растущее корневище с надземным стеблем плоть до 1 м. Корневище несет пучок перисто-рассеченных листьев. На их нижней части располагаются кучки спорангиев (сорусы). Папоротники (Polypodiophyta) принадлежат к числу древнейших групп высших растений. Папоротники относят к отделу Папоротниковидных, их насчитывается приблизительно 12 тысяч видов. В комнатном цветоводстве, в соответствии с принятой систематизации, папоротники относят к группе декоративнолистных растений.

ГОРШЕЧНЫЕ ПАПОРОТНИКИ

Многие декоративные виды папоротников принадлежат к различным классам, порядкам, семействам. Распространены папоротники очень широко, по сути, они растут по всему земному шару, и встречаются в самых различных местах. Но наибольшее многобразие этих растений наблюдается во влажных тропических лесах. Среди горшечных папоротников чаще всего выращивают:

  • Адиантум Венерин волос (Adiantum capillus veneris);
  • Асплениум луковиценосный (Asplenium bulbiferum);
  • Нефролепис возвышенный (Nephrolepis exaltata);
  • Полиподиум золотистый (Polypodium aureum);
  • Платицериум олений рог (Platycerium alcicorr)

ИНТЕРЕСНОЕ О ПАПОРОТНИКАХ

Сам папоротник по своему физико-биологическому и химическому составу считается подлинным кладом. С лекарственной целью используются побеги и корневища папоротника. В медицинских целях папоротник применяли еще в глубокой древности. Свойства папоротника описывали Диоскорид, Плиний, Авиценна и др. По своему химико-биологическому составу папоротник относится к растениям-радиопротекторам, целителям и эликсирам. Он содержит 18 ценных аминокислот фруктозу, сахарозу, глюкозу, арабинозу, клетчатку, золу, белковый и аминный азот, 40% крахмала, алкалоиды, эфирные масла, танины и орляково-дубильпую кислоту.

Ученые обнаружили вид папоротников, которые отлично растут даже в присутствии высоких концентраций мышьяка в почве. Они предположили, что данное растение, а именно Pteris vittata, может быть использовано для очистки земли и воды ОТ ЭТОГО ТОКСИЧНОГО элемента или его соединений. Ученые предложили пропускать воду через резервуары, засеянные этим видом папоротника, чтобы очистить ее от мышьяка.

Скорее всего, все без исключения хорошо знают историю о том, что раз в году на Ивана Купалу, в самую короткую ночь года, в глухом лесу, под березой с тремя стволами от одного корня, зацветает папоротник. Светится его цветок, как пламя. Отыщешь этот цветок – в любом деле удача тебе будет. А охраняет цветок папоротника его нечистая сила, которая и не дает вынести его из леса. К сожалению, это, хотя красивая, но всего лишь легенда. Папоротники не цветут, а размножаются спорами.

На нижней стороне листа большинства папоротников есть особые образования, называемые сорусами, в которых находятся спорангии — органы, образующие споры. А у некоторых видов папоротников споры расположены на особых видоизмененных листьях.

ВИДЫ ПАПОРОТНИКОВ и МЕСТА ПРОИЗРАСТАНИЯ

При слове «папоротник» большинство из нас представляет горшочек с мало привлекательной травкой. А ведь мало кто знает, что папоротники заселили все континенты, кроме, естественно, Антарктиды, и чувствуют себя в любых условиях прекрасно.

В тропических лесах растут древовоподобные папоротники-гиганты, папоротники-лианы, папоротники-эпифиты. Эпифиты — это растения, растущие на других растениях, в основном на ветках и стволах деревьев, а также на листьях (эпифиллы), и получающие необходимые питательные вещества из окружающей среды, но не из растения-хозяина. То есть ни в коем случае нельзя путать растения-эпифиты и растения-паразиты. У некоторых эпифитов в процессе эволюции выработались особые приспособления для улавливания воды и минеральных веществ из воздуха. Это, к примеру, губчатые покровы на корнях, или так называемые корневые гнезда – сплетения корней в виде корзинки, в которой накапливаются пыль, отпавшие листья и таким образом создается почва для питающих корней. Подобное приспособление имеется у папоротника Асплениума. У других эпифитов, например, у папоротника Платицериума, имеются так называемые нишевые листья, образующие на стволе нишу, в которой также создается почва.

Асплениум гнездовой (Asplenium nidus)

Есть папоротники-гиганты, например, Асплениум гнездовой (Asplenium nidus). Это растение — типичный эпифит, родом из тропической Азии. Папоротник прорастает на стволах крупных деревьев. Достигая огромных размеров (диаметр — несколько метров, а вес — до тонны и более), асплениум своим весом ломает даже исполинские деревья. Нам же асплениумы известны как обычные комнатные растения, чьи размеры значительно скромнее.

Среди папоротников есть виды, живущие под водой, к примеру, Marsilea quadrifolia. Этот папоротник часто используют для оформления небольших водоемов на участке, так как вид весьма декоративен.

Поверхность воды также подходит для жизни папоротников — наибольшую известность здесь получило семейство Сальвиниевые (Salviniaceae). Эти растения можно назвать сорняками тропических рек Размножаясь в огромных количествах, сальвиния становится препятствием для водного транспорта, мешает нормальной работе гидроэлектростанций, забивает рыбацкие сети.

Другой плавающий папоротник — Azola caroliniana, разводится на рисовых полях. Это растение обладает уникальной способностью накапливать азот, кроме того, Azola подавляет рост сорняков на рисовых плантациях.

Среди папоротников встречаются карликовые папоротники длиной всего лишь несколько миллиметров. Растут эти микроскопические растения в тропических лесах на поверхности камней или земле, поднимаясь на небольшую высоту по стволам деревьев. Среди папоротников есть настоящие «деревья» — род Циатея (Cyathea), чья высота достигает 25 метров, а диаметр ствола доходит до полуметра.

Папоротник род Циатея

Есть папоротники, чьи листовые черешки по прочности могут соперничать со сталью, — Дикраноптерис (Dicranopteris). Пробраться через заросли Дикраноптериса можно, лишь усиленно работая мачете, на лезвии которого папоротник оставляет следы, как от рубки настоящей металлической проволоки.

Выращивание папоротников в комнатных условиях вошло в моду в XVIII веке. В то время папоротники можно было увидеть в элитных английских салонах, они являлись украшениями дорогих отелей и домов знатных людей. Однако лишь некоторые виды выращивали как обычные комнатные растения, потому что продукты сгорания газа и дым от угля, которым тогда топили, чрезвычайно ядовиты почти для всех папоротников. Тогда англичане придумали для папоротников специальные «папоротниковые витрины» (стеклянные ящики, обрамленные чугуном), в которых поддерживались необходимая влажность воздуха и грунта.

Цветоводы заинтересовались папоротниками начале XIX века. В Европе ими засаживали сады и парки, украшали живописные тенистые уголки вблизи водоемов. В настоящее время папоротники высоко ценятся как цветоводами-профессионалами, так и любителями во всем мире. Например, в Германии существует целая сеть теплиц, которые специализируются исключительно на выращивании и продаже папоротников, листья которых затем используются при составлении букетов и различных цветочных композиций.

Считается, что сейчас для выращивания в комнатных условиях пригодны более двух тысяч видов папоротников. Но несмотря на это, в оранжереях и теплицах ботанических садов выведены устойчивые культуры более четырехсот видов папоротников.

Среди профессионалов нет единого мнения относительно того, трудно или просто выращивать эти растения. Но одно можно сказать точно: папоротникам требуется постоянный уход.

СТРОЕНИЕ ПАПОРОТНИКОВ

Папоротники (Polypodiophyta) — отдел высших растений, занимающий промежуточное положение между риниофитами и голосеменными. От риниофитов папоротники отличаются главным образом наличием корней и листьев, а от голосеменных — отсутствием сел Папоротники произошли от риниофитов, к которым древнейшие девонские папоротники были очень близки. Некоторые наиболее примитивные роды были промежуточными формами между риниофитами и типичными папоротниками). Для папоротников, как и для других высших растений, характерно чередование поколений — бесполого (спорофита) и полового (гамеофита), с доминированием бесполого поколения.

Спорофит папоротника — травянистое или древовидное растение большей частью с крупными, многократно рассеченными листьями (молодые листья — обычно улиткообразно свернутые). Для папоротников характерно большое разнообразие формы, внутреннего строения и размеров. Листья их варьируют от многократно перисторассеченных до цельных, от гигантских —длиной 5—6 м (у некоторых представителей мараттиевы и циатейных) и даже до 30 м (вьющиеся листья у Lygodiu articulatum) до крошечных листьев длиной всего 3—4 мм состоящих из 1 слоя клеток (у Trichomanes goebelianu). Длина стеблей у папоротников варьирует от нескольких сантиметров до 20—25 м (у некоторых видов Циатея). Они бывают подземными (корневища) и надземными, прямостоячими и вьющимися, простыми и ветвистыми. У большинства спорангии расположены на обычных зеленых листьях; у некоторых листья дифференцированы на спороносные (спорофиллы) и вегетативные, зеленые.

Большинство папоротников — равноспоровые. Среди современных папоротников к разноспоровым относятся лишь три небольших семейства водных папоротников: марсилеевые, сальвиниевые и азолловые.

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПАПОРОТНИКА

Итак, большинство папоротников — травянистые растения высотой до 1 м, только во влажных тропиках растут древовидные папоротники высотой до 24 м, длина их листьев порой превышает 5 м. Бесполое поколение папоротников — спорофит имеет корни, стебли и листья. Стебли бывают наземными или подземными — корневищами. Листья (вайи) крупные, обычно с рассечённой на доли пластинкой, образующие при распускании улитку. У папоротников хорошо развита проводящая сосудистая система. На нижней поверхности листа образуются спорангии, собранные в группы (сорусы), одетые покрывалом (индузием). Созревшие в них споры (n) высыпаются из спорангия и прорастают на влажной почве, образуя заросток — гаметофит в виде зелёной пластиночки 0,5—0,8 см в диаметре с ризоидами, прикрепляющими его к почве. На нижней стороне заростка образуются антеридии и архегонии. Сперматозоиды из антеридия в капельножидкой водной среде попадают в архегоний, и один из них оплодотворяет яйцеклетку, в результате чего образуется зигота (2n), из которой формируется новый спорофит — взрослое растение папоротника.

Папоротники широко распространены по всему земному шару. Наиболее разнообразны они в тропических лесах, где растут на поверхности почвы, стволах и ветвях деревьев — как эпифиты и как лианы. Существует несколько видов папоротников, обитающих в водоёмах. На территории России встречается около 100 травянистых видов папоротников.

Па́поротники

Па́поротники, или папоротникови́дные (лат. Polypodióphyta) — отдел сосудистых растений, в который входят как современные папоротники, так и одни из древнейших высших растений, появившихся около

400 млн лет назад в девонском периоде палеозойской эры. Гигантские растения из группы древовидных папоротников во многом определяли облик планеты в конце палеозойской — начале мезозойской эры.

Современные папоротники — одни из немногих древнейших растений, сохранивших значительное разнообразие, сопоставимое с тем, что было в прошлом. Папоротники сильно различаются по размерам, жизненным формам, жизненным циклам, особенностям строения и другим особенностям. Внешний облик их настолько характерен, что люди обычно называют все их одинаково — «папоротники», не подозревая, что это самая большая группа споровых растений: существует около 300 родов и более 10 000 видов папоротников [1] . Разнообразие форм листьев, удивительная экологическая пластичность, устойчивость к переувлажнению, громадное количество производимых спор обусловили широкое распространение папоротников по земному шару. Папоротники встречаются в лесах — в нижнем и верхнем ярусах, на ветвях и стволах крупных деревьев — какэпифиты, в расщелинах скал, на болотах, в реках и озёрах, на стенах городских домов, на сельскохозяйственных землях как сорняки, по обочинам дорог. Папоротники — вездесущи, хотя и не всегда привлекают внимание. Но самое их большое разнообразие — там, где тепло и сыро: тропики исубтропики.

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. Этот парадокс объясняется просто: их плосковетки, предпобеги претерпели уплощение, в результате которого появилась пластинка будущего листа — почти не отличимая от такой же пластинки настоящего листа. Но папоротники эволюционно не успели ещё разделить свои вайи на стебель и лист. Глядя на вайю, трудно понять, где заканчивается «стебель», на каком уровне ветвления, и где начинается «лист». Но листовая пластинка уже есть. Не появились лишь те контуры, в пределах которых листовые пластинки объединились так, что их можно было бы назвать листом. Первыми растениями, сделавшими этот шаг, являются голосеменные.

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.

Содержание

  • 1 Морфология
  • 2 Жизненный цикл
  • 3 Классификация
  • 4 Хозяйственное значение
  • 5 Папоротник в геологии
  • 6 Папоротник в мифологии
  • 7 Галерея

Морфология

Среди папоротников встречаются как травянистые, так и древесные формы жизни.

Тело папоротника состоит из листовых пластинок, черешка, видоизменённого побега и корней (вегетативного и придаточного). Листовидные органы папоротника называются вайями.

В лесах умеренной зоны обычно папоротники имеют короткий стебель, представляющий собой корневище, находящееся в почве. В стебле хорошо развита проводящая ткань, между пучками которой располагаются клетки основной — паренхимной ткани.

Вайи развёртываются над поверхностью почвы, вырастая из почек корневища. Эти органы обладают верхушечным ростом и могут достигать больших размеров, обычно они служат для выполнения двух функций — фотосинтеза и спорообразования. Спорангии размещаются на нижней поверхности вайи, в них развиваются гаплоидные споры.

Жизненный цикл

В жизненном цикле папоротника чередуется бесполое и половое поколение — спорофит и гаметофит. Преобладает фаза спорофита.

На нижней части листа раскрывается спорангий, споры оседают на земле, прорастает спора, появляется заросток с гаметами, происходит оплодотворение, появляется молодое растение.

У самых примитивных папоротников (ужовниковые) спорангии имеют многослойную стенку и не несут специальных приспособлений для раскрывания. У более продвинутых — спорангий имеет однослойную стенку и приспособления к активному раскрыванию. Это приспособление имеет вид кольца. Уже среди примитивных папоротников прослеживается разноспоровость. У современных — небольшое число равноспоровых видов. Гаметофит равноспоровых обычно обоеполый. У примитивных он подземный и обязательно в симбиозе с грибами. У продвинутых гаметофиты надземные, зелёные и быстро созревающие. Они обычно имеют вид зелёной пластинки сердцевидной формы. Гаметофиты разноспоровых папоротников отличаются от равноспоровых (помимо своей раздельнополости) сильной редукцией, особенно мужского гаметофита. Женский гаметофит, потребляющий запасные питательные вещества у мегаспор, развит сильнее и имеет питательную ткань для будущего зародыша спорофита. При этом развитие таких гаметофитов происходит внутри оболочек мега- и микроспор.

Классификация

Для классификации папоротников в разное время были предложены многочисленные схемы, и они зачастую плохо согласовывались друг с другом. Современные исследования поддерживают более ранние идеи, основанные на морфологических данных. В то же время, в 2006 году Аланом Смитом (англ. Alan R. Smith), ботаником-исследователем Калифорнийского университета в Беркли, и другими была предложена новая классификация, основанная, в дополнение к морфологическим данным, на недавних молекулярных систематических исследованиях. Эта схема делит папоротники на четыре класса:

  • Psilotopsida
  • Equisetopsida
  • Marattiopsida
  • Polypodiopsida

Последняя группа включает большинство растений, известных нам как папоротники.

Полная схема классификации, предложенная Смитом и другими в 2006 году, с учётом исправлений в части Cyatheaceae, предложенных в 2007 году группой Петры Корелл (англ. Petra Korall) и других.

Хозяйственное значение

Экономическое значение папоротников не так велико по сравнению с семенными растениями.

Пищевое применение имеют такие виды, как Орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum), Страусник обыкновенный (Matteuccia struthiopteris), Осмунда коричная (Osmunda cinnamomea) и другие.

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. Ядовитыми являются и некоторые представители родов Кочедыжник (Athyrium) и Страусник (Matteuccia).

Некоторые папоротники (нефролепис, костенец, птерис и другие) с XIX века используются как комнатные растения.

Вайи некоторых щитовников (например, Dryopteris intermedia) 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. Корневища папоротника рарауфе были основой пищи маори, которые употребляли также корневища и побеги других папоротников.

Папоротник в геологии

Предположительно, папоротники могли принимать широкое участие в образование ископаемых углей, — при их погребении наносами и отсутствии доступа кислорода. Отпечатки древних папоротников нередки в угольных пластах. Таким образом, папоротники включены в глобальный кругооборот органики и, в частности, в кругооборот углерода планеты Земля. Горные породы, слагаемые папоротниками, носят название биолитов («камни биологического происхождения»), они же — горючие ископаемые.

Папоротник в мифологии

В славянской мифологии цветок папоротника наделялся магическими свойствами, хотя на самом деле папоротники не цветут.

Читайте также  Игры для хомяка своими руками

ПАПОРОТНИКОВИДНЫЕ

ПАПОРОТНИКОВИДНЫЕ, одна из важнейших групп зеленых растений, обычно характеризующихся крупными перистыми листьями (вайями), спирально свернутыми в почках, и низкими, часто подземными стеблями; только у некоторых тропических папоротников стебли высокие, и по облику эти виды напоминают деревья. От моховидных папоротниковидные, как и прочие «высшие растения» (саговниковые, хвойные, цветковые и др.), отличаются присутствием специализированной сосудистой ткани, доставляющей воду и питательные вещества ко всем органам, поэтому их корни, стебли и листья по определению считаются «настоящими». Однако ни цветков, ни семян папоротниковидные не образуют и размножаются спорами, обычно формирующимися на нижней стороне вай. К папоротниковидным относятся примерно 9000 современных видов, прежде выделявшихся в тип Pteridophyta, а в современных системах составляющих отдел Pterophyta или класс Filicinae.

Палеоботаника.

Папоротниковидные – одни из древнейших наземных растений. Они известны с палеозойской эры (ок. 350 млн. лет назад) и были особенно обильно представлены в каменноугольном периоде (остатки живших в то время папоротниковидных образовали залежи каменного угля). Самые примитивные семейства этой группы полностью вымерли, и судить о них можно только по окаменелостям. Древние семейства осмундовых (Osmundaceae) и мараттиевых (Marattiaceae) сейчас представлены очень немногими видами. Все прочие современные семейства появились не раньше середины мезозоя (ок. 150 млн. лет назад), и число видов в них с тех пор уменьшилось, если не считать семейства многоножковых (Polypodiaceae), объединяющего самые обычные из ныне живущих папоротников.

Экология.

Большинство папоротников умеренной зоны предпочитают сырые, прохладные, тенистые леса с обильной листовой подстилкой или обращенные к северу склоны глубоких оврагов с просачивающимися подземными водами. Некоторые виды (кальцефилы) приурочены к известняковым субстратам, другие (ацидофилы) лучше всего растут на кислой почве. В тропиках встречаются эпифиты, т.е. папоротники, поселяющиеся на ветвях деревьев. Виды с листьями, покрытыми воском, густыми волосками или перекрывающимися чешуйками, встречаются на сухих каменистых склонах, каменных стенах и даже в пустынях. Другая крайность – папоротники с пленчатыми листьями, состоящими из одного слоя клеток; отсутствие приспособлений, препятствующих потере воды, ограничивает их распространение местами, постоянно окутанными туманом или увлажняемыми брызгами водопадов.

Папоротниковидные встречаются от Северного полярного круга до экваториальных джунглей. Богаче всего этими растениями дождевые тропические леса. Например, на острове Ямайка известно ок. 500 видов папоротников; к северу их число убывает. В США папоротниковидных больше всего на юге-востоке. Здесь в полосе от 1800 м над уровнем моря до субтропических приморских низменностей Флориды насчитывается примерно 150 местных видов папоротников. Предки некоторых из них выжили в горах Блу-Ридж, когда большая часть юго-востока Северной Америки была затоплена морем; предки других попали в этот регион из тропиков по сухопутному мосту, существовавшему некогда между Флоридой и Карибскими островами.

Строение.

– наиболее заметная часть папоротника. У всех видов, кроме водных, листья сначала свернуты спиралью, а по мере развития разворачиваются. Их окончательные размеры и форма весьма разнообразны. Обычно они перистосложные. От общего черешка, как, например, у нефролеписа, по обе стороны отходят мелкие листочки. Часто они разделяются на листочки второго и третьего порядков (это наблюдается, в частности, у мутантных форм того же папоротника). Вайи обычных в оранжереях родов Cyathaea, Cibotium и Angiopteris достигают в длину 5,5 м при ширине более 90 см. Доходящая до Ньюфаундленда представительница тропического семейства схизея карликовая напоминает мелкий злак со скрученными штопором листьями. Другой необычный пример – род Vittaria, у представителей которого длинные шнуровидные листья бахромой свисают с ветвей сабаля пальмовидного. Листья лиановидного папоротника Lygodium обвивают растения-опоры, а у некоторых тропических видов семейства глейхениевых длинные вильчатые листья покрыты острыми шипами и образуют почти непроходимые заросли.

Обычно лист служит у папоротников и для фотосинтеза, и для образования (на его нижней стороне) репродуктивных структур – спор. Они формируются в спорангиях, которые расположены либо открыто, либо защищены загнутым краем листа или особыми выростами его эпидермиса – покрывальцами (индузиями). У некоторых видов спорангии образуются только на специализированных листочках в средней части вайи (чистоуст Клейтона), у ее верхушки (например, у многорядника акростиховидного) или же на особых по форме целиком спороносных листьях, иногда утрачивающих способность к фотосинтезу.

Стебель

бывает ползучим или вертикальным, полностью или частично подземным, иногда достигает в высоту 25 м и увенчан на вершине розетковидной кроной. У многих видов, например у орляка, от сильно разветвленного подземного стебля (корневища) отходят через определенные промежутки надземные листья, образующие на полянах обширные густые заросли. Папоротниковидные отличаются от семенных растений отсутствием в стебле камбия, т.е. особого слоя постоянно делящихся клеток, поэтому годовые кольца у них не образуются, а рост в толщину, проводящая способность и прочность стволов даже у древовидных папоротников ограничены. Основную опорную функцию выполняют толстостенные клетки коры и оплетающие стебель по всей его высоте придаточные корни.

Размножение.

Жизненный цикл папоротниковидных включает смену бесполого поколения (спорофита) и полового поколения (гаметофита). Спорофит – это привычный всем папоротник, т.е. растение с корнем, стеблем и листьями, а гаметофит – тонкая сердцевидная пластинка диаметром часто менее 15 мм, называемая заростком (проталлием). Полоска специализированных клеток в стенке спорангия – кольцо – при высыхании разрывает его стенку, и споры высыпаются наружу. Каждая из них, попав во влажную почву, может образовать зеленый заросток, питающийся путем фотосинтеза и поглощающий из почвы воду и соли волосовидными ризоидами, имеющимися на его нижней поверхности. По своему строению заросток напоминает не породивший его спорофит, а скорее слоевищный печеночник из отдела моховидных. На нижней стороне заростка образуются половые органы (гаметангии), а в них – гаметы. Мужские гаметангии – антеридии – содержат сперматогенную ткань, окруженную тремя-четырьмя эпидермальными клетками, а женские – архегонии – представляют собой колбовидные структуры, в расширенном брюшке которых развивается единственная яйцеклетка, а узкое «горлышко» (шейка) заполнено т.н. канальцевыми клетками. Последние при созревании архегония разрушаются. Сперматозоиды представляют собой спирально закрученные клетки, способные плавать благодаря многочисленным жгутикам. Высвобождаясь из антеридия, они проникают в шейку архегония, а через нее – к яйцеклетке. Один из них ее оплодотворяет, и образовавшаяся зигота прорастает прямо внутри архегония. Развивающийся из нее молодой спорофит некоторое время паразитирует на проталлии, но вскоре образует собственные корни и зеленые листья: жизненный цикл завершается.

Спорофит может размножаться не только спорами, но и другим путем. Когда листья кривокучника корнелистного ложатся на землю, на их вершинах образуются новые растения-детки. В результате могут быстро возникнуть большие колонии (клоны). На вайях пузырника клубненосного развиваются похожие на луковички тельца с запасом воды и питательных веществ в двух мясистых листьях. Опадая на землю, они укореняются и дают новые спорофиты. Многие папоротники образуют длинные столоны («усы») с чешуйчатыми листьями. В определенных точках они укореняются: здесь возникают дочерние растения.

Хозяйственное значение.

Роль папоротниковидных в жизни человека невелика. Различные формы нефролеписа – обычные комнатные декоративные растения. Вайи некоторых щитовников (например, Dryopteris intermedia) широко используются как зеленый компонент флористических композиций. Орхидеи часто выращивают в особом «торфе» из густо переплетенных тонких корней чистоуста. Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а на Гавайях их крахмалистую сердцевину используют в пищу.

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).

Древнейшие жители нашей планеты — папоротники

Природа Земли невероятно разнообразна, при этом многие разновидности растений имеют и травянистую, и древовидную, и кустарниковую форму. Все мы из школьного курса ботаники знаем, что когда-то нашу планету населяли гигантские древовидные папоротники. Первые такие растения-гиганты появились более 400 миллионов лет назад, в палеозойскую эру (девонский период). Но уже через 100 млн. лет они начали вымирать и этот процесс продолжается и сейчас.

Некоторые виды навсегда исчезли с поверхности Земли, другие пережили катаклизмы, обрушивавшиеся на Землю, смогли приспособиться к изменившимся условиям и выжить, приняв вид травянистых, лиановидных растений. Но некоторые и сегодня поражают нас своими размерами. Большинство папоротников являются влаголюбивыми, теневыносливыми культурами. Кстати, именно эти растения стали основой для залежей каменного угля.

Древовидные папоротники

Практически все древесные виды папоротников вымерли. Имея большие размеры, они не выдержали глобальных изменений климата, но на заболоченных участках тропических и субтропических лесов и сегодня можно встретить некоторые их разновидности. Вообще современное семейство папоротниковых насчитывает свыше 10000 видов, из них только около 700 относятся к древовидным, при этом многие из них находятся на грани исчезновения, поэтому ученые ботаники стараются сохранить их, выращивая в закрытых помещениях: в оранжереях, ботанических садах.

В древности они достигали 25 м в высоту, в то время как диаметр ствола достигал 0,5 м. Сегодня вы вряд ли найдете таких гигантов среди современных древовидных разновидностей папоротников. В высоту они обычно не превышают 15 м, хотя диаметр ствола может быть от 0,8 м и больше, при этом длина листьев достигает 6-10 метров. Их легко спутать с травянистыми представителями семейства папоротников.

  • Циатейные
  • Диксопиевые
  • Циботиевые
  • Тирсоптерисовые
  • Локсомовые
  • Кульцитовые
  • Страусник
  • Женский кочедыжник
  • Орляк
  • Salviniaceae
  • Azola caroliniana

Это наиболее яркие растения из семейства древовидных папоротниковых. Всего их около 600 подвидов. Ствол, не имеющий вторичного утолщения, может достигать в высоту 20 м. заканчиваясь широколиственной кроной. Листья имеют около 6 м в длину. Самым распространенным видом циатейных является циатея черная (сердцевидная), называемая так за темную окраску ствола.

Представители этого рода произрастают в тропических зонах Южной Америки, Восточной Австралии, в Тасмании и Новой Зеландии, на Малайском архипелаге, Филиппинах. Высота растений колеблется от 4м до 15м. Черешки дважды и трижды перистых листьев «украшают» длинные огрубевшие волоски.

Высокорослые папоротники, из центральных районов Америки, Мексики, с Гавайских островов, тропических областей Азии. Вершину их прямых стволов покрывает плотный слой длинных волосков, а сердцевину можно употреблять в пищу, как это и сегодня делают некоторые туземные племена.

На островах Хуан-Фернандес растет единственный представитель этой группы папоротниковых – Тирсоптерис элегантный. Высота ствола составляет всего 1-1,5 метра. Только у него от основного ствола могут отходить боковые побеги. У остальных разновидностей ветвей нет.

В это семейство входит несколько видов, с ползучей корневой системой, дважды (трижды) перистыми листьями, имеющими свободные прожилки. Это представители тропических лесов, растущих в Андах, Новой Зеландии.

На юго-востоке Бразилии, в Южной, Центральной Америке можно встретить кульциту крупноплодную, одного из ярких представителей семейства папоротниковых с ползущим стволом, высота которого не превышает 50 см и крупными листьями, длиной до 3 м.

Настоящие папоротники

Этот класс древнейших растений самый многочисленный. Растут они практически везде и в любых условиях: в горах и лесах, в пустынях и тропиках, его представителями являются и древесные и травянистые разновидности.

Самый распространенный подкласс этого семейства – многорожковые. Их можно встретить и в тенистых лесах России, хотя некоторых из них прекрасно выживают и на ярких, солнечных участках. Среди них есть и токсичные и лекарственные растения.

Например, тонкие листья растущего на скалах низкорослого пузырника ломкого очень токсичны. Кстати, ядовитые папоротники, тоже могут использоваться в лечебных целях. Так из корневища щитовника мужского, ядовитого папоротника, растущего в лиственных, хвойных влажных лесах, также вырабатывают вещества, обладающие целебными свойствами.

А вот страусник обыкновенный (черный папоротник, страусово перо) широко используется в медицине. Его кусты разрастаются до 1 м в диаметре. Стерильные листья в высоту могут достигать 1-1,5 метров. А спороносные образуют своеобразные воронки, собранные из 2-3 листов.

Размножается страусник не только спорами, но и делением корневища, подземными побегами. Его используют для выращивания на открытом грунте вблизи искусственных водоемов в качестве оригинального элемента ландшафтного дизайна. Он является съедобным. Жители восточных стран используют в пищу молодые побеги, до 20 см в длину. Их употребляют в свежем виде, замораживают, консервируют. Препараты с использованием веществ, извлекаемых из страусового пера, применяют в медицине, как вяжущие, глистогонные, противосудорожные, успокоительные лекарственные средства.

Еще один вид папоротник, растущий в российских лесах, кочедыжник женский. Он предпочитает болотистую местность, торфяники, не просто тенистые, а даже затемненные места. Его листья. достигающие в длину 1 метра, осенью отмирают и на месте растения остается только короткий, толстый корень из которого весной вырастают новые листья. В течение всего лета происходит смена листовых пластин, благодаря чему он все время выглядит свежим, молодым. На одном месте он может расти до 10 лет, образовывая на болоте обширную кочку, отсюда и название – кочедыжник. Размножается он спорами. Яркая, зеленая, пурпурная, серебристая листва придает кочедыжнику изысканный внешний вид. Многие садоводы создают из него и хосты оригинальные композиции, украшающие сад на протяжении всего лета.

Даже в тех местах, где почва не имеет повышенной влажности, может расти еще один необычный папоротник – орляк обыкновенный. Его можно встретить в изобилии в дальневосточной тайге. В высоту он достигает не более 60 см. Молодые, только появившиеся над поверхностью почвы листочки, вполне съедобны. В них содержится в большом количестве протеин, крахмал. Местные жители используют их для приготовления вторых блюд, консервируют, маринуют. Своеобразный запах листьев отпугивает насекомых, их нельзя использовать в качестве корма для домашнего скота. Корень его мылится и часто заменяет таежникам обычное мыло. Если вы решили вырастить орляк на приусадебном участке, то учтите, что он очень быстро разрастается, захватывая все свободное пространство, поэтому границы участка, на котором вы планируете его выращивать, нужно ограждать, например, вкапывая по его периметру листы старого шифера.

Водные папоротники

Это удивительно, но папоротник может расти даже на поверхности воды. Такие разновидности часто можно встретить в пресноводных водоемах, реках и речушках Индии, Юго-Восточной Азии. Как и наземные папоротники, они имеют изящные, сложные листья-вайи. Любители аквариумисты очень любят их, ведь они, обходясь без грунта, обеспечивают поступление в воду кислорода, при этом придавая аквариуму высокую декоративность.

Среди таких водных разновидностей наибольшее распространение имеют виды из семейства Сальвиниевы. В тропических странах их даже называют сорняками рек. Очень интенсивно размножаясь они захватывают огромные водные пространства, препятствуя перемещению речных транспортных средств, работе гидроэлектростанций, забивая сети рыбаков во время вылова рыбы.

Еще один широко распространенный вид папоротников, растущих на воде. В отличие от сальвиниевых, они, наоборот, относятся к полезным растениям. Рисоводы специально высаживают их на рисовых плантациях, поскольку они подавляет рост сорной растительности, а их корни, листья способны накапливать азот.

Горшечные папоротники

Оригинальный внешний вид папоротников способствует их активному разведению в виде комнатных растений. Понятно, что в естественной среде им комфортнее, поэтому при выращивании в комнате их размеры существенно меньше. Например, древоподобный платицериум (Platycerium) – папоротник, предпочитающий в дикорастущем виде жить в тропиках Австралии, Африки, Индонезии. Это растение эпифит, растущее на ветвях других деревьев, но в отличие от паразитирующих разновидностей, питается не за счет «хозяина», а добывая питательные вещества непосредственно из окружающей среды. В частности, его нижние листья образуют своеобразную «чашу» (карман), в которой собирается влага, опадающие с дерева листья. Перепревая, они образуют дополнительную питательную смесь.

Всего известно 15 его разновидностей, причем некоторые из них можно выращивать в домашних условиях. За необычную форму листьев его называют плоскорог (bifurcatum) или олений рог.

  • Двувильчатый
  • Большой или Grande
  • Ангольский (Angolense)
  • Хилла (Platycerium hillii)

Его листья (вайи) напоминают лосиные рога, поэтому он известен под названием лосерогий. Нижние округлые, выпуклые листья стерильны, на них не образуются споры. Спороносными являются верхние клиновидные вайи, имеющие снизу фигурное расширение и сужающиеся к вершине в виде острия. Длина их может достигать 50-70 см, а цвет имеет оригинальную сизо-зеленую тональность.

Читайте также  Как правильно крепить минвату

Это самый высокорослый папоротник. Нижние широкие (около 60 см) стерильные вайи имеют рассеченную верхушку. Верхние, длина которых достигает 2 м примерно с середины разделяются на две ремнеобразные полосы. Встретить этот вид платицериума в естественных условиях можно не только в Австралии, но и в Азии.

Как понятно из названия этот вид папоротников-деревьев растет в центральных районах Африки. Его вайи имеют такую же клиновидную форму, как и остальные разновидности, но они цельные, только на самом крае имеются небольшие зазубрины. Встречаются экземпляры с незначительным оранжевым опушением.

В австралийских тропиках можно встретить уменьшенную копию Platycerium bifurcatum – двувильчатого платицериума. Он имеет прямые вайи, с несильно выраженным рассечением в верхней части.

Этот папоротник хорошо себя чувствует при выращивании в комнате или на балконе. Но решив добавить его в свою домашнюю коллекцию, нужно быть готовым к тому, что оно потребует тщательного ухода. В первую очередь это относится к выбору места для содержания, чтобы он предстал во всей своей красе.

Растение предпочитает рассеянный свет. Прямые лучи солнца ему противопоказаны. Слишком яркие, они вызывают ожоги листьев, что приводит к потере декоративности, а в особенно тяжелых случаях и к гибели растения. А вот к искусственному освещению платицериум оленерогий относится благосклонно.

Ему нужна плодородная почва и высокая влажность. Его нужно постоянно опрыскивать чистой (кипяченой или фильтрованной) теплой водой, особенно летом, когда температура воздуха в комнате повышается и зимой, когда воздух становится сухим из-за работы системы отопления.

Оптимальная летняя температура воздуха – 20-25°С, в зимний период22-18°С. Снижении показаний термометра даже до 15°С может привести к гибели растения. Кстати, располагать его нужно подальше от радиаторов, отопительных батарей.

Полив папоротника можно проводить несколькими способами. Если растение растет в подвесном кашпо, то горшок можно вынуть из него, поместить в наполненную водой емкость и оставить на некоторое время, для того чтобы почва напиталась влагой. В течение нескольких дней можно больше не заботиться о поливе. Если кашпо подвесить над аквариумом, то испаряющаяся вода повысит влажность воздуха возле папоротника и ему будет намного комфортнее, чем в другом месте. При выращивании в обычном цветочном горшке нужно внимательно следить, чтобы вода не застаивалась в поддоне, иначе будут загнивать корни.

Подбирая почву для выращивания плоскорога, отдавайте предпочтение субстрату, предназначенному для орхидей. Можно воспользоваться и универсальным грунтом, но в этом случае в него нужно добавить кусочки мха, коры, торф. После пересадки растения в новый горшок, несколько дней (3-4) его держать в затемненном помещении. Спустя 2-2,5 недели вносят удобрения, чтобы поддержать кустик, помочь ему быстрее вырасти.

Основным вредителем оленерога является щитовка. Насекомых, так же как тлю, паутинного клеща лучше собрать вручную, а потом промыть теплой водой. Не рекомендуется использовать в уходе за платицериумом химические средства против вредителей, поскольку это может испортить декоративность растения.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector