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).

Виды и разновидности папоротников

Папоротники произрастают во влажных, затемнённых местах. Почти все они являются многолетниками. К однолетним принадлежат немногие травянистые растения, характерные для средних климатических широт.

Папоротник имеет красивые листья, которые также разнообразны по цвету, размеру и форме. Поверхность листьев у одних видов гладкая, с блестящим отливом, у других пушистая и волосистая.

Место папоротников в растительном мире

Папоротники принадлежат к высшим растениям. Они отличаются от низших наличием специальных органов:

  • корня;
  • стебля;
  • листьев.

Высшие папортниковидные, в свою очередь, подразделяются:

  • на сосудистые;
  • на клетчатые или моховидные.

Папоротник относится к первой группе, отличающейся наличием сосудисто-волокнистых пучков. Так, например, в листьях эти пучки содержатся в виде прожилок, по которым движутся соки.

Папоротник делится на два подкласса:

  • настоящий;
  • водяной.

Сколько всего видов папоротников? Настоящие папоротники поражают разнообразием. Про них можно сказать, что одни могут быть похожи на мох и густо произрастать на стволах тропических деревьев, достигая величины нескольких сантиметров. Такая разновидность называется эпифиты. В переводе с греческого значит «на растении». Другие могут достигать двадцати пяти метров в высоту и напоминать своим видом раскидистые пальмы. Литья бывают длиной в несколько метров.

О водяных папоротниках будет сказано ниже.

Размножение и распространённость

За неимением цветков размножаются папоротники при помощи спор. Так как до девятнадцатого века науке не был известен такой способ, папоротник называли тайнобрачным. Помимо спор, органами размножения могут быть так называемые выводковые почки, которые развиваются на листьях.

Большинство папоротников — до 3000 видов, — распределено по тропическим лесам. Всего их насчитывается до 4000 видов.

Современные папоротники — это в основном травянистые растения. В районах с умеренным климатом произрастают многолетники с сильно развитыми корнями.

Равноспоровые папоротники — виды и названия

Систематизация папоротников является делом нелёгким. По виду спор они относятся к равноспоровым, то есть споры у них одного пола.

Равноспоровые, в свою очередь, разделяются по спорангию — органу, который производит споры. У одних папоротников он развивается из одной группы клеток и снабжён однослойной стенкой, у других — из нескольких и имеет многослойную стенку.

Это очень древние растительные виды, которые имели большое распространение. Сегодня их насчитывается примерно около двухсот.

Папоротники с многослойным спорангием

К ним относятся семейства ужовниковых и мараттиевых.

Из первых в России встречаются:

  • обыкновенный ужовник;
  • ключ-трава.

Вторые распространены во влажных тропиках, часто в горных районах:

  • ангиоптерис;
  • макроглоссум;
  • мараттия.

Семейство ужовниковых

Ужовниковые, язычник — это русские названия. Дословный перевод с латинского звучит как «змеиный язык». Форма листьев этого семейства как раз и дала название этим растениям. Они разделены надвое и напоминают вилочку. Каждая из частей выполняет свою функцию. Одна — вегетативную (размножение посредством листьев), другая — фертильную (спороносную).

Их известно около восьмидесяти видов, классификация которых объединена в три рода:

  • ужовник;
  • гроздовник;
  • гельминтостахис.

Ужовниковые — одна из самых древних групп растений. Они сильно отличаются от других видов папоротников по своим биологическим особенностям и занимают довольно изолированное положение. Ужовниковые — растения многолетние, иногда вечнозелёные, небольших или средних размеров. Предпочитают рыхлый и влажный грунт, открытую местность. Однако некоторые тропические виды, подобно мху, поселяются на стволах деревьев в тёмных уголках тропического леса.

Самым крупным представителем семейства является ужовник повислый. В соответствии со своим названием он имеет свисающие листья, составляющие в длину два, а то и все четыре метра. Но существуют и совсем маленькие растеньица — длиной всего по нескольку сантиметров.

Ужовниковые имеют стебли, которые в большинстве своём являются корневищами, пробившимися из-под земли и стоящими как бы навытяжку. Они утолщённые и мясистые. Исключение составляют только гельминтостахис, у которого корни горизонтальные. Как правило, ветвление стеблей не наблюдается. Стебли и листья ужовниковых мягкие, мясистые, в отличие от большинства папоротниковых. В корнях, лишённых волосков, обычно присутствуют ассоциированные с ними низшие грибы, так называемые микоризные.

Листья ужовниковых очень своеобразны. У них отсутствует характерное для большинства папоротников закручивание при выходе их из почки, напоминающее улитку. Ещё одна особенность листьев — присутствие особенных влагалищ, которые заслоняют собой почку.

В основном ежегодно ужовниковые образуют по одному листу, реже — по четыре. Поэтому число листовых рубцов на корневище позволяет судить о возрасте папоротника. Медленный рост листьев также является отличием, характеризующим «змеиные языки». Листья полностью выходят на поверхность примерно к пятому году своего развития.

В нашей стране ужовниковые распространяются в сосновых лесах, именно там их большое многообразие. К таким относится, например, гроздовник многораздельный.

Семейство мараттиевых

Их насчитывается более 60 видов. Хотя они и напоминают своих древовидных собратьев, таковыми не являются. Мараттиевые иногда достигают очень внушительных размеров и относятся к самым крупным растениям Земли. Но их размер обусловлен не стеблем, а пяти- и шестиметровыми листьями. У основания они снабжены прилистниками. Сами же стебли — не длиннее одного метра, похожи на картофельные клубни и почти наполовину находятся в почве.

Мараттиевые, как и ужовниковые, отличаются своеобразием. Их гигантские листья у своего основания имеют придатки, которые не исчезают после опадания. Они не только защищают растение, но и накапливают крахмал. Также они предназначены для размножения. На них имеются почки, находящиеся в состоянии покоя. Когда наступают благоприятные условия, почки дают жизнь новым папоротникам. В стеблях, листьях и корнях мараттиевых обязательно присутствуют слизевые ходы. Они представляют собой длинные каналы, отдельные полости или клетки и служат для сохранности веществ, которые временно исключены из обмена.

Относящиеся к мараттиевым ангиоптерисы обитают в тенистых болотистых лесах и ущельях, очень многочисленны. Также встречаются вдоль дорог, на берегах рек. Их огромные листья являются дважды перистыми. У перистых листьев пластинки листа располагаются по длине основного черешка. А двуперистые разделяются дважды, их пластинки прикреплены вдоль вторых черешков, соединённых с главным черешком. Главный и второстепенный черешки имеют утолщения в местах сочленений. Благодаря этой особенности черешки похожи на стебель бамбука и имеют толщину, сравнимую с толщиной человеческой руки.

Большая часть этого семейства вымерла. Сегодня из этих живых ископаемых сохранилось всего семь родов. Обитают они в тропических областях. Мараттиевые часто разводятся в оранжереях.

Односпоранговые: виды папоротников, названия и фото

Спорангии у этого вида папоротников срастаются в одно целое, представляя собой как бы раковину, закреплённую на ножке. К ним относится, в частности, полиподиумы или многоножки и сальвиниевые.

Полиподиумы

Полиподиумы — одно из самых многочисленных папоротникообразных семейств, объединяющих 50 родов и около 1500 видов. Листья у них двурядные, корни мясистые, поросшие волосками. Характерным признаком многоножек является необычное скученное расположение спорангиев на листьях.

Это многолетние растения, покрытые чешуйками, корневище у них или ползущее, или стремящееся вверх. Листья бывают и перистыми, и дважды перистыми, и лопастными — имеющими надрезы, состоящими из нескольких пластинок, выходящих из одной точки.

Распространены эти растения в основном в тропической зоне Евразии. Чаще всего относятся к эпифитам и могут расти как на деревьях, так и на скалах, и в грунте.

Водяные папоротники — род сальвиниевых

Сальвиния распространена не так сильно. Ее характеристика — она относится к однолетним водным растениям, растущим близко от берега реки или на болоте и спокойно плавающим по воде. По внешнему виду напоминают клевер из четырёх листьев. Наиболее распространены такие её роды, как Марсилия и Сальвиния. Спорангии у них находятся внутри спорокарпиев.

Спорокарпии — сильно видоизменившиеся когда-то давно листья или их части, заключающие в себе по две-три кучки спорангиев. Они находятся у основания листка, имеют серовато-бурый цвет и формой напоминают боб.

Сальвиния водоплавающая не имеет корней. Встречается в южных областях России. Её стебелёк ветвистый, покрытый листьями водяными и воздушными. Листья мутовчатые, расположены по два-три на каждом узелке стебля. Мутовки обоих видов чередуются между собой. Сначала идут четыре ряда воздушных листьев, а затем — два водяных. В соответствии с их названием, воздушные плавают на водяной поверхности, а водяные погружены в неё.

Есть такая разновидность сальвиниевых, как Азолла. Она также интересна своим строением. Азолла имеет разветвлённый стебелёк, у которого на «спинке» находятся два ряда листьев, а на «брюшке» — один ряд корешков. Каждый лист разделён на две половинки, одна из которых находится на плаву, а другая погружена в воду.

Разведение папоротников

Папоротники разводятся в домашних комнатных условиях и в оранжереях. Выращивать их нужно в затемнённых местах, не подверженных прямым солнечным лучам. Окружающий воздух должен быть влажным, свет неярким, температура умеренной. Поливать требуется весьма обильно. Особенно папоротники любят речную и дождевую воду. Земля нужна разрыхлённая и богатая перегноем. Размножаются отводками и спорами. При этом зелёные споры всходят в очень короткий промежуток времени.

Некоторые интересные факты о папоротниках

В кухнях некоторых народов мира, например, в корейской и китайской, из сушёных или солёных молодых листьев папоротника готовят салаты, которые пользуются популярностью. Но употреблять в пищу можно очень малое количество видов. К таким относятся Страусник и Орляк. А некоторые виды являются даже ядовитыми.

На гавайских островах пищей является крахмалистая сердцевина Древовидных папоротников. Также её используют как стройматериал.

Японские учёные выявили такую способность папоротника, как выведение из организма человека радиоактивных веществ.

С древних времён и по настоящее время в медицине применяется Папоротник мужской. Из него готовят препараты, изгоняющие глистов, например, ленточного червя. Однако при употреблении таких лекарств нужно быть предельно осторожным и принимать их строго в соответствии с рекомендациями.

Листья папоротников на самом деле и не листья, а система, состоящая из ветвей, расположенных в одной плоскости. Поэтому и именуется она предпобег или плосковетка. Папоротники «не успели» разделить стебель и лист.

Самым распространённым из видов папоротников в умеренной лесной зоне является Кочедыжник женский. Он имеет самые разнообразные формы и размеры и является благодатным материалом для гибридизации. Папоротник женский является настоящим украшением садов и парков.

Своё название женский папоротник получил из-за сравнения с другим видом — Папоротником мужским, относящимся к роду Щитовников. У мужского растения более крупные листья и ствол.

Папоротникообразные растения: описание жизненного цикла разных видов, их роль в хозяйстве

Папоротникообразные растения — это самый древний и многочисленный вид флоры на планете. Человечеству известно наиболее 10 000 разновидностей папоротников. Они распространены повсюду. Каждый представитель имеет свою форму , размер, характерное строение и способ размножения .

Раньше папоротники были огромными и древовидными. В современном мире эти растения стали комнатными и небольшими. Они приспосабливаются к любым условиям, некоторые имеют очень красивую форму.

Общая характеристика группы

Папоротник — это род споровых растений, который относится к отделу сосудистых представителей флоры и насчитывает 48 семейств, 578 родов и 10620 сортов. Они предпочитают влажные, холодные и заболоченные места. Большинство растений произрастают в тропических лесах. Некоторые из них имеют большие размеры и похожи на пальмы, которые достигают в высоту 16 метров, а листья у них длиной до 4 метров.

Места распространения папоротниковидных растений:

  • лес,
  • болотистая местность,
  • стволы и ветви деревьев,
  • водная среда,
  • горные ущелья,
  • стены домов,
  • пустыни,
  • обочины проселочных дорог,
  • сельскохозяйственные угодья.

Папоротник является очень древней формой жизни, из его многолетних отложений образуется уголь. По форме растение похоже на зеленый побег с перистыми листьями.

Ученые считают, что папоротниковидные произошли от плаунов, но существует мнение что последние, а также мхи, хвощи появились от псилофитов.

С древних времен существует миф про цветок папоротника . Если на праздник Ивана Купала человек увидит цветущее растение, то найдет на этом месте клад или узнает как разбогатеть. Тем не менее это всего лишь легенда, ведь на самом деле стадии цветения у папоротника не существует.

Особенности строения

Папоротник — это многолетнее растение, которое может быть и кустом , и травой.

Структуру имеет следующую:

  • корни,
  • побеги,
  • черешки,
  • листовые пластины.

У растения нет настоящих листьев , имеются лишь ветки, которые растут в одной плоскости. Они называются вайи (предпобеги). Глядя на них, тяжело различить, где заканчивается стебель и образуются лист. Вайи выполняют две функции: спорообразования и фотосинтеза.

Все корни у растения придаточные. Первичный стержень не развивается, а вместо него образуется корень из стебля, реже из листа. Побеги разнообразны по внешнему и внутреннему строению. Ползучие стебли имеют название корневище. Они могут быть короткими и длинными. Стебель состоит из эпидермиса, проводящей и механической ткани. От корневища вверх сразу растут листья.

Папоротник размножается спорами. Последние образуются на нижней стороне листьев в спорангиях.

В природе очень много разновидностей папоротников, которые делятся на древние и современные.

Выделяют 4 основных класса:

  1. Псилотовидные.
  2. Хвощевидные.
  3. Мараттиевые.
  4. Настоящие папоротники.

Класс псилотовидные

Они растут на стволах деревьев, в скалах, на земле с большой концентрацией органических веществ. У псилотовидных практически отсутствует корень.

Этот класс высших растений имеет два рода:

  1. Псилотовые. Состоят из прямостоячих ветвистых стеблей, которые растут из корневища. В состав проводящей ткани входят флоэма и ксилема, которые транспортируют полезные вещества по растению. У них нет листовой пластины, а только листовидные зачатки. Фотосинтез происходит в стебле.
  2. Ужовниковые. Имеют один лист, который делится на споровую и верхнюю часть. У них уже есть зачатки камбия и проводящая система.

Класс хвощевидные

Хвощ — это сосудистое растение, которое распространено в Евразии и Северной Америке. Свое название оно получило из-за сходства с хвостом лошади. Растет всегда наподобие травы.

Самые известные представители хвоща:

  • гигантский,
  • зимующий,
  • Шаффнера.

Побеги у хвоща состоят из узлов и междоузлий, которые правильно и пропорционально чередуются между собой. В узлах находятся: почка с чешуйками, которая заменяет листья, а также боковые ветви. За фотосинтез и передачу питательных веществ отвечают стебли. У хвоща есть корневище и придаточные корни.

Класс мараттиевые

Мараттиевые — это древние высшие папоротниковидные, которые появились в период нижнего карбона. Распространены в тропических лесах, отдельные формы выращивают в оранжереях.

Корни у мараттиевых придаточные, а в древних формах вокруг ствола образовывалась мантия из корней. Вайи вырастают у них длиной до 6 метров и располагаются в два ряда. Молодые листья похожи на улитки.

Класс настоящие папоротники

Это самый многочисленный класс папоротниковидных. Он имеет такие семейства: чистоустовые, гименофилловые, сальвиниевые и многоножковые. Настоящие папоротники распространены повсеместно.

Сальвиниевые — это водные папоротники, они могут жить на поверхности водоемов, так и на дне. Растут в водах Азии, Африки, на юге Европы, а также их выращивают для аквариумов. Сальвиния похожа на клевер, отдельные разновидности даже съедобны.

Индийский папоротник является водным растением и культивируется для аквариумов. Он приспосабливается к любой среде и разрастается в форме пышного куста. Растение меняет свой цвет в зависимости от концентрации минеральных компонентов в воде. Меняются цвета от бледно-зеленого до темно-зеленого. Главная его функция — очистка воды от вредных веществ.

Многоножковые — самый многочисленный род.

  1. Пузырник. Ядовитое растение, встречается на склонах гор Евразии. Имеет тонкие длинные листья, которые собраны в пучок. Существуют такие формы: луковиценосный и ломкий.
  2. Страусник. Распространен в лесах, на берегу водоемов. Является одним из самых красивых папоротников, может в высоту достигать полтора метра. Листья страусника похожи на перья одноименной птицы, поэтому его так назвали. Он любит теплую погоду и отмирают осенью. Молодой отросток имеет форму кулачка, который постепенно разворачивается.
  3. Щитовник. Произрастает в лесах, на горах и возвышенностях. Вырастает в длину до полутора метров, имеет массивное корневище, перистые листья из которых получается розетка в форме чаши. На нижней стороне листовой пластины находятся споры, они закрыты щитовидными чешуйками. Поэтому их назвали щитовником. Выделяют три вида щитовника: мужской, австрийский, Линнея.
  4. Кочедыжник. Растет в лесах России, оврагах, равнинах, торфяниках. Представляют собой большие растения с перистыми вайями и коротким корневищем. Растет в виде красивого куста высотой до метра. Образует кочки на болотах, поэтому его так и называют. Выделяют кочедыжник женский и китайский-красноватый.
  5. Орляк обыкновенный. Распространен повсеместно: в тундре, на пустошах и в лесах. Папоротник имеет ветвистое корневище, крупные листовые пластины в высоту до полутора метра. Способен очень быстро разрастаться, поэтому его тяжело бывает искоренить. Обладает противоглистным свойством, имеет специфический аромат.
  6. Асплениум. Папоротник с ажурными перистыми вайями. Растет на стенах каменных сооружений, в трещинах камней. Различают сорта: асплениум постенный, северный, волосовидный.
  7. Вудсия. Растение с тонкими пушистыми листовыми пластинами и коротким корневищем. Средой обитания вудсии являются берега водоемов, леса и каменистая местность. Сорта: вудсия эльбская и многорядниковая.
  8. Осмунда. Встречается в Северной Америке и Восточной Азии. Растение с длинными блестящими светло-зелеными листьями и коротким корневищем. Различают осмунду азиатскую, Клейтона, королевскую.
  9. Многорядник. Имеет такое название потому, что его листья расположены в несколько рядов. Распространен в лесах Северной Америки, Европы и Азии. Представляет собой растение с тугими темно-зелеными листьями и толстым корневищем. Бывает многорядник Брауна, трехраздельный, щетинковый.
  10. Скребница. Р астет на светлых и сухих горных вершинах, в трещинах камней и известняковых утесах. Вайи перистые и кожистые с надрезанными верхушками, снизу расположены бурые чешуйки.
  11. Оноклея. Имеет светло-зеленые блестящие листья и длинное ветвистое корневище. Распространен в заболоченной местности Азии и Северной Америки.
  12. Телиптерис. Его можно увидеть в лесах Северного полушария. Растение низкорослое и ползучее. Листочки желтовато-зеленые и тонкие, перистой формы.

Большое разнообразие папоротниковидных в дикой природе позволило ученым проследить эволюцию развития растений на Земле и понять их главное значение.

Комнатные папоротники

Существуют папоротники, специально выведенные селекционерами для выращивания дома.

Виды комнатных растений:

  1. Платицериум. Напоминает своими листьями рога оленя, которые торчат в разные стороны, а середина похожа на кочан капусты.
  2. Многоножка. Е го корневище ползучее, а листья рассечено-перистые.
  3. Нефролепис. Самое популярное комнатное растение, имеет ажурные красивые листочки, которые образуют живописную розетку.
  4. Дербянка. Очень похожа на пальму, состоит из крупных и жестких листовых пластин.
  5. Даваллия. Выделяется своим рыжим и мохнатым корневищем, которое расползается за пределы горшка.
  6. Диксония. Древовидный папоротник, который сажают сначала в горшок, а в дальнейшем по мере вырастания высаживают в открытый грунт, так как вырастает он до 6 метров в высоту.
  7. Асплениум. Имеет волнообразные кончики листовой пластины, неприхотлив и нуждается в незначительном уходе.

За домашними папоротниками легко ухаживать, потому что они хорошо приспосабливаются к окружающей среде. Эти растения смотрятся красиво и оригинально в любом интерьере.

Жизненный цикл

Каждое растение на Земле имеет свой жизненный цикл. У папоротника он состоит из чередования поколений — спорового и полового. Задача растения — достигнуть созревания и дать новую жизнь последующим поколениям.

Бесполое (споровое) поколение представлено лиственным растением, которое образует споры. Последние собраны в кучки — сорусы, которые находятся на нижней стороне листовой пластины.

Споры, попадая в благоприятную среду, дают начало новому заростку, который является половым поколением растения — гаметофитом. Жизненный цикл папоротниковидных замкнутый.

Фазы жизни папоротника имеют такой порядок:

  1. Взрослое растение.
  2. Споры.
  3. Заросток.
  4. Половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки.
  5. Зигота.
  6. Зародыш.
  7. Новое растение.

Взрослое растение, вырастая, повторяет эту схему для зарождения будущего поколения.

Дыхание

Умение всасывать из воздуха кислород и выделять углекислый газ именуется процессом дыхания у растений. Данное условие необходимо им для существования. Кислород, который впитал папоротник, взаимодействует с его органической материей, в результате выделяются углекислый газ и вода.

Дышит папоротник днем и ночью. Эта функция ему необходима для получения жизненной энергии.

Питание

Питательные вещества папоротники получают через корни и листья. С помощью первых растение всасывает из почвы минеральные соли и воду. Для питания растений нужны такие микроэлементы как фосфор, калий, углерод, азот, железо, магний, сера, водород, цинк, медь, марганец и другие.

Через листья проходит другой процесс питания — фотосинтез. Из воздуха листочки забирают углекислый газ, который с помощью солнечного света преобразуют в органические вещества, так необходимые для жизни растения.

В процессе фотосинтеза папоротник получает крахмал и сахар, которые распределяются по всем органам.

Размножение папоротников

У взрослого сформированного папоротника на нижней стороне листа созревают споры в капсуле. Затем капсулы лопаются, и споры осыпаются в почву. Ветер подхватывает их и разносит в разные стороны.

Спора прорастает и образуется заросток с гаметами, который внешне схож с сердечком. Заросток прикрепляется к поверхности земли с помощью нитей — ризоидов. В нем появляются мужские и женские половые органы — антеридии и архегонии, в которых образуются сперматозоиды и яйцеклетки.

Вода стекает по листу и задерживается в середине заростка, сперматозоид с водой подплывает к яйцеклетке и соединяется с ней, образуя зиготу. Из нее развивается зародыш нового растения.

Эволюция видов

В науке считается, что папоротникообразные появились на земле более 480-360 миллионов лет назад в период среднего девона. Их численность и разнообразие просто поражают. Папоротники начинают разрастаться, появляются древовидные формы. Более сложная структура позволяет этим видам адаптироваться к жизни на суше и придает им необходимую для дальнейшего роста жесткость.

В результате значительного накопления остатков этих растений стали появляться залежи торфа, который со временем преобразовался в каменный уголь. В последующие столетия появились благоприятные условия и влажная среда для разрастания папоротниковидных.

Археологи часто находят в залежах угля на поверхности этой породы рисунки листьев папоротников и отмечают появление новых форм флоры.

В каменноугольный период, 360 млн. лет назад, доминировали хвощи. Из их окаменевших останков образовалась большая часть угля. Затем они постепенно были вытеснены другими видами.

Папоротники нашего времени растут в богатых влагой тропических лесах. Встречаются травянистые и древовидные растения, а также лианы, которые схожи по размерам с древними папоротниками.

Биологическое значение

Папоротники выделяют кислород, принимают участие в круговороте веществ и энергии на Земле. Их заросли являются пищей и местом обитания для беспозвоночных животных. Эти растения входят в состав природных сообществ и взаимодействуют друг с другом.

Папоротники имеют широкое применение:

  1. Служат пищей. Съедобной разновидностью является орляк, молодые закрученные вайи которого собирают, сушат, консервируют, солят, жарят, в измельченном виде добавляют в приправы и выпечку. Жители Восточной Азии из корневищ получают крахмал.
  2. Используются в медицине. Костенец имеет противовирусные и антибактериальные свойства, является спазмолитиком и способствует отходу слизи из дыхательных путей. Адиантум стоповидный используют при кашле и боли в желудке. Орляк применяют при болезнях суставов, простатите, золотухе и кашле. Из многоножки производят эфирное масло, она имеет потогонный, отхаркивающий, слабительный, желчегонный эффект.
  3. В сельском хозяйстве. Азоллу используют для удобрения почвы, она обогащает землю азотом. Корневища вудвардии применяют для торфообразования.
  4. Участвуют в образовании каменного угля. Он формируется из отмерших древовидных папоротников и является хорошим топливом, из него производят: лаки, пластмассу, краску, духи, горючий газ.
  5. В качестве комнатных растений. Декоративные папоротники используются для украшения жилья, аквариумов и водоемов (адиантум, нефролепис, сальвиния, марсилия).

В современном мире некоторые типы папоротников находятся на грани вымирания. Если исчезнет хотя бы один вид, это приведет к нарушению природного баланса на Земле. Для того, чтобы этого не случилось, растения обязательно нужно беречь и охранять.

Видео

В этом видео рассказывается о папоротникообразных, их значении и применении.

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.

Папоротники

теория по биологии �� ботаника

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.

Bio-Lessons

Образовательный сайт по биологии

  • Ботаника

Папоротниковидные растения

Общая характеристика, особенности строения, размножение. Среди высших споровых растений папоротниковидные появились раньше других. Исчезнувшие древовидные виды вместе с другими споровыми растениями (плауны и хвощи) 250-300 млн лет назад составляли влажные тропические леса.

Известно более 10 тыс. видов папоротниковидных. В тропических лесах растут лианы, использующие в качестве опоры другие растения. Древовидные папоротники и сегодня растут в Австралии и Новой Зеландии. Они достигают высоты 20 м. Имеются также папоротники, растущие в воде. Папоротники, растущие в Казахстане, являются многолетними травами. Древовидные папоротники у нас можно увидеть только в ботанических садах.

Папоротники – тоже споровые растения. Одним из наиболее распространенных их представителей является щитовник. Он растет во влажных тенистых местах, под пологом леса и по сырым оврагам. Щитовник имеет хорошо развитые корневища. Вниз от корневищ отходят придаточные корни, вверх – листья. У травянистых папоротников, растущих в Казахстане, нет надземных стеблей, но хорошо развиты корневища. Листья крупные, перисторассеченные. Их называют вайи. Отрастание листьев начинается весной. Вначале они свернуты и имеют улиткообразную форму, затем распрямляются. Растут они кончиками, достигают очень больших размеров. Листья выполняют 2 функции: 1) в процессе фотосинтеза они образуют органические вещества; 2) образуют споры и участвуют в размножении (рис.1).

Рис.1 Строение папоротника щитовника

Папоротниковидные размножаются вегетативным, бесполым и половым путями. Вегетативное размножение осуществляется корневищем. Некоторым видам свойственно также размножение почками. Такие почки располагаются по длине листа. Из почек появляются маленькие папоротники. Они пускают корни, отрываются от листа, прикрепляются к почве и превращаются в настоящие папоротники.

Бесполое размножение. В летнее время у щитовника на нижней стороне листа образуются сорусы (группы расположенных скученно спор или спорангиев). В спорангиях, как вы знаете, развиваются споры. Спорангии прикрепляются к центральной жилке листа длинными ножками. Сверху сорус покрыт защитным покрывальцем, по форме похожим па почку. При созревании спор происходит разрыв оболочки спорангия, и споры высыпаются наружу.

В благоприятных условиях из споры вырастает заросток. Он представляет собой пластину сердцевидной формы зеленого цвета диаметром до 4 мм. К земле он прикрепляется ризоидами.

Половое размножение. На нижней стороне пластины заростка образуются женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы. В них образуются гаметы. Они сливаются. Из оплодотворенной яйцеклетки образуется зигота, а из нее – зародыш. В зародыше имеются зачатки органов будущего растения. В первое время он питается за счет заростка. Постепенно из зародыша вырастает молодое растеньице папоротника с мелкими листьями (рис.2).

Рис.2 Размножение папоротника

Значение папоротниковидных в природе и в жизни людей очень велико. Их выращивают в оранжереях в качестве декоративных растений и часто используют для озеленения. Некоторые виды папоротников являются лекарственными растениями. Например, корневища щитовника издавна применяются против болезней, вызываемых кишечными паразитами. Из его листьев получают настойки для лечения ран, простуды и обезболивающие препараты.

Молодые листья некоторых видов и сердцевину древовидных папоротников используют в пищу.

Ископаемые древовидные папоротники вместе с другими споровыми растениями сыграли огромную роль в образовании залежей каменного угля.

300 млн лет назад климат па Земле было влажным и теплым. Леса из папоротниковидных были заболочены или залиты водой. Погибая, высокие деревья (высота до 40 м) падали прямо в воду, покрывались илом и песком. Под давлением воды они уплотнялись. В результате за миллионы лет такое уплотнение(без доступа кислорода) превратило их в каменный уголь.

Каменный уголь – топливо, дающее много тепла. Кроме того, он является сырьем для химической промышленности. Из него вырабатывают пластмассы, асфальт, мыло, смолы и другую необходимую народному хозяйству продукцию.

Жизненный цикл папоротниковидных растений происходит в две стадии. Сначала образуются споры, из которых развиваются заростки. На нижней стороне заростков образуются женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы, в которых формируются половые клетки – гаметы. После их слияния образуются зиготы, из которых развиваются зародыши. Листья папоротников растут кончиками и достигают очень больших размеров.

Папоротники выращивают в оранжереях в качестве декоративных растений и часто используют для озеленения. Некоторые виды папоротников являются лекарственными растениями. Ископаемые древовидные папоротники сыграли огромную роль в образовании залежей каменного угля.

Одним из наиболее распространенных представителей папоротников является щитовник. Встречаются и исчезающие виды, например щитовник мынжилкенский. Он занесен в Красную книгу Казахстана.

Биологический русско-английский глоссарий