Урок на тему: «Общая характеристика папоротников, их размножение и развитие. Значение современных папоротникообразных растений в природе и жизни человека». Современные виды папоротников и места их произрастания Характерные особенности папоротников

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Общая характеристика папоротниковидных, виды, названия

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

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

Папоротники наших лесов

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

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

Стебли, корневища их строение

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

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

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

Особенности листьев

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

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

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

Размножение

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

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

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

Гаметы

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

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

Ровесники динозавров

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

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

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

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

Хозяйственное применение

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

Декоративность листьев

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

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

Ядовитые представители

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

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

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

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

Доисторические и современные представители

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

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

Места обитания

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

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

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

Описание

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

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

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

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

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

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

Вайи

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

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

Разновидности

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

Лесные папоротники

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

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

Почвопокровные папоротники

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

Скальные виды

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

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

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

Прибрежно-болотистые виды

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

Водные разновидности

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

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

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.

Разновидности папоротников с картинками

Папоротники распространены фактически по всему земному шару, начиная с пустынь и кончая болотами, рисовыми полями и солоноватыми водоемами. Наиболее разнообразны - в тропических влажных лесах. Там они представлены как древовидными формами (до 25м в высоту), так и травянистыми и эпифитами (произрастающими на стволах и ветвях деревьев). Встречаются виды папоротников длиной всего лишь в несколько миллиметров.

Строение папоротников

Обычное растение папоротника, которое мы видим, - это бесполое поколение, или спорофит. Почти у всех папоротников он многолетний, хотя есть немногие виды, имеющие однолетний спорофит. Папоротники имеют придаточные корни (лишь у некоторых видов они редуцированы).

Папоротники — фото

Листва, как правило, по массе и размерам преобладает над стеблем. Стебли бывают прямостоячие (стволы), ползучие или вьющиеся (корневища); нередко ветвятся. Наши лесные папоротники (страусник, орляк, щитовник мужской) имеют хорошо развитое корневище с отходящими от него многочисленными придаточными корнями. Над землей располагаются только крупные перисторассеченные листья - вайи.

Молодой лист улиткообразно свернут, по мере роста он распрямляется. У некоторых видов развитие листа происходит в течение трех лет. Листья папоротников растут своей верхушкой, как стебли, что указывает на их происхождение от стебля. У других групп растений листья нарастают от основания.

По своим размерам они могут быть от нескольких миллиметров, до трех и более метров в длину и у большинства видов выполняют две функции - фотосинтезирующую и спорообразовательную.

Размножение папоротников

На нижней стороне листа обычно находятся коричневые бугорки - сорусы с расположенными в них спорангиями, прикрытые сверху тонкой пленкой. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры, при помощи которых и происходит размножение папоротника.

Из споры лесного папоротника, попавшей в благоприятные условия, развивается гаплоидный заросток, гаметофит, маленькая зеленая пластинка сердцевидной формы, до 1см в диаметре. Заросток растет в затененных, влажных местах и прикрепляется к почве при помощи ризоидов. На нижней стороне гаметофита развиваются антеридии и архегонии.

«Завоевание» папоротниками суши оказалось неполным, так как поколение гаметофита может существовать только при обилии влаги и тени, а для слияния гамет необходима водная среда.

Хвощи — строение

Хвощи представлены преимущественно ископаемыми формами. Они возникли в течение девона и переживали расцвет в каменноугольном периоде, достигнув большого разнообразия форм - вплоть до гигантов высотой в 13м.

Современные хвощи насчитывают около 32 видов и представлены мелкими формами - не более 40см высоты. Они встречаются от тропиков до полярных областей, за исключением Австралии, и могут жить как в болотистых, так и сухих местностях. Некоторые виды имеют в эпидермисе отложения кремния, что придает им шероховатость.

Размножение и развитие хвощей

Спорофит у хвощей состоит из горизонтально разветвленного подземного стебля - корневища, от которого отходят тонкие, ветвящиеся корни и членистые надземные стебли. Некоторые боковые ветви корневища способны образовывать небольшие клубни с запасом питательных веществ.

Стебель содержит многочисленные сосудистые пучки, расположенные кольцом вокруг центральной полости. На стеблях, как и на корневище, ясно выражены узлы, придающие им членистое строение.

От каждого узла отходит мутовка вторичных веточек. Листья мелкие, клиновидные, расположены тоже мутовками, охватывают стебель в виде трубочки. Фотосинтез происходит в стебле.

Кроме ассимилирующих стеблей у хвоща полевого есть еще неветвистые спороносные побеги бурого цвета, на концах которых развиваются спорангии, собранные в колоски. В них образуются споры. После высыпания спор побеги отмирают, а им на смену вырастают зеленые ветвистые (вегетативные, летние) побеги.

Плауны — строение

Плауны были широко распространены в конце девонского и в каменноугольном периодах. Многие из них были высокими древовидными растениями. В настоящее время сохранилось незначительное, по сравнению с прошлым, число видов (около 400) - все это небольшие растения - до 30см в высоту. В наших широтах они встречаются в хвойных лесах, реже - на заболоченных лугах. Основная же масса плаунов - жители тропиков.

Обычным у нас видом является плаун булавовидный. Он имеет стелющийся по земле стебель, от которого вертикально вверх отходят игольчато-ветвящиеся боковые побеги. Листья у него - тонкие, плоские, располагаются по спирали, густо покрывая стебель и боковые веточки. Рост плаунов происходит только в точке роста, так как камбий в стебле отсутствует.

Размножение плаунов

На верхушке стебля находятся особые листья - спорофиллы, собранные в стробил. Внешне он напоминает сосновую шишку.

Прорастающая спора дает заросток (гаметофит), который живет и развивается в земле в течение 12-20 лет. Он не имеет хлорофилла и питается с помощью грибов (микориза). Смена полового и бесполового поколений у хвощей и плаунов происходит точно так же, как и у папоротников.

Ископаемые папоротникообразные образовали мощные пласты каменного угля. Каменный уголь используется в качестве топлива и сырья в различных областях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, различные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и т.п.

Значение папоротников, хвощей и плаунов

Современные папоротникообразные играют заметную роль в образовании растительных ландшафтов на Земле. Кроме того, человек использует хвощи как мочегонное средство, как индикатор кислотности почв. Благодаря жесткости стеблей, связанной с отложениями кремния в стенках клеток, хвощи употребляли для полировки мебели, чистки посуды.

Споры плаунов используются в медицине в качестве присыпки, щитовник мужской - как глистогонное. Их употребляют для лечения табачной зависимости, алкоголизма и глазных болезней. Некоторые виды папоротникообразных разводятся как декоративные (адиантум, асплениум, нефролепис).

Так как гаметофит плаунов развивается очень медленно (12-20 лет), эти растения следует охранять.