Классификация, жизненные циклы и морфология папоротников

Папоротники, как плауны, хвощи и мхи относятся к высшим споровым. Это означает, что это такие растения, жизненный цикл которых подразделен на гаметофит и спорофит  — размножение половым путем и размножение спорами на разных стадиях цикла. Именно предки этих удивительных растений, вымершие примерно 270 миллионов лет назад дали нам залежи каменного угля.

К папоротникам относятся: настоящие папоротники, хвощи и плауны. 

Описание папоротниковидных растений

Папоротниковидные  — многолетние травянистые растения, хотя в некоторых тропических регионах и встречаются папоротники-деревья. В процессе эволюции у папоротников сформировались стебель, корень, листья, органы размножения, корневая система папоротников достаточно хорошо развита. Преобладает спорофит, произрастает в дикой природе во влажных лесах. Не имеет плодов и не формирует цветы. 

Также с папоротником связано множество легенд, например о его цветении,которого, как известно у папоротников нет. 

Папоротники наиболее многочисленной группой споровых растений, включая 10 000 видов. 

Обитает как на земле, так и в болотах, около водоемов, например сальвиния. Их можно встретить в пустынях, сосновых и тропических лесах, некоторые из папоротников могут достигать 20 метров в высоту или быть лианоподобными, не зря они являются древнейшими из растений, некоторых из них, возможно встречали и вы, например орляк и пузырник, щитовник. 

Значение папоротников в природе очень велико. Они являются пищей для некоторых животных, местом обитания многих микроорганизмов, а целебные свойства нескольких видов применяются медицине человеком. 

Что является отличительным признаком

В первую очередь отличительная черта папоротников  — это их внешний вид, по которому мы все привыкли их узнавать, а именно рассеченный лист папоротника  — вайя. Вайи папоротника на своей нижней поверхности образуют спорангии  — органы бесполого размножения растений, в которых образуются споры.

Разбор строения папоротниковых растений

Строение папоротника: корневище с придаточными корнями, стебель, листья (вайи). 

Подземные части папоротника представлены корневищем. От корневища отходят корни, надземные части представлены особыми листьями, непохожими на привычные нам. От обычных цветковых растений, листья хвощей и папоротников отличаются несколькими признаками:

  1. Лист папоротника растет неограниченное время;
  2. На нижней стороне листьев папоротника располагаются споры (в специальных мешочках  — спорангиях).

Стебли

Стебель папоротника представлен одревесневающим корневищем. стебли отходят от точки роста. Имею эпидермис, механическую и хорошо развитую, состоящую из  сосудистых пучков проводящую ткань. 

Листья вайи

Листья папоротника называются вайями. На привычных нам растениях мы никогда не увидим спор на нижней части листьев, в отличие от папоротников. Поэтому, считать вайи листьями  — не совсем правильно. Скорее, перед нами особые образования, которые являются чем то средним между веткой и листом.  

Как уже было сказано, на нижней части вайи располагаются спорангии со спорами. Эти спорангии выглядят, как своеобразная большая люстра с тонкими ножками, на концах которых располагаются шарики со спорами. Для защиты такого образования существует “зонтик”, который называется индузией и, как бы,прикрывает этот пучок спорангиев, который называется сорус.

Корневая система

Корни папоротника представлены корневищем с придаточными корнями, больше лежащими на поверхности. Развиваются не из зародышевого корешка, а из стебля, а точнее из точки роста. 

Органы размножения

  • Архегонии  — женский гаметофит, яйцеклетки. Неподвижные,большие. 
  • Антеридии  — мужской гаметофит, сперматозоиды. С помощью воду перемещаются к яйцеклеткам. 
  • Сорусы  — спорангии. 
  • Споры  — в спорангиях.
  • Заросток  — пластинка на которой располагаются архегонии и антеридии.
  • Вайи  — листья папоротника на которых располагаются спорангии. 
Читайте также на нашем сайте:  Виды цикламена

Вегетативные органы размножения:

  • Частями вайи;
  • Корневище;
  • Почки;
  • Афлебии  — листоподобное образование. 

Особенности питания растения

Относятся к автотрофам, то есть сами преобразовывают неорганические вещества в органические в результате фотосинтеза. Некоторая часть от фотосинтезируемых веществ откладывается в корневище, когда поздней осенью его надземные части начинают отмирать, то корневище папоротника перезимовывает под снегом, а весной, из верхушечной почки вырастает укороченный стебель с листьями.  

Виды папоротникообразных

Класс псилотовидные (плауны)

Висячие папоротники (класс Psilotopsida)  — плауны в отличие от папоротников, не имеют листьев, но имеют очень уникальные структуры, известные как энации (или синангии). 

Энации представляют собой маленькие, чешуйчатые, шаровидные выросты, отходящие от стебля и содержащие споры. Хотя эти структуры похожи на листья, они не считаются листьями (микрофиллами или мезофиллами) из-за отсутствия какой-либо сосудистой ткани, хотя на стеблях есть трахеиды. 

Висячие папоротники не имеют настоящих корней и удерживаются на своем субстрате ризоидами, чрезвычайно короткими якорными структурами. Эти ризоиды имеют мутуалистические отношения с микоризными грибами, которые помогают растениям поглощать воду и питательные вещества.

Класс хвощевидные

Хвощ ( Equisetum arvense ) — многолетние травянистые папоротникообразные. Обитают в северном полушарии, состоят из ветвящегося корневища  — видоизмененного стебля. Мелкие чешуйчатые листья имею мутовчатое расположение. Есть много придаточных корней. В основном произрастают на болотах, лугах, в лесу. Размножаются как половым, так и бесполым путем. Споры развиваются в спороносных колосках. Имеет два вида побегов: весенние со спороносными колосками и осенние с зелеными листьями. Сам побег состоит из междоузлий и узлов с мутовчатыми боковыми веточками, покрытыми чешуевидными веточками. 

Растение содержит множество полезных соединений, которые придают ему многочисленные оздоровительные эффекты. Из них выделяются антиоксиданты и диоксид кремния. 

Антиоксиданты — это молекулы, которые борются со свободными радикалами в вашем организме, чтобы предотвратить повреждение клеток. Между тем, кремнезем представляет собой соединение, состоящее из кремния и кислорода. Считается, что именно он отвечает за потенциальную пользу хвоща для кожи, ногтей, волос и костей. Хвощ в основном употребляют в виде чая, который готовят путем замачивания высушенной травы в горячей воде, хотя он также доступен в виде капсул и настойки.

Класс мараттиевые

Многолетние папоротникообразные травянистые растения. Появились примерно в начале карбона. Молодые ветви спирально закрученные, с удлиненным цилиндрическим основанием. Внизу расположены два гребневидных выроста. Обиают во влажных тропических лесах и включают 7 родов. Имеют клубневый стебель диаметром до 1 м и листья до 5-6 м. 

В основании листа расположены крупные мясистые прилистники, запасающие крахмал. Равноспоровые (образуют женские мегаспоры и мужские микроспоры). почти как у настоящих папоротников споры расположены снизу по краю листа. Нет индузий, так как стенка спорангия многослойная. Гаметофит наземный, многолетний и пластинчатый. Представляет собой боковую ветвь эволюции населявшая все континенты в каменноугольном и пермском периодах. 

Класс настоящие папоротники

Настоящие папоротники состоят из слабо развитого стебля, имеют крупные рассеченные листья, выполняющие функции фотосинтеза и спороношения, деревянистое корневище с большим количеством придаточных корней. 

Наиболее многочисленный класс. обитают в горах, лесах, пустынях и тропиках. Есть как древесные, так и травянистые разновидности. Некоторые растения обладают токсичными свойствами, но так же, некоторые имеют и полезные для человека свойства.  

Комнатные папоротники

Нефролепис

Имеет широкие вайи с чередующимися листочками (пиннами) по обе стороны от средней жилки. У краев на нижней стороне перьев расположены два ряда круглых сорусов (скопления спороносных органов.

 Каждый листочек обычно дельтовидной формы со слегка зазубренными волнистыми краями. Растения также выпускают длинные тонкие побеги (столоны), которые укореняются, образуя новое растение, когда касаются земли.

Платицериум

Второе название  — олений рог. Оленьи рога очень похожи на рога оленя или лося, отсюда и их необычное название. Родом из Азии и Австралии, растения являются частью семейства Polypodiaceae — они растут медленно, но в конечном итоге становятся довольно большими примерно 10 метров. Существует 17 видов платицериума, но только один, олений папоротник, распространен в домашнем хозяйстве.

Читайте также на нашем сайте:  Финиковая пальма: уход в домашних условиях, выращивание из косточки

Петрис

Наиболее легко выращиваемое растение, неприхотливое и легкое в уходе. Любит высокую влажность, адаптируется к разному освещению. Вайи имеют пестрый окрас с зелеными полосками по краям. В высоту вырастает до 75 см, в ширину до 60 см. Обычно, одновременно пускает несколько побегов. 

Асплениум

Вечнозеленый папоротник, образующий розетку широких ярко-зеленых листьев с темными жилками и волнистыми краями. Розетка имеет форму вазы и образует похожий на гнездо центр, из за чего у цветка появилось второе название  — птичье гнездо, откуда будут появляться новые листья. 

Зрелые листья на растениях, выращенных на открытом воздухе, могут достигать 120-150 см, но достигают 30-60 см а помещениях.  Параллельные линии спор находятся на нижней стороне вайи и расходятся от средней жилки к краю листа.  Растут на открытом воздухе, в тени, в богатых гумусом почвах и влажном климате. Минимальная температура для них  — 10°C.

Блехнум

Вечнозеленый папоротник с длинными мелко рассеченными листьями достигает в длину примерно 1 м, родом из Южной Африки. ствол у старых экземпляров может достигать 50 см в высоту. Как и все папоротники любит влажный климат и тень. Выращивать в домашних условиях его очень трудно, поэтому нужно соблюдать температурный режим не ниже 16 градусов и не подвергать цветок прямым солнечным лучам. 

 Папоротник лесной

На данный момент в дикой природе, мест где растет папоротник осталось не так много и папоротник в лесу можно встретить все реже. 

Лесной папоротник подразделяется на несколько видов: 

  • Страусник обыкновенный (matteuccia struthiopteris, назван так из-за формы листьев,закрученных на конце);
  • Листовик сколопендровый (растет не рассеченными, волнистыми глянцевыми листьями);
  • Кочедыжник японский (имеет дваждыперистосложную форму, фиолетово-белой окраски);
  • Щитовник шартрский (похож на предыдущий но ярко-зеленого цвета);
  • Орляк обыкновенный (pteridium aquilinum);
  • Многорядник Брауна.

Папоротник марсилия 

Тот самый четырехлистный клевер, который все ищут. Это водный папоротник включающий около 30 видов. Имеют ползучее корневище. Листья в диаметре примерно 5 см. Высота примерно 10-12 сантиметров. 

Размножение с помощью спор, гаметами и вегетативный способ (Жизненный цикл)

Жизненный цикл папоротников разделен на две стадии  — гаметофит (размножение половым путем, гаметами) и спорофит (развитие из споры), где спорофит  — преобладает. 

Когда на взрослом растении созревают споры, то спорангии трескаются и выворачиваются наружу, от чего споры вылетают и воздухом переносятся на новые участки. 

Попадая на влажную почву споры прорастают и начинают формировать следующее поколение  — гаметофит. 

Прорастая споры образовывают небольшую, не более 2 сантиметров в диаметре, сердцевидной формы зеленую пластинку  — заросток. С нижней ее стороны гаметофита отходят тонкие нити  — ризоиды, не более 1 мм. На поверхности созревают мешочки с яйцеклетками (архегонии), ближе к краю расположены мешочки со сперматозоидами (антеридии), то есть  — гаметы (мужские и женские).

После дождя под эту пластинку стекает вода, образуя влажную среду, в которой сперматозоиды выплывают из своих мешочков и подплывают к яйцеклеткам. Таким образом происходит оплодотворение и образуется зигота, из которой вырастает привычный для нашего вида папоротник  — спорофит. При делении зиготы из нее образуется взрослое растение. Цикл повторяется. 

Дыхание

Дыхание осуществляется не только через вайи, но и через корневую систему, поэтому папоротникам необходимо обеспечить рыхлую, хорошо дендрируемую почву.  

Питание

Папоротникообразные  — автотрофы, а точнее фотосинтетики. Но кроме веществ получаемых в процессе фотосинтеза им необходимы некоторые группы минеральных веществ, то есть иногда папоротники нужно подкармливать. В подкормке они нуждаются в период интенсивного роста. Лучшим удобрением будет 1,5 грамма аммиачной селитры, 1 грамм калийной соли и 1,5 грамма суперфосфата на 1 литр воды. 

Сколько живут папоротники

Семейство папоротниковых долгоживущие растения и длительность жизни некоторых видов достигает более 100 лет.  Хвощи живут примерно 10 лет, папоротники могут прожить и 100, но листва отмирает ежегодно, плауны  — примерно 50.

Значение папоротников

  • Среда обитания для других организмов;
  • Звено в цепи питания;
  • Источник кислорода;
  • Используются человеком в медицине;
  • Употребляются человеком в пищу;
  • Из предков папоротникообразных образовался каменный уголь;
  • Являются декоративными растениями.
Классификация, жизненные циклы и морфология папоротников

3 комментария для “Классификация, жизненные циклы и морфология папоротников

  1. Не знаю, возможно это просто какое-то совпадение, но все же я появлением в нашем доме трижды перистого папоротника уменьшилось число скандалов, мы стали спокойнее. Он стал хранителем спокойствия нашего дома. После трижды перистого у меня появились и другие. Самоке интересное то, что каждый папоротник требует индивидуального подхода. Некоторым нужна очень высокая влажность воздуха, другие и в сухом растут прекрасно. Чем тоньше листики у папоротников, тем выше влажность воздуха нужна. Стоят мои папоротники на окне, я их притеняю, поливаю по мере просыхания верхнего слоя 1-2 см, опрыскиваю.

  2. У меня жил папоротник и действительно размножался спорами, т.к замечала ростки в горшочках других цветов. Если память мне не изменяет, это был нефролепис. Он был неприхотлив, но сильно разрастались вайи, поэтому пришлось его пристраивать другому хозяину.

  3. А я думала что за цветок такой у меня на работе стоит, а это оказывается папоротник. Реально он не прихотлив, потому что поливается он раз в две недели у нас. И разрастается он быстро, всегда бабушки к нам приходили и брали отростки, странные женщины. Но теперь я знаю как за ним ухаживать, растить и т.д.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Пролистать наверх
Adblock
detector