Папоротники

Папоротникообразные

Характеристика папоротникообразных

Папоротникообразные – отдел высших растений, где спорофит отделился от гаметофита. По размерам он крупнее его. К папоротникообразным относятся растения, половое размножение которых связано с водой. Это равноспоровые формы высших растений.

Представители этого отдела появились в палеозое и в девоне уже образовали леса. В каменноугольный период (карбон) на земле отмечено господство лесов папоротникообразных, когда их древовидные формы достигали высоты 70 м.

Отмирая и минерализуясь в анаэробных условиях переувлажненных мест, они образовали каменный уголь. Степень высвобождения углерода зависит от времени, температуры и давления. Например, донецкие антрациты являются современниками бурых углей в Германии. В углях часто обнаруживают окаменевшие отпечатки и даже фрагменты древних растений. Известен музей «Каменный лес» под

Лейпцигом. Образование углей – очень важный процесс в истории Земли, сыгравший затем существенную роль в истории нашей цивилизации.

Папоротникообразные, выйдя на сушу, стали первыми растениями с системным уровнем организации. У первых папоротникообразных (вышедшие на берег плауны) появилась проводящая система (закрытые СВП), настоящие покровные и механические ткани. Они имеют высоту около 60 см, стебель ползучий с вертикальными побегами. Псилофиты были лишены корней, листья либо отсутствовали, либо были чешуйчатые.

Стебель дихотомически ветвился, кончики его раскручивались по мере роста, как у современных папоротникообразных, у которых отмечаются настоящие корни и своеобразные листья, растущие верхушкой и закрученные улиткой в начале развития – вайи. Интересно, что вайи сохранились и у первых голосеменных.

Систематика.

1. Класс псилофиты (вымерший).

2. Класс плауны.

3. Класс хвощи.

4. Класс папоротники.

В современной систематике эти классы возведены в ранг отделов.

 

Папоротник

Современные папоротники объединяют около 10 тысяч видов и являются остатками обширной группы растений. На Таити находят древовидные формы высотой до 18 м. В тропических лесах встречаются эпифитные формы «олений рог», а в водоемах много водных папоротников (тайландский, цейлонский, водяной папоротник, плавающая сальвиния и много других). Есть пещерные виды, встречающиеся на глубине до 100 м, эти папоротники – типичные спорофиты гетеротрофы.

У нас в лесах Кавказа обычен папоротник-листовик, имеющий цельные крупные листья. Во влажных условиях встречаются страусник, орляк, щитовник мужской. Строение последнего типично.

Спорофит – довольно сложно организованное многолетнее растение. Стебель его подземный – корневище с настоящими корнями, первичный корень быстро отмирает, придаточные развиты хорошо и часто имеют выводковые почки для вегетативного размножения. Листья вертикальные, крупные, разнообразные, растут верхушкой – вайи (гомологи стебля). У щитовника они сложные, дважды перисто-рассеченные. Декоративность папоротников делает их обычными растениями, украшающими сады и внутренние помещения. Кроме фотосинтезирующей функции листья выполняют и спороносную. С нижней стороны листа развиваются спороносные органы – спорангии, собранные группами (сорусы). Сверху сорусы защищены покрывальцем. Когда споры созревают, покрывальце приобретает красноватый цвет, края его отгибаются, облегчая распространение спор. Число спор, образующихся в результате мейоза, достигает сотен миллионов. На влажной почве споры прорастают в заросток – гаметофит. Он имеет вид плоской сердцевиной пластинки площадью до 1 см2. Снизу на заростке развиваются антеридии и архегонии (двуполый), к почве они прикрепляются

ризоидами. Своим строением заросток напоминает слоевищные мхи, предков этого отдела (иллюстрация закона Геккеля-Мюллера). Для оплодотворения достаточно сильного дождя или росы. Зависимость от больших количеств воды здесь не так выражена, как у мхов, что можно считать прогрессивной чертой. Из зиготы образуется спорофит, вначале питающийся на заростке. Если спорофит – сухопутное растение, то гаметофит связан с водой. Молодые побеги папоротников съедобны, из зрелых получают глистогонное.