Папоротники широко распространены по всему зеленому шару и встречаются в самых разных местообитаниях. Обширная группа травянистых и древесных форм споровых растений, насчитывающая более 12000 видов. Произрастают папоротники повсеместно: на суше, в пресных водоемах, на скалах. Большинство видов являются наземными травами, но в тропиках встречаются эпифиты, лианы, древовидные. Некоторые из них выращиваются как декоративные — комнатные (нефролепис, асплениум, платицериум - "олений рог") и садовые растения.
Как и у большинства высших растений, спорофит в жизненном цикле развития папоротников занимает господствующее положение по сравнению с половым поколением и является, как правило, многолетним растением.
Папоротники умеренного пояса в большинстве – многолетние наземные травянистые растения. Жизненные формы тропических папоротников более разнообразны: древовидные формы, лиановидные папоротники, эпифитные папоротники и др.
Строение |
Размножение |
Значение |
Тело папоротника расчленено на корень, стебель и лист. Корни (придаточные) и побег (корневище: стебель + листья (вайи). Листья папоротников, называемые вайями, произошли в результате уплощения крупных ветвей. Листья папоротников длительное время продолжают верхушечный рост, образуя при этом характерную разворачивающуюся “улитку”. В большинстве случаев фотосинтезирующие листья расчленены на черешок и пластинку. У большинства папоротников листья перистые – однократно, дважды или многократно. Пластинка перистого листа имеет ось, или рахис, представляющий собой продолжение черешка. Рахис соответствует главной жилке цельного листа. По массе и размерам они, как правило, значительно преобладают над стеблем. У некоторых папоротников листья дифференцированы на стерильные (фотосинтезирующие) и фертильные (несущие спорангии). Стебель папоротников обычно не бывает сильно развит. Только у древовидных папоротников он представлен прямостоячим стволом, несущим на верхушке крону листьев. У большинства же папоротников короткий горизонтально расположенный стебель представлен корневищем. Корневище бывает радиальным, т.е. придаточные корни и листья покрывают его равномерно, или дорсивентральным, листья которого сидят на верхней спинной стороне, а корни главным образом на нижней – брюшной. |
Спорангии развиваются на обыкновенных зеленых листьях или на специализированных листьях. Располагаться они могут одиночно или группами – сорусами. Сорусы расположены с нижней, лучше защищенной стороны листьев (спорофиллов). При созревании спорангии вскрываются и споры высыпаются. Споры папоротника гаплоидны, гаплоиден и гаметофит. Большинство папоротников – равноспоровые растения. Гаметофиты (заростки) обитают обычно на поверхности почвы. Они обоеполые, зеленые, маленькие, разные по форме, питаются самостоятельно, реже – лишены хлорофилла и развиваются под землей. К почве гаметофит прикреплен многочисленными ризоидами. На нижней, брюшной стороне гаметофита развиваются архегонии. Антеридии, которые обычно развиваются раньше, также сосредоточены на нижней поверхности гаметофита. Каждый антеридий содержит сперматозоиды. В архегониях созревают яйцеклетки. Оплодотворение происходит только в капельно-жидкой среде, обеспечивающей активное движение сперматозоидов к архегонию. Зигота, возникающая из оплодотворенной яйцеклетки, дает начало диплоидному зародышу, развивающему в диплоидный спорофит. |
Некоторые виды папоротников используют в качестве декоративных растений (адиантум, полиподиум, нефролепис). Молодые листья определенных видов употребляют в пищу. Отвары корневищ и настойки некоторых папоротников применяют в медицине как болеутоляющие, противовоспалительные, противоглистные средства, для лечения легочных заболеваний, рахита, желудочных расстройств. |
Цикл развития папоротника 1 – взрослое растение 2 – лист с сорусами 3 – группа спорангиев 4 – спорангий со спелыми спорами 5 – проростание споры 6 – двухполый заросток (гаметофит) 7 – слияние яйцеклетки и спермотозоида и образование зиготы 8 – развитие молодого растения Вывод: в цикле развития папоротников преобладает спорофит над гаметофитом
3.Закрепление знаний.
Гаметофитом папоротника является …
А) заросток
Б) листья
В) взрослое растение
Г) корневище
Папоротники размножаются …
А) только спорами
Б) только вегетативно
В) только семенами
Г) спорами и вегетативно
После оплодотворения у папоротников образуется - …
А) плод
Б) цветок
В) коробочка
Г) зигота
Для оплодотворения папоротникам необходима …
А) почва
Б) влага
В) энергия солнца
Г) бактериальная клетка
Соотнесите растение с характерным для него описанием:
- Кукушкин лён
- Хвощ луговой
- Щитовник мужской
А) напоминает небольшую ёлочку, боковые веточки отходят от узлов мутовчато;
Б) корневище является видоизменённым стеблем, листья – ваи;
В) небольшое растение около 20 см в высоту, функцию корней выполняют ризоиды;
4.Д/з § 42
Среди папоротников встречались в прошлом, и есть сейчас древовидные растения. Среди мхов таких жизненных форм нет. Все мхи маленькие травянистые растения. С чем это связано?
Почему папоротниковидные имеют в своем теле достаточно хорошо развитые ткани и органы, а произрастают, как и мхи, только в сырых местах?
ПАПОРОТНИКИ
Множество легенд сложено о «цветке папоротника». Растение это казалось загадочным, потому что никто никогда не видел его цветков. А раз их так трудно найти, думали люди, значит, им наверняка присущи какие-то чудесные свойства. На Руси бытовало предание, что цветёт папоротник огненным цветком, который распускается в глухую ночь, под удары грома и при сверкании молнии. До принятия христианства папоротник был посвящён богу грозы Перуну и звался перуновым огнецветом, жар-цветком, светицветом. Считалось, что кому удастся сорвать этот цветок — тому откроются все клады, он услышит голоса деревьев и трав. Потому как этот цветок — не что иное, как
волшебная разрыв-трава. Но цветок охраняет нечистая сила, добыть его трудно.
В ночь накануне дня Ивана Купалы (ночь на 7 июля по новому стилю) сельская молодёжь устраивала гулянья с песнями, хороводами, поисками в лесу чудесного цветка. (Считалось, что цветок папоротника можно найти только раз в году, именно в эту ночь. ) Петро, герой повести Николая Гоголя «Вечер накануне Ивана Купала», так увидел цветение папоротника: «Глядь, краснеет маленькая цветочная почка и, как будто живая, движется. В самом деле, чудно! Движется и становится всё больше, больше и краснеет, как горячий уголь. Вспыхнула звёздочка, что-то тихо затрещало, и цветок развернулся перед его очами, словно пламя, осветив и другие около себя.
«Теперь пора!» — подумал Петро и протянул руку. Смотрит, тянутся из-за него сотни мохнатых рук также к цветку, а позади его что-то перебегает с места на место. Зажмурив глаза, дёрнул он за стебелёк, и цветок остался в его руках ».
Почему же так и не посчастливилось ботаникам найти чудесный цветок? Оказывается, на самом деле папоротник цветков не имеет, а размножается спорами. На обратной стороне листа появляются бугорки ржавого цвета (сорусы), рассыпающие коричневую пыль — споры. Каждый папоротник может дать сотни миллионов спор. Любопытно, что вырастет из проросшей споры отнюдь не папоротник привычного нам облика, а нечто невиданное — маленькая зелёная пластинка величиной с арбузное семя. (О дальнейших подробностях размножения папоротников рассказано в статье «Размножение». )
Папоротники — растения древние. В заболоченных лесах каменноугольного периода среди гигантских хвощей и плаунов росли и древовидные папоротники — до 30 м высотой. И сейчас на кусках каменного угля нередко можно увидеть отпечатки их перистых листьев. (Кстати, слова «папоротник», «перо», «парить» — однокоренные. )
В наше время таких гигантов уже не встретить. Всё же древовидные папоротники дожили до наших дней в отличие от древовидных хвощей и плаунов. Самый большой папоротник (Alsophila excelsa) — более 18 м высотой — растёт на островах южной части Тихого океана. Длина его листьев — до 4 м. Внешне древовидные папоротники чем-то напоминают пальмы. Глядя на них, можно мысленно перенестись в далёкое прошлое, в леса каменноугольного периода, когда на Земле ещё даже не появились динозавры.
Наибольшее разнообразие современных папоротников (а всего их существует более 12 тыс. видов) — в тропических лесах. Здесь можно увидеть папоротники-лианы, высоко поднимающиеся по стволам деревьев; папоротники-эпифиты (т. е. живущие на стволах и ветвях деревьев). Среди последних известен очень красивый и эффектный олений рог (Platycerium), листья которого и вправду напоминают оленьи или лосиные рога. Он порой весит около 100 кг. Под тяжестью таких эпифитов-гигантов иногда выворачиваются с корнями и падают даже крупные деревья.
Среди тропических папоротников есть и крошки — например, водные папоротники рода азолла, обитающие в Северной Америке. Длина листьев самого маленького из них едва достигает 12 мм. Эти папоротники усваивают азот прямо из воздуха благодаря симбиозу с синезелёной водорослью анабеной. Поэтому на рисовых полях в странах Азии азоллу специально разводят как «живое удобрение» для обогащения почвы азотом.
Ботаники относят папоротники к так называемой «крупнолистной» ветви эволюции в отличие от «мелколистных» хвощей и плаунов. Хотя, строго говоря, листья папоротников — и не листья вовсе, а скорее стебли. Лист папоротника в отличие от настоящего листа растёт верхушкой, как стебель. И рост продолжается в течение всей жизни листа. Молодые листья закручены в характерные для папоротников тугие «завитки» и разворачиваются, как пружинки.
Кстати говоря, у папоротника орляка (Pteridium aquilinum) эти молодые «завитки» съедобны. Собирать их надо ранней весной, в первые две недели после их появления. Обжаренные в масле с сухарями, они напоминают по вкусу грибы.
Завершая рассказ о папоротниках, заметим, что это, помимо всего прочего, — великолепные декоративные растения, украшение садов и парков.