Вайи папоротника это

Содержание:

Папоротники относятся к наиболее древним споровым растениям. Обитают в самых разнообразных экологических условиях: в заболоченных местах и водоемах, лесах тропического и умеренного климата. Наиболее известные представители — щитовник мужской, орляк, страусник. В жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов доминирует спорофит.

Расцвет папоротников произошел около 358 млн лет назад и длился примерно 65 млн лет, в честь папоротников назван период палеозойской эры — карбон, или каменноугольный период, который длился указанный промежуток времени. Именно папоротникам принадлежит активная роль в углеобразовании: в карбоне леса заселяли древовидные папоротники, достигавшие 40 и более метров в высоту.

Древесные формы папоротников сохранились до наших дней, однако большинство представителей — травянистые растения, у которых отсутствует камбий, а значит, нет и вторичной древесины.

Папоротники относятся к группе сосудистых растений, так как имеют жилки — сосудисто-волокнистые пучки, в отличие от мхов, которые не имеют жилок и не являются сосудистыми растениями. Механическая прочность обеспечивается отложением склеренхимы вокруг проводящих пучков (жилок).

В отличие от мхов, папоротники имеют проводящую ткань в стеблях и корнях, состоящую из ксилемы и флоэмы. Заметьте, я написал "корень" — у мхов не было и корней, вместо них были ризоиды, выполняющие аналогичную корням функцию. Корни папоротников, хвощей и плаунов всегда придаточные и растут от видоизмененного побега — корневища.

Строение

Рассмотрим строение папоротников на примере типичного представителя — щитовника мужского. Это широко распространенный папоротник, типичный для климата умеренных широт. Представляет собой многолетнее травянистое корневищное растение.

Образован пучком сильно расчлененных листьев, отходящих от корневища. Нарастают листья верхушкой, образуя завитки — "улитки".

Отметьте, что лист папоротника называется вайя (от греч. baion — пальмовая ветвь). В отличие от настоящих листьев, вайя имеет недетерминированный верхушечный рост. Листья имеют черешок, прикрепляющийся к стеблю, который может продолжаться в рахис — главную ось сложного листа, соответствующую центральной жилке.

Жизненный цикл папоротниковидных

Листостебельное растение папоротника, изображенное выше — спорофит (2n). Спорофит доминирует в жизненном цикле папоротниковидных, в отличие от цикла мха, где спорофит, по сути, является придатком гаметофита (редуцирован). На нижней стороне вайи располагаются спорангии, собирающиеся в сорусы — группы близкорасположенных спорангиев. На спорофите (2n) в спорангии после мейоза образуются споры (n).

В 2012 году группа ученых под руководством Ксавьера Нобли из Университета Ниццы выяснили, что спорангий имеет специальный механизм "катапульты", споры из него вылетают со скоростью около 10 м/с.

Гаплоидные споры (n) прорастают в заросток (n), небольшую пластинку (несколько мм) сердцевидной формы. Заросток зеленого цвета, способен фотосинтезировать и прикрепляется к почве ризоидами. На нем образуются мужские и женские половые органы — соответственно антеридии и архегонии. Сперматозоид (n), образовавшийся в антеридии, благодаря воде (во время дождя) попадает в архегоний, где сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n).

Из зиготы развивается зародыш, который проникает в ткани архегонии с помощью особого приспособления — гаустории (от лат. haustor — черпающий, пьющий). Гаустория представляет собой ножку, внедряющуюся в ткани заростка и поглощающую из него питательные вещества. Начинается бурный рост зародыша, образуется побег, а затем взрослое растение — спорофит (2n). Цикл замыкается.

Значение папоротников

Папоротники являются главным компонентом многих лесных сообществ, звеном в цепи питания — продуцентами (производителями органических веществ). Человек использует папоротник в декоративных целях. Молодые побеги некоторых папоротников съедобны и употребляются в пищу: побеги орляка, листья страусника обыкновенного.

Щитовник мужской имеет медицинское значение: из его корневищ изготавливают противогельминтный препарат.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Папоротниковидные растения существуют с очень давних времен и представлены самыми разными жизненными формами. Первые такие растения появились предположительно 400 млн лет назад. Сейчас они обитают преимущественно в местах с повышенной влажностью. Особенное строение помогает им легко приспосабливаться к новым условиям роста.

Общее описание папоротниковидных растений

Существует несколько версий по поводу того, что такое папоротник. Научное сообщество причисляет его к самым старейшим растениям – ринофитам. В процессе эволюции строение папоротника стало более сложным, вот почему папоротник относят к высшим растениям.

Папоротник не спутаешь ни с каким другим растением

Несколько фактов, которые подтверждают это мнение:

  • Растение развивается циклами.
  • Присутствует развитая сосудистая система.
  • Кусты отличаются хорошей способностью адаптации к способу обитания на суше.

Представители папоротников – многолетние кустарники, принадлежащие к споровым. Однако все равно многих цветоводов волнует вопрос: папоротник – это кустарник или трава. Оба варианта ответа положительны.

Читайте также:  Лишай у лабрадора как выглядит

Интересно! Есть такие высокие растения, что их причисляют к деревьям.

Папоротники отличаются разнообразием окрасов и расцветок. Поэтому каждое растение прекрасно по-своему и непременно украшает место, на котором растет. Эти необычные кустарники часто используются в создании дизайна ландшафта и в домашнем интерьере. Они практически не болеют при правильном уходе.

Растение имеет вид вечнозеленого кустарника и не цветет. Однако для славян этот цветок был и остается символом любви, счастья. Есть традиция искать его в ночь на праздник Ивана Купалы.

Биологическая классификация папоротниковых

Классификация папоротникообразных достаточно сложна из-за большого количества видов. Издавна ученые предпринимали попытки выстроить систему. Были пробные схемы, которые отличались друг от друга. И только намного позже возникла единая классификация, в основе которой лежит строение органа размножения (спорангия) и некоторые другие признаки.

Кратко – все растения разделяют на 2 группы: древние и современники. Отдел папоротников составляет 7 классов вымерших и существующих в настоящее время сосудистых растений. Ниже кратко представлены эти классы:

  • самая старейшая и простая по строению группа Аневрофитопсиды;
  • древний представитель, схожий по внешнем виду с хвойными – Археоптеридопсиды (Archaeopteridopsida);
  • «слепая эволюционная ветвь» – так прозвали Кладоксилопсиды (Cladoxylopsida);
  • переходная категория к современникам представлена Зигоптеридопсидами (Zygopteridopsida или Goenopteridopsida);
  • современные растения – Офиоглоссопсиды или ужовниковые (Ophioglossopsida);
  • крупные и компактные многолетники – Мараттиопсиды (Marattiopsida);
  • еще одни современники, среди которых чаще встречаются многолетние, реже – однолетние растения – Полиподиопсиды (Polypodiopsida).

Последние подразделяются на 3 подкласса: Polypodiidae, Marsileidae, Salviniidae.

Переходный класс папоротников

История видов папоротниковых растений

Папоротниковидные ведут свою историю еще со времен, когда на планете были динозавры. Тогда был благоприятный теплый тропический климат. Отдельные виды вырастали просто огромными по современным меркам – до 30 м.

Время шло, а климат менялся не в лучшую сторону, в результате чего произошли катаклизмы и древнейшие формы растения не сохранились до наших дней. Современный отдел папоротники очень отличается от своих предков и величиной, и формами. Наиболее многочисленная группа состоит из 300 родов, представленных 10 000 видов.

На заметку! Эти кустарники получили широкое распространение и в садовой, и в домашней обстановке.

Самые высокие растения произрастают в благоприятном для них климате – тропическом и субтропическом. Отдельные особи вырастают до 20 м.

Самые высокие папоротники растут в тропиках

Распространенность в природе, примеры видов

Где и когда растет папоротник, напрямую зависит от уровня влажности и температуры окружающей среды. Проще говоря, какой климат преобладает на данной территории. Они могут обитать в лесах, реках, озерах, болотах, а также на сырых лугах, оврагах, у дорожных обочин, расщелин скал.

В умеренном климате встречается около 100 травянистых растений. Описания папоротников зависят от вида:

  • Орляк: лист папоротника этого сорта легко узнать по форме, похожей на зонтик в открытом состоянии. Обитает в лесах (преимущественно сосновых) и годится для применения в пищу.
  • Щитовник мужской с длиной стеблей до 1,5 м, достаточно редкий вид, его экстракт обладает лечебным свойством убивать гельминтов, что успешно применяется медициной.
  • Многорядник отличается темными зелеными листьями, которые расположены на стебле в ряд.
  • Осмунда произрастает в природных условиях на востоке Азии и американском Севере, выделяется блестящей поверхностью удлиненных листьев.
  • Кочедыжник женский – крупных размеров растение с изящными листиками.
  • Страусник известен как один из красивейших папоротников, у него длинные корневища, создающие настоящие заросли, данный эффект применяется в декорировании ландшафта.

На заметку! В отваренном виде листья страусника съедобны.

Есть сорта, предназначенные для выращивания в комнатных условиях:

Отдельно стоит выделить Юниор – сорт с гофрированным листом.

Интересно! Есть совсем крохотные папоротники с высотой стеблей не более 12 мм. Яркий представитель – Азолла карилиниана, которая растет на деревьях, лианах.

В горах можно увидеть еще одно удивительное растение с изящными ажурными листьями. Называется Венерин волос. Встречаются также подводные обитатели, например, Marsilea quadrifolia. А папоротник Дикраноптерис обладает очень прочными черешками.

Есть папоротники, которые относятся к редким и вымирающим видам. Так, Сальвиния занесена в белорусскую Красную книгу.

Сколько живут папоротники

На вопрос, сколько могут жить папоротники, нет однозначного ответа. Это зависит и от места, и от ухода (если растет дома или в саду). Играет роль и принадлежность к виду. В умеренном климате при наступлении похолодания верхняя часть растения сразу отмирает, а в тропических условиях куст способен расти много лет подряд.

Однако корни, которые являются придаточными, обновляются каждые 4 года, а корневище увеличивает продолжительность жизни в таком случае до целого века. Именно мощная корневая система позволяет растению выживать и адаптироваться к изменяющимся условиям.

Особенности питания растения

Папоротниковидные – это растения, которые питаются посредством корней и листьев. Важные микроэлементы и воду они всасывают из земли. Листочки задействованы в фотосинтезе. Таким образом, происходит получение сахара, крахмала, которые требуются для работы всех органов папоротника.

Разбор строения папоротниковых растений

Предки папоротников были устроены проще современных видов.

Листья, вайи

Особенность строения представлена массивными листами, которые тяжелее всего стебля папоротника. Они отличаются многообразием форм, имеют свои особенности в росте и устроении. Как правило, листья имеют форму перьев и рассечены. Листья папоротника называются вайи (такое определение дано учеными). Листовой черешок крепится к стеблевой части, находящейся под землей, поэтому не сразу удается увидеть начало листа.

На заметку! Особенность вайи папоротника – в росте верхушкой, напоминающий улитку. Сначала лист свернут, а потом постепенно разворачивается.

Листья развиваются сначала под землей. Этот период продолжается 2 года. На третий год становятся видны над поверхностью. Из-за роста верхушек идет стремительное разрастание. У многих вайи принимают участие в фотосинтезе, процессе вегетации и спорообразовании.

Читайте также:  Птицы леса средней полосы россии

Споры образуются на обратной стороне листовой пластины как одиночно, так и группами.

Стебли

Стебель папоротников всегда небольшой и развит мало. Исключение составляют растения в тропиках, которые вырастают до размеров дерева. Их стволы крупные, покрытые корой. Вьющийся стебель может быть очень длинным.

Корневая система

Корневая система представлена корневищем и множеством придатков. Стебель покрыт тканью, которая отлично проводит и вбирает в себя воду. По пучкам-сосудам она движется к листьям.

Органы размножения

Вся жизнь растения имеет 2 главных цикла:

  1. Продолжительный бесполовой, когда папоротник не размножается – спорофит.
  2. Короткий – гаметофит, когда происходит размножение.

Органы размножения представлены спорангиями, внутри которых содержатся споры. Находятся на обратной стороне листа. Когда споры достаточно созревают, ветер разносит их на далекие расстояния.

Внимание! Отдельные ученые приравнивают спорообразование к цветению.

Не все споры выживают, только некоторая часть. Фаза размножения берет начало с прорастания и преобразования в заросток, который носит название гаметофит. Он напоминает пластину размером несколько мм в форме сердца зеленого цвета.

Снизу у гаметофита образуются антеридии и архегонии, соответственно женские и мужские органы размножения. В них продуцируются яйцеклетки и сперматозоиды, соединяющиеся при достаточном уровне влажности. В результате появляется зигота. Именно из нее и появляется зародыш будущего растения.

Папоротник может размножаться вегетативным путем. В этом случае появляются выводковые почки на корешках и стебле. Редкие и красивые сорта размножаются только через споры.

Сравнение с другими травянистыми растениями

Папоротниковидные включают в себя папоротники, плауны, хвощи. У них одно происхождение, и все они множатся посредством образования спор. Однако папоротники имеют и отличительные свойства от травянистых:

  • корневая система и сложное строение листьев отличается от водорослей;
  • преобладание спорофита в поколениях в отличие от мхов, которые в поколениях имеют, как правило, гаметофит;
  • наличие тканей, способных проводить воду;
  • отсутствие цветения.

Папоротник – древнейшее, красивое растение, которое украсит и садовый участок, и внутреннее помещение квартиры. Его химический состав наделен лечебными свойствами, что применяется в медицине. Есть сорта, подходящие для употребления в пищу.

Папоротникообразные произрастают на планете Земля с незапамятных времен. Продолжительность их существования исчисляется миллионами лет. Растения имеют разнообразные жизненные формы, предпочитают влажные места обитания. Своеобразное строение папоротника делает его чрезвычайно приспособленным к выживанию.

Описание папоротниковидных растений

Что такое папоротник, есть разные версии. Ученые считают, что это прямые потомки древнейших растений – ринофитов. В процессе эволюции строение папоротникообразных стало более сложным, почему папоротники относят к высшим растениям, никого не удивляет. Это подтверждает:

  • циклическое развитие растений;
  • развитая система сосудов;
  • приспособленность к наземной среде;

Папоротник в природе

По определению, папоротник – это многолетнее растение, относится к роду споровых растений. На вопрос о папоротнике: это кустарник или трава, можно ответить утвердительно в обоих случаях. Иногда еще бывает деревом.

Дополнительная информация. При описании папоротников нельзя не вспомнить их разнообразную цветовую гамму, доставляющую эстетическое удовольствие. Эти растения часто становятся настоящим украшением участков. Их несомненное достоинство – устойчивость к болезням и вредителям.

Важно! Как известно, папоротники не цветут, но в славянской мифологии цветок папоротника стал символом вечной любви и счастья. В ночь на Ивана Купала влюбленные тщетно ищут мифический цветок.

Биологическая классификация папоротниковых

Огромное количество видов папоротникообразных усложняет их классификацию. Такие попытки делались еще древними учеными. Предлагаемые схемы часто не согласовываются между собой. Основами классификации современных папоротников стали строение спорангия и некоторые морфологические признаки. Все разновидности делят на древние и современные.

К отделу папоротников относят следующие семь классов сосудистых растений, как вымерших, так и современных:

  1. Аневрофитопсиды (Aneurophytopsida) – древнейшая примитивная группа.
  2. Археоптеридопсиды (Archaeopteridopsida) – тоже древние представители, которые напоминали современные хвойные деревья.
  3. Кладоксилопсиды (Cladoxylopsida) – есть версии, что эта группа представляет слепую ветвь эволюции.
  4. Зигоптеридопсиды (Zygopteridopsida или Goenopteridopsida) – переходная группа к современным видам.
  5. Офиоглоссопсиды или ужовниковые (Ophioglossopsida) – современные папоротники.
  6. Мараттиопсиды (Marattiopsida) – многолетние растения мелких и крупных форм.
  7. Полиподиопсиды (Polypodiopsida – многолетние или реже однолетние растения разных размеров). Подразделяются на три подкласса: Polypodiidae, Marsileidae, Salviniidae.

История видов папоротниковых растений

История папоротникообразных началась в эпоху динозавров – 400 млн. лет назад. В благоприятном для них теплом и влажном климате тропических лесов папоротники господствовали на Земле. Некоторые виды достигали 30 м в высоту. Со временем климатические условия кардинально изменились. Сколько должно было произойти природных катаклизмов, чтобы исчезли такие исполины, как динозавры и древовидные папоротники.

При всем разнообразии современных папоротников они сильно отличаются от древнейших растений, уступая им в размерах и разнообразии форм. Но и сегодня это самая большая группа споровых – 300 родов и более 10 тыс. видов. Широкое распространение папоротникообразные получили, благодаря экологической пластичности и удивительным особенностям размножения.

Важно! Благоприятные для папоротников климатические условия в наши дни сохранились в тропиках и субтропиках, где древовидные папоротники достигают 20 м.

Распространенность в природе, примеры видов

Когда и где растет папоротник, зависит от тепла и влажности местности. Местом обитания вездесущих растений могут быть:

  • нижний и верхний ярусы лесов;
  • болота, реки и озера;
  • овраги и сырые луга;
  • расселины скал;
  • стены домов;
  • обочины дорог.

В умеренных широтах можно встретить сотни травянистых представителей папоротников. Краткий обзор некоторых видов:

  1. Орляк обыкновенный. Легко узнаваем по листьям в форме раскрытого зонтика. Распространен в сосновых лесах, подходит для употребления в пищу.
  2. Щитовник мужской. Травянистое растение с листьями до 1,5 м в длину, встречается очень редко. Экстракт Щитовника используется в медицине как антигельминтное средство.
  3. Кочедыжник женский. Крупное растение с листьями изящной формы.
  4. Страусник обыкновенный. Крупный красивый папоротник. За счет длинных корневищ образует целые заросли. Используется в озеленении участков. Вареные листья Страусника съедобны.
  5. Осмунда. Растение с коротким корневищем и длинными блестящими листьями произрастает в Восточной Азии и Северной Америке.
  6. Многорядник. Его листья темно-зеленого цвета, расположены рядами.
Читайте также:  Стрижки бишон фризе фото ростов на дону

Важно! Орляк настолько быстро растет, что его посадки следует ограничивать различными ограждениями, вкопанными в землю.

Для домашнего выращивания подходят:

Эти растения замечательно украшают домашний интерьер. Очень красив сорт Юниор с гофрированными листьями.

  1. Хецистортерис пумила и Азолла карилиниана – самые низкие растения. Их длина не превышает 12 мм.
  2. Эпифиты прекрасно себя чувствуют на деревьях и лианах.
  3. В горных районах можно встретить Венерин волос – удивительное растение с красивыми ажурными листьями.
  4. Древовидные стволы крупных папоротников в тропиках используют в качестве строительного материала.
  5. Marsilea quadrifolia прекрасно чувствует себя под водой.
  6. Дикраноптерис (Dicranopteris) имеет листовые черешки металлической прочности.

Редкие виды папоротникообразных:

  • Щитовник гребенчатый;
  • Фегоптерис связывающий;
  • Многорядник Брауна;
  • Асплений стенной;
  • Гроздовник многораздельный.
  • Папоротник Сальвиния плавающая занесен в Красную книгу Беларуси.

Важно! Растения с красивыми листьями имеют декоративное значение, часто используются в ландшафтном дизайне и при составлении флористических композиций.

Сколько живут папоротники

Вопрос «сколько лет живет папоротник» непростой. Продолжительность жизни зависит от места его произрастания и вида. В умеренных широтах наземная часть папоротника отмирает с наступлением холодов, в тропиках может расти несколько лет. Придаточные корни каждые 4 года заменяются новыми, непосредственно корневище сохраняет жизнеспособность до 100 лет. Эта особенность дает возможность растению выживать в любых условиях.

Особенности питания растения

Папоротникообразные питаются, добывая необходимые питательные вещества при помощи корней и листьев. Необходимые микроэлементы и воду растение всасывает из почвы. Листья участвуют в процессе фотосинтеза, преобразуя углекислый газ в органические кислоты. Так папоротник получает крахмал и сахар, нужные для жизнедеятельности всех органов.

Разбор строения папоротниковых растений

Предки папоротниковых растений имели примитивное строение. В процессе эволюции оно стало более сложным.

Стебли

Стебель папоротников малоразвит, небольших размеров. Его называют корневищем. Конечно, тропические папоротники с одеревеневшими стволами являются исключением. Вьющееся корневище может простилаться на большие расстояния.

Листья, вайи

Лист папоротника гораздо массивнее стебля. Они не совсем обычные, имеют отличительные особенности строения и роста, разнообразные формы. Чаще они рассеченные, перистые. Вайи – так называются листья у папоротника. Черешок листа прикреплен к подземной части стебля – корню или корневищу. Рассматривая их, трудно понять, где заканчивается стебель, и на каком уровне начинается лист. Интересная особенность вайи – рост верхушкой, которая представляет собой свернутый и постепенно разворачивающийся завиток в виде улитки.

Развитие листьев начинается в почках под землей и длится до двух лет. Только на третий год они могут появиться над землей. Вследствие верхушечного роста вайи папоротников достигают очень крупных размеров.

У большинства растений вайи участвуют в процессе фотосинтеза, вегетации и одновременно в образовании спор. Споры появляются в сорусах, которые расположены на нижней стороне листьев в виде одиночных или групповых бугорков.

Корневая система

Корневая система состоит из мощного корневища и многочисленных придаточных корней. Проводящая ткань на стебле и корнях всасывает воду и по сосудистым пучкам продвигает ее к листьям.

Органы размножения

Жизнь папоротника делится на два цикла: длинный бесполовой – спорофит и короткий половой – гаметофит. Органы размножения папоротника – спорангии, где находятся споры, расположены на нижней части листьев. Созревшие споры высыпаются из лопнувшей спорангии и разносятся ветром далеко от материнского растения. Спорообразование некоторые ученые сравнивают с цветением других растений.

Из огромного количества спор выживает только часть. Половая фаза начинается, когда спора прорастает при благоприятных условиях в гаплоидный заросток (гаметофит), который похож на зеленую пластину в виде сердца размером в несколько мм. На нижней стороне заростка формируются женские и мужские половые органы – антеридии и архегонии. Образовавшиеся в них яйцеклетки и сперматозоиды во влажную погоду сливаются, и образуется зигота, из которой развивается зародыш молодого растения – спорофит.

Растение может также размножаться вегетативным способом, когда на стеблях и корнях образуются выводковые почки. Это важно для любителей-садоводов, выращивающих некоторые виды на своих участках.

Важно! Замечено, что красивые редкие виды размножаются только спорами.

Сравнение с другими травянистыми растениями

Папоротниковидные – это папоротники, хвощи и плауны. Все они размножаются спорами и имеют общее происхождение.

У папоротников есть характерные отличительные признаки от других травянистых растений:

  1. От водорослей они отличается корневищем и сложными листьями.
  2. У мхов и папоротников происходит чередование поколений гаметофита и спорофита. У мхов преобладает гаметофит, у папоротник – спорофит. Наличие проводящей ткани в виде сосудистых пучков делает представителей папоротниковидных растений более приспособленными к наземному образу жизни.
  3. В отличие от цветковых растений, размножаются спорами и не цветут.

Благодаря богатому химическому составу, папоротник имеет полезные для людей свойства. Используется в лекарственных целях и в кулинарии, подходит для засолки. Народная медицина тоже не обошла своим вниманием чудесные растения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *