Современные виды папоротников и места их произрастания

Описание папоротниковидных растений

Папоротники – древняя группа растений, относящаяся к споровым многолетним группам. Появились на земле еще в эпоху динозавров. Сегодня многообразие папоротников представлено 10 тысячами видов. Размеры варьируют от крошечных до огромных.

Живут в водоемах и пустынях, на болотах и скалах, в тропиках и на севере. В умеренной зоне присутствует несколько десятков разновидностей папоротников, которые имеют ажурные перистые вайи вместо настоящих листьев, а также прочные стебли – рахисы.

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;
Современные виды папоротников и места их произрастания

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.

Современные виды папоротников и места их произрастания

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.

Общее описание растений

Папоротник — это род споровых растений, который относится к отделу сосудистых представителей флоры и насчитывает 48 семейств, 578 родов и 10620 сортов. Они предпочитают влажные, холодные и заболоченные места. Большинство растений произрастают в тропических лесах. Некоторые из них имеют большие размеры и похожи на пальмы, которые достигают в высоту 16 метров, а листья у них длиной до 4 метров.

Места распространения папоротниковидных растений:

  • лес;
  • болотистая местность;
  • стволы и ветви деревьев;
  • водная среда;
  • горные ущелья;
  • стены домов;
  • пустыни;
  • обочины проселочных дорог;
  • сельскохозяйственные угодья.

Папоротник является очень древней формой жизни, из его многолетних отложений образуется уголь. По форме растение похоже на зеленый побег с перистыми листьями.

Ученые считают, что папоротниковидные произошли от плаунов, но существует мнение что последние, а также мхи, хвощи появились от псилофитов.

С древних времен существует миф про цветок папоротника . Если на праздник Ивана Купала человек увидит цветущее растение, то найдет на этом месте клад или узнает как разбогатеть. Тем не менее это всего лишь легенда, ведь на самом деле стадии цветения у папоротника не существует.

Биологическое значение

Папоротники выделяют кислород, принимают участие в круговороте веществ и энергии на Земле. Их заросли являются пищей и местом обитания для беспозвоночных животных. Эти растения входят в состав природных сообществ и взаимодействуют друг с другом.

Папоротники имеют широкое применение:

  1. Служат пищей. Съедобной разновидностью является орляк, молодые закрученные вайи которого собирают, сушат, консервируют, солят, жарят, в измельченном виде добавляют в приправы и выпечку. Жители Восточной Азии из корневищ получают крахмал.
  2. Используются в медицине. Костенец имеет противовирусные и антибактериальные свойства, является спазмолитиком и способствует отходу слизи из дыхательных путей. Адиантум стоповидный используют при кашле и боли в желудке. Орляк применяют при болезнях суставов, простатите, золотухе и кашле. Из многоножки производят эфирное масло, она имеет потогонный, отхаркивающий, слабительный, желчегонный эффект.
  3. В сельском хозяйстве. Азоллу используют для удобрения почвы, она обогащает землю азотом. Корневища вудвардии применяют для торфообразования.
  4. Участвуют в образовании каменного угля. Он формируется из отмерших древовидных папоротников и является хорошим топливом, из него производят: лаки, пластмассу, краску, духи, горючий газ.
  5. В качестве комнатных растений. Декоративные папоротники используются для украшения жилья, аквариумов и водоемов (адиантум, нефролепис, сальвиния, марсилия).
Предлагаем ознакомиться  Оригинальные идеи оформления на Хэллоуин

В современном мире некоторые типы папоротников находятся на грани вымирания. Если исчезнет хотя бы один вид, это приведет к нарушению природного баланса на Земле. Для того, чтобы этого не случилось, растения обязательно нужно беречь и охранять.

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.

Особенности строения

Папоротник — это многолетнее растение, которое может быть и кустом , и травой.

Структуру имеет следующую:

  • корни;
  • побеги;
  • черешки;
  • листовые пластины.

У растения нет настоящих листьев , имеются лишь ветки, которые растут в одной плоскости. Они называются вайи (предпобеги). Глядя на них, тяжело различить, где заканчивается стебель и образуются лист. Вайи выполняют две функции: спорообразования и фотосинтеза.

Все корни у растения придаточные. Первичный стержень не развивается, а вместо него образуется корень из стебля, реже из листа. Побеги разнообразны по внешнему и внутреннему строению. Ползучие стебли имеют название корневище. Они могут быть короткими и длинными. Стебель состоит из эпидермиса, проводящей и механической ткани. От корневища вверх сразу растут листья.

Папоротник размножается спорами. Последние образуются на нижней стороне листьев в спорангиях.

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.

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.

Жизненный цикл

В жизненном цикле папоротника чередуется бесполое и половое поколение — спорофит и гаметофит. Преобладает фаза спорофита.

На нижней части листа раскрывается спорангий, споры оседают на земле, прорастает спора, появляется заросток с гаметами, происходит оплодотворение, появляется молодое растение.

У самых примитивных папоротников (ужовниковые) спорангии имеют многослойную стенку и не несут специальных приспособлений для раскрывания. У более продвинутых — спорангий имеет однослойную стенку и приспособления к активному раскрыванию. Это приспособление имеет вид кольца. Уже среди примитивных папоротников прослеживается разноспоровость.

У современных — небольшое число равноспоровых видов. Гаметофит равноспоровых обычно обоеполый. У примитивных он подземный и обязательно в симбиозе с грибами. У продвинутых гаметофиты надземные, зелёные и быстро созревающие. Они обычно имеют вид зелёной пластинки сердцевидной формы. Гаметофиты разноспоровых папоротников отличаются от равноспоровых (помимо своей раздельнополости) сильной редукцией, особенно мужского гаметофита.

Современные виды папоротников и места их произрастания

Каждое растение на Земле имеет свой жизненный цикл. У папоротника он состоит из чередованияпоколений — спорового и полового. Задача растения — достигнуть созревания и дать новую жизнь последующим поколениям.

Предлагаем ознакомиться  Цицания водная дикий рис

Бесполое (споровое) поколение представлено лиственным растением, которое образует споры. Последние собраны в кучки — сорусы, которые находятся на нижней стороне листовой пластины.

Споры, попадая в благоприятнуюсреду, дают начало новому заростку, который является половым поколением растения — гаметофитом. Жизненный цикл папоротниковидных замкнутый.

Фазы жизни папоротника имеют такой порядок:

  1. Взрослое растение.
  2. Споры.
  3. Заросток.
  4. Половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки.
  5. Зигота.
  6. Зародыш.
  7. Новое растение.

Взрослое растение, вырастая, повторяет этусхему для зарождения будущего поколения.

Дыхание

Умение всасывать из воздуха кислород и выделять углекислый газ именуется процессом дыхания у растений. Данное условие необходимо им для существования. Кислород, который впитал папоротник, взаимодействует с его органической материей, в результате выделяются углекислый газ и вода.

Дышит папоротник днем и ночью. Эта функция ему необходима для получения жизненной энергии.

Питание

Питательные вещества папоротники получают через корни и листья. С помощью первых растение всасывает из почвы минеральные соли и воду. Для питания растений нужны такие микроэлементы как фосфор, калий, углерод, азот, железо, магний, сера, водород, цинк, медь, марганец и другие.

Современные виды папоротников и места их произрастания

Через листья проходит другой процесс питания — фотосинтез. Из воздуха листочки забирают углекислый газ, который с помощью солнечного света преобразуют в органические вещества, так необходимые для жизни растения.

В процессе фотосинтеза папоротник получает крахмал и сахар, которые распределяются по всем органам.

У взрослого сформированного папоротника на нижней стороне листа созревают споры в капсуле. Затем капсулы лопаются, и споры осыпаются в почву. Ветер подхватывает их и разносит в разные стороны.

Спора прорастает и образуется заросток сгаметами, который внешне схож с сердечком. Заросток прикрепляется к поверхности земли с помощью нитей — ризоидов. В нем появляются мужские и женские половые органы — антеридии и архегонии, в которых образуются сперматозоиды и яйцеклетки.

Вода стекает по листу и задерживается в середине заростка, сперматозоид с водой подплывает к яйцеклетке и соединяется с ней, образуя зиготу. Из нее развивается зародыш нового растения.

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.
Современные виды папоротников и места их произрастания

Страусник

Современные виды папоротников и места их произрастания

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.

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

Для домашнего выращивания подходят:

  • Костенец;
  • Нефролепис;
  • Даваллия;
  • Асплениум;
  • Диксония;
  • Птерис.

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

Современные виды папоротников и места их произрастания

Домашнее растение

Интересные факты:

  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.

Предлагаем ознакомиться  Чем отличаются пионы древовидные и травянистые: видео, фото

Эволюция видов

В науке считается, что папоротникообразные появились на земле более 480-360 миллионов лет назад впериод среднего девона. Их численность и разнообразие просто поражают. Папоротники начинают разрастаться, появляются древовидные формы. Более сложная структура позволяет этим видам адаптироваться к жизни на суше и придает им необходимую для дальнейшего роста жесткость.

В результате значительного накопления остатков этих растений стали появляться залежи торфа, который со временем преобразовался в каменный уголь. В последующие столетия появились благоприятные условия и влажная среда для разрастания папоротниковидных.

Археологи часто находят в залежах угля на поверхности этой породы рисунки листьев папоротников и отмечают появление новых форм флоры.

В каменноугольный период, 360 млн. лет назад, доминировали хвощи. Из их окаменевших останков образовалась большая часть угля. Затем они постепенно были вытеснены другими видами.

Папоротники нашего времени растут в богатых влагой тропических лесах. Встречаются травянистые и древовидные растения, а также лианы, которые схожи по размерам с древними папоротниками.

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.

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.

папоротникообразные растения (главный ключ)

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.

Оцените статью
Поселок Петровский
Adblock detector