Есть ли корни у щитовника

Полезное

6.Общая
характеристика отдела Папоротниковидные.
Особенности морфологии и анатомического
строения, размножения. Жизненный цикл
на примере щитовника мужского

Отдел включает 7
классов: аневрофитопсиды
( Aneurophytopsida ), археоптеридопсиды (
Archaeopteridopsida ), кладоксилопсиды (
Cladoxylopsida ), зигоптеридопсиды ( Zygopteridopsida
), офиоглоссопсиды ( Ophioglossopsida ), мараттиопсиды
( Marattiopsida ), папоротники ( Polypodiopsida ).
Первые четыре класса папоротников –
вымершие растения.

Возникновение
и распространение папоротников

Папоротниковидные,
или папоротники, возникли в девонский
период, а уже в карбоне их древовидные
формы наравне с другими высшими споровыми
растениями составляли обширные влажные
леса, остатки которых образовали залежи
каменного угля, К настоящему времени
сохранилось примерно 12 тыс. видов
папоротников, распространенных
преимущественно в тропиках и субтропиках,
а также в умеренных областях земного
шара, включая пустынные районы. Папоротники
умеренной зоны Северного полушария
растут в сырых тенистых лесах, по
кустарникам, лесным оврагам, сырым
лугам, некоторые виды встречаются в
сухих сосновых лесах (например, орляк
обыкновенный).

Большинство
современных представителей этого отдела
— наземные многолетние растения, однако
есть и водные формы (например, реликтовый
вид однолетняя сальвиния
плавающая. В
тропических лесах встречаются древовидные
папоротники высотой 20—25 м и диаметром
ствола до 0,5 м, а также немало лиановидных
форм и эпифитов, растущих на стволах и
ветвях деревьев.

Морфологическое
и анатомическое строение

Среди папоротников встречаются как
травянистые,
так и древесные формы жизни.Тело
папоротника состоит из листовых
пластинок, черешка,
видоизменённого побега
и корней
(вегетативного и придаточного). Листья
папоротника называются вайями.
Листья папоротников (часто их называют
вайями) крупные с перисто-рассеченной
листовой пластинкой и хорошо развитой
проводящей системой. Общий черешок
листа прикрепляется к подземному стеблю,
представляющему собой корневище. Корни
у папоротников придаточные, а листья,
возникшие в результате уплощения крупных
ветвей, растут, своей верхушкой образуя
характерную разворачивающуюся «улитку».
Длина листьев может колебаться от 1—2мм
до 10м.

У
некоторых папоротников (например, у
страусника) листья дифференцированы
на стерильные (фотосинтезирующие) и
фертильные (несущие спорангии). Однако
у большинства представителей листья
выполняют не только функцию фотосинтеза,
но и спорообразования. На их нижней
стороне летом образуются спорангии,
расположенные одиночно или группами —
сорусами. Сорусы, имеющие вид буроватых
бугорков, прикрыты особым выростом
листа — индузием, или покрывальцем.

Стебель
бывает ползучим
или вертикальным, полностью или частично
подземным, иногда достигает в высоту
25 м и увенчан на вершине розетковидной
кроной. У многих видов, например у орляка,
от сильно разветвленного подземного
стебля (корневища) отходят через
определенные промежутки надземные
листья, образующие на полянах обширные
густые заросли. Папоротниковидные
отличаются от семенных растений
отсутствием в стебле камбия, т.е. особого
слоя постоянно делящихся клеток, поэтому
годовые кольца у них не образуются, а
рост в толщину, проводящая способность
и прочность стволов даже у древовидных
папоротников
ограничены. Основную опорную функцию
выполняют толстостенные клетки коры и
оплетающие стебель по всей его высоте
придаточные корни.

В жизненном цикле
папоротника чередуется бесполое и
половое поколение — спорофит
и гаметофит.
Преобладает фаза спорофита. Папоротники
размножаются бесполым путем – спорами,
вегетативным путем – с помощью корневищ
и половым путем.

Жизненный цикл
щитовника мужского
характеризует следующее:

  • Основная стадия в
    жизни растения – стадия спорофита.
    Именно это растение мы, собственно, и
    называем папоротником.
    Клетки его
    имеют двойной набор хромосом (2 n).
  • В спороносных
    органах на листьях папоротника (сорусах)
    созревают споры. Они разносятся ветром
    и прорастают (бесполое размножение).
  • Из споры вырастает
    второе поколение папоротника –
    гаметофит.
  • Гаметофит папоротника,
    размером всего несколько миллиметров,
    имеет форму сердечка. Найти его в лесу
    крайне сложно, а рассмотреть можно лишь
    с помощью лупы.
  • На гаметофите в
    специальных органах созревают яйцеклетка
    и сперматозоиды. При участии воды
    происходит слияние этих половых клеток
    (половое размножение).
  • Оплодотворенная
    яйцеклетка (зигота) дает начало новому
    спорофиту.

О.
Polypodiophyta
— Папоротниковидные или Папоротники.

ЖФ:
травы и древовидные формы (в тропиках)

Основной
отличит. признак отдела
– макрофолия (крупнолистность). «Листья»
папоротников – наз. «вайи»
— они представ.собой уплощ. побеги –
кадодии.
У многих папоротников листья
дифференцированы на стерильные и
фертильные — несущие спорангии.

Им-ся
подземн.побег – корн-ще с
многочисл.придат.корнями.

Размнож
– спорами, у некот-х – корн-щами (орляк).

Споры
обр-ся в спорангиях, они располаг. на
нижней стороне вайи и собраны в сорусы.
У многих папоротников сорусы прикрыты
покрывальцем – индузией.

Наличие/отсутствие
+ хар-р покрывальца – диагност.признак.

У
щитовника мужского
сорусы с покрыв-цем сердцевидно-округлой
формы. Спорангии распол-ся на довольно
длинных ножках, прикреп-щихся к выступу
вайи – плаценте.

У
орляка обык.
сорусы располож. по краю вайи, покрыв.
– нет, сорусы прикрыты завёрнутым вниз
краем вайи.

У
некот-х
папоротников сорусы на зелёных вайах
отсут-т, т.к. у них есть специализированные
спороносные вайи меньшего размера с
сильно редуцированной и свёрнут.пластиной,
лишён.зел.окраски. (страусопер)

Сорусы,
расположенные с нижней стороны
вертикальных листьев, состоят из
удлиненного ложа (рецептакула),
к которому с помощью ножек прикрепляются
спорангии.

После
созревания спорангии вскрываются, споры
высыпаются, и из них вырастает гаметофит.

Большинство
равноспоровые растения, заростки
наземные, обоеполые, маленькие, зеленые
и разнообразные по форме, чаще всего
сердцевидный, конус нарастания расположен
на верхушке между 2 боковыми лопастями.

К
почве прикреплен ризоидами, на нижней,
брюшной стороне развиваются архегонии,
антеридии созревают чуть раньше и также
на нижней стороне, оплодотворение в
присутствии капельно-жидкой воды,
сперматозоиды многожгутиковые, зигота
дает начало диплоидному зародышу, из
которого развивается спорофит.

Ныне
существуют всего 3
класса из 7:

Ныне
существующие виды обитают в тропиках,
это крупные красивые папоротники с
листьями до 5 м, стебли же небольшие и
редко достигают 1м, иногда клубнеобразные
и часто наполовину скрыты в почве,
характерны крупные лизигенные слизевые
ходы в листьях, стеблях и корнях. Род
мараттия (Marattia)
насчитывает 60 видов.

Делятся
на 3 подкласса, наибольшее количество
относится к подклассу полиподииды
(Polypodiidae)
-равноспоровые папоротники,

сальвиниевые
(Salviniidae)
— водные разноспоровые растения.

К
середине лета на листьях развиваются
сорусы с 5-8 спорангиями. На гребне
спорангия находится кольцо из толстостенных
клеток, охватывающих ¾ его окружности,
наружная тангентальная стенка не
утолщена, благодаря чему при подсыхании
спорангия радиальные стенки клеток
сближаются. Раскручивая кольцо в обратную
сторону, спорангий открывается и споры
освобождаются.

Цикл
разв-я: В –
Щитовника мужского.

Немногие
споры попадают в благоприятные условия,
из спор образуется маленькая зеленая
сердцевидная пластинка — гаметофит
около 1см, прикрепляется с помощью
ризоидов к почве, развивается быстро,
на нижней стороне, ближе к почве,
развиваются антеридии, выше них архегонии.

Штопоровидный
сперматозоид имеет на переднем конце
пучок ундулиподиев, а на заднем пузырь
из цитоплазмы, оплодотворение происходит
в дождливую погоду, из зиготы развивается
зародыш, соединенный с заростком, после
его укоренения заросток отмирает, а
зародыш превращается в спорофит,
наблюдается правильное чередование
поколений.


небольшое плавающее растение, тоненький
стебелек имеет на каждом узле по 3 листа:
2 плавающих обычного вида и один
погруженный в воду и рассеченный на
нитевидные доли, похожие на тонкие
корни.

Интерес
представляет сем Азолловых
(Azollaceae)
с 1 родом Азолла
(Azolla)
— маленький
нежный разноспоровый папоротник,
плавающий на поверхности воды, особенностью
является его симбиоз с азотфиксирующей
цианобактерией — анабеной
азоллы (Anabaena
azollae).

Азолла
– по способности накапливать азот не
уступает бобовым, используется в сельском
хозяйстве в качестве зеленого удобрения,
особенно на рисовых полях.

Медицинское
значение имеет
щитовник мужской, содержит в корневище
вещества с антигельминтным действием,
вызывающим паралич мускулатуры у
ленточных глистов, молодые листья
используются в пищу, культивируются в
саду полиподиумы
обыкновенный и южный (Polypodium
vulgare
и Polypodium
australe),
в качестве комнатного растения разводят
нефролепис
(Nephrolepis),
являются важными компонентами фитоценозов,
иногда доминируют в травяно-кустарничковом
ярусе.

ПАВЛОВА, А. ТЕРЕХИН

Папоротниковидные являются одной из
наиболее древних групп высших растений, широко
распространенных начиная с каменноугольного
периода. Считают, что они возникли несколько
позже риниофитов и плауновидных – примерно
одновременно с хвощевидными* – и, в отличие от
них, продолжают процветать и в настоящее время.
Конечно, сейчас они играют меньшую роль, чем в
прошлые геологические периоды, и тем не менее,
намного превосходят по числу видов все прочие
группы современных споровых сосудистых
растений. Насчитывается более 10 000 современных
видов папоротников, широко распространенных по
всему земному шару. Около двух третей из них
растут в тропиках, а оставшаяся треть населяет
умеренные зоны.

Наибольшее разнообразие папоротников
приходится на влажные леса Юго-Восточной Азии (4500
видов), второй центр видового разнообразия –
Тропическая Америка (2250 видов). Из всех регионов
нашей страны наиболее богат папоротниками
Дальний Восток (98 видов), причем преобладающая их
часть (60 видов) сосредоточена на территории
Приморского края.

Папоротники встречаются в самых
различных местообитаниях – в лесах, на болотах, в
озерах, в солоноватых водоемах и даже в пустынях.
Наиболее широко они представлены в тропических
лесах, где в изобилии произрастают не только на
почве, но и как эпифиты на стволах и ветвях
деревьев, часто в очень большом количестве.

Приспособившись к различным условиям
окружающей среды, папоротники стали весьма
разнообразными как по внешней форме и размерам,
так и по особенностям внутреннего строения и
физиологических процессов. Размеры папоротников
варьируют от 25 м высотой при диаметре ствола
около 50 см у тропических древовидных форм (род Сyathea)
до нескольких сантиметров. Примером такого
карликового папоротника может служить Salvinia, –
водное растение с цельными листьями длиной до
2 см.

Строение и развитие папоротников

В жизненном цикле папоротников, как и у
других высших споровых (за исключением
моховидных), преобладающей фазой является диплоидный
спорофит, который как раз и представляет собой
привычный нам папоротник. У большинства видов
папоротников спорофитное растение является
многолетним (рис. 1).

Рис. Чередование поколений в
жизненном цикле папоротников (Polypodium vulgare)

Корни у папоротников придаточные, они
развиваются из стебля и оснований листьев,
корень зародыша, так называемый первичный
корень, рано отмирает. Стебли папоротников хотя и
не бывают так сильно развиты, как стебли семенных
растений, тем не менее довольно разнообразны по
своему строению. Прямостоячий стебель
древовидных папоротников, несущий на верхушке
крону листьев, называют стволом. Высокие
стволы папоротников обычно снабжены у основания
многочисленными воздушными корнями, придающими
им устойчивость. Ползучий или вьющийся стебель
называют корневищем. Корневище может быть
довольно длинным (у вьющихся форм) или, наоборот,
очень коротким и клубневидным. Оно бывает или
радиальным, и тогда листья и корни покрывают его
равномерно со всех сторон, или дорсивентральным
(спинно-брюшным), и тогда листья сидят на его
верхней (спинной) стороне, а корни располагаются
преимущественно на нижней (брюшной) стороне.

Папоротниковидные, в отличие от других
высших споровых, для которых характерна
мелколистность (микрофиллия), отличаются
листьями достаточно большого размера (мегафиллия).
Имеются и другие различия. Так, если листья
плауновидных представляют собой просто выросты
на стеблях, а листья хвощевидных являются
видоизмененными боковыми веточками, то листья
папоротников, часто называемые вайями,
морфологически соответствуют целым крупным
ветвям их вероятных предков – риниофитов. Изучая
примитивные палеозойские папоротниковидные,
палеоботаники не раз обращали внимание на то, что
листья у них представляли собой нечто
промежуточное между листьями в обычном
понимании и ветвями. Убедительным
свидетельством веточной природы листьев
папоротников считается одиночное или
верхушечное расположение спорангиев у наиболее
примитивных форм. Об этом же говорят и такие
факты, как характерный для папоротников
верхушечный и длительный рост их листьев, часто
большие размеры и сложно-рассеченная форма
листовой пластинки.

Листья папоротников разнообразны по
размерам (от нескольких миллиметров до 6 м и более
в длину), внешнему и внутреннему строению. В
большинстве случаев вайи совмещают функции
фотосинтеза и спороношения. Но у некоторых видов,
например у страусника (Matteuccia struthiopteris),
листья дифференцированы на стерильные
(фотосинтезирующие) и фертильные (несущие
спорангии). В крайних случаях, как например у
сальвинии, фертильные листья теряют хлорофилл, и
тогда их функция сводится исключительно к
спороношению.

А — черешок; б — пластинка листа
(пунктиром); в — перо первого порядка; г — перья
второго порядка, или перышки; д — рахис

Листья большинства папоротников
состоят из черешка и листовой пластинки. Для
представителей семейства Схизейные характерен
древний дихотомический тип ветвления, у
большинства же других современных папоротников
листья перистые – однократно, дважды или
многократно. Пластинка перистого листа имеет
стержень, или рахис (от греч. rhachis –
позвоночник), представляющий собой продолжение
черешка (рис. 2). Рахис соответствует главной
жилке цельного листа. Если лист однократно
перистый, стержень несет по бокам по одному ряду
сегментов, называемых перьями. Перья могут
быть цельными или лопастными. Если лист дважды
перистый, главный стержень листа несет по бокам
вторичные (боковые) стержни, на которых
располагаются сегменты (перья) второго порядка,
называемые перышками. Все сегменты
последнего порядка также называют перышками.
Так, если лист трижды перистый, то у него будут
перья первого и второго порядков и перышки (перья
третьего порядка). У дважды и многократно
перистых листьев наряду с главным стержнем
имеются стержни второго, третьего и последующих
порядков, называемые черешочками. Часто
перышки бывают сидячими – лишеными черешочков.

Особенности жилкования листьев имеют
существенное значение для классификации
папоротниковидных. Наиболее примитивным
считается дихотомическое жилкование. При этом
отдельные жилки еще не образуют сети, и поэтому
такое жилкование называют открытым. Среди
современных папоротников открытое жилкование
встречается у представителей семейства
Гименофилловые. Более совершенным с точки зрения
эффективности водоснабжения листа является сетчатое
жилкование. В процессе эволюции
между отдельными ветвями дихотомической
системы жилок возникали перемычки,
число которых постепенно возрастало. В
результате образовалась сеть, состоящая из
многочисленных ячеек (ареол), имеющих у
разных таксонов различную форму, размер и
расположение. Сеть может состоять только из
одного ряда ячеек, расположенных вдоль средней
жилки пера или перышка, все остальные жилки
остаются свободными. Но у наиболее эволюционно
продвинутых папоротников сеть занимает почти
всю поверхность пластинки и даже конечные
веточки жилкования, прежде свободно
оканчивающиеся в крае листа, также соединяются
между собой. Все эти стадии эволюции можно
наблюдать как у ископаемых, так и у современных
папоротников.

1 — корневище; 2 — придаточные
корни; 3 — лист; 4 — часть листа с сорусами;
5 — плацента; 6 — индузий; 7 — спорангий

На определенной стадии развития
папоротника начинается его спороношение.
Спорангии располагаются на нижней, лучше
защищенной стороне листа одиночно или группами
– сорусами (рис. 3). У многих наших
папоротников сорусы состоят из выпуклого ложа (плаценты),
к которой с помощью ножек прикрепляются
спорангии. Из центральной части ложа образуются
различной формы покрывальца, или индузии,
обеспечивающие защиту развивающихся спорангиев.
Иногда эту функцию выполняет завернутый край
пластинки листа – например, у орляка
обыкновенного – (Pteridium aquilinum).

При образовании спор происходит
редукционное деление (мейоз), и с этого момента
начинается гаплоидная фаза в жизненном цикле
папоротника. Созревшие спорангии вскрываются,
споры высыпаются и, попав на влажную почву,
прорастают, образуя половое поколение – гаметофит,
или заросток (рис. 4).

А — спора; Б — таллом гаметофита (1 — антеридии;
2 — архегонии; 3 — ризоиды)

* О растениях отделов плауновидных и
хвощевидных см. «Биология» соответственно № 8, 9 и 16, 17/2001 г.

  • образовательные: расширить знания учащихся
    о высших растениях, раскрыть особенности
    строения папоротников как наиболее
    сложноорганизованных по сравнению с
    моховидными;
  • развивающие: продолжить формирование
    умений и навыков самостоятельной работы
    учащихся; умений сравнивать; продолжить работу
    по развитию коммуникативных способностей ребят
    и навыков сотрудничества;
  • воспитательные: формирование
    экологической культуры у школьников; воспитание
    бережного отношения и любви к природе.

Оборудование: комнатные растения
(папоротники), гербарии, рисунки с изображением
редких и исчезающих видов папоротников,
коллекция “Каменный уголь и продукты его
переработки”, самодельные таблицы “Значение
папоротников в природе”, рисунок с изображением
леса каменноугольного периода.

2.Изучение новой темы:

Сегодня мы с вами начинаем знакомство еще с
одним отделом высших споровых растений –
отделом Папоротникообразных. (сообщение темы и
задач урока, запись темы урока в тетрадь).

Задача урока – выявить черты усложнения
организации папоротников по сравнению со мхами,
познакомиться с ролью папоротников в природе и
жизни человека.

С древних времен наш народ хранит память о
летнем языческом празднике славян – дне Ивана
Купалы. По поверью, в темную ночь, в канун
праздника, цветет папоротник. Расцветает он
будто бы ровно в полночь. Тому, кому
посчастливится увидеть и завладеть цветком
папоротника откроются любые клады, где бы они не
были спрятаны.

Проблемный вопрос урока: Правда ли, что в ночь
на Ивана Купалу можно найти с помощью цветка
папоротника клад?

Для решения поставленных перед нами задач и
ответа на проблемный вопрос мы разберем сегодня
следующие вопросы:

  • Среда обитания и жизненные формы
  • Особенности строения
  • Древние папоротникообразные
  • Значение папоротников в жизни человека
  • Значение папоротников в природе
  • Редкие и исчезающие виды папоротников
    республики Татарстан

(План урока записан на доске)

На уроке работают 4 групп, которым были даны
опережающие задания, это экологи, палеонтологи,
географы и эксперты одного промышленного
предприятия. В течение урока они выступят по
своим проблемам. Задача всех остальных учащихся
внимательно слушать, фиксировать в таблице
нужную информацию.

Папоротники – наиболее древняя группа
вымерших растений. Но был на Земле период, когда
папоротники занимали господствующее положение.
Об этом периоде нам сейчас расскажут
палеонтологи.

300 млн. лет назад было время наивысшего расцвета
папоротникообразных. Они безраздельно
господствовали на всей планете. Климат был
влажным и теплым. Туманная мгла водяных паров
часто закрывала Солнце. Каждый день шли теплые
проливные дожди. Это приводило к разливам рек,
образованию озер и заболачиванию почвы. Все это
вызывало пышный рост древовидных папоротников.
Высота деревьев достигала почти 40 м. Отмершие
растения падали на залитую водой почву. Во время
разлива реки сносили деревья и заносили их
песком и илом. Под действием слоев грунта и воды
деревья спрессовывались, за миллионы лет без
доступа кислорода они превратились в каменный
уголь.

Итак, мы еще раз убедились, что для
жизнедеятельности папоротников нужна вода.

В настоящее время на земном шаре насчитывают
около 10 тыс. видов. Произошли папоротники от
потомков псилофитов.

Слово предоставляется группе географов:

Встречаются папоротники в разных
экологических условиях. Большинство из них
растет в тропических лесах, где они представлены
древовидными и травянистыми формами.
Древовидные папоротники имеют ствол высотой до 25
м. На верхушке ствола находится крона из больших
вечнозеленых листьев, длиной до 5 м.

Самым маленькими папоротниками считаются
хецистортерис пумила и азолла карилиниана. Длина
этих видов едва достигает 12 мм. Также, в
тропических лесах есть папоротники эпифиты,
растущие на деревьях и лианы.

В умеренных зонах распространены только
травянистые виды; они чаще встречаются во
влажных лесах, по сырым оврагам, некоторые растут
на заболоченных местах и в водоемах.

В лесах нашей республики встречаются орляк
обыкновенный, кочедыжник мужской и некоторые
другие виды.

  • Каковы жизненные формы папоротников?
  • Какова среда обитания?
  • Около 2/3 из 12000 видов папоротников
    преимущественно произрастают в тропиках, а
    оставшаяся треть населяет леса умеренной зоны.
    Практически нет папоротников в степях и
    пустынях. С чем связано такое распространение
    папоротников на планете?

А теперь наши группы превратятся в небольшие
исследовательские лаборатории. Задача групп,
пользуясь раздаточным материалом, познакомиться
со строением папоротника и выяснить, в чем
произошло усложнение в организации папоротника
папоротника по сравнению со мхами.

Особенности строения папоротникообразных.

Обычны в наших хвойных лесах папоротники
семейства многоножковых (Polypodiaceae):
щитовник мужской, кочедыжник женский, гол
окучник Линнея и другие.

Спорофит папоротников представлен крупным
многолетним травянистым растением до 1 м высоты.
Нижняя часть побега долго сохраняется в почве,
образуя корневище. Корневище мощное, косое, 30 см
длины и 2-3 см ширины. От корневища отходят листья
и многочисленные придаточные корни.

От верхушки корневища отходит пучок зеленых
длинночерешковых дважды перисто-рассеченных
листьев, черешки которых густо покрыты бурыми
пленками. Листья папоротников называются вайями.
Растут листья папоротника медленно и
своеобразно. Они развиваются в почках под землей
2 года. Только на третий год весной они
появляются, а к осени отмирают. Молодые листья
улиткообразно закручены. Кроме того, листья
папоротников в отличие от всех прочих растений
растут не основанием, а верхушкой. Вследствие
длительного верхушечного роста вайи достигают
крупных размеров.

Придаточные корни, как и стебель, имеют
сосудистые пучки, Наличие проводящей ткани дает
папоротнику больше преимуществ в выживании, чем
мхам, поскольку всасываемая корнями вода по
сосудам стебля передвигается в листья.

Лабораторная работа “Строение спороносящего
папоротника”

  • На живом растении рассмотрите внешнее строение
    папоротника. Найдите корневище с отходящими от
    него корнями. Какие это корни? Какую корневую
    систему они образуют?
  • Рассмотрите лист папоротника и опишите его
    строение.
  • На нижней стороне листа папоротника найдите
    бурые бугорки со спорами. Каково значение спор в
    жизни папоротника?
  • Зарисуйте спороносное растение папоротника,
    подпишите его органы.
  • Сравните папоротник со мхом. Найдите черты
    сходства и различия. Обоснуйте принадлежность
    папоротника к высшим споровым растениям.

Ответ на проблемный вопрос.

Вывод: Папоротники имеют стебель, листья, корни.
В стебле есть сосудистые пучки. Наличие
проводящей ткани дает папоротнику больше
преимуществ в выживании, чем мхам, поскольку
всасываемая корнями из почвы вода по сосудам
стебля передвигается в листья. Это результат
приспособленности папоротников к наземному
образу жизни.

Итак, мы познакомились с многообразием и
строением современных папоротников. А теперь
совершим небольшую экскурсию в прошлое и
выясним, что представляли собой древние
папоротники.

Наш разговор о папоротниках будет неполным,
если мы не рассмотрим вопрос о значении
папоротников в природе и жизни человека.

Папоротники играют большую роль в жизни
человека.

  • Многие папоротники используют в медицине.
    Например, из корневищ щитовника мужского делают
    противоглистные препараты; лигодиум
    мелколистный используют для лечения открытых
    ран, схизею вильчатую, при лечении кашля и
    болезней горла. Лекарственным растением
    является папоротник орляк.
  • Некоторые папоротники являются своеобразными
    зелеными удобрениями. Некоторые виды азоллы
    используются в сельском хозяйстве, они обогащают
    почву азотом. Вудвария вирджинская поселяется в
    сфагновых болотах, образуя своими корневищами
    сплетения, и вместе с другими болотными
    растениями является торфообразователем.
  • У некоторых видов папоротников части растения
    употребляют в пищу. У папоротника орляка
    съедобны молодые закрученные “завитки”
    листьев, собирают их рано весной, в первые 2
    недели их появления. Их консервируют, солят,
    сушат. Листья используют для супов, их жарят. В Японии и Китае из корневищ
    добывают крахмал.
  • Папоротники – великолепные декоративные
    растения, их используют для украшения жилых
    помещений, в аквариумах и водоемах (сальвиния,
    азолла, нефролепис возвышенный, адиантум венерин
    волос).
  • Жесткие, прочные и длинные стержневые части
    листа папоротников используются для различных
    поделок.
  • Каменный уголь, образовавшийся из отмерших
    древовидных папоротников – один из лучших видов
    топлива, сырье для химической промышленности. Из
    него получают горючий газ, анилиновые краски,
    лаки, пластмассы, лекарства, сахарин, духи.

Т.О., папоротники играют большую роль в жизни
человека.

Слово экологам. Значение папоротников в
природе.

Папоротники, входя в состав природных
сообществ, тесно связаны с другими членами
сообщества: они испытывают на себе воздействие
этих организмов и сами оказывают на них влияние,
как положительное, так и отрицательное.

Папоротники, как и все зеленые растения,
выделяя кислород, участвуют в круговороте
веществ и энергии в природе.

Папоротники являются средой обитания и пищей
для беспозвоночных животных.

Но можно привести пример и отрицательного
влияния папоротников на организмы природных
сообществ. Так, самым вредным сорняком среди
водных растений является папоротник сальвиния. У
сальвинии хорошо развита способность к
вегетативному размножению, вследствие чего
толщина ее слоя в водоеме достигает порой 25 см,
что может привести к гибели растений и животных.

В настоящее время папоротники – вымирающая
группа растений. Многие виды занесены в Красную
книгу республики Татарстан:

Редкие, уязвимые виды:

  • Щитовник гребенчатый
  • Сальвиния плавающая
  • Фегоптерис связывающий

Очень редкие, исчезающие виды:

  • Многорядник Брауна
  • Асплений стенной
  • Гроздовник многораздельный

Всем известно, что исчезновение какого-либо
растений или животных приведет к нарушению
экологического равновесия в природе, чтобы этого
не произошло, папоротники необходимо беречь и
охранять, как и другие виды растений.

Что мы можем сделать для сохранения редких
видов?

Подведение итогов, проблемный вопрос.

3. Закрепление: работа по тестам:

1. Папоротники – это

а) только травянистые растения
б) только кустарники
в) травянистые и древовидные растения
г) кустарники и травы

2. В отличие от мхов у папоротников есть:

а) цветки
б) корни
в) стебель
г) листья

3. Вода необходима папоротникам для:

а) передвижения
б) дыхания
в) размножения
г) цветения

4. Месторождения каменного угля образовались из

а) современных папоротников
б) древних папоротников
в) древних мхов
г) древних водорослей

5. Считают, что от псилофитов произошли:

а) покрытосеменные растения
б) голосеменные растения
в) папоротникообразные
г) водоросли

1. Хлорофилл в листьях папоротников находится в

а) хроматофоре
б) хлоропластах
в) рассеян по цитоплазме клеток
г) спорангиях

2. Папоротники считаются наиболее
высокоорганизованными споровыми растениями
потому, что:

а) они размножаются спорами
б) у них есть проводящие сосуды стебля
в) они способны к фотосинтезу
г) у них есть половой процесс

3. Что является свидетельством древности
папоротников:

а) размножение спорами
б) отпечатки листьев в каменноугольных пластах
в) существование травянистых и древесных форм
г) все перечисленное

4. Спорофит папоротника – это:

а) предросток
б) заросток
в) взрослое растение
г) зигота

5. В отличие от мхов у папоротников нет:

а) стеблей
б) спор
в) листьев
г) ризоидов

1. Папоротники растут во влажных местах так как:

а) их размножение связано с водой
б) это водное растение
в) не переносят солнечных лучей
г) не могут расти на сухой почве

2. Где расположены спорангии у папоротника:

а) на спороносном колоске
б) на корневище
в) на листе
г) на заростке

3. В отличие от мхов у папоротников нет:

4. Древовидные папоротники начали вымирать
из-за

а) увеличения водоемов
б) поедания их растительными животными
в) деятельности человека
г) сухости климата

5. Папоротники имеют:

а) листья, корневище, ризоиды
б) надземный побег, корневище, корни, ризоиды
в) листья, корневища, корни
г) листья, стебли, цветки

1. Папоротники произошли от:

а) водорослей
б) мхов
в) потомков псилофитов
г) плаунов

2. От корневища папоротника отрастают:

а) придаточные корни
б) главный корень
в) боковые корни

3. Древовидные папоротники сохранились в
тропических лесах, так как там:

а) мало населения
б) жаркий и влажный климат
в) много света
г) нет покрытосеменных растений

4. Жизненные формы папоротников:

а) кустарники и травы
б) только кустарники
в) только травянистые растения
г) травянистые и древовидные растения

5. Взрослое растение папоротника – это:

а) гаметофит
б) спорангий
в) спорофит
г) заросток

1. Листья папоротников называются

а) спорангиями
б) вайями
в) заростком
г) хроматофором

2. В отличие от мхов у папоротников нет:

4. Где расположены спорангии у папоротника:

5. Месторождения каменного угля образовались из

а) древних мхов
б) древних папоротников
в) современных папоротников
г) древних водорослей

1. Что является свидетельством древности
папоротников:

а) существование древесных и травянистых форм
б) отпечатки листьев в каменноугольных пластах
в) размножение спорами
г) все перечисленное

3. Хлорофилл в листьях папоротников находится в:

а) спорангиях
б) рассеян по цитоплазме клеток
в) хлоропластах
г) хроматофоре

а) предросток
б) заросток
в) взрослое растение
г) зигота

5. Папоротники считаются наиболее
высокоорганизованными споровыми растениями
потому, что:

а) у них есть проводящие сосуды стебля
б) они способны к фотосинтезу
в) они размножаются спорами
г) у них есть половой процесс

1. Древовидные папоротники начали вымирать
из-за:

а) деятельности человека
б) поедания их растительными животными
в) сухости климата
г) увеличения площади водоемов

2. Папоротники имеют:

а) листья, корневища, ризоиды
б) надземный побег, корневище, корни, ризоиды
в) листья, стебли, цветки
г) листья, корневище, корни

3. Папоротники растут во влажных местах так как:

а) их размножение связано с водой
б) не переносят солнечных лучей
в) не могут расти на сухой почве
г) это водные растения

4. В отличие от мхов у папоротников нет:

а) листьев
б) ризоидов
в) стеблей
г) спор

5. Где расположены спорангии у папоротника:

а) на спороносном колоске
б) на листе
в) на корневище
г) на заростке

Каждой группе составить кроссворд
“Особенности строения, многообразия
папоротников, их роль в природе и жизни
человека”.

Современные папоротниковидные относятся к сосудистым растениям, которые являются одним из древнейших отделов, сохранивших существенное разнообразие: его составляют как современные папоротники, так и древнейшие высшие растения, чей возраст составляет более 400 миллионов лет.

Папоротниковидные растения существенно отличаются как по своим внешним данным, размера, жизненным формам и привычным циклам развития. Их внешние характеристики настолько являются специфичными, что огромное их количество до сих пор называются одним понятием – «папоротники», хотя в этот отдел входит самая огромная группа споровых живых организмов: в нее входит почти 5 десятков семейств, почти шесть сотен родов и практически 11 тысяч видов папоротниковидных.

Настолько широкое распространение растений этого отдела, прежде всего, было обусловлено разнообразием форм листвы, невероятной пластичностью в экологическом смысле, а также устойчивостью к влажному климату и огромным числом спор.

Эти растения можно встретить в любом климатическом поясе: в лесах (в разных их ярусах), в качестве эпифитов на ветвях крупных растений, в скалах, на болотах, в любых водоемах, на стенах домов в мегаполисах, на землях сельскохозяйственного назначения в качестве сорняков: они почти вездесущи, но привыкли не привлекать много внимание.

Папоротниковидные растения отличаются отсутствием настоящих листьев, но именно эти растения сделали огромные шаги в направлении их образования.

Образование, которое у папоротников напоминает листву, на самом деле не является ею; по своей природе эти образования являются целой структурной системой ветвей, которые сформированы в единой плоскости.

Эти формирования получили название плосковетка, вайя или предпобег. Папоротник, несмотря на отсутствие полноценного листа, обладает листовой пластинкой. Тут все просто – эти предпобеги пережили уплощение, обеспечивающее формирование пластинки для будущей листвы, которая, по сути, не отличается от подобной пластинки полноценного листа; однако папоротники на данный момент еще не успели сформировать другие системы и разделить эти плосковетки на стебель и лист.

И если брать во внимание вайю, то на первый взгляд сложно установить уровень ветвления, где финиширует формирование стебля и где начинает свой рост лист, но всегда можно четко отследить наличие именно листовой пластинки.

Отсутствуют только контуры, опираясь на которые произошло объединение листовых пластинок таким образом, чтобы они могли получить название полноценного листа.

Тело любых папоротников состоит из нескольких систем:

  • листовые пластинки в листовидной форме, которые принято называть вайи;
  • черешок;
  • побег в видоизмененной форме;
  • корневая система (вегетативная и придаточная).

Папоротники, которые сформировались в лесах умеренной климатической зоны, обычно обладают довольно незначительным стеблем. Он представлен в форме корневища, погруженного в грунт, в котором получила значительное развитие проводящая ткань, а между ее почками можно обнаружить клетки основной ткани, получившей название паренхимной.

Сами вайи располагаются над поверхностью грунта и формируются как раз из корневища и его почек; именно эти органы характеризуются существенным верхушечным ростом и способны достигать крупных размеров.

Как правило, эти системы направлены на выполнение двух важнейших функций растения:

  • спорообразование, задействованное на нижней стороне и обеспечивающее процесс размножения,
  • участие в процессе фотосинтеза.

Сами же спорангии сформированы на нижних частях предпобега и именно они отвечают за развитие гаплоидных спор.

Корневая система папоротников практически не сформирована. Она представлена горизонтально сформированным стеблем, и из него уже отходят придаточные корни. Из их почек и формируются предпобеги, которые, несмотря на всю простоту, отличаются сложной структурой.

Вайи недопустимо называть полноценными листьями. Они, скорее, представляют собой своеобразный их праобраз, т.е. систему ветвей, которые соединены с черешком, расположенным на одном с ними уровне.

Если говорить об опорной функции, то она обеспечивается корой стеблей, а, поскольку у этого отдела растений отсутствует камбий, то и прочностью они отличаются несущественной, так же, как и полным отсутствием годовых колец. Если сравнивать папоротники с семенными растениями, то их проводящая ткань развита не столь масштабно.

Необходимо отметить, что структура папоротников напрямую зависит от их вида: порой можно встретить некрупные травянистые виды, которые с легкостью потеряются на фоне другой растительности, а иногда можно обнаружить и могучие растения, по своему виду напоминающие деревья.

К примеру, в тропиках растения семейства циатейных способны достигать высоты до 20 метров, а их жесткие придаточные корни, сплетенные между собой, формируют ствол такого растения.

Существенно, что у растений водной формы корневая система может достигать примерно одного метра, тогда как часть, находящаяся над водой, не будет больше 20 сантиметров.

Диаграмма папоротниковых растений

Если говорить о диаграмме папоротниковых растений, то их развитие обладает следующей структурой:

  • растение взрослой формы;
  • споры;
  • сформированный заросток;
  • половые клетки – мужские и женские;
  • зигота;
  • зародыш;
  • молодой организм.

Папоротник в разрезе

Формула папоротниковых растений

Папоротниковые представляют собой отдел споровых растений. К примеру, одним из самых распространенных представителей можно назвать щитовник, прорастающий в тенистых лесах и оврагах. И на примере этого растения можно рассмотреть формулу папоротниковых.

У этого растения отлично развитые корневища, в нижней части которых сформированы придаточные корни, а верхняя часть служит основой для листьев. Травянистые папоротники обычно не имеют надземных формирований, но обладают отлично развитой корневой системой. Листья у них перисторассеченные и достаточно крупные, несмотря на то, что являются предпобегами.

Процесс и формирования начинается в весеннее время и обычно в самом начале они представляют собой свернутые и улиткообразные формирования, а уже после, начиная расти от кончиков, распрямляются и достигают огромных размеров.

Признаки и характеристики

Папоротниковидные представляют собой крупную группу растений. Они формируют отдел и подразделяются на достаточно большое количество классов, разделенных на семейства, и для них характерно частое изменение пределов обитания, что позволяет не уточнять семейство, к которому может принадлежать растение, а достаточно понять, что это папоротник. Это сделать довольно легко, потому что папоротник обладает достаточно яркими характеристиками и признаками, которые позволят выделить его из других представителей растительного мира.

При этом характерно, что растения этого отдела существенно отличаются от более элементарных растений, находящихся ниже на эволюционном развитии, так же, как и от более развитых цветковых. У растений этого отдела одновременно можно обнаружить присутствие и ограничивающих биологических признаков, и более продвинутых характеристик.

Так, к примеру, от мхов папоротниковидные (впрочем, как и любые другие высшие растения, от саговниковых до цветковых) отличаются сформированной сосудистой тканью – специализированно обеспечивающей доставку жидкости и других питательных веществ ко всем органам растения. Именно поэтому все их системы, от корней до листьев, принято считать полноценными структурами. Но папоротники не способны сформировать ни семян, ни цветков. Они размножаются спорами, которые формируются на нижней стороне листвы.

Большая часть из современных папоротников являются травяными растениями, однако влажный тропический климат может способствовать формированию даже папоротниковых деревьев.

Значение папоротниковых растений

Папоротниковидные растения, прежде всего, служат в качестве пищевой цепочки и среды обитания огромному количеству микроорганизмов и животных, причем некоторые из этих растений способны сформировать тесный симбиоз с цианобактериями, обеспечивающими усвоение азота, и в виду этой их способности могут использоваться в качестве удобрения.

Одним из самых главных предназначений папоротников для жизнедеятельности человека является то, что именно эти растения (благодаря вымершим формам) участвовали в формировании залежей каменного угля, который на данный момент является для всего человечества и топливом, и сырьем, используемым в изготовлении множества химических соединений (пластмасс, масел, смол).

Папоротники нередко применяются в качестве декоративных элементов: их листья используются для поделок, а комнатные растения применяются в интерьерах.

Некоторые из папоротников применяются в медицинских целях. Так, из корневищ щитовника можно изготовить эффективное противоглистное средство.

Многие виды папоротников являются съедобными. Листья орляка, к примеру (но не в сыром виде, они могут быть ядовитыми), а некоторые из них используются даже в строительных целях.

Папоротники могут быть ядовитыми, а некоторые виды способны приводить к зарастанию водоемов, поскольку способны размножатся вегетативным способом, что наносит существенный вред экологической система водоемов.

Представители папоротниковых растений

На сегодняшний день существует более тысячи видов папоротников, которые можно разделить на 300 родов и восемь подклассов (три из которых признаны вымершими).

К папоротникам относят следующие виды:

  • мараттиевые,
  • ужовниковые,
  • настоящие папоротники,
  • масилиевые,
  • сальвиниевые.

Примеры папоротников с названиями

Асплениум постенный (костенец постенный)

Среда обитания папоротниковых растений

Самое значительное разнообразие папоротников можно встретить в сыром и теплом климате – в тропиках и субтропиках, но в целом эти растения могут встречаться практически в любом климатическом поясе.

Эти растения можно найти от полярного круга до района джунглей на экваторе, и именно здесь эти представители чувствуют себя наиболее свободно. К примеру, на Ямайке встречаются почти пять сотен видов папоротниковидных и с продвижением на север их количество постепенно изменяется в сторону уменьшения.

Размножение папоротниковых растений

Все папоротниковидные представляют собой споровые растения, которые размножаются при помощи спорангиев, органов, располагающихся на нижней стороне листа и предназначенных для созревания спор. После созревания споры высыпаются и при благоприятных условиях превращаются в заросток, т.е. небольшой листок не более 3 см. При обычных условиях он может жить до пары месяцев, но вполне способен просуществовать и до 15 лет.

Папоротниковидные способны размножатся несколькими способами:

Из небольших почек формируются небольшие растения, которые пускают корни, отсоединяются от листа, и затем укрепляются в грунте, превращаясь в полноценное растение.

Они присоединяются при помощи длинных ножек к центральной жиле листа и сверху покрыты защитным покрывалом, схожим с почкой. В момент созревания спор оболочка прорывается и споры оказываются снаружи. Затем они формируют заросток, небольшую пластину, и дальше проходят весь цикл до формирования растения.

В последствии гаметы сливаются и формируют зиготы, из которых образуется зародыши, уже обладающие зачатками всех органов папоротника. В первое время он растет за счет заростка, а потому уже формирует молодое растение.

Папоротникообразные растения – видео

Щитовик – крупный кустарник, который растет в тенистых прохладных лесах, например, в дубравах. Его официальное название — Друоптерис (лат. Dryopteris filix-mas), буквально переводится как папоротник дубового леса. Это многолетнее растение с сильными корнями и широко рассеченными листьями.

Это один из самых распространенных лесных папоротников. Он освоил большую часть северного полушария Земли. Населяет Евразию, Северную Америку и крупные острова. Мужской щитовидный папоротник растет в горах и тундре. Но все же основную часть территории составляют хвойные, смешанные и лиственные леса.

Описание и внешний вид

Щитовник мужской– многолетнее травянистое споровое растение, не имеющее ни цветков, ни стебля и достигающее высоты 1 метра. Корневище — лекарственное сырье. Само растение толстое, длиной до 30 см, стоит немного покосившись. Прикорневые листья темно-зеленые, собраны в кисти. В них собраны короткие и толстые черешки с чешуйками. Листовые пластины удлиненно – эллиптические, 2 – лопастные, длиной от 40 до 80 см. Первичные лопасти линейно – ланцетные, вторичные – удлиненные. Пучки спорангиев появляются на нижней стороне листочков, располагаются в два ряда вдоль средней жилки и прикрыты почковидными поникшими прицветниками.

Препараты на его основе эффективные антигельминтные средства.

Корни папоротника мужского содержат комплекс активных веществ под названием «филицин». Содержит флороглюциды – производные трифенола, флороглюцина, являющиеся его соединениями с жирными кислотами: мономер аспидинола (5%); димеры флаваспидиновой кислоты (50-60%), флаваспидин, деаспидин, маргаспидин, парааспидин и албаспидин (0,05%); тример филлоксовой кислоты (20%); и флораспин и филимарон (до 5%), представляющий собой соединение филиксовой кислоты и аспидинола. Чем крупнее ядра флороглюкина, тем сильнее его фармакологическая активность, но меньше стабильность. При хранении антигельминтные свойства филиксина и его препаратов снижаются, что связано с превращением филиксиновой кислоты в неактивный ангидрид – филицин.

«Филицин» обладает свойствами люминесцентного вещества: при облучении ультрафиолетовым светом с длиной волны 365 нм флуоресцирует монохроматическим синим светом с длиной волны 435-490 нм.

Корневища папоротника содержат кроме флороглюцидов филиксдубиновую кислоту (до 10%), эфирное масло (до 0,4%), жирное масло (6%), воски, летучие жирные кислоты и их эфиры, горькие вещества, смолы, флавоноиды, зеленые пигменты, крахмал.

Где растет

Мужской папоротник космополит и встречается практически на всех континентах (кроме Австралии и Центральной Африки). Растет в лиственных лесах (дуб, бук), хвойных (ель) и смешанных лесах, по опушкам, в ольшаниках, в зарослях. В горах забирается в альпийский и субальпийский районы, где растет среди скал. Может расти даже в Арктике — на южных склонах, защищенных от ветра, а зимой покрытых толстым снежным покровом.

Этот вид растений предпочитает хвойные, широколиственные и смешанные лесные почвы, но часто встречается в горах, например, на альпийских или солнечных, защищенных от ветра арктических склонах. Его можно увидеть на лесных полянах, вдоль железнодорожных путей, во время лесных пожаров.

Мужской папоротник растет во всех странах с умеренным климатом. Встречается в Мексике и Гренландии. В России наибольший ареал мужской щитовки находится в Краснодарском крае и в южной части Западной Сибири.

Жизненный цикл

Листовые зачатки, появляющиеся на месте роста у основания корня, перезимовывают и затем приобретают удлиненную форму. В таком виде они живут еще год, в течение которого их нежная ткань очень хорошо защищена от внешних повреждений и влаги.

Споры, с помощью которых происходит размножение, обычно созревают в конце июня. Папоротники рекомендуется пересаживать весной, до появления листьев на дереве или в конце года.

Размножение данного вида папоротников в природе происходит самосевом. Споры, расположенные на обратной стороне листьев, развиваются во второй половине года. Большинство из них прорастают весной, а большинство – на следующий год.

Красная книга

Возрастающая экологическая амплитуда на границе территории, относительно небольшая и изолированная численность популяций, антропогенные изменения среды обитания, выпас леса и лесные пожары влияют на популяцию вида. Места в Каменском и Усть-Донском районах находятся под рекреационной нагрузкой из-за близости населенных пунктов.

Применение в медицине

Антигельминтная активность густого экстракта корней папоротника мужского обусловлена ​​содержанием в нем производных флороглюцина и продуктов его деградации – филикса и флавоспидовой кислоты, аспирина, филимарона. Флавоноид, содержащийся в корневище, также обладает антигельминтной активностью. Антигельминтная активность проявляется преимущественно на фиолетовых цепнях.

Это вещество парализует гладкую мускулатуру кишечника, и для его выведения из организма необходимо применять дополнительные слабительные средства.

Препараты из корня мужского папоротника применяют для лечения грибковых инфекций. Они эффективны при цепнях – заражении свиным или бычьим цепнями, гименолептозе – заражении карликовым цепнем, дифиллоботриозе – заражении рыбьим или широким цепнем и мелким цепнем.

Щитовидный папоротник подходит для профилактики гельминтозов у ​​людей и животных.

Оцените статью
Мир цветов Pro100-Cvety
Добавить комментарий