Папоротник есть ли корни

Полезное
Содержание
  1. Какое строение папоротника — особенности листьев, корней папоротников
  2. Описание папоротниковидных растений
  3. Биологическая классификация папоротниковых
  4. История видов папоротниковых растений
  5. Распространенность в природе, примеры видов
  6. Сколько живут папоротники
  7. Особенности питания растения
  8. Разбор строения папоротниковых растений
  9. Сравнение с другими травянистыми растениями
  10. Съедобный папоротник орляк — как выглядит и где растет
  11. Виды папоротника
  12. Как заготовить и хранить папоротник
  13. Приготовление съедобного папоротника
  14. Рецепты с жареным папоротником
  15. С луком
  16. С картошкой
  17. С мясом
  18. Если папоротник горчит
  19. Жизненные формы папоротников
  20. Корневище папоротника
  21. Стебель папоротников
  22. Листоподобные органы папоротников
  23. Размножение папоротников
  24. Цикл развития папоротника
  25. Строение папоротников
  26. Многообразие высших споровых растений
  27. Каково значение плаунов, хвощей и папоротников?
  28. Как образовался каменный уголь?
  29. Ткани у папоротников, плаунов и хвощей

Какое строение папоротника — особенности листьев, корней папоротников

  • Описание папоротниковидных растений
  • Биологическая классификация папоротниковых
  • История видов папоротниковых растений
  • Распространенность в природе, примеры видов
  • Сколько живут папоротники
  • Особенности питания растения
  • Разбор строения папоротниковых растений
  • Сравнение с другими травянистыми растениями

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:

  • Аневрофитопсиды (Aneurophytopsida) – древнейшая примитивная группа.
  • Археоптеридопсиды (Archaeopteridopsida) – тоже древние представители, которые напоминали современные хвойные деревья.
  • Кладоксилопсиды (Cladoxylopsida) – есть версии, что эта группа представляет слепую ветвь эволюции.
  • Зигоптеридопсиды (Zygopteridopsida или Goenopteridopsida) – переходная группа к современным видам.
  • Офиоглоссопсиды или ужовниковые (Ophioglossopsida) – современные папоротники.
  • Мараттиопсиды (Marattiopsida) – многолетние растения мелких и крупных форм.
  • 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:

  • Орляк обыкновенный. Легко узнаваем по листьям в форме раскрытого зонтика. Распространен в сосновых лесах, подходит для употребления в пищу.
  • Щитовник мужской. Травянистое растение с листьями до 1,5 м в длину, встречается очень редко. Экстракт Щитовника используется в медицине как антигельминтное средство.
  • Кочедыжник женский. Крупное растение с листьями изящной формы.
  • Страусник обыкновенный. Крупный красивый папоротник. За счет длинных корневищ образует целые заросли. Используется в озеленении участков. Вареные листья Страусника съедобны.
  • Осмунда. Растение с коротким корневищем и длинными блестящими листьями произрастает в Восточной Азии и Северной Америке.
  • 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.

  • Хецистортерис пумила и Азолла карилиниана – самые низкие растения. Их длина не превышает 12 мм.
  • Эпифиты прекрасно себя чувствуют на деревьях и лианах.
  • В горных районах можно встретить Венерин волос – удивительное растение с красивыми ажурными листьями.
  • Древовидные стволы крупных папоротников в тропиках используют в качестве строительного материала.
  • Marsilea quadrifolia прекрасно чувствует себя под водой.
  • 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.

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

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

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:

  • От водорослей они отличается корневищем и сложными листьями.
  • 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.
  • 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.

https://youtube.com/watch?v=kRNdkJUu3Jc%3Ffeature%3Doembed

Съедобный папоротник орляк — как выглядит и где растет

  • Виды папоротника
  • Папоротник Орляк
  • Как заготовить и хранить папоротник
  • Приготовление съедобного папоротникаРецепты с жареным папоротникомЕсли папоротник горчит
  • Рецепты с жареным папоротником
  • Если папоротник горчит

Папоротники – древнейшие древовидные и почвопокровные растения на планете Земля, которые сумели сохранить не только внешний вид и структуру, но и разнообразие видов. Они обитают во всех уголках Земли, кроме Антарктиды, пустыни. Выдерживают засуху, влажность, высокую и низкую температуру, устойчивы к экологическим изменениям.

Несмотря на то, что в современном окружении папоротники уже не преобладают в растительном мире, не обладают огромными размерами, они поражают своей оригинальностью и таинственной красотой. Интересный их представитель – папоротник Орляк.

Виды папоротника

Папоротники постепенно вошли в жизнь людей, не только как дикие или экзотические растения. Они используются в качестве домашней или декоративной культуры. Кроме того, хорошо зарекомендовали себя в фармакологической сфере, народной медицине.

Как выглядит Орляк

Различают ядовитые (обладающие токсичным воздействием на организм человека) и съедобные виды папоротников.

  • Matteuccia struthiopteris – Страусник обыкновенный. Вайи по форме напоминают страусиное перо, листья расположены на вершине корня. Распространён в средней полосе России, на Забайкалье, Алтае в хвойных лесах, водоемах.
  • Osmunda asiatica – Осмунда азиатская. Небольшое растение с короткими прямыми пагонами. Распространёно в Приморском крае.
  • Pteridim aquilnum – Орляк, папоротник обыкновенный. Листовая культура, растущая одиночно, не создаёт кусты. Обитает практически на всей территории России в хвойно-широколистных лесах.
  • Druopteris – Щитовник;
  • Athurium – Кочедыжник.

Корневища этих видов папоротника содержат частицы флюроглицина – сильнодействующего токсина.

Важно! Определить, какой папоротник съедобный, можно по внешним характеристикам: он травянистый, небольшого размера, ярко зеленого, сочного цвета. Ядовитые растения – крупные, листья темно-зеленой окраски с красными точками.

Одним из наиболее известных и распространенных Папоротниковидных на планете считается папоротник Орляк – красивое яркое растение, оно способно украсить собой любой уголок в саду, лесу или около водоема.

Культура используется в народной медицине – отвар из побегов применяется для снятия стресса, выведения радионуклидов, устранения лихорадки, укрепляет скелет. Отвар корней владеет антигельминтным эффектом, снимает ломоту в суставах, помогает при поносе.

Основные характеристики культуры:

Для высадки Орляка в горшок необходимо подготовить песчаной субстрат, на дно выложить дренаж из гравия или кирпича. В сад растение пересаживается весной в затененное место, защищенное от сквозняков. В почву следует добавить песка, немного золы, на дно поместить мелкие камешки.

Обратите внимание! Папоротник любит влагу, поэтому нуждается в регулярном поливе и опрыскивании.

При появлении вредителей (щитовки, белокрылки, трипсы) применяются инсектициды. Обрезать крону не стоит – старые пагоны весной заменяются новыми.

Как заготовить и хранить папоротник

Орляк – съедобный папоротник. В России его мало употребляют, блюда из этого растения считаются экзотическими. В мире, особенно в Японии, такая необычная для европейцев кухня очень развита, закуска из пагонов Орляка – достаточно популярное и привычное блюдо.

В пищу употребляются побеги молодого папоротника – рахисы. Они появляются в начале мая и своим внешним видом напоминают улитку – верхушка черешков завернута спиралью. Собирают побеги до появления первых листиков – зрелое растение становится ядовитым.

Для приготовления используют рахисы не больше 30 см, их срезают на высоте 5 см от земли. Ростки сортируют по цвету и размеру, выравнивают по верхнему краю, связывают, отрезают ровно низ. Хранить стебли в свежем виде можно не больше 10 часов после их сбора, приступать к заготовке рахисов на зиму необходимо через 2-3 часа – так сохраняется максимальное количество полезных вещей.

Внимание! Ни в коем случае нельзя употреблять побеги сырыми – можно нанести серьезный вред организму.

Для промышленного производства проводится засолка пагонов. В домашних условиях папоротник заготавливают с помощью сушки, заморозки или маринования.

Сушка ростков позволяет сберечь оригинальные вкусовые качества растения. Отбираются плотные и крупные побеги длиной до 20 см, предварительно бланшируются в подсоленной воде несколько минут, затем их перекладывают на дуршлаг, промывают холодной водой – это помогает сохранить эластичность и сочность папоротника.

Очень важно не переварить рахисы, иначе они станут безвкусными и расслоенными. Когда побеги остынут, стекут остатки влаги, можно приступить к засушиванию.

Сушить полученную заготовку можно двумя способами:

  • На открытом воздухе. Процесс длительный и достаточно кропотливый. Необходимо подготовить хорошо проветриваемое сухое помещение, поместить папоротник на бумагу или в специальную сетку для сушки овощей. На протяжении 5-7 дней ростки периодически переворачиваются, слегка разминаются.
  • В электросушилке. Экспресс-метод заготовки. Подготовленные побеги помещаются в электросушилку тонким слоем и сушатся при температуре 50 градусов приблизительно 6 часов. Следует быть внимательным – время высушивания во многом зависит от размера пагонов. Лучше их слегка не досушить, чем пересушить и потерять результаты труда.

Сушеные пагоны помещаются в тканевые мешочки, которые подвешиваются и остаются на свежем воздухе еще на пару суток досушиваться при естественной температуре и влажности.

Совет. Определить качество продукта можно по внешнему виду рахисов – правильно высушенные пагоны сохраняют характерный аромат, пластичность, приобретают насыщенно зеленый или буро-зеленый цвет. Если ростки ломаются, то могут быть пересушенными.

Очень важный нюанс в заготовке – как хранить сушеный папоротник. Побеги помещаются в бумажные или тканевые мешки и остаются в темном сухом помещении. При повышенной влажности пагоны лучше переложить в стеклянную емкость, которая плотно закрывается. В таком состоянии продукт сохраняет свои качества на протяжении двух лет.

Простой и эффективный метод заготовить побеги, которые по внешнему виду и вкусу практически не отличаются от свежего продукта, – заморозка папоротников:

  • ростки отбираются, промываются, режутся на удобные кусочки.
  • бланшируются в соленой воде, откидываются на дуршлаг, промываются ледяной водой.
  • после того, как с побегов стекла жидкость, они просушиваются на полотенце или бумаге, остывают.
  • готовые рахисы перекладываются в пищевые зипп-пакеты или пластиковые контейнеры, помещаются в морозилку.

Еще один интересный способ заготовить Орляк – проводить маринование. Для этого отваренные подсоленные ростки раскладываются в банки и заливаются маринадом с соевым соусом, яблочным уксусом, чесноком, сахаром и солью.

В результате получается вкусная закуска, напоминающая маринованные грибы.

Приготовление съедобного папоротника

Орляк – полезное и вкусное растение, которое широко используется в восточной кухне. Из него можно приготовить салаты, супы, закуски, тушенные и жареные блюда. Хорошо сочетаются побеги молодого папоротника с рисом, лапшой, овощами, мясом и морепродуктами. Орляк положительно влияет на процесс пищеварения, богат на витамины, к тому же его калорийность достаточно низкая – 34 кКал.

Интересно! Особенной популярностью пользуется жареный папоротник – такой способ приготовления помогает сохранить вкус и хрусткость побега.

Рецепты с жареным папоротником

Практически во всех рецептах можно готовить свежий, замороженный, сушеный и соленый папоротник. Только нужно учитывать некоторые нюансы: сушеные пагоны рекомендуется замочить на несколько часов в теплой воде, соленые – необходимо тщательно промыть.

С луком

2 средние луковицы нарезать полукольцами, обжарить на растительном масле до золотистого цвета, добавить в сковородку 500 г. порезанного на небольшие куски отваренного папоротника, жарить несколько минут. Это простое, но вкусное блюдо. При желании можно добавить морковь, приправить сметаной и майонезом. Если заправить соевым соусом, получится папоротник по-корейски.

Блюда из папоротника

С картошкой

300 г. отваренных ростков нужно пожарить до состояния хрустящей оболочки, выложить на тарелку. В сковороду выложить 500 граммов картофеля, порезанного на длинные куски, обжарить до готовности. Посолить, поперчить, всыпать подготовленный папоротник. При желании можно добавить лук, чеснок. Картофель приобретает вкусный грибной аромат.

С мясом

Мясо нарезается тонкими слайсами, маринуется солью, перцем, соевым соусом. Лук режется полукольцами, обжаривается на растительном масле, убирается на тарелку. В сковороду выкладывается мясо, обжаривается до румяной кожицы, доводится до полуготовности.

Подготовленные побеги помещаются к мясу, добавляется лук. При желании можно дотушить блюдо со сметаной или соевым соусом, добавить кунжут.

Если папоротник горчит

В процессе приготовления рахисов можно столкнуться с распространенной проблемой – папоротник горчит, кардинально меняя вкус блюда. Как легко убрать горечь из папоротника? Очень просто: замочить побеги на несколько часов в подсоленную воду, пару раз воду поменять.

Затем хорошо промыть пагоны и проварить их 6-9 минут с добавлением соли. Такие ростки готовы к употреблению или дальнейшей заготовке и хранению.

Папоротник Орляк – не только красивое растение. Его можно выращивать в домашних условиях, украсить им альпийскую горку или уголочек в саду. Кроме того, культура ценится своими полезными свойствами, используется в медицине. Орляк – съедобный папоротник, из него готовят вкусные блюда, жарят, маринуют, заготавливают на зиму.

  • Жизненные формы папоротников
  • Строение папоротника
  • Размножение папоротников

Папоротники (Polypodiоphyta) — это самый многочисленный отдел бессемянных сосудистых растений, примерно с 11 000 ныне живущими видами. Недавние исследования доказали, что они могут быть самыми близкими родственниками семенных растений. Сегодня  — это процветающая, широко распространённая группа, 75% видов которой обитает в тропиках. Дождевые леса, в состав которых входят в том числе и древовидные папоротники, существуют в тропиках и субтропиках Австралии, Америки и Азии.

Также как хвощи и плауны, папоротники — древнейшая группа растений. Появились они в конце палеозоя — начале мезозоя. Древовидные виды папоротников, входившие в состав лесов каменноугольного периода, сыграли наибольшую роль в сложении растительного покрова Земли.

Жизненные формы папоротников

Сегодня папоротники растут на всех материках кроме Антарктиды и в различных экологических условиях. Но наибольшее разнообразие их видов и жизненных форм представлено во влажных тропических и субтропических лесах. В умеренных широтах все папоротники, за исключением сальвинии плавающей, — это растения с короткими или длинными подземными корневищами.

У длиннокорневищных папоротников (голокучника Линнея, орляка и др.) листья находятся на большом расстоянии друг от друга из-за наличия междоузлий в несколько сантиметров длиной. У большей части папоротников листья образуют розетку на коротких корневищах. Розетка их чаще отмирает осенью, а основание остаётся на тонком (до 1 см) стебле.

В субтропических и тропических лесах жизненные формы папоротников более разнообразны. В тени там растут наземные формы, реже встречаются виды с прямостоячими короткими побегами.

Самые мелкие наземные папоротники из рода Трихоманес (Trichomanes) имеют длину от 3-4 мм до 2-4 см, а самые крупные виды рода Ангиоптерис семейства Мараттиевых (Marattiaceae), образующие часто густые заросли, имеют клубневидные стебли диаметром до 1 м. На них растут листья длиной 5-6 м с длинными крепкими черешками и сильно расчленёнными листовыми пластинками.

Многие приземные , в основном из семейства Гименофилловые (Hymenophyllaceae), находятся в условиях избыточного увлажнения; их нижние прозрачные листья толщиной в 1-3 слоя клеток лишены устьиц и поглощают атмосферную влагу всей поверхностью тела. Эпифиты, живущие в кронах и на стволах деревьев, находятся в условиях дефицита влаги, в связи с чем имеют плотные, кожистые или сильно опушённые листья.

Один из замечательных папоротников-эпифитов, придающий своеобразный облик лесам Старого Света, — асплениум гнездовый, или птичье гнездо, издали создаёт впечатление огромных птичьих гнёзд. Его короткие толстые побеги прочно закрепляются на стволах и ветвях деревьев с помощью многочисленных переплетающихся и сильно опушённых корней. На вершинах побегов формируются изумительной красоты розетки кожистых листьев, достигающих иногда 2 м длины. Вся масса листьев и корней способна накапливать перегной и поглощать влагу из атмосферы, обеспечивая себе и питание, и водоснабжение.

Во всех тропических лесах широко распространены виды рода платицериума, или оленьего рога. Их короткие стебли также прикрепляются к коре деревьев многочисленными корнями. Вегетативные листья имеют вид плоских округлых пластинок, которые своими основаниями плотно прижаты к стволу, а их вершины отстают от стебля, образуя нишу в виде кармана. В нише скапливаются отстающая кора деревьев и опадающие листья самого растения, т. е. они сами формируют себе почву.

У платицериума большого в такой нише, глубиной более 1 м, может скапливаться до 100 кг почвы; под их тяжестью деревья –носители иногда выворачиваются с корнями. Несколько позднее возникают вегетативные или спороносные листья, дихотомически или пальчато-ветвящиеся, за что папоротник и получил название олений рог.

Платицериум на картине Марианны Норт.Общественное достояние

Наряду с высокоспециализированными описанными выше формами существует много мелких эпифитов и эпифиллов, относящихся к родам трихоманес и схизея. Листья одних видов покрыты гигроскопическими волосками, поглощающими влагу из атмосферы и снижающими испарение. У других они не содержат волосков, но в сухой период способны переходить в анабиоз.

Папоротники в форме встречаются намного реже. Одни из них просто опираются на стволы деревьев, другие снабжены придаточными корнями, шипами на листьях или тонкими черешками.

Наибольший интерес представляет род лигодиум, имеющий уникальную жизненную форму листовой лианы. Вдоль его длинного стелющегося побега с нижней стороны отходят корни, а на верхней стороне двумя рядами располагаются очень своеобразные многократно перисторассечённые листья; их черешки способны к весьма длительному нарастанию, достигая иногда длины 30 м. Обвиваясь вокруг стволов деревьев, они выносят вверх доли листа ближе к свету.

Весьма своеобразны , входящие в состав 8 родов. Многие из них, например, циатея (Cyathea) и диксония (Dicksonia) приурочены к горным районам тропической и субтропической зон, где они образуют изящные рощи. Большинство древовидных папоротников достигают от 5-6 до 10 м, редкие экземпляры имеют максимальные размеры 20-25 м при диаметре 50 см. Стволы их, как правило, не ветвятся и образуют на вершине раскидистую ажурную крону из перистых листьев длиной 2-3 м (у циатеи до 5-6 м).

Под каждым листом формируются корни, одни из которых достигают поверхности земли, а другие остаются воздушными. Стеблевые корни также пронизаны склеренхимными пучками, что придаёт им большую прочность. Черешки, направленные вверх, и корни, направленные вниз, переплетаясь, образуют вокруг стебля прочный цилиндр наподобие панцирной сетки, выполняющее опорную функцию. Но по существу древовидные папоротники представляют собой гигантские травы.

Поскольку у папоротников отсутствует камбий, у них нет и вторичной древесины, механическая прочность достигается за счёт склеренхимной обкладки вокруг проводящих пучков; лишь иногда внешняя кора состоит из механической ткани. Поэтому внешний листо-корневой цилиндр выполняет основную опорную функцию. По мере старения растения основание его ствола отмирает и разрушается, однако ствол не падает, так как он как на ходулях удерживается свисающими корнями.

Провести чёткую границу между травами и древовидными формами невозможно. В пределах одного вида размеры папоротников могут варьировать от нескольких дециметров до нескольких метров, что в значительной степени определяется почвенными и температурными условиями.

К относят всего несколько родов трав, обитающих в воде или на болотах.

Даже такой короткий перечень жизненных форм  говорит о большом морфологическом разнообразии папоротников, это касается листьев, стеблей и побегов в целом.

Спорофит папоротников структурно устроен более сложно, чем у мхов. Он имеет сосудистые ткани и хорошо дифференцированное на стебли, корни и листья тело. Как и хвощи они содержат горизонтальные подземные видоизменённые побеги — корневища. В умеренном климате у травянистых папоротников в начале вегетационного периода из почек на корневище образуются листья, свёрнутые улиткой. Туго скрученные, они легко преодолевают препятствия и выходят на поверхность почвы, где уже могут спокойно раскрываться без повреждений.

Главнейшие особенности папоротников:

  • отсутствие камбия;
  • макрофилия (крупнолистность);
  • отсутствие стробилов.

Корневище папоротника

Морфологическая характеристика папоротников часто сталкивается с терминологическими трудностями, так как термины и понятия, разработанные для цветковых, не всегда приемлемы для папоротников. Это прежде всего относится к понятию папоротников, которое в ходе развития может менять свою природу.

У изученных видов корневищных папоротников зигота при делении образует четыре клетки; из одной возникает гаустория, из второй — корень, из третьей — лист, из четвёртой — стебель, т.е. стебель, корень и лист — это равноценные гомологичные органы. Чаще всего зародышевый корень и лист опережают в своём развитии стебель, поэтому происходит формирование листа с корнем у основания. В основании черешка первого листа закладывается меристематический бугорок, формирующий новый лист с корнем у основания.

Следующий лист возникает из бугорка, расположенного в основании черешка предыдущего листа. Основания всех вновь возникающих листьев и корней в совокупности формируют корневище, уникальное для всех ныне живущих высших растений. Его иногда называют , т.е. развивающимся из листьев. Однако в ходе онтогенеза филлогенное корневище сменяется обычным; при этом меристематический бугорок (точка роста) начинает формировать стебель с зачатками листьев.

У длиннокорневищных папоротников на вершине, в непосредственной близости от верхушечной (апикальной) инициальной клетки, вычленяется бугорок из меристематических клеток. Из него может развиваться либо боковое корневище, либо лист, что также указывает на гомологичность этих органов. Вершина корневища длиннокорневищных папоротников может быть покрытой многочисленными чешуйками или оставаться совсем голой.

У короткокорневищных форм на самой вершине закладываются особые листья с недоразвитой листовой пластинкой и хорошо развитым основанием — , они обеспечивают дополнительную защиту зимующей почки. Ветвление растения может осуществляться не только за счёт стеблевых почек, но и почками, возникающими на черешках листьев или на листовых пластинках. Часто такие листовые почки сразу формируют молодые розетки, которые опадают и осуществляют вегетативное размножение; такие растения называют живородящими.

У некоторых папоротников, например у нефролеписа клубненосного, из стеблевых почек развиваются тонкие столонообразные корневища, лишённые листьев и покрытые кожистыми чешуйками. Выходя на поверхность земли, они формируют новую розетку. Кроме того на столонах возникают клубневидные боковые ответвления, осуществляющие вегетативное размножение.

На корневищах папоротников образуются придаточные корни. От настоящих корней придаточные корни папоротников, так же как и у плаунов и хвощей, отличаются тем, что не могут закладываться на уже сформированных частях побегов. Корни папоротников живут 3-4 года.

Стебель папоротников

Стволы (у травянистых форм корневища)  в молодости имеют чаще всего центральную протостелу, которая в более старых частях переходит в структуру типа сифоно- и полистелы самых разнообразных форм чаще всего с центральной ксилемой и периферической флоэмой. Изредка даже образуются сосуды (как у Pteridium aquilinum).

Проводящий пучок окружен экзодермой. Вторичного утолщения нет, а прочность стволов достигается иначе, чем у Lycopodiopsidaи Equisetopsida: многочисленные пучки листовых следов проходят чаще всего на большом расстоянии в коре и вместе со склеренхимными пластинками укрепляют стебель. У некоторых древовидных папоротников прочность ствола повышается также благодаря мантии из жестких придаточных корней. Иногда такой покров может быть чрезвычайно толстым (до нескольких дециметров).

Листоподобные органы папоротников

Специфические листовые органы папоротников — . Для них характерен длительный рост вершины, проявляющийся в образовании улитки (исключение — ужовниковые) и густая сеть обильно ветвящихся жилок. Развитие листьев под землёй часто длится несколько лет, а над землёй — завершается в течение 1-1,5 недель. У некоторых папоротников, например, у адиантума, комптосоруса, листья проявляют стеблевую природу — их рахисы вытягиваются в стеблевидную плеть и, достигнув поверхности земли, укореняются с образованием новой розетки. У лигодиума рахис листа своим поведением тоже напоминает стебель.

По гистологическому строению (наличию палисадной и губчатой паренхимы) эти листья в значительной мере напоминают листья высших наземных растений, однако клетки эпидермы у папоротников чаще всего содержат хлоропласты.

Основания листьев, черешки и листовые пластинки у многих видов покрыты чешуйками, которые иногда рассматриваются как микрофиллы (маленькие листья) — листья энационного происхождения. Разнообразие их форм, размеров, цвета составляет важный систематический признак.

Наиболее типичны для папоротников дважды-, трижды- и более перисторассечённые вайи. Центральную часть листовой пластинки, представляющую продолжение черешка, называют , а боковые доли первого и последующих порядков — соответственно и .

Наряду с рассечёнными листьями в разных семействах имеются цельные листья. Характерно, что во влажных тропических лесах цельными листьями обладают, как правило, мелкие папоротники, а все крупные имеют рассечённые листовые пластинки. Это, по-видимому, связано с характером тропических ливней при которых мощные потоки воды свободно проходят сквозь рассечённую листовую пластинку, не нарушая её цельности. Не менее разнообразно жилкование листьев от наиболее примитивного открытого, до более совершенного — сетчатого.

У большинства видов папоротников листья совмещают две функции — фотосинтеза и спороношения, однако у многих видов наблюдается диморфизм листьев — одни выполняют функцию фотосинтеза, а другие — только спороношения, например у страусника, трихоматеса.

У некоторых видов (ужовниковых, осмунды) имеется диморфизм частей листа. Палеонтологический материал показывает, что все три типа листьев существовали уже в раннем палеозое и формировались независимо друг от друга.

Сорусы на вайях папоротника

Анализ вегетативных органов папоротника выявляет способность превращения одного органа в другой, это указывает на то, что дифференциация на органы у них не всегда жёстко закреплена генетически.

Размножение папоротников

Папоротники размножаются вегетативным, бесполым и половым путём. Вегетативное размножение распространено среди папоротников широко. Часто оно осуществляется с помощью выводковых почек, возникающих на листьях, стеблях и корнях. Вегетативному размножению служит также превращение стеблей и даже листьев в ползучие столоны. Бесполое размножение происходит за счёт спор, большинство видов — равноспоровые растения, количество разноспоровых среди папоротников невелико.

Вайи папоротника с сорусами по краю

Как правило, на нижней стороне генеративных или смешанных вайев весной появляются группы спорангиев — (единственное число — сорус). У наиболее примитивных видов одиночные спорангии располагаются по краям листьев, либо на вершинах их лопастей, при этом каждый спорангий снабжается самостоятельной жилкой. Это напоминает верхушечное расположение спорангиев на концах васкуляризованных теломов риниофитов. Во время развития сорусы часто бывают защищены прозрачной оболочкой, тогда внешне они напоминают поражения, нанесённые бактериями или насекомыми. У мараттиевых сорусы, срастаясь между собой, образуют .

Расположение спорангиев или сорусов на нижней стороне листа оказывается биологически выгодным:

  • во-первых, обеспечивается надёжная защита спорангиев во время их созревания и одновременно не снижается интенсивность фотосинтеза;
  • во-вторых, обеспечивается равномерное рассеивание спор;
  • в-третьих, создаётся возможность большого продуцирования спорангиев на всей поверхности листа, нежели только по краю.

Цикл развития папоротника

Жизненный цикл папоротника отличается от мхов доминированием и большей самостоятельностью бесполой спорофитной фазы. Их спорофиты могут быть менее сантиметра в диаметре (как у водных папоротников, таких как азолла) или более 24 м высотой, с листьями до 5 м и более у древовидных папоротников. Гаметофиты же очень мелкие, редко достигающие 6 мм в диаметре. И гаметофит и спорофит папоротников содержат хлоропласты и способны к фотосинтезу.

Диплоидные материнские споровые клетки в спорангиях подвергаются мейозу, продуцируя гаплоидные споры. Зрелые споры катапультируются из спорангия. Споры могут находиться в покоящемся состоянии от нескольких до десятков лет. Те из них, которые попадают в подходящие условия, могут прорасти и дать начало фотосинтезирующему гаметофиту — заростку — половой стадии жизненного цикла. Для прорастания спор необходима влага, положительная температура, определённая кислотность почв, интенсивность и качество света, специфичное для каждого вида.

Заросток папоротника толщиной в одну клетку, за исключением центральной части, и в форме сердца, имеет ризоиды, закрепляющие их в почве. У большинства равноспоровых они ведут наземный образ жизни, осуществляя автотрофное питание. Продолжительность их жизни, как правило, исчисляется несколькими месяцами и лишь у отдельных примитивных видов, гаметофиты живут несколько лет (иногда до 10-15).

Ризоиды — это не настоящие корни, в них нет проводящих тканей, но они действительно помогают транспортировать воду и питательные вещества из почвы.

Колбообразные архегонии (женские половые органы) и шаровидные антеридии (мужские) производятся либо на одном, либо на разных заростках. Архегонии образуются чаще всего позже, чем антеридии, что благоприятствует перекрёстному оплодотворению. При очень плохом питании образование архегониев полностью подавляется.

Половые гаплоидные клетки у всех споровых образуются в результате митоза из гаплоидных клеток. Многоклеточные архегонии образуют по одной яйцеклетке и обеспечивают защиту зародышей. Сперматозоиды, образующиеся в антеридиях, снабжены жгутиками, при помощи которых они плавают к архегонию при наличии воды во время дождя, росы или у водных папоротников прямо в реке. Двигаются они, ориентируясь на химические вещества, вырабатываемые архегониями.

После оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом образуется диплоидная зигота, которая развивается в новый спорофит. Развивающийся зародыш папоротника имеет более надёжную защиту, чем у харовых водорослей. Но она тоже не может вступить в фазу покоя, чтобы пережить суровую зиму как эмбрион семенных.

https://youtube.com/watch?v=gkwdiGj8eno%3Ffeature%3Doembed

Большинство современных папоротников — травянистые растения, но во влажных тропических областях встречаются также  папоротники-деревья. Некоторые из современных папоротников живут на стволах деревьев, а некоторые виды стали комнатными растениями.

Рис. (1). Строение папоротника

Папоротники являются многолетними травянистыми растениями. У папоротников развиты все органы растения — ,  и . У них хорошо развито . Папоротники могут размножаться кусочками корневища.

У этих растений хорошо развита проводящая система. По проводящей ткани вода с растворёнными в ней минеральными веществами перемещается из корней в листья, а образующиеся в результате фотосинтеза вещества из листьев поступают в другие органы.

Рис. (2). Лист со спорангиями

Папоротники размножаются . Споры образуются на нижней стороне листа в особых . Когда они разрываются, споры высеваются.

Если споры попадают на влажную почву, то они прорастают, образуя маленькую сердцевидную зелёную пластинку — .

Рис. (3). Заростки папоротника

Заросток прикрепляется к почве ризоидами. На его нижней стороне находятся половые органы, в которых образуются гаметы: в мужском органе формируются сперматозоиды, а в женском развивается яйцеклетка.

Сперматозоиды имеют жгутики и по капельке воды они передвигаются в женский орган. Там сперматозоид сливается с яйцеклеткой и происходит оплодотворение. Образуется зигота, которая начинает делиться. Вырастает молодое растение.

Рис. (4). Цикл развития папоротника

Подробнее о размножении папоротников будет рассказано в разделе «Размножение растений».

Рис. 1. Строение папоротника. https://image.shutterstock.com/image-photo/fern-roots-frond-without-soil-600w-1304000020.

Рис. 2. Лист со спорангиями. https://cdn.pixabay.com/photo/2017/08/25/16/59/fern-leaf-2680739_960_720. 07.11.2021.

Рис. 3. Заростки папоротника. https://image.shutterstock.com/image-photo/gametophytes-fern-on-tree-trunk-600w-1830801497.

Рис. 4. Цикл развития папоротника. https://image.shutterstock.com/image-illustration/ferns-evolutionary-cycle-sporophyte-gametophyte-600w-1938715258.

В жизненном цикле папоротников наблюдается чередование полового и бесполого поколений.

Рис. (1). Цикл размножения папоротника

Летом на листьях папоротника появляются маленькие бурые бугорки. В них располагаются , в которых образуются многочисленные мелкие .

После созревания споры высыпаются и разносятся ветром. Оказавшись во влажной почве, спора прорастает и из неё развивается  (половое поколение — гаметофит). Заросток папоротника существует независимо от спорофита. Он представляет собой небольшую зелёную сердцевидную пластинку, прикреплённую к почве с помощью ризоидов.

На нижней стороне заростка образуются антеридии и архегонии, которые производят половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки). Для того, чтобы сперматозоиды доплыли до яйцеклетки и произошло оплодотворение, нужна капля воды.

Образовавшаяся при оплодотворении зигота делится, начинает расти . Он сначала питается за счёт заростка, а потом переходит к самостоятельному питанию и превращается во взрослое растение. Это бесполое поколение — спорофит.

В процессе жизни папоротника происходит смена двух поколений — спорофита и гаметофита.

Взрослое растение папоротника, образующее споры, — это спорофит (бесполое поколение).

Заросток папоротника — это гаметофит (половое поколение).

Рис. (2). Спорофит и гаметофит папоротника

У папоротников распространено вегетативное размножение, которое осуществляется корневищем. Некоторым видам характерно размножение почками.

Подобным образом размножаются также плауны и хвощи.

Рис. 1. Цикл размножения папоротника.  https://image.shutterstock.com/image-vector/life-cycle-fern-plant-alternation-600w-735000127

Папоротники относятся к высшим споровым растениям. Строение папоротников отличается от строения мхов, хвощей и плаунов. Так, для папоротников характерны вайи, на которых располагаются спорангии.

Папоротники, как и другие споровые растения, играют важную роль в природе и жизни человека. Например, благодаря им на Земле появился каменный уголь.

Строение папоротников

Внешний вид папоротника

Папоротники можно встретить не только на суше, но и в воде. Они встречаются по всему земному шару. Их размеры варьируются от нескольких миллиметров до 20 метров!

Листья папоротника называются вайи (от греческого байон «пальмовая ветвь»). Они практически представляют из себя нечто среднее между листом и веткой.

Изначально вайи были не листьями, а побегами. У древних споровых растений были обычные ветки с листьями, но в ходе эволюции эти ветки видоизменились, став более плоскими и увеличив фотосинтезирующую поверхность.

У них есть важная особенность: на обратной стороне листа папоротника можно увидеть тёмные пятнышки, которые иногда ошибочно принимают за семена. Но у папоротников не бывает семян, они размножаются спорами.

Но ведь споры микроскопические, почему же их так легко увидеть на листе папоротника? Дело в том, что эти тёмные пятна – не споры, а нечто вроде мешочков, содержащих множество спор. Они называются спорангии.

Когда споры созревают, они разлетаются, и из них вырастает половое поколение папоротника. Оно совсем не похоже на привычный нам папоротник и представляет собой маленькую пластинку, похожую на чешуйку, заросток. После оплодотворения на заростке развивается знакомый нам папоротник, с корневищем и вайями, на нижних частях которых будут созревать новые споры.

Рисунок 1. Схема размножения папоротника

Изучите внешнее строение папоротника. Рассмотрите форму и окраску корневища; форму, размеры и окраску вай.

Показать возможный ответ

Папоротник обладает большим коричневым корневищем, представляющим из себя подземный побег, от которого отходят тонкие придаточные корни. Листья у папоротника светло-зелёные, сильноразрезанные, они называются вайи. Размер вай взрослого растения от 20 до 70 см.

Рассмотрите бурые бугорки на нижней стороне вай. Как их называют? Что в них развивается? Каково значение спор в жизни папоротника?

Бурые бугорки на нижней стороне вай называются спорангии. В них развиваются споры, то есть микроскопические клетки, из которых развивается следующее поколение папоротника.

Как думаете, почему многие виды папоротников, также являясь споровыми растениями, в отличие от мхов могут достигать значительных размеров?

В отличие от мхов, папоротники – более развитые растения. Строение папоротников сложнее. У них есть полноценная корневая система (а не ризоиды, как у мхов), и эта система позволяет укрепить растение в грунте и получать из почвы питательные вещества и воду в достаточном объёме. Кроме того, благодаря проводящим тканям эти питательные вещества доходят до всех частей растения, в том числе удалённых от корней. У мхов нет проводящей ткани, и для них это невозможно.

Также у папоротников развита и механическая ткань. Она делает растение гибким и прочным, способным выдерживать сильный ветер и другие неблагоприятные факторы окружающей среды.

Рисунок 2. Строение спороносящего папоротника

Многообразие высших споровых растений

Высшие споровые растения существовали на планете с палеозойской эры. Их развитие было ступенью к созданию на Земле условий, пригодных для произрастания голосеменных, а затем и покрытосеменных растений.

Роль высших споровых в круговороте органических веществ очень велика. Они формировали атмосферу и почву, а их останки становились полезными ископаемыми.

Древовидные папоротники в Австралии. Когда-то подобные папоротники росли по всей планете

В этой таблице собрана информация о высших споровых растениях: где они растут, каково их строение.

Особенности высших споровых растений

Рисунок 3. Многообразие высших споровых растений и их строение

Высшие споровые растения используются в медицине, промышленном производстве, сельском хозяйстве и других областях.

Каково значение плаунов, хвощей и папоротников?

Папоротникообразные выполняют следующие функции:

— Средообразующая. Среди папоротникообразных обитают мелкие животные (жуки, улитки, черви), гнездятся некоторые виды птиц. В зарослях водных папоротников рыбы откладывают икру; там прячутся мальки и водные беспозвоночные.

— Фотосинтезирующая. Папоротникообразные, как и все растения, выделяют в атмосферу кислород и забирают из неё углекислый газ.

— Источник пищи. Некоторые виды папоротникообразных (орляк, страусник, молодые побеги хвоща) могут употребляться в пищу лосями, оленями, водоплавающими птицами и даже людьми.

— Использование в фармацевтике. Из папоротника щитовника изготавливают противопаразитарные препараты. Из спор плауна делают детскую присыпку, в народной медицине споры также применяют для заживления ран, ожогов, обморожений. Из побегов хвоща полевого изготавливают кровоостанавливающие и мочегонные средства.

— Использование в металлургии. В металлургии используют порошок из спор плауна. Формы для литья посыпают порошком, изготовленным из этих спор. При сгорании спор образуется слой газов, благодаря которому детали не прилипают к стенкам. Побеги хвоща раньше использовали для шлифовки металлических изделий. Они жёсткие из-за особых волокон, и в них содержится кремнезём (оксид кремния).

Стоит также упомянуть, что именно благодаря папоротникообразным в природе возник каменный уголь – горючее полезное ископаемое.

Как образовался каменный уголь?

Каменный уголь начал образовываться ещё в палеозойскую эру. Древние папоротникообразные растения, погибая, падали на сырую, болотистую землю и их заносило илом. Образовывался торф – рыхлая осадочная порода, в которой растения разлагались только частично. Веками отложения торфа наслаивались друг на друга, перекрывая нижним слоям доступ к кислороду, увеличивая давление.

При повышенном давлении и высокой температуре в угленосной толще происходило постепенное изменение её химического состава и молекулярного строения.

Горение каменного угля

Говоря о водорослях, мы упоминали, что они относятся к низшим растениям и не имеют специализированных тканей. Мхи – высшие растения. Плауны, хвощи и папоротники — их часто объединяют в папоротникообразные — устроены ещё сложнее. У них есть специализированные ткани и органы, размножение происходит при помощи спор. Для папоротникообразных также характерна смена полового и бесполого поколений.

Ткани у папоротников, плаунов и хвощей

У плаунов, хвощей и папоротников есть корни, стебель и листья. Органы этих растений состоят из специализированных тканей. Давайте вспомним, что называют тканью? Какие растительные ткани вы знаете?

Ткань — это совокупность клеток и межклеточного вещества, у которых общее происхождение, строение и выполняемые функции.

Можно назвать образовательную ткань (обеспечивает рост и развитие растений), покровную (защитная функция), проводящую (обеспечивает передвижение воды и питательных вещество по растению), механическую (опорная функция) и основная (производит питательные вещества путём фотосинтеза и сохраняет запас питательных веществ).

Давайте разберёмся, какое строение имеют и какую функцию выполняют проводящие и механические ткани папоротников, хвощей и плаунов.

Клетки проводящей ткани находятся во всех частях растения. По ним проходят растворённые в воде питательные вещества.

У клеток механической ткани толстые прочные стенки. Механическая ткань придаёт растению форму и выполняет защитную функцию — например, делает его жёстким и несъедобным для травоядных животных.

Благодаря развитым механическим и проводящим тканям папоротники, хвощи и плауны могут достигать больших размеров.

Для папоротников, хвощей и плаунов, как для высших растений, также характерны специализированные органы.

Орган – это часть растения, выполняющая одну или несколько функций.

Например, листья выполняют фотосинтезирующую функцию, корень и стебель – проводящую, половые органы растения – функцию размножения.

Оцените статью
Мир цветов Pro100-Cvety
Добавить комментарий