Жизненный цикл щитовника мужского кратко

Обновлено: 30.06.2024

Папоротникообразные (Polipodiophita) — это отдел высших споровых растений, насчитывающий более 10 тыс. видов. Они встречаются в пустынях, сухих сосновых лесах, на болотах, озёрах, в солёных водоёмах.

Среди ископаемых папоротникообразных были большие деревья, кустарники и травянистые растения.

Папоротникообразные, как и другие высшие растения, характеризуются чередованием поколений. В цикле развития доминирует спорофит — в основном многолетнее травянистое или деревянистое растение со стеблем, листками и придаточными корнями. Листья, которые часто называют вайями, перистые, реже простые или пальчатые, длиной от 2-4 мм до 30 м.

Среди представителей отдела есть и крохотные растения длиной всего несколько миллиметров, и тропические древовидные гиганты высотой 25-30 м. В горных лесах преобладают лиановидные папоротники и эпифиты, которые растут на стволах и ветвях деревьев.

Для представителей папоротникообразных характерны несколько особенностей:

в жизненном цикле преобладает фаза диплоидного спорофита (спорофит — типично сухопутное растение);
спорангии размещены на нижней стороне листовой пластинки в сорусах;
гаметофит приспособлен к проживанию в условиях чрезмерной влажности.

Бесполое размножение осуществляется спорами.

Современные папоротникообразные представлены равноспоровыми (щитовник мужской, папоротник женский, орляк, многоножка обычная, вудсия альпийская, адиантум венерин волос) и разноспоровыми (сальвиния плавающая, марсилия четырёхлистная, азола).

Большинство видов — равноспорые, то есть у них образуются морфологически одинаковые споры.

У разноспоровых папоротников формируются микро- и мегаспоры.

Половое поколение (гаметофит) равноспоровых видов имеет вид пластинки, ленточки, разветвлённой нити или клубенька, бывает одно- и многолетним.

У разноспоровых папоротников раздельнополовые гаметофиты очень редуцированы.

Оплодотворение происходит лишь при наличии воды.

Готовые работы на аналогичную тему

Из зиготы вырастает новый спорофит.

Часто на корнях папоротника образуются выводковые почки, с помощью которых так же происходит бесполое размножение.

Отдел Папоротникообразные делится на семь классов, из которых четыре объединяют ископаемые формы, а современные — представлены тремя классами:

Ужовниковые;
Мараттиевые,
Полиподиевые (Папоротниковые).

Особенности жизненного цикла щитовника мужского

Щитовник (дриоптерис) мужской — многолетнее травянистое растение с толстым чёрно — бурым корневищем и 5 — 7 большими дважды перисторассечёнными листьями.

Листья у щитовника растут медленно. Закладываются они на верхушке корневища и на протяжении первого года остаются зачаточными. На следующее лето молодые листики имеют вид спиралей, густо покрытых коричневыми чешуйками. Весной третьего года улиткоподобно свёрнутые листики, нарастая верхушкой, освобождаются от чешуек и быстро разворачиваются.

Лист папоротника совмещает функции фотосинтеза и спороношения. Летом на их нижней стороне образуются кучки спорангиев — сорусы. Сверху они покрыты тонким покрывальцем — индузием. Однослойный спорангий имеет гребневидную полоску клеток с утолщёнными оболочками, что обеспечивает его раскрывание. Чаще всего в каждом спорангии формируется по 64 одинаковых споры. Каждая из них имеет по две оболочки: тонкую внутреннюю и толстую внешнюю.

На влажной почве спора прорастает и образует заросток (гаметофит). Он имеет вид небольшой серцевидной зелёной пластинки, которая прикрепляется к земле одноклеточными ризоидами. Половые органы формируются с нижней стороны заростка — архегонии возле выемки, а антеридии между ризоидами. Во влажную погоду спиральные многожгутиковые сперматозоиды выходят из антиридиев и, проникнув в брюшко архегониев, оплодотворяют яйцеклетки.

Из зиготы без периода покоя развивается зародыш — спорофит. Некоторое время он питается за счёт гаметофита, а через некоторое время образует корешок, стебель и первый листик и переходит к самостоятельному существованию.

Осенью большие листья щитовника отмирают, оставляя на корневище основы свои черешки.

Роль папоротникообразных в природе и жизни человека

В природе папоротникообразны учавствуют в формировании растительных сообществ лесных и горных районов, образуют значительную органическую массу (особенно в тропических и субтропических лесах). Они играют заметную роль в образовании земных ландшафтов.

Вымершие древовидные папоротники сыграли проводящую роль в формировании залежей каменного угля. Каменный уголь используется как топливо и сырьё в разных отраслях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, разнообразные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и т. п.

Много современных видов культивируют как оранжерейные, комнатные и садово-парковые декоративные растения (адиантум венерин волос, нефролепис, птерис, асплений, страусиное перо и др.) Молодые листья орляка употребляют в пищу в свежем, солёном и маринованном виде.

Тропический водяной папоротник азолу используют как азотное удобрение на рисовых полях.

Среди папоротников встречаются и ядовитые виды.

Многие виды используют в народной медицине и гомеопатии для лечения разнообразных заболеваний (лёгочных, кишечных расстройств, рахита), их препараты имеют болеутоляющее, противовоспалительное действие, но наибольшее значение они имеют как антигельминтное средство.

Вообще-то правильное название папоротника – щитовник мужской. И относят его к семейству асплениевых, порядку циатейных, классу полиподиопсидов из отдела папоротниковидных. Уф-ф!
Одновременно папоротник этот до сих пор больше известен, как папоротник мужской.

История названия вкратце такова. Существуют два широко распространенных, похожих внешне, близких (но не родственных!) папоротника. Еще римляне один из них, с очертаниями более утонченными, назвали папоротником женским – filix-femina . Второй, соответственно, папоротником мужским – filix-mas .

Исторические имена папоротников отражены в их видовых названиях – как русских, так и латинских. Щитовник мужской по-латыни именуется Dryopteris filix-mas , а кочедыжник женский – Athyrium filix-femina .

Папоротник щитовник мужской

Это один из наиболее широко распространенных лесных папоротников. Он освоил значительную часть Северного полушария Земли. Обитает в Евразии и Северной Америке, а также на крупных островах. Растет папоротник щитовник мужской и в горах, и даже в тундре. Но все же основная часть ареала – хвойные, смешанные и широколиственные леса.

Получается очень красивый ажурный лист огромных размеров – до метра и более. По форме лист напоминает древнерусский щит – отсюда и щитовник.

Но растет этот лист щитовника мужского весьма медленно. В первый год это всего лишь листовой зачаток на вершине корневища. Через год он принимает форму улитки: скручен в спираль и покрыт бурыми чешуями. И лишь на третий год лист разворачивается во всей своей красе.

Щитовник мужской – это именно тот папоротник, мифический цветок которого безуспешно искали (возможно, и ищут!) уже много столетий. Известно же, что тому, кто найдет этот цветок в ночь на Ивана Купалу (7 июля н.ст.), откроются все тайны, все клады, скрытые в недрах земных, язык растений и животных.

Увы, поиски безуспешны. Ни мужской папоротник щитовник, ни какой-то другой из папоротников не цветут. Это споровые растения.

Посмотрим обратную сторону листа.

Точки на сегменте листовой пластинки, светлые в начале лета, темнеющие позже – это сорусы, в которых созревают споры. По их расположению вблизи жилки, обычно в два ряда, можно достаточно надежно отличить папоротник щитовник мужской от похожих видов.

Созревшие споры разносит ветер. Попав в благоприятные условия, спора прорастает.

Жизненный цикл щитовника мужского

У меня так часто появляются посетители с запросом «жизненный цикл… (мха кукушкиного льна, хвоща полевого и т.д., что я решил, хотя бы вкратце, уделять этому хотя бы несколько строк. Пусть у меня не учебный сайт, а блог – к поисковым запросам следует прислушиваться.

Если же Вас этот вопрос не интересует – очень легко перейти к следующему разделу, кликнув здесь.

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.

Папоротник мужской в медицине

Уже много веков папоротник мужской применяется как эффективное противоглистное средство. При заражении опасными паразитами – бычьим и свиным цепнями (солитёрами) препараты из корневища щитовника способны избавить организм от этих ленточных червей.

Вещества, содержащиеся в папоротнике, вызывают паралич мускулатуры ленточных червей. После этого цепни изгоняются с помощью слабительного.

Фармакологические препараты на основе папоротника – это прежде всего густой экстракт папоротника мужского (капсулы) и филиксан (таблетки).

Существуют и другие, комплексные противоглистные препараты, действующие не только на ленточных червей: антигельминт , гельминтон , дигестодорон . Папоротник мужской они включают, как один из компонентов.

Однако лечение гельминтозов – прежде всего презумпция медиков! Именно они устанавливают диагноз, выписывают рецепт, контролируют результаты лечения. Самолечение опасно!

Тем более опасно самостоятельное лечение корневищем папоротника мужского. Ведь он ядовит!

Да, его яды действуют на холоднокровных животных сильнее, чем на теплокровных. Но они могут быть опасны и для человека. Под воздействием ядов оказывается центральная нервная система, сердечная мышца, желудочно-кишечный тракт.

Признаками отравления являются: головокружение, мышечная слабость, боли в желудке, тошнота, рвота, понос. В наиболее тяжелых случаях возможны судороги, нарушение зрения, потеря сознания и даже смерть от остановки сердца и дыхания.

Противопоказания в применении папоротника мужского:

сердечная недостаточность
заболевания печени и почек
язва желудка и двенадцатиперстной кишки
туберкулез
беременность
возраст до двух лет.

Народная медицина применяет папоротник мужской также наружно – для заживления ран и язв, при различных кожных болезнях, при заболеваниях суставов.

Заготовка папоротника мужского

Корневище папоротника выкапывают весной или осенью. При этом следует избегать случайного попадания корневищ других папоротников – кочедыжника женского, страусника, орляка.

Корневища не моют. С них отряхивают землю, очищают от чешуек, корешков, отрезают черешки мертвые побуревшие участки. Здоровая ткань имеет зеленоватую окраску.

После этого корневище режут на дольки и сушат где-нибудь в хорошо проветриваемом помещении или на чердаке. При использовании сушилок температура не должна превышать 40 градусов. Заготовленное сырье хранится не более двух лет.

И вновь напомню об опасности самолечения папоротником мужским!

Декоративное и иное применение папоротника мужского

Папоротник щитовник мужской весьма декоративен и часто используется в садоводстве. Этот эффектный многолетник с перистыми ажурными листьями может украсить любой сад. Тем более, что существует более трех десятков сортов этого растения, порой значительно отличающихся внешне – формой и размером листьев.

Корневище папоротника и препараты из него используются в ветеринарии при гельминтозах домашних животных.

Листья щитовника домашний скот не ест. Мало того, для большинства домашних животных, не очень разборчивых в еде (например, кроликов) они ядовиты.

А вот многие животные дикие их поедают без особого вреда. А некоторые – даже с удовольствием! Замечали, к примеру, что лось довольно часто пасется в зарослях папоротника мужского. Но, быть может, он им лечится?

Миллионы лет назад папоротники на нашей планете представляли собой гигантские растения, составляющие целые леса. Сегодня существует большое количество их подвидов, они значительно меньше своих предков по размерам. Наиболее распространенным среди них является щитовник мужской.

Внешний вид папоротника

Это многолетнее растение с толстым и коротким корневищем, поверхность которого покрыта прошлогодними остатками листовых черешков и широкими черными чешуйками. Стебель развит очень слабо, его практически нет, а крупные темно-зеленые листья, достигающие порой 1 метра в длину, растут пучком непосредственно из корневища.

Очень декоративны и удивительно красивы широкие ажурные листы, когда провисают под своей тяжестью, склоняясь к земле. Растут довольно медленно, долгое время остаются мягкими и нежными, поэтому их очень легко повредить. На нижней стороне расположены по 5–8 сорусов, скрытых почковидными покрывальцами. Дваждыперистая заостренная пластинка листа имеет удлиненную эллиптическую форму.

Жизненный цикл щитовника мужского предусматривает развитие листьев в течение нескольких лет. Листовые зачатки, появляющиеся в точке роста у основания корневища, перезимовывают, после чего приобретают улиткообразную форму.

В таком виде они проводят еще один год, в течение которого их нежные ткани очень хорошо защищены от любых внешних повреждений и от высыхания. И только на третий год листья развертываются и достигают полного развития. Живут они всего один сезон. Выполнив свою вегетативную функцию, к осени листья увядают.

Распространение щитовника мужского

Этот вид папоротника освоил достаточно большие территории и встречается почти повсеместно – от Скандинавии до Средиземноморья, в Северной Америке и даже в Арктике. Широко распространен он и в России. Щитовник мужской предпочитает хвойные и смешанные леса, где высокая влажность и слабое проникновение солнечных лучей.

Больше всего обнаружено зарослей папоротника в местах с преобладанием таких деревьев, как осина, липа, береза, а также в елово-пихтовых лесах. Реже можно встретить это растение в сосняках, т. к. влага там сохраняется очень плохо. В горной местности щитовник произрастает на защищенных от ветра склонах и в расщелинах скал.

Особенности строения

Как и любой другой папоротник, щитовник мужской является многолетним растением. Слаборазвитый стебель расположен горизонтально и представлен корневищем. Листья, называемые вайи и характеризующиеся длительным верхушечным ростом, кроме фотосинтеза, выполняют еще и функцию спороношения.

Спорангии, расположенные на листе папоротника, могут быть одиночными или групповыми. Небольшая зеленая пластинка, называемая заросток, имеет ризоиды, которыми крепится к субстрату, поглощая воду и минеральные вещества. Ее клетки содержат хлорофилл, необходимый для осуществления фотосинтеза. На заростке располагаются и органы размножения – женский с одной яйцеклеткой (архегония) и мужской со множеством сперматозоидов (антеридия).

Цикл развития щитовника мужского

Этот вид папоротника представляет собой пример растения, имеющего спорофит и гаметофит в виде самостоятельно существующих организмов, которые лишь на короткое время совмещаются в определенный период жизни растения.

Сначала на листовых пластинках образуются сорусы, через поперечный срез которых можно разглядеть множество спорангиев, прикрытых зонтиковидным покрывалом, носящим название индузиум. Состоящая из тонкостенных клеток стенка спорангия состоит из одного слоя, и лишь на ее гребне имеется утолщенная оболочка, называемая колечком. В нижней его части есть участок, не охваченный кольцом, – это так называемое устье, в котором и осуществляется разрыв, когда созревают гаплоидные споры. Создается большое напряжение, кольцо разгибается и резко принимает обратно исходное положение. При этом оно срабатывает, как катапульта, и выбрасывает споры. Щитовник мужской способен распространить их на расстояние до 5 метров.

При определенных условиях споры прорастают и превращаются в заросток. Скапливающаяся из почвы влага способствует проникновению сперматозоидов внутрь яйцеклетки, вследствие чего и происходит оплодотворение. Так появляется новое молодое растение, которое первое время крепится к заростку и питается за его счет. Лишь после того, как тот отомрет, растение начинает существовать самостоятельно. Таким образом, жизненный цикл папоротника щитовника мужского включает в себя смену бесполого и полового поколений.

Условия для размножения

Споры, с помощью которых и происходит размножение, созревают обычно к концу июля. Пересадку папоротника рекомендуется проводить весной до момента появления на деревьях листьев или в конце лета. При благоприятных условиях может произойти самосев. Уровень влажности и качество почвы имеют очень большое значение для развития такого растения, как щитовник мужской, размножение которого во многом зависит именно от этих факторов.

Активнее этот процесс происходит в слабокислой среде. Неблагоприятными считаются условия в листьях старых растений, где недостаточно света и имеется большое количество ингибиторов. Лучше всего развитие зародышей происходит в гнилых пнях или стволах деревьев.

Использование

Широко известен папоротник своими лечебными свойствами и с давних пор применяется в народной медицине. На его основе в современной фармакологии производят противоглистные препараты. Они способны парализовать паразитов, после чего те погибают. Такое действие обусловлено наличием большого количества токсичных веществ, поэтому нужно грамотно применять щитовник мужской.

Описание рецептов приготовления настоев, отваров из корневища этого растения рекомендуется изучить и людям, страдающим варикозным расширением вен, судорогами в ножных мышцах и ревматизмом.

В дикой природе большое количество животных использует щитовник в качестве пищи. Особенно любят полакомиться его листьями лоси.

Очень высоко ценится и в ландшафтном дизайне щитовник мужской. Строение его красивых листьев, похожих на ажурные пластины, позволяет применять его в городском озеленении, в парках, декорируя им ограды и дома. Садоводам известно более тридцати культурных форм этого растения.

Сохранение популяции

Хотя тот вид папоротника довольно широко распространен, постепенно происходит сокращение его популяции. Этому есть несколько причин. Одна из них – массовая вырубка лесов. Щитовник мужской относится к тем уязвимым растениям, которые имеют очень чувствительные корни и поэтому тяжело переносят любое человеческое вмешательство в свою среду.

Кроме того, это растение – предмет постоянного сбора. Его заготавливают в качестве лекарственного сырья, а некоторые кожевенники используют щитовник для дубления и покраски кожи.

Щитовник мужской. Dryopteris filix-mas. Строение, размножение щитовника мужского.

Щитовник мужской, пожалуй, самый распространенный в Великобритании папоротник; он встречается по всей стране в сырых лесах, лесопарках и других тенистых местах. Вайи (листья) спорофита, достигающие в высоту до 1 м и более, растут от толстого горизонтального стебля, или корневища. На корневище находятся придаточные корни.

От основного корневища щитовника мужского могут отламываться отдельные ветви и давать начало новым растениям. Это — одна из форм вегетативного размножения. У основания корневище покрыто сухими бурыми чешуйками, защищающими молодые листья от заморозков и от засухи. Молодые листья плотно закручены в характерные для папоротников завитки. Выше на черешке листа размеры чешуек постепенно уменьшаются, и расстояния между ними увеличиваются. Черешок вайи называется главным черешком, а листочки, отходящие от него в обе стороны, — листочками перистого листа. Небольшие округлые выступы на листочках называются вторичным листочками.

С внешними признаками спорофита Dryopteris filix-mas можно познакомиться на рисунке; спорофит показан на рисунке.

Споры щитовника мужского прорастают, давая начало гаметофитному поколению. Гаметофит щитовника мужского представляет собой тонкую сердцевидную пластинку клеток диаметром около 1 см. Эта пластинка имеет зеленый цвет, способна к фотосинтезу и прикрепляется к почве одноклеточными ризоидами. Поскольку у такого нежного заростка нет кутикулы, он быстро высыхает и, следовательно, может жить только во влажной среде.

На нижней стороне гаметофита щитовника мужского (заростка) образуются простые архегонии и антеридии. Эти репродуктивные органы защищают находящиеся в них гаметы. Гаметы возникают в результате митоза из материнских половых клеток; при этом, как и у моховидных, в антеридиях образуются спермин, а в каждом архегонии — по одной яйцеклетке. Спермин снабжены жгутиками. Во влажных условиях созревшие спермин высвобождаются из антеридиев и по водной пленке подплывают к архегониям. В результате оплодотворения образуется диплоидная зигота. Обратите внимание, что оплодотворение у папоротниковидных, также как и у моховидных, все еще зависит от наличия воды.

Зиготы щитовника мужского дают начало спорофитному поколению. Молодой зародыш поглощает питательные вещества из гаметофита до тех пор, пока эту функцию не возьмут на себя собственные листья и корни. Гаметофит вскоре увядает и отмирает.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Читайте также: