Сообщение на тему многообразие папоротников плаунов хвощей и их значение в природе и жизни человека
Обновлено: 03.05.2024
Значение плаунов, хвощей и папоротников в природе и в хозяйственной деятельности человека не преувеличено. В плаунах содержится ядовитое вещество, которое используются в медицине. Также их споры служат натуральным тальком, который незаменим при массажах и в уходе за детьми. Применяются экстракты плаунов в ветеринарии, в промышленности для получения красок зеленого и жёлтого оттенка.
Жесткие стебли хвощей, в составе которых содержится кремнезем, ранее использовались людьми для чистки кастрюль и горшков. Также настойки из хвоща являются хорошим мочегонным средством. Весенние побеги применяются для приготовления диетических блюд в пареном и даже сыром виде.
Молодые листья у некоторых видов папоротников используются для приготовления различных блюд в Японии. Также многие из них выращиваются для аквариумов, а их корневища применяют для изготовления средств против гельминтов.
Большая ценность плаунов, хвощей и папоротников в том, что они образуют залежи, которые через много лет превращаются в каменный уголь. Сегодня это полезное ископаемое широко используется в качестве топлива и сырья для производства смолы, пластмассы и прочей продукции.
Древние и самостоятельные растения хвощи и плауны внешне очень схожи, в этом можно убедиться, взглянув на изображение в энциклопедии, на фото или рисунок в учебнике по ботанике. Но схожесть этих двух растений на самом деле обманчива. В чем же их отличия? В этом стоит разобраться!
Отдел хвощевидных и его представители
Хвощевидные относятся к отделу папоротниковидных высших споровых растений, одних из первых, некогда обитавших на Земле.
Из хвощевидных самым распространенным сейчас остается класс хвощовых, представителем которого является хвощ.
Представители высших споровых хвощевидных растений – папоротники, мох и плауны, занесены в Красную книгу РСФСР, как редкий вид живых ископаемых.
Заболоченная или кислая почва, леса с густой кроной - это основные места для произрастания хвощовых, представляющих собой большую часть травостоя, нежели другая растительность.
Строение хвощевидных растений
По своему строению, тело хвоща имеет стебель с ярко выраженным его разделением, то есть четким чередованием междоузлий и узлов. Из осевого органа стебля в его узлах образуются чешуйчатые листья и ветви.
Благодаря пропитанной кремнеземом кожице стенок стебля, увеличивается его ребристость и жесткость. Фотосинтез, преобразуя энергию света в химическую связь всех необходимых веществ в стеблях и ветвях хвоща, делает растение более плотным.
Корневая система с клубнями или с придаточными корнями очень развита, что затрудняет борьбу с данным растением, но позволяет ему переносить лесные пожары.
Размножение и развитие хвощей
У растения существует два способа размножения:
Вегетативный, где органом служат корни и клубни.
Спороносный, где органами размножения выступают спороносные колоски.
Как представитель высших споровых, хвощ обладает сложным жизненным циклом. Растению свойственны непрерывность жизни, как у вегетативного побега, и чередование поколений (бесполого и полового).
Летом преобладает вегетативное размножение, когда побеги растут над земной верхушкой. Летний побег - ассимилирующий, ветвистый, состоит из члеников и узлов, из которых ответвляясь растут такие же расчлененные ветви, размножается под землей. Его корни врастают вглубь земли на расстояние до 1 метра.
Весенний побег - спороносный, не ассимилирующий и не ветвистый, размножается за счет верхушек спороносных колосков. В этих колосках проходит процесс, называемый спорофитом, при котором происходит оплодотворение клетки, и появляется спора.
Спороносный колосок хвоща
Зеленая шаровидная по форме спора, с четырьмя усиками, прорастает в женские или мужские проростки, из которых появляется взрослый вид хвоща. Ветер – хороший помощник для размножения спороносных побегов.
Примеры хвощевидных растений
Данный род вмещает в себя около 32-х видов, известных в Южной Африке, Северной и Южной Америке, Евразии и Арктике: болотный, приречный, древовидный, лесной, камышовый, луговой, большой, пестрый, многощетинковый, ветвистый, зимующий, гигантский, тростниковый, раскидистый, боготский, Мура.
Хвощ Плантариум
Хвощ может достигать невероятных размеров - от нескольких сантиметров до 12 метров в высоту.
Так, самым высоким из ныне существующих растений является гигантский хвощ, достигающий 12 метров. Растут такие представители в самых благоприятных для себя влажных тропических и субтропических регионах.
Общая характеристика плауновидных
Растения из отдела плауновидных - вечнозеленые и многолетние. Более всего плаун был распространен в конце каменноугольного и девонского периодов, и представлял собой высокое древовидное растение.
Плаун Альпийский
На данный период количество видов этого растения снизилось до 400 экземпляров, и вырастают они в высоту не более чем на 30 сантиметров.
Строение плауна
Плауны представляют собой ползучие и ветвящиеся стебли, на которых по спирали вырастают листья разнообразной формы (ланцетовидные, линейные, очередные).
Корневая система состоит из дополнительных корней, произрастающих от стеблей. Верхушки побегов обрамлены чешуйками, видоизмененными листьями (спорангиями), которые являются органами бесполого размножения.
Как размножаются плауны
Развитие плауна напрямую зависит от попадания в него грибного гифа, который обеспечивает ему питание органическими веществами.
Размножаются плауны:
вегетативно (укоренение ветвей);
Произрастание спор плаунов происходит около 8 лет после попадания в почву. Но в основном плауны размножаются побегами.
Представители плаунов
Среди ползучего растения большое разнообразие видов, но особо распространенными считаются: плауны – годичный, булавовидный, темный, сплюснутый, баранец и колючий плаун.
Плаун булавовидный
Где обитают хвощи и плауны
Хвощи и плауны растут только там, где достаточно влаги, так как она необходима для размножения. Поэтому встретить эти растения можно в глухих и влажных частях леса, в болотистой местности, на заливных лугах или лугах, чья почва имеет повышенную кислотность, так же в тропиках и субтропиках.
Плаун годичный
Плауны на территории России встречаются в хвойных и влажных лесах, реже на заливных лугах. Основная область их обитания – тропики.
Как человек использует плауны и хвощи
Вымерший древовидный хвощ через века преобразовался в каменный уголь. Залежи этого угля в жизни человека служат не только как топливо, но и как ценное химическое сырье.
Некоторые современные медицинские препараты, способствующие водно-солевому обмену, помогающие при сердечной недостаточности, кровоостанавливающие, ранозаживляющие, мочегонные, в своём составе содержат полевой хвощ.
Живописцы и столяры нередко используют стебли высушенного хвоща для шлифования поверхности, так как он содержит кремний.
В отличие от хвоща, плаун намного популярнее, он чаще используется в научной и народной медицине, в ветеринарии, в косметологии и пиротехнике. Также он обладает красильным веществом, из его стеблей добывают синюю краску, используемую в текстиле.
Папоротники распространены фактически по всему земному шару, начиная с пустынь и кончая болотами, рисовыми полями и солоноватыми водоемами. Наиболее разнообразны — в тропических влажных лесах. Там они представлены как древовидными формами (до 25м в высоту), так и травянистыми и эпифитами (произрастающими на стволах и ветвях деревьев). Встречаются виды папоротников длиной всего лишь в несколько миллиметров.
Строение папоротников
Обычное растение папоротника, которое мы видим, — это бесполое поколение, или спорофит. Почти у всех папоротников он многолетний, хотя есть немногие виды, имеющие однолетний спорофит. Папоротники имеют придаточные корни (лишь у некоторых видов они редуцированы).
Листва, как правило, по массе и размерам преобладает над стеблем. Стебли бывают прямостоячие (стволы), ползучие или вьющиеся (корневища); нередко ветвятся. Наши лесные папоротники (страусник, орляк, щитовник мужской) имеют хорошо развитое корневище с отходящими от него многочисленными придаточными корнями. Над землей располагаются только крупные перисторассеченные листья — вайи.
Молодой лист улиткообразно свернут, по мере роста он распрямляется. У некоторых видов развитие листа происходит в течение трех лет. Листья папоротников растут своей верхушкой, как стебли, что указывает на их происхождение от стебля. У других групп растений листья нарастают от основания.
По своим размерам они могут быть от нескольких миллиметров, до трех и более метров в длину и у большинства видов выполняют две функции — фотосинтезирующую и спорообразовательную.
Размножение папоротников
На нижней стороне листа обычно находятся коричневые бугорки — сорусы с расположенными в них спорангиями, прикрытые сверху тонкой пленкой. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры, при помощи которых и происходит размножение папоротника.
Из споры лесного папоротника, попавшей в благоприятные условия, развивается гаплоидный заросток, гаметофит, маленькая зеленая пластинка сердцевидной формы, до 1см в диаметре. Заросток растет в затененных, влажных местах и прикрепляется к почве при помощи ризоидов. На нижней стороне гаметофита развиваются антеридии и архегонии.
Процесс размножения папоротников
Оплодотворение происходит только при наличии достаточного количества влаги. По водяной пленке сперматозооны двигаются к архегонию, выделяющему определенные химические стимуляторы типа яблочной кислоты. Из возникшей диплоидной зиготы развивается диплоидный спорофит. Первоначально он растет как паразит на гаметофите, но вскоре у него формируются собственные корни, стебель и листья — он становится самостоятельным растением. На этом завершается цикл развития папоротника.
Хвощи — строение
Хвощ полевой — фото
Хвощи представлены преимущественно ископаемыми формами. Они возникли в течение девона и переживали расцвет в каменноугольном периоде, достигнув большого разнообразия форм — вплоть до гигантов высотой в 13м.
Современные хвощи насчитывают около 32 видов и представлены мелкими формами — не более 40см высоты. Они встречаются от тропиков до полярных областей, за исключением Австралии, и могут жить как в болотистых, так и сухих местностях. Некоторые виды имеют в эпидермисе отложения кремния, что придает им шероховатость.
Размножение и развитие хвощей
Спорофит у хвощей состоит из горизонтально разветвленного подземного стебля — корневища, от которого отходят тонкие, ветвящиеся корни и членистые надземные стебли. Некоторые боковые ветви корневища способны образовывать небольшие клубни с запасом питательных веществ.
Размножение хвощей
Стебель содержит многочисленные сосудистые пучки, расположенные кольцом вокруг центральной полости. На стеблях, как и на корневище, ясно выражены узлы, придающие им членистое строение.
От каждого узла отходит мутовка вторичных веточек. Листья мелкие, клиновидные, расположены тоже мутовками, охватывают стебель в виде трубочки. Фотосинтез происходит в стебле.
Кроме ассимилирующих стеблей у хвоща полевого есть еще неветвистые спороносные побеги бурого цвета, на концах которых развиваются спорангии, собранные в колоски. В них образуются споры. После высыпания спор побеги отмирают, а им на смену вырастают зеленые ветвистые (вегетативные, летние) побеги.
Плауны — строение
Плауны были широко распространены в конце девонского и в каменноугольном периодах. Многие из них были высокими древовидными растениями. В настоящее время сохранилось незначительное, по сравнению с прошлым, число видов (около 400) — все это небольшие растения — до 30см в высоту. В наших широтах они встречаются в хвойных лесах, реже — на заболоченных лугах. Основная же масса плаунов — жители тропиков.
Обычным у нас видом является плаун булавовидный. Он имеет стелющийся по земле стебель, от которого вертикально вверх отходят игольчато-ветвящиеся боковые побеги. Листья у него — тонкие, плоские, располагаются по спирали, густо покрывая стебель и боковые веточки. Рост плаунов происходит только в точке роста, так как камбий в стебле отсутствует.
Плаун годичный — фото
Размножение плаунов
На верхушке стебля находятся особые листья — спорофиллы, собранные в стробил. Внешне он напоминает сосновую шишку.
Прорастающая спора дает заросток (гаметофит), который живет и развивается в земле в течение 12-20 лет. Он не имеет хлорофилла и питается с помощью грибов (микориза). Смена полового и бесполового поколений у хвощей и плаунов происходит точно так же, как и у папоротников.
Ископаемые папоротникообразные образовали мощные пласты каменного угля. Каменный уголь используется в качестве топлива и сырья в различных областях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, различные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и т.п.
Значение папоротников, хвощей и плаунов
Современные папоротникообразные играют заметную роль в образовании растительных ландшафтов на Земле. Кроме того, человек использует хвощи как мочегонное средство, как индикатор кислотности почв. Благодаря жесткости стеблей, связанной с отложениями кремния в стенках клеток, хвощи употребляли для полировки мебели, чистки посуды.
Споры плаунов используются в медицине в качестве присыпки, щитовник мужской — как глистогонное. Их употребляют для лечения табачной зависимости, алкоголизма и глазных болезней. Некоторые виды папоротникообразных разводятся как декоративные (адиантум, асплениум, нефролепис).
Так как гаметофит плаунов развивается очень медленно (12-20 лет), эти растения следует охранять.
Папоротниковидные - большая группа высших растений. Их значение в природе и жизни человека и животных огромно. К ним относятся такие виды как папоротники, хвощи и плауны. Все папоротниковидные в древности очень густо заселяли планету, умирая, они падали в воду, покрывались минералами и каменели, тем самым образовывая такое важное полезное ископаемое как каменный уголь. Как и все зеленые растения, эти виды образуют при помощи энергии солнца кислород и органическое вещество. Многие папоротниковидные используются в пищу и как лекарственное средство.
Плауны, хвощи и папоротники играют важную роль как в природе, так и в жизни человека. Первым и самым главным их значением является сохранение биоразнообразия.
Значение плаунов
Плауны, как и все растения, в природе имеют свою нишу в пищевой цепи. Они служат кормом для травоядных животных, имеют большое значение в жизни коренных народов во многих частях света. Например, обитатели степной зоны России и Дальнего Востока используют споры плаунов как средство против порезов, ожогов, кожных заболеваний. Из их стеблей делают настой, который употребляется при заболеваниях таких органов, как:
- мочевой пузырь;
- печень;
- легкие.
Один из видов - плаун-баранец - содержит легкий яд, который вызывает рвотный рефлекс, поэтому его используют при лечении от зависимостей (алкоголизма, курения и т.д.).
Также плауны применяются в ветеринарии. Их отваром опрыскивают крупный рогатый скот с целью устранения паразитов.
Значение хвощей
Хвощи тоже поедаются некоторыми животными, в то время как для остальных они являются ядовитыми. Кабаны и северные олени относятся к видам, которые употребляют хвощи в пищу, а, например, лошадь может умереть, если съест их.
Огромное значение хвощи имеют в народной медицине. Из них делают кровоостанавливающие мази, применяют при поражениях кожи, обморожениях, ожогах и т.д. Также на хвоще изготавливается настой для улучшения кровообращения и поднятия иммунитета.
Поскольку в стеблях растения содержится много кремния, его применяют для полировки металла, гравировки стали и т.д.
Значение папоротников
Папоротники, т.к. они являются большей группой, чем две предыдущие, имеют более широкое распространение и значение. В природе на некоторых территориях они являются ландшафтообразующими растениями. Под их кроной гнездятся птицы.
Травянистые папоротники (а также листья древовидных) во многих культурах используются как съедобные растения. Такие виды, как циботиум, используются для изготовления лекарств от ревматизма. Многие папоротники используются в домах и садах как декоративные растения.
Читайте также: