Как растут листья у папоротника кратко

Обновлено: 06.07.2024

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.

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

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.

Стебли

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

Листья, вайи

Лист папоротника гораздо массивнее стебля. Они не совсем обычные, имеют отличительные особенности строения и роста, разнообразные формы. Чаще они рассеченные, перистые. Вайи – так называются листья у папоротника. Черешок листа прикреплен к подземной части стебля – корню или корневищу. Рассматривая их, трудно понять, где заканчивается стебель, и на каком уровне начинается лист. Интересная особенность вайи – рост верхушкой, которая представляет собой свернутый и постепенно разворачивающийся завиток в виде улитки.

Развитие листьев начинается в почках под землей и длится до двух лет. Только на третий год они могут появиться над землей. Вследствие верхушечного роста вайи папоротников достигают очень крупных размеров.

У большинства растений вайи участвуют в процессе фотосинтеза, вегетации и одновременно в образовании спор. Споры появляются в сорусах, которые расположены на нижней стороне листьев в виде одиночных или групповых бугорков.

Корневая система

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

Органы размножения

Жизнь папоротника делится на два цикла: длинный бесполовой – спорофит и короткий половой – гаметофит. Органы размножения папоротника – спорангии, где находятся споры, расположены на нижней части листьев. Созревшие споры высыпаются из лопнувшей спорангии и разносятся ветром далеко от материнского растения. Спорообразование некоторые ученые сравнивают с цветением других растений.

Из огромного количества спор выживает только часть. Половая фаза начинается, когда спора прорастает при благоприятных условиях в гаплоидный заросток (гаметофит), который похож на зеленую пластину в виде сердца размером в несколько мм. На нижней стороне заростка формируются женские и мужские половые органы – антеридии и архегонии. 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.

Папоротники — наиболее древняя группа высших растений. Встречаются в различных экологических условиях. В умеренных зонах это травянистые растения, наиболее распространены во влажных лесах; некоторые растут на заболоченных местах и в водоёмах, их листья отмирают на зиму. Во влажных тропических лесах встречаются древовидные папоротники с колоноподобным стволом высотой до 20 метров.

Наиболее распространённые папоротники — орляк, страусник.

Строение

Господствующей фазой в жизненном цикле папоротника является спорофит (взрослое растение). Почти у всех папоротников спорофит многолетний. Спорофит имеет довольно сложное строение. От корневища вертикально вверх отходят листья, вниз — придаточные корни (первичный корень быстро отмирает). Часто на корнях образуются выводковые почки, обеспечивающие вегетативное размножение растений.

Общий вид папоротника

Размножение

Спорангии находятся на нижней стороне листа, собраны кучками (сорусы). Сверху сорусы прикрыты покрывальцем (кольцо). Споры рассеиваются при разрыве стенки спорангия, а кольцо, оторвавшись от тонкостенных клеток, ведёт себя подобно пружине. Число спор на одном растении достигает десятков, сотен миллионов, иногда миллиардов.

Лист папоротника с нижней стороны

На влажной почве споры прорастают в маленькую зелёную сердцеобразную пластинку величиной несколько миллиметров. Это заросток (гаметофит). Он располагается почти горизонтально к поверхности земли, прикрепляясь к ней ризоидами. Заросток обоеполый. На нижней стороне заростка образуются женские и мужские половые органы (мужские — антеридии, женские — архегонии).

Оплодотворение происходит в водной среде (во время росы, дождя или под водой).

Мужские гаметы — сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, проникают внутрь и гаметы сливаются.

Происходит оплодотворение, в результате чего образуется зигота (оплодотворённая яйцеклетка).

Со временем из заростка развивается растение папоротник.

Схема развития папоротника

Таким образом, гаметофит папоротников существует независимо от спорофита и приспособлен к обитанию в условиях увлажнения.

Спорофитом является всё растение, которое вырастает из зиготы — типичное сухопутное растение.

О том, что такое папоротник, детям рассказывают на уроках биологии. Но мало кто знает ответы на вопросы: папоротник – это кустарник или трава, когда растет папоротник или почему папоротники относят к высшим растениям. Папоротниковидные – это обширная группа растений, предки которых жили в одно время с динозаврами.

Общее описание папоротниковидных растений

Папоротник – это высшая травянистая или древовидная споровая культура, прямой потомок древнейших растений, обитавших на планете Земля свыше 400 млн. лет назад (ринофиты). У современных представителей споровых:

хорошо развита система сосудов;
тело состоит из нескольких листовых пластин, черешка, видоизмененного побега, корневой системы (корня два – вегетативный и придаточный).

Листовая пластина напоминает перо

Важно! Листики этого растения представляют собой систему из ветвей, расположенных в одной плоскости. Листья папоротника называются, как и вся систем, вайями или предпобегами. Вайи вырастают из почек корня. У них две основные задачи – образование спор и фотосинтез.

Биологическая классификация папоротниковых

К споровым относят 48 семейств, 587 родов и 10 620 видов различных растений, каждое из которых отличается наличием особенного строения листьев, размеров, формы, жизненного цикла. Такое многообразие делает классификацию растений почти невозможной. Большинство современных ученых разделяют их по наличию или отсутствию спорангий на вайях и некоторых морфологических признаков. Так, согласно предложенному в 2006 г. Аланом Смитом, определению всех папоротникообразных можно разделить на 4 класса:

псилотовидные (культуры из этого класса корней не имеют, а произрастают из других растений, например, из папоротников);
хвощевидные;
мараттиевые;
папоротниковые.

Другие варианты классификации были предложены уже в 2007 году, а затем в 2014 и 2016 годах. Например, отдел папоротники большинство ученых группируют на 7 классов:

аневрофитовые;
археоптерисовые;
кладоксловые;
зигоптерисовые;
ужовниковые;
мараттиевые;
полиподиевые.

Первые четыре класса исчезли с лица земли еще в мезозойскую эру. Оставшиеся в той или иной форме сохранились до сегодняшних дней. Например, ужовниковые повсеместно встречаются и в современной дикой природе. Мараттиевые являются крупными многолетними растениями, а полиподиевые могут быть однолетниками или многолетниками.

В дикой природе образуются заросли споровых

История видов папоротниковых растений

Первые папоротники появились еще в эпоху динозавров. Теплый тропический климат способствовал их распространению, но господство в растительном мире было кратким. При этом растения эпохи динозавров имели преимущественно древовидную форму, какой современные виды почти не могут похвастаться. Отдельные экземпляры достигали высоты в 25-30 метров. Изменившийся климат сказался на них не лучшим образом. Количество видов сократилось.

Но и сейчас папоротники все еще остаются самой многочисленной группой древних растений. Наиболее высокие все еще предпочитают расти в тропиках и субтропиках, но высота их не превышает 20 метров. Большая же часть этой разновидности споровых – кустарники и травы. Они выращиваются в том числе и в качестве декоративных растений, которыми можно украсить сад и дом.

Распространенность в природе, примеры видов

Папоротники любят тепло и влагу, поэтому в северных широтах их встретить непросто. Они селятся в расщелинах скал, по берегам озер и рек, на болотах и сырых лугах и даже у дороги. Умеренный климат не оставляет папоротникам простора для выбора ареала обитания. В не всегда простых погодных условиях выживают около 100 видов растений. Чаще всего встречаются следующие сорта папоротников:

Орляк. Листовая пластина напоминает зонтик. Является лесным жителем, предпочитая сосновые леса. Этот сорт съедобен.
Щитовник мужской. Редкое растение, высотой в 1,5 метра. Обладает хорошо выраженными лечебными свойствами, используется в основном для приготовления лекарства против гельминтов.
Многорядник. У этого папоротника темные, расположенные в ряд листья.
Осмунда. Имеет удлиненные блестящие листья. Родиной растения является Восточная Азия, также оно встречается в Северной Америке.
Кочедыжник женский. Большой куст с маленькими нежными листиками.
Страусник. Ценится за необычный внешний вид. Корневая система папоротника разрастается таким образом, что на участке, где обитает страусник, вскоре образуются настоящие заросли. Вареные листья растения можно употреблять в пищу.

В комнатных условиях выращивают:

Птерис;
Диксонию;
Костенец;
Даваллию;
Нефролепсис;
Асплениум.

У некоторых видов листья совсем необычные. Так, например, у Юниора они гофрированные и напоминают бумагу. В горной местности произрастает Венерин волос. У этого растения листья ажурные. Некоторые виды обитают в воде, другие считаются редкими. Папоротников так много, что встреться растение не биологу, человек не сможет различить его среди других.

Важно! Не все папоротники обладают пышными листьями или даже кроной. Некоторые настолько малы, что разглядеть их в траве крайне непросто. Например, высота Азоллы карилинианы не превышает 1,2 см.

Сколько живут

Продолжительность жизни зависит от ареала обитания и ухода за растением. Происхождению также отводится немалая роль. Если растению холодно, верхняя часть его на время отмирает, именно это может произойти с большинством многолетних растений, растущих в умеренном климате. Папоротники, предпочитающие субтропики и тропики, сохраняют листовые пластины на протяжении всего года.

Придаточные корни обновляются 1 раз в 4 года. Если все проходит так, как запланировала природа, то папоротник может прожить 100 и более лет без каких-либо серьезных потрясений.

Особенности питания растения

Нужные питательные элементы растение получает из земли и воздуха при помощи корней и листовых пластин. Полезные вещества и вода высасываются из почвы. Листья участвуют в фотосинтезе. Все папоротниковые нуждаются в сахаре и крахмале, ими они должны питаться постоянно. Эти элементы считаются жизненно необходимыми, без них кусты и деревья просто не могут существовать.

Диксония – разновидность споровых

Разбор строения папоротниковых растений

Строение папоротника сложное. Предшествующие им виды были устроены проще.

Листья, вайи

Листовые пластины имеют перьеобразное устройство. Корешок вайи папоротника прикреплен к стеблю, расположенному ниже уровня поверхности почвы. Создается впечатление, что стебля у папоротника нет. Лист папоротника растет под землей в течение 2 лет. К началу 3 года из-под земли появляются первые его признаки. Молодой лист устроен таким образом, что напоминает панцирь улитки. По мере роста он разворачивается и становится прямым. Споры образуются с изнанки пластины. Они могут располагаться группой или одиночно.

Стебли

У кустарниковых и травянистых форм стебель почти не развит. Тропические древовидные растения имеют достаточно мощный и широкий стебель, являющийся, скорее, стволом. Он покрыт корой. У вьющихся сортов стебель вытягивается на значительную высоту.

Корневая система

Папоротник имеет мощный корень, от которого отходит множество придатков. Он переходит в стебель, покрытый особой тканью. Корень и стебель способны впитывать воду, а затем по сосудам-пучкам передавать ее надземной части.

Травянистые сорта растут среди камней

Органы размножения

Вся жизнь папоротника разделена на 2 фазы:

Спорофит. Это продолжительный бесполый период, во время нахождения в котором растение не размножается.
Гематофит. Время активного образования спор.

Для формирования спор в растениях предусмотрены специальные спорангии. После их созревания споры разносятся ветром на значительное расстояние. Некоторые погибают, другие же прорастают. Образовавшийся заросток называется гематофитом. Он имеет форму сердечка, диаметром в несколько миллиметров. Цвет у сердечка светло-зеленый. На гематофите формируются женские и мужские органы для размножения, называемые антеридиями и архегониями.

Важно! Яйцеклетка и сперматозоид соединяются при нужном уровне влаги и тепла. Результатом является сформировавшаяся зигота, из которой впоследствии развивается зародыш папоротника. Интересно, что спор в спорангиях может быть несколько десятков или несколько сотен тысяч.

Существует и вегетативный способ размножения. Почки в этом случае возникают на корне и стебле. При этом редкие и самые красивые виды папоротников размножаются только с помощью спор.

Сравнение с другими травянистыми растениями

К семейству папоротниковых относятся также плавуны и хвощи. Но, несмотря на одинаковый способ размножения, между большинством травянистых и папоротниками имеются значительные различия:

у папоротников хорошо развита корневая система, лист сложно устроен, водоросли же лишены подобного, их строение проще;
спорофит преобладает, а фаза гаметофита превалирует у мхов;
ткани папоротника способны проводить воду, многие растения этого не умеют;
папоротник не цветет.

Важно! Ряд ученых приравнивает процесс спорообразования у папоротников к цветению. Но сказать наверняка ничего нельзя. Существует легенда, согласно которой папоротник способен зацвести всего 1 раз в год. Увидевшего цветение папоротника человека ожидает несметное сокровище. Обычно, это золотой клад. Его можно выкопать в месте, где обнаружен цветущий куст.

Папоротник – удивительная древняя культура. Первые растения такого типа служили пищей динозавров, современные представители семейства папоротников растут на подоконниках и в садах, на приусадебных участках. У растений сложное устройство, нет листьев, которые заменены листовыми пластинами. Стебель находится под землей, корневая система хорошо развита. Особенностью папоротников является отсутствие у них способности к образованию завязей для последующего цветения.

Читайте также: