Какие функции выполняют листья папоротника кратко
Обновлено: 08.07.2024
Папоротники относят к числу наиболее древних групп высших растений. В настоящее время насчитывается около 300 родов и более 10000 видов папоротников, распространенных практически по всему земному шару. Но наибольшее их многообразие наблюдается во влажных тропических лесах, где они обильно произрастают не только на почве, но и в качестве эпифитов на стволах и ветвях деревьев (асплениум гнездный, платицериум, даваллия) .
В большинстве случаев листья папоротников совмещают две функции – фотосинтез и спороношение, но у некоторых видов, например, у дринарии и платицериума, листья разделены на два типа: стерильные (фотосинтезирующие) и фертильные (спороносящие) . На определенной стадии развития растений начинается спороношение, которое в биологическом отношении аналогично цветению. Таким образом, цветок папоротника - всего лишь красивая легенда.
Споры содержатся в специальных органах – спорангиях, которые находятся по краям нижней стороны листа. Спорангии располагаются группами, т. н. сорусами. Расположение и форма сорусов является классификационной характеристикой видов папоротников.
Листья растений могут иметь разное строение, от иголочек до крупных, даже огромных зеленых пластинок. Отличается и степень их расчленения, они могут быть сильно рассеченными или цельными, либо состоять из нескольких отдельных частей. Также и жилкование может быть линейным, дуговым, как у злаков или лилейных, так и сетчатым. Исходя из этого, иногда трудно однозначно сказать, какие листья у папоротников, они крупные и имеют сложное перистое строение? Или просто на разветвленном побеге располагаются отдельные небольшие листовые пластинки?
Вероятно, особое название для этих зеленых частей папоротников дано не случайно. С точки зрения ботаников, изучающих эволюцию органов растений, вайя – это еще не настоящий лист. Это побег, края которого сильно уплощались, чтобы более эффективно выполнять ассимилирующую функцию, т. е. под воздействием солнечного света образовывать необходимые для жизни питательные вещества. И трудно понять, где заканчивается стебель, и начинается лист.
Папоротник орляк. Заметно дихотомическое (раздваювающееся) жилкование. Жилки уходят в край и не соединяются друг с другом.
Вот почему ботаники иногда говорят, что вайя — это промежуточная стадия между побегом и настоящим листом. Впрочем, в литературе, описывающей строение растений, авторы часто называют вайи папоротника листьями. И в этом тоже нет ошибки. Например, у орляка они сложные, перистые, также как и у страусника. Но, отвечая на вопрос, какие листья у папоротника, не всегда можно сказать, что они сложные. У некоторых видов они простые, как, например, у Листовика (Phyllitis), Кривокучника (Camptosorus).
Папоротник листовник обыкновенный.
Какую еще функцию выполняют листья папоротника помимо фотосинтеза?
Что интересно, листья папоротниковидных выполняют не только функцию синтеза веществ под действием света. Если посмотреть на взрослую вайю, к примеру у орляка, то с обратной стороны, снизу, можно увидеть темные ободки по краю. Это собранные в группы (сорусы) спорангии, где созревают споры.
Коричневатые сорусы, идущие по краю листовой пластинки папоротника орляка.
Таким образом, лист папоротника выполняет две функции:
- Фотосинтеза (ассимиляционную).
- Спорообразования (размножения).
У большинства папоротников каждая вайя действительно совмещает две функции — ассимиляционную и спорообразующую, однако есть достаточно много видов с диморфизмом (разным строением) листьев. Те, которые фотосинтезируют – зеленые, другие, предназначены для спороношения и имеют бурый цвет, например, у страусника, трихоманеса.
У некоторых видов (ужовник, гроздовник) имеется диморфизм отдельных элементов листа. Он состоит из нижней вегетативной и верхней спороносной частей, сидящих на одном черешке.
Ужовник обыкновенный: вегетативная часть листа овальная, спороносная — колосок на ножке.
Изучение окаменелостей показало, что все три типа листьев существовали одновременно в раннем палеозое (570 – 408 млн лет назад) и формировались независимо друг от друга.
Итоги
Итак, мы знаем, что листья папоротников называют вайями, по своему строению они напоминают побег с уплощенными веточками. У большинства из них жилкование дихотомическое (раздваивающееся) незамкнутое. Среди папоротников встречаются виды с простыми и сложными (рассеченными) вайями. И что самое важное – листья у папоротников предназначены для выполнения двух функций: фотосинтеза и спороношения.
Папоротники относятся к наиболее древним споровым растениям. Обитают в самых разнообразных экологических условиях: в заболоченных местах и водоемах, лесах тропического и умеренного климата. Наиболее известные представители - щитовник мужской, орляк, страусник. В жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов доминирует спорофит.
Расцвет папоротников произошел около 358 млн лет назад и длился примерно 65 млн лет, в честь папоротников назван период палеозойской эры - карбон, или каменноугольный период, который длился указанный промежуток времени. Именно папоротникам принадлежит активная роль в углеобразовании: в карбоне леса заселяли древовидные папоротники, достигавшие 40 и более метров в высоту.
Древесные формы папоротников сохранились до наших дней, однако большинство представителей - травянистые растения, у которых отсутствует камбий, а значит, нет и вторичной древесины.
Папоротники относятся к группе сосудистых растений, так как имеют жилки - сосудисто-волокнистые пучки, в отличие от мхов, которые не имеют жилок и не являются сосудистыми растениями. Механическая прочность обеспечивается отложением склеренхимы вокруг проводящих пучков (жилок).
В отличие от мхов, папоротники имеют проводящую ткань в стеблях и корнях, состоящую из ксилемы и флоэмы. Заметьте, я написал "корень" - у мхов не было и корней, вместо них были ризоиды, выполняющие аналогичную корням функцию. Корни папоротников, хвощей и плаунов всегда придаточные и растут от видоизмененного побега - корневища.
Строение
Рассмотрим строение папоротников на примере типичного представителя - щитовника мужского. Это широко распространенный папоротник, типичный для климата умеренных широт. Представляет собой многолетнее травянистое корневищное растение.
Образован пучком сильно расчлененных листьев, отходящих от корневища. Нарастают листья верхушкой, образуя завитки - "улитки".
Отметьте, что лист папоротника называется вайя (от греч. baion - пальмовая ветвь). В отличие от настоящих листьев, вайя имеет недетерминированный верхушечный рост. Листья имеют черешок, прикрепляющийся к стеблю, который может продолжаться в рахис - главную ось сложного листа, соответствующую центральной жилке.
Жизненный цикл папоротниковидных
Листостебельное растение папоротника, изображенное выше - спорофит (2n). Спорофит доминирует в жизненном цикле папоротниковидных, в отличие от цикла мха, где спорофит, по сути, является придатком гаметофита (редуцирован). На нижней стороне вайи располагаются спорангии, собирающиеся в сорусы - группы близкорасположенных спорангиев. На спорофите (2n) в спорангии после мейоза образуются споры (n).
В 2012 году группа ученых под руководством Ксавьера Нобли из Университета Ниццы выяснили, что спорангий имеет специальный механизм "катапульты", споры из него вылетают со скоростью около 10 м/с.
Гаплоидные споры (n) прорастают в заросток (n), небольшую пластинку (несколько мм) сердцевидной формы. Заросток зеленого цвета, способен фотосинтезировать и прикрепляется к почве ризоидами. На нем образуются мужские и женские половые органы - соответственно антеридии и архегонии. Сперматозоид (n), образовавшийся в антеридии, благодаря воде (во время дождя) попадает в архегоний, где сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n).
Из зиготы развивается зародыш, который проникает в ткани архегонии с помощью особого приспособления - гаустории (от лат. haustor - черпающий, пьющий). Гаустория представляет собой ножку, внедряющуюся в ткани заростка и поглощающую из него питательные вещества. Начинается бурный рост зародыша, образуется побег, а затем взрослое растение - спорофит (2n). Цикл замыкается.
Значение папоротников
Папоротники являются главным компонентом многих лесных сообществ, звеном в цепи питания - продуцентами (производителями органических веществ). Человек использует папоротник в декоративных целях. Молодые побеги некоторых папоротников съедобны и употребляются в пищу: побеги орляка, листья страусника обыкновенного.
Щитовник мужской имеет медицинское значение: из его корневищ изготавливают противогельминтный препарат.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
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.
Папоротники являются многолетними травянистыми растениями. У папоротников развиты все органы растения — корень , стебель и листья . У них хорошо развито корневище . 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.
Папоротники размножаются спорами . Споры образуются на нижней стороне листа в особых спорангиях . Когда они разрываются, споры высеваются.
Если споры попадают на влажную почву, то они прорастают, образуя маленькую сердцевидную зелёную пластинку — заросток .
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.
Читайте также: