Каковы внешние особенности папоротниковидных какие вы знаете жизненные формы папоротников кратко

Обновлено: 05.07.2024

ПАПОРОТНИКОВИДНЫЕ
одна из важнейших групп зеленых растений, обычно характеризующихся крупными перистыми листьями (вайями), спирально свернутыми в почках, и низкими, часто подземными стеблями; только у некоторых тропических папоротников стебли высокие, и по облику эти виды напоминают деревья. От моховидных папоротниковидные, как и прочие "высшие растения" (саговниковые, хвойные, цветковые и др.), отличаются присутствием специализированной сосудистой ткани, доставляющей воду и питательные вещества ко всем органам, поэтому их корни, стебли и листья по определению считаются "настоящими". Однако ни цветков, ни семян папоротниковидные не образуют и размножаются спорами, обычно формирующимися на нижней стороне вай. К папоротниковидным относятся примерно 9000 современных видов, прежде выделявшихся в тип Pteridophyta, а в современных системах составляющих отдел Pterophyta или класс Filicinae.
Палеоботаника. Папоротниковидные - одни из древнейших наземных растений. Они известны с палеозойской эры (ок. 350 млн. лет назад) и были особенно обильно представлены в каменноугольном периоде (остатки живших в то время папоротниковидных образовали залежи каменного угля). Самые примитивные семейства этой группы полностью вымерли, и судить о них можно только по окаменелостям. Древние семейства осмундовых (Osmundaceae) и мараттиевых (Marattiaceae) сейчас представлены очень немногими видами. Все прочие современные семейства появились не раньше середины мезозоя (ок. 150 млн. лет назад), и число видов в них с тех пор уменьшилось, если не считать семейства многоножковых (Polypodiaceae), объединяющего самые обычные из ныне живущих папоротников.
Экология. Большинство папоротников умеренной зоны предпочитают сырые, прохладные, тенистые леса с обильной листовой подстилкой или обращенные к северу склоны глубоких оврагов с просачивающимися подземными водами. Некоторые виды (кальцефилы) приурочены к известняковым субстратам, другие (ацидофилы) лучше всего растут на кислой почве. В тропиках встречаются эпифиты, т.е. папоротники, поселяющиеся на ветвях деревьев. Виды с листьями, покрытыми воском, густыми волосками или перекрывающимися чешуйками, встречаются на сухих каменистых склонах, каменных стенах и даже в пустынях. Другая крайность - папоротники с пленчатыми листьями, состоящими из одного слоя клеток; отсутствие приспособлений, препятствующих потере воды, ограничивает их распространение местами, постоянно окутанными туманом или увлажняемыми брызгами водопадов. Папоротниковидные встречаются от Северного полярного круга до экваториальных джунглей. Богаче всего этими растениями дождевые тропические леса. Например, на острове Ямайка известно ок. 500 видов папоротников; к северу их число убывает. В США папоротниковидных больше всего на юге-востоке. Здесь в полосе от 1800 м над уровнем моря до субтропических приморских низменностей Флориды насчитывается примерно 150 местных видов папоротников. Предки некоторых из них выжили в горах Блу-Ридж, когда большая часть юго-востока Северной Америки была затоплена морем; предки других попали в этот регион из тропиков по сухопутному мосту, существовавшему некогда между Флоридой и Карибскими островами.
Строение. Лист - наиболее заметная часть папоротника. У всех видов, кроме водных, листья сначала свернуты спиралью, а по мере развития разворачиваются. Их окончательные размеры и форма весьма разнообразны. Обычно они перистосложные. От общего черешка, как, например, у нефролеписа, по обе стороны отходят мелкие листочки. Часто они разделяются на листочки второго и третьего порядков (это наблюдается, в частности, у мутантных форм того же папоротника). Вайи обычных в оранжереях родов Cyathaea, Cibotium и Angiopteris достигают в длину 5,5 м при ширине более 90 см. Доходящая до Ньюфаундленда представительница тропического семейства схизея карликовая напоминает мелкий злак со скрученными штопором листьями. Другой необычный пример - род Vittaria, у представителей которого длинные шнуровидные листья бахромой свисают с ветвей сабаля пальмовидного. Листья лиановидного папоротника Lygodium обвивают растения-опоры, а у некоторых тропических видов семейства глейхениевых длинные вильчатые листья покрыты острыми шипами и образуют почти непроходимые заросли. Обычно лист служит у папоротников и для фотосинтеза, и для образования (на его нижней стороне) репродуктивных структур - спор. Они формируются в спорангиях, которые расположены либо открыто, либо защищены загнутым краем листа или особыми выростами его эпидермиса - покрывальцами (индузиями). У некоторых видов спорангии образуются только на специализированных листочках в средней части вайи (чистоуст Клейтона), у ее верхушки (например, у многорядника акростиховидного) или же на особых по форме целиком спороносных листьях, иногда утрачивающих способность к фотосинтезу. Стебель бывает ползучим или вертикальным, полностью или частично подземным, иногда достигает в высоту 25 м и увенчан на вершине розетковидной кроной. У многих видов, например у орляка, от сильно разветвленного подземного стебля (корневища) отходят через определенные промежутки надземные листья, образующие на полянах обширные густые заросли. Папоротниковидные отличаются от семенных растений отсутствием в стебле камбия, т.е. особого слоя постоянно делящихся клеток, поэтому годовые кольца у них не образуются, а рост в толщину, проводящая способность и прочность стволов даже у древовидных папоротников ограничены. Основную опорную функцию выполняют толстостенные клетки коры и оплетающие стебель по всей его высоте придаточные корни.
Размножение. Жизненный цикл папоротниковидных включает смену бесполого поколения (спорофита) и полового поколения (гаметофита). Спорофит - это привычный всем папоротник, т.е. растение с корнем, стеблем и листьями, а гаметофит - тонкая сердцевидная пластинка диаметром часто менее 15 мм, называемая заростком (проталлием). Полоска специализированных клеток в стенке спорангия - кольцо - при высыхании разрывает его стенку, и споры высыпаются наружу. Каждая из них, попав во влажную почву, может образовать зеленый заросток, питающийся путем фотосинтеза и поглощающий из почвы воду и соли волосовидными ризоидами, имеющимися на его нижней поверхности. По своему строению заросток напоминает не породивший его спорофит, а скорее слоевищный печеночник из отдела моховидных. На нижней стороне заростка образуются половые органы (гаметангии), а в них - гаметы. Мужские гаметангии - антеридии - содержат сперматогенную ткань, окруженную тремя-четырьмя эпидермальными клетками, а женские - архегонии - представляют собой колбовидные структуры, в расширенном брюшке которых развивается единственная яйцеклетка, а узкое "горлышко" (шейка) заполнено т.н. канальцевыми клетками. Последние при созревании архегония разрушаются. Сперматозоиды представляют собой спирально закрученные клетки, способные плавать благодаря многочисленным жгутикам. Высвобождаясь из антеридия, они проникают в шейку архегония, а через нее - к яйцеклетке. Один из них ее оплодотворяет, и образовавшаяся зигота прорастает прямо внутри архегония. Развивающийся из нее молодой спорофит некоторое время паразитирует на проталлии, но вскоре образует собственные корни и зеленые листья: жизненный цикл завершается. Спорофит может размножаться не только спорами, но и другим путем. Когда листья кривокучника корнелистного ложатся на землю, на их вершинах образуются новые растения-детки. В результате могут быстро возникнуть большие колонии (клоны). На вайях пузырника клубненосного развиваются похожие на луковички тельца с запасом воды и питательных веществ в двух мясистых листьях. Опадая на землю, они укореняются и дают новые спорофиты. Многие папоротники образуют длинные столоны ("усы") с чешуйчатыми листьями. В определенных точках они укореняются: здесь возникают дочерние растения.

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПАПОРОТНИКА.
Жизненный цикл папоротника включает смену бесполого и полового поколений - спорофита и гаметофита. Спорофит - всем известное зеленое растение - образует спорангии, часто выглядящие как красновато-бурые бугорки на нижней стороне обычных листьев или на специализированных листьях (спорофиллах). Спорангии рассеивают тысячи спор, каждая из которых в благоприятных условиях прорастает в тонкую зеленую пластинку диаметром обычно ок. 6 мм. Это гаметофит, называемый заростком и обычно нами не замечаемый. На нем развиваются мужские и женские половые органы - антеридии и архегонии. Когда они созревают, сперматозоиды из антеридиев плывут по покрывающей заросток пленке воды в архегонии и оплодотворяют здесь яйцеклетки. Из зиготы образуется новый спорофит, и жизненный цикл завершается.

Хозяйственное значение. Роль папоротниковидных в жизни человека невелика. Различные формы нефролеписа - обычные комнатные декоративные растения. Вайи некоторых щитовников (например, Dryopteris intermedia) широко используются как зеленый компонент флористических композиций. Орхидеи часто выращивают в особом "торфе" из густо переплетенных тонких корней чистоуста. Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а на Гавайях их крахмалистую сердцевину используют в пищу.

ЗАРОСТОК ПАПОРОТНИКА под микроскопом.

КОЧЕДЫЖНИК ЖЕНСКИЙ - один из самых обычных папоротников в лесах умеренной зоны.

ПАПОРОТНИКИ - одна из древнейших групп наземных растений, встречаются на всех континентах в любой климатической зоне.

МНОГОНОЖКА ОБЫКНОВЕННАЯ - широко распространенный вид обширного рода Polypodium, представители которого встречаются по всему свету.

Строение и жизненные формы папоротников

Каковы внешние особенности папоротниковидных? Какие вы знаете жизненные формы папоротников?

Для папоротников характерен коротки стебель, который находится в почве и представляет собой корневище. Листья вырастают из почек корневища и развертываются над поверхностью почвы.

В жизненном цикле папоротников чередуются бесполое и половое поколение — спорофит и гаметофит. Но преобладает фаза спорофита — он, как правило, многолетний. Именно его называют папоротником.

Папоротники — многолетние травянистые или древовидные растения (спорофиты), растущие во влажных лесах. В тропиках встречаются лианы, эпифиты, наскальные и водные формы. Многие папоротники выращивают как декоративные растения. Размеры колеблются от нескольких миллиметров до 25 м.

Папоротники — древнейшие растения, населяющие Землю с мезозойской эры и дошедшие до наших дней. Относятся к многочисленному отделу высших споровых сосудистых растений. В наши дни встречаются практически во всех климатических зонах, кроме Антарктики.

Каковы характеристики жизнедеятельности, роста и развития?

Большинство видов относится к эпифитам или эпифиллам. Произрастая на ветвях, стволах или листьях других растений они получают воду и питательные вещества из окружающей среды. Существуют виды живущие на поверхности водоёмов и даже под водой.

Папоротники очень влаголюбивы, предпочитают влажные тропические и субтропические леса, в Средней полосе — низменные болотистые местности.

Как и все высшие растения, характеризуются чередованием поколений: бесполое (спорофит) и половое (гамеофит). Доминирующим является бесполое поколение.

Что является отличительным признаком?

Папоротник обладает чертами присущими различным представителям флоры. Он размножается спорами, как и мох. Однако имеет строение более характерное для представителей мира семенных растений: корень, стебель и листья. В отличии от мхов, имеют сложное строение листовой пластины и сосудистую проводящую систему.

От семенных растений папоротник отличается отсутствием камбия, цикличностью и фазами развития, а так же способом размножения.

Внешний вид: какие имеет части растения (на фото и рисунках)

Стебель

Стебель имеет в длину от нескольких сантиметров, до 20 и более метров ( у древесных форм). Он может быть прямостоячим или лианоподобным, вьющимся. У некоторых видов стебель располагается под землёй и представляет собой корневище. У древовидных экземпляров ствол иногда образован сплетением жёстких придаточных корней.

Спороносящие органы

Споры представляют собой отдельные клетки, покрытые оболочкой и служат у папоротников для размножения. Созревают споры в специальных образованиях — спорангиях. Группы спорангиев или сорусы можно заметить на нижней части вай в виде небольших тёмных бугорков.

Заросток (гаметофит)

Спора попадая в почву при благоприятных условиях прорастает в сердцевидную зелёную пластинку размером 3-5 мм, расположенную горизонтально и прикреплённую к земле ризоидами. На нижней стороне заростка образуются мужские (антеридии) и женские (архегонии) половые органы.

Результатом оплодотворения является зигота, из которой и формируется зародыш спорофита.

Листья (вайи)

Характерны длинные перисторассечённые листья, однако в многообразии видов встречаются и представители имеющие вайи цельные, округлой формы. Размеры листьев варьируются от 3-5 миллиметров до нескольких метров. Молодые листья свёрнуты в подобие улитки.

Корни

Корневая система папоротников чаще всего представлена корневищем (подземной частью стебля) на котором формируются придаточные корни.

У некоторых видов придаточные корни располагаются на поверхности, и помимо обеспечения влагой и питательными веществами, выполняют опорную функцию формируя своеобразный ствол.

Корни являются органом вегетативного размножения.

Семенные шишки

Семенные папоротники — растения палеозоя и раннего мелового периода, в настоящее время полностью вымершие. Считается, что они являлись переходным звеном между папоротниками и голосеменными растениями.

Согласно проведённым археологическим исследованиям данные виды размножались семенами или семязачатками, вызревающими в образованиях, напоминающих шишки и расположенных по краям или на верхушках листьев. У современных видов они полностью отсутствуют.

Внутреннее описание кратко

Характерной чертой внутреннего строения является наличие вегетативных органов и хорошо развитая осевая водопроводящая система—стелла. Она образована покровными, проводящими и механическими и тканями и обеспечивает передвижение воды, поглощаемой корнями, по стеблям в листья.

Комнатные представители

Благодаря своему декоративному внешнему виду папоротники завоевали популярность у цветоводов-любителей. В домашнем содержании довольно неприхотливы и не требовательны в уходе.

Размножение: с помощью спор и вегетативный способ

Существует два основных способа размножения в домашних условиях.

Размножение спорами. Способ довольно сложный и трудоёмкий. Он включает в себя подготовку посадочного материала (спор), создание оптимальных условий для прорастания заростков и развития спорофита. Выращивание папоротника таким способом занимает несколько месяцев.
Деление куста. Этот способ заключается в разделении корневища с имеющимися на нём розетками. Обычно делёнки прекрасно приживаются.

Полезное видео

На видео доступным языком рассказано про строение и размножение растения:

Папоротники, сумев адаптироваться к внешним условиях, существуют на земле уже миллионы лет и являются самой многочисленной группой среди высших споровых растений.

Изобилие природных папоротников представлено древними и современными видами. Большинство папоротников, произрастающих в настоящее время в разных уголках планеты, относится к травянистым растениям, но в тропиках, в местах с повышенной влажностью нередки древовидные формы и лианы. Цветов у папоротникообразных нет, плодов не образуется, размножаются они спорами.

Биология папоротниковидных

Отдел папоротникообразных насчитывает 48 семейств, 578 родов и 10620 видов. На уроке биологии в 5 классе пригодятся списки основных классов и семейств папоротников.

В систематике растений папоротникообразные делятся на 4 основных класса:

псилотовидные;
хвощевидные;
мараттиевые;
настоящие папоротники.

чистоустовые;
гименофилловые;
сальвиниевые ;
многоножковые.

Многоножковые — самое многочисленное семейство настоящих папоротников.

Перечислим кратко ряд представителей некоторых родов этого семейства:

Благодаря возможности изучить большое разнообразие дикорастущих папоротниковидных, учёные смогли отследить этапы развития земной флоры, выяснить значимость растений.

Отдельные виды папоротников выращивают как комнатные растения. Наибольшей популярностью пользуется нефролепис с живописной розеткой из ажурных длинных листочков.

Общая характеристика папоротников

Папоротники — многолетние сосудистые растения, в жизненном цикле которых преобладает листостебельный спорофит. У папоротников развиты все вегетативные органы — стебель, листья и корень. Мощное корневище позволяет папоротникам размножаться его частями.

Рис. 2. Строение папоротника.

Для формирования спор на нижней поверхности листьев образуются специальные спорангии. Созревшие споры высеиваются во внешнюю среду. Попадая в почву с достаточной влажностью, споры прорастают, образуется маленький сердцевидный гаметофит — заросток.

На его нижней стороне имеются ризоиды и формируются половые органы. В мужском половом органе развиваются многожгутиковые сперматозоиды, а в женском — неподвижная яйцеклетка.

Во влажную погоду сперматозоиды получают возможность проникнуть в женский орган, происходит оплодотворение. Из образовавшейся зиготы развивается молодое растение.

Рис. 3. Жизненный цикл папоротника.

В настоящее время папоротники являются второй наиболее разнообразной группой сосудистых растений на Земле, которую превосходят только цветковые растения.

Что мы узнали?

Папоротникообразные — одна из наиболее распространённых групп растений на Земле, встречаются повсеместно. По большей части это травянистые растения, но в тропиках произрастают и древовидные формы. Размножаются папоротники как спорами, так и вегетативным способом. Разводятся человеком в декоративных целях.

Читайте также: