Тема урока: « Общая характеристика папоротников, их размножение и развитие. Значение современных папоротникообразных растений в природе и жизни человека».
Цель урока: дать общую характеристику отдела папоротникообразные, продолжить знакомить учащихся с разнообразием растительного мира и особенностями строения высших споровых растений.
Задачи:
Образовательная:
Изучить особенности строения, размножения и многообразия папоротниковидных;
Воспитательная:
Формировать познавательный интерес к изучаемому предмету, научное мировоззрение учащихся;
Развивающие:
Развивать навыки работы с разными видами информации;
Продолжить работу над развитием навыков анализировать и сравнивать различные группы растений.
Оборудование : компьютер с мультимедийным проектором, презентация, таблица “Папоротники”, гербарии.
Тип урока: Комбинированный урок
Методы обучения: беседа, словесные, объяснительно-иллюстративные, практический метод, частично-поисковый на основе использования ИКТ.
Формы организации УД: фронтальная, групповая (парная), индивидуальная.
Ход урока
Организационный момент
Здравствуйте ребята!
Актуализация знаний
На прошлом уроке мы с вами изучили разнообразие мхов. Дали общую характеристику зеленых мхов как высших споровых растений, а также изучили размножение и развитие мхов. Давайте вспомним изученный нами материал.
Как называется раздел ботаники изучающий моховидные? (бриология)
Сколько в мире насчитывается мохообразных? (22-27 тыс.видов)
Функцию корней у мхов выполняют? (ризоиды)
Что такое ризоиды? (это тонкие нитевидные выросты наружной оболочки)
На какие 2 вида по наличию листа и стебля делятся моховидные? (листостебельные, нелистостебельные)
К зеленым мхам относится? (кукушкин лен)
К торфяным мхам относится? (сфагнум)
Какой мох является двудомным растением? (зеленый мох)
Каким путем размножаются мхи? Охарактеризуйте их. (половым и бесполым)
Как птицы используют мхи? (в качестве гнездового материала)
Где произрастает больше всего сфагнума и кукушкина льна? (на заболоченных лесных участках, на участках с избыточным увлажнением)
Возможно ли оплодотворение у моховидных вне воды? (нет)
Изучение нового материала
Записываем тему урока в тетрадь « Общая характеристика папоротников, их размножение и развитие. Значение современных папоротникообразных растений в природе и жизни человека»
К папоротникообразным относят 3 отдела растений. Это папоротники, хвощи и плауны. Все споровые имеют единого предка, а именно первых наземных растений – псилофитов. Сегодня мы с вами более подробно познакомимся с папоротниками. По сравнению с мхами эти растения более совершенны. Одно из главных отличий от мхов это сосуды, это первые растения у которых появилась проводящая система. Мхи не имели ни проводящих тканей, ни корней, только ризоиды, стебли и листья. У папоротников впервые формируются корни или корневища. Древние папоротники были гигантскими деревьями, которым корни были просто необходимы. Для чего?
Древовидные папоротники и сегодня растут в Австралии и Новой Зеландии. Это так называемые реликтовые леса (древние случайно выжившие). Папоротникообразные, растущие в Казахстане, являются многолетними травами.
Папоротник всегда привлекал к себе интерес и даже вызывали у людей некоторую опаску. Он считался особым, таинственным и затаённым растением, не похожим на все остальные. Он вечно что-то скрывал, рос в полутёмных, сырых, страшноватых местах и, видимо, хранил в себе какое-то тайное знание.
Большинство из них имеет сильно рассеченные листья, часто очень крупных размеров. Но встречаются папоротники и с цельными листьями. Корни у папоротников придаточные, они развиваются из стебля и оснований листьев. Стебли папоротников разнообразны по своему строению.
Прямостоячий стебель древовидных папоротников, несущий на верхушке крону листьев, называют стволом. Ползучий или вьющийся стебель называют корневищем. Корневище может быть довольно длинным (у вьющихся форм) или, наоборот, очень коротким и клубневидным.
(На столах гербарий, ученики рассматривают и находят коричневые бугорки)
Многие из вас, вероятно, видели красивые перистые листья папоротника, но никто никогда не видел его цветков.
А как же цветет папоротник?
Физ.минутка
У русского народа есть замечательный праздник – День Ивана Купалы.
В этот день принято водить хороводы, прыгать через костер и искать волшебный цветок папоротника. На Ивана Купалу девушки плетут венки, втыкают в них свечи, пускают по воде и гадают. Если венок не утонет, а поплывет – значит ждет скорое замужество. Самой счастливой станет та, чей венок дольше продержится на воде, а у кого дольше всех прогорит свеча – тот проживет самую долгую жизнь. Согласно легенде о папоротнике в полночь перед Ивановым днем папоротник на несколько мгновений зацветает ярко-огненным цветком с волшебными свойствами. Кто отыщет расцветший папоротник и сумеет овладеть им, найдет клад скрытый в земле. По легенде около полуночи из листьев папоротника внезапно появляется почка, которая, поднимаясь все выше и выше, то заколышется, то остановится - и вдруг зашатается, перевернется и запрыгает. Ровно в полночь созревшая почка разрывается с треском, и взорам представляется ярко-огненный цветок, столь яркий, что на него невозможно смотреть; невидимая рука срывает его, а человеку никогда почти не удается сделать это. - Почему? (Папоротник не цветет)
Папоротники высшие споровые растения. Одним из распространенных представителей является щитовник. Он растет во влажных тенистых местах, под пологом леса и по сырым оврагам. Имеет хорошо развитые корневища. Вниз от корневищ отходят придаточные корни, вверх - листья. Листья крупные. Их называют вайями. Весной листья свернуты и имеют улиткообразную форму. Затем они разворачиваются – распрямляются.
Листья выполняют 2 функции:
В процессе фотосинтеза они образуют органические вещества
Образуют споры и участвуют в размножении
Размножение папоротниковидных
Вегетативное Бесполое Половое
(корневищем, почками) (спорами) (обр. муж и жен гаметы)
Жизненный цикл папоротникообразных
взрослое растение спорангии со спорами проросшая спора
зародыш оплодотворение заросток с гаметами
Значение папоротниковидных в природе и жизни людей.
Их выращивают в оранжереях в качестве декоративных растений и часто используют для озеленения. Щитовник мужской, папоротник – орляк, папоротник – страусник являются лекарственным растением. Используются как ранозаживляющее средство, при ожогах, обморожениях и других повреждениях кожи. Однако не стоит забывать о том, что эти растения являются ядовитыми и его применение внутрь возможно только под наблюдением доктора и очень осторожно.
Ископаемые древовидные папоротники вместе с другими споровыми растениями сыграли огромную роль в образовании залежей каменного угля. На Земле 300 млн. лет назад климат был влажным и теплым. Леса из папоротниковидных были заболочены или залиты водой. Погибая, высокие деревья падали прямо в воду, покрывались илом и песком. Под давлением воды они уплотнялись. В рузельтате за миллионы лет такое уплотнение превратило их в каменный уголь.
Каменный уголь – топливо, дающее много тепла. Является сырьем для химической промышленности. Из него вырабатывают пластмассы, асфальт, мыло, смолы и др. Охрана папоротников. Многие виды папоротников занесены в Красную книгу, например такие как папоротник- орляк, папоротник - страусник. В Красную книгу Казахстана занесен щитовник мынжилкенский.
Закрепление
Папоротники произошли от потомков псилофитов и представляют собой одну из древних групп высших растений. В настоящее время отдел Папоротниковидные насчитывает более 10 тыс видов. В жизненном цикле чередуются бесполое (спорофит) и половое (гаметофит) поколения. Употребляют в пищу . Применяют в медицине , для изготовления лекарств. Выращивают в домах, как декоративное растение. Образуют залежи каменного угля.
Соотнесите изображения папоротников с их названиями.
В чем проявляется усложнение папоротников по сравнению с мхами? Приведите не менее трех признаков.
У папоротников появились корни.
У папоротников, в отличие от мхов, сформировалась развитая проводящая ткань.
В цикле развития папоротников бесполое поколение (спорофит) преобладает над половым (гаметофитом), который представлен заростком.
4) Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, объясните их.
Папоротники – древние споровые растения. +
Из споры у них развивается заросток. +
Заросток папоротников не содержит хлорофилла. -
Он питается за счет питательных веществ, запасенных в споре.+
Папоротники цветут один раз в году. –
Папоротники растут только в тропических лесах. -
Они закрепляются в почве только корневищами.+
В жизненном цикле папоротников преобладает спорофит –бесполое оплодотворение.+
Гаметы у папоротников образуются в сорусах со спорами.-
Для оплодотворения папоротников необходима вода.+
После оплодотворения из зиготы вырастает молодой гаметофит – заросток.+
После отмирания заростка развивается новое листостебельное растение. +
Кроссворд.
1.Вымершие растения от которых произошли современные папоротники (псилофиты)
2.Лист папоротника (вайя)
3.Клетки с помощью которых осуществляется бесполое размножение (спора)
4.Скопление спор на нижней стороне листа (сорус)
5.Гаметофит папоротника (заросток)
6.Образуется в результате оплодотворения яйцеклетки (зигота)
7.Название папоротника занесенного в Красную книгу (страусник)
8.Видоизмененный подземный побег (корневище)
9.Современный древовидный папоротник (циатея)
10. Органы прикрепления (корни)
Рефлексия
Урок полезен, все понятно.
Лишь кое-что чуть-чуть неясно.
Еще придется потрудиться.
Да, трудно все-таки учиться!
Домашнее задание
Творческое задание:
Зеленый лист: Подготовить сообщение о папоротниках занесенных в Красную книгу.
Желтый лист: Найти 5 загадок про папоротник.
Красный лист: Составить синквейн на тему «Папоротник»
Папоротникообразные – это группа споровых растений, которые обладают проводящими тканями (сосудистыми пучками). Предполагают, что зародились они более 400 млн. лет назад, еще в палеозойский период.
Предками считают ринофитов, но папоротникообразные растения в процессе эволюции приобрели более сложную систему строения (появились листья, корневая система).
Признаки папоротникообразных
Для папоротникообразных характерны следующие признаки:
Разнообразие форм , жизненных циклов, системы строения. Насчитывается три сотни родов и примерно 10 тыс. видов растений (самые многочисленные из споровых).
Высокая устойчивость к переменам климата , влажности, образование огромного количества спор – причины, которые привели к расселению папоротникообразных по всей планете. Встречаются в нижних ярусах леса, на скалистой поверхности, возле болот, рек, озер, разрастаются на стенах заброшенных домов и в сельской местности. Самые благоприятные условия для папоротниковых растений – это наличие влаги и тепла, поэтому наибольшее разнообразие можно встретить в тропиках и субтропиках.
Всем папоротникообразным для оплодотворения нужна вода . Они проходят два периода в жизненном цикле:
- Продолжительный бесполовой (спорофит);
- короткий половой (гаметофит).
Когда спора попадает на влажную поверхность, сразу активируется процесс прорастания, наступает половая фаза. Гаметофит крепится к земле с помощью ризоидов (образования похожие на корни, нужны для питания и прикрепления к субстрату) и начинает самостоятельный рост. Новообразовавшееся росток формирует мужские и женские половые органы (антеридии, архегонии), в них идет образование гамет (сперматозоидов и яйцеклеток), которые сливаются и дают жизнь новому растению.
Во время раскрытия спорангии (место созревания споровых клеток) высыпается множество спор, но выживает только их часть, ведь для дальнейшего роста нужна влажная среда и теневая местность.
Вьющиеся по земле папоротники могут размножаться вегетативно, листья, соприкасаясь с почвой, при достаточной влажности дают новые ростки.
Стебли папоротниковых имеют множество разнообразных форм , но уступают по размерам листве. Когда стебель на верхушке несет листья, его называют стволом, он снабжен ветвящимся корнем, который придает устойчивости древовидным папоротникам. Вьющиеся стебли называют корневищем, могут простилаться на значительные расстояния.
Папоротники никогда не цветут . В давние времена, когда люди не знали о споровом размножении, существовали легенды о цветке папоротника, который обладал магическими свойствами, кто найдет его, тот обретет неведомую силу.
Прогрессивные черты в строении папоротникообразных
Появились корни , они придаточные, то есть первоначальный корень в дальнейшем не функционирует. Заменяется на корни, проросшие из стебля.
Листья еще не имеют типичного строения , это совокупность ветвей расположенных в одной плоскости под названием вайя . В них находится хлорофилл, за счет которого происходит фотосинтез. Вайи также служат для размножения, на обратной стороне листа находятся спорангии, после их дозревания, происходит раскрытие и высыпание спор.
Взрослые папоротникообразные – диплоидные организмы .
Классификация Папоротникообразных по классам
Настоящие папоротники – самый многочисленный класс. Представитель щитовник мужской – многолетнее растение, достигает высоты до 1 м. Корневище толстое, короткое, укрыто чешуйками, на нем расположены листья. Растет на влажной почве в смешанных и хвойных лесах. Орляк обыкновенный обитает в сосновых лесах, достигает больших размеров. Быстро размножается, хорошо приживается, поэтому может занимать значительные территории, если использовать его в парках или садах.
Хвощевидные – травянистые папоротники, растут от нескольких сантиметров до 12 метров (хвощ гигантский ), при этом диаметр стебля около 3см, поэтому чтобы развиваться их необходимо использовать другие деревья как опору. Листва видоизменена до чешуй, стебель равномерно разделен узелками на междуузелковые участки. Корневая система представлена придаточными корнями, в почве также находится часть корневища, которое может формировать клубни (органы вегетативного размножения).
– относятся к древним видам растений, которые населяли нашу планету в Каменноугольный период. Присутствует стебель, до середины погруженный в почву, корни придаточные. Сейчас они постепенно отмирают, встречаются только в тропических поясах. Обладают огромными двухъярусными листьями, до 6 метров длиной.
Ужовниковые – наземные травянистые растения до 20см в высоту (есть исключения, которые достигают 1,5м длинны). Представители имеют толстый корень, не дающий ответвлений. Корневище, например, у гроздовника полулунного короткое, не разветвляется, а у червеколосника — вьющееся, распространяется по земле.
– водные папоротниковые растения (населяют водоемы Африки, южной Европы), которые имеют корень для крепления к сильно увлажненной почве. Они разноспоровые, отдельно развиваются мужские и женские гаметофиты. После дозревания взрослая особь отмирает, а сорусы опускаются на дно, из которых весной выйдут споры и поднимутся с глубины на поверхность воды, где происходит оплодотворение. Используются, как растения для аквариумов.
Значение папоротникообразных растений
Остатки папоротников дали залежи полезных ископаемых: каменного угля, который широко используется в промышленности (как топливо, химическое сырье). Некоторые виды вносят как удобрение.
Папоротники — это еда и дом для низших животных. Выделяют кислород в процессе фотосинтеза.
Красота растений привлекает ландшафтных дизайнеров, поэтому их выращивают как декорации. Некоторые виды можно использовать в пищу (листву орляка).
Или папоротниковидные растения (лат. Polypodióphyta ) - отдел сосудистых растений, в который входят как современные папоротники, так и одни из древнейших высших растений, появившихся около 400 млн. лет назад в девонском периоде палеозойской эры. Гигантские растения из группы древовидных папоротников во многом определяли облик планеты в конце палеозойской - начале мезозойской эры.
Современные папоротники - одни из немногих древнейших растений, сохранивших значительное разнообразие, сопоставимое с тем, что было в прошлом. Папоротники сильно различаются по размерам, жизненным формам, жизненным циклам, особенностям строения и другим особенностям. Внешний облик их настолько характерен, что люди обычно называют все их одинаково - «папоротники», не подозревая, что это самая большая группа споровых растений: существует около 300 родов и более 10 000 видов папоротников. Разнообразие форм листьев, удивительная экологическая пластичность, устойчивость к переувлажнению, громадное количество производимых спор обусловили широкое распространение папоротников по Земному шару. Папоротники встречаются в лесах - в нижнем и верхнем ярусах, на ветвях и стволах крупных деревьев - как эпифиты, в расселинах скал, на болотах, в реках и озёрах, на стенах городских домов, на сельскохозяйственных землях как сорняки, по обочинам дорог. Папоротники - вездесущи, хотя и не всегда привлекают внимание. Но самое их большое разнообразие - там, где тепло и сыро: тропики и субтропики.
У папоротников ещё нет настоящих листьев. Но они сделали в их направлении первые шаги. То, что у папоротника напоминает лист - вовсе не лист, а по своей природе - целая система ветвей, да ещё расположенных в одной плоскости. Так это и называется - плосковетка, или вайя, или, ещё одно название, - предпобег. Несмотря на отсутствие листа, у папоротников есть листовая пластинка. Этот парадокс объясняется просто: их плосковетки, предпобеги претерпели уплощение, в результате которого появилась пластинка будущего листа - почти не отличимая от такой же пластинки настоящего листа. Но папоротники эволюционно не успели ещё разделить свои вайи на стебель и лист. Глядя на вайю, трудно понять, где заканчивается «стебель», на каком уровне ветвления, и где начинается «лист». Но листовая пластинка уже есть. Не появились лишь те контуры, в пределах которых листовые пластинки объединились так, что их можно было бы назвать листом. Первыми растениями, сделавшими этот шаг, являются голосеменные.
Папоротники размножаются спорами и вегетативно (вайями, корневищами, почками, афлебиями и так далее). Кроме этого, для папоротников характерно и половое размножение как часть их жизненного цикла.
Морфология
Среди папоротников встречаются как травянистые, так и древесные формы жизни.
Тело папоротника состоит из листовых пластинок, черешка, видоизменённого побега и корней (вегетативного и придаточного). Листья папоротника называются вайями.
В лесах умеренной зоны обычно папоротники имеют короткий стебель, представляющий собой корневище, находящееся в почве. В стебле хорошо развита проводящая ткань, между пучками которой располагаются клетки основной - паренхимной ткани.
Вайи (листья папоротника) развёртываются над поверхностью почвы, вырастая из почек корневища. Эти листоподобные органы обладают верхушечным ростом и могут достигать больших размеров, обычно они служат для выполнения двух функций - фотосинтеза и спорообразования. Спорангии размещаются на нижней поверхности листа, в них развиваются гаплоидные споры.
Жизненный цикл
В жизненном цикле папоротника чередуется бесполое и половое поколение - спорофит и гаметофит. Преобладает фаза спорофита.
На нижней части листа раскрывается спорангий, споры оседают на земле, прорастает спора, появляется заросток с гаметами, происходит оплодотворение, появляется молодое растение.
У самых примитивных папоротников (ужовниковые) спорангии имеют многослойную стенку и не несут специальных приспособлений для раскрывания. У более продвинутых - спорангий имеет однослойную стенку и приспособления к активному раскрыванию. Это приспособление имеет вид кольца. Уже среди примитивных папоротников прослеживается разноспоровость. У современных - небольшое число равноспоровых видов. Гаметофит равноспоровых обычно обоеполый. У примитивных он подземный и обязательно в симбиозе с грибами. У продвинутых гаметофиты надземные, зелёные и быстро созревающие. Они обычно имеют вид зелёной пластинки сердцевидной формы. Гаметофиты разноспоровых папоротников отличаются от равноспоровых (помимо своей раздельнополости) сильной редукцией, особенно мужского гаметофита. Женский гаметофит, потребляющий запасные питательные вещества у мегаспор, развит сильнее и имеет питательную ткань для будущего зародыша спорофита. При этом развитие таких гаметофитов происходит внутри оболочек мега- и микроспор.
Филогенез
По некоторым данным, папоротники произошли от плаунов. Однако часть учёных считает, что хвощи, плауны, мхи и данный отдел произошли от псилофитов. В девонском периоде от споровых папоротников произошли семенные. Они относились к первым голосеменным растениям. От них произошли все остальные голосеменные и, вероятно, цветковые растения.
Классификация
Для классификации папоротников в разное время были предложены многочисленные схемы, и они зачастую плохо согласовывались друг с другом. Современные исследования поддерживают более ранние идеи, основанные на морфологических данных. В то же время, в 2006 году Аланом Смитом (англ. Alan R. Smith ), ботаником-исследователем Калифорнийского университета в Беркли, и другими была предложена новая классификация, основанная, в дополнение к морфологическим данным, на недавних молекулярных систематических исследованиях.
Хозяйственное значение
Экономическое значение папоротников не так велико по сравнению с семенными растениями.
Пищевое применение имеют такие виды, как Орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum ), Страусник обыкновенный (Matteuccia struthiopteris ), Осмунда коричная (Osmunda cinnamomea ) и другие.
Некоторые виды ядовиты. Наиболее токсичными из произрастающих в умеренных широтах папоротников являются представители рода Щитовник (Dryopteris ), корневища которого содержат производные флороглюцина. Экстракты из щитовника обладают антигельминтным действием и используются в медицине. Ядовитыми являются и некоторые представители родов Кочедыжник (Athyrium ) и Страусник (Matteuccia ).
Некоторые папоротники (нефролепис, костенец, птерис и другие) с XIX века используются как комнатные растения.
Вайи некоторых щитовников (например, Dryopteris intermedia) широко используются как зелёный компонент флористических композиций. Орхидеи часто выращивают в особом «торфе» из густо переплетённых тонких корней чистоуста.
Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а на Гавайях их крахмалистую сердцевину используют в пищу.
Папоротник в мифологии
В славянской мифологии цветок папоротника наделялся магическими свойствами, хотя папоротники не цветут.
В славянской и балтийской мифологии в Янову ночь или в ночь на Ивана купала влюблённые ищут этот мифический цветок папоротника, веря, что он принесёт их паре вечное счастье.
Образ в культуре и искусстве
Исаак Левитан. Папоротники в бору.
1895. Холст, масло. 82 х 127. Государственный художественный музей, Нижний Новгород, Россия.
Папоротники (Polypodiophyta) ,или папоротниковидные — это споровые наземные растения с сильно рассеченными перистыми листьями. Обитают на суше в тенистых местах, некоторые в воде. Распространя-ются спорами. Размножаются бесполым и половым способа-ми. Оплодотворение у папоротников происходит только при наличии воды.
В тенистых лесах и сы-рых оврагах растут папоротники — травянистые растения, реже — деревья, с крупными, сильно рассеченными листьями.
Папоротники широко распространены по всему земному шару. Наиболее многочисленны и разнообразны они в Юго-Восточной Азии. Здесь папоротники сплошь покрывают поч-ву под пологом леса, растут на ство-лах деревьев.
Папоротники произрастают как на суше, так и в воде. Большинство встречается во влажных тенистых местах.
Все па-поротники имеют стебель, корни и листья. Сильно рассеченные листья папоротников называются вайи. Сте-бель у большинства папоротников скрыт в почве и растет горизонтально (рис. 80). Он не похож на стебель большинства растений и носит название корневище.
У папоротников хорошо развиты проводящие и механи-ческие ткани. Благодаря этому они могут достигать больших размеров. Папоротники обычно крупнее мхов , а в древности достигали высоты 20 м.
Проводящая ткань у папоротников, плаунов и хвощей , по которой перемещается вода и минеральные соли от корней в стебель и далее в ли-стья, состоит из длинных клеток в форме трубок. Эти трубчатые клетки напоминают сосуды, поэ-тому ткань часто называют сосудистой. Растения, имеющие сосудистую ткань, могут расти выше и толще других, потому что каждая клетка их тела получает воду и питательные вещества через проводящие ткани. Наличие подобной ткани яв-ляется большим преимуществом этих растений.
Стебли и листья папоротников покрыты влагонепроница-емой покровной тканью. В этой ткани есть особые образова-ния — устьица, которые могут открываться и закрываться. Когда устьица открываются, испарение воды ускоряется (так растение борется с перегревом), когда сужаются — замедля-ется (так растение борется с излишними потерями влаги).
Бесполое размножение
На нижней стороне листьев папоротников есть маленькие буро-ватые бугорки (рис. 81). Каждый бугорок пред-ставляет собой группу спо-рангиев, в которых созре-вают споры. Если встряхнуть лист папоротника нал белой бумагой, она покроется буро-ватой пылью. Это споры, вы-сыпавшиеся из спорангиев.
Образование спор — это бесполое размножение папорот-ников.
Половое размножение
В сухую жаркую погоду спорангии раскрываются, спо-ры высыпаются и разносятся потоками воздуха. Упав на влажную почву, споры прорастают. Из споры путем деле-ния образуется растение, которое совершенно не похоже на растение, дающее споры. Оно имеет вид тонкой зеленой многоклеточной пластинки сердцевидной формы величиной 10-15 мм. В почве оно укрепляется ризоидами. На его ниж-ней части формируются органы полового размножения , а в них — мужские и женские половые клетки (рис. 82). Во вре-мя дождя или обильной росы сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и сливаются с ними. Происходит оплодотворе-ние и образуется зигота. Из зиготы путем деления постепен-но развивается молодой папоротник со стеблем, корнями и мелкими листьями. Так происходит половое размножение (см. рис. 82). Развитие молодого папоротника идет медлен-но, и пройдет много лет, пока папоротник даст крупные ли-стья и первые спорангии со спорами. Затем из спор появятся новые растеньица с органами полового размножения и т. д.
В тенистых лиственных и смешанных лесах поодиночке или небольшими группами растет щитовник мужской. Его подземный стебель — корне-вище, от которого отходят придаточные корни и листья.
Встречаются и другие виды папоротни-ков: в сосновых лесах — орляк, в еловых — щитовник иголь-чатый, на заболоченных берегах рек — телиптерис болотный, по оврагам — страусник обыкновенный и кочедыжник женский (рис. 83).
Некоторые папоротники, например сальвиния и азолла (рис. 84), живут только в воде. Нередко водные папоротники образуют сплошной покров на поверхности озер.
Водные папоротники
Сальвиния
У сальвинии листья расположены попарно на тонком стебле. От стебля отходят тонкие нити, похожие на разветвленные корни. На самом деле — это видоизмененные листья. Корней у сальвинии нет. Материал с сайта
Азолла
Маленький свободноплавающий папоротник азолла в странах Юго-Восточной Азии используется как зеленое удобрение на рисовых по-лях. Это связано с тем, что азолла вступает в симбиоз с цианобакте-рией анабеной, которая способна усваивать атмосферный азот и пере-водить его в форму, доступную для растений.
Папоротники являются компонентами многих расти-тельных сообществ, особенно тропических и субтропических лесов. Как и другие зеленые растения, папоротники при фо-тосинтезе образуют органические вещества и выделяют кис-лород. Они являются средой обитания и пищей для многих животных.
Многие виды папоротников выращивают в садах, оранже-реях, жилых помещениях, поскольку они легко переносят условия, неблагоприятные для большинства цветковых рас-тений. Наиболее часто в декоративных целях выращивают папоротники из рода адиантум, например адиантум «венерин волос», платицериум, или оленьи рога, нефролепис, или меч папоротник (рис. 85). В открытом грунте обычно выса-живают страусник (см. рис. 83, с. 102).
Папоротниками называют растения, относящиеся к отделу сосудистых растений. Они являются образчиком древней флоры, поскольку их предки появились на Земле 400 миллионов лет назад в девонском периоде. В то время они имели громадные размеры и царили на планете.
Он имеет легко узнаваемый облик. При этом на сегодня их насчитывают около 10 тысяч видов и названий. При этом у них могут быть очень разные размеры, особенности строения или жизненные циклы.
Описание папоротников
Из-за своего строения папоротники хорошо приспосабливаются к окружающей среде, любят влагу. Поскольку при размножении они выбрасывают большое количество спор, то произрастают практически везде. Где растут:
Дачники и жители села часто находят его на своих участках, где борются с ним как с сорняком. Лесной вид интересен тем, что растёт не только на земле, но и на ветвях и стволах деревьев. Стоит отметить, что это растение, которое может быть как травой, так и кустарником .
Это растение интересно тем, что, если большинство других представителей флоры размножаются семенами, то его распространение происходит с помощью спор, которые зреют на нижней части листьев.
Лесной папоротник занимает особое место в славянской мифологии, поскольку издревле существовало поверье, что в ночь на Ивана Купалу он на мгновение расцветает.
Тот, кому удастся сорвать цветок, сможет найти клад, обрести дар ясновидения, познать тайны мира. Но в реальности растение никогда не цветёт , поскольку размножается другими способами.
Также некоторые виды можно употреблять в пищу. Другие растения этого отдела, наоборот, ядовиты. Их можно увидеть в качестве домашних растений. Древесные применяются в некоторых странах как строительный материал.
Древние папоротники послужили сырьём в образовании угля, став участником кругооборота углерода на планете.
Какое строение имеют растения
У папоротника практически нет корня, являющимся горизонтально растущим стеблем, из которого выходят придаточные корни. Из почек корневища вырастают листья - вайи, имеющие очень сложное строение.
Вайи нельзя назвать обычными листьями, это, скорее, их прообраз, представляющий собой систему ветвей, прикреплённых к черешку, находящихся на одном уровне. В ботанике вайи называют плосковеткой .
Вайи выполняют две важные функции. Они принимают участие в процессе фотосинтеза, и на их нижней стороне происходит созревание споров, с помощью которых размножаются растения.
Опорную функцию выполняет кора стеблей. У папоротников нет камбия, поэтому у них небольшая прочность и нет годовых колец. Проводящая ткань не столь развита по сравнению с семенными растениями.
Стоит отметить, что строение сильно зависит от вида. Бывают небольшие травянистые растения, способные потеряться на фоне остальных обитателей земли, но есть и могучие папоротники , напоминающие деревья.
Так, растения из семейства циатейные, которые произрастают в тропиках, могут вырастать до 20 метров. Жёсткое сплетение придаточных корней образует ствол дерева, не давая ему упасть.
У водных растений корневище может достигать длины в 1 метр, а надводная часть не будет превышать 20 сантиметров в высоту.
Способы размножения
Самая характерная особенность, которая выделяет это растение на фоне других - размножение. Он может делать это с помощью спор, вегетативно и половым способом.
Размножение происходит следующим образом. На нижней части листа развиваются спорофиллы . Когда споры попадают на землю, из них развиваются заростки, то есть обоеполые гаметофиты.
Заростки представляют собой пластинки размеров не более 1 сантиметра, на поверхности которых находятся половые органы. После оплодотворения образуется зигота, из которой вырастает новое растение.
Обычно у папоротников выделяют два жизненных цикла: бесполый, который представлен спорофитами, и половой, при котором развиваются гаметофиты. Большая часть растений - спорофиты.
Спорофиты могут размножаться вегетативным способом . Если листья лежат на земле, то на них возможно развитие нового растения.
Виды и классификация
На сегодня насчитываются тысячи видов, 300 родов и 8 подклассов. Три подкласса считаются вымершими. Из оставшихся папоротниковых растений можно перечислить следующие:
Древние
Ужовниковые считаются самыми древними и примитивными. По своему внешнему виду они заметно отличаются от своих собратьев. Так, у ужовника обыкновенного есть только один лист, который представляет собой цельную пластину, разделённую на стерильную и спороносную части.
Ужовниковые уникальны тем, что у них присутствуют зачатки камбия и вторичные проводящие ткани. Поскольку в год формируется один или два листа, по числу рубцов на корневище можно узнать возраст растения.
Случайно найденным лесным экземплярам может быть несколько десятков лет, следовательно, это небольшое растение не моложе окружающих его деревьев. Размеры ужовниковых невелики, в среднем, их высота составляет 20 сантиметров .
Мараттиевые папоротники тоже являются древней группой растений. Когда-то они заселяли всю планету, но теперь их количество постоянно уменьшается. Современные образцы этого подкласса можно найти в дождевых тропических лесах. Вайи у мараттиевых вырастают в два ряда и достигают 6 метров в длину.
Настоящие папоротники
Это самый многочисленный подкласс. Они растут везде: в пустынях, лесах, в тропиках, на каменистых склонах. Настоящие могут быть как травянистыми растениями, так и древесными.
Из этого класса наиболее распространены виды из семейства многорожковые . В России они чаще всего растут в лесах, предпочитая тень, хотя некоторые представители приспособились к жизни на освещённых местах с недостатком влаги.
На скальных отложениях начинающий натуралист может найти пузырник ломкий . Это низкорослое растение с тонкими листьями. Очень ядовит.
В тенистых лесах, ельниках или на берегах рек растёт страусник обыкновенный . У него чётко разделены вегетативные и спороносные листья. Корневище используется в народной медицине как глистогонное средство.
В лиственных и хвойных лесах во влажной почве произрастает щитовник мужской . У него ядовитое корневище, однако, содержащийся в нём филмцин используется в медицине.
Кочедыжник женский очень часто встречается в России. У него крупные листья, достигающие в длину одного метра. Растёт во всех лесах, используется как декоративное растение ландшафтными дизайнерами.
В сосняках растёт орляк обыкновенный . Это растение имеет значительные размеры. Благодаря наличию в нём листьях протеина и крахмала, молодые растения после обработки употребляются в пищу. Своеобразный запах листьев отпугивает насекомых.
Корневище орляка мылится с водой, поэтому его в случае возникшей необходимости можно использовать как мыло. Неприятной особенностью орляка обыкновенного является то, что он очень быстро распространяется и при использовании его в саду или в парке, рост растения надо ограничивать.
Водные
Марсилиевые и сальвиниевые - водные растения. Они либо прикрепляются ко дну, либо плавают на поверхности воды.
Сальвиния плавающая произрастает в водоёмах Африки, Азии, на юге Европы. Её культивируют как аквариумное растение. Марсилиевые внешне напоминают клевер, некоторые виды считаются съедобными.
Папоротник - необычное растение. Оно имеет древнюю историю, серьёзно отличается от других обитателей флоры Земли. Но многие из них имеют привлекательный вид, поэтому его с удовольствием используют флористы при составлении букетов и дизайнеры при проектировании сада.
