Поиск
  • Елена Солопова

Папоротникообразные

ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ

ОТДЕЛ ПАПОРОТНИКОВИДНЫЕ. ОТДЕЛ ХВОЩЕВИДНЫЕ. ОТДЕЛ ПЛАУНОВИДНЫЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Древняя группа высших споровых сосудистых растений, в цикле развития которых спорофит преобладает над гаметофитом. Гаметофит сильно редуцирован. Произошли от псилофитов (риниофитов).



Развиты все типы тканей: покровная, механическая, основная, проводящая и образовательная. Проводящая ткань впервые образует транспортную систему, объединяющую все органы, представлена водопроводящей системой – древесиной и лубом. Проводящие ткани корня и побега образуют вместе единый центральный цилиндр – стелу. По ней осуществляется восходящий ток воды с минеральными солями (по древесине) и нисходящий ток органических веществ (по лубу). Развиты стебель, корень, листья. Для оплодотворения необходима капельно-жидкая влага.



МНОГООБРАЗИЕ (ОТДЕЛЫ)




РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ

Чередуются половое размножение с помощью гамет и бесполое размножение с использованием споры. Характерно чередование полового и бесполого поколений. Преобладает спорофит, гаметофит редуцирован (заросток) и живет самостоятельно.



Многие папоротникообразные размножаются вегетативно с помощью корневища и выводковых почек («живородящие» папоротники, например «водяная капуста»)



ОТДЕЛ ПАПОРОТНИКОВИДНЫЕ

Многолетние травянистые и древесные растения преимущественно тенистых влажных мест обитания. Произрастают папоротники повсеместно: на суше, в пресных водоемах, на скалах.

Травянистые растения лесов умеренной, тропической и субтропической природных зон (орляк, щитовник, листовник, кочедыжник);



обитатели водоемов (сальвиния);



древовидные, лианоподобные и эпифитные обитатели влажных тропиков и горных лесов. Некоторые из них выращиваются как декоративные – комнатные (нефролепис, асплениум, платицериум – «олений рог») и садовые растения.



СТРОЕНИЕ ПАПОРОТНИКОВ

Для папоротников характерно корневище, на котором развиваются придаточные корни. Папоротник имеет укороченный надземный стебель который является продолжением подземного побега – корневища. От него отходят длинные и широкие перистые листья (вайи). Листовая пластинка растет верхушкой. На листьях с нижней стороны формируются специальные образования – сорусы, в которых находятся спорангии и созревают споры. Камбий отсутствует. Поздней осенью надземные части растения отмирают, а корневище перезимовывает под снегом. Весной, когда оттает и согреется почва, из верхушечной почки корневища вырастает укороченный стебель с листьями.



ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПАПОРОТНИКОВ

Летом на нижней стороне листа образуются сорусы (группы спорангиев), в которых путем мейоза образуются и созревают гаплоидные споры. Созревшие споры разносятся ветром и в благоприятных условиях прорастают. Образуется маленькая (диаметром несколько миллиметров ) зеленая пластинка – заросток (гаплоидный гаметофит, n), который живет самостоятельно и к почве прикрепляется ризоидами. На нижней стороне заростка развиваются женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы, в которых путем митоза образуются яйцеклетки (n) и сперматозоиды (n). Оплодотворение происходит в присутствии капельно-жидкой влаги, в результате образуется зигота (2n). Из зиготы формируется зародыш, а затем молодое растение – спорофит (2n).




ЗНАЧЕНИЕ ПАПОРОТНИКОВ

1. В экосистемах являются продуцентами, входят в состав цепей питания.

2. Используются как декоративные растения.

3. Молодые листья некоторых видов употребляются в пищу

4. В медицине используют настойки и отвары как болеутоляющие, противовоспалительные и противоглистные средства.

5. Древние папоротники участвовали в образовании каменного угля, сырья для изготовления смазочных масле, смолы, кокса, пластмасс, лекарств, лаков, красок, асфальта.



СТРОЕНИЕ ХВОЩЕЙ

Большинство хвощей – тонкие, невысокие (до1 м) растения; лишь лазящий тропический южноамериканский хвощ гигантский достигает в длину 12м и в диаметре около 3 см, а у мексиканского хвоща Шаффнера стебли при высоте около 2м иногда достигаются в диаметре 10см. корневище сильно разветвленное, от него отходят надземные побеги, расчлененные, как и корневище, но правильно чередующиеся узлы и полые междоузлия.



Выделяют два типа надземных побегов: ветвящиеся вегетативные зеленого цвета, с чешуевидными листьями (летние побеги), и неветвящиеся спороносные, лишенные хлорофилла (весенние побеги), на верхушках которых развиваются спороносные колоски (щитковидные спорофиллы). В спороносных колосках развиваются спорангии со спорами.



Споры снабжены гигроскопическими лентами (элатерами), способствующими их распространению.



Листорасположение мутовчатое, листья сильно редуцированы до небольших зубчиков, которые срослись вместе и образуют пленчатое кольцо в каждом узле. Фотосинтез чаще всего происходит в стебле. Клетки покровной ткани стебля имеют утолщенные стенки, в которых откладывается кремнезем, увеличивающий прочность стебля.



ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ХВОЩЕЙ

Ранней весной появляются спороносные побеги, на которых формируются щитковидные спорофиллы – спорангии со спорами (образуются мейозом). После созревания споры высыпаются и распространяются ветром. Затем споры прорастают, формируя гаметофиты (заростки) двух видов.

Заросток сначала имеет форму однослойной пластинки зеленого цвета, а затем становится многослойным. На одних заростках развиваются мужские половые органы (антеридии), на других – женские (архегонии), в них созревают мужские и женские гаметы. Оплодотворение происходит при наличии капельно-жидкой влаги, образуется зигота. В дальнейшем из зиготы развивается спорофит (молодое растение).




ЗНАЧЕНИЕ ХВОЩЕЙ

1. Некоторые виды (хвощ пестрый, хвощ камышковый, хвощ лесной и др.) хорошо поедаются оленями, кабанами и некоторыми домашними, а также промысловыми животными (зайцами. Куропатками, тетеревами и др.)

2. Хвощ зимующий, содержащий много кремнезема, применяется для полировки и шлифовки металлических и деревянных изделий, чистки металлической посуды.

3. Хвощ полевой, имеющий глубоко (до 1м и более) проникающие в почву корневища, - злостный сорняк, показатель кислой почвы, которая нуждается в известковании.

4. Используются в медицине в виде отвара и жидкого экстракта травы в качестве мочегонного средства.

5. Хвощ болотный ядовит для сельскохозяйственных животных.

6. Молодые спороносные побеги употребляются в пищу



ОТДЕЛ ПЛАУНОВИДНЫЕ

Это самые древние из ныне живущих высших растений. Встречаются большей частью в ховйных лесах. Жизненная форма – многолетние травянистые растения, обычно вечнозеленые. Все виды плаунов находятся под охраной как древние, вымирающие растения.

В таежных лесах России, среди мхов и трав, во влажных местах встречается баранец обыкновенный. На сухих светлых местах еловых и сосновых лесов произрастает плаун булавовидный.



СТРОЕНИЕ ПЛАУНОВ

Плауны имеют корни (главного корня нет, развиваются придаточные и боковые), длинные ползучие стебли, густо покрытые узкими зелеными листочками. Побеги и корни характеризуются дихотомическим ветвлением. У плаунов выделяют два типа побегов: стелющиеся горизонтальные и вертикальные, на верхушках которых развиваются длинные спороносные колоски, состоящие из мелких листочков. На верхней стороне листочков расположены мешочки со спорами. Спороносные колоски образуются в середине лета. Споры прорастают после высыпания только через 3-8 лет. Они содержат 50 % невысыхающего масла. Листья мелкие, линейно-ланцетной формы, имеют цельную листовую пластинку и располагаются спирально. На стелющихся стеблях расположены мелкие линейно-шиловидные листья.



ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПЛАУНОВ

Существуют равноспоровые и разноспоровые плауны. В спорофитах равноспоровых растений развиваются одинаковые споры (путем мейоза). У разноспоровых плаунов развиваются два типа спор: мегаспоры и микроспоры. Оба типа спор формируются в соответствующих спорангиях, которые расположены на одном спороносном колоске (стробиле). Внутри микроспоры формируется мужской заросток с антеридиями, внутри мегаспоры формируется женский заросток с архегонием.

У равноспоровых образуются споры, дающие начало обоеполым гаметофитам. Заростки вырастают из спор через 3-8 лет. Формируются слоевищные заростки двух типов:

1) подземные - в виде небольшого клубенька (до 5мм) бурого цвета, не фотосинтезируют; сапротрофы, обитают на глубине 5-8 см в почве; развиваются в симбиозе с грибом, созревают 6-15 лет (по некоторым данным, даже 15-20 лет), на них могут образовываться несколько спорофитов;

2) надземные – бледно-зеленого цвета, имеют листовидные выросты, они фотосинтезируют, но симбиоз сохраняется. Существуют переходные полуподземные формы. Для северных видов характерны только подземные заростки. На заростке формируются антеридии и архегонии, в которых образуются половые клетки (путем митоза). Архегонии и антеридии развиваются не одновременно: сначала заросток функционирует как мужской, затем как женский. Сперматозоиды двужгутиковые. Характерно перекрестное оплодотворение. С помощью капельно-жидкой влаги происходит оплодотворение и образуется зигота. В дальнейшем из зиготы развивается спорофит (молодое растение).




ЗНАЧЕНИЕ ПЛАУНОВ

1. Растут очень медленно; все виды находятся под охраной, некоторые занесены в Красную книгу

2. Животными не поедаются

3. Лекарственные растения: в медицине споры используются как детская присыпка; некоторые применяются для лечения алкоголизма; другие содержат яд, сходный по действию с ядом кураре.

4. Споры используются в металлургии при изящном литье, ими осыпают формочки.

5. Споры используются в пиротехнике при изготовлении фейерверков.

6. Участвовали в образовании каменного угля

7. Являются декоративными растениями.




Просмотров: 25

© 2016 «Биология on-line».

  • Vkontakte Social Icon