Общие черты папоротникообразных и их значение в природе и жизни человека

Общие черты папоротникообразных

Папоротникообразные растения или Polipodiophita представляют собой отдел высших споровых растений, в который входит свыше 10 тысяч видов, распространенных в пустынях, сухих сосновых лесах, в озерах, на болотах и в соленых водоемах.

Одна из основных характеристик папоротника и других высших растений — чередование поколений. В цикле развития папоротника преобладает спорофит. Чаще всего он представляет собой многолетнее травянистое или деревянистое растение со стеблем, листьями и придаточными корнями. Листья обычно называют вайями — они как правило перистые, иногда простые или пальчатые, длиной от 2-4 до 30 мм.

Есть среди папоротникообразных и совсем небольшие представители — их длина составляет всего несколько миллиметров. Древовидные гиганты достигают в длину 30 метров.

Лиановидные папоротники и эпифиты можно встретить в горных лесах — они растут на стволах и ветках деревьев.

Папоротникообразные отличаются некоторыми особенностями:

• преобладанием в жизненном цикле фазы диплоидного спорофита. Спорофит является типичным сухопутным растением;
• расположением спорангиев на нижней стороне листовой пластинки в сорусах;
• приспособлением гаметофита к жизни в условиях повышенной влажности.

Среди современных папоротникообразных есть представители равноспоровых (папоротник женский, многоножка обычная, щитовник мужской, орляк, адиантум венерин волос, вудсия альпийская) и разноспоровых (марсилия четырехлистная, сильвиния плавающая, азола).

Практически все виды являются равноспоровыми, характеризующиеся образованием морфологически одинаковых спор. Для разноспоровых папоротников свойственно формирование микро- и мегаспор.

Половое поколение, т. е. гаметофит, равноспоровых видов отличается разными формами: пластинки, ленточки, разветвленной нити или клубенька. Половое поколение может быть одно- или многолетним.

Разноспоровые папоротники отличаются сильно редуцированными раздельнополыми гаметофитами.

Оплодотворение возможно только при наличии воды.

Зигота дает начало новому гаметофиту.

Довольно частое явление — образование на корнях папоротника выводковых почек, за счет которых, в том числе, осуществляется бесполое размножение.

В отдел Папоротникообразные входит 7 классов. 4 из них — ископаемые формы, а 3 — современные виды. К последним относят:

• Ужовниковые;
• Мараттиевые;
• Полиподиевые или Папоротниковые.

Жизненный цикл щитовника мужского

Щитовник мужской или дриоптерис представляет собой многолетнее травянистое растение, которое отличается наличием толстого черно-бурого корневища и 5-7 больших дважды перисторассеченных листьев.

Рост листьев у щитовника медленный. Их закладка происходит на верхушке корневища: в первый год они остаются зачаточными. Следующим летом листики уже имеют вид спиралей, которые густо покрыты коричневыми чешуйками. К весне 3-го года листики, свернутые наподобие улиток, нарастают верхушкой, освобождаются от чешуек и быстро разворачиваются.

В листе папоротника совмещены две функции: фотосинтеза и спороношения. Летом на нижней стороне листьев происходит образование кучек спорангиев — сорусов, которые покрыты сверху тонким покрывальцем (индузием). У однослойного спорангия имеется гребневидная полоска клеток с утолщенными оболочками, за счет которой происходит раскрытие. Обычно в каждом спорангии формируется 64 одинаковые споры. У каждой споры есть 2 оболочки: внутренняя (тонкая) и внешняя (толстая).

Попадая во влажную почву, спора прорастает и образует заросток — гаметофит. Это небольшая сердцевидная зеленая пластинка, которая прикрепляется к земле при помощи одноклеточных ризоидов. Формирование половых органов происходит с нижней стороны заростка. Архегонии формируются около выемки, а антеридии — между ризоидами. Если погода влажная, то спиральные многожгутиковые сперматозоиды выходят из антеридиев, проникают в брюшко архегониев и оплодотворяют яйцеклетки.

Без периода покоя из зиготы происходит развитие зародыша — спорофита. На протяжении определенного отрезка времени он питается за счет гаметофита, а после формирует корешок, стебель и первый листик, что позволяет ему существовать самостоятельно.

Значение папоротникообразных в природе и жизни человека

Папоротникообразные принимают участие в формировании растительных сообществ лесных и горных районов, образуют существенную органическую массу (в первую очередь в тропических и субтропических лесах). Не последняя роль у папоротникообразных в образовании земного ландшафта.

Если говорить о вымерших древовидных папоротниках, то они были важной составляющей формирования залежей каменного угля. Каменный уголь сегодня используется в качестве топлива и сырья в разных отраслях промышленности. Он используется для получения бензина, керосина, горючего газа, лаков, ароматических и лекарственных веществ, различных красителей, пластмассы и др.

Некоторые современные виды культивируются в качестве оранжерейных, комнатных и садово-парковых декоративных растений. Среди них — адиантум венерин волос, птерис, нефролепис, асплений, страусиное перо и др. Молодые листья орляка, к примеру, употребляют в пищу в разных видах: свежем, соленом и маринованном.

В качестве азотного удобрения на рисовых полях используется тропический водяной папоротник азолу.

Многие папоротники широко применяются в народной медицине и гомеопатии: в лечении разнообразных заболеваний (рахита, легочных болезней, кишечных расстройств). Препараты на их основе отличаются болеутоляющим, противовоспалительным действием. Однако лучше всего они действуют как антигельминтное средство.