какие функции у корневища папоротника

Bio-Lessons

Образовательный сайт по биологии

Папоротниковидные (папоротниковые) растения

Общая характеристика, особенности строения, размножение папоротниковых.

Среди высших споровых растений папоротниковидные появились раньше других. Исчезнувшие древовидные виды вместе с другими споровыми растениями (плауны и хвощи) 250-300 млн лет назад составляли влажные тропические леса.

Известно более 10 тыс. видов папоротниковидных. В тропических лесах растут лианы, использующие в качестве опоры другие растения. Древовидные папоротники и сегодня растут в Австралии и Новой Зеландии. Они достигают высоты 20 м. Имеются также папоротники, растущие в воде. Папоротники, растущие в Казахстане, являются многолетними травами. Древовидные папоротники у нас можно увидеть только в ботанических садах.

Папоротники — тоже споровые растения. Одним из наиболее распространенных их представителей является щитовник. Он растет во влажных тенистых местах, под пологом леса и по сырым оврагам. Щитовник имеет хорошо развитые корневища. Вниз от корневищ отходят придаточные корни, вверх — листья. У травянистых папоротников, растущих в Казахстане, нет надземных стеблей, но хорошо развиты корневища. Листья крупные, перисторассеченные. Их называют вайи. Отрастание листьев начинается весной. Вначале они свернуты и имеют улиткообразную форму, затем распрямляются. Растут они кончиками, достигают очень больших размеров. Листья выполняют 2 функции: 1) в процессе фотосинтеза они образуют органические вещества; 2) образуют споры и участвуют в размножении (рис.1).

Рис.1 Строение папоротника щитовника

Папоротниковидные размножаются вегетативным, бесполым и половым путями. Вегетативное размножение осуществляется корневищем. Некоторым видам свойственно также размножение почками. Такие почки располагаются по длине листа. Из почек появляются маленькие папоротники. Они пускают корни, отрываются от листа, прикрепляются к почве и превращаются в настоящие папоротники.

Бесполое размножение. В летнее время у щитовника на нижней стороне листа образуются сорусы (группы расположенных скученно спор или спорангиев). В спорангиях, как вы знаете, развиваются споры. Спорангии прикрепляются к центральной жилке листа длинными ножками. Сверху сорус покрыт защитным покрывальцем, по форме похожим па почку. При созревании спор происходит разрыв оболочки спорангия, и споры высыпаются наружу.

В благоприятных условиях из споры вырастает заросток. Он представляет собой пластину сердцевидной формы зеленого цвета диаметром до 4 мм. К земле он прикрепляется ризоидами.

Половое размножение. На нижней стороне пластины заростка образуются женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы. В них образуются гаметы. Они сливаются. Из оплодотворенной яйцеклетки образуется зигота, а из нее — зародыш. В зародыше имеются зачатки органов будущего растения. В первое время он питается за счет заростка. Постепенно из зародыша вырастает молодое растеньице папоротника с мелкими листьями (рис.2).

Рис.2 Размножение папоротника

Значение папоротниковидных в природе и в жизни людей очень велико. Их выращивают в оранжереях в качестве декоративных растений и часто используют для озеленения. Некоторые виды папоротников являются лекарственными растениями. Например, корневища щитовника издавна применяются против болезней, вызываемых кишечными паразитами. Из его листьев получают настойки для лечения ран, простуды и обезболивающие препараты.

Молодые листья некоторых видов и сердцевину древовидных папоротников используют в пищу.

Ископаемые древовидные папоротники вместе с другими споровыми растениями сыграли огромную роль в образовании залежей каменного угля.

300 млн лет назад климат па Земле было влажным и теплым. Леса из папоротниковидных были заболочены или залиты водой. Погибая, высокие деревья (высота до 40 м) падали прямо в воду, покрывались илом и песком. Под давлением воды они уплотнялись. В результате за миллионы лет такое уплотнение(без доступа кислорода) превратило их в каменный уголь.

Каменный уголь — топливо, дающее много тепла. Кроме того, он является сырьем для химической промышленности. Из него вырабатывают пластмассы, асфальт, мыло, смолы и другую необходимую народному хозяйству продукцию.

Жизненный цикл папоротниковидных растений происходит в две стадии. Сначала образуются споры, из которых развиваются заростки. На нижней стороне заростков образуются женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы, в которых формируются половые клетки — гаметы. После их слияния образуются зиготы, из которых развиваются зародыши. Листья папоротников растут кончиками и достигают очень больших размеров.

Папоротники выращивают в оранжереях в качестве декоративных растений и часто используют для озеленения. Некоторые виды папоротников являются лекарственными растениями. Ископаемые древовидные папоротники сыграли огромную роль в образовании залежей каменного угля.

Одним из наиболее распространенных представителей папоротников является щитовник. Встречаются и исчезающие виды, например щитовник мынжилкенский. Он занесен в Красную книгу Казахстана.

Биологический русско-английский глоссарий

Источник

Строение папоротников: особенности и описание внешнего вида

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

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.

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.

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.

ЧИТАЙТЕ ЕЩЕ О ПАПОРОТНИКАХ:

Источник

Папоротники

Папоротники — наиболее древняя группа высших растений. Встречаются в различных экологических условиях. В умеренных зонах это травянистые растения, наиболее распространены во влажных лесах; некоторые растут на заболоченных местах и в водоёмах, их листья отмирают на зиму. Во влажных тропических лесах встречаются древовидные папоротники с колоноподобным стволом высотой до 20 метров.

Наиболее распространённые папоротники — орляк, страусник.

Строение

Господствующей фазой в жизненном цикле папоротника является спорофит (взрослое растение). Почти у всех папоротников спорофит многолетний. Спорофит имеет довольно сложное строение. От корневища вертикально вверх отходят листья, вниз — придаточные корни (первичный корень быстро отмирает). Часто на корнях образуются выводковые почки, обеспечивающие вегетативное размножение растений.

Общий вид папоротника

Размножение

Спорангии находятся на нижней стороне листа, собраны кучками (сорусы). Сверху сорусы прикрыты покрывальцем (кольцо). Споры рассеиваются при разрыве стенки спорангия, а кольцо, оторвавшись от тонкостенных клеток, ведёт себя подобно пружине. Число спор на одном растении достигает десятков, сотен миллионов, иногда миллиардов.

Лист папоротника с нижней стороны

На влажной почве споры прорастают в маленькую зелёную сердцеобразную пластинку величиной несколько миллиметров. Это заросток (гаметофит). Он располагается почти горизонтально к поверхности земли, прикрепляясь к ней ризоидами. Заросток обоеполый. На нижней стороне заростка образуются женские и мужские половые органы (мужские — антеридии, женские — архегонии).

Оплодотворение происходит в водной среде (во время росы, дождя или под водой).

Мужские гаметы — сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, проникают внутрь и гаметы сливаются.

Происходит оплодотворение, в результате чего образуется зигота (оплодотворённая яйцеклетка).

Из оплодотворённой яйцеклетки формируется зародыш спорофита, состоящий из гаустории — ножки, которой он врастает в ткани заростка и потребляет из него питательные вещества, зародышевого корешка, почки, первого листа зародыша — «семядоли».

Со временем из заростка развивается растение папоротник.

Схема развития папоротника

Таким образом, гаметофит папоротников существует независимо от спорофита и приспособлен к обитанию в условиях увлажнения.

Спорофитом является всё растение, которое вырастает из зиготы — типичное сухопутное растение.

Источник

Какие функции у корневища папоротника

Высшие споровые растения

Общая характеристика Папоротникообразных

Отдел Папоротниковидные

В настоящее время отдел насчитывает примерно 12 000 видов.

Жизненные формы: травы, деревья (рис. 1) и лианы (несколько тропических видов). Есть водные формы (сальвиния плавающая (рис. 2)).

Листья папоротников — вайи — цельные или сложно расчлененные с хорошо развитой проводящей системой. Развитие листа происходит из «улитки» (рис. 3).

Листья могут быть дифференцированы на стерильные и фертильные (ужовник (рис. 4)), или выполнять одновременно обе функции (большинство папоротников (рис. 5)). У страусника фертильные листья не фотосинтезируют (рис. 6).

Большинство папоротников имеют подземное корневище и хорошо развитые придаточные корни (рис. 7).

Жизненный цикл папоротников включает чередование гаплоидного гаметофита и диплоидного спорофита с преобладанием спорофита. В жизненном цикле происходит чередование полового и бесполого размножения (рис. 8).

При бесполом размножении на нижней стороне листа образуются парные выросты — сорусы (рис. 9). Сорус представляет собой ножку и покрывальце, закрывающее снизу шаровидные спорангии (рис. 10), отходящие от основания ножки. В спорангиях формируются материнские клетки спор, которые делятся мейозом с образованием гаплоидных клеток, становящихся спорами. В сухую погоду края покрывальца отгибаются, а оболочка спорангия лопается из-за неравномерного утолщения стенок образующих ее клеток.

Из спор, попавших во влажное освещенное место, развивается гаплоидный гаметофит папоротника — заросток — в виде сердцевидной пластинки с многочисленными ризоидами. На его нижней стороне образуются антеридии со сперматозоидами и архегонии с яйцеклетками. Так же как и мхам, папоротникам для оплодотворения нужна вода. По ней многожгутиковые сперматозоиды папоротника плывут к архегониям. Там сперматозоиды сливаются с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Из нее вырастает новое диплоидное растение.

В лесах умеренной зоны наиболее часто встречаются щитовник мужской, кочедыжник женский, орляк.

Отдел плауновидные

Представителем плаунов, часто встречающихся в нашей стране, является плаун булавовидный (рис. 11).

В жизненном цикле плаунов, как и всех папоротникообразных, происходит чередование полового и бесполого размножения (рис. 12). На концах побегов плауна образуются прямостоячие спороносные колоски — стробилы. Спороносные колоски покрыты видоизмененными чешуевидными листочками — спорофиллами — на которых образуются спорангии. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры. Созревшие споры высыпаются, и из них развивается гаплоидный заросток. У многих видов плаунов заросток развивается под землей в течение нескольких лет, питаясь гетеротрофно, в основном за счет симбиоза с грибом. На зрелом гаметофите образуются архегонии с яйцеклетками и антеридии со сперматозоидами. После оплодотворения из зиготы развивается диплоидный спорофит, который питается за счет гаметофита, пока не достигнет поверхности земли, где он начинает фотосинтезировать.

Отдел хвощевидные

Древняя группа сосудистых растений, представленная в настоящее время примерно 30 видами.

Стебли полые, состоящие из отдельных члеников и выполняющие функцию фотосинтеза (рис. 13). Для увеличения прочности под эпидермой проходят пучки волокон склеренхимы, образуя ребра на поверхности стебля. Кроме того, в стеблях хвощей откладываются мелкие кристаллы окиси кремния, увеличивающие их жесткость.

Под землей у хвоща образуется густая сеть корневищ, служащих для вегетативного размножения и переживания зимы.

Весной из-под земли вырастают спороносные побеги. Они имеют коричневый цвет, т. к. не содержат хлорофилла и живут за счет накопленных в прошлом году запасов питательных веществ. На их спорофиллах в результате мейоза образуются гаплоидные споры, которые имеют специальные нитевидные выросты, меняющие форму в зависимости от влажности. Это позволяет им легче покидать спорангий и шире распространяться. Они дают начало гаплоидному заростку. Жизненный цикл хвощей похож на жизненный цикл папоротников (рис. 14).

Источник

Папоротники

Папоротники (Polypodiоphyta) — это самый многочисленный отдел бессемянных сосудистых растений, примерно с 11 000 ныне живущими видами. Недавние исследования доказали, что они могут быть самыми близкими родственниками семенных растений. Сегодня — это процветающая, широко распространённая группа, 75% видов которой обитает в тропиках. Дождевые леса, в состав которых входят в том числе и древовидные папоротники, существуют в тропиках и субтропиках Австралии, Америки и Азии.

Также как хвощи и плауны, папоротники — древнейшая группа растений. Появились они в конце палеозоя — начале мезозоя. Древовидные виды папоротников, входившие в состав лесов каменноугольного периода, сыграли наибольшую роль в сложении растительного покрова Земли.

Лес каменноугольного периода. Источник: https://lib.nspu.ru/umk/

Жизненные формы папоротников

Сегодня папоротники растут на всех материках кроме Антарктиды и в различных экологических условиях. Но наибольшее разнообразие их видов и жизненных форм представлено во влажных тропических и субтропических лесах. В умеренных широтах все папоротники, за исключением сальвинии плавающей, — это травянистые растения с короткими или длинными подземными корневищами.

У длиннокорневищных папоротников (голокучника Линнея, орляка и др.) листья находятся на большом расстоянии друг от друга из-за наличия междоузлий в несколько сантиметров длиной. У большей части папоротников листья образуют розетку на коротких корневищах. Розетка их чаще отмирает осенью, а основание остаётся на тонком (до 1 см) стебле.

Самые мелкие наземные папоротники из рода Трихоманес (Trichomanes) имеют длину от 3-4 мм до 2-4 см, а самые крупные виды рода Ангиоптерис семейства Мараттиевых (Marattiaceae), образующие часто густые заросли, имеют клубневидные стебли диаметром до 1 м. На них растут листья длиной 5-6 м с длинными крепкими черешками и сильно расчленёнными листовыми пластинками.

Angiopteris evecta.
Автор: Not tirt, CC BY-SA 4.0

Папоротники-эпифиты

Один из замечательных папоротников-эпифитов, придающий своеобразный облик лесам Старого Света, — асплениум гнездовый, или птичье гнездо, издали создаёт впечатление огромных птичьих гнёзд. Его короткие толстые побеги прочно закрепляются на стволах и ветвях деревьев с помощью многочисленных переплетающихся и сильно опушённых корней. На вершинах побегов формируются изумительной красоты розетки кожистых листьев, достигающих иногда 2 м длины. Вся масса листьев и корней способна накапливать перегной и поглощать влагу из атмосферы, обеспечивая себе и питание, и водоснабжение.

Во всех тропических лесах широко распространены виды рода платицериума, или оленьего рога. Их короткие стебли также прикрепляются к коре деревьев многочисленными корнями. Вегетативные листья имеют вид плоских округлых пластинок, которые своими основаниями плотно прижаты к стволу, а их вершины отстают от стебля, образуя нишу в виде кармана. В нише скапливаются отстающая кора деревьев и опадающие листья самого растения, т. е. они сами формируют себе почву.

У платицериума большого в такой нише, глубиной более 1 м, может скапливаться до 100 кг почвы; под их тяжестью деревья –носители иногда выворачиваются с корнями. Несколько позднее возникают вегетативные или спороносные листья, дихотомически или пальчато-ветвящиеся, за что папоротник и получил название олений рог.

Наряду с высокоспециализированными описанными выше формами существует много мелких эпифитов и эпифиллов, относящихся к родам трихоманес и схизея. Листья одних видов покрыты гигроскопическими волосками, поглощающими влагу из атмосферы и снижающими испарение. У других они не содержат волосков, но в сухой период способны переходить в анабиоз.

Папоротники в форме лиан встречаются намного реже. Одни из них просто опираются на стволы деревьев, другие снабжены придаточными корнями, шипами на листьях или тонкими черешками.

Наибольший интерес представляет род лигодиум, имеющий уникальную жизненную форму листовой лианы. Вдоль его длинного стелющегося побега с нижней стороны отходят корни, а на верхней стороне двумя рядами располагаются очень своеобразные многократно перисторассечённые листья; их черешки способны к весьма длительному нарастанию, достигая иногда длины 30 м. Обвиваясь вокруг стволов деревьев, они выносят вверх доли листа ближе к свету.

Под каждым листом формируются корни, одни из которых достигают поверхности земли, а другие остаются воздушными. Стеблевые корни также пронизаны склеренхимными пучками, что придаёт им большую прочность. Черешки, направленные вверх, и корни, направленные вниз, переплетаясь, образуют вокруг стебля прочный цилиндр наподобие панцирной сетки, выполняющее опорную функцию. Но по существу древовидные папоротники представляют собой гигантские травы.

Cyathea microdonta.
Автор: Алехандро Байер Тамайо, CC BY-SA 2.0

Провести чёткую границу между травами и древовидными формами невозможно. В пределах одного вида размеры папоротников могут варьировать от нескольких дециметров до нескольких метров, что в значительной степени определяется почвенными и температурными условиями.

К водным папоротникам относят всего несколько родов трав, обитающих в воде или на болотах.

Azolla filiculoides — папоротник, Salvinia natans (папоротник), Ricciocarpos natans (моховидное).
Автор: Christian Fischer, CC BY-SA 3.0

Даже такой короткий перечень жизненных форм говорит о большом морфологическом разнообразии папоротников, это касается листьев, стеблей и побегов в целом.

Строение папоротника

Спорофит папоротников структурно устроен более сложно, чем у мхов. Он имеет сосудистые ткани и хорошо дифференцированное на стебли, корни и листья тело. Как и хвощи они содержат горизонтальные подземные видоизменённые побеги — корневища. В умеренном климате у травянистых папоротников в начале вегетационного периода из почек на корневище образуются листья, свёрнутые улиткой. Туго скрученные, они легко преодолевают препятствия и выходят на поверхность почвы, где уже могут спокойно раскрываться без повреждений.

Главнейшие особенности папоротников:

Корневище папоротника

Морфологическая характеристика папоротников часто сталкивается с терминологическими трудностями, так как термины и понятия, разработанные для цветковых, не всегда приемлемы для папоротников. Это прежде всего относится к понятию корневища папоротников, которое в ходе развития может менять свою природу.

У изученных видов корневищных папоротников зигота при делении образует четыре клетки; из одной возникает гаустория, из второй — корень, из третьей — лист, из четвёртой — стебель, т.е. стебель, корень и лист — это равноценные гомологичные органы. Чаще всего зародышевый корень и лист опережают в своём развитии стебель, поэтому происходит формирование листа с корнем у основания. В основании черешка первого листа закладывается меристематический бугорок, формирующий новый лист с корнем у основания.

У длиннокорневищных папоротников на вершине, в непосредственной близости от верхушечной (апикальной) инициальной клетки, вычленяется бугорок из меристематических клеток. Из него может развиваться либо боковое корневище, либо лист, что также указывает на гомологичность этих органов. Вершина корневища длиннокорневищных папоротников может быть покрытой многочисленными чешуйками или оставаться совсем голой.

У некоторых папоротников, например у нефролеписа клубненосного, из стеблевых почек развиваются тонкие столонообразные корневища, лишённые листьев и покрытые кожистыми чешуйками. Выходя на поверхность земли, они формируют новую розетку. Кроме того на столонах возникают клубневидные боковые ответвления, осуществляющие вегетативное размножение.

Стебель папоротников

Стволы (у травянистых форм корневища) в молодости имеют чаще всего центральную протостелу, которая в более старых частях переходит в структуру типа сифоно- и полистелы самых разнообразных форм чаще всего с центральной ксилемой и периферической флоэмой. Изредка даже образуются сосуды (как у Pteridium aquilinum).

Проводящий пучок окружен экзодермой. Вторичного утолщения нет, а прочность стволов достигается иначе, чем у Lycopodiopsidaи Equisetopsida: многочисленные пучки листовых следов проходят чаще всего на большом расстоянии в коре и вместе со склеренхимными пластинками укрепляют стебель. У некоторых древовидных папоротников прочность ствола повышается также благодаря мантии из жестких придаточных корней. Иногда такой покров может быть чрезвычайно толстым (до нескольких дециметров).

Листоподобные органы папоротников

По гистологическому строению (наличию палисадной и губчатой паренхимы) эти листья в значительной мере напоминают листья высших наземных растений, однако клетки эпидермы у папоротников чаще всего содержат хлоропласты.

Основания листьев, черешки и листовые пластинки у многих видов покрыты чешуйками, которые иногда рассматриваются как микрофиллы (маленькие листья) — листья энационного происхождения. Разнообразие их форм, размеров, цвета составляет важный систематический признак.

Наряду с рассечёнными листьями в разных семействах имеются цельные листья. Характерно, что во влажных тропических лесах цельными листьями обладают, как правило, мелкие папоротники, а все крупные имеют рассечённые листовые пластинки. Это, по-видимому, связано с характером тропических ливней при которых мощные потоки воды свободно проходят сквозь рассечённую листовую пластинку, не нарушая её цельности. Не менее разнообразно жилкование листьев от наиболее примитивного открытого, до более совершенного — сетчатого.

Асплениум

У большинства видов папоротников листья совмещают две функции — фотосинтеза и спороношения, однако у многих видов наблюдается диморфизм листьев — одни выполняют функцию фотосинтеза, а другие — только спороношения, например у страусника, трихоматеса.

У некоторых видов (ужовниковых, осмунды) имеется диморфизм частей листа. Палеонтологический материал показывает, что все три типа листьев существовали уже в раннем палеозое и формировались независимо друг от друга.

Сорусы на вайях папоротника

Анализ вегетативных органов папоротника выявляет способность превращения одного органа в другой, это указывает на то, что дифференциация на органы у них не всегда жёстко закреплена генетически.

Размножение папоротников

Папоротники размножаются вегетативным, бесполым и половым путём. Вегетативное размножение распространено среди папоротников широко. Часто оно осуществляется с помощью выводковых почек, возникающих на листьях, стеблях и корнях. Вегетативному размножению служит также превращение стеблей и даже листьев в ползучие столоны. Бесполое размножение происходит за счёт спор, большинство видов — равноспоровые растения, количество разноспоровых среди папоротников невелико.

Вайи папоротника с сорусами по краю

Расположение спорангиев или сорусов на нижней стороне листа оказывается биологически выгодным:

Цикл развития папоротника

Жизненный цикл папоротника отличается от мхов доминированием и большей самостоятельностью бесполой спорофитной фазы. Их спорофиты могут быть менее сантиметра в диаметре (как у водных папоротников, таких как азолла) или более 24 м высотой, с листьями до 5 м и более у древовидных папоротников. Гаметофиты же очень мелкие, редко достигающие 6 мм в диаметре. И гаметофит и спорофит папоротников содержат хлоропласты и способны к фотосинтезу.

Жизненный цикл папоротника

Диплоидные материнские споровые клетки в спорангиях подвергаются мейозу, продуцируя гаплоидные споры. Зрелые споры катапультируются из спорангия. Споры могут находиться в покоящемся состоянии от нескольких до десятков лет. Те из них, которые попадают в подходящие условия, могут прорасти и дать начало фотосинтезирующему гаметофиту — заростку — половой стадии жизненного цикла. Для прорастания спор необходима влага, положительная температура, определённая кислотность почв, интенсивность и качество света, специфичное для каждого вида.

Заросток папоротника толщиной в одну клетку, за исключением центральной части, и в форме сердца, имеет ризоиды, закрепляющие их в почве. У большинства равноспоровых они ведут наземный образ жизни, осуществляя автотрофное питание. Продолжительность их жизни, как правило, исчисляется несколькими месяцами и лишь у отдельных примитивных видов, гаметофиты живут несколько лет (иногда до 10-15).

Ризоиды — это не настоящие корни, в них нет проводящих тканей, но они действительно помогают транспортировать воду и питательные вещества из почвы.

Колбообразные архегонии (женские половые органы) и шаровидные антеридии (мужские) производятся либо на одном, либо на разных заростках. Архегонии образуются чаще всего позже, чем антеридии, что благоприятствует перекрёстному оплодотворению. При очень плохом питании образование архегониев полностью подавляется.

Спорофит папоротника

Половые гаплоидные клетки у всех споровых образуются в результате митоза из гаплоидных клеток. Многоклеточные архегонии образуют по одной яйцеклетке и обеспечивают защиту зародышей. Сперматозоиды, образующиеся в антеридиях, снабжены жгутиками, при помощи которых они плавают к архегонию при наличии воды во время дождя, росы или у водных папоротников прямо в реке. Двигаются они, ориентируясь на химические вещества, вырабатываемые архегониями.

После оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом образуется диплоидная зигота, которая развивается в новый спорофит. Развивающийся зародыш папоротника имеет более надёжную защиту, чем у харовых водорослей. Но она тоже не может вступить в фазу покоя, чтобы пережить суровую зиму как эмбрион семенных.

Вам будет интересно

В ботанике листья – это вегетативные органы, части побега сосудистых растений. В норме они развиваются…

Ботаника — это комплексный раздел биологии, изучающий растения. Как наука она появилась на базе практических…

Хвощ (Equisetum) — единственный современный род сосудистых споровых растений, чаще выделяемый в самостоятельный отдел Хвощевидные.…

Плаун, или Ликоподиум (Lycopоdium, от Lycos — волк, Podos — нога) — это род класса…

Источник