Группа Папоротникообразные
К Папоротникообразным относятся папоротники, хвощи и плауны. Представителей этой группы выделяют в самостоятельные отделы: отдел Папоротники (Папоротниковидные), отдел Хвощевидные и отдел Плауновидные.
Папоротники умеренных широт – многолетние травянистые растения, в тропических лесах встречаются древовидные формы.
Само растение папоротника является спорофитом. Спорофиты имеют толстые, мощные корневища (корневище – это видоизменённый побег), на которых каждый год образуются розетки листьев. Придаточные корни отходят от корневищ у основания листьев. На крупных листьях (вайях) располагаются мелкие листочки, которые выполняют фотосинтезирующую функцию. Также на этих листочках располагаются спорангии, в которых образуются споры.
Рис. 1. Нижняя сторона листа – сорусы.
Рис. 2. Схема строения листа папоротника.
Спорангии располагаются на нижней стороне листьев и собраны в группы. Группа спорангиев – сорус. После созревания споры рассыпаются и при попадании в благоприятные условия прорастают в заросток – гаметофит. Заросток – зелёное растение сердцевидной формы (набор хромосом – гаплоидный).
Рис. 3. Заросток папоротника с ризоидами.
С нижней стороны заростка развиваются бесцветные ризоиды, выполняющие функцию корней. Там же образуются женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы, в которых созревают половые клетки. Для передвижения сперматозоида к яйцеклетке необходима вода. После оплодотворения из зиготы (диплоидный набор хромосом) развивается зародыш (диплоидный набор хромосом), который первое время существует за счёт питательных веществ заростка. Зародыш имеет специальную ножку с присоской, при помощи которой он потребляет органические вещества из заростка. Также у зародыша имеется небольшой лист. Через некоторое время заросток отмирает, и молодой спорофит (диплоидный набор хромосом) переходит к самостоятельной жизни.
Рис. 4. Жизненный цикл папоротника. 1 – горизонтальный побег, 2 – корни, 3 – зелёный лист, 4 – гаметофит, 5 – яйцеклетка, 6 – сперматозоид
NB! Не путайте сперматозоиды и спермии. Корень «зоид» означает «подвижный». Наличие этого корня означает, что клетка является подвижной. Например, сперматозоид, шизоид. Спермии же, в отличие от сперматозоидов, неподвижны. Спермии – у семенных растений. Сперматозоиды у папоротникообразных, моховидных, водорослей, а также у животных. Однако надо понимать, что в слове ризоид «зоид» не является корнем слова. Слово ризоид произошло от слова «риза» – корень. Так что ризоиды вовсе не подвижные.
Хвощи, как правило, произрастают во влажных или заболоченных местах. Рассмотрим строение хвощей на примере полевого хвоща. Надземные побеги имеют членистые стебли с мутовчато отходящими от узлов ветвями (узлом называется место отхождения от побега листьев или ветвей). Листья мелкие, чешуевидные, собраны в узлах мутовками. В клетках кожицы стеблей и листьев откладываются кристаллики кремнезёма, поэтому тело хвощей очень жёсткое (если окажетесь в лесу, и вам потребуется пилочка для ногтей, то можете воспользоваться хвощом).
Надземные побеги хвоща ежегодно формируются из почек корневища. От корневища отходят придаточные корни.
У полевого хвоща два типа побегов. Ранней весной развиваются весенние побеги (диплоидный набор хромосом). Они светло-коричневого цвета, нефотосинтезирующие. В узлах побега располагаются пленчатые коричневые листочки, образующие мутовку, которая охватывает стебель. На концах весенних побегов формируются спороносные колоски. После созревания споры высыпаются и прорастают в заросток (гаметофит, обладающий гаплоидным набором хромосом). Заростки хвощей зелёные, свободноживущие. Гаметофиты, как правило, обоеполые – на них развиваются как женские, так и мужские половые органы. Для оплодотворения необходима вода, чтобы сперматозоид смог добраться до яйцеклетки. После оплодотворения из зиготы (диплоидный набор хромосом) развивается зародыш. Зародыш некоторое время связан с гаметофитом, а потом прорастает в спорофит (диплоидный набор хромосом).
После отмирания весенних побегов на корневище развиваются летние зелёные фотосинтезирующие побеги. Фотосинтезирующие побеги нужны для того, чтобы накопить достаточное количество питательных веществ, которые затем будут использованы при размножении с помощью нефотосинтезирующих побегов.
Рис. 5. Хвощи: весенние побеги (слева) и летний побег (справа).
Плауны умеренных широт – вечнозелёные растения, образующие зелёный покров на почве в хвойных лесах. Спорофит (диплоидный набор хромосом) плауна имеет ветвящееся подземное корневище, от которого отходят надземные побеги и придаточные корни. Чешуевидные листья плауна располагаются спирально на побегах. Стебли плауна стелются по земле, от них вверх отходят вертикальные побеги, некоторые из которых заканчиваются спороносными колосками.
Рис. 6. Плаун годичный. Видны спороносные колоски.
После прорастания споры плауна дают начало обоеполым гаметофитам (гаплоидный набор хромосом). Гаметофиты – нефотосинтезирующие растения, которые развиваются под землёй в симбиозе с почвенными грибами. Для оплодотворения необходима вода – по ней двужгутиковый сперматозоид плывёт к яйцеклетке. После оплодотворения из зиготы развивается зародыш (диплоидный набор хромосом). Он некоторое время живёт, будучи прикреплённым к гаметофиту. Затем гаметофит отмирает, и из зародыша развивается самостоятельное растение – спорофит.
В каменноугольном периоде палеозоя древние папоротникообразные образовали гигантские залежи каменного угля, который активно используется человечеством сегодня. В ту эпоху папоротники, хвощи и плауны образовывали леса. Это были древовидные растения высотой почти в 40 метров (примерно такую же высоту имеют современные сосны). Каменный уголь образовался в результате того, что стволы папоротникообразных спрессовывались и разлагались практически без доступа кислорода в течение миллионов лет. Современные папоротникообразные используют в медицине и в качестве декоративных растений.
Решить тест по теме "Папоротникообразные" || Вернуться в раздел "Теория и практика"
