Папоротниковидные

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.

Щитовник мужской

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).

Мараттиевые – 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.

Гроздовник полулунный

Сальвиниевые – 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.

Сальвиниевые

Папоротники

Папоротники, 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.

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.

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.

Папоротникообразные растения

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.

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)).

Рис. 1                                                                       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).

Рис. 3                                            Рис. 4                                                   Рис. 5  

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

   Рис. 6                                                                              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).

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.

Рис. 9                                                                         Рис. 10

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.

ПАПОРОТНИК Адиантум (Adiantum)

Семейство Птерисовые (Pteridaceae)

Название этого вида комнатного папоротника происходит от греческих слов: «а» — «не» и «diant» — «мочить». Из-за гидрофобного свойства поверхности листовой пластинки этих папоротников капельки воды стекают с листьев, не смачивая их. Род Адиантум насчитывает более 200 видов, распространенных по всему земному шару. Представители этого вида папоротников растут в виде невысоких кустиков, образованных несколько пониклыми дваждыперистыми листьями (вайями), с клиновидными долями. Сорусы (образования, в которых развиваются споры) расположены на концах жилок по краям перышек и прикрыты завернутым краем, имеющим вид буроватой пленки.

Комнатные адиантумы требуют высокой влажности воздуха. тепла и неяркого освещения. Адиантумы нельзя располагать под прямыми солнечными лучами. Зимой их содержат при температуре в помещении не ниже 20 °С. Более низкая температура почвы и сквозняки губительны для растения. В отличие от других видов папоротников адиантумы предпочитают нейтральные или слабощелочные земельные смеси.

Весь год земляной ком под папоротником должен быть влажным, однако не следует допускать как избытка воды в горшке, так и пересыхания почвы. Влажность воздуха в помещении создают постоянным распылением воды над растением, но не опрыскивая его непосредственно. Для полива используют мягкую воду комнатной температуры. Время от времени горшок с адиантумом следует погружать в воду.

Адиантумы размножаются вегетативно и при помощи спор. Адиантумы хорошо смотрятся рядом с низкорослыми астильбами, примулами, ветреницами, осенними крокусами.

Адиантум Венерин волос (Adiantum capillus veneris L.)

В природе произрастает в умеренных, субтропических и тропических районах Евразии и Южной Африки. Растет в расщелинах известняковых скал, по берегам рек, в лесах. В комнатной культуре является самым распространенным и любимым среди папоротников. Темные упругие черешки его листьев действительно похожи на волосы. Адиантум Венерин волос — растение с удивительно красивыми тонко рассеченными перистыми листьями, с клиновидными листочками на коротких коричневых волосистых черешках. Сами черешки коричневые или черные, с блестящей, как бы лакированной, поверхностью.

Сорусы у папоротника поперечно-продолговатые, вытянутые по краю листового сегмента. Эта часть сегмента отгибается вниз, и сорусы оказываются в «кармашке». Растение плохо переносит сухой воздух, нуждается в частом опрыскивании.

Адиантум Венерин волос может расти в затененных помещениях. Необходимая температура зимой —16—20 °С. Подкормка требуется раз в полгода, весной и летом 

Адиантум стоповидный (Adiantum ре datum L.)

В природе растет в Северной Америке и Восточной Азии. Адиантум стоповидный — красивое растение до 60 см высотой с плоскими веерообразными листьями на тонких блестящих черных черешках. Стебли, выгибаясь, образуют подкову. Зимостойкое растение.

Адиантум красивый (Adiantum formosum R. Br.)

Родина этого растения — влажные субтропические леса Австралии и Новой Зеландии. Адиантум красивый — крупное растение, достигает 1 м в высоту. Листовые пластинки этого папоротника широкотреугольные, многократноперистые, на очень длинных фиолетово-черных черешках. Сегменты темно-зеленые, на ржавоопушенных черешках. Сорусы почкообразные, расположены в верхней части сегментов. Адиантум красивый требует особой аккуратности при пересадке из-за своего очень хрупкого корневища.

Адиантум мелкоопушенный (Adiantum bispidulum Sw)

В природе этот папоротник растет во влажных субтропиках и тропиках. Адиантум мелкоопушенный — небольшое растение с ползучим корневищем. Листья дважды-триждыперистые 15-20 см в длину. Сегменты жесткие, широкоромбовидные или округло – обратнотреугольные, опушенные с обеих сторон. Черешок 15-35 см в длину, бурый, мелкощетинисто-опушенный. Сорусы подковообразные, расположены на концах жилок

Признаки папоротников

Эта группа растений
является самой многочисленной из споровых. У них нет ни семян, ни цветов,
размножение происходит только спорами. Характерной особенностью растений
является высокая устойчивость к переменчивому климату и быстрое образование
большого количества спор. За счет последнего папоротники смогли расселиться по
Земле. Эти растения появляются возле водоемов, болот, в лесистой и скалистой
местности, а также в заброшенных зданиях.

Для оплодотворения требуется
жидкость. Стебли имеют разную форму, но они всегда меньше листвы. Еще одной
отличительной особенностью является то, что папоротники не цветут.

Виды папоротника

Видов папоротника существует очень много. По всем внешним признакам они схожи и представляют большую группу споровых растений. Размножаясь спорами, они распространились по всей земле. В ранний период папоротники главенствовали на земной планете и достигали в высоту от 5 до 25 метров. Адаптируясь в разных климатических условиях, дожили и до наших времен.

Есть травянистые, а есть древовидные культуры, есть и такие, которые растут на скалах и на стволах деревьев–эпифиты. Их можно встретить в лесах, в озерах, на болоте. Большое разнообразие травянистых видов находится в теплых и влажных местах. Виды древовидных же в основном можно увидеть в заповедниках, так как большая часть их исчезла.

В основном это декоративные красивые растения, некоторые из его видов люди стали высаживать на своих участках и в домашних условиях. Но есть вид ядовитых и условно-ядовитых растений, а есть и такие, которые обладают целебными свойствами, их применяют в лечении, а некоторые используют в пищу и имеют они разные названия.

1. Страусник, название получил по сходству с перьями страуса, очень быстро разрастается, занимая большие площади земли. Вот как раз его нежные побеги используют в пищу.
2. Орляк, название тоже получил по сходству с крыльями орла. Неприхотлив, быстро растет даже на скудных почвах. Обладает лечебными свойствами, и его тоже можно использовать в кулинарии.
3. Кочедыжник–условно-ядовитое многолетнее растение, может долго расти на одном месте, предпочитает затемненные места.
4. Щитовник–это ядовитое растение. Его можно встретить в горах, а также и в лесу, растет очень медленно. Споры у него прикрыты пластинами, похожими на щиты, отчего и получил свое название. Хоть и ядовит, а корни его используются в медицине.
5. Костенец волосовидный имеет черный стебель и небольшую высоту, растет на скалах в их расщелинах. Хорошо будет смотреться на альпийской горке в приусадебном участке. 

Можно долго еще перечислять названия, так как их очень много, осмунда, адиантум, флебодиум, многорядник и другие. В основном используются в пищу и лечебных целях–это страусник и орляк. У этого растения интересное необычное строение, и сейчас мы рассмотрим его.

Комнатные растения

Десятки видов папоротников пригодны для домашнего выращивания. Они отличаются внешним видом и имеют некоторые особенности ухода, но в целом эти растения нуждаются в высокой влажности воздуха и не переносят прямых солнечных лучей. В квартире папоротник обыкновенный можно расположить практически в любой зоне, он комфортно чувствует себя на шкафах, полках. Растение может хорошо расти в помещении, где вообще нет окон — папоротнику подойдёт искусственное освещение. Обильный полив и частые опрыскивания обязательны в летний период, зимой увлажняют меньше.

  Выращивание, посадка и уход лимонника китайского

Домашние папоротники хорошо смотрится в сочетании с орхидеей, гибискусом, олеандром.

Виды и названия папоротников, которые используют для озеленения квартир:

• Нефролепис — самый простой и распространённый вид, устойчивый к сухости воздуха. Его часто можно встретить в офисах и жилых помещениях. Этот травянистый многолетник состоит из короткого корневища и розетки перистых листьев. Нефролепис имеет много разновидностей, из них можно выделить Бостонский папоротник с короткими и широкими вайями и Тедди младший с плотными волнистыми листками.
• Адиантум удивительно красив и изящен. Этот род включает около 200 видов, которые используют и для озеленения квартир, и в качестве садовой культуры. Одним из красивейших домашних папоротников является адиантум Венерин волос с перистыми нежными листиками на блестящих коричневато-чёрных черешках. Разновидность адиантум хвостатый является удачным примером ампельного растения.
• Даваллия — эпифитное растение с ползучим надземным корневищем, покрытым волосками, что придаёт ему сходство с мягкими пушистыми лапками. Над корневищем возвышаются на упругих стеблях рассечённые вайи ярко-зелёной окраски. В природной среде обитания растёт на деревьях и в расщелинах скал, а в домашних условиях хорош как ампельное растение.
• Платицериум, или Олений рог, обладает кожистыми листьями причудливой формы, напоминающими рога оленя. Хорошо смотрится в подвесных кашпо, наполненных корой, сфагнумом и грунтом. В отличие от многих других папоротников платицериумы светолюбивы.

Водные папоротники

В домашних условиях папоротник может использоваться не только как комнатное растение, но и как украшение аквариума. Для этого подходят гидрофиты — растения, прикреплённые к почве и погружённые нижней частью в воду. В качестве аквариумных чаще всего используют два вида представителей папоротниковых растений:

1. Индийский водяной папоротник — экземпляр с мелкорассечёнными светло-зелёными листьями высотой около полуметра. Разводят такие растения в тропических аквариумах с температурой воды выше 22 °C. Для них необходимо хорошее освещение, длительность светового дня должна быть не менее 12 часов.
2. Таиландский (крыловидный) — папоротник с ланцетными ярко-зелёными листьями требует повышенной температуры (+24 °C) и сильного освещения. Растёт медленно.

Кроме того, комнатные экземпляры дезинфицируют окружающее пространство, уничтожая вредные бактерии, а также способны фильтровать воздух, поглощая формальдегиды.

  Мшанка шиловидная: посадка и уход за ирландским мхом

Многообразие

Особенно широко папоротникообразные были распространены в древности, в каменноугольном периоде (карбоне). Они составляли карбоновые леса, превратившиеся теперь в залежи каменного угля. В наше время насчитывается около 11 тысяч видов папоротникообразных.

Чтобы понять какие растения относятся к папоротникообразным, не нужно идти в лес. Многие их виды являются комнатными декоративными растениями:

• асплениум;
• нефролепис;
• адиантум.

Также они выращиваются в открытом грунте, на клумбах.

Наиболее известные наши лесные виды – это орляк обыкновенный и щитовник мужской.

Среди тропических папоротников есть немало эпифитов, растущих прикреплёнными к другим растениям, но не паразитирующих на них.

Рис. 3. Фото папоротникового тропического леса.

Скальные виды

Отдельные виды папоротников произрастают исключительно в горах, обживая скалы, щебенчатые и каменистые участки земли.

• У изящного адиантума стоповидного оригинальная форма листьев, сливающихся в эфирное ажурное облачко.
• Глянцевые простые темно-зеленые плосковетки – отличительная черта выразительной дербянки колосистой.

• Пузырник ломкий – нежный папоротник. Виды других растений не имеют столь тонких и ломких черешков, как у пузырника, с некрупными вайями, рассеченными на крошечные доли.
• Вудсия эльбская, способная формировать живописные картины в каменистых россыпях, наделена желто-зелеными продолговато-ланцетными листьями.
• Дернистые корневища костенеца волосовидного с голыми перистыми листьями, суженными кверху, покрыты пленками черноватых оттенков.
• Каменистые обнажения и стволы деревьев стали местом обитания многоножки обыкновенной, обладающей плотными перистыми вайями.
• Скребница аптечная признана единственной сухолюбивой разновидностью папоротников.

Размножение

Папоротники – споровые растения. На нижней стороне листьев располагаются спорангии – органы, в которых созревают споры.

Рис. 1. Фото спорангиев папоротника.

Созревшие споры высыпаются и могут при отсутствии влаги долго находиться в покое. При благоприятных условиях из споры вырастает заросток. Это маленький листок, размером 0.5-3 см. Обычно заросток живёт несколько месяцев, но может и 10-15 лет.

Заросток не превращается в знакомый нам папоротник, это другое поколение, которое называется гаметофитом. На нём развиваются гаметы (половые клетки).

Гаметы способны двигаться в воде. Во влажную погоду мужская и женская гаметы сливаются в одну клетку (зиготу), из которой вырастает знакомый нам папоротник (спорофит), т. е. поколение, на котором созревают споры. Процесс слияния гамет называется оплодотворением.

Таким образом, у папоротников происходит чередование полового (гаметофита) и бесполого (спорофита) поколений.

Рис. 2. Фото гаметофита папоротника.

Оплодотворение возможно только в воде. Поэтому папоротники распространены в увлажнённых местах.

Возраст папоротников

Эти удивительные растения появились еще задолго до возникновения растений семейства цветковых. Неспроста в фильмах про динозавров нередко можно увидеть примеры папоротников, названия которых уже остались лишь в энциклопедиях. Эры Палеозоя и Мезозоя прошли для папоротников довольно успешно — в то время они были не какими-нибудь кустарниками, а деревьями гигантских размеров.

Кстати, залежи каменного угля появились именно на основе древесины огромных папоротников, откуда и пошел кругооборот углерода на земле. Согласно славянским поверьям и мифам, ночью в праздник Ивана Купалы распускается цветок лесного папоротника. Происходит это буквально на один миг, и человек, который сможет сорвать цветок, непременно узнает тайны мироздания, обретет способности к ясновидению или найдет клад.