Какое строение папоротника — особенности листьев, корней папоротников

Папоротниковидные растения существуют с очень давних времен и представлены самыми разными жизненными формами. Первые такие растения появились предположительно 400 млн лет назад. Сейчас они обитают преимущественно в местах с повышенной влажностью. Особенное строение помогает им легко приспосабливаться к новым условиям роста.

Общее описание папоротниковидных растений

Существует несколько версий по поводу того, что такое папоротник. Научное сообщество причисляет его к самым старейшим растениям – ринофитам. В процессе эволюции строение папоротника стало более сложным, вот почему папоротник относят к высшим растениям.

Папоротник не спутаешь ни с каким другим растением

Несколько фактов, которые подтверждают это мнение:

• Растение развивается циклами.
• Присутствует развитая сосудистая система.
• Кусты отличаются хорошей способностью адаптации к способу обитания на суше.

Представители папоротников – многолетние кустарники, принадлежащие к споровым. Однако все равно многих цветоводов волнует вопрос: папоротник – это кустарник или трава. Оба варианта ответа положительны.

Папоротники отличаются разнообразием окрасов и расцветок. Поэтому каждое растение прекрасно по-своему и непременно украшает место, на котором растет. Эти необычные кустарники часто используются в создании дизайна ландшафта и в домашнем интерьере. Они практически не болеют при правильном уходе.

Растение имеет вид вечнозеленого кустарника и не цветет. Однако для славян этот цветок был и остается символом любви, счастья. Есть традиция искать его в ночь на праздник Ивана Купалы.

Биологическая классификация папоротниковых

Классификация папоротникообразных достаточно сложна из-за большого количества видов. Издавна ученые предпринимали попытки выстроить систему. Были пробные схемы, которые отличались друг от друга. И только намного позже возникла единая классификация, в основе которой лежит строение органа размножения (спорангия) и некоторые другие признаки.

Кратко – все растения разделяют на 2 группы: древние и современники. Отдел папоротников составляет 7 классов вымерших и существующих в настоящее время сосудистых растений. Ниже кратко представлены эти классы:

• самая старейшая и простая по строению группа Аневрофитопсиды;
• древний представитель, схожий по внешнем виду с хвойными – Археоптеридопсиды (Archaeopteridopsida);
• «слепая эволюционная ветвь» – так прозвали Кладоксилопсиды (Cladoxylopsida);
• переходная категория к современникам представлена Зигоптеридопсидами (Zygopteridopsida или Goenopteridopsida);
• современные растения – Офиоглоссопсиды или ужовниковые (Ophioglossopsida);
• крупные и компактные многолетники – Мараттиопсиды (Marattiopsida);
• еще одни современники, среди которых чаще встречаются многолетние, реже – однолетние растения – Полиподиопсиды (Polypodiopsida).

Последние подразделяются на 3 подкласса: Polypodiidae, Marsileidae, Salviniidae.

Переходный класс папоротников

История видов папоротниковых растений

Папоротниковидные ведут свою историю еще со времен, когда на планете были динозавры. Тогда был благоприятный теплый тропический климат. Отдельные виды вырастали просто огромными по современным меркам – до 30 м.

Время шло, а климат менялся не в лучшую сторону, в результате чего произошли катаклизмы и древнейшие формы растения не сохранились до наших дней. Современный отдел папоротники очень отличается от своих предков и величиной, и формами. Наиболее многочисленная группа состоит из 300 родов, представленных 10 000 видов.

Самые высокие растения произрастают в благоприятном для них климате – тропическом и субтропическом. Отдельные особи вырастают до 20 м.

Самые высокие папоротники растут в тропиках

Распространенность в природе, примеры видов

Где и когда растет папоротник, напрямую зависит от уровня влажности и температуры окружающей среды. Проще говоря, какой климат преобладает на данной территории. Они могут обитать в лесах, реках, озерах, болотах, а также на сырых лугах, оврагах, у дорожных обочин, расщелин скал.

В умеренном климате встречается около 100 травянистых растений. Описания папоротников зависят от вида:

• Орляк: лист папоротника этого сорта легко узнать по форме, похожей на зонтик в открытом состоянии. Обитает в лесах (преимущественно сосновых) и годится для применения в пищу.
• Щитовник мужской с длиной стеблей до 1,5 м, достаточно редкий вид, его экстракт обладает лечебным свойством убивать гельминтов, что успешно применяется медициной.
• Многорядник отличается темными зелеными листьями, которые расположены на стебле в ряд.
• Осмунда произрастает в природных условиях на востоке Азии и американском Севере, выделяется блестящей поверхностью удлиненных листьев.
• Кочедыжник женский – крупных размеров растение с изящными листиками.
• Страусник известен как один из красивейших папоротников, у него длинные корневища, создающие настоящие заросли, данный эффект применяется в декорировании ландшафта.

Есть сорта, предназначенные для выращивания в комнатных условиях:

• Птерис;
• Диксония;
• Костенец;
• Даваллия;
• Нефролепсис;
• Асплениум.

Страусник обыкновенный

Отдельно стоит выделить Юниор – сорт с гофрированным листом.

В горах можно увидеть еще одно удивительное растение с изящными ажурными листьями. Называется Венерин волос. Встречаются также подводные обитатели, например, Marsilea quadrifolia. А папоротник Дикраноптерис обладает очень прочными черешками.

Есть папоротники, которые относятся к редким и вымирающим видам. Так, Сальвиния занесена в белорусскую Красную книгу.

Сколько живут папоротники

На вопрос, сколько могут жить папоротники, нет однозначного ответа. Это зависит и от места, и от ухода (если растет дома или в саду). Играет роль и принадлежность к виду. В умеренном климате при наступлении похолодания верхняя часть растения сразу отмирает, а в тропических условиях куст способен расти много лет подряд.

Однако корни, которые являются придаточными, обновляются каждые 4 года, а корневище увеличивает продолжительность жизни в таком случае до целого века. Именно мощная корневая система позволяет растению выживать и адаптироваться к изменяющимся условиям.

Особенности питания растения

Папоротниковидные – это растения, которые питаются посредством корней и листьев. Важные микроэлементы и воду они всасывают из земли. Листочки задействованы в фотосинтезе. Таким образом, происходит получение сахара, крахмала, которые требуются для работы всех органов папоротника.

Разбор строения папоротниковых растений

Предки папоротников были устроены проще современных видов.

Листья, вайи

Особенность строения представлена массивными листами, которые тяжелее всего стебля папоротника. Они отличаются многообразием форм, имеют свои особенности в росте и устроении. Как правило, листья имеют форму перьев и рассечены. Листья папоротника называются вайи (такое определение дано учеными). Листовой черешок крепится к стеблевой части, находящейся под землей, поэтому не сразу удается увидеть начало листа.

Листья развиваются сначала под землей. Этот период продолжается 2 года. На третий год становятся видны над поверхностью. Из-за роста верхушек идет стремительное разрастание. У многих вайи принимают участие в фотосинтезе, процессе вегетации и спорообразовании.

Споры образуются на обратной стороне листовой пластины как одиночно, так и группами.

Листья

Стебли

Стебель папоротников всегда небольшой и развит мало. Исключение составляют растения в тропиках, которые вырастают до размеров дерева. Их стволы крупные, покрытые корой. Вьющийся стебель может быть очень длинным.

Корневая система

Корневая система представлена корневищем и множеством придатков. Стебель покрыт тканью, которая отлично проводит и вбирает в себя воду. По пучкам-сосудам она движется к листьям.

Органы размножения

Вся жизнь растения имеет 2 главных цикла:

1. Продолжительный бесполовой, когда папоротник не размножается – спорофит.
2. Короткий – гаметофит, когда происходит размножение.

Органы размножения представлены спорангиями, внутри которых содержатся споры. Находятся на обратной стороне листа. Когда споры достаточно созревают, ветер разносит их на далекие расстояния.

Не все споры выживают, только некоторая часть. Фаза размножения берет начало с прорастания и преобразования в заросток, который носит название гаметофит. Он напоминает пластину размером несколько мм в форме сердца зеленого цвета.

Снизу у гаметофита образуются антеридии и архегонии, соответственно женские и мужские органы размножения. В них продуцируются яйцеклетки и сперматозоиды, соединяющиеся при достаточном уровне влажности. В результате появляется зигота. Именно из нее и появляется зародыш будущего растения.

Спорообразование

Папоротник может размножаться вегетативным путем. В этом случае появляются выводковые почки на корешках и стебле. Редкие и красивые сорта размножаются только через споры.

Сравнение с другими травянистыми растениями

Папоротниковидные включают в себя папоротники, плауны, хвощи. У них одно происхождение, и все они множатся посредством образования спор. Однако папоротники имеют и отличительные свойства от травянистых:

• корневая система и сложное строение листьев отличается от водорослей;
• преобладание спорофита в поколениях в отличие от мхов, которые в поколениях имеют, как правило, гаметофит;
• наличие тканей, способных проводить воду;
• отсутствие цветения.

Папоротник – древнейшее, красивое растение, которое украсит и садовый участок, и внутреннее помещение квартиры. Его химический состав наделен лечебными свойствами, что применяется в медицине. Есть сорта, подходящие для употребления в пищу.

Автор:

Aндрeй Филoнeнкo