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.
Папоротникообразные
Мы рассмотрим строение папоротникообразных растений, их подземные и надземные части, цикл развития папоротника, в который входит бесполое и половое размножение, разнообразие этого отдела.
Строение папоротника
Папоротникообразные – группа высших споровых растений. К ним относятся папоротники, хвощи, плауны, которые растут преимущественно в увлажненных тенистых местах, все они имеют корни, листья, стебли. Подземные части папоротника представлены корневищем, от которого отходят корни, а наземные представлены особыми листьями (Рис.1).
Рис. 1. Строение папоротника
У папоротника не совсем обычные для нас листья, они существенно отличаются. Лист папоротника растет неограниченное время, на нижней части которого располагаются споры в мешочках-спорангиях (Рис. 2).
Рис. 2. Лист папоротника и спорангии (мешочки со спорами) на нем
У цветковых растений мы никогда не увидим спорангиев на нижних частях листьев, поэтому мы можем сказать, что у папоротника не совсем листья, а особые образования, которые являются средним между веткой и листом. Папоротники – древние растения, и у них эти части не такие совершенные, как у привычных для нас цветковых растений.
Листья папоротника называются вайи, в нижней части которых располагаются спорангии со спорами, эти спорангии выглядят как небольшая люстра (Рис. 3).
Рис. 3. Строение папоротника: вайи, сорус и индузия
Для защиты спорангиев служит особый вырост, который, как зонтик, закрывает пучок спорангиев, носящих название сорус, а вырост в виде зонтика называется индузия.
Жизненный цикл папоротника
В старину люди ходили искать чудесный цветок, считая, что он наделен волшебной силой: помогает найти клады, скрытые в земле. Но давно уже известно, что у папоротников цветков нет. Они, как и мхи, размножаются не семенами, а спорами (Рис. 4).
Рис. 4. Жизненный цикл папоротникообразных
Перед нами бесполое поколение – спорофит. Созревшие споры выпадают, разносятся ветром, попадают в благоприятные условия и прорастают, как споры мха. Из спор вырастает половое поколение папоротника, которое совершенно не похоже на бесполое. Из проросшей споры папоротника развивается маленькая зеленая пластинка, похожая на сердечко диаметром в несколько миллиметров. От нижней стороны этого сердечка, называемого гаметофит, отходят тонкие ниточки – ризоиды. Этот заросток папоротника живет самостоятельно, прикрепляясь к почве ризоидами. У гаметофита есть небольшие мешочки, в которых созревают яйцеклетки, а в мешочках, расположенных по краям, созревают сперматозоиды. Под заростком задерживаются капельки росы или дождевой воды, по воде сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, происходит оплодотворение и там, где были яйцеклетки, образуются зиготы – оплодотворенные яйцеклетки, первые клетки нового организма. Из зиготы в чередовании поколений всегда вырастает спорофит, новое бесполое поколение. Вот так и замыкается этот жизненный цикл папоротника. Бесполое поколение папоротникообразных является крупным и долгоживущим, а половое поколение крохотное по размерам и достаточно быстро отмирает. Папоротникообразные в чередовании поколений, в отличие от мхов, сделали ставку на бесполое поколение, так как именно оно доминирующее и долгоживущее, а половое необходимо лишь для оплодотворения.
Заключение
Мы рассмотрели большую группу высших растений – папоротникообразные. Выяснили, что они имеют надземные и подземные стебли, листья и настоящие корни, рассмотрели их жизненный цикл.
Список литературы
1. Пасечник В.В. Биология 6 класс. Бактерии, грибы, растения. – Дрофа, 2011.
2. Корчагина В.А. Биология 6-7 классы. Растения, бактерии, грибы, лишайники. – 1993.
3. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Кучменко В.С. Биология 6 класс. – 2008.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
1. Интернет портал «Прекрасный мир растений» (Источник)
2. Интернет портал «Все для подготовки ЕНТ» (Источник)
3. Интернет портал «Биология и медицина» (Источник)
Домашнее задание
1. Где у папоротников образуются споры?
2. Каково строение папоротника?
3. Как размножаются папоротники?
Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.
Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ
Развитие папоротника
Раз в год (24 июня по старому стилю, 7-8 июля по новому стилю) наступает магическая ночь… ночь, когда можно увидеть «жар-цвет» — цветок папоротника!
Цветет ли папоротник?
Когда — то нашу планету заселяли гигантские растения. Климат был теплым и влажным, и папоротники в девоне были немаленькими…
Современные папоротники совсем не гигантского роста. Их часто разводят в детских учреждениях — садах и школах.
Развитие папоротника
- еще не совсем сформировались листья — то, что мы воспринимаем как листья — это система из ветвей, расположенных в одной плоскости — вайя; на нижней части обычно развиваются спорангии;
- есть корневище и корневая система с главными и придаточными корнями;
- есть прекрасно развитая проводящая система (трахеиды и флоэма) — папоротники — первые сосудистые растения, появившиеся на планете;
При этом внешне спорофит разительно отличается от гаметофита. Гаметофит папоротника называется заростком и выглядит так:
Размножение:
- чередование поколений гаметофит — спорофит;
- вегетативно — корнями, вайями и т.д.;
Жизненный цикл папоротника
Спорофит преобладает.
Оплодотворение происходит только при наличии капельной воды .
На нижней части листа раскрывается спорангий, споры оседают на земле, прорастает спора, появляется заросток с гаметами, происходит оплодотворение, появляется молодое растение. Зачастую гаметофит присутствует, пока у нового спорофита не начинают появляться корни, поставляя для молодого растения питательные вещества, поэтому считается, что спорофит папоротника паразитирует на гаметофите.
Некоторые ученые считают, что папоротники произошли от псилофитов, другие говорят о том, что их предки — хвощи и плауны.
Конечно, по развитию папоротники — более сложно организованные споровые растения, чем водоросли, мхи или хвощи с плаунами.
Они очень разнообразны по внешнему виду, у них уже есть «листья», но до покрытосеменных — цветковых растений им далеко… поэтому, к сожалению, папоротники не цветут…
Что же такое «жар-цвет«? Неужели это просто легенда наших предков?
Многие папоротники вступают в симбиоз с грибами. Некоторые виды грибов флуорисцируют — светятся в темноте. Скопление такого свечения и называли «жар-цветом» — цветком папоротника.
Еще интересный факт о папоротниках:
Важнейшая особенность растения — способность усваивать атмосферный азот в симбиозе с синезеленой водорослью. Эта растительная система фиксирует азот так же эффективно, как и клубеньковые бактерии в симбиозе с бобовыми.
Т.о. эволюционно растения можно расположить в следующем порядке:
водоросли → псилофиты (риниофиты) → мхи → хвощи и плауны → папоротники
Семенные папоротники — группа наиболее примитивная среди голосеменных растений.
Одни ученые приходят к выводу, что они занимают промежуточное положение между настоящими папоротниками и голосеменными, в то время как другие считают эти группы возникшими и эволюционировавшими параллельно.
Листья семенных папоротников часто очень похожи на листья настоящих папоротников или даже неотличимы от них. Это представляет яркий пример параллельного развития гомологичных органов. Но наличие семян, анатомическое строение стебля и корня и способность семенных папоротников к вторичному росту достаточно резко отличают их от настоящих папоротников
/p>