11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема развития папоротника рисунок

Ботаника в таблицах, схемах, тестах и терминах

Таблица 10. Основные признаки главнейших систематических групп растений

Систематическая группа, число видов

Особенности строения

Особенности жизненного цикла

Представители и их значение

Отдел Зеленые водоросли, 20 тыс. видов

Одноклеточные, колониальные и многоклеточные слоевищные растения, встречающиеся в пресных и соленых водоемах, на сырой почве и коре деревьев в симбиозе с грибами (лишайники). Питаются автотрофно за счет фотосинтеза в хроматофорах, содержащих зеленый пигмент – хлорофилл. В результате фотосинтеза образуют крахмал

Размножаются бесполым путем при помощи спор и вегетативно – кусочками слоевища. Половое размножение связано с образованием и последующим слиянием гамет. Зимуют на стадии зиготы (2n) на дне водоемов. В цикле преобладает вегетативное гаплоидное поколение (n)

Одноклеточные: хламидомонада, хлорелла – составляют фитопланктон водоемов, служащий пищей водным рачкам и рыбам; многоклеточные: улотрикс, спирогира, кладофора – обогащают воду кислородом и образуют основную массу органических веществ водоема

Отдел Бурые водоросли, 1,5 тыс. видов

В основном многоклеточные обитатели дна моря (бентос) до глубины 50 м. Слоевище состоит из стеблевой, листовой частей и ризоидов (достигает у некоторых видов десятков и сотен метров). Питаются автотрофно за счет фотосинтеза в хроматофорах, содержащих кроме хлорофилла бурый пигмент – фукоксантин и оранжевые – каротиноиды. Продуктами фотосинтеза являются сахароспирты – маннит и ламинарин

В цикле развития преобладает споровое поколение – спорофит (2n). В спорангиях на спорофите в процессе мейоза образуются споры (n), из которых развивается половое поколение – гаметофит (n), образующий в антеридиях и архегониях сперматозоиды и яйцеклетки. Спорофит развивается из зиготы в результате оплодотворения

Фукус, цистозейра, саргасса, хорда образуют на дне морей обширные заросли, служащие прибежищем для обитателей дна. В промышленности из водорослей получают соли калия, йод, альгиновую кислоту; пищевое применение имеет ламинария (морская капуста)

Отдел Красные водоросли, или Багрянки, 4 тыс. видов

В основном многоклеточные обитатели дна моря (бентос) до глубины 100 м. Хроматофоры звездчатой формы содержат красный пигмент фикоэритрин и синий фикоциан. Продуктом фотосинтеза является багрянковый крахмал. Оболочки клеток некоторых видов могут минерализоваться солями магния и кальция

Размножаются бесполым и половым путем. В цикле развития отсутствуют жгутиковые стадии. Полностью преобладает споровое поколение, образующее в спорангиях споры (n)

Вместе с коралловыми полипами участвуют в формировании океанических островов; в промышленности из анфельции получают агар- агар; пищевое применение имеет порфира

Высшие споровые растения

Отдел Моховидные, или Мхи, 25 тыс. видов

Невысокие наземные травянистые растения, не имеющие проводящих тканей. Побеги несут листоподобные органы – филлоиды и корнеподобные – ризоиды. Питаются автотрофно за счет фотосинтеза. Многие виды обладают гигроскопичностью – способностью удерживать большое количество атмосферной влаги (за счет водоносных клеток филлоидов). Встречаются преимущественно в холодном и умеренном климате Северного полушария и в высокогорьях

В цикле преобладает половое поколение – гаметофит (n), развивающийся на протонеме. В антеридиях и архегониях на гаметофите развиваются подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки. Для оплодотворения необходима вода. Из зиготы (2n) развивается споровое поколение – спорофит (2n), паразитирующий на гаметофите. В спорангиях на спорофите в результате мейоза развиваются споры (n)

Приводят к заболачиванию почв и образованию верховых болот (торфяной мох – сфагнум); слагают растительный покров тундры и хвойных лесов (зеленые мхи); образуют торфяники в результате отмирания побегов (сфагнум)

Отдел Плауновидные, или Плауны, 0,5 тыс. видов

Многолетние травянистые растения, встречающиеся преимущественно во влажных местах. Стебли имеют проводящие ткани. Побеги, стелющиеся с придаточными корнями и шиловидными листьями. Верхушки побегов приподнимаются и заканчиваются спороносными колосками – стробилами со спороносными листиками – спорофиллами. На спорофиллах располагаются спорангии со спорами

В цикле преобладает половое поколение – спорофит (2n), в спорангиях которого образуются споры (n). Из спор развивается половое поколение – гаметофит (n), называемый заростком. Заросток не содержит хлорофилла и существует в симбиозе с грибницей грибов несколько лет. После оплодотворения, для которого необходима вода, из зиготы развивается спорофит (2n)

Нуждается в строжайшей охране (плаун булавовидный); споры плауна в виде порошка (ликоподий) использовались в медицине в качестве присыпки и в металлургии при фасонном литье

Отдел Хвощевидные, или Хвощи, 0,03 тыс. видов

Многолетнее травянистое растение с крахмалосодержащим корневищем, зелеными мутовчато-ветвящимися побегами и чешуевидными листьями, лишенными хлорофилла. В оболочках клеток содержится большое количество кремнезема, придающего всему растению жесткость. Существуют специализированные спороносные побеги, лишенные хлорофилла, несущие спороносные колоски – стробилы

В цикле преобладает споровое поколение – спорофит (2n). Из спор на влажной почве развиваются мужские и женские гаметофиты – заростки (n). После оплодотворения (необходима вода) из зиготы развивается предросток, а из него – молодой спорофит (2n)

Сорные растения на полях (хвощ полевой); побеги используются в медицине как мочегонное средство, могут служить индикатором кислых почв, требующих известкования; ядовитые растения (хвощ топяной)

Отдел Папоротниковидные, или Папоротники, 10 тыс. видов

Многолетние травянистые растения с корневищем и придаточными корнями, спороносными листьями стеблевого происхождения (вайи). Молодые листья улиткообразно свернуты и развиваются в течение трех лет

В цикле преобладает споровое поколение – спорофит (2n). Из споры развивается на влажной почве заросток сердцевидной формы – гаметофит (n). Заросток существует как самостоятельное растение, на нем в антеридиях и архегониях развиваются подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки. Для оплодотворения необходима вода. Из зиготы развивается спорофит (2n)

Завоевание папоротниками суши оказалось неполным. Большинство видов вымерло (Карбон, Палеозой), образовав залежи каменного угля. Используются для озеленения интерьеров (нефролепис, адиантум, асплениум); из корневищ готовят лекарственные препараты, обладающие глистогонным действием (щитовник мужской)

Высшие семенные растения

Отдел Голосеменные, 0,8 тыс. видов (главная группа – класс Шишконосные, порядок Хвойные)

Вечнозеленые (реже листопадные) деревья и кустарники (травянистых форм нет) с прямостоячими многолетними стеблями и стержневыми корневыми системами. В древесине вместо сосудов расположены трахеиды. Ситовидные трубки луба не имеют клеток-спутниц. В древесине много смоляных ходов, заполненных смолой (живица). Ярко выражены годичные кольца прироста древесины. Листья игольчатой формы (хвоя), многолетние, с одной главной жилкой и мощной кутикулой из воска, защищающей эпидермис от излишнего испарения

В цикле полностью преобладает спорофит (2n). Мужской гаметофит – пыльцевое зерно (микрогаметофит) и женский гаметофит – два архегония с яйцеклетками (мегагаметофит) развиваются в спорангиях на специальных спороносных побегах – мужских и женских шишках. Вода для оплодотворения не нужна. Спермии проникают в яйцеклетки при помощи пыльцевой трубки, развивающейся при прорастании пыльцы. Пыльца переносится ветром. В результате оплодотворения развивается семя с семенной кожурой, зародышем и эндоспермом (n), семя расположено открыто на чешуях женских шишек

Хвойные слагают древесный ярус лесов умеренной зоны (ель, сосна, лиственница, пихта); древесина широко используется как строительный материал и сырье для целлюлозно-бумажной промышленности; из смолы получают скипидар и канифоль

Отдел Покрытосеменные, или Цветковые, 250 тыс. видов

Корни, стебли, листья имеют сложные проводящие ткани, состоящие из сосудов и ситовидных трубок с клетками-спутницами. Образуют цветки – видоизмененные генеративные побеги, в которых развиваются органы спороношения – тычинки и пестики. Перенос пыльцы (опыление) осуществляется различными способами (чаще всего с помощью насекомых). В результате процесса оплодотворения развивается семя, находящееся внутри плода. Наряду с семенным, широко представлены различные способы вегетативного размножения с помощью корней, побегов и видоизмененных вегетативных органов

В цикле полностью преобладает спорофит (2n). Из микроспор в пыльниках тычинок развивается мужской гаметофит – пыльцевое зерно (микрогаметофит), а из мегаспоры в семязачатке развивается женский гаметофит – мегагаметофит – зародышевый мешок, имеющий покровы с пыльцевходом. Оплодотворение двойное. Оба спермия сливаются с клетками женского гаметофита. Образующееся в результате оплодотворения семя содержит зародыш с 1 или 2 семядолями, семенную кожуру и эндосперм (3n). Семя находится внутри плода, образующегося из завязи или других частей цветка

Преобладающая группа растений, известная с Мелового периода Мезозоя: широко распространены на всех материках, известны все жизненные формы; образуют сложные многоярусные растительные сообщества; много культурных и хозяйственно ценных дикорастущих растений, представляющих интерес для человека

Папоротники

Папоротники относятся к наиболее древним споровым растениям. Обитают в самых разнообразных экологических условиях: в заболоченных местах и водоемах, лесах тропического и умеренного климата. Наиболее известные представители — щитовник мужской, орляк, страусник. В жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов доминирует спорофит.

Расцвет папоротников произошел около 358 млн лет назад и длился примерно 65 млн лет, в честь папоротников назван период палеозойской эры — карбон, или каменноугольный период, который длился указанный промежуток времени. Именно папоротникам принадлежит активная роль в углеобразовании: в карбоне леса заселяли древовидные папоротники, достигавшие 40 и более метров в высоту.

Древесные формы папоротников сохранились до наших дней, однако большинство представителей — травянистые растения, у которых отсутствует камбий, а значит, нет и вторичной древесины.

Папоротники относятся к группе сосудистых растений, так как имеют жилки — сосудисто-волокнистые пучки, в отличие от мхов, которые не имеют жилок и не являются сосудистыми растениями. Механическая прочность обеспечивается отложением склеренхимы вокруг проводящих пучков (жилок).

В отличие от мхов, папоротники имеют проводящую ткань в стеблях и корнях, состоящую из ксилемы и флоэмы. Заметьте, я написал «корень» — у мхов не было и корней, вместо них были ризоиды, выполняющие аналогичную корням функцию. Корни папоротников, хвощей и плаунов всегда придаточные и растут от видоизмененного побега — корневища.

Строение

Рассмотрим строение папоротников на примере типичного представителя — щитовника мужского. Это широко распространенный папоротник, типичный для климата умеренных широт. Представляет собой многолетнее травянистое корневищное растение.

Образован пучком сильно расчлененных листьев, отходящих от корневища. Нарастают листья верхушкой, образуя завитки — «улитки».

Отметьте, что лист папоротника называется вайя (от греч. baion — пальмовая ветвь). В отличие от настоящих листьев, вайя имеет недетерминированный верхушечный рост. Листья имеют черешок, прикрепляющийся к стеблю, который может продолжаться в рахис — главную ось сложного листа, соответствующую центральной жилке.

Жизненный цикл папоротниковидных

Листостебельное растение папоротника, изображенное выше — спорофит (2n). Спорофит доминирует в жизненном цикле папоротниковидных, в отличие от цикла мха, где спорофит, по сути, является придатком гаметофита (редуцирован). На нижней стороне вайи располагаются спорангии, собирающиеся в сорусы — группы близкорасположенных спорангиев. На спорофите (2n) в спорангии после мейоза образуются споры (n).

В 2012 году группа ученых под руководством Ксавьера Нобли из Университета Ниццы выяснили, что спорангий имеет специальный механизм «катапульты», споры из него вылетают со скоростью около 10 м/с.

Гаплоидные споры (n) прорастают в заросток (n), небольшую пластинку (несколько мм) сердцевидной формы. Заросток зеленого цвета, способен фотосинтезировать и прикрепляется к почве ризоидами. На нем образуются мужские и женские половые органы — соответственно антеридии и архегонии. Сперматозоид (n), образовавшийся в антеридии, благодаря воде (во время дождя) попадает в архегоний, где сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n).

Из зиготы развивается зародыш, который проникает в ткани архегонии с помощью особого приспособления — гаустории (от лат. haustor — черпающий, пьющий). Гаустория представляет собой ножку, внедряющуюся в ткани заростка и поглощающую из него питательные вещества. Начинается бурный рост зародыша, образуется побег, а затем взрослое растение — спорофит (2n). Цикл замыкается.

Значение папоротников

Папоротники являются главным компонентом многих лесных сообществ, звеном в цепи питания — продуцентами (производителями органических веществ). Человек использует папоротник в декоративных целях. Молодые побеги некоторых папоротников съедобны и употребляются в пищу: побеги орляка, листья страусника обыкновенного.

Щитовник мужской имеет медицинское значение: из его корневищ изготавливают противогельминтный препарат.

©Беллевич Юрий Сергеевич

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Жизненный цикл развития папоротника

Сегодня мы рассмотрим строение папоротника, цикл его развития и поговорим о разнообразии отдела папоротникообразных. Чтобы детально разобраться в жизненном цикле папоротника, необходимо вспомнить строение его основных органов.

Подземная часть папоротника представлена корневищем. От корневища отходят корни. Надземные части представлены особыми листьями. Надо сказать, что у этого растения не совсем привычные нам листья. От обычных листьев всех растений, которые мы можем увидеть за окном, тех растений, которые являются цветковыми, листья папоротника отличаются некоторыми существенными деталями:

  1. У папоротника лист растет неограниченное время.
  2. На нижней стороне листьев располагаются споры в мешочках спорангиях.

На привычных нам листьях, например, у тополя, у клена, у каких-нибудь травянистых растений вроде подорожника, у всех цветковых растений, мы никогда никаких спорангий со спорами на нижней части листьев не увидим. Поэтому перед нами, как справедливо полагают ученые, не совсем листья. Перед нами особые образования, которые являются чем-то средним между веткой и листом. Папоротники — древние растения. У них эти части ещё не такие совершенные, как у привычных нам цветковых растений.

Листья папоротника называются вайи, именно потому они и получили особое название, что они не совсем такие же листья, как у цветковых растений. С нижней части вайи и располагаются спорангии со спорами. Эти спорангии выглядят, как своеобразная небольшая люстра. Шарики со спорами на тонких ножках действительно выглядят похожими на потолочный светильник.

Кроме того, для защиты служит особый вырост, который на всякий случай, как зонтик, закрывает этот пучок спорангиев. Пучок спорангиев называется сорус, а вырост в виде зонтика, который защищает сорус — пучок спорангиев — называется индузия. Если мы видим спорангии, значит, в чередовании поколений перед нами бесполое поколение — спорофит. У гаметофитов (полового поколения) мы никаких спорангиев бы не увидели.

Пора перейти к циклу развития папоротника

Основные стадии развития папоротника

Из спорангиев, когда в них созревают споры, они начинают вылетать. Сами спорангии удивительно приспособлены для этого. Когда споры в них уже созрели, спорангии особым образом трескаются, а часто, даже ещё и выворачиваются наружу. Споры от этого высыпаются и летят по ветру. Споры очень лёгкие и по воздуху они могут, как пыль, улететь на значительное расстояние от папоротника, от той вайи, где они образовались.

Из спор, когда они падают на влажную почву, начинает образовываться следующее поколение. Вспомним, по чередованию, из спор должно вырасти половое поколение. Оно совершенно не похоже на бесполое. Помните комплимент, которым старуха Шапокляк одарила крокодила Гену? Она сказала: «Это хорошо, что вы зеленый и плоский». Вот так можно охарактеризовать и половое поколение папоротника — крохотная зелёная пластинка примерно с ноготок размером, немножко похожа на сердечко.

Главное, что есть у этого маленького, плоского, зелёного сердечка, находится не с верхней стороны, а с нижней. От нижней стороны гаметофита — этого зелёного плоского сердечка — отходят тонкие ниточки. Это не корни — это ризоиды, те самые ризоиды, о которых можно услышать у водорослей или мохообразных. У гаметофита (полового поколения папоротников), настоящих корней нет. Он прикрепляется к почве ризоидами — теми же органами прикрепления, что были у древних растений — его предков.

Увидим мы здесь и более важные части, например, небольшие мешочки, в которых должны созревать яйцеклетки, ведь перед нами половое поколение. Мы должны найти, где здесь образуются половые клетки. Итак, яйцеклетки созревают недалеко от выреза, который делает нашу пластинку похожей на сердечко. Рядом, но ближе краешку, располагаются другие мешочки. В этих мешочках, которые идут по краю, созревают сперматозоиды. И вот здесь, понятно почему, у гаметофита такое строение и почему он такой плоский.

После дождя вода затекает под тонкую пластинку и некоторое время там остаётся. Образуется влажная среда, в которой сперматозоиды из своих мешочков переплывают к яйцеклеткам. Итак, перед нами гаметофит. Этот гаметофит — обоеполый, то есть он гермафродитный, и под ним образуется влажная среда, в которой по этой водяной плёночке переплывает сперматозоид к яйцеклетке. Это означает, что происходит оплодотворение и там, где только что были яйцеклетки, уже образуются зиготы, то есть, оплодотворённые яйцеклетки, первые клетки нового будущего организма.

Заключение

  • Из зиготы, в чередовании поколений, всегда вырастает спорофит — новое бесполое поколение. Вот и замкнулся жизненный цикл папоротника. После оплодотворения из зиготы мы снова можем перейти к крупному папоротнику — к бесполому поколению, с которого мы и начинали.
  • Заметим, что у мохообразных, долгоживущим и относительно крупным, является половое поколение — гаметофит, а спорофит мохообразных — маленький и паразитирует на гаметофите. У папоротникообразных всё наоборот: крупным и долгоживущим является бесполое поколение. А половое поколение папоротникообразных — крохотное, маленькое и достаточно быстро отмирает.
  • Можно сказать, что папоротникообразные в развитии поколений, в отличие от мхов, сделали ставку на бесполое поколение. Именно оно, как говорят учёные, доминирующее, господствующее, то есть, долгоживущее и долго не отмирает. А половое поколение живёт очень короткой жизнью и, можно даже сказать, нужно только для того, чтобы провести оплодотворение.

Папоротники, хвощи, плауны. Общая характеристика, размножение и значение для человека

Папоротники распространены фактически по всему земному шару, начиная с пустынь и кончая болотами, рисовыми полями и солоноватыми водоемами. Наиболее разнообразны — в тропических влажных лесах. Там они представлены как древовидными формами (до 25м в высоту), так и травянистыми и эпифитами (произрастающими на стволах и ветвях деревьев). Встречаются виды папоротников длиной всего лишь в несколько миллиметров.

Строение папоротников

Обычное растение папоротника, которое мы видим, — это бесполое поколение, или спорофит. Почти у всех папоротников он многолетний, хотя есть немногие виды, имеющие однолетний спорофит. Папоротники имеют придаточные корни (лишь у некоторых видов они редуцированы).

Листва, как правило, по массе и размерам преобладает над стеблем. Стебли бывают прямостоячие (стволы), ползучие или вьющиеся (корневища); нередко ветвятся. Наши лесные папоротники (страусник, орляк, щитовник мужской) имеют хорошо развитое корневище с отходящими от него многочисленными придаточными корнями. Над землей располагаются только крупные перисторассеченные листья — вайи.

Молодой лист улиткообразно свернут, по мере роста он распрямляется. У некоторых видов развитие листа происходит в течение трех лет. Листья папоротников растут своей верхушкой, как стебли, что указывает на их происхождение от стебля. У других групп растений листья нарастают от основания.

По своим размерам они могут быть от нескольких миллиметров, до трех и более метров в длину и у большинства видов выполняют две функции — фотосинтезирующую и спорообразовательную.

Размножение папоротников

На нижней стороне листа обычно находятся коричневые бугорки — сорусы с расположенными в них спорангиями, прикрытые сверху тонкой пленкой. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры, при помощи которых и происходит размножение папоротника.

Из споры лесного папоротника, попавшей в благоприятные условия, развивается гаплоидный заросток, гаметофит, маленькая зеленая пластинка сердцевидной формы, до 1см в диаметре. Заросток растет в затененных, влажных местах и прикрепляется к почве при помощи ризоидов. На нижней стороне гаметофита развиваются антеридии и архегонии.

Процесс размножения папоротников

Оплодотворение происходит только при наличии достаточного количества влаги. По водяной пленке сперматозооны двигаются к архегонию, выделяющему определенные химические стимуляторы типа яблочной кислоты. Из возникшей диплоидной зиготы развивается диплоидный спорофит. Первоначально он растет как паразит на гаметофите, но вскоре у него формируются собственные корни, стебель и листья — он становится самостоятельным растением. На этом завершается цикл развития папоротника.

«Завоевание» папоротниками суши оказалось неполным, так как поколение гаметофита может существовать только при обилии влаги и тени, а для слияния гамет необходима водная среда.

Хвощи — строение

Хвощи представлены преимущественно ископаемыми формами. Они возникли в течение девона и переживали расцвет в каменноугольном периоде, достигнув большого разнообразия форм — вплоть до гигантов высотой в 13м.

Современные хвощи насчитывают около 32 видов и представлены мелкими формами — не более 40см высоты. Они встречаются от тропиков до полярных областей, за исключением Австралии, и могут жить как в болотистых, так и сухих местностях. Некоторые виды имеют в эпидермисе отложения кремния, что придает им шероховатость.

Размножение и развитие хвощей

Спорофит у хвощей состоит из горизонтально разветвленного подземного стебля — корневища, от которого отходят тонкие, ветвящиеся корни и членистые надземные стебли. Некоторые боковые ветви корневища способны образовывать небольшие клубни с запасом питательных веществ.

Размножение хвощей

Стебель содержит многочисленные сосудистые пучки, расположенные кольцом вокруг центральной полости. На стеблях, как и на корневище, ясно выражены узлы, придающие им членистое строение.

От каждого узла отходит мутовка вторичных веточек. Листья мелкие, клиновидные, расположены тоже мутовками, охватывают стебель в виде трубочки. Фотосинтез происходит в стебле.

Кроме ассимилирующих стеблей у хвоща полевого есть еще неветвистые спороносные побеги бурого цвета, на концах которых развиваются спорангии, собранные в колоски. В них образуются споры. После высыпания спор побеги отмирают, а им на смену вырастают зеленые ветвистые (вегетативные, летние) побеги.

Плауны — строение

Плауны были широко распространены в конце девонского и в каменноугольном периодах. Многие из них были высокими древовидными растениями. В настоящее время сохранилось незначительное, по сравнению с прошлым, число видов (около 400) — все это небольшие растения — до 30см в высоту. В наших широтах они встречаются в хвойных лесах, реже — на заболоченных лугах. Основная же масса плаунов — жители тропиков.

Обычным у нас видом является плаун булавовидный. Он имеет стелющийся по земле стебель, от которого вертикально вверх отходят игольчато-ветвящиеся боковые побеги. Листья у него — тонкие, плоские, располагаются по спирали, густо покрывая стебель и боковые веточки. Рост плаунов происходит только в точке роста, так как камбий в стебле отсутствует.

Плаун годичный — фото

Размножение плаунов

На верхушке стебля находятся особые листья — спорофиллы, собранные в стробил. Внешне он напоминает сосновую шишку.

Прорастающая спора дает заросток (гаметофит), который живет и развивается в земле в течение 12-20 лет. Он не имеет хлорофилла и питается с помощью грибов (микориза). Смена полового и бесполового поколений у хвощей и плаунов происходит точно так же, как и у папоротников.

Ископаемые папоротникообразные образовали мощные пласты каменного угля. Каменный уголь используется в качестве топлива и сырья в различных областях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, различные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и т.п.

Значение папоротников, хвощей и плаунов

Современные папоротникообразные играют заметную роль в образовании растительных ландшафтов на Земле. Кроме того, человек использует хвощи как мочегонное средство, как индикатор кислотности почв. Благодаря жесткости стеблей, связанной с отложениями кремния в стенках клеток, хвощи употребляли для полировки мебели, чистки посуды.

Споры плаунов используются в медицине в качестве присыпки, щитовник мужской — как глистогонное. Их употребляют для лечения табачной зависимости, алкоголизма и глазных болезней. Некоторые виды папоротникообразных разводятся как декоративные (адиантум, асплениум, нефролепис).

Так как гаметофит плаунов развивается очень медленно (12-20 лет), эти растения следует охранять.

Цикл развития папоротника: схема, определение, таблица и описание

Папоротники поистине являются одними из самых загадочных представителей растительного мира. С ними связаны красивые истории и легенды. В нашей статье мы рассмотрим цикл развития папоротника, схему жизненного периода и особенности этих растений.

Характерные черты отдела

Представители папоротниковидных представлены двумя жизненными формами. В лесах умеренного климатического пояса растут многолетние травы. Их надземная часть состоит только из листьев. А сам побег видоизменен в корневище и расположен под землей. От него отходят пучки мочковатой корневой системы. В зоне влажных тропических лесов встречаются древовидные папоротники. Их стебель может быть вьющимся или прямостоячим. В любом случае у этих видов он достигает нескольких десятков метров.

Папоротники относятся к группе высших споровых растений, представители которой являются первыми выходцами на сушу. В процессе эволюции у них сформировались настоящие ткани и органы. Именно это позволило освоить этим растениям новую среду обитания. Название данной систематической группы также связано с тем, что папоротники формируют споры, которые являются клетками бесполого размножения.

Цикл развития папоротника: схема описания

Для всех папоротников характерно наличие жизненного цикла. Так называется период между двумя одинаковыми этапами развития поколений. Типичным для этих растений является цикл развития папоротника орляка. Его можно представить в виде этапов, представленных в таблице.

Далее цикл развития папоротника повторяется. Этот процесс обеспечивает непрерывность существования всех отделов высших споровых растений. А теперь рассмотрим каждый этап более подробно.

Растение бесполого поколения

Знакомство с циклом развития папоротника, схема которого представлена ниже, мы начнем со спорофита. Именно так называется взрослое листостебельное растение, которое образует значительные заросли в лесах умеренного пояса. На поверхности мы можем видеть только листья папоротника. Они бывают двух видов. Молодые листья спирально закручены, их называют вайи. Они нарастают своей верхушкой и достигают значительных размеров. Так появляются пышные и раскидистые листья взрослых растений.

Спорофит является преобладающим поколением этих растений. Это является значительным отличием в циклах развития мхов и папоротников. У первых основным поколением является гаметофит. Он имеет вид зеленого листостебельного ковра и размножается с помощью половых клеток.

Где расположены спорангии

Следующим этапом цикла развития папоротника является созревание органов бесполого размножения. Они называются спорангиями. Эти структуры имеют вид небольших коричневых бугорков, расположенных на нижней стороне листьев. Сверху они дополнительно защищены пленчатыми «покрывальцами». Спорангии папоротников собраны в группы, которые называются сорусами.

В конце лета эти структуры темнеют. Это значит, что спорангии созрели. Далее они раскрываются, и в землю высыпаются тысячи мелких клеток. Это и есть споры. При наличии достаточного количества влаги они сразу начинают прорастать.

Что такое заросток

Результатом развития спор является заросток. Это и есть особь полового поколения, которая является следующим звеном в цикле развития папоротника. Долгое время ученые даже не знали о его существовании. Все дело в том, что заросток имеет очень мелкие размеры — всего до сантиметра в диаметре. Внешне он представляет собой пластину зеленого цвета сердцевидной формы. Заросток развивается на почве, к которой прикрепляется с помощью ризоидов.

По мере развития гаметофита на его нижней стороне формируются органы полового размножения. В них созревают половые клетки двух видов: яйцеклетки и сперматозоиды.

Условия оплодотворения в цикле развития папоротника орляка

Гаплоидный набор хромосом, который имеют половые клетки гаметофита, изменяется на двойной в процессе их слияния. Оплодотворение у папоротников имеет свои особенности. Во-первых, мужские и женские половые клетки на одном заростке созревают в разное время. Поэтому слияние гамет возможно только между разными растениями. Такой тип оплодотворения называется перекрестным.

Второй особенностью этого процесса у папоротников является обязательное наличие воды. Дело в том, что половые клетки споровых растений не могут самостоятельно двигаться. Поэтому сперматозоид может добраться до яйцеклетки только с помощью воды. Таким образом, папоротники хоть и относятся к группе первых наземных растений, но не утратили связь с прежней средой обитания.

Далее из оплодотворенной яйцеклетки развивается растение бесполого поколения, на нем созревают споры, и процесс повторяется.

Продолжительность жизни

Сколько может повторяться цикл развития папоротника? Это зависит от конкретного вида растения и места его произрастания. Так, у травянистых форм умеренных широт листья отмирают каждый сезон, а в тропиках растут несколько лет. Но благодаря наличию подземного видоизменения побега, который называется корневищем, само растение остается жизнеспособным независимо от времени года и климатических условий. Во многом именно эта особенность строения сохранила эти древние растения до современного этапа развития органического мира.

Корни папоротников выполняют свои функции в среднем около четырех лет, после чего заменяются новыми. А вот побег может сохранять свою жизнеспособность до 100 лет.

Итак, мы рассмотрели особенности развития одного из отделов высших споровых растений — Папоротниковидные. Для этих растений характерны следующие признаки:

  • Появление настоящих тканей (механических, проводящих, покровных) и вегетативных органов (листьев, придаточных корней, видоизмененного подземного побега).
  • Бесполое размножение осуществляется с помощью специализированных клеток — спор.
  • В цикле развития папоротника преобладает спорофит. Это бесполое поколение, имеющее листостебельное строение.
  • Гаметофит папоротника называется заростком. Он представляет собой зеленую пластинку сердцевидной формы с диаметром до 1 см. Заросток развивается отдельно от спорофита и анатомически с ним не связан.
  • В жизненном цикле наблюдается последовательное чередование поколений — полового и бесполого.
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector