Когда у папоротника образуются споры
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 2018-2024
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.
Биология
Папоротники очень часто растут в наших лесах – самым обычным можно считать Щитовник мужской, небольшой относительно невысокий папоротник (Рис. 1).
Рис. 1. Щитовник мужской и сорусы на обратной стороне вайи (Источник)
Его узкие вайи хорошо отличаются от всех других папоротников. На обратной стороне этих ваий, как и у всех папоротников можно увидеть сорусы – пучки спорангии, пучки мешочков, где созревают споры.
Орляк, папоротник с крупными треугольными вайями, под землей у орляка длинное корневище (Рис. 2).
Самый красивый папоротник в наших лесах – Страусник обыкновенный (Рис. 3).
Рис. 3. Страусник обыкновенный (Источник)
Особенности этого папоротника не только в его красоте (его как декоративное растение выращивают в садах и парках) но и В том, что вайи у него двух видов: одни вайи служат для фотосинтеза, как листья служат растениям, другие – бурые – не фотосинтезируют, зато на них образуются споры (Рис. 4).
Рис. 4. Вайи страусника обыкновенного (Источник)
Папоротники растут в сырых, затененных местах, именно там им хорошо размножаться, точнее, размножаться их гаметофитам. Гаметофиты у папоротников гермафродитные, и для того, чтобы сперматозоид переплыл к яйцеклетке, им нужна влажная среда. Вот такая влажная среда и может быть в темных лесах.
Хвощи
Это растения, похожие на маленькую елочку. Под землей у хвоща длинное корневище, от этого длинного корневища на поверхность вырастают надземные части хвоща. У таких растений по этажам в правильном порядке располагаются мутовки листьев, листья почти не видны. Если только приглядеться или применить небольшое увеличение – можно увидеть чешуевидные маленькие листья, которые окружают стебель, как небольшая корона (Рис. 5).
Рис. 5. Полевой хвощ и его листья (Источник)
От мутовки листьев уже расходятся боковые побеги – боковые веточки, на каждой из них можно увидеть мутовку листьев, только более мелкую (Рис. 6).
Рис. 6. Хвощ многощетинковый (Источник)
Хвощи – многолетние травянистые растения с длинными ветвящимися корневищами, зимующими в почве. Весной появляются бурые побеги, на верхушках которых расположены спороносные колоски. В них созревают споры, зеленые летние побеги содержат хлорофилл.
У хвоща под землей длинное, ветвящееся корневище, кверху отрастают надземные части хвоща (Рис.7). Возникает справедливый вопрос: что за поколение перед нами? Если это родственник папоротника, то какое это поколение – спорофит или гаметофит? Перед нами Спорофит, это растение размножается спорами. У папоротников споры образуются на листе, с нижней части вайи лист папоротника – широкое образование, где размещаются эти самые спорангии, мешочки со спорами. У хвоща такой возможности нет, листики его маленькие, спорангии туда не поместятся.
Рис. 8. Спороносный колосок (стробил) (Источник, Источник)
Хвощи в своем развитии стали выращивать себе специальную структуру – сверху образуется небольшой колосок, его называют Спороносный колосок – небольшие листья, на которых располагаются мешочки со спорами. Такой колосок называется Стробил (Рис. 8).
Перед нами спорофит, размножающийся спорами, споры образуются не на обычных листьях надземного побега, а на специализированных листьях, собранных в спороносные колоски. Спороносные колоски, или стробилы, располагаются в верхней части надземных побегов (Рис. 9). Хвощи растут на полях, в лесах или около водоемов, обычно на участках с влажной кислой почвой. Если на поле много хвощей, значит, почва нуждается в известковании.
Плауны
Плауны растут преимущественно в сосновых лесах. Плауны похожи на побеги ели своими небольшими игольчатыми листьями, но, если попробовать поднять с земли эту как бы упавшую ветку, мы увидим, что от нее отходят небольшие корни, которыми плаун прикрепляется к почве (Рис. 10).
Рис. 10. Плаун булавовидный (Источник)
У этих растений длинный ползучий стебель с множеством веток, покрытых мелкими листьями. Плаун своими ползучими побегами ползет или как будто плывет по поверхности почвы, возможно, от этого его название и произошло. Корни его отходят книзу, а сам он покрыт небольшими игольчатыми листиками (Рис. 11). Это спорофит – бесполое поколение. Маленькие листья плаунов совсем не приспособлены для размещения на них спор. Для этого приподнимаются повыше некоторые побеги, и на этих специализированных побегах, которые обычно ветвятся вилочкой, образовываются спороносные колоски (Рис. 12). Эти спороносные колоски нам уже знакомы по хвощам. На спороносных колосках, на их отдельных небольших листьях, уже вполне умещаются спорангии, мешочки со спорами.
Рис. 12. Спороносные колоски плаунов
Листья на спороносных колосках не похожи на листья остального растения. У плаунов ветвление часто бывает вилочкой – ветвление надвое или дихотомическое ветвление. Это ветвление свойственно очень древним растениям, и это говорит о том, что плаун – действительно растение древнее, дожившее до нас.
Заключение
Мы выяснили, что к большой группе папоротникообразных, кроме самих папоротников, относятся еще хвощи и плауны. У этих растений спорофиты являются доминирующим поколением, то есть долгоживущим, крупным, фотосинтезирующим. У этих растений иногда образуются особые структуры, стробилы – спороносные колоски, на листьях которых образуются спорангии. Многие папоротники используются в медицине, некоторые их них являются своеобразными зелеными удобрениями. Папоротники, как и все зеленые растения, выделяя кислород, участвуют в круговороте веществ и энергии в природе.
Список литературы
Пасечник В. В. Биология 6 класс. Бактерии, грибы, растения. – Дрофа, 2011. Корчагина В. А. Биология 6-7 классы. Растения, бактерии, грибы, лишайники. – 1993. Исаева Т. А., Романов Н. И. Биология,6. – М.: Русское слово. Викторов В. П. Биология 6 класс. Растения, бактерии, грибы и лишайники.
Домашнее задание
Какие три отдела растений относятся к группе папоротникообразные? В чем созревают споры хвоща? В каких местах лучше размножаются папоротники?
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
Интернет-портал dok. opredelim. com (Источник). Интернет-портал 5klass. net (Источник). Интернет-портал Store. temocenter. ru (Источник).
Все материалы на данном сайте взяты из открытых источников — имеют обратную ссылку на материал в интернете или присланы посетителями сайта и предоставляются исключительно в ознакомительных целях. Права на материалы принадлежат их владельцам. Администрация сайта ответственности за содержание материала не несет. Если Вы обнаружили на нашем сайте материалы, которые нарушают авторские права, принадлежащие Вам, Вашей компании или организации, пожалуйста, сообщите нам.
Источник — https://studarium. ru/article/21
Источник — https://lc. rt. ru/classbook/biologiya-5-klass/videouroki-tsarstvo-rasteniya-643/3874
