Папоротники. Строение и размножение папоротников

Папоротниковидные возникли вместе с хвощевидными, древнейшие ископаемые формы которых известны с девона. В карбоне крупные древовидные папоротники наравне с другими споровыми растениями составляли обширные влажные леса, остатки которых дают теперь залежи каменного угля. К нашему времени сохранилось примерно 12 000 видов папоротников, распространенных по всему земному шару, особенно во влажных тропических лесах, где встречаются древовидные формы, достигающие в высоту 20-25 м.

Большинство современных папоротниковидных - наземные многолетние растения, однако есть и водные формы, а в тропических лесах немало эпифитов, растущих на стволах и ветвях деревьев. Папоротники умеренной зоны Северного полушария растут в сырых тенистых лесах, по кустарникам, лесным оврагам, сырым лугам, на кочках по болотам и даже в сухих сосняках (например, орляк обыкновенный).

Листья папоротников (часто их называют вайями) крупные, с перисто-рассеченной листовой пластинкой, с хорошо развитой проводящей системой. Общий черешок листа прикрепляется к подземному стеблю, представляющему собой корневище. Корни у папоротников придаточные.

Листья папоротников, возникшие в результате уплощения крупных ветвей, растут подобно стеблям своей верхушкой, образуя при этом характерную разворачивающуюся «улитку». Размеры листьев колеблются от 1-2 мм до 10 м в длину и более.

У некоторых папоротников (например, у страусника) листья дифференцированы на стерильные (фотосинтезирующие) и фертильные (несущие спорангии). Однако у большинства представителей листья выполняют не только функцию фотосинтеза, но и спорообразования. На нижней стороне листьев летом образуются спорангии, расположенные одиночно или группами.

При созревании спорангии вскрываются, и споры высыпаются, подхватываются и переносятся ветром на огромные расстояния от материнского организма. Споры папоротников гаплоидны. В благоприятных условиях они прорастают в заростки (гаметофиты).

Большинство папоротников - равноспоровые растения; из одинаковых спор развиваются двуполые гаметофиты. У разноспоровых формируются споры двух типов: макро- и микроспоры, из которых развиваются соответственно женские и мужские гаметофиты.

Гаметофиты разноспоровых обычно мелкие, не более 0,5 см в поперечнике, различной формы. Наземные формы зеленые или бесхлорофилльные, подземные вступают в симбиоз с грибами.

Гаметофиты разноспоровых - микроскопических размеров, сильно редуцированы, развиваются на поверхности влажной почвы. К почве гаметофит прикреплен ризоидами. На нижней стороне гаметофита образуются архегонии (с яйцеклеткой) и антеридии, в которых формируются сперматозоиды. Оплодотворение происходит только при наличии воды, обеспечивающей активное движение сперматозоидов к архегонию. Оплодотворенная яйцеклетка (зигота) дает начало диплоидному зародышу, развивающемуся во взрослое растение.

Папоротниковидные играют значительную роль в природе, являясь важными компонентами многих растительных сообществ, особенно тропических и субтропических лесов.

Некоторые папоротники (нефролепис, адиантум, асплениум и др.) используются как декоративные растения, другие - употребляются человеком в пищу (молодые побеги) и для получения лекарств.

Читать далее