Примеры растений группы папоротники: Примеры растений на каждый отдел растений: Водоросли, Мхи, Хвощи, Плауны, Папоротники, Голосеменные, Покрытосеменные

Примеры папоротниковых растений – список названий кратко (3 класс, окружающий мир)

4.7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 28.

Обновлено 10 Сентября, 2021

4.7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 28.

Обновлено 10 Сентября, 2021

Папоротник — одно из древнейших растений, появившееся на Земле 405 млн лет назад и распространившееся по планете. Это были гигантские деревья высотой до 30–40 м, обхватом ствола до 1 м, которые положили начало залежам каменного угля. Сегодня папоротники встречаются во всех уголках мира, кроме пустынь. Выведены декоративные сорта, которые не встречаются в природе.

Распространение папоротников

Папоротники встречаются в лесах всех видов, предпочитают влажные места. В нижнем ярусе растут невысокие виды. Древовидные папоротники влажных тропиков высотой до 15–20 м занимают верхний ярус. Некоторые древовидные папоротники способны выдержать снегопад и слабый мороз.

Многие папоротники растут в трещинах коры крупных деревьев, покрывая стволы и ветви.

Такие растения называются эпифитами. Нередко небольшие папоротники вырастают в расщелинах скал.

Существуют водные папоротники, примером которых служит сальвиния.

Папоротники весьма декоративны, поэтому их выращивают в ботанических садах, парках, частных владениях. Часто используются природные виды, что помогает сохранять растения на случай гибели в дикой природе (страусник, кочедыжник).

Рис. 1. Страусник.

Некоторые виды используются в медицине (щитовник), как пищевые (побеги орляка, страусника), в качестве комнатных растений (костенец).

В список папоротниковых растений включены также семейства хвощей и плаунов. Папоротники выделены в класс папоротников настоящих.

Как устроен папоротник

Папоротники имеют листовидные образования — вайи. Вайя не является листом. Это черешок, от которого в обе стороны отходят веточки. К веточкам крепятся листовые пластинки. Веточки расположены в одной плоскости, поэтому вайя называется плосковеткой. Размер вайи — от 20–30 см до 6 м.

Вайи играют важную роль в жизни папоротника. Листовые пластинки поглощают углекислый газ, выделяют кислород и запасают питательные вещества. На обратной стороне листовых пластинок образуются вместилища спор. Когда они открываются, споры высыпаются на почву, затем прорастают.

Корневище папоротника — это подземный стебель с почками. Из почек во влажной почве вырастают вайи.

Размножение происходит из спор, корневищем, частью листовых пластинок.

Ствол древовидных папоротников представляет собой переплетение оснований черешков и воздушных корней, вырастающих из плосковеток. На Гавайях сердцевина стволов употребляется в пищу, цельные стволы являются строительным материалом.

Рис. 2. Древовидный папоротник.

Сальвиния плавающая

Сальвиния — однолетний водный папоротник, обитающий в прудах, озёрах и медленно текущих реках.

Стебель плавает на поверхности воды. От него отрастают 3 листа размером до 1,5 см. Надводные овальные 2 листа покрыты волосками, что позволяет растению плавать на поверхности воды.

Третий погружён в воду, рассечён на множество частей, похож на корни и выполняет их функцию.

Осенью растение погибает. Весной с наступлением тепла прорастают споры, которые зреют в клубеньках у основания листьев.

Рис. 3. Сальвиния плавающая.

В сообщении для 3 класса на урок по окружающему миру можно привести примеры папоротниковых растений, указать их названия.

Что мы узнали?

Существует множество видов папоротников, травянистых и древесных. При перечислении папоротниковых растений примерами могут служить хвощи, плауны и папоротники настоящие.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

4.7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 28.

---

А какая ваша оценка?

Папоротники. Группа риска

Казалось бы, какие могут быть проблемы при выращивании папоротников? Оказывается, могут. И с этим в полной мере столкнулись садоводы, охваченные модной, набирающей приверженцев темой: «Сад папоротников». Основная причина многих проблем – в их происхождении. Это только неопытные и наивные полагают, что все папоротники растут в лесах и образуют там заросли. Большинство самых интересных видов: карликовых, вечнозелёных, с цветными либо необычно изрезанными вайями – произрастают всё же в местах, далеко не похожих на наши ни по климату, ни по влажности, ни по составу и структуре почв. И если с климатом мы поделать ничего – пока! – не можем, то с почвами и водным режимом уж как-нибудь справимся. Если, конечно, будем предупреждены. Самый верный и многоопытный почитатель папоротников Ю.Б. Марковский признался: «Папоротники – моя давняя любовь, поэтому и отношение к ним у меня излишне восторженное, а может быть и не объективное». Тем не менее, именно его наблюдения легли в основу этой статьи. (Марина Важова)

• Адиантум (Adiantum). Почти все виды этого обширного рода произрастают в тропических и субтропических областях Земли и абсолютно не выносят мороза. При большом желании в северных садах можно выращивать два вида –  А. красивый – A. venustum и даже знаменитый А. венерин волос– A. capillus-veneris, но эти невысокие папоротники ежегодно находятся под угрозой вымерзания и требуют укрытия. (Юрий Марковский)
• Кониограмма (Coniogramma). Практически все представители этого рода – жители теплых регионов Земли. В холодных районах произрастает только один вид – Кониограмма средняя или японская – Coniogramma intermedua или japonica. Бесспорно – это один из самых оригинальных и необычных по облику папоротников, пригодных для выращивания в наших садах. Листья этого вида длинночерешковые, светло-зелёные, напоминающие по форме листья ясеня. Отрастают листья от поверхностного слабо ползущего корневища, и, разрастаясь, растение формирует компактные группы высотой до 50 см. Этот вид вполне морозостоек и страдает лишь в бесснежные морозные зимы. (Юрий Марковский)
• Костенец, Асплениум (Asplenium). Большинство видов произрастает в тропиках и субтропиках, причём разнообразие форм этих растений не сравнимо ни с какими иными родами папоротников. Тропические виды могут достигать высоты 200см, северные редко поднимаются выше 15см. Среди Асплениумов есть и эпифитные растения, селящиеся на ветвях деревьев, и наземные виды и карликовые формы, произрастающие в расщелинах скал. Для «северного» садоводства практический интерес представляют лишь евроазиатские и североамериканские скальные карлики, коих насчитывается не более 40 видов. В садах скальные виды способны произрастать лишь в прослойках подпорных стенок, сложенных методом сухой кладки и в маленьких, хорошо дренированных лунках каменистых садов. В этих условиях они могут жить очень долго и иногда расселяются самостоятельно, прорастая на пористых камнях и в расщелинах. Пересадки и омолаживающего деления карликовые асплениумы не требуют многие годы, но в случае необходимости легко их переносят, поскольку обладают компактной мочковатой корневой системой. К сожалению, среди этих изумительных растений лишь немногие способны переносить сильные морозы и зимостойки только под снежным покровом.
  (Юрий Марковский)
• Листовик (Филлитис или Олений язык) – Phyllitis. Самым морозостойким является Листовик японский – Ph. japonicum, но в культуре распространен лишь более теплолюбивый Л. сколопендровый или обыкновенный (Ph. scolopendrium), произрастающий на тенистых склонах и скалах в лесах  Карпат,  Крыма и  Кавказа. Оба вида формируют из листьев бокаловидные розетки высотой около 30 см и смотрятся очень экзотично. В культуру введено множество сортов, отличающихся необычными гребнями и бахромой на листьях (f. Undulata, «Serratifolia»). К сожалению, сортовые формы морозостойки менее, чем природные, и требуют обязательной высадки в тенистом месте и легкого воздушно-сухого зимнего укрытия. (Юрий Марковский)
• Листовик (Phylitis).  Он и на папоротник-то мало чем похож: никаких рассечённых, перистых листьев (у папоротников они называются вайями). Напротив, они цельные, ремневидные. Так вот. Если природный вид, обитающий в т.ч. и на нашем Кавказе, листовик сколопендровый (P. scolopemdrium), растёт у нас в садах долгие годы, страдая лишь во время неблагоприятных (морозных и малоснежных) зим, то многочисленные сорта его, к сожалению, за редким (не известным мне) исключением, живут у нас на Северо-западе недолго. И очень жаль! Ведь они имеют совершенно фантастический внешний вид:  «Cristatum» – курчавый, как тёзка-петрушка, «Serratifolia» –  его длинные, узкие вайи испещрены многочисленными надрезами и перегибами, «Undulata» – полностью оправдывает свой эпитет: вздутая. Для них губительны как морозные и малоснежные зимы, так и «гнилые зимы» с чередованием оттепелей и морозов. Страдают они и от летней жары и сухости… И, тем не менее, ни в коем случае не буду отговаривать вас от личного знакомства с этими необычными папоротниками… (Андрей Ганов)
• Многоножка, Полиподиум (Polypodium). Род объединяет более 75 видов папоротников, распространенных большей частью в тропических и субтропических зонах Земли. Лишь немногие виды произрастают в умеренно-холодной зоне Евразии и пригодны для выращивания в «северных» садах.
  Самыми распространенными  в культуре считаются три очень похожих  друг на друга вида: М. виргинская – P. virginianum,  М. обыкновенная – P. vulgare, и М. промежуточная или вползающая –  P. interjectum. Все они произрастают в схожих условиях, имеют единый облик, отчего различить их напросто. Это лесные папоротники, селящиеся на поваленных деревьях и на моховых подушках. Разрастаясь, формируют небольшие группы или куртины высотой 10- 20 см, образованные толстыми поверхностно ползучими ветвящимися корневищами, по всей длине которых рядами отрастают многочисленные одиночные листья.  Листья прямостоячие, однажды перистые, кожистые на плотных упругих черешках, «вечнозелёные», т.е. живущие в течение 2-3 лет. Особенно хороши сортовые формы (P. interjectum «Cornubiense»), отличающиеся разрезными или гребенчатыми листьями. В культуре нуждаются в слабокислой хорошо аэрированной почве. Без пересадки и омолаживающего деления  живут многие годы и переносят их плохо. Молодые, пересаженные и разделённые растения требуют тщательного ухода и обильного полива. Полного развития после пересадки или омолаживания достигают лишь на третий год. Тенелюбивы – при выращивании на открытых солнечных местах «выгорают». Засухоустойчивы и застоя воды на почве не переносят. (Юрий Марковский)
• Многорядник, Полистихум (Polystichum). Папоротники из этого рода красивы и весьма разнообразны. Есть среди них и очень крупные (P. braunii)  и миниатюрные (P. lonchitis) растения. Жаль только, что большая часть видов либо вовсе не выносит суровых зим, либо слабо морозостойка, что требует обязательного зимнего укрытия. Особенно обидно, что не отличается высокой морозостойкостью  Многорядник щетинконосный – Р. setiferum. Этот вид имеет множество сортов («Herrenhausen», «Plumosum Densumx»), уникальных по красоте, но для их успешной жизни требуется тенистое место и снежный покров зимой. (Юрий Марковский)
• Многорядник (Рolystichum). В составе этого рода немало вечнозелёных видов: многорядник Брауна (P. braunii), копьевидный (P. lonchitis), трёхразделённый (P. tripteron), шиповатый (P.aculeatum). Сама по себе вечнозелёность нам, северным садоводам, всегда на руку:  весной, когда так хочется чего-то зелёного, после схода снега, глянцевые вайи какого-нибудь Polystichum aculeatum как нельзя кстати. Но вот страдают они в зимнюю пору. И последствия тут несколько иные, чем у априори плохо зимующих видов: при чередовании оттепелей и морозов вечнозелёные вайи могут отмереть. Да, конечно, при наступлении  положительных температур они станут отрастать снова. Но вот успеют ли… Если лето будет очень тёплым, в меру влажным, осень затяжная, то всё будет в порядке – вегетативная часть растения вызреет и хорошо перезимует. А если нет? Тогда пиши пропало! Причём в прямом смысле этого слова. (Андрей Ганов)
• Осмунда королевская (O. Regalis) – роскошный гигантский папоротник, формирующий раскидистую розетку широких перистых листьев диаметром до 200см. В культуре этого растения издавна и к настоящему времени имеется не менее 20 сортовых форм (O. Regalis «Cruiststa») с мелко разрезанными, гребенчатыми и пурпурными листьями. К сожалению, степень морозостойкости этого замечательного папоротника не слишком высока, отчего требуется обязательное укрытия на зиму. (Юрий Марковский)
• Осмунда или чистоус (Osmunda). Все три вида, которые обитают в наших садах: О. азиатская (O. asiatica), О. королевская (O. Regalis) и О. Клейтона (O. Cleytoniana) можно включить в группу риска.  Но в последние годы жалобы садоводов на «здоровье» осмунд явно сократились. Это связано, как мне кажется, с тем, что последние лет 10 климат нас балует. И даёт немножко расслабится. Более осторожным нужно быть при выращивании сорта осмунды королевской с красноватыми черенками вай, который называется  Purpurascens. (Андрей Ганов)
• Скребница аптечная (Ceterach officinarum). К сожалению, этот папоротник удается приручить немногим – капризничает и вымерзает. В природе растет на известковых скалах, часто на солнце, но в культуре нуждается в защите от палящего солнца. Защищаясь от засухи папоротник скручивается в кочанчик и разворачивается при первых появлениях влаги. (Юрий Марковский)
• Страусник восточный (Matteucia orientalis) – от своего обыкновенного собрата отличается формой куста, расположением спороносных вай, и тем, что он, в отличие от нашего страусника, не «ползёт», что, согласитесь, ой как не мало! Замечательный страусник! Но слишком сильные морозы могут если не погубить, то существенно уменьшить декоративность. При сильных морозах гибнет центральная почка. Правда, в большинстве случаев вместо погибшей центральной идут в рост замещающие почки. Но они, конечно же, более слабые и придётся подождать два-три года, когда восстановится декоративность всего куста. (Андрей Ганов)
• Циртомиум (Cyrtomium). Внешность у этого папоротника совершенно комнатная. И место ему – в худшем случае на подоконнике городской квартиры, а лучше – в субтропической оранжерее. Но сначала один вид – циртомиум форчуна (C. fortunae) доказал, что он вполне зимостоек, а затем и другой вид был испытан в наших условиях – циртомиум серповидный (C. falcatum). И первые зимовки в условиях Карельского перешейка вселяют определённый оптимизм. (Андрей Ганов)

© Сады Северо-Запада.
Это экологический проект.
Помогите ему стать доступным каждому.
При цитировании помещайте активную ссылку
http://sadsevzap.ru

Структура папоротника

Папоротник может иметь очень необычные формы и структуры. Ниже описывается структура и формы папоротника, с которыми обычно сталкиваются люди.

Листья

Листья папоротников часто называют ветвями . Вайи обычно состоят из листовой пластинки и черешка (стебля листа) . Форма, размер, текстура и степень сложности листьев значительно варьируются от вида к виду.

Лист или ветвь папоротника.

Части листа папоротника.

Средняя жилка является главной осью лопасти, а кончик вайи является ее вершиной .

Лопасть может быть по-разному разделена на сегменты, называемые ушными раковинами ; отдельные листовки ушная раковина . Ушная раковина может быть дополнительно разделена, самые маленькие сегменты состоят из перышек .

Fiddleheads

По мере появления новых листьев, обычно весной, они разворачиваются, эти разворачивающиеся листья называются fiddleheads.

Остролистник аляскинский ( Polystichum setigerum ) только начинает разворачиваться.

Раскручивающиеся головки папоротника ( Athyrium filix-femina ).

Отделы листьев

Листья папоротника, в зависимости от вида, имеют множество отделов. В этой серии силуэтов листьев показаны различные степени деления листьев.

Простой

Вайи цельные.

Папоротник сердечный ( Асплениум сколопендриум вар. американум ). Фото Д.Дж. Эванс, Программа природного наследия Нью-Йорка.

Перистонадрезная

Вайя разделена на сегменты, отделенные друг от друга почти до оси.

Чувствительный папоротник ( Onoclea sensibilis ).

Солодковый папоротник ( Polypodium glycyrrhiza ).

Перистая

Вайя разделена на сегменты, полностью отделенные друг от друга.

Селезенка девичья ( Asplenium trichomanes ).

Дальнейшее разделение

Многие папоротники известны своим кружевным внешним видом, эти папоротники имеют еще более разделенные ветви.

• 2-перистые (двуперистые): вайи делятся дважды.
• 3-перистые (трехперистые): вайи делятся трижды.
• В тех случаях, когда эти вторичные отделы не пересекают позвоночник или ось ушной раковины, термин перистонадрезная добавляется к степени разрезания, чтобы описать этот тип расслоения вайи.

Примеры папоротников с разной степенью разделения листьев:

Перисто-перисторассеченные – Буковый папоротник ( Phegopteris connectilis ).

Двуперистые перистонадрезные – Северный лесной папоротник ( Dryopteris expansa ).

Диморфные листья

Некоторые папоротники имеют два вида листьев: фертильные вайи (листья со спорангиями) и стерильные вайи (листья без спорангиев). Папоротники с двумя видами листьев называются диморфными . Примерами диморфных папоротников являются олений папоротник ( Blechnum spicant ) и коричный папоротник ( Osmunda cinnamomea ).

Олений папоротник ( Blechnum spicant ).

Коричный папоротник ( Осмунда Коричный ). Фото Линды Шварц.

У других папоротников, таких как лунник, на одном и том же листе есть стерильные и фертильные перья. Это можно увидеть у папоротника лунника ( Botrychium lunaria ).

Fern Sori

Sori (единственное число: sorus ) представляют собой группы из спорангиев (единственное число: sporangium ), которые содержат спор . Сори обычно находятся на нижней стороне лезвия. Молодые сорусы обычно покрыты лоскутами защитной ткани, называемыми indusia (единственное число: indusium ). См. следующий рисунок.

Сорусы могут значительно различаться по форме, расположению, расположению и покрытию в зависимости от вида папоротника. Эти различия могут быть полезны для идентификации папоротников. Однако в зависимости от времени года сори и индузия могут быть бесполезными признаками, поскольку они могут быть слишком незрелыми или слишком зрелыми, чтобы быть полезными для диагностики.

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных видов сори.

Сори без инд. Сорусы многоножковых папоротников не имеют индузии. Здесь мы видим спорангии без индузия.

Сори с зонтиковидной индусией. Индузиум круглый, по форме напоминает крошечный зонтик и прикрепляется к листу с середины. Эти мечевидные папоротники индюзии не совсем достигают края сорусов. Отдельные спорангии хорошо видны по краю каждого соруса.

Сори с индузией в виде капюшона. Индузия прикрепляется по нижнему краю и частично под сорусом. Индусию хрупкого папоротника, похожую на капюшон, легко увидеть в начале сезона.

Позднее в этом сезоне хрупкий папоротник индузия опадает, и его становится трудно увидеть.

Сорусы с почковидной индузией. Северные древесные папоротники имеют почковидные индузии, прикрепленные к нижней части листа узкой полоской ткани.

Линейные сорусы с линейной индузией. Крошечные ветви папоротника адиантумного селезеночного несут на нижней стороне несколько линейных сорусов. Обратите внимание на крошечные черные споры, лежащие на листе. Asplenium trichomanes подвид. densum , Форест и Ким Старр, Starr Environmental, Bugwood.org.

Сори с ложной индусией. Ложные индузии не образуются из специализированной ткани (как настоящие индузии), а представляют собой листовые ткани, свернутые или свернутые поверх сорусов. Они могут быть краевыми, вдоль ушной раковины или на кончике ушной раковины, как у папоротника адиантума.

Сорусы папоротника западного адиантума прикрыты загнутым концом ушной раковины.

Стебли и корни папоротника

Стебли (корневища) папоротника часто незаметны, поскольку они обычно растут ниже поверхности субстрата, в котором растет папоротник. Этот субстрат может быть почвой, мхом или пухом. Люди часто путают корневища с корнями. Корни папоротника обычно тонкие и проволочные по текстуре и растут вдоль стебля. Они поглощают воду и питательные вещества и помогают прикрепить папоротник к субстрату.

Стебли могут быть короткоползучими с листьями, несколько разбросанными по стеблю, как у хрупкого папоротника; или стебли могут быть длинными ползучими , в результате чего вдоль стебля разбросаны листья, примером которых может служить папоротник солодковый.

Папоротник солодковый ( Polypodium glycyrrhiza ) имеет длинное ползучее корневище (стебель) с относительно широко разбросанными ветвями (например, длинноползучее ). Обратите внимание на проволочные корни, также растущие из корневища.

Корневище этого живого папоротника солодкового растет под тонким слоем мха и плотно прилегает к ольхе. Растения, растущие на других растениях, называются эпифитными растениями.

Стебли могут быть вертикальными , образующими розетки листьев, как у папоротника-меченосца.

Прессованный образец падуба Крукеберга ( Polystichum kruckebergii ) с полным вертикальным корневищем (стеблем) и прикрепленными корнями.

Остролистник Брауна ( Polystichum braunii ) с отчетливой розеткой листьев, характерной для вертикальных стеблей.

Папоротники | Организационное разнообразие

Папоротники

19 апреля 2015 г., 23:49 19 апреля 2015 г. Тара Хилл

Жизнь папоротника

Когда мы смотрим на весенний пейзаж, мы видим, как на деревьях появляются листья, а цветы начинают цвести. Эти харизматичные растения используются для украшения окружающего нас мира. Мы не можем игнорировать размер некоторых деревьев и размер лесных массивов и лесов. Однако в каменноугольном периоде это был век папоротника (Американское общество папоротников). Папоротники были главными наземными растениями той эпохи. Сегодня мы склонны находить папоротники во влажных тенистых местах рядом с лесными деревьями. Эти леса обеспечивают большую защиту для папоротников. Мало того, что папоротники зависят от влажной среды, древесные растения могут обеспечить защиту от ветра, избыточного солнечного света и избыточного солнечного тепла (AONE 19).98).

Несмотря на то, что папоротники обычно встречаются во влажных и охраняемых районах, они могут выжить в различных средах, от отдаленных горных районов до сухих пустынных скал. Когда папоротники растут в определенном месте, они могут быть очень выносливыми и долгоживущими. Они выживают в расщелинах скал, кислых болотах и ​​могут быть эпифитами на различных деревьях (AONE 1998). Эпифиты — это растения, которые безвредно растут на других растениях и не укореняются в почве (словарь Мерриам-Вебстерс). Папоротники и споры могут пережить снег, и это объясняет, почему мы находим множество видов в Огайо. Не каждый папоротник может выжить во всех этих различных условиях, и многие из них специализируются на определенной экологической нише. Ниша — это место или функция организма в экосистеме (Dictionary.com). Примером ниши может быть роль опылителя, например, пчелы. Опыление играет важную роль в экосистеме и занимает отдельную нишу.

      
   
Водные папоротники и разнообразие папоротников. Все вышеперечисленные виды относятся к водяным папоротникам. Родов настоящих водяных папоротников всего три. Некоторые инвазивны в Огайо. Водяные папоротники уникальны, потому что у них разные половые гаметофиты, как у семенных растений, что может свидетельствовать об эволюции семенных растений. На двух верхних рисунках показаны листья с трихомами или волосками на листьях, которые отводят воду от листьев, чтобы папоротник не отягощался дождевой водой.

Папоротники можно использовать в качестве индикатора их экологической ниши. Связь растения с почвой и микроклиматом делает его хорошим индикатором того, какие условия необходимы для каждого вида папоротников. Папоротники также можно использовать для обозначения того, какой тип микросреды существует в их экосистеме. Исследования по сохранению среды обитания и управлению природными ресурсами будут рассматривать изобилие и виды папоротников как индикаторы того, какие типы окружающей среды доступны на микроуровне (AONE 19).98).

Новый взгляд на жизненный цикл папоротника

У папоротников есть две основные стадии развития: стадия гаметофита и стадия спорофита. Взрослое растение-спорофит высвобождает спору, которая прорастает в стадию гаметофита, которая участвует в половом размножении. Гаметофит представляет собой небольшое сердцевидное растение толщиной всего в один клеточный слой. Оплодотворение происходит внутри гаметофита между антеридиями (мужскими) и архегониями (женскими). Эти структуры встречаются на отдельных гаметофитных растениях. После оплодотворения из гаметофита вырастает новый спорофит. На взрослой стадии растение папоротника начинается как головка, а затем принимает традиционную форму папоротника. Когда взрослый папоротник достаточно созреет, он образует сорусы и спорангии на своих листьях или листьях, а затем процесс начинается снова.

Растущий F бездельник . Папоротник папоротник — начальная стадия развития спорофита.

То, что известно как «настоящий папоротник», вырастет из земли в виде головки скрипки с распустившимися ветвями. Термин fiddlehead относится к форме новой формы спорофитов, которая напоминает головку скрипки. В Огайо папоротники – самые распространенные несеменные растения. Эти папоротники в основном односпоровые, что означает, что они образуются в шаровидных спорангиях, сгруппированных в сорусы (растения Огайо).

Папоротники начинают производить споры только после полного созревания. Когда листья папоротника полностью развернуты, могут начать формироваться скопления спорангиев, называемые сорусами. Сорусы, как правило, располагаются на нижней стороне листьев у большинства видов папоротников. Некоторые виды, такие как представители рода Adiantum , на самом деле имеют сорусы и индузиум, защитное покрытие, по краю листьев. Их называют «маргинальными индузиями». Они часто имеют коричневый цвет, а после созревания темнеют и теряют защитную оболочку, что позволяет рассеивать споры. Эти сорусы, в которых находятся спорангии, активно производят споры летом в таких районах, как Огайо. В некоторых тропических местах спорангии могут быть активны круглый год. Папоротники известны как односпоровые растения, поскольку все их споры примерно одинакового размера и все они выполняют одну и ту же функцию (UPenn. edu).

    
Маргинальный Индузиум . Маргинальный индузиум на папоротнике девичьем волосе ( Adiantum sp. ). Молодой папоротник изображен слева, а старый папоротник – справа.

Зрелый и незрелый индузиум. Лист слева имеет более зрелый индузиум, чем лист справа, о чем можно судить по более темному цвету защитного покрытия.

Взаимоотношения между папоротниками и другими организмами

Некоторые травоядные позвоночные поедают в дикой природе молодые папоротники. Когда папоротник становится взрослым, он начинает выделять токсины в своих листьях, которые отбивают у животных охоту их есть. Эти токсины все еще присутствуют в молодых папоротниках, но в меньших количествах. Насекомые, такие как кузнечики и улитки, могут регулярно поедать взрослые папоротники, несмотря на повышенную токсичность. Во времена динозавров папоротники были фактически основным источником пищи для травоядных зауроподов. Сегодня многие виды позвоночных животных, которые питаются папоротниками, едят только определенные виды в определенное время года (Walker 2010).

Хотя некоторые молодые папоротники безопасны для употребления в пищу животными, некоторые виды, такие как папоротник папоротник-орляк, содержат токсины, называемые тиаминазой и птакилозидом. Эти папоротники без особых последствий поедаются белохвостыми оленями и восточными кроликами в виде головок. Иногда, когда растительности мало, некоторые другие животные могут прибегать к поеданию папоротника, а другие избегают его. Домашний скот, такой как свиньи и лошади, может проглатывать папоротник и испытывать синдром, опосредованный тиаминазой (Ветеринарная публичная библиотека, 2005 г.). Птакилозид коррелирует с раком пищевода или желудка у людей при его приеме внутрь (Stegelmeier 2014).

Несмотря на свой крошечный размер, споры также могут быть источником пищи для животных. Европейская лесная мышь поедает споры европейского папоротника Culcita macrocarpa, и это единственное известное мелкое млекопитающее, которое делает это. Споры богаты липидами и дают много энергии в очень маленьком объеме. Снегирь и короткохвостая летучая мышь — единственные два других позвоночных, которые, как известно, питаются спорами папоротника (Walker 2010).

Папоротники также связаны с другими организмами. Хорошо известны симбиотические отношения папоротников с микоризными грибами. Эта связь известна как микориза, что означает «гриб-корень», и представляет собой мутуалистический симбиоз между грибком и корневой системой растений. Мутуалистический симбиоз означает, что эти два организма живут вместе и каждый получает пользу от другого. Считается, что эволюция микориз прошла путь от эндофитных отношений к эктофитным отношениям, которые мы наблюдаем сегодня. «Эндофитный означает склонность к прорастанию внутрь тканей в виде пальцевидных выступов. Эктофитный означает тенденцию к росту наружу за пределы поверхностного эпителия, из которого он происходит» (Brundrett 2002). В ходе развития этих отношений оба партнера были независимыми и со временем стали взаимозависимыми из-за обмена ограниченными ресурсами между ними (Brundrett 2002).

Микоризные связи . Рисунок лучше иллюстрирует микоризные отношения. Толстая черная линия представляет собой сеть гиф, а блоки представляют собой клеточную стенку растения.

Примитивные папоротники, такие как остролистный папоротник ( Psilotum) и папоротник хвощ ( Equisetum) видов имеют подземные гаметофиты, которые имеют ассоциации с везикулярно-арбускулярной микоризой (VAM). VAM означает, что грибок прорастает в корневые клетки хозяина, образуя два вида специализированных структур: арбускулы и везикулы (McGraw-Hill Dictionary 2003). Арбускула – это орган гриба, который поглощает питательные вещества, а везикулы – это структуры, используемые для хранения. У примитивных папоротников на самом деле нет арбускул, но все же считается, что они имеют ассоциации с VAM. Исследования показали, что большинство сложных папоротников также имеют эти ассоциации МВА. У большинства папоротников тонкие корни с длинными корневыми волосками, что позволяет предположить, что у них есть микоризная ассоциация, которая способствует их функционированию. Лептоспорангиатные папоротники считаются наименее зависимыми от микоризы (Brundrett 2008).

Разнообразие папоротников и их использование

Сори линейные. Папоротник птичий ( Asplenium nidus ) является частью семейства aspleniaceae, все члены которого имеют линейные сорусы. Сорусы содержат споры и представляют собой коричневые линейные линии на этом изображении.

Специализированные корневища. Папоротник “кроличья лапка” ( Davallia solida ) известен своими толстыми пушистыми корневищами, которые стелются по земле или по стенкам горшка, если его поместить в подвесной горшок.

Существует много видов папоротников, составляющих огромное разнообразие таксонов, таких как: папоротник птичий, бостонский папоротник, папоротник пуговичный, папоротник кроличья лапка, остролистный папоротник, папоротник оленьего рога и страусиный папоротник. Все они уникальны из-за различных способов модификации некоторых их структур. Например, некоторые папоротники, такие как папоротник кроличья лапка, показанный выше, изменили свои корневища, чтобы стелться по земле, в то время как корневища некоторых папоротников находятся в земле. Папоротник «птичье гнездо», также показанный выше, имеет видоизмененные линейные сорусы. Различные способы расположения сорусов на листе – еще один пример разнообразия папоротников.

Один лист или много листовок? Папоротник золотистый многоножковый ( Phlebodium aureum ) показывает, что не все папоротники имеют листочки. У этого папоротника технически нет листочков, потому что листья не разделены возле стебля, что делает все это одним листом.

Хоккайдо, остров на севере Японии, имеет примерно такое же количество видов папоротников, как и Северо-Восточная Америка. Около 40% этих папоротников считаются сестринскими видами из-за их сходных характеристик. Находясь на разных сторонах земного шара, странно видеть столь похожие виды без четкой закономерности распространения, но так обстоит дело с этими папоротниками. Частично это может быть связано со схожим климатом в обоих регионах, обуславливающим сходные эволюционные характеристики (Moran, 2004).

Папоротники, в отличие от некоторых других растений, сегодня не представляют большого экономического значения для людей, несмотря на то, что они являются популярным садовым растением. Поскольку они были так распространены в каменноугольный период, окаменелости древних папоротников фактически внесли свой вклад в мировые запасы ископаемого топлива (science.Jrank.org). Наши современные папоротники все еще используются для нас сегодня. Многие люди будут выращивать папоротники в качестве декоративных растений, а некоторые будут искать определенные виды папоротников, например, страусиный папоротник ( Matteuccia struthiopteris 9).0254 ) для весеннего угощения для добавления в салаты или использования в качестве тушеного овоща.

Древовидные папоротники семейств Dicksoniaceae и Cyatheaceae также имеют коммерческое значение. Стволы древовидных папоротников можно использовать в строительных работах. Корневая система древовидного папоротника также широко используется в качестве субстрата для выращивания декоративных орхидей. Стебли и почки этих папоротников также можно использовать в качестве упаковочного материала для подушек и матрасов. Это привело к уничтожению многих популяций древовидных папоротников в тропических районах (Reference.com).

  

Древовидные папоротники.  Первое фото слева – японский древесный папоротник ( Dryopteris sieboldii ). На среднем фото — гавайский древовидный папоротник ( Cibotium glaucum ). На правом фото — гигантский папоротник ( Angiopteris evecta ). Хотя они известны как древовидные папоротники, они не являются настоящими деревьями, и область, которая выглядит как ствол, на самом деле просто состоит из оснований листьев.

Различные виды папоротников также используются во многих странах Востока в качестве лекарственных средств. Изучение традиций и использования растений в качестве лекарства в разных культурах известно как этноботаника (Dictionary. com). В Гималаях растет папоротник гремучей змеи ( Botrychium virginianum) превращают в лосьон, который наносят на язвы, порезы, синяки и ожоги. Корневища и черешки индийского пуговчатого папоротника ( Tectaria macrodonta) используются в Индии для облегчения запоров (OpenSIU).

Также было доказано, что папоротники помогают удалять тяжелые металлы, такие как мышьяк, из почвы. Мышьяк может попасть в окружающую среду в результате деятельности человека и обычно содержится в пестицидах, красителях и консервантах для древесины. Мышьяк в больших дозах может быть ядовитым для людей, животных и многих растений (USF.edu). Высокий уровень мышьяка в почве стал проблемой, поскольку проблемы со здоровьем, связанные с мышьяком, увеличиваются во всем мире. В 2001 году было обнаружено, что китайский тормозной папоротник ( Pteris vittata ) хорошо растет в почве, загрязненной мышьяком. Он накапливает избыток мышьяка в листьях и является экологически чистым и экономичным решением для почвы, богатой мышьяком. Было проведено множество исследований для наблюдения за поглощением мышьяка листьями папоротника и последствиями, которые этот процесс может иметь для других организмов, поедающих листья папоротника (Fayiga et al. 2004).

Почему важны папоротники?

Папоротники внесли большой вклад в естественную историю Земли. Они обеспечили важную эволюционную ступеньку для наземных растений, какими мы их знаем сегодня: сосудистую ткань. Без сосудистой ткани растений у нас не было бы гигантских секвой Калифорнии или садов фруктовых деревьев, которые мы выращиваем. Их окаменелости пошли на производство важных ископаемых видов топлива, таких как уголь и природный газ. Папоротники также могут поглощать тяжелые металлы из почвы и способствовать оздоровлению загрязненной окружающей среды.

Сегодня у папоротников много применений, о которых люди даже не задумываются. Некоторые животные используют папоротники в качестве источника пищи. Люди могут использовать папоротники в качестве украшений или использовать древовидные папоротники для строительства зданий. Хотя они не так харизматичны, как другие сосудистые растения, они очень интересны и позволяют нам заглянуть в прошлое. Надеюсь, в следующий раз, когда вы посмотрите на папоротник, вы вспомните все, что они делают.

Процитированные работы:

Американское общество папоротников. (2006). Краткое знакомство с папоротниками . Получено с: http://amerfernsoc.org/lernfrnl.html

Австралийский национальный ботанический сад. (1998, июль). Папоротники как экологические индикаторы. Получено с: http://www.home.aone.net.au/~byzantium/ferns/ecol.html

Национальный ботанический сад Австралии. (1998, июль). О папоротниках . Получено с: http://www.home.aone.net.au/~byzantium/ferns/about.html

Брундретт, Марк С. «Совместная эволюция корней и микоризы наземных растений». Новый фитолог 154.2 (2002): 275-304.

Брундретт, М. (2008). Микоризные ассоциации: веб-ресурс . Получено с: http://mycorrhizas.info/evol.html

Экологическая ниша. Dictionary.com Полный текст. Получено 29 марта 2015 г. с веб-сайта Dictionary.com: Dictionary.reference.com/browse/ecological+niche

Ensminger, PA. (2009). Папоротники – значение для человека . Получено с: http://science.jrank.org/pages/2689/Ferns-Importance-humans.html

этноботаника. Dictionary.com Полный текст . Получено 29 марта 2015 г. с сайта:dictionary.reference.com/browse/ethnobotany

Fayiga, Abioye O et al. «Влияние тяжелых металлов на рост и накопление мышьяка в гипераккумуляторе мышьяка Pteris vittata L». Загрязнение окружающей среды 132.2 (2004): 289-296

Словарь научных и технических терминов McGraw-Hill, 6E. (2003). Везикулярные арбускулярные микоризные грибы. Получено 29 марта 2015 г. с: http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/vesicular-arbuscular+mycorrhizal+fungi

Merriam-Webster Dictionary. (2003). Эпифитный . Получено с: www.merriam-webster.com/dictionary/epiphytic

Моран, Робин С. (2004). Естественная история папоротников . Орегон. Лесной пресс.

Шривастава, Камини. (2007) «Значение папоротников в медицине человека». Этноботанические листовки 2007.1: 26.

Stegelmeier, BL. (2014, февраль) Обзор отравления папоротником орляком . Получено с: http://www.merckmanuals.com/vet/toxicology/bracken_fern_poisoning/overview_of_bracken_fern_poisoning.html#v11577387

Энциклопедическая статья о папоротнике. (2008). Получено 30 марта 2015 г. с: http://www.reference.com/browse/fern

Ветеринарная публичная библиотека. (2005). Папоротник папоротник или папоротник тормозной ( Pteridium aquilinum ) . Получено с: http://www.library.illinois.edu/vex/toxic/bracken/bracken.htm

Уокер М. (19 февраля 2010 г.) Мышь, которая ест папоротник, как динозавр . Получено с: http://news.bbc.co.uk/earth/hi/earth_news/newsid_8523000/8523825.stm

Опубликовано в Папоротники Оставить комментарий

6 марта 2015 г. в 1:49 6 марта 2015 г. Тара Хилл

Учитывая, что сегодня существует более четверти миллиона видов растений, 13 000 могут показаться каплей в море, но папоротники на самом деле представляют собой важный этап эволюции растений, какими мы их знаем сегодня (Pearson Education, 2015). Папоротники содержат множество различных типов растений надгруппы археопластиды. Хотя у папоротников нет официальной классификации; они являются частью подцарства эмбриофитов, в которое входят все наземные растения.  

Существует две различные классификации папоротников: монолофиты и папоротники. Монилофиты включают настоящие папоротники, такие как лептоспорангиаты, самую большую группу папоротников, включающую более девяти тысяч видов во всем мире, в то время как термин папоротники включает как папоротники, так и некоторые другие сосудистые растения. Термин «птидофит» вышел из употребления, поскольку он не является одной монофилетической группой, такой как монилофиты (Schuettpelz, 2004).

Основной организм, который мы видим, растущий и взрослый папоротник, известный как спорофит, является диплоидным. Диплоидия у организмов означает, что они имеют два набора хромосом. Многие организмы, которые мы видим сегодня, такие как кошки, собаки и люди, также являются диплоидными организмами.

История папоротников

 
Филогения папоротников . На приведенном выше рисунке показана филогения папоротников с датами расхождения. Филогенез подобен генеалогическому древу и показывает, как связаны разные организмы (Pryer et al., 2004).

Первые окаменелости с признаками папоротника, эмбриофиты, начали появляться в отчетах в середине девонского периода около 300 миллионов лет назад (USDA, 2006). Девонский период длился от 416 миллионов лет назад (млн лет назад) до 360 миллионов лет назад, характеризуется радиацией и разнообразием видов растений и закончился крупномасштабным вымиранием, которое, по мнению ученых, произошло из-за глобального похолодания и повышения уровня моря.

Эти ранние папоротники отделились от зеленых водорослей около 960 млн лет назад. Это одни из самых ранних известных наземных растений. «Великая папоротниковая радиация» — это время, когда впервые начали появляться многие современные семейства папоротников. Это излучение произошло в позднемеловой период (Bhattacharya, 2009). Сегодня около 13 000 различных видов составляют класс Polypodiopsida (The Plant List, 2010).

В каменноугольный период в ландшафте господствовали гигантские папоротники, высота которых составляла от 9 до 12 метров. Это было до времени покрытосеменных растений, цветковых растений, которые производили плоды и семена, поэтому конкуренция за землю была небольшой. Некоторые гигантские папоротники все еще существуют сегодня, например, Angiopteris evecta , или гигантский папоротник, который может достигать 7 метров в высоту и произрастает в Индонезии, Новой Гвинее, на побережье северной Австралии, а также на юге и западе островов Тихого океана (Christenhusz, 2011).

Что делает папоротник папоротником?

Папоротники классифицируются по их сосудистой ткани, образованию спор и отсутствию цветов и семян. Эти растения состоят из трех основных частей: корневища, вайи и спорангиев. Как правило, одна или несколько ветвей прикрепляются к корневищу ножкой. Корневища представляют собой специализированную корневую структуру, которая извлекает питательные вещества из почвы. Вайя – это структура листа папоротника, а ножка – это технический термин для стебля папоротника. Спорангии — это структуры, содержащие споры, необходимые для размножения (Университет Вайкато, 2010 г.).

Сосудистые растения можно отличить от несосудистых по наличию ксилемы и флоэмы. Ксилема и флоэма работают как артерии и вены и помогают транспортировать питательные вещества по всему телу растения. Как первые сосудистые растения, папоротники могли расти скорее в высоту, чем в ширину. Несосудистые растения, такие как мхи, должны были расти близко к земле во влажных местах, чтобы получать все питательные вещества, необходимые для поддержания организма.

Как и мхи, папоротники размножаются спорами, а не семенами. Эти споры разносятся ветром и водой. Когда споры попадут в подходящую среду обитания, они начнут расти. Споры растения очень маленькие, и их нужно рассматривать под микроскопом, потому что они имеют размер около 1/10 миллиметра, а из-за их почти невидимой природы папоротники и другие растения, производящие споры, известны как криптогамы. Термин криптогам относится к их скрытому размножению и буквально означает «скрытый брак» (Сыцма, 2014).

Эти споры, как упоминалось ранее, находятся в спорангии. У многих видов папоротников спорангий находится на нижней стороне листьев или листьев взрослого папоротника. Они, как правило, группируются в сорусы (единственное число, сорусы), которые видны невооруженным глазом как маленькие коричневые пятна. У многих видов папоротников эти сорусы защищены индузием, который представляет собой тонкую мембрану, защищающую недоразвитые споры и сорусы. Когда споры готовы к распространению, индузий сморщивается.

Индузиум на спорах папоротника. На изображении выше коричневые части поверх более темного спорангия уже начинают сморщиваться. Эта структура называется индузием. Масштаб: ~ 3 см.

Споры с нижней стороны папоротника. Индузиум есть не у всех папоротников. Индивидуальная ветвь: ~ 12 см.

Споры образуются в спорангии в результате мейоза. Мейоз — форма деления клеток, при которой число родительских хромосом уменьшается вдвое, образуя четыре дочерние клетки. Это тот же процесс, который производит яйцеклетки и сперму у животных. Четыре дочерние клетки гаплоидны, что означает, что они содержат только один набор хромосом. Затем эти гаплоидные споры разносятся ветром или водой и прорастают, если попадут в подходящую среду. Затем споры превращаются в гаметофит, который также является гаплоидным организмом.

Гаметофит представляет собой тонкую фотосинтетическую структуру толщиной всего в один клеточный слой. На гаметофите образуются половые клетки: яйцеклетка и сперматозоиды. Он также содержит два разных типа половых органов для производства обеих половых клеток. Органы известны как антеридий, производящий сперму, и архегоний, производящий яйцеклетки. Архегоний представляет собой группу из 4 клеток в форме воронки, которая позволяет сперматозоиду плавать в нем, чтобы встретиться с яйцеклеткой. Сперматозоиды должны плыть к яйцеклеткам, поэтому гаметофиты должны находиться в очень влажной среде (Список растений, 2010).

Женский гаметофит. Женский гаметофит содержит архегоний возле расщелины на вершине гаметофита. Масштаб: ~1 мм. х 1 мм.

Фрагмент архегония. В архегониях находятся женские гаметы, яйцеклетки. Это то, через что проходят мужские гаметы, сперматозоиды, для оплодотворения. Показано с 40-кратным увеличением.

Мужской гаметофит. Сохранившийся мужской гаметофит имеет антеридий, показанный коричневыми пятнами. Эти антеридии когда-то содержали сперму. Показано с 10-кратным увеличением.

Поскольку это лишь небольшая часть жизненного цикла, гаметофит не имеет корневой системы, а имеет ризоиды. Эти ризоиды похожи на миниатюрные корни, которые служат для закрепления гаметофитов и получения питательных веществ. Как только гаплоидная яйцеклетка и сперматозоид встречаются, они начинают превращаться в диплоидный организм, с которым мы более знакомы.

Многие характеристики папоротника схожи с другими наземными растениями. Мхи также размножаются с помощью спор, а различные цветковые растения имеют сосудистую ткань. В сумме именно сочетание всего перечисленного и делает папоротник действительно папоротником.

Ссылки

Бхаттачарья Д., Юн Х.С., Хеджес С.Б. и Хакетт Дж.Д. (2009). «Эукариоты». Древо жизни времени . 116-120. Получено с http://timetree.org/pdf/Bhattacharya2009Chap08. pdf

Christenhusz, M. (2011). Angiopteris evecta (гигантский папоротник или королевский папоротник) . Получено 29 февраля 2015 г. с http://www.nhm.ac.uk/nature-online/species-of-the-day/biodiversity/loss-of-habitat/angiopteris-evecta/

Эберле, Дж. Р., и Бэнкс. Дж. А. (1996). «Генетические взаимодействия между генами, определяющими пол, у папоротника Ceratopteris Richardii». Генетика, 142, 973-85. Получено с http://www.genetics.org/content/142/3/973.full.pdf

Pearson Education. (2015, январь). Расчетное количество видов животных и растений на Земле. Получено 3 марта 2015 г. Получено с http://www.factmonster.com/ipka/A0934288.html

Прайер, К., Шуетпелц, Э., Вольф, П., Шнайдер, Х., Смит, А. и Крэнфилл, Р. (2004). Филогения и эволюция папоротников (монилофитов) с акцентом на ранние дивергенции лептоспорангиатов. Американский журнал ботаники , 9(10), 1582-1598.

Список растений. (2010). «Птеридофиты (папоротники и союзники папоротников)».