Папоротники - древние представители флоры, господствовавшие на поверхности земного шара с доисторических геологических эпох. Они появились порядка четырехсот миллионов лет назад.
Доисторические и современные представители
В определенный период папоротники были доминантой древней флоры. Огромными размерами и невероятным биологическим разнообразием обладали эти виды растений. Папоротники в древности имели не только травянистые, но и древесные формы.
Эмбрион, содержащий одну или несколько семядолей, содержит питательные вещества; Вложено в семена и окружено питательными и защитными тканями. Формирование проростков через развитие эмбриона после прорастания семян. Мини-ганглии эмбриона растут путем умножения меристематических клеток, которые затем постепенно и непрерывно дифференцируются с появлением первичной и окончательной ткани, специфичной для каждого вегетативного органа.
Образование зрелого растения путем ветвления первичного корня, листового стебля и появления племенных органов: цветок, фрукты и семена. Антогенез - процесс цветообразования. Картогенеза - это процесс формирования плода. Семиногенез - процесс формирования семян.
Современные папоротники - это модифицированные формы некогда существовавших на Земле великанов из группы споровых растений. Впрочем, несмотря на утрату былого величия, в определенных ареалах они остаются вне конкуренции. Российские лесные массивы, занявшие умеренный пояс, затянуты местами густыми зарослями, сформированными страусником, орляком и другими разновидностями.
Они представляют собой группу ячеек, которые имеют одинаковую форму и структуру и выполняют ту же функцию. Согласно клеткам, ткани. Ø Паренхима - имеют изодиаметрические клетки. Ø Прозенчимури - имеют длинные клетки. Следуя функции, выполняемой клетками, из которых они образованы, ткани могут быть.
В зависимости от развития и дифференциации клеток ткани могут быть классифицированы следующим образом. Ø Дефектные ткани - имеют дифференцированные клетки с функционально-зависимой формой и структурой, которые они специализируют и теряют способность делить, но при определенных условиях их клетки восстанавливают свои митотические меристемные свойства, делят и рожают новые ткани.
Места обитания
Представители отряда расселились по всему миру. Куда ни глянь в лесу любого континента, всюду увидишь папоротник. Виды его вездесущи, они широко распространились по Земле. Повсеместному произрастанию папоротниковидных способствуют разнообразные по очертаниям листья, превосходная экологическая пластичность, толерантность к влажным почвам.
Овощные ткани можно разделить на пять основных систем. Генерирующая система - включает первичные, первичные и вторичные меристемы. Защитная система - включает эпидермис, экзодерму, эндодерму и перидрому. Ведущая система - охватывает ксилему, льдину и ведущую паренхиму.
Фундаментальная система - включает ассимиляционную паренхиму, самолет, водоносный горизонт, резервуар для хранения. Система специальных тканей - содержит секреторные структуры, чувствительные ткани. Меристематические клетки относительно малы, изодиометричны, с плотной цитоплазмой, с большим ядром, без резервных веществ, обычно без красочных пластид, с небольшими вакуолями с тонкой пектоцеллюлозной стеной с большой деляционной способностью.
Максимальное разнообразие отмечено у тех папоротниковых, что облюбовали влажные тропические и субтропические регионы, затянули в них сырые расщелины скал и горные лесистые участки. В умеренном поясе их обителью стали тенистые лесные массивы, горные ущелья, болотистые края.
Каков бы ни был внешний вид папоротника, растение обязательно заприметишь и в нижних, и в верхних ярусах леса. Отдельные разновидности, относящиеся к ксерофитам, рассыпались по скалам и уютно устроились на горных склонах. Папоротники из категории гигрофитов поселились в воде болот, рек и озер. Представители из группы эпифитов выбрали для жизни ветви и стволы деревьев-крупномеров.
Ø Апикальные или концевые меристемы - расположены в корневой и стеблевой вершине, редко в верхней части листьев. Ø Интеркалирующие меристемы - в отличие от апикальных меристем, которые в то же время производят дифференциацию клеток и клеток, которые регенерируют меристему, интеркалирующие меристемы окончательно дифференцируются. Они расположены в первичных окончательных тканях, обеспечивают длиннолистный рост листьев на большинстве фенхелограмм, а также рост междоузлий в травянистых штаммах.
Ø Боковые меристемы, возникающие после апикальных меристем, рождаются из окончательных тканей дедифференцируемыми и обеспечивают увеличение толщины корней и стеблей двудольных и двудольных покрытосеменных и представлены камбием и феелогеном. Камбий образован в центральном цилиндре; Состоит из древесной и либеральной древесной, древесной и либеральной паренхимы и древесных или либерийских волокон. Фелоген появляется позже колокола; Всегда больше внутри. Ткани, расположенные за пределами сапера, физиологически изолированы от других живых тканей и образуют вместе с ними ритидо, расположенные за центральным цилиндром и имеющие форму кольца.
Описание
Папоротники относятся к сосудистым растениям. Эта категория - объединение древних высших и современных папоротников, находящихся в промежуточной нише, по одну сторону которой располагаются риниофиты, а с другой - группа голосеменных растений.
У папоротниковидных, не в пример риниофитам, есть корневая система и листья, но нет семян, в отличие от голосеменных. В эпоху девона, века рыб и амфибий, папоротники, эволюционируя, дали жизнь отделу голосеменных растений, которые, в свою очередь, переродились в отряд покрытосеменных.
Через несколько лет фелоген прекращает свою деятельность и заменяется другими образующимися фелоглоссами. Экзодерма защищает корневой наконечник в суровом районе, где расщепляется ризодерма. Эндодерма является самым внутренним слоем коры, она характерна для корней, водных и растительных стеблей для защиты живых палочек от центрального цилиндра.
Эпидермис защищает надземные органы растения, изготовленные из эпидермальных, стоматитовых, секреторных клеток. Защитные ткани представлены супером и ритидомой. Фундаментальная ткань. Они происходят из основных первичных меристем и играют роль в питании растений.
К отделу папоротниковидных отнесли единственный класс Polypodiopsida, сформированный восьмью подклассами, три из которых погибли во времена девона. В настоящий момент категория представлена 300 родами, объединившими порядка 10000 разновидностей. Эти споровые растения образовали самый обширный отряд.
Они играют роль поглощения воды минеральными солями и их передачи в древесные проводящие сосуды, а также органических веществ в жидкой форме. Они состоят из живых клеток с тонкими, целлюлозными стенками, расположенными на периферии органов. Ассимиляционные ткани. Они присутствуют во всех зеленых органах растений, имеют много хлоропластов и воздушного пространства и состоят из клеток с тонкими стенками.
Типы ассимиляционных клеток. Паренхимальные клетки слабые. Хлорофильные клетки. Воздушно-десантные ткани. Он представляет собой общее воздушное пространство в органах растений и может быть нескольких типов. Ø Средние - более узкие каналы, чем клетки. Ø Пробелы - большие пространства, чем ячейки.
Целым рядом отличительных особенностей обладает каждый папоротник. Виды несхожи по величине и внешнему облику, к тому же их жизненные формы и циклы весьма различны. Однако у растений есть характерные черты, выделяющие их на фоне представителей других отделов.
Среди них есть особи травянистых и древесных форм. Растения сформированы листовыми пластинками, черешками, модифицированными побегами, корневой системой с вегетативным и придаточным корнем. Внешний вид папоротника однотипен. Над подземным корневищем развивается красивая розетка, образуемая изогнутыми перистыми цельнолистовыми или ланцетовидными листьями, вернее, вайями.
Они состоят из живых клеток, лишенных хлоропластов с тонкой или толстой стеной, с множеством резервных веществ. Обеспечивает упругость, эластичность и гибкость органов растений. В качестве примеров механической ткани мы говорим о коленхиме, который является механической тканью, характерной для растущих органов, более распространенной у двудольных растений, и склеренхимом, который состоит из мертвых клеток в зрелости, с утолщенными стенками без межклеточных пространств. Они могут быть древесными и экстравагантными.
Обеспечивает поток семян в растениях и встречается только у бакланов. Он состоит из паренхимных проводящих элементов и волокон, последний имеет механическую роль. Деревопроводящая резьба. Обеспечивает восходящее движение сырой швы и состоит из проводящих сосудов из древесной паренхимы и древесных волокон.
Размеры растений варьируются в огромном диапазоне: от малюсеньких (не больше нескольких сантиметров), набивающихся в скальные расщелины или стенную кладку, до гигантских древовидных представителей - обитателей тропиков.
Вайи
У папоротниковых отсутствуют истинные листья. Эволюционные трансформации наделили их прообразами листьев, выглядящих как система ветвей, уложенных в одну плоскость. Ботаники называют такое явление плосковеткой, вайей либо предпобегом. Внешний вид листа папоротника составляют сложные рассеченные вайи, которые бывают гладкими либо опушенными, тонкими либо кожистыми, светло- или темно-зелеными.
Трахеиды представляют собой цилиндрические или призматические одноклеточные вазы, которые затрудняют циркуляцию. Они имеют длину от нескольких микрон до 2 - 3 сантиметров. Трахеи, также называемые идеальными открытыми сосудами, представляют собой трубки, состоящие из длинных перекрывающихся ячеек, из которых исчезли поперечные стенки. Их длина колеблется от нескольких дюймов до 5 метров.
Либеральная ткань лидера. Обеспечивает циркуляцию сложного шва, полученного в коленхимури, и состоит из источников труб, либеральной паренхимы и волокон либерия. В качестве основной функции он выполняет разработку и накопление посторонних веществ в общем метаболизме. Примерами секретируемых веществ являются эфирные масла, смолы, латекс и нектар, а в качестве образцов секреторной ткани у нас есть секреторные идиобласты и клеточные комплексы.
Предпобеги, развернувшиеся из улиткообразных зачатков, похожи на листовые пластинки современных цветковых растений. Плосковетки ажурные перисто-сложные насажены на прочные черешки - рахисы, похожие на веточки. Внешний вид листа папоротника с обратной стороны у повзрослевших особей представляет собой совокупность коричневых точек, спорангиев - вместилищ для спор.
Чувствительная и движущаяся ткань. В дополнение к общей чувствительности, которая характеризует живые клетки, некоторые растения имеют специализированные клетки или ткани для получения возбуждений, таких как гравитационная сила, механические факторы, свет и т.д.
Статолитическое устройство определяет изгибные движения, называемые геотропизмами. Тактильные сенсорные образования - устройства, которые способствуют восприятию механических возбуждений, вызывая сейсмопатии и сейсмостазы. Оптические образования служат для восприятия фокальных возбуждений и вызывают фототропию или фотонотацию. Постепенное изменение клеток вегетативного конуса, каждая клетка последовательно проходит через стадии созревания, пока клетка не интегрируется в определенную ткань с ее анатомической и функциональной специфичностью.
Разновидности
Обитателями гор, лесов и прибрежных зон являются папоротники. Виды и названия этих растений - в какой-то степени отражение мест их произрастания. Представители папоротниковых отнесены к лесным, скальным (горным), прибрежно-болотным и водным группам. Среди лесных в отдельную подгруппу вынесены почвопокровные экземпляры. Многие из видов окультурены. Они успешно используются при формировании садово-парковых аранжировок.
Формирование и развитие органов растений путем структурной клеточной дифференциации, зависящей от внешней среды. Идеальная единица между формой, структурой и функциями органа и условиями окружающей среды. Изменение внешних условий вызывает изменения в структуре, функциях и форме вегетативных органов, как адаптацию растения к новым условиям жизни.
Тесная корреляция между органами растений во время их обучения и развития. На высших установках время цикла разработки сильно варьируется, основываясь на этом критерии, растения попадают в две большие группы. Растения, которые занимают всего одну жизнь. Растения, которые используют его несколько раз. Вегетативные организмы обладают рядом свойств, из которых более важны полярность, метаморфоза, регенерация, корреляция, симметрия и пространственная ориентация.
Лесные папоротники
- У страусника обыкновенного идеально-воронковидная розетка. Ее образуют длинные (до 1,7 метра) вайи. Внешний вид спороносящего папоротника напоминает фонтан. Его желто-зеленые листья схожи со страусовым пером, давшим наименование роду.
- Для кочедыжника женского характерен раскидистый пучок из коротких, покрытых редкими чешуйками черешков и трижды перистых тонких пластинок. Именно он придает растению высотой в один метр декоративность.
- Отличительная черта кочедыжника японского - пурпурная расцветка жилок и серебристые оттенки предпобегов.
- Щитовник шартрский - компактное растеньице высотой 30-50 сантиметров, обладающее темно-зеленой пластинкой листа с треугольно-яйцевидными или продолговатыми очертаниями. щитовника мужского определяют жесткие блестящие плосковетки.
- У многорядника Брауна толстое восходящее корневище скрыто под мощной плотной темно-зеленой розеткой дваждыперистых листьев. Длинные волоски и бурые яйцевидно-ланцетные чешуйки сплошь покрывают коротенькие черешки, рахис и корневище растения.
- Многорядник щетинконосный - обладатель зеленых кожистых блестящих предпобегов, сидящих на волосистых черешках, с которых свисают «лохмотья».
Полярность является собственностью органов для представления двух конечностей с различными морфологическими аспектами и физиологическими функциями. Он также встречает более низкие растения, даже одноклеточные. Во время эволюции видов полярность акцентируется и характеризуется не только организмами, но и органами и конститутивными тканями.
Метаморфоза представляет собой глубокие изменения в форме, структуре и функциях, вызванные особенностями среды обитания, в которой растение развивается. С этой точки зрения, органы. Ø Аналог - имеют ту же внешнюю форму, идентичные функции, но с разным происхождением.
- Среди увлажненных затененных скал и западин встречается интересный папоротник - листовик сколопендровый. По-другому растение называют «олений язык». Оно отличается от других видов оригинальной языковидной формой ярко-зеленых листьев. С нижней стороны глянцевые цельные вайи расчерчены линейными сорусами, различающимися по длине.
- Когда в школе на уроке биологии учитель просит детей: "Опишите внешний вид папоротника", как правило, ученики рассказывают о самом распространенном и знаменитом виде растения - орляке обыкновенном. Его ажурные вайи не образуют розеток. Они тянутся по отдельности из шнуровидных корневищ. Листья, схожие с плоскими зонтиками на тоненькой длинной ручке, знакомы многим людям, совершающим лесные прогулки.
Почвопокровные папоротники
- Среди тенистых лесов скрывается фегоптерис буковый - двадцатисантиметровое растение с темно-зелеными стреловидно-дельтовидными листовыми пластинками.
- Голокучник Линнея поражает вайями своеобразной формы, сильноветвящимся корневищем, густо расползающимся по обширной площади. Вид листа папоротника, пристроившегося на длинном черешке, напоминает равносторонний треугольник, наклоненный горизонтально.
- У перисто-рассеченных листовых пластинок с треугольными очертаниями и тонким жестким черешками голокучника Роберта темно-зеленая окраска. Вид наделен тонким коротким ползучим корневищем.
- Кониограмме средней присущи такие отличия, как тонкие перистые яйцевидные вайи. Сорусы, располагающиеся по боковым жилкам, сливаясь, образуют сплошные полоски.
Скальные виды
Отдельные виды папоротников произрастают исключительно в горах, обживая скалы, щебенчатые и каменистые участки земли.
Ø Уменьшение - происходящее в результате уменьшения специфических функций и имеющих морфологические признаки, отличные от тех органов, из которых они возникли. Регенерация является собственностью растений для восстановления поврежденных частей, отдельных органов или даже всего органа из его живых частей. Это связано с тем, что клетки определенных тканей восстанавливают свою меристему.
Корреляция - это способность растений расти гармонично, все органы растения находятся в взаимных отношениях. Симметрия является свойством органа, который можно разделить на половины по крайней мере одной плоскостью симметрии, проходящей через ось органа. Две половины являются непревзойденными и называются энантиоморфами.
- У изящного адиантума стоповидного оригинальная форма листьев, сливающихся в эфирное ажурное облачко.
- Глянцевые простые темно-зеленые плосковетки - отличительная черта выразительной дербянки колосистой.
- Пузырник ломкий - нежный папоротник. Виды других растений не имеют столь тонких и ломких черешков, как у пузырника, с некрупными вайями, рассеченными на крошечные доли.
- Вудсия эльбская, способная формировать живописные картины в каменистых россыпях, наделена желто-зелеными продолговато-ланцетными листьями.
- Дернистые корневища костенеца волосовидного с голыми перистыми листьями, суженными кверху, покрыты пленками черноватых оттенков.
- Каменистые обнажения и стволы деревьев стали местом обитания многоножки обыкновенной, обладающей плотными перистыми вайями.
- Скребница аптечная признана единственной сухолюбивой разновидностью папоротников.
Прибрежно-болотистые виды
После того, как число планов симметрии, применяемых к органу растения, можно выделить радиальную симметрию, когда органы называются полисиметрическими, бизиметрическими, когда органы называются бизиметрией и моносиметрией, когда органы называются моносимметричными.
Известны симметричные органы, известные как асимметричные органы. Ориентация в пространстве - с этой точки зрения органы ортотропны, такие как корни и стебли с вертикальным ростом, и плагиотроп, такие как листья, ветви или язвительные стебли. Это вегетативный орган с радиальной симметрией, который играет роль поглощения воды минеральными солями и фиксации растения в почве. Он развивается из корня эмбриона. Он называется корнем корня и характеризуется положительным геотропизмом, часть между основанием корня и основанием стебля называется посылкой.
- Без сомнения, заслуживает внимания внешний вид спороносящего папоротника - щитовника гребенчатого. У плотных кожистых в очертании ланцетовидных листьев доли обладают треугольными и яйцевидными формами.
- Представители телиптериса болотного, сливаясь, формируют на водной глади оригинальные сплавины.
- Для осмунды королевской характерно образование мощной розетки-кочки, включающей отмирающие дваждыперистые вайи.
- Розетка оноклеи чувствительной собрана из листьев двух типов. Вайи различаются формами листовых пластинок.
- Сфагновые болота часто зарастают вудвардией виргинской - крупным растением с одинаковыми дваждыперистыми темно-зелеными листьями и насыщенно-коричневыми блестящими черешками.
Водные разновидности
- Сальвиния - обитающий в воде редкий, нуждающийся в охране папоротник. Виды водных растений зачастую внешне совсем не похожи на своих собратьев, обосновавшихся в лесных массивах. Формой вайи сальвинии напоминают листья кувшинок.
- У маленького растеньица - марсилии четырехлистной - с ширококлиновидно-округлыми, цельнокрайними плавающими листьями и ветвящимся корневищем крохотные спорокарпии, объединившись по 2-3 штуки, облепляют одну ножку в основании черешка. Очертания ее вайи обладают поразительным сходством с листьями клевера.
) – это отдел сосудистых растений, которые занимают промежуточную позицию между риниофитами и голосеменными растениями. В эту группу входят современные папоротники и древние высшие растения, появление которых на Земле произошло около 400 млн. лет назад в процессе эволюции от древних риниофитов. Основное отличие папоротников от риниофитов – наличие листьев и корневой системы, а от голосеменных – отсутствие семян. Древовидные папоротники в конце палеозойской – начале мезозойской эры занимали господствующее положение среди флоры нашей планеты. Позднее в девонском периоде от папоротников произошли голосеменные растения, впоследствии давшие начало группе покрытосеменных.
В отдел папоротников входит один класс Polypodiopsida, который делится на 8 подклассов, причем растения трех из них вымерли в девоне. В настоящее время известно 300 родов папоротников, объединяющих около 10000 видов. Это самая обширная группа споровых растений . Представители отдела папоротников произрастают на нашей планете практически повсеместно. Эти растения широко распространены, благодаря разнообразию формы листьев, экологической пластичности, хорошей переносимости высокой влажности. Наибольшего разнообразия достигают папоротники во влажных регионах тропического и субтропического пояса, в частности, во влажных расщелинах скал, зарослях горных лесов тропиков. В умеренных широтах папоротники произрастают в тенистых лесах, ущельях, болотистой местности. Некоторые виды являются ксерофитами , они встречаются на скалах или на склонах гор. Существуют виды – гигрофиты , которые растут в воде (сальвиния, азолла).
Папоротники отличаются друг от друга по размерам, жизненным формам и циклам, некоторым другим особенностям. Но все эти растения имеют ряд характерных признаков, что позволяет легко отличить их от растений других групп. К папоротникам относятся травянистые и древесные формы. Растение папоротника состоит из листовых пластинок, черешка, видоизмененного побега и корневой системы, включающей вегетативный и придаточный корень.
Лист папоротника имеет характерное строение, точнее у этих растений нет истинных листьев. В ходе эволюционных преобразований у папоротников появились прообразы листьев, представляющих собой систему ветвей, лежащих в одной плоскости. Ботаническое название этому – плосковетка, или вайя, или предпобег. Этот предпобег выглядит как листовая пластинка современного цветкового растения. Четкие контуры листовых пластинок определяются у появившихся позднее голосеменных растений.
Размножение папоротников осуществляется спорами и вегетативным способом (корневищами, плосковетками, почками, т.д.). Помимо этого папоротники способны размножаться половым путем.
Жизненный цикл папоротника делится на две фазы: спорофита (бесполого поколения) и гаметофита (полового поколения), причем фаза спорофита продолжительнее.
На нижней поверхности листа имеется спорангий. Когда он раскрывается, споры падают на землю, прорастают в виде заростка с гаметами. После оплодотворения образуется молодое растение. У равноспоровых папоротников гаметофиты обоеполые. У разноспоровых папоротников мужской гаметофит сильно редуцирован, а женский хорошо развит и содержит питательные вещества для развития будущего зародыша спорофита.
Значение папоротников менее существенно в жизни человека по сравнению с покрытосеменными растениями. Некоторые виды папоротников, такие как орляк обыкновенный, осмунда коричная, страусник обыкновенный, человек употребляет в пищу. Отдельные виды папоротников ядовитые. Многие из этих растений используют в медицине и фармацевтической промышленности. Такие папоротники, как нефролепис, птерис, костенец, выращивают как комнатные растения. А вайи щитовников применяют как зеленый элемент флористических композиций. В тропическом поясе стволы древовидных папоротников являются строительным материалом, а сердцевину некоторых из них можно использовать в пищу.
