Жизненный цикл папоротника: стадии, этапы, последовательность и описание

Стадии цикла размножения

Произрастает папоротник весьма занимательным способом: его перистые листья (вайи) лезут прямо из почвы, без ствола и стебля. Поначалу вайи чем-то похожи на раковину моллюска, постепенно они распрямляются и начинают напоминать простой крючок до того момента, пока совсем не распустятся. Несмотря на невероятные легенды и мифы, цветков на папоротниковидных никогда не бывает, а размножение происходит за счёт спор.

Типы размножения

Все этапы, стадии и фазы называются циклом жизни папоротника, который он проходит от прорастания первичного листика до появления взрослого и зрелого экземпляра способного к размножению. Этот цикл развития называется замкнутым и разделён на два типа:

Оба типа серьёзно различаются между собой. При всём этом, именно папоротником того вида, который известен всем, считается поколение, развитое бесполым образом. Такие растения называются спорофитами.

Для рождения новой особи на обороте листа взрослой и созревшей для размножения особи должны появиться споры, которые потом постепенно развиваются. В такой споре гаплоидный или гаметический (одинарный) набор хромосом. Эта фаза на жизненном пути папоротника, несомненно, самая важная. Без созревших спор у папоротника не будет потомства.

Эти зародыши бесцветковых растений располагаются в своеобразном «пакетике», который со временем лопается, и споры разлетаются по сторонам. В живое растение превратятся не все зародыши, а только попавшие в благоприятную среду, где тепло, влажно и безветренно. Но такие обстоятельства складываются редко.

В подходящей и удобной обстановке из спор появляются крохотные ростки (гаметофиты), слегка напоминающие маленькие сердечки. Спустя некоторое время на них появляются женские и мужские половые органы.

Отростки снабжены небольшими нитевидными корешками, которыми прицепляются к земле в месте своего дальнейшего развития. Это половое поколение. Органы мужских особей называются антеридиями и содержат сперматозоиды, а женские именуются архегониями и снабжены яйцеклетками.

Сперматозоиды довольно быстро погибают в сухих условиях и могут перемещаться только в воде. Следовательно, оплодотворение происходит исключительно при большой влажности. Гаметофиты имеют своеобразное строение для скопления воды от внешних источников (дождя, росы), что, в свою очередь, и служит средой для передвижения мужских половых клеток.

В случае оплодотворения женской клетки зарождается новый вид клетки именуемой «зиготой». Из неё начнёт постепенно расти эмбрион бесполого поколения или спорофит.

Этот зародыш оснащён своеобразной ножкой, которую он использует для поглощения питательных веществ из почвы. Затем прорастает первичный листок, из которого со временем вырастет бесполый папоротник.

Жизненный цикл кратко

Принимая во внимание, невозможность оплодотворения и последующего роста такого растения без воды, можно с уверенностью сказать, даже несмотря на то, что весь жизненный круговорот папоротников происходит на суше, такие растения не совсем отвыкли от водной среды обитания, породившей всё живое. Жизненный цикл папоротникообразных протекает по следующей схеме :

Жизненный цикл папоротникообразных протекает по следующей схеме :

• взрослая особь, способная к размножению;
• присутствие спор на обратной стороне листка;
• полное созревание пакетиков со спорами, с их последующим распылением;
• при попадании такого зародыша в благоприятные условия он прорастает, закрепившись на месте;
• из споры развивается маленький росток, который закрепляется на месте благодаря нитевидным корешкам (ризоидам);
• на ростке появляются мужские и женские половые органы;
• сперматозоиды передвигаются по собранным гаметофитами каплям дождя и росы к яйцеклетке;
• половые клетки мужских особей внедряются в яйцеклетку, оплодотворяя её;
• в оплодотворённой клетке (зиготе) зарождается молодой листок (спорофит);
• из листка разрастается новый папоротник со спорами для дальнейшего размножения.

Основные систематические категории

Задание относится к базовому уровню сложности. Суть задания в том, чтобы выбрать несколько правильных ответов. За корректное выполнение дается 2 балла.

Раздел именуется «Основные систематические категории», предлагается два раздела:

2.Основные систематические категории, их соподчиненность

Всего два раздела, заданий на «Решу ЕГЭ» по количеству мало, но в «Многообразии организмов» могут встречаться самые разные вопросы, к которым нельзя целенаправленно подготовиться. Что же касается систематики, то здесь все банально. Запомнить хорошенько один раз, и все пойдет как по маслу.

Воспроизведение организмов, его значение. Способы размножения, сходство и различие полового и бесполого размножения. Оплодотворение у цветковых растений и позвоночных животных. Внешнее и внутреннее оплодотворение.

Онтогенез и присущие ему закономерности.

Многообразие организмов. Значение работ К. Линнея и Ж-Б. Ламарка. Основные систематические (таксономические) категории: вид, род, семейство, отряд (порядок), класс, тип (отдел), царство; их соподчиненность.

Царство бактерий, строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе. Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека. Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями.

Царство грибов, строение, жизнедеятельность, размножение. Лишайники, их разнообразие, особенности строения и жизнедеятельности

Многообразие растений. Основные отделы растений. Классы покрытосеменных, роль растений в природе и жизни человека.

Царство животных. Одноклеточные и многоклеточные животные. Характеристика основных типов беспозвоночных, классов членистоногих. Особенности строения, жизнедеятельности, размножения, роль в природе и жизни человека.

Поделить эти задания каким-то образом практически невозможно, рассмотрим почти 20 вариантов заданий.

Как размножаются папоротники в природе

Виды папоротников и их классификация

Размножение папоротников стало предметом изучения не только ботаников и растениеводов, о споровом, вегетативном, бесполом способах размножения папоротников со схемами и описаниями рассказывают ученикам 5-6 классов в средней школе.

Споровое размножение Polypodióphyta подразделяется на два цикла. В них принимают участие два генетически единых вида одного и того же растения. На первом этапе из корневищ вырастают вайи, на нижней поверхности побегов формируются спорангии, в них образуются споры. Кучки спорангий со спорами собраны в мешочки (сорусы). Они хорошо видны на нижних сторонах вай. Споры из них высыпаются на землю после созревания.

Сорусы с созревшими спорангиями на обратной стороне вайи страусника

На втором этапе из спор на поверхности земли образуется небольшая, тонкая растительная пластина — заросток. В нем находятся разделенные между собой растительными волокнами сперматозоиды и яйцеклетки. Соединиться в единую клетку они могут лишь под внешним воздействием воды.

Во время дождей созревшие мужские клетки подплывают к яйцеклеткам и образуют зиготы. Самая сильная из них формирует зародыш. Зародыш черпает силы из заростка, который постепенно отмирает. Зародыш формирует корневую систему, дает жизнь новому растению.

Обратите внимание! Корневище Polypodióphyta — это подземная часть стебля, в котором растения накапливают питательные вещества. У некоторых видов папоротников споры образуются не на всех вайях

У папоротника Страусиное перо споры образуются в спорангиях, расположенных на специальных вайях, собранных в центре растения. Они отличаются размерами, толщиной тканей, собраны в пучок. Некоторые принимают эти ветви за цветоносы

У некоторых видов папоротников споры образуются не на всех вайях. У папоротника Страусиное перо споры образуются в спорангиях, расположенных на специальных вайях, собранных в центре растения. Они отличаются размерами, толщиной тканей, собраны в пучок. Некоторые принимают эти ветви за цветоносы.

Страусник с центральными вайями

Почему в жизненном цикле растений преобладает спорофит?

Преимущества спорофита:

• в водной среде происходит передвижение гамет, а на поверхности земли растения не способны перемещать свои споры;
• из-за изменчивых условий на поверхности земли диплоидным организмам легче сохранить рецессивные признаки, которые могут стать необходимыми для выживания в изменившейся среде обитания.

В жизни покрытосеменных, голосеменных, большей части споровых, кроме мхов, преобладает гаплоидность

Обусловлено это тем, что в природе важно наличие семени для дальнейшей жизни

Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор. Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле.

Именно диплоидный вид организма способен вынести меняющиеся условия наземной жизни.

Споры папоротника

Поэтому диплоидное поколение преобладает у наземных растений, у подводной растительности – водорослей преобладает гаплоидная часть. Даже одноклеточные водоросли — хламидомонады, имеют преобладающую гаплоидность на протяжении своей жизни.

Внешний вид

Представители отряда папоротников распространились по всему миру. Они имеют различный внешний вид листьев, экологически неприхотливы, при этом больше любят влажные почвы.

Папоротник имеет корневую систему, стебель и листья. Семян у него нет. На внутренней стороне листа, внизу, располагаются споры в мешочках-спорангиях. Листья папоротника называются «вайи», они не похожи на листья других растений. Выглядят они так, как будто несколько веточек положили в одну плоскость и прикрепили к стеблю. Их цвет может меняться от светло-зеленого к темно-зеленому.

Папоротник, не считая корневой системы, состоит из вайи, соруса и индузии, где сорус – это пучок спорангиев, индузия – вырост, напоминающий зонтик, который закрывает сорус.

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 2018-2020

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.

Общие сведения

Классические способы размножения папоротника

В зависимости от разновидности и строения папоротника их размножают спорами или вегетативно. Каждая разновидность плауна отличается своим морфологическим строением.

Споровый метод обладает самой высокой приживаемостью, однако он требует много времени и терпения для сбора посадочного материала. Споры необходимо собрать и посеять их в грунт.

Такие декоративные виды как «Осмунда коричевая», «Щитовники», «Клейтона», «Многоножка вергинская», родом из Северной Америки и Дальнего Востока размножаются исключительно половым путем (спорами).

Вегетативным методом размножают с помощью выводковых почек, укореняя боковые воздушные усы, делением корневища.

На заметку!

Эти виды папоротника разрастаются в стороны довольно быстро, захватывая много территории. Для ограничения роста корневища вширь их высаживают в просторные контейнеры без днища.

Растения таких видов как: «Костянец», «Адиантум», «Дориоптерис», «Вудвардия», «Многорядники», «Тектарии» обладают способностью размножения выводными почками.

Выводные почки «детки» образуются на вайях. Длительное время «детки» развиваются на материнском растении. Со временем они опадают и попадая во влажную почву укореняются.

Этот процесс можно ускорить. «Детку» с кусочком вайи отделяют от материнского экземпляра и углубляют в рыхлый, питательный грунт. Так она развивается значительно быстрее.

Размножение спорами

На одном кусте папоротника созревает несколько миллионов спор, микроскопических клеток для полового размножения. Они созревают в спорангиях, которые собраны в сорусы. Как только спорангии приобретают коричневую окраску, это означает, что они созрели. Их расположение на вайе разнообразно, в зависимости от принадлежности к тому или иному семейству.

Встречаются виды, у которых сорусы расположены в верхней части листа, в таком случае споры легче рассеиваются. Иногда они формируются на определенных вайях, без хлорофилла. Эти особенные листья образуются в конце лета.

У большинства видов споры созревают к осени, когда цвет соруса становится бурым.

На заметку!

Сроки жизнеспособности пор исчисляются несколькими десятками лет, что объясняет их долгую сохранность в живой природе.

Перед посевом споры отделяют от листьев. Для этого нужно аккуратно постучать по бумажному пакету и они коричневый порошок осыплется с вай.

Для посева спор подходит легкая, торфяная, слабокислая почва. Можно использовать готовую смесь для фиалок или смешать верховой торф с песком (3:1), листовую землю с песком (3:1). За исключением таких видов как: «Асплениум», «Многоножка», которым подходит известковая среда.

• Почву заранее просеивают и удаляют крупные частицы.

• Пропаривают на водяной бане около 3-4 часов, для уничтожения вредителей и патогенных грибов.
• Неглубокие, чистые емкости наполняют почвенной смесью на 3-4 см. и увлажняют.
• Споры распределяют по поверхности грунта, ничем не присыпая.
• Емкости накрывают стеклом или пакетом, для поддержания высокой влажности.
• Помещают в светлом, теплом помещении, с температурой воздуха +18°С., +25°С.

Важно!

При температуре ниже +15° С., прорастание спор замедляется или приостанавливается совсем.

Сроки прорастания плаунов зависят от их разновидности. От одного до двух месяцев. У древовидных папоротников, которые выращиваются как комнатные растения прорастание может длиться до двух лет.

Появившиеся заростки обязательно закрывают от прямых солнечных лучей. Весь период проращивания нужно поддерживать влажность грунта.

В сухой земле процесс оплодотворения прекратится. Увлажняют субстрат только с поддона, чистой водой, без хлора. Подойдет талая, дождевая вода.

Жизненный цикл папоротника

Споры у растения образуются в спорангиях, где их находится несколько тысяч штук. В случае их стихийного высвобождения, перенос ветром относит их на большие расстояния от основного куста. Если спора приземлилась на благоприятную почву, происходит ее прорастание. Размер образовавшихся заростков не превышает 5 мм . Внешне они имеют зеленый окрас. Одни заростки бывают женского пола, другие мужского. После слияния, начинается рост нового папоротника.

Растение очень неприхотливое к условиям обитания, но важным условием их жизнедеятельности является влажность почвы. Споры могут прорасти только в земле, насыщенной влогой. Процесс слияния мужских и женских отростков не произойдет, если грунт будет сухой.

Какой способ более эффективный

Размножать папоротники вегетативно проще всего. Эти способы гарантируют почти 100% приживаемость побегов, поэтому обычно только их используют при комнатном размножении большинства видов растения.

Проще всего размножать папоротники вегетативно!Посев спор – процесс сложный и трудоемкий. Он требует постоянного поддержания необходимой температуры и влажности почвы, даже при однократном пересыхании земли в контейнере весь посев погибает. Поэтому размножение спорами в условиях квартиры малоэффективно. Такой способ применяется крайне редко и только для видов, которые не дают отводков и имеют единственную точку роста.

Что такое папоротник

Наряду с обычным для растений органом корневищем у папоротниковых (Polypodióphyta) вместо стеблей, листьев, цветоносов с семенными коробочками развился листоподобный побег, получивший научное название вайя. На вайях образуются споры, с помощью которых происходит один из способов размножения и развития папоротников.

Отпечаток папоротника на камне

Сейчас на Земле идентифицировано около 10 тыс. многолетних видов папоротников. В умеренном климате России они растут во влажных тенистых лесах, их выращивают как садовую культуру. К самым распространенным европейским видам Polypodióphyta относятся страусник, орляк, щитовник. Папоротник орляк собирают ранней весной, вымачивают, высушивают и используют как продукт питания.

К сведению! Выращивание орляка в условиях сада может негативно отразиться на домашних животных. В зеленых частях растения содержатся опасные для них ядовитые вещества.

Тропические виды Polypodióphyta отличаются большим разнообразием вай, могут иметь древовидные формы. Некоторые из них растут высоко над землей на ветвях других растений. В холодном климате выращивание и размножение теплолюбивых папоротников и папоротниковидных растений (хвоща, плауна) проводят в домашних условиях.

Среди популярных комнатных папоротников выделяются Аспелиум с побегами, напоминающими зеленый фонтан; Блехнум, вайи которого растут как листья у пальмы; Нефролепис — любитель большого свободного пространства; Дискония — высокорослое растение для офисных помещений; Платицериум, вайи которого подобны оленьим рогам.

Тропический Платицериум на ветвях дерева

Строение и развитие папоротников

Папоротники состоят из корневой системы и листьев. Существует две разновидности папоротников:

• спорофиты — бесполые папоротники;
• гаметофиты — половые папоротники (мужские и женские).

Спорофиты представляют собой растения из субтропических и умеренных широт, у них листовая пластина изначально свернута в спираль. Именно эти растения чаще содержат в домашних условиях. Постепенно листы разворачиваются. Формы и размеры листов у каждого растения отличаются, они очень разнообразны. У некоторых видов длина листа достигает 6 метров.

Размах листьев у взрослого папоротника может достигать значительных размеров.

Растут листья у растения очень медленно. Развивается листовая почка под землей в течение двух лет. Только на третий год улиткообразная листовая пластина выводится наружу, а листовая почка к осени погибает. Вайя растет не от основания листа, а верхушкой. Именно вследствие длительного роста верхушкой длина вайи достигает крупных размеров.

Перед появлением подобной «улиточки» должно пройти немало времени.

Листы необходимы растению для фотосинтеза. На нижней стороне пластины у них формируются споры. У некоторых видов споры образуются на специальных спороносных листьях, у других — на листах в средней части вайи или ее верхушечной части. У разных видов существуют различные способы размножения. Папоротники могут размножаться делением корня или выводковыми почками, которые формируются на листьях. Некоторые разновидности папоротников ядовиты.

Плюсы и минусы в выращивании папоротников

Красивая листва и простота в уходе сделали это растение очень популярным среди цветоводов. Основными достоинствами папоротников являются:

• неприхотливость;
• морозостойкость;
• теневыносливость.

Самый главный недостаток папоротников в том, что они очень быстро разрастаются, заполоняя все вокруг и вытесняя другие растения. Чтобы ваш участок не превратился в папоротниковые заросли, его рост нужно контролировать и ограничивать.

К минусам, пожалуй, можно отнести еще и то, что на солнечном стороне участке папоротник вряд ли будет радовать вас своим внешним видом: большинство разновидностей на солнце мельчает и бледнеет.

Вегетативное размножение

К такому виду размножения относится деление куста, использование побегов или придаточных почек. Так, могут размножаться все виды папоротников.

Деление куста

Для такого размножения удобнее всего использовать разросшийся куст, у которого имеется много розеток. Ранней весной, его разделяют с таким расчетом, чтобы на каждой части присутствовало по 3 розетки и имелась корневая часть. В итоге такой папоротник можно разделить на 3 или 4 новых куста. Делить растение на большее количество частей с одной розеткой, не имеет смысла, поскольку оно может не прижиться.

Разделенные фрагменты куста высаживают в отдельные горшки. Грунт хорошо увлажняется. Внимательный уход требуется до появления молодых листьев. Интервал поддерживаемых температур -18-22 градуса.

Боковые побеги

В процессе роста, у папоротника идет образование не только листьев, но и усов, которые носят название боковые побеги. Они снабжают основное растение питательными веществами, как и корневая система. При попадании их во влажную почву, происходит врастание и образование нового папоротника.

Выводковые почки

Таким способом могут размножаться только некоторые виды папоротников. Образуются почки на листьях. Если рост папоротника проходит стихийно, то они отпадают и, попадая во влажный грунт, прорастают. Если же процесс идет в домашних условиях, то отделение выводковой почки не требуется. Когда она образовалась в верхней част листа, ветку с листом пригибают к земле и прикапывают. После прорастания и появления третьего листа, молодой папоротник можно отделять от матери.

Из всех видов размножения папоротников, самым сложным является посев спор. Процесс трудоемкий и в домашних условиях требует к себе постоянного внимания. Поэтому применяется только в тех случаях, когда растение не дает боковых отростков.

fikus.guru

Жизненный цикл щитовника мужского схема – Рыболовный караван

Миллионы лет назад папоротники на нашей планете представляли собой гигантские растения, составляющие целые леса. Сегодня существует большое количество их подвидов, они значительно меньше своих предков по размерам. Наиболее распространенным среди них является щитовник мужской.

Внешний вид папоротника

Это многолетнее растение с толстым и коротким корневищем, поверхность которого покрыта прошлогодними остатками листовых черешков и широкими черными чешуйками. Стебель развит очень слабо, его практически нет, а крупные темно-зеленые листья, достигающие порой 1 метра в длину, растут пучком непосредственно из корневища.

Жизненный цикл щитовника мужского предусматривает развитие листьев в течение нескольких лет. Листовые зачатки, появляющиеся в точке роста у основания корневища, перезимовывают, после чего приобретают улиткообразную форму.

В таком виде они проводят еще один год, в течение которого их нежные ткани очень хорошо защищены от любых внешних повреждений и от высыхания. И только на третий год листья развертываются и достигают полного развития. Живут они всего один сезон. Выполнив свою вегетативную функцию, к осени листья увядают.

Распространение щитовника мужского

Этот вид папоротника освоил достаточно большие территории и встречается почти повсеместно – от Скандинавии до Средиземноморья, в Северной Америке и даже в Арктике. Широко распространен он и в России. Щитовник мужской предпочитает хвойные и смешанные леса, где высокая влажность и слабое проникновение солнечных лучей.

Больше всего обнаружено зарослей папоротника в местах с преобладанием таких деревьев, как осина, липа, береза, а также в елово-пихтовых лесах. Реже можно встретить это растение в сосняках, т. к. влага там сохраняется очень плохо. В горной местности щитовник произрастает на защищенных от ветра склонах и в расщелинах скал.

Особенности строения

Как и любой другой папоротник, щитовник мужской является многолетним растением. Слаборазвитый стебель расположен горизонтально и представлен корневищем. Листья, называемые вайи и характеризующиеся длительным верхушечным ростом, кроме фотосинтеза, выполняют еще и функцию спороношения.

Спорангии, расположенные на листе папоротника, могут быть одиночными или групповыми.

Небольшая зеленая пластинка, называемая заросток, имеет ризоиды, которыми крепится к субстрату, поглощая воду и минеральные вещества. Ее клетки содержат хлорофилл, необходимый для осуществления фотосинтеза.

На заростке располагаются и органы размножения – женский с одной яйцеклеткой (архегония) и мужской со множеством сперматозоидов (антеридия).

Цикл развития щитовника мужского

Этот вид папоротника представляет собой пример растения, имеющего спорофит и гаметофит в виде самостоятельно существующих организмов, которые лишь на короткое время совмещаются в определенный период жизни растения.

Сначала на листовых пластинках образуются сорусы, через поперечный срез которых можно разглядеть множество спорангиев, прикрытых зонтиковидным покрывалом, носящим название индузиум. Состоящая из тонкостенных клеток стенка спорангия состоит из одного слоя, и лишь на ее гребне имеется утолщенная оболочка, называемая колечком.

В нижней его части есть участок, не охваченный кольцом, – это так называемое устье, в котором и осуществляется разрыв, когда созревают гаплоидные споры. Создается большое напряжение, кольцо разгибается и резко принимает обратно исходное положение. При этом оно срабатывает, как катапульта, и выбрасывает споры.

Щитовник мужской способен распространить их на расстояние до 5 метров.

Так появляется новое молодое растение, которое первое время крепится к заростку и питается за его счет. Лишь после того, как тот отомрет, растение начинает существовать самостоятельно.

Таким образом, жизненный цикл папоротника щитовника мужского включает в себя смену бесполого и полового поколений.

Строение спороносящего папоротника

Рассмотрите растения папоротника. Определите размеры, форму и окраску корневищ и вайя. Рассмотрите под лупой бурые бугорки на нижней стороне листьев. Что это? Что в них образуется? Каково значение спор в жизни папоротников? Сравните папоротники со мхами: найдите сходство и различия. Обоснуйте принадлежность папоротников к высшим растениям. Какое поколение преобладает в жизненном цикле папоротников?

Для полового размножения папоротники вначале образуют споры, из которых прорастают гаметофиты – заростки (см. Рис. 6).

Рис. 6. Половое размножение папоротников – споры, гаметофит

Гаметофит – гаплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из спор и производящая половые клетки, или гаметы.

Развивается из гаплоидных спор. На гаметофите в специальных органах гаметангиях развиваются половые клетки, или гаметы. Гаметангии, производящие мужские гаметы, называются антеридии, а гаметангии, производящие женские гаметы, – архегонии. Оплодотворение женских гамет (яйцеклеток) у наземных растений, как правило, происходит в архегонии, после чего из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы развивается диплоидный спорофит, который первое время зависит от гаметофита.

Заростки примитивных папоротников подземные, питаются за счет симбиоза с грибами.

У более сложно утроенных папоротников заростки (см. Рис. 7) наземные, способны к фотосинтезу, созревают быстро. Заростки прикрепляются к земле с помощью ризоидов.

Рис. 7. Заросток папоротника

В жизненном цикле папоротника (см. Рис. 8) преобладает спорофит. На гаметофите формируются мужские и женские половые клетки, которые сливаются, в результате чего начинает развиваться спорофит.

Рис. 8. Жизненный цикл папоротника

Существует более 10 000  видов современных папоротников. Представители:

Азолла – водное растение (см. Рис. 9), олений рог, щитник мужской, сальвиния плавающая.

Рис. 9. Азолла

Самое большое распространение папоротников наблюдается в лесах тропиков и субтропиков.

Жизненный цикл развития папоротника

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.

С нижней части вайи

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.

Выводковые почки

Самый простой способ получения молодых экземпляров папоротников – высадка деток, образованных на листьях взрослых растений. Таким способом размножают не все виды, а только костенец живородящий, адиантум, дориоптерис пальчатый и некоторые другие. На их листьях имеются выводковые почки, из которых со временем вырастают молодые растения.

В природе детка сама отрывается от листа и падает на землю. В домашних условиях их можно отделить от листа и высадить в отдельные горшочки с увлажненным грунтом. Нужно выбирать самые зрелые отростки, у которых уже образовались корни.

Если же детки образуются только на концах листьев, их можно укоренить, не отделяя от материнского растения. Для этого возле растения ставят контейнер с грунтом, лист с детками пригибают к земле, чтобы они располагались на поверхности.

После того как детки папоротника укоренятся и на них появятся новые листья, их можно будет отделить от родного листа.