Главная | Обратная связь

Особенности биологии и значение некоторых видов хвощей

Выводы:

1. Какую роль древние хвощевидные играли в карбоне?

2. В чем особенности строения побегов хвощей?

3. Какой орган побегов хвоща выполняет функцию фотосинтеза и почему?

Работа 3. Отдел Папоротниковидные – Pteridophyta

Папоротниковидные, или папоротники, произошли от потомков псилофитов и представляют собой одну из наиболее древних групп высших растений (девон). В каменноугольный период эти растения, наряду с хвощами и плаунами, занимали господствующее положение в растительном мире Земли, образуя обширные леса. Процветает эта группа и сейчас.

В настоящее время папоротники представлены большим числом видов, распространены очень широко и встречаются от лесов севера средней полосы до тропиков, населяя самые разные местообитания - начиная с пустынь и кончая болотами. Размеры их колеблются от нескольких миллиметров до 25 м (у тропических древовидных форм).

В жизненном цикле папоротников чередуются бесполое и половое поколения - спорофит и гаметофит. Преобладает фаза спорофита - он, как правило, многолетний, и именно его мы называем папоротником. В обычных лесах умеренной зоны папоротники, как правило, корневищные растения; у орляка корневище длинное, у щитовника - короткое, утолщенное. В стебле хорошо развиты проводящие ткани, между пучками которых располагаются клетки основной ткани - паренхимы; имеются придаточные корни. Листья вырастают из почек корневища и развертываются над поверхностью почвы. Они обладают верхушечным ростом, достигают больших размеров и выполняют две функции - фотосинтеза и спорообразования.

Размножение папоротников. на нижней поверхности листа развиваются спорангии, в которых образуются споры. В благоприятных условиях спора прорастает, и из нее формируется небольшая зеленая пластинка - заросток. Это гаметофит. Он у папоротников чаще обоеполый, на нем формиурются женские и мужские половые органы, где образуются яйцеклетки и перматозоиды. Оплодотворение происходит в капле воды. Из зиготы развивается зародыш, после его укоренения заросток отмирает. Зародыш развивается в спорофит.
У некоторых папоротников споры имеют неодинаковые размеры. Это разноспоровые папоротники. Их мелкие мужские споры - микроспоры - при прорастании дают начало мужскому гаметофиту, на котором образуются мужские органы размножения. Из крупных женских спор - мегаспор - развивается женский гаметофит, продуцирующий яйцеклетки. Накопление питательных веществ в спорах, особенно в мегаспорах, создает значительные преимущества для разноспоровых папоротников - гаметофит начинает развиваться уже внутри споры, используя питательные вещества, которые в ней содержатся. Вследствие быстрого развития оплодотворение происходит раньше обычного, и весь цикл развития завершается быстрее. Благодаря перечисленным особенностям разноспоровые папоротники хорошо переносят меняющиеся условия среды.

Папоротникам свойственно также вегетативное размножение посредство специальных почек, образующихся на корневище.

Молодые сочные листья некоторых видов папоротников в Японии употребляют в пищу как салат. В народной медицине из листьев папоротника готовят по собому рецепту глистогонное средство. Многие виды выращивают для аквариумов. Папоротники, живущие в симбиозе с азотфиксирующими цианобактериями, применяют также как источник азота на рисовых полях для насыщения почвы растворимыми соединениями азота. Папоротники широко распространены по всему земному шару и встречаются в самых разных местообитаниях. Наиболее разнообразны они во влажных тропических лесах, где их можно встретить на почве под деревьями. Широко известны древовидные формы, особенно обильные в горах тропиков. Другая характерная жизненная форма в этом климатическом поясе - лиановидные папоротники. Очень много вовлажном тропическом лесу и разнообразных эпифитных папоротников, т.е. поселяющихся на других растениях. Существует также несколько видов плавающих многолетних папоротников, обитающих в водоемах. Папоротники стран умеренного климата в большинстве своем - много летние наземные травянистые растения.

Широко распространен в наших лесах, особенно в сосновых орляк обыкновенный. Узнать его нетрудно: листья растения крупные, с длинным "черешком" и неправильно треугольной листовой пластинкой, занимающей почти горизонтальное положение. Такие листья немного похожи по форме на раскрытый зонтик. Они располагаются всегда поодиночке, причем нередко довольно далеко друг от друга. Этим орляк отличается от многих других лесных папоротников, у которых листья более или менее удлиненные, перистые и собраны в пучки, напоминающие широкую воронку. Осенью листья орляка отмирают, зимует только корневище, скрытое в почве, тонкое, длинное, ползучее. Молодые листья съедобны до раскрытия улитки затем ядовиты.

Щитовник мужской, - многолетнее травянистое растение с огромными листьями до 1-1,5 м в длину. Мужским этот папоротник называют потому, что листья его более темные и грубые на ощупь, нежели листва папоротника женского, часто произрастающего рядом. Папоротник мужской еще со времен Диоскорида и Плиния (свыше 2000 лет назад) используют в качестве лекарственного растении. Применяют его в основном как противоглистное средство. С той же целью рекомендованы препараты из корневища щитовника игольчатого. Однако при употреблении препаратов из щитовников нужно соблюдать большую осторожность, так как эти растения очень ядовиты. Избежать отравления можно, если строго соблюдать инструкции врача. Вдвойне осторожным необходимо быть в том случае, если растительное сырье собирается самостоятельно. Дело в том, что щитовники мужской и игольчатый часто путают с женским и некоторыми другими видами папоротникообразных, сильно похожих между собой, но совершенно бесполезных с медицинской точки зрения.

Кочедыжник женский - это крупное растение, часто почти до метра высотой, с розеткой изящно рассеченных листьев. Обычно кочедыжник растет по сыроватым лесам на относительно богатых почвах, в оврагах, вдоль речек в ольшаниках. Удивительно, но иногда его можно встретить на фундаментах между каменной кладки, где нет и следов гумуса. Русское название происходит от слова "кочедыг". Так назывался специальный инструмент для плетения лаптей и коробов, и примерно так выглядит основание листа этого вида. Видовой латинский эпитет - "filix-femina" - буквально обозначает "женский папоротник". По-видимому, связано оно с тонким, ажурным рассечением листовой пластинки, более изящным, чем у других папоротников Европы.

Голокучник обыкновенный чаще растет по тенистым еловым лесам, в оврагах, его можно встретить по краям болот или в сырых березняках. Буквально его латинское название значит "голоплодник", поскольку сорусы у этого вида лишены покрывальца. Это небольшой, до 30 см высотой, папоротник с удлиненным корневищем и одиночными листьями с треугольной пластинкой. Его листья, особенно черешки, очень хрупкие, возможно, поэтому голокучник плохо переносит антропогенную нагрузку и исчезает из мест, активно посещаемых людьми.

Страусник обыкновенный - это крупный красивый папоротник с изящными листьями в плотных розетках. Нижние дольки листа уже к началу лета обесцвечиваются, что позволяет легко опознать даже небольшие растения этого вида. Помимо мощных почти вертикальных корневищ, у страусника есть тонкие длинные горизонтальные корневища, обеспечивающие вегетативное размножение, поэтому он часто образует обширные заросли. Найти его можно в лесу вдоль рек и ручьев, по днищам оврагов. Страусник - представитель семейства оноклеевых. Для оноклеевых характерно разделение листьев на вегетативные и спороносные, заметно различающиеся по внешнему виду. Спороносные листья развиваются внутри розетки; сначала они светло-зеленые, а к концу лета буреют. Сорусы со спорами у них плотно прикрыты краем листа, который осенью и зимой постепенно разрушается; и споры страусника разносятся талыми водами. Весной бурые прошлогодние спороносные листья оказываются снаружи от зеленых листьев розетки.

Страусник используют в озеленении. Пересаженные растения оказываются вполне засухоустойчивы и растут в относительно более сухих местах, чем в природных местообитаниях. Впрочем, этот папоротник нуждается в достаточно плодородных и влажных почвах, предпочитает полутень.

Ход работы:

1. Используя приведенные описания папоротников заполнить таблицу 3.

Таблица 3.