Урок 29 Папоротникообразные. Среда обитания. Приспособительные черты строения и процессов жизнедеятельности. Происхождение. Папоротниковидные возникли вместе с хвощевидными, древнейшие ископаемые формы которых известны с девона. Папоротниковидные, или папоротники, произошли от потомков псилофитов и представляют собой одну из наиболее древних групп высших растений. В карбоне крупные древовидные папоротники наравне с другими споровыми растениями составляли обширные влажные леса, остатки которых дают теперь залежи каменного угля. Распространение и разнообразие. К нашему времени сохранилось примерно 12 000 видов папоротников, распространенных по всему земному шару, особенно во влажных тропических лесах, где встречаются древовидные формы, достигающие в высоту 20—25 м. Большинство современных папоротниковидных растения, однако есть и водные формы, — наземные многолетние а в тропических лесах немало эпифитов, растущих на стволах и ветвях деревьев. Папоротники умеренной зоны Северного полушария растут в сырых тенистых лесах, по кустарникам, лесным оврагам, сырым лугам, на кочках по болотам и даже в сухих сосняках (например, орляк обыкновенный). Строение. 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. Листья папоротников (часто их называют вайями) крупные, с перисторассеченной листовой пластинкой, с хорошо развитой проводящей системой. Общий черешок листа прикрепляется представляющему собой корневище. к подземному стеблю, Корни у папоротников придаточные. Листья папоротников, возникшие в результате уплощения крупных ветвей, растут подобно стеблям своей верхушкой, образуя при этом характерную разворачивающуюся «улитку». Размеры листьев колеблются от 1—2 мм до 10 м в длину и более. У некоторых папоротников (например, у страусника) листья дифференцированы на стерильные (фотосинтезирующие) и фертильные (несущие спорангии). Однако у большинства представителей листья выполняют не только функцию фотосинтеза, но и спорообразования. На нижней стороне листьев летом образуются спорангии, расположенные одиночно или группами. При созревании спорангии вскрываются, и споры высыпаются, подхватываются и переносятся ветром на огромные расстояния от материнского организма. Размножение папоротников. На нижней поверхности листа развиваются сорусы со спорангиями, 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 формируются женские и мужские половые органы (архегонии и антеридии), где образуются яйцеклетки и сперматозоиды. Спорангии находятся на нижней стороне листа, собраны кучками (сорусы). Сверху сорусы прикрыты покрывальцем (кольцо). Споры рассеиваются при разрыве стенки спорангия, а кольцо, оторвавшись от тонкостенных клеток, ведёт себя подобно пружине. Число спор на одном растении достигает десятков, сотен миллионов, иногда миллиардов. На влажной почве споры прорастают в маленькую зелёную сердцеобразную пластинку величиной несколько миллиметров. Это заросток (гаметофит). Он располагается почти горизонтально к поверхности земли, прикрепляясь к ней ризоидами. Заросток обоеполый. На нижней стороне заростка образуются женские и мужские половые органы (мужские – антеридии, женские – архегонии). Оплодотворение происходит в водной среде (во время росы, дождя или под водой). Мужские гаметы – сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, проникают внутрь и гаметы сливаются. Происходит оплодотворение, (оплодотворённая яйцеклетка). в результате чего образуется зигота Из оплодотворённой яйцеклетки формируется зародыш спорофита, состоящий из гаустории – ножки, которой он врастает в ткани заростка и потребляет из него питательные вещества, зародышевого корешка, почки, первого листа зародыша – «семядоли». Со временем из заростка развивается растение папоротник. Таким образом, гаметофит папоротников существует независимо от спорофита и приспособлен к обитанию в условиях увлажнения. Спорофитом является всё растение, которое вырастает из зиготы – типичное сухопутное растение. Папоротникам свойственно также вегетативное размножение посредством выводковых почек, образующихся на корневище. Папоротники играют большую роль в жизни человека. Многие папоротники используют в медицине. Например, из корневищ щитовника мужского делают противоглистные препараты; лигодиум мелколистный используют для лечения открытых ран, схизею вильчатую, при лечении кашля и болезней горла. Лекарственным растением является папоротник орляк. 2. Некоторые папоротники являются своеобразными зелеными удобрениями. Некоторые виды азоллы используются в сельском хозяйстве, они обогащают 1. почву азотом. Вудвария вирджинская поселяется в сфагновых болотах, образуя своими корневищами сплетения, и вместе с другими болотными растениями является торфообразователем. 3. У некоторых видов папоротников части растения употребляют в пищу. У папоротника орляка съедобны молодые закрученные “завитки” листьев, собирают их рано весной, в первые 2 недели их появления. Их консервируют, солят, сушат. Листья используют для супов, их жарят. В Японии и Китае из корневищ добывают крахмал. Папоротники – великолепные декоративные растения, их используют для украшения жилых помещений, в аквариумах и водоемах (сальвиния, азолла, нефролепис возвышенный, адиантум венерин волос). 5. Жесткие, прочные и длинные стержневые части листа папоротников используются для различных поделок. 6. Каменный уголь, образовавшийся из отмерших древовидных папоротников – один из лучших видов топлива, сырье для химической промышленности. Из него получают горючий газ, анилиновые краски, лаки, пластмассы, лекарства, сахарин, духи. 7. Папоротники, живущие в симбиозе с азотфиксирующими цианобактериями, применяют также как источник азота на рисовых полях для насыщения почвы растворимыми соединениями азота. 4. Значение папоротников в природе. 1. Папоротники, входя в состав природных сообществ, тесно связаны с другими членами сообщества: они испытывают на себе воздействие этих организмов и сами оказывают на них влияние, как положительное, так и отрицательное. 2. Папоротники, как и все зеленые растения, выделяя кислород, участвуют в круговороте веществ и энергии в природе. 3. Папоротники являются средой обитания и пищей для беспозвоночных животных. 4. Но можно привести пример и отрицательного влияния папоротников на организмы природных сообществ. Так, самым вредным сорняком среди водных растений является папоротник сальвиния. У сальвинии хорошо развита способность к вегетативному размножению, вследствие чего толщина ее слоя в водоеме достигает порой 25 см, что может привести к гибели растений и животных. Домашнее задание 1. Выучить конспект. 2. Выполнить тест. Вопрос № 1 Листья папоротника называются: нефролепис вайи зигота Вопрос № 2 Папоротники размножаются: спорами клубеньками семенами Вопрос № 3 Бесполое поколение папоротников называется адиантум спорофит гаметофит Вопрос № 4 Половое поколение папоротников называют адиантум спорофит гаметофит Вопрос № 5 Мужские и женские половые органы папоротников - это гаметангии и гаметы тычинки и пестики антериии и архегонии Вопрос № 6 Корни у папоротников придаточные надземные пазушные Вопрос № 7 При помощи чего у папоротников происходит вегетативное размножение с помощью ветра и насекомых воздушных семян выводковых почек Вопрос № 8 Где у папоротников располагаются спорангии со спорами на нижней стороне листьев в коробочке в спороносном колоске Вопрос № 9 Папоротникообразные относятся к: низшим споровым растениям высшим споровым растениям семенным растениям Вопрос № 10 Древние папоротникообразные образовали залежи: торфа каменного угля нефти Вопрос № 11 Из всех папоротникообразных крупные листья имеются у: папоротников плаунов хвощей Вопрос № 12 Папоротники являются высшими споровыми растениями потому, что Имеют крупные размеры тела Образуют споры Тело разделено на корень и побег Органы образованы развитыми тканями Вопрос № 13 Споры развиваются в Спорофите Гаметофите Заростке Листьях папоротника Вопрос № 14 В большинстве своем современные папоротники – Деревья Кустарники Травы Кустарнички Вопрос № 15 У папоротников тело представлено Стеблем и листьями Побегом и корнями Стеблем и корнями Листьями и корнями Вопрос № 16 Если папоротники не цветут, то они Относятся к споровым растениям Являются цветковыми Образуют плоды Размножаются семенами Вопрос № 17 Выберите правильные утверждения: а. Древовидные папоротники — вымершие растения. б. Половое размножение папоротниковидных зависит от воды. в. Спорами размножаются мхи и папоротники. г. Спора — орган бесполого размножения растений. д. В размножении спорами участвует только одна особь.