ОТДЕЛ ПАПОРОТНИКООБРАЗНЫЕ.

  Папоротники (Polypodiophyta) - это высшие споровые, в основном травянистые, растения, достаточно широко распространены: их насчитывается около 10-15 тыс. видов. Они встречаются в пустынях, сухих сосновых лесах, на болотах, озерах, в соленых водоемах. Тропические древовидные папоротники достигают в высоту 20 м. В горных лесах преобладают ліаноподібні папоротники и эпифиты, растущие на стволах и ветвях деревьев. Типичные папоротники являются растениями сырых и влажных мест. В умеренном климате наиболее распространенные орляк, щитник мужской, пузырник, страусовое перо.

 

Рис. 20. Схема строения папоротника: А - спорофит; Б - гаметофіт: 1 - лист, 2 - корневище, 3 - заросток, 4 - ризоїди, 5 - антеридії и архегонії.

 

  Папоротник имеет корни, короткий стебель и листья. Корни придаточные, они развиваются из стебля вместо отмершего корня зародыша. Стебель представлено коротким деревянистым корневищем и имеет эпидермис, механическую и проводящую (сосудистые пучки) ткани. Стебли многолетние, от них ежегодно вырастает новое листья. Точка роста находится на вершине корневища, и весной из нее получается пучок новых листьев. Молодые листья свернутое в виде улитки и густо покрыто коричневыми чешуйками. Письмо развивается исподволь, по мере роста раскручивается. Листья у папоротника крупные, рассеченные, двоперисте. Они имеют продиховий аппарат и систему проводящих пучков. Максимально длина листа может достигать 30 м. Осенью листья отмирают.

 

Рис. 21. Развитие папоротника: А - половое поколение (гаметофіт); Б - бесполое поколение (спорофит), 1 - заросток с архегоніями (а) и антеридіями (б); 2 и 3 - женские и мужские половые клетки (гаметы), 4 - зигота; 5 - проросший заросток; 6 - взрослое бесполое поколение; 7 - спорангій со спорами; 8 - раскрыт спорангій, из которого высыпаются споры.

 

  Лист папоротника совмещают функции фотосинтеза и спороношения. Летом на нижней стороне листа появляются коричневые бугорки - сорусы (группы спорангиев), в которых образуются и созревают гаплоидные споры. Созревшие споры разносятся ветром, прорастают, образуя зеленую сердцевидную пластинку - заросток, который имеет в поперечнике 2-4 мм. Заросток прикрепляется к грунту ризоїдами. На нижней стороне образуются половые органы: архегонії - женские, антеридії - мужские; в них созревают женские и мужские гаметы. Оплодотворение происходит при наличии влаги (дождь или обильная роса), которая задерживается под заростком.

  Из зиготы развивается зародыш, который имеет первичный корешок, стебелек и письмо. Сначала зародыш прикреплен к заростку и получает от него питательные вещества. Затем он укрепляется в почве и дает начало взрослому растению.

  Таким образом, при развитии папоротника происходит чередование двух поколений, резко различаются между собой. Листостеблова растение, на которой образуются споры, называется спорофітом и является бесполым поколением. Оно в папоротника преобладает. Половое поколение - заросток (гаметофіт) - репрезентируется небольшой зеленой пластинкой.

  Часто на корнях папоротника образуются выводковые почки, с помощью которых также происходит бесполое размножение.

  Значение папоротников. Современные папоротникообразные играют заметную роль в образовании растительных ландшафтов на Земле. Некоторые виды папоротников используют как декоративные растения (адиантум, асплений, нефролепис). Молодые листья определенных видов употребляется в пищу. Встречаются и ядовитые виды. Отвары и настои корневищ некоторых папоротников применяют в медицине как болеутоляющие, противовоспалительные, глистогонные препараты, для лечения легочных заболеваний, рахита, желудочных расстройств. Господствующие в каменноугольный период папоротника вместе с другими растениями принимали участие в процессе образования каменного угля. Каменный уголь используется как топливо и сырье в различных отраслях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, различные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и т.д.

  ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ - СПОРОВЫЕ.

  Все рассмотренные выше отделы наземных растений имеют две общие функциональные свойства:

  1. Для осуществления полового процесса им необходима вода. Не смотря на различные приспособления к недостатку воды и заселения отдельными видами даже засушливых мест, в целом это ограничивает распространение споровых растений.

  2. Споры, образующиеся мелкие, содержат мало питательных веществ и часто имеют слабую жизнеспособность. В связи с этим для прорастания и дальнейшего развития необходимо сочетание многих благоприятных условий. То же относится к развитию с зиготы зародыша споровых растений.

  Указанные причины обусловливают, в частности, медленный рост и созревание гаметофітів, так и спорофітів, и небольшой удельный вес в общем объеме растительной биомассы.

  Более прогрессивными с эволюционной точки зрения были группы растений, у которых женские споры увеличивались в размерах за счет накопления питательных веществ (мегаспори). Прорастая, мегаспори давали женский гаметофіт, образующий большие яйцеклетки. Такие яйцеклетки после оплодотворения обеспечивают зародыш спорофита, что развивается, питанием. Різноспоровість в разных группах споровых растений возникла независимо и наибольшего проявления достигла в папоротникообразных. На основе різноспоровості еще в позднем девоне появились семенные папоротники, которые вымерли в меловом периоде, однако дали начало голонасінним растениям.

  К голосеменных относятся растения, которые размножаются семенами, но не имеют плодов (то есть их семена развивается на споролистках открыто, не обернуто стенкой завязи, «голое»). Растения, у которых семена уложены в плоды, называются покритонасінними.

  Семенные растения отличаются прежде всего тем, что главным зачатком для расселение вида служит качественно новое образование - семя (semen). Семя - маленький спорофит с корешком, почкой и зачаточным листьями - семядолями. В ней содержится запас питательных веществ, необходимых для первоначального этапа развития, высвобождение из семенных оболочек (кожуры) и укоренения.

  Семя образуется в мегаспорангії. Мегаспорангій вместе со своей оболочкой носит название семенного зачатка (ovulum). Оболочка не полностью обрастает мегаспорангій - ее края оставляют узкий канал, через который проникает мікроспора. Таким образом, у семенных растений в отличие от споровых, мегаспора постоянно находится внутри мегаспорангія. Здесь развивается женский гаметофіт, образуется яйцеклетка и происходит оплодотворение. Из оплодотворенной яйцеклетки формируется зародыш, а сам семенной зачаток превращается в семя. Следовательно, процесс оплодотворения у семенных растений не требует воды, и это огромное преимущество обусловило их повсеместное размещение и превратила в доминирующие группы во всех биоценозах. В связи с этим мужские гаметы, возникая внутри микроспоры, теряют органоїди движения - жгутики, теряют подвижность и называются спермиями. Подвижные сперматозоиды сохранились в некоторых примитивных голосеменных (саговникові, гинкго), так же как и потребность в жидкой среде для осуществления процесса оплодотворения.