Природа Земли невероятно разнообразна, при этом многие разновидности растений имеют и травянистую, и древовидную, и кустарниковую форму. Все мы из школьного курса ботаники знаем, что когда-то нашу планету населяли гигантские древовидные папоротники. Первые такие растения-гиганты появились более 400 миллионов лет назад, в палеозойскую эру (девонский период). Но уже через 100 млн. лет они начали вымирать и этот процесс продолжается и сейчас.
Некоторые виды навсегда исчезли с поверхности Земли, другие пережили катаклизмы, обрушивавшиеся на Землю, смогли приспособиться к изменившимся условиям и выжить, приняв вид травянистых, лиановидных растений. Но некоторые и сегодня поражают нас своими размерами. Большинство папоротников являются влаголюбивыми, теневыносливыми культурами. Кстати, именно эти растения стали основой для залежей каменного угля.
Место папоротников в растительном мире
Папоротники принадлежат к высшим растениям. Они отличаются от низших наличием специальных органов:
- корня;
- стебля;
- листьев.
Высшие папортниковидные, в свою очередь, подразделяются:
- на сосудистые;
- на клетчатые или моховидные.
Папоротник относится к первой группе, отличающейся наличием сосудисто-волокнистых пучков. Так, например, в листьях эти пучки содержатся в виде прожилок, по которым движутся соки.
Папоротник делится на два подкласса:
- настоящий;
- водяной.
Сколько всего видов папоротников? Настоящие папоротники поражают разнообразием. Про них можно сказать, что одни могут быть похожи на мох и густо произрастать на стволах тропических деревьев, достигая величины нескольких сантиметров. Такая разновидность называется эпифиты. В переводе с греческого значит «на растении». Другие могут достигать двадцати пяти метров в высоту и напоминать своим видом раскидистые пальмы. Литья бывают длиной в несколько метров.
О водяных папоротниках будет сказано ниже.
Редакторы сайта рекомендуют ознакомиться с описанием видов домашних суккулентов.
От древности до современности
Папоротники, или, как их принято называть в научном мире, полиподиофиты, являются представителями высших сосудистых многолетних растений, к тому же весьма и весьма древними.
Первые из них появились на планете приблизительно четыреста миллионов лет назад, когда цветковых культур еще не было и в помине. Эпоха процветания папоротниковидных приходится на давно прошедшие эры — Палеозой и Мезозой. В этот период большинство древних папоротников были огромными деревьями, похожими на пальмы. Эти громадные растения занимали определяющую позицию в облике Земли. Впоследствии древесина древних папоротников послужила базисом, на котором образовался каменный уголь.
Папоротниковые преодолели долгий путь от возникновения на планете до настоящего момента. В числе немногих древних растений им удалось сохранить широкое разнообразие, сравнимое с тем, что было прежде. Пока другие представители флоры исчезали с земного шара, папоротники эволюционировали и образовывали новые виды. И, тем не менее, им есть куда прогрессировать.
Размножение и распространённость
За неимением цветков размножаются папоротники при помощи спор. Так как до девятнадцатого века науке не был известен такой способ, папоротник называли тайнобрачным. Помимо спор, органами размножения могут быть так называемые выводковые почки, которые развиваются на листьях.
Большинство папоротников — до 3000 видов, — распределено по тропическим лесам. Всего их насчитывается до 4000 видов.
Современные папоротники — это в основном травянистые растения. В районах с умеренным климатом произрастают многолетники с сильно развитыми корнями.
Как размножаются
Большинство органов папоротника размножаются с помощью вегетации.
Для этого нужно разделить корневую систему растения на несколько частей.
Также размножение может происходить с помощью боковых почек, побегов и спор.
Чтобы размножать папоротники в домашних условиях, подбирайте тип размножения, в зависимости от вида растения.
Для размножения спорами нужно подготовить специальную почву.
Для этого соедините 1 кг песка, 3 кг садовой земли и 3 кг торфа.
Также можно воспользоваться готовой почвой для выращивания фиалок.
Споры нужно собрать в пакет из бумаги, и рассеять их на поверхности почвы, которую предварительно полейте водой. Накройте емкость стеклом, и поставьте в теплое место, которое хорошо освещается солнечными лучами.
Папоротниковые относятся к теплолюбивым культурам, и предпочитают расти при температуре от +20°С до +25°С. Ухаживать за домашними культурами не сложно, т. к. они имеют бесполовой жизненный цикл.
Чтобы листовые пластины радовали вас своей красотой, регулярно поливайте почву, и следите за температурой воздуха. Также нужно следить, чтобы растение получало много солнечного света.
Равноспоровые папоротники — виды и названия
Систематизация папоротников является делом нелёгким. По виду спор они относятся к равноспоровым, то есть споры у них одного пола.
Равноспоровые, в свою очередь, разделяются по спорангию — органу, который производит споры. У одних папоротников он развивается из одной группы клеток и снабжён однослойной стенкой, у других — из нескольких и имеет многослойную стенку.
Это очень древние растительные виды, которые имели большое распространение. Сегодня их насчитывается примерно около двухсот.
Основные болезни и вредители
Обычно растение начинает болеть, либо подвергается нашествию вредителей, если за ним ухаживают постоянно неправильно.
Если папоротник поливают не отстоянной водой, в которой большое содержание хлора, или если она холодная, то на него может напасть нематода. Листва при этом начинает желтеть и опадать. Обычно единственным спасением является срочная пересадка куста. При пересадке обязательно обрабатывают папоротник инсектицидами.
Если влажность в помещении невысокая, то папоротник могут атаковать такие вредители, как щитовка, тля или трипсы. Следует каждый день опрыскивать растения, чтобы избежать подобного. Если же насекомые все же появились на листве, то папоротник следует обработать специальными препаратами.
Папоротники с многослойным спорангием
К ним относятся семейства ужовниковых и мараттиевых.
Из первых в России встречаются:
- обыкновенный ужовник;
- ключ-трава.
Вторые распространены во влажных тропиках, часто в горных районах:
- ангиоптерис;
- макроглоссум;
- мараттия.
Семейство ужовниковых
Ужовниковые, язычник — это русские названия. Дословный перевод с латинского звучит как «змеиный язык». Форма листьев этого семейства как раз и дала название этим растениям. Они разделены надвое и напоминают вилочку. Каждая из частей выполняет свою функцию. Одна — вегетативную (размножение посредством листьев), другая — фертильную (спороносную).
Их известно около восьмидесяти видов, классификация которых объединена в три рода:
- ужовник;
- гроздовник;
- гельминтостахис.
Ужовниковые — одна из самых древних групп растений. Они сильно отличаются от других видов папоротников по своим биологическим особенностям и занимают довольно изолированное положение. Ужовниковые — растения многолетние, иногда вечнозелёные, небольших или средних размеров. Предпочитают рыхлый и влажный грунт, открытую местность. Однако некоторые тропические виды, подобно мху, поселяются на стволах деревьев в тёмных уголках тропического леса.
Самым крупным представителем семейства является ужовник повислый. В соответствии со своим названием он имеет свисающие листья, составляющие в длину два, а то и все четыре метра. Но существуют и совсем маленькие растеньица — длиной всего по нескольку сантиметров.
Ужовниковые имеют стебли, которые в большинстве своём являются корневищами, пробившимися из-под земли и стоящими как бы навытяжку. Они утолщённые и мясистые. Исключение составляют только гельминтостахис, у которого корни горизонтальные. Как правило, ветвление стеблей не наблюдается. Стебли и листья ужовниковых мягкие, мясистые, в отличие от большинства папоротниковых. В корнях, лишённых волосков, обычно присутствуют ассоциированные с ними низшие грибы, так называемые микоризные.
Листья ужовниковых очень своеобразны. У них отсутствует характерное для большинства папоротников закручивание при выходе их из почки, напоминающее улитку. Ещё одна особенность листьев — присутствие особенных влагалищ, которые заслоняют собой почку.
В основном ежегодно ужовниковые образуют по одному листу, реже — по четыре. Поэтому число листовых рубцов на корневище позволяет судить о возрасте папоротника. Медленный рост листьев также является отличием, характеризующим «змеиные языки». Листья полностью выходят на поверхность примерно к пятому году своего развития.
В нашей стране ужовниковые распространяются в сосновых лесах, именно там их большое многообразие. К таким относится, например, гроздовник многораздельный.
Семейство мараттиевых
Их насчитывается более 60 видов. Хотя они и напоминают своих древовидных собратьев, таковыми не являются. Мараттиевые иногда достигают очень внушительных размеров и относятся к самым крупным растениям Земли. Но их размер обусловлен не стеблем, а пяти- и шестиметровыми листьями. У основания они снабжены прилистниками. Сами же стебли — не длиннее одного метра, похожи на картофельные клубни и почти наполовину находятся в почве.
Мараттиевые, как и ужовниковые, отличаются своеобразием. Их гигантские листья у своего основания имеют придатки, которые не исчезают после опадания. Они не только защищают растение, но и накапливают крахмал. Также они предназначены для размножения. На них имеются почки, находящиеся в состоянии покоя. Когда наступают благоприятные условия, почки дают жизнь новым папоротникам. В стеблях, листьях и корнях мараттиевых обязательно присутствуют слизевые ходы. Они представляют собой длинные каналы, отдельные полости или клетки и служат для сохранности веществ, которые временно исключены из обмена.
Относящиеся к мараттиевым ангиоптерисы обитают в тенистых болотистых лесах и ущельях, очень многочисленны. Также встречаются вдоль дорог, на берегах рек. Их огромные листья являются дважды перистыми. У перистых листьев пластинки листа располагаются по длине основного черешка. А двуперистые разделяются дважды, их пластинки прикреплены вдоль вторых черешков, соединённых с главным черешком. Главный и второстепенный черешки имеют утолщения в местах сочленений. Благодаря этой особенности черешки похожи на стебель бамбука и имеют толщину, сравнимую с толщиной человеческой руки.
Большая часть этого семейства вымерла. Сегодня из этих живых ископаемых сохранилось всего семь родов. Обитают они в тропических областях. Мараттиевые часто разводятся в оранжереях.
СТРОЕНИЕ ПАПОРОТНИКОВ
Папоротники (Polypodiophyta) — отдел высших растений, занимающий промежуточное положение между риниофитами и голосеменными. От риниофитов папоротники отличаются главным образом наличием корней и листьев, а от голосеменных — отсутствием сел Папоротники произошли от риниофитов, к которым древнейшие девонские папоротники были очень близки. Некоторые наиболее примитивные роды были промежуточными формами между риниофитами и типичными папоротниками). Для папоротников, как и для других высших растений, характерно чередование поколений — бесполого (спорофита) и полового (гамеофита), с доминированием бесполого поколения.
Спорофит папоротника — травянистое или древовидное растение большей частью с крупными, многократно рассеченными листьями (молодые листья — обычно улиткообразно свернутые). Для папоротников характерно большое разнообразие формы, внутреннего строения и размеров. Листья их варьируют от многократно перисторассеченных до цельных, от гигантских —длиной 5—6 м (у некоторых представителей мараттиевы и циатейных) и даже до 30 м (вьющиеся листья у Lygodiu articulatum) до крошечных листьев длиной всего 3—4 мм состоящих из 1 слоя клеток (у Trichomanes goebelianu). Длина стеблей у папоротников варьирует от нескольких сантиметров до 20—25 м (у некоторых видов Циатея). Они бывают подземными (корневища) и надземными, прямостоячими и вьющимися, простыми и ветвистыми. У большинства спорангии расположены на обычных зеленых листьях; у некоторых листья дифференцированы на спороносные (спорофиллы) и вегетативные, зеленые.
Большинство папоротников — равноспоровые. Среди современных папоротников к разноспоровым относятся лишь три небольших семейства водных папоротников: марсилеевые, сальвиниевые и азолловые.
Односпоранговые: виды папоротников, названия и фото
Спорангии у этого вида папоротников срастаются в одно целое, представляя собой как бы раковину, закреплённую на ножке. К ним относится, в частности, полиподиумы или многоножки и сальвиниевые.
Полиподиумы
Полиподиумы — одно из самых многочисленных папоротникообразных семейств, объединяющих 50 родов и около 1500 видов. Листья у них двурядные, корни мясистые, поросшие волосками. Характерным признаком многоножек является необычное скученное расположение спорангиев на листьях.
Это многолетние растения, покрытые чешуйками, корневище у них или ползущее, или стремящееся вверх. Листья бывают и перистыми, и дважды перистыми, и лопастными — имеющими надрезы, состоящими из нескольких пластинок, выходящих из одной точки.
Распространены эти растения в основном в тропической зоне Евразии. Чаще всего относятся к эпифитам и могут расти как на деревьях, так и на скалах, и в грунте.
Водяные папоротники — род сальвиниевых
Сальвиния распространена не так сильно. Ее характеристика — она относится к однолетним водным растениям, растущим близко от берега реки или на болоте и спокойно плавающим по воде. По внешнему виду напоминают клевер из четырёх листьев. Наиболее распространены такие её роды, как Марсилия и Сальвиния. Спорангии у них находятся внутри спорокарпиев.
Спорокарпии — сильно видоизменившиеся когда-то давно листья или их части, заключающие в себе по две-три кучки спорангиев. Они находятся у основания листка, имеют серовато-бурый цвет и формой напоминают боб.
Сальвиния водоплавающая не имеет корней. Встречается в южных областях России. Её стебелёк ветвистый, покрытый листьями водяными и воздушными. Листья мутовчатые, расположены по два-три на каждом узелке стебля. Мутовки обоих видов чередуются между собой. Сначала идут четыре ряда воздушных листьев, а затем — два водяных. В соответствии с их названием, воздушные плавают на водяной поверхности, а водяные погружены в неё.
Есть такая разновидность сальвиниевых, как Азолла. Она также интересна своим строением. Азолла имеет разветвлённый стебелёк, у которого на «спинке» находятся два ряда листьев, а на «брюшке» — один ряд корешков. Каждый лист разделён на две половинки, одна из которых находится на плаву, а другая погружена в воду.
Советы
Есть несколько общих советов по выращиванию, которые были выведены опытными садоводами. Подробнее об этом будет рассказано далее.
В хозяйстве
Применяется в качестве сырья для фармакологии или пищевой промышленности.
Можно высадить папоротники в домашних условиях, и использовать их листья для приготовления салатов.
Также такая зелень может применяться в качестве специй для основных блюд. Для этого ее нужно просушить.
Если изготовить препараты из папоротника, их можно использовать для лечения ран, ревматизма и головных болей.
Рост их активный, поэтому их пересадка должна осуществляться 1 раз в год. Нужно постоянно менять землистый ком.
Растения предпочитают расти на влажной почве, в составе которой много гумуса.
Если вы самостоятельно изготавливаете почву для посадки, смешайте 1 кг листового перегноя и 1 кг песка.
Такая земля будет хорошо увлажняться, и в ней не будет застаиваться влага. Папоротники предпочитают расти в почве с высоким уровнем кислотности.
Распространенность в природе, примеры видов
Где и когда растет папоротник, напрямую зависит от уровня влажности и температуры окружающей среды. Проще говоря, какой климат преобладает на данной территории. Они могут обитать в лесах, реках, озерах, болотах, а также на сырых лугах, оврагах, у дорожных обочин, расщелин скал.
Размножение папоротников — схема и описание
В умеренном климате встречается около 100 травянистых растений. Описания папоротников зависят от вида:
- Орляк: лист папоротника этого сорта легко узнать по форме, похожей на зонтик в открытом состоянии. Обитает в лесах (преимущественно сосновых) и годится для применения в пищу.
- Щитовник мужской с длиной стеблей до 1,5 м, достаточно редкий вид, его экстракт обладает лечебным свойством убивать гельминтов, что успешно применяется медициной.
- Многорядник отличается темными зелеными листьями, которые расположены на стебле в ряд.
- Осмунда произрастает в природных условиях на востоке Азии и американском Севере, выделяется блестящей поверхностью удлиненных листьев.
- Кочедыжник женский – крупных размеров растение с изящными листиками.
- Страусник известен как один из красивейших папоротников, у него длинные корневища, создающие настоящие заросли, данный эффект применяется в декорировании ландшафта.
На заметку! В отваренном виде листья страусника съедобны.
Есть сорта, предназначенные для выращивания в комнатных условиях:
- Птерис;
- Диксония;
- Костенец;
- Даваллия;
- Нефролепсис;
- Асплениум.
Страусник обыкновенный
Отдельно стоит выделить Юниор – сорт с гофрированным листом.
Интересно! Есть совсем крохотные папоротники с высотой стеблей не более 12 мм. Яркий представитель – Азолла карилиниана, которая растет на деревьях, лианах.
В горах можно увидеть еще одно удивительное растение с изящными ажурными листьями. Называется Венерин волос. Встречаются также подводные обитатели, например, Marsilea quadrifolia. А папоротник Дикраноптерис обладает очень прочными черешками.
Есть папоротники, которые относятся к редким и вымирающим видам. Так, Сальвиния занесена в белорусскую Красную книгу.
Разбор строения папоротниковых растений
Предки папоротников были устроены проще современных видов.
Листья, вайи
Особенность строения представлена массивными листами, которые тяжелее всего стебля папоротника. Они отличаются многообразием форм, имеют свои особенности в росте и устроении. Как правило, листья имеют форму перьев и рассечены. Листья папоротника называются вайи (такое определение дано учеными). Листовой черешок крепится к стеблевой части, находящейся под землей, поэтому не сразу удается увидеть начало листа.
На заметку! Особенность вайи папоротника – в росте верхушкой, напоминающий улитку. Сначала лист свернут, а потом постепенно разворачивается.
Листья развиваются сначала под землей. Этот период продолжается 2 года. На третий год становятся видны над поверхностью. Из-за роста верхушек идет стремительное разрастание. У многих вайи принимают участие в фотосинтезе, процессе вегетации и спорообразовании.
Споры образуются на обратной стороне листовой пластины как одиночно, так и группами.
Листья
Стебли
Стебель папоротников всегда небольшой и развит мало. Исключение составляют растения в тропиках, которые вырастают до размеров дерева. Их стволы крупные, покрытые корой. Вьющийся стебель может быть очень длинным.
Корневая система
Корневая система представлена корневищем и множеством придатков. Стебель покрыт тканью, которая отлично проводит и вбирает в себя воду. По пучкам-сосудам она движется к листьям.
Органы размножения
Вся жизнь растения имеет 2 главных цикла:
- Продолжительный бесполовой, когда папоротник не размножается – спорофит.
- Короткий – гаметофит, когда происходит размножение.
Органы размножения представлены спорангиями, внутри которых содержатся споры. Находятся на обратной стороне листа. Когда споры достаточно созревают, ветер разносит их на далекие расстояния.
Внимание! Отдельные ученые приравнивают спорообразование к цветению.
Не все споры выживают, только некоторая часть. Фаза размножения берет начало с прорастания и преобразования в заросток, который носит название гаметофит. Он напоминает пластину размером несколько мм в форме сердца зеленого цвета.
Снизу у гаметофита образуются антеридии и архегонии, соответственно женские и мужские органы размножения. В них продуцируются яйцеклетки и сперматозоиды, соединяющиеся при достаточном уровне влажности. В результате появляется зигота. Именно из нее и появляется зародыш будущего растения.
Спорообразование
Папоротник может размножаться вегетативным путем. В этом случае появляются выводковые почки на корешках и стебле. Редкие и красивые сорта размножаются только через споры.
