Разница между папоротниками и мхами

Многообразие

Приведем примеры хвощей, плаунов и папоротников, встречающихся в современном мире. Плаунов довольно много, среди них попадаются и ядовитые:

• Булавовидный — относится к ядовитым. Зона его произрастания — Сибирь и Дальний Восток, также растение можно встретить на Кавказе. Высота его — чуть более 50 см.
• Годичный. Предпочитает влажные еловые и пихтовые леса. Известен как долгожитель мира флоры и может существовать до 40 лет.
• Сплюснутый. Встретить его можно на мшистых болотах и песчаных почвах.
• Колючий. Длина стебля этого плауна из Карелии — до метра. Однако побеги редко превышают 10 см.

Хвощи также весьма многообразны. На планете их существует около 30 видов:

• Полевой используется в медицинских целях, поскольку богат калием, кальцием и дубильными веществами.
• Зимующий. Из его стеблей делают пилки для ногтей.
• Луговой. Относится к числу распространенных растений.

Приведем также примеры папоротников:

• Орляк обыкновенный.
• Щитовник.
• Сальвиния.
• Кочедыжник.
• Костенец.

Итак, хвощи, плауны, папоротники отличаются широким многообразием. Многие виды этих растений активно применяются человеком. Так, папоротники нередко становятся подлинными украшениями композиций ландшафтного дизайна.

Познакомимся с некоторыми малоизвестными фактами из биологии плаунов, хвощей и папоротников:

• Споры плауна нашли оригинальное использование — они помогают имитировать молнии в театральных постановках, а также применяются для производства салютов.
• Растут плауны очень медленно, особенно в первые годы своей жизни. При этом чем старше растение, тем более быстрыми являются его темпы роста.
• Хвощи — лакомство для кабанов и оленей, но ядовиты для лошадей.
• Растения эти появились на Земле раньше динозавров.
• Лазающий южноамериканский хвощ — абсолютный рекордсмен по длине, его стебель может быть более 10 метров.
• Хвощ зимующий нашел широкое применение в ландшафтном дизайне при создании японских садов: он успешно имитирует бамбук.
• В тропических лесах произрастают древовидные папоротники, стволы которых используются в качестве строительного материала, например, черный древовидный вид может достигать в длину 20 метров.
• Некоторые виды папоротников использовались в магии для наведения порчи или проклятия.
• Отдельные разновидности папоротников, например Сальвиния, произрастают в воде.

Плауны, хвощи, папоротники — древние растения. До наших дней дошла лишь малая часть их былого многообразия. Интересно, что голосеменные и покрытосеменные растения их полностью не вытеснили, а продолжили развиваться параллельно.

Мхи и папоротники согласно классификации растений входят в группу высших споровых растений
. Это одни из самых древних представителей растительного мира Земли. В отдельные периоды истории мхи и папоротники доминировали над всеми растениями, покрывая все пространства нашей планеты. В дальнейшем стали превалировать покрытосеменные и голосеменные растения.

Мхи или моховидные — это отдел высших растений, в который входят более 100 семейств
, 700 родов и около 10 тысяч видов. Возраст этих растений отсчитывается начиная с карбонового периода. Различают три класса: антоцеротовые, листостебельные и печеночные мхи. Самая представительная группа — это листостебельные или настоящие мхи.

Сегодня эти мхи известны под хорошо известными названиями сфагнум и кукушкин лен. Мхом часто называют ягель, которым питаются олени в тундре, хотя реально это не мох, а «прозвище» для некоторых видов лишайников. Раздел ботаники, изучающий мохообразные, называется бриологией.

Папоротник — это одно из самых древних сохранившихся растений. Появление папоротников отмечают в девонском периоде (около 400 миллионов лет назад). Папоротники очень разнообразны по формам (травянистые, древесные), размерам, циклам существования. Несмотря на то, что по внешнему виду все папоротники внешне похожи друг на друга, в природе насчитывается более 10 000 видов
этого растения. Рассмотрим основные отличия папоротников и мхов.

Почему папоротники относят к высшим растениям?

Что такое «высшие растения»?

Высшие растения – аналоги: наземные растения, эмбриофиты, «растения в наиболее узком смысле». Высшими растениями называют тип зеленого царства, которым присуща дифференциация тканей (формирования специального фенотипа клеток). Тип противопоставляется низшим растениям или водорослям.

К высшим растениям относят:

• мхи
• сосудистые растения:
• голосеменные
• плауновидные
• папоротниковидные
• покрытосеменные

Почему папоротники относят к высшим растениям?

Папоротники – отдел сосудистых растений, которые насчитывают несколько видов современных папоротник. Самые древние представители флоры на нашей планете – их возникновение относят к 400 млн лет назад, палеозойской эре.

Среди папоротников можно встретить, как травянистые растения – те, которые обычно мы воображаем, говоря «папоротник», так и древесные формы. Листья папоротника – вайи – это его листовидные формы, которые отвечают за фотосинтез и обмен спорами, однако само растение состоит также из побега и корней, а также из черешка.

Папоротники относят к высшим растениям, потому что:

• Они имеют цикл развития: бесполое поколение заменяется половым.
• Есть система развитых сосудов.
• Развиваются в наземно-воздушной среде.
• Развитый эпидермис с устьицами (сохраняет теплообмен и органический обмен).
• Имеют развитый стебель.

Особенности папоротниковидных растений

Папоротники – чрезвычайно приспособленные к жизни растения. Они не только неприхотливы, но и могут выживать, практически, в любых условиях. В естественной среде обитания папоротники можно встретить в затемненных, заболоченных местах, в лесах, у водоемов.

К грунту папоротники не требовательны – нормально растут, как на песчаных, рыхлых грунтах, так и в тяжелых, торфяных. Несмотря на древние легенды (цветок папоротника) и мифы о нечистой силе, папоротники перекочевали в разряд комнатных растений и теперь активно выращиваются в домашних условиях.

Папоротники, как высшие растения, заслуживают внимания. Их рекомендуется размещать в удаленном уголке квартиры, не выставлять под прямые солнечные лучи, создавать выше средней влажность воздуха, поливать постоянно почвенную смесь.

Хоть папоротники неприхотливы в уходе, они не могут жить в таких условиях:

• Задымленных
• Загазованных
• В пересушенном воздухе
• Низкой влажности воздуха
• Частые подкормки

Самое главное – соблюдать полив почвенной смеси в емкости, иначе растение начнет болеть. Также чрезмерное увлажнение может стать причиной бактериальных заболеваний или поражений корневой системы

Необходимо обратить внимание, не появились ли коричневые пятна на листах папоротника (вайях) или не начали ли подсыхать их концы

В холодные сезоны на папоротнике может паразитировать нематода. В качестве экстренной помощи нужно пересадить растение в новую почвенную смесь. После пересадки обработать растение Актелликом или другим аналогичным препаратом.

Для лечения паразитов таких, как тля, трипс или щитовка, растение обрабатывается Карбофосом. В помещении регулируется температура и влажность воздуха, вводится система ухода, подходящая папоротнику.

Оцените, пожалуйста, прочитанный материал:)

Гаметофиты водорослей, разнообразие и примеры

У большинства водорослей мы можем видеть, что спорофит и гаметофит чередуются, но у некоторых, как например морская красная водоросль Полисифония, на одно гаплоидное поколение приходится сразу два диплоидных. 

Гаметофиты у водорослей могут иметь разный внешний вид.

• Нитчатый раздельнополый у Polysiphonia и бурых ламинариевых водорослей.
• Крупные, пластинчатые, внешне похожие на спорофит мужские гаметофиты и микроскопические женские у красной водоросли Palmaria.
• Макроталломная форма у бангиевых красных водорослей.
• Крупный пластинчатый таллом у зеленых ульвовых водорослей морфологически почти не отличим от спорофита, потому что эти водоросли обладают изогамией, наиболее примитивным из типов полового процесса.

Примечание

Несмотря на внешние различия, все гаметофиты являются диплоидными и многоклеточными.

Хвощи — строение

Хвощ полевой — фото

Хвощи представлены преимущественно ископаемыми формами. Они возникли в течение девона и переживали расцвет в каменноугольном периоде, достигнув большого разнообразия форм — вплоть до гигантов высотой в 13м.

Современные хвощи насчитывают около 32 видов и представлены мелкими формами — не более 40см высоты. Они встречаются от тропиков до полярных областей, за исключением Австралии, и могут жить как в болотистых, так и сухих местностях. Некоторые виды имеют в эпидермисе отложения кремния, что придает им шероховатость.

Размножение и развитие хвощей

Спорофит у хвощей состоит из горизонтально разветвленного подземного стебля — корневища, от которого отходят тонкие, ветвящиеся корни и членистые надземные стебли. Некоторые боковые ветви корневища способны образовывать небольшие клубни с запасом питательных веществ.

Размножение хвощей

Стебель содержит многочисленные сосудистые пучки, расположенные кольцом вокруг центральной полости. На стеблях, как и на корневище, ясно выражены узлы, придающие им членистое строение.

От каждого узла отходит мутовка вторичных веточек. Листья мелкие, клиновидные, расположены тоже мутовками, охватывают стебель в виде трубочки. Фотосинтез происходит в стебле.

Кроме ассимилирующих стеблей у хвоща полевого есть еще неветвистые спороносные побеги бурого цвета, на концах которых развиваются спорангии, собранные в колоски. В них образуются споры. После высыпания спор побеги отмирают, а им на смену вырастают зеленые ветвистые (вегетативные, летние) побеги.

Общие понятия

Спорангии — это многоклеточные (у высших растений) и одноклеточные (у водорослей) органы, в которых образуются споры. Вы когда-нибудь видели плесень на хлебе? В ней можно различить малюсенькие черные точечки, которые тоже являются спорангиями. В одном таком спорангии может содержаться до 50 тысяч спор, каждая из которых воспроизводит до сотни миллионов новых спор за несколько дней! Именно поэтому плесень размножается невероятно быстро.

Споры в спорангиях похожи на мелкие шарики, покрытые оболочкой. Спорангии хвощевидных, плауновидных, папоротниковидных развиваются на спорофиллах и могут быть собраны в сорусы (группы) или быть одиночными.

Освещение и температурный режим для выращивания

При плохом освещении в аквариуме окраска мха становится более светлой, а листья удлиняются. Когда света хватает, он смотрится пышнее и аккуратнее, а при сильном освещении быстро разрастается.

Комнатная температура воды в принципе подходит для размещения растения, но при повышении температуры он развивается лучше. Это не означает, что аквариум должен быть перегрет – это вредно для рыбок.

Яванский мох больше всего пользуется спросом среди аквариумистов любителей, но до сих пор сохраняется путаница в его правильном наименовании.

Если посадить растение на камни или коряги, то лучше сделать слой тонким, чтобы он контактировал с максимальной площадью камня. Так нижние слои растения оказываются защищенными от отмирания.

Мох яванский размещается на изогнутых корягах с целью улучшения восприятия, его часто кладут на местах стыка ствола в ветки, по периметру ствола. Такое украшение вносит декоративный эффект.

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.

Как прикрепить мох и папоротник к коряге или камню

С легкой подачи Такаши Амано, высаживание и выращивание аквариумных растений на корягах стало мейнстримом и основным приемом в оформлении аквариумов. Обросшие мхом коряги выглядят потрясающе. Сейчас я расскажу о том, какие аквариумные растения можно использовать для высаживания на коряги или камни. Лучше всего для высаживания на корягу подходят аквариумные мхи. Им нужно меньше света и они более устойчивы к неблагоприятным условия, нежели кабомбы или криптокорины. Единственная сложность получения обросшей коряги заключается в том, насколько гибки и проворны ваши пальцы. Список подходящих аквариумных растений я приведу ниже. Сейчас я расскажу, как подобрать корягу и как ее подготовить.

Также вам потребуется емкость, в которой вы сможете замочить купленную корягу полностью или частично. Выбирая корягу, отдавайте предпочтение интересной форме, а не размерам или стоимости. Большая коряга плохо выглядит в маленьком аквариуме, но она не должна быть настолько малой, что потеряется в оформлении.

С помощью жесткой щетеи или скребка удалите пыль и грязь с коряги. Замочите корягу на несколько дней в подготовленной емкости до момента полного утопления. Это необходимо для того, чтобы коряга не всплывала в аквариуме и не выделяла дубильные или масляные вещества в воду.

Отберите растения для высадки

Обещанный список растений, которые могут прирасти к коряге. К сожалению, только несколько видов аквариумных растений подходят под нашу задачу:

• Яванский папоротник
• Яванский мох
• Анубиасы
• Конголезский папоротник Болбитис

Подготовка к прикреплению

Запаситесь ножницами и хлопковой нитью. Я предпочитаю нить темного цвета, как более незаметную. , что нить темного цвета лучше всего. Убедитесь, что нить натуральная и не содержит синтетического волокна. Нить должна медленно гнить, пока выбранный мох будет прирастать к коряге. Впоследствии нить сгнивает полностью и исчезает, а мох останется закрепленным.

Отрежьте большие листья анубиасов, пообрывайте погибшие и начавшие гнить листья яванского папоротника. Промойте яванский мох.

Уложите корягу в аквариум

Продумайте эскиз оформления и размещения коряги. Представьте, какие растения вы добавите рядом с корягой. Затруднительно высаживать аквариумные растения, когда в аквариуме находится большая коряга, поэтому общий план оформления необходимо проработать заранее.

Есть несколько вариантов закрепления растений: под водой внутри аквариуме и снаружи аквариума. Разница заключается в том, что при привязывании под водой вы сразу увидите, что прикрепилось, а что нет. Не привязанные пучки мха всплывут. Если вы привяжете заранее, то рискуете увидеть оплешивение коряги под водой и множество плавающих веточек мха.

Прикрепите мох или папоротник к коряге при помощи хлопковой нити. Не перетягивайте нить, чтобы не повредить стебли и веточки растений. Убедитесь, что направление роста растений направлено вверх. Также не располагайте корягу с приращенным мхом рядом с всасывающей трубкой мощного аквариумного фильтра или в струе сильного течения. Это может размыть все, что вы привязывали.

Запаситесь терпением или попкорном. Через 2-3 недели мох или папоротник пойдут в резкий рост, что будет говорить о правильности ваших действий.

Внешний вид, прибретаемый аквариумом благодаря высаженному на корягу мху, стоит всего затраченного времени от изучения до реализации.

Видео с прикреплением мха и папоротника к коряге

Видео c примером оформления, где используется приращение мха

Споровые растения

Четкое чередование бесполого поколения и гаметофита — это характерная черта всех высших споровых растений. К ним относятся мхи, хвощи, плауны и папоротники. В их жизненных циклах наблюдаются существенные отличия. У мхов преобладающим поколением является гаметофит. Это листостебельные побеги с ризоидами, совокупность которых образует «зеленый ковер». Его мы и привыкли называть мхом. С течением времени на нем появляются новые органы — коробочки со спорами на тонких сухих ножках. Они представляют собой спорофит.

Большинство моховидных являются двудомными растениями. На мужском гаметофите формируются только сперматозоиды. По пленке воды, которая покрывает растения, они передвигаются к женским растениям. На его верхушке формируется единственный орган полового размножения круглой формы, в который проникает сперматозоид.

Остальные споровые растения отличаются от мхов преобладанием бесполого поколения. Рассмотрим их строение на примере папоротника. Его спорофит представлен подземным видоизмененным побегом, который называется корневищем, и придаточными корнями. На нижней стороне листьев папоротников формируются спорангии. Это органы бесполого размножения. Споры, которые в них формируются, созревают и попадают в почву. Во влажной среде из них вырастает половое поколение папоротников — гаметофит. Он имеет вид зеленой сердцевидной пластинки. Эта структура развивается и питается отдельно от спорофита, прикрепляясь к почве при помощи ризоидов.

На нижней поверхности пластинки образуются половые органы — гаметангии. Поскольку яйцеклетки и сперматозоиды на них созревают в разное время, оплодотворение возможно только между разными растениями. Такой тип называют перекрестным. Как и для всех споровых, процесс оплодотворения у папоротников возможен только при наличии воды. Это связано с тем, что растения данной группы являются первыми выходцами на сушу.

Спорангии папоротника

Папоротники имеют самое сложное строение по сравнению с остальными споровыми. Их развиваются под землей. Они называются корневищами. На поверхности почвы вырастают листья. Сначала они спирально закручены. По мере роста они могут достигать значительных размеров. Так выглядит растение бесполого поколения.

Что такое спорангии папоротников, и где они находятся? Эти структуры хорошо заметны на нижней стороне их листьев. Спорангии имеют вид небольших коричневых бугорков, прикрытых особыми чешуйками. Они называются «покрывальцами». После созревания споры попадают в почву и прорастают. В результате формируется особь полового поколения — заросток. Это пластина сердцевидной формы зеленого цвета, диаметр которой достигает лишь сантиметра. Подобно хвощам и плаунам, заросток папоротника развивается отдельно от спорофита. Он растет на поверхности влажной почвы, прикрепляясь к ней при помощи ризоидов.

Отличие гаметофита и спорофита в жизни растений

Рассмотрим, какие основные особенности можно выделить у этих двух поколений, в чем заключается их жизненный цикл.

Гаметофит

• Развивается из споры.
• Гаплоид, т.е. имеет одинарный набор непарных хромосом.
• Размножение у него происходит половым способом.
• В процессе размножения на специальных органах гаметангиях образует мужские и женские половые клетки, которые называются гаметы.
• Гаметангии, где образуются мужские клетки, называются антеридии, а где женские — архегонии.
• Процесс деления гаплоидных клеток, в результате чего появляются гаметы, называется митоз.
• При оплодотворении женской гаметы мужской образуется зигота, которая впоследствии производит споры.

Спорофит

• Развивается из зиготы.
• Диплоид, т.е. с двумя наборами хромосом.
• Размножается бесполым способом.
• В процессе размножения на специальных органах спорангиях образуются споры — микроскопические зачатки растений.
• Когда в спорангии происходит деление диплоидных клеток с образованием спор, то это называется мейоз.
• Из каждой споры, которая начинает потом делиться по способу митоза, вырастает заросток — гаметофит, из которого впоследствии появляются гаметы. 
• Спорангии бывают двух видов: макро- и микроспорангии. Из макроспор, которые производит макроспорангий, развивается женский гаметофит, а из микроспор — мужской.
• Если споры одинаковы по размеру и физиологическим особенностям, то такие организмы называются равноспоровыми, а гаметофиты, которые появляются из них — обоеполые.

Почему спорофиты преобладают

Как половой, так и бесполый способ размножения имеют свои преимущества. Первый позволяет получить генетическое разнообразие. Новое растение не будет тождественно родительскому

Это дает возможность естественного отбора, что важно для сохранения вида. Второй способ просто «тиражирует» особь, воспроизводит её наследственный материал без изменений, что хорошо для быстрого увеличения численности. 

У всех высших растений, за исключением мохообразных, в жизненном цикле наблюдается преобладание спорофита, гаметофит при этом сравнительно менее долговечен и мало развит. В процессе эволюции мы видим его дальнейшую редукцию, гаметофит уменьшается.

Почему это происходит? Есть несколько причин, почему значение спорофита оказалось выше.

• Диплоидность спорофита обеспечивает более высокий уровень синтетических процессов. Также такой организм более стабилен с генетической точки зрения, потому что рецессивные мутации, снижающие жизнестойкость растения, не проявляются в фенотипе в диплоидном состоянии.
• Условия существования на суше могут сильно меняться, а сохранение в генофонде рецессивных мутаций, которых бы просто не осталось при естественном отборе, т.е. значительный генный полиморфизм, может сослужить важную службу растению при изменении жизненных условий и позволит ему выжить в неблагоприятной среде, где гаплоидные организмы просто вымрут.
• Чтобы гаметы смогли передвигаться, им необходима водная среда, а споры, в отличие от гамет, на суше распространяются очень легко.

Экология

Папоротники в Мьюир Вудс, Калифорния

Стереотипное изображение папоротников, растущих во влажных тенистых лесных уголках, далеко не полное представление о местообитаниях, где можно найти их растущие. Виды папоротников обитают в самых разных средах обитания , от удаленных горных возвышенностей до сухих скал пустыни , водоемов или открытых полей. Папоротники в целом можно рассматривать как в основном специалистов в маргинальных средах обитания, часто преуспевающих в местах, где различные факторы окружающей среды ограничивают успех цветущих растений . Некоторые папоротники являются одними из самых серьезных видов сорняков в мире, в том числе папоротник папоротник, растущий в высокогорных районах Шотландии, или папоротник-комар ( Azolla ), растущий в тропических озерах; оба вида образуют большие агрессивно распространяющиеся колонии. Папоротники можно встретить в четырех типах местообитаний: влажные тенистые леса ; трещины в скалах, особенно когда они закрыты от прямых солнечных лучей; кислые водно-болотные угодья, включая болота и болота ; и тропические деревья , многие виды которых являются эпифитами (от четверти до трети всех видов папоротников).

Особенно эпифитные папоротники оказались хозяевами огромного разнообразия беспозвоночных. Предполагается, что одни только птичьи гнездовые папоротники содержат до половины биомассы беспозвоночных в пределах гектара полога тропического леса .

Многие папоротники зависят от ассоциаций с микоризными грибами. Многие папоротники растут только в определенных диапазонах pH; например, вьющийся папоротник ( Lygodium palmatum ) в восточной части Северной Америки будет расти только на влажных, сильно кислых почвах, в то время как папоротник луковичного пузыря ( Cystopteris bulbifera ) с перекрывающимся ареалом встречается только на известняке .

Споры богаты липидами , белком и калориями , поэтому некоторые позвоночные едят их. Было обнаружено, что европейская лесная мышь ( Apodemus sylvaticus ) поедает споры Culcita macrocarpa и снегиря ( Pyrrhula murina ), а новозеландская короткохвостая летучая мышь ( Mystacina tuberculata ) также ест споры папоротника.

Жизненный цикл

Гаметофит ( таллоидная зеленая масса) и спорофит (восходящий валик) Onoclea sensibilis

Папоротники — сосудистые растения, отличающиеся от ликофитов наличием настоящих листьев (мегафиллов), которые часто бывают перистыми . Они отличаются от семенных растений ( голосеменных и покрытосеменных ) размножением спорами, лишены цветов и семян . Как и все наземные растения , у них есть жизненный цикл, называемый чередованием поколений , характеризующийся чередованием диплоидных спорофитных и гаплоидных гаметофитных фаз. Диплоидный спорофит имеет 2 n парных хромосом , где n варьируется от вида к виду. Гаплоидный гаметофит имеет n непарных хромосом, то есть вдвое меньше спорофита. Гаметофит папоротников — свободноживущий организм, тогда как гаметофит голосеменных и покрытосеменных зависит от спорофита.

Жизненный цикл типичного папоротника протекает следующим образом:

1. Фаза диплоидных спорофитов производит гаплоидные споры посредством мейоза (процесс деления клеток, который уменьшает количество хромосом наполовину).
2. Спора превращается в свободноживущий гаплоидный гаметофит путем митоза (процесс деления клеток, который поддерживает количество хромосом). Гаметофит обычно состоит из фотосинтетического проталлуса .
3. Гаметофит производит гаметы (часто как сперматозоиды, так и яйца на одном и том же проталлусе) путем митоза.
4. Подвижный сперматозоид с жгутиками оплодотворяет яйцеклетку, которая остается прикрепленной к проталлусу.
5. Оплодотворенная яйцеклетка теперь представляет собой диплоидную зиготу и вырастает путем митоза в диплоидный спорофит (типичное растение папоротник).

Перспективы эволюции

Мхи находятся в эволюционном тупике поскольку без воды их размножение невозможно.

Вопрос 1. Почему плауны, хвощи и папоротники относят к высшим споровым растениям?
К высшим растениям плауны, хвощи и папоротники относят по причине наличия у них органов — стебля, листьев и корня. А споровыми их называют из-за того, что размножаются они спорами.

Вопрос 2. Где они растут?
Плауны, хвощи и папоротники растут в основном во влажных тенистых местах. Плауны растут преимущественно в сосновых лесах. Хвощи растут на полях, в лесах или около водоемов, обычно на участках с влажной кислой почвой. Папоротники распространены очень широко, обитают как на суше, где они растут не только на почве, но и на стволах и ветвях деревьев, так и в воде (встречаются многолетние плавающие папоротники).Папоротники умеренных широт — многолетние травянистые растения, в тропических лесах встречаются древовидные формы. Немногочисленные виды (сальвиния) обитают в воде.

Вопрос 3. Каково их строение?
Все папоротникообразные имеют стебель, листья и корни.У плаунов побег дихотомически ветвится и разделяется на подземную и надземную части. Корневая система представлена придаточными корнями, без корневых волосков. Листья мелкие с одной жилкой. Гаметофиты (заростки) мелкие, зеленые или бесцветные.Хвощи произрастают во влажных или заболоченных местах. Надземные побеги имеют членистые стебли с мутовчато отходящими от узлов ветвями. Листья мелкие, чешуевидные, собраны в узлах мутовками. В клетках кожицы стеблей и листьев откладываются кристаллы кремнезема, поэтому тело хвощей очень жесткое. Надземные побеги хвоща ежегодно формируются из почек корневища. От корневища отходят придаточные корни. У хвоща два типа побегов. Ранней весной развиваются весенние побеги. Они светло-коричневого цвета, нефотосинтезирующие. На концах весенних побегов формируются спороносные колоски.Спорофит папоротника четко подразделяется на корень, стебель и лист.. Корни всегда придаточные, стебель обычно хорошо развит иногда видоизменен и представлен клубнем или корневищем). Листья обычно перистые, сложные, они называются — вайи. Вайи растут от корневища. На нижней стороне вайи развиваются маленькие бурые бугорки — спорангии. Молодые листья улиткообразно свернуты. Спорангии расположены на нижней стороне листа. Заросток (гаметофит) часто имеет сердцевидную форму. Он несет архегонии, антеридии и ризоиды.

Вопрос 4. Какие растения — папоротники или мхи — имеют более сложное строение? Докажите это.
Отличием мхов от папоротноков служит то, что тело мхов расчленено на органы (стебель и листья), у мхов нет настоящих корней, их заменяют ризоиды, которыми они укрепляются в почве и всасывают воду. У папоротников есть корни. Кроме того, все папоротники имеют более сложное внутреннее строение листьев.

Вопрос 5. Каково значение плаунов, хвощей и папоротников?
Роль папоротникообразных в природе и в хозяйственной дея¬тельности человека в основном связана с залежами каменного угля, образованными древними папоротникообразными в каменноугольном периоде палеозоя. Современные папоротникообразные используют в медицине (например, щитовник мужской применяют как глистогонное средство), в качестве декоративных растений, в аквариумах и водоемах (например, сальвиния, азолла каролинская). Некоторые виды азоллы используют как зеленое удобрение, обогащающее почву азотом. В металлургии формы для литья обсыпают порошком из спор этих растений, и металлические детали легко отстают от стенок. В некоторых районах нашей страны употребляют в пищу весенние побеги хвоща (в сыром, пареном виде и как начинку в пирогах), а также молодые листья папоротника орляка. Орляк на Дальнем Востоке заготавливают в больших количествах для пищевых целей. Хвощи часто бывают злостными сорняками; среди них встречаются и ядовитые формы.

Значение для аквариума

Если разместить яванский мох в аквариуме, это создаст более благоприятные условия прежде всего для маленьких обитателей. В слоях этого растения любят прятаться мальки, нередко рыбы выбирают для нереста именно мох. Он создает необходимую защиту: среди его нитей легко затеряться, спрятаться.

Также на веточках яванского мха оседают частички еды, размножается микропланктон: циклопы и дафнии. Это может стать полноценным питанием для мальков с первых дней жизни. Креветки неокардины (например, вишни) также выращивают молодняк внутри зарослей яванца. Владельцы маленькой акваэкосистемы замечают, что если поселить этот мох в аквариум, он улучшает микрофлору: перестают расти водоросли на стенках, рыбы меньше болеют. Мох как губка впитывает и перерабатывает токсины, защищая своих соседей по водной «банке».