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 2018-2023
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.
На рисунке изображён медуллоза Ноэ — семенной папоротник — вымершее около 270 млн лет назад растение.
Используя фрагмент геохронологической таблицы, установите эру и период, в который вымирает данный организм, а также его возможного «близкого родственника» в современной флоре (ответ — на уровне отдела).
Какие черты строения характеризуют растение медуллоза Ноэ как высшее семенное растение?
Геохронологическая таблица
| ЭРА | Период и продолжительность (в млн лет) |
Животный и растительный мир | |
|---|---|---|---|
| Название и продолжи- тельность (в млн лет) |
Начало (млн лет назад) | ||
| Кайнозойская, 67 | 67 | Антропоген, 1,5 | Появление и развитие человека. Животный мир принял современный облик |
| Неоген, 23,5 | Господство млекопитающих и птиц | ||
| Палеоген, 42 | Появление хвостатых лемуров, позднее — парапитеков, дриопитеков. Бурный расцвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений | ||
| Мезозойская, 163 | 230 | Меловой, 70 | Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя зубастые птицы ещё распространены. Преобладают костистые рыбы. Сокращение папоротников и голосеменных растений. Появление и распространение покрытосеменных растений |
| Юрский, 58 | Появление первых птиц, примитивных млекопитающих, расцвет динозавров. Господство голосеменных. Процветание головоногих моллюсков | ||
| Триасовый, 35 | Начало расцвета пресмыкающихся. Появление костистых рыб | ||
| Палеозой, 340 |
Возможно, 570 | Пермский, 55 | Вымирание трилобитов. Возникновение зверозубых пресмыкающихся. Исчезновение каменноугольных лесов |
| Каменноугольный, 75–65 |
Расцвет земноводных. Появление первых пресмыкающихся. Характерно разнообразие насекомых |
Спрятать пояснение
Пояснение.
Воспользуемся таблицей, ВЫСЧИТАЕМ период, ориентируемся на указанную дату вымирания — 270 млн лет назад. Находим самую близкую дату — 230 млн лет назад — мезозой, здесь семенных папоротников уже нет, значит, вымерли в предыдущей эре — ПАЛЕОЗОЙСКАЯ, к 230 +55 (Продолжительность Пермского периода) = 285 млн лет назад
в четвертой колонке найдем вымирание папоротников — правильно!; определяем по первой и третьей колонкам эру и период, когда вымирают семенные папоротники.
Семенные папоротники — группа наиболее примитивная среди голосеменных растений. Одни ученые приходят к выводу, что они занимают промежуточное положение между настоящими папоротниками и голосеменными, в то время как другие считают эти группы возникшими и эволюционировавшими параллельно.
Элементы ответа:
1) Эра: Палеозойская
Период: Пермский (Пермь)
2) «Близких родственников» данного растения в современной флоре: Голосеменные
3) Признаки высших семенных растений:
Тело расчленено на корень, стебель, листья и органы размножения. Размножение семенных папоротников происходило с помощью семян. Спорофит является доминирующим поколением; гаметофит крайне редуцирован. Спорофит разноспоровый, т. е. образует споры двух типов: микроспоры и мегаспоры; микроспора – пыльцевое зерно, мегаспора – зародышевый мешок. Вода для полового размножения не нужна.
Примечание.
Существует точка зрения, согласно которой семенные папоротники не имели настоящего семени, хотя у них был семязачаток. В связи с этим их, а также современные саговниковые и гинкговые причисляли не к семенным, а к так называемым семязачатковым растениям.
Древовидные растения, внешним обликом и строением листьев напоминавшие настоящие папоротники, но размножавшиеся при помощи семян. Развитие зародыша, скорее всего, происходило уже после опадания семени на землю. Крупные стебли семенных папоротников содержали в себе вторичную ксилему; перистые листья отличались от настоящих папоротников только по строению эпидермы, устьиц и черешков.
Спрятать критерии
Критерии проверки:
| Критерии оценивания ответа на задание С2 | Баллы |
|---|---|
| Ответ включает все названные выше элементы, не содержит биологических ошибок | 3 |
| Ответ включает 2 из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает 3 названных выше элемента, но содержит негрубые биологические ошибки | 2 |
| Ответ включает 1 из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает 2 из названных выше элементов, но содержит негрубые биологические ошибки | 1 |
| Ответ неправильный | 0 |
| Максимальное количество баллов | 3 |
Раздел: Основы эволюционного учения
Источник: РЕШУ ЕГЭ
На рисунке изображён медуллоза Ноэ — семенной папоротник — вымершее около 270 млн лет назад растение.
Используя фрагмент геохронологической таблицы, установите эру и период, в который вымирает данный организм, а также его возможного «близкого родственника» в современной флоре (ответ — на уровне отдела).
Какие черты строения характеризуют растение медуллоза Ноэ как высшее семенное растение?
Геохронологическая таблица
| ЭРА | Период и продолжительность (в млн лет) |
Животный и растительный мир | |
|---|---|---|---|
| Название и продолжи- тельность (в млн лет) |
Начало (млн лет назад) | ||
| Кайнозойская, 67 | 67 | Антропоген, 1,5 | Появление и развитие человека. Животный мир принял современный облик |
| Неоген, 23,5 | Господство млекопитающих и птиц | ||
| Палеоген, 42 | Появление хвостатых лемуров, позднее — парапитеков, дриопитеков. Бурный расцвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений | ||
| Мезозойская, 163 | 230 | Меловой, 70 | Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя зубастые птицы ещё распространены. Преобладают костистые рыбы. Сокращение папоротников и голосеменных растений. Появление и распространение покрытосеменных растений |
| Юрский, 58 | Появление первых птиц, примитивных млекопитающих, расцвет динозавров. Господство голосеменных. Процветание головоногих моллюсков | ||
| Триасовый, 35 | Начало расцвета пресмыкающихся. Появление костистых рыб | ||
| Палеозой, 340 |
Возможно, 570 | Пермский, 55 | Вымирание трилобитов. Возникновение зверозубых пресмыкающихся. Исчезновение каменноугольных лесов |
| Каменноугольный, 75–65 |
Расцвет земноводных. Появление первых пресмыкающихся. Характерно разнообразие насекомых |
ПОЯСНЕНИЕ:
Воспользуемся таблицей, ВЫСЧИТАЕМ период, ориентируемся на указанную дату вымирания — 270 млн лет назад. Находим самую близкую дату — 230 млн лет назад — мезозой, здесь семенных папоротников уже нет, значит, вымерли в предыдущей эре — ПАЛЕОЗОЙСКАЯ, к 230 +55 (Продолжительность Пермского периода) = 285 млн лет назад
в четвертой колонке найдем вымирание папоротников — правильно!; определяем по первой и третьей колонкам эру и период, когда вымирают семенные папоротники.
Семенные папоротники — группа наиболее примитивная среди голосеменных растений. Одни ученые приходят к выводу, что они занимают промежуточное положение между настоящими папоротниками и голосеменными, в то время как другие считают эти группы возникшими и эволюционировавшими параллельно.
Элементы ответа:
1) Эра: Палеозойская
Период: Пермский (Пермь)
2) «Близких родственников» данного растения в современной флоре: Голосеменные
3) Признаки высших семенных растений:
Тело расчленено на корень, стебель, листья и органы размножения. Размножение семенных папоротников происходило с помощью семян. Спорофит является доминирующим поколением; гаметофит крайне редуцирован. Спорофит разноспоровый, т.е. образует споры двух типов: микроспоры и мегаспоры; микроспора – пыльцевое зерно, мегаспора – зародышевый мешок. Вода для полового размножения не нужна.
Примечание.
Существует точка зрения, согласно которой семенные папоротники не имели настоящего семени, хотя у них был семязачаток. В связи с этим их, а также современные саговниковые и гинкговые причисляли не к семенным, а к так называемым семязачатковым растениям.
Древовидные растения, внешним обликом и строением листьев напоминавшие настоящие папоротники, но размножавшиеся при помощи семян. Развитие зародыша, скорее всего, происходило уже после опадания семени на землю. Крупные стебли семенных папоротников содержали в себе вторичную ксилему; перистые листья отличались от настоящих папоротников только по строению эпидермы, устьиц и черешков.
Споры щитовника мужского
Скачать
Папоротник Щитовник строение
Скачать
Папоротник Щитовник мужской строение
Скачать
Строение спорофита папоротника
Скачать
Папоротник Щитовник мужской строение
Скачать
Папоротник Щитовник спорофит
Скачать
Папоротник Щитовник мужской строение
Скачать
Папоротники 6 класс биология
Внешнее строение папоротника щитовника
Скачать
Строение вайи папоротника
Скачать
Папоротник Щитовник мужской строение
Скачать
Вайя папоротника цикл
Скачать
Схема спороносящего папоротника
Скачать
Папоротник Щитовник мужской Вайя
Скачать
Страусник сорусы
Строение папоротника ЕГЭ биология
Скачать
Папоротник Щитовник строе
Скачать
Строение папоротника 6 класс
Скачать
Строение соруса папоротника
Скачать
Внешний вид спороносящего папоротника
Скачать
Органы папоротника щитовника мужского
Скачать
Цикл размножения папоротников
Скачать
Строение вайи папоротника
Скачать
Строение плаунов хвощей и папоротников
Папоротник Щитовник мужской строение
Скачать
Папоротник орляк строение
Скачать
Схема ткани листа папоротника
Скачать
Строение папоротника 6 класс
Скачать
Строение вайи папоротника
Скачать
Цикл размножения папоротников
Скачать
Папоротник Щитовник мужской биология
Скачать
Строение папоротника лист Вайя
Скачать
Папоротник Щитовник строение
Скачать
Гаметофит папоротника представлен
Скачать
Щитовник видоизмененный побег
Скачать
Строение папоротника спорангии
Скачать
Папоротник Щитовник строение
Скачать
Папоротник Щитовник строе
Скачать
Папоротник Щитовник строение
Скачать
Плауны хвощи папоротники
Скачать
Заросток папоротника строение
Скачать
Заросток орляка
Скачать
Цикл папоротника щитовника
Скачать
Строение папоротника без подписей
Скачать
Внешнее строение папоротникообразных
Скачать
Строение папоротника ЕГЭ
Строение папоротниковидных 7 класс
Скачать
Систематическое положение
Царство: растения
Высшие споровые растения
Надотдел: папоротникообразные
Отдел: папоротниковидные
Отдел: плауновидные
Отдел: хвощевидные
Общая характеристика Папоротникообразных
- Возникли в девоне. Биологического расцвета достигли в карбоне, став основной лесообразующей группой. Остатки лесов образовали обширные залежи каменного угля.
- Наибольшее количество видов в тропической зоне.
- Предпочитают влажные местообитания, т. к. мужские гаметы подвижны, и влага нужна для передвижения сперматозоида к яйцеклетке.
- Есть ткани и органы.
- В жизненном цикле преобладает диплоидный спорофит.
- Размножение половое и бесполое (спорообразование).
- Органы полового размножения многоклеточные.
Отдел Папоротниковидные
В настоящее время отдел насчитывает примерно 12 000 видов.
Жизненные формы: травы, деревья (рис. 1) и лианы (несколько тропических видов). Есть водные формы (сальвиния плавающая (рис. 2)).
Рис. 1 Рис. 2
Листья папоротников — вайи — цельные или сложно расчлененные с хорошо развитой проводящей системой. Развитие листа происходит из «улитки» (рис. 3).
Листья могут быть дифференцированы на стерильные и фертильные (ужовник (рис. 4)), или выполнять одновременно обе функции (большинство папоротников (рис. 5)). У страусника фертильные листья не фотосинтезируют (рис. 6).
Рис. 3 Рис. 4 Рис. 5
Большинство папоротников имеют подземное корневище и хорошо развитые придаточные корни (рис. 7).
Рис. 6 Рис. 7
Жизненный цикл папоротников включает чередование гаплоидного гаметофита и диплоидного спорофита с преобладанием спорофита. В жизненном цикле происходит чередование полового и бесполого размножения (рис. 8).
Рис. 8
При бесполом размножении на нижней стороне листа образуются парные выросты —сорусы (рис. 9). Сорус представляет собой ножку и покрывальце, закрывающее снизу шаровидные спорангии (рис. 10), отходящие от основания ножки. В спорангиях формируются материнские клетки спор, которые делятся мейозом с образованием гаплоидных клеток, становящихся спорами. В сухую погоду края покрывальца отгибаются, а оболочка спорангия лопается из-за неравномерного утолщения стенок образующих ее клеток.
Рис. 9 Рис. 10
Из спор, попавших во влажное освещенное место, развивается гаплоидный гаметофит папоротника — заросток — в виде сердцевидной пластинки с многочисленными ризоидами. На его нижней стороне образуются антеридии со сперматозоидами и архегонии с яйцеклетками. Так же как и мхам, папоротникам для оплодотворения нужна вода. По ней многожгутиковые сперматозоиды папоротника плывут к архегониям. Там сперматозоиды сливаются с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Из нее вырастает новое диплоидное растение.
В лесах умеренной зоны наиболее часто встречаются щитовник мужской, кочедыжник женский, орляк.
Отдел плауновидные
- Побег стелющийся, дихотомически ветвящийся.
- Листочки (филлоиды) мелкие простые с одной центральной жилкой.
- Размножение половое и бесполое (спорообразование).
- В жизненном цикле преобладает диплоидный спорофит.
Представителем плаунов, часто встречающихся в нашей стране, является плаун булавовидный (рис. 11).
Рис. 11
В жизненном цикле плаунов, как и всех папоротникообразных, происходит чередование полового и бесполого размножения (рис. 12). На концах побегов плауна образуются прямостоячие спороносные колоски — стробилы. Спороносные колоски покрыты видоизмененными чешуевидными листочками — спорофиллами — на которых образуются спорангии. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры. Созревшие споры высыпаются, и из них развивается гаплоидный заросток. У многих видов плаунов заросток развивается под землей в течение нескольких лет, питаясь гетеротрофно, в основном за счет симбиоза с грибом. На зрелом гаметофите образуются архегонии с яйцеклетками и антеридии со сперматозоидами. После оплодотворения из зиготы развивается диплоидный спорофит, который питается за счет гаметофита, пока не достигнет поверхности земли, где он начинает фотосинтезировать.
Рис. 12
Отдел хвощевидные
Древняя группа сосудистых растений, представленная в настоящее время примерно 30 видами.
Стебли полые, состоящие из отдельных члеников и выполняющие функцию фотосинтеза (рис. 13). Для увеличения прочности под эпидермой проходят пучки волокон склеренхимы, образуя ребра на поверхности стебля. Кроме того, в стеблях хвощей откладываются мелкие кристаллы окиси кремния, увеличивающие их жесткость.
Под землей у хвоща образуется густая сеть корневищ, служащих для вегетативного размножения и переживания зимы.
Рис. 13
Весной из-под земли вырастают спороносные побеги. Они имеют коричневый цвет, т. к. не содержат хлорофилла и живут за счет накопленных в прошлом году запасов питательных веществ. На их спорофиллах в результате мейоза образуются гаплоидные споры, которые имеют специальные нитевидные выросты, меняющие форму в зависимости от влажности. Это позволяет им легче покидать спорангий и шире распространяться. Они дают начало гаплоидному заростку. Жизненный цикл хвощей похож на жизненный цикл папоротников (рис. 14).
Современные папоротниковидные являются самой значительной группой споровых, они сохранили немалое разнообразие видов, несмотря на чрезвычайно почтенный общий возраст группы. Папоротники за миллионы лет научились крепиться и выживать в самых разнообразных условиях, на любых поверхностях (почва, стволы деревьев, выемки в скалах) к тому же они очень плодовиты. Примеры папоротников — щитовник, орляк, страусопер, адиантум (венерин волос).
Строение
1. В основном это травы, но древовидные формы также встречаются. Обитают почти во всех природных зонах.
2. Имеют крупные листья (вайи) — здесь наблюдается макрофилия. Черешки листа часто покрыты чешуйками.
3. Молодые листья закрученные, улиткообразные и выходят из почки, расположенной на корневище.
4. Лист длительно растет верхушкой, как побег, так как имеет побеговое происхождение.
5. Нижняя часть листа покрыта сорусами со спорангиями, в которых созревают споры.
6. Камбия нет.
Жизненный цикл щитовника мужского
1. Из спорангиев нижней части листа высыпаются созревшие споры.
2. Споры делятся митозом и прорастают в заросток (гаметофит) — многоклеточную пластинку с ризоидами.
3. Внизу гаметофита имеются мужские антеридии и женские архегонии, в которых закладываются гаметы (сперматозоиды папоротника обладают подвижностью).
4. Оплодотворение на заростке идет строго при наличии воды, образуется зигота.
5. Наконец, из зиготы образуется спорофит — новый папоротник.
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — курсы ОГЭ (биология)