Папоротники. виды папоротников

Жизненный цикл

Общий вид папоротника

В жизненном цикле папоротника чередуется бесполое и половое поколение — спорофит и гаметофит. Преобладает фаза спорофита.

На нижней части листа раскрывается спорангий, споры оседают на земле, прорастает спора, появляется заросток с гаметами, происходит оплодотворение, появляется молодое растение.

У самых примитивных папоротников (ужовниковые) спорангии имеют многослойную стенку и не несут особых приспособлений для раскрывания. У более продвинутых — спорангий имеет однослойную стенку и приспособления к активному раскрыванию. Это приспособление имеет вид кольца. Уже среди примитивных папоротников прослеживается разноспоровость. У современных — небольшое число равноспоровых видов. Гаметофит равноспоровых обычно обоеполый. У примитивных он подземный и обязательно в симбиозе с грибами. У продвинутых гаметофиты надземные, зелёные и быстро созревающие. Они обычно имеют вид зелёной пластинки сердцевидной формы. Гаметофиты разноспоровых папоротников отличаются от равноспоровых (помимо своей раздельнополости) сильной редукцией, особенно мужского гаметофита. Женский гаметофит, потребляющий запасные питательные вещества у мегаспор, развит сильнее и имеет питательную ткань для будущего зародыша спорофита. При этом развитие таких гаметофитов происходит внутри оболочек мега- и микроспор.

Строение папоротника

У папоротника практически нет корня, являющимся горизонтально растущим стеблем, из которого выходят придаточные корни. Из почек корневища вырастают листья — вайи, имеющие очень сложное строение.

Вайи нельзя назвать обыкновенными листьями, это, скорее, их прообраз, представляющий собой систему ветвей, прикреплённых к черешку, находящихся на одном уровне. В ботанике вайи называют плосковеткой.

Вайи выполняют две важнейшие функции. Они принимают участие в процессе фотосинтеза, и на их нижней стороне происходит созревание споров, собственно при помощи которых размножаются растения.

Опорную функцию выполняет кора стеблей. У папоротников нет камбия, поэтому у них небольшая прочность и нет годовых колец. Проводящая ткань не столь развита по сравнению с семенными растениями.

Необходимо отметить, что строение папоротника чрезвычайно зависит от вида. Бывают небольшие травянистые растения, способные потеряться на фоне остальных обитателей земли, но есть и могучие папоротники, напоминающие деревья.

Так, растения из семейства циатейные, которые произрастают в тропиках, могут вырастать вплоть до 20 метров высоты. Жёсткое сплетение придаточных корней формирует ствол дерева, не давая ему упасть.

У водных растений корневище может достигать длины в 1 метр, а надводная часть не будет превышать 20 сантиметров в высоту.

История видов папоротниковых растений

История папоротникообразных началась в эпоху динозавров – 400 млн. лет назад. В благоприятном для них теплом и влажном климате тропических лесов папоротники господствовали на Земле. Некоторые виды достигали 30 м в высоту. Со временем климатические условия кардинально изменились. Сколько должно было произойти природных катаклизмов, чтобы исчезли такие исполины, как динозавры и древовидные папоротники.

Размножение папоротников — схема и описание

При всем разнообразии современных папоротников они сильно отличаются от древнейших растений, уступая им в размерах и разнообразии форм. Но и сегодня это самая большая группа споровых – 300 родов и более 10 тыс. видов. Широкое распространение папоротникообразные получили, благодаря экологической пластичности и удивительным особенностям размножения.

Важно! Благоприятные для папоротников климатические условия в наши дни сохранились в тропиках и субтропиках, где древовидные папоротники достигают 20 м

Эволюция видов

В науке считается, что папоротникообразные появились на земле более 480-360 миллионов лет назад в период среднего девона. Их численность и разнообразие просто поражают. Папоротники начинают разрастаться, появляются древовидные формы. Более сложная структура позволяет этим видам адаптироваться к жизни на суше и придает им необходимую для дальнейшего роста жесткость.

В результате значительного накопления остатков этих растений стали появляться залежи торфа, который со временем преобразовался в каменный уголь. В последующие столетия появились благоприятные условия и влажная среда для разрастания папоротниковидных.

Археологи часто находят в залежах угля на поверхности этой породы рисунки листьев папоротников и отмечают появление новых форм флоры.

В каменноугольный период, 360 млн. лет назад, доминировали хвощи. Из их окаменевших останков образовалась большая часть угля. Затем они постепенно были вытеснены другими видами.

Папоротники нашего времени растут в богатых влагой тропических лесах. Встречаются травянистые и древовидные растения, а также лианы, которые схожи по размерам с древними папоротниками.

Способы размножения

Поскольку папоротники не цветут, то они не размножаются семенами. Эти растения являются споровыми. Поэтому зачастую их размножение происходит спорами, которые служат заменой семенам. Для того, чтобы развести папоротники спорами, нужно провести следующие манипуляции:

собрать созревшие споры. Споры у этих растений расположены в специальных образованиях – спорангиях. При созревании спор, спорангии приобретаю коричневый цвет

Обратите внимание, что каждый вид имеет свою скорость созревания материала для размножения. Также споры могут размещаться точечно в сорусах. При созревании они буреют; хранение их до момента созревания

Споры нужно аккуратно срезать с вайи и поместить в бумажный пакет, в котором они просушатся и дозреют. Сам пакет должен быть хорошо закрытым, так как споры характеризуются отличной летучестью. Открытие пакета осуществляют только перед тем, как начать посадку спор в землю. Дозревшие споры похожи на коричневый порошок; посадка в грунт

При созревании они буреют; хранение их до момента созревания. Споры нужно аккуратно срезать с вайи и поместить в бумажный пакет, в котором они просушатся и дозреют. Сам пакет должен быть хорошо закрытым, так как споры характеризуются отличной летучестью. Открытие пакета осуществляют только перед тем, как начать посадку спор в землю. Дозревшие споры похожи на коричневый порошок; посадка в грунт.

Для того, чтобы выращивание посадочного материала прошло успешно, нужно правильно подобрать почву. Для папоротников грунт можно приобрести в цветочном магазине. Также земля может быть приготовлена своими руками. Для посева спор грунт может содержать различные компоненты. Зачастую используют почву, приготовленную из следующих компонентов:

• песок и бурый (верховой) торф. Этот грунт готовится при смешении компонентов в соотношении 1:3;
• песок и листовая земля (1:3);
• листовая земля, песок и торф (1:1:2).

Здесь также можно использовать грунт для фиалок.

Сажать споры нужно иначе, чем семена других цветок. Перед тем, как посадить споры, приготовленный или купленный грунт нужно просеять, чтобы убрать из него твердые и крупные частицы. Также перед посадкой дома землю опытные цветоводы рекомендуют простерилизовать. Для этого существуют различные способы. Но наиболее простым способом стерилизации будет пропаривание земли.

Посадка спор осуществляется в неглубокий стеклянный или пластиковый горшок. В емкость помещают влажный грунт и немного его утрамбовывают. После этого на почве нужно равномерно распределить споры. Присыпать землей их не следует. Достаточно просто полить.

Также для размножения дома можно использовать заросток папоротника. Это так называемое вегетативное размножение. Здесь используются ростки папоротника, имеющие вид длинных и пушистых стрелок. Также папоротник размножается отводками. Некоторые виды папоротников могут также размножаться черешками листьев и выводковыми почками. Но таких растений очень мало.

Способы вегетативного размножения зависят от ваших предпочтений и наличия того или иного сформированного посадочного материала.

Вегетативное размножение проводится только в весеннее или осеннее время, когда стоит прохладная погода. Она позволит растению быстро развиваться и расти. При таких условиях всего через несколько недель посаженный побег пустит корни и начнет развиваться.

Для размножения вегетативным образом нельзя использовать растения, имеющие одну точку роста. После деления куста и посадки полученного материала в грунт, проводят тщательный полив.

Особенности строения

Папоротник — это многолетнее растение, которое может быть и кустом , и травой.

Структуру имеет следующую:

• корни,
• побеги,
• черешки,
• листовые пластины.

У растения нет настоящих листьев , имеются лишь ветки, которые растут в одной плоскости. Они называются вайи (предпобеги). Глядя на них, тяжело различить, где заканчивается стебель и образуются лист. Вайи выполняют две функции: спорообразования и фотосинтеза.

Все корни у растения придаточные. Первичный стержень не развивается, а вместо него образуется корень из стебля, реже из листа. Побеги разнообразны по внешнему и внутреннему строению. Ползучие стебли имеют название корневище. Они могут быть короткими и длинными. Стебель состоит из эпидермиса, проводящей и механической ткани. От корневища вверх сразу растут листья.

Папоротник размножается спорами. Последние образуются на нижней стороне листьев в спорангиях.

Размножение

Выращиваемый в саду или в помещении папоротник можно размножить четырьмя способами:

• при помощи спор;
• разделением куста;
• усами корневищ;
• выводковыми почками.

Для размножения спорами необходимо срезать лист, имеющий на нижней стороне бугорки, и просушить в пакете из бумаги. Высев производится в середине зимы в емкость, содержащую субстрат из торфа, листовой земли и песка в соотношении 2:1:1. При этом споры просто высыпаются на поверхность, после чего увлажняются при помощи пульверизатора и накрываются пленкой из полиэтилена или слоем земли.

Когда происходит прорастание (примерно на второй месяц), покрытие убирают для обеспечения похожим на мох молодым побегам доступа к кислороду. Когда папоротники принимают характерный для них вид, растения рассаживаются по отдельным емкостям. Последние должны быть небольшого размера (диаметр — 10 см, высота — 7 см). Весной можно осуществить пересадку в открытый грунт.

Второй способ идеально подходит для видов с длинным корневищем (орляк, страусник и др.). Суть метода заключается в выкапывании растения и разделении его на две части, которые помещаются в грунт соответственно с правилами посадки папоротников. Эту процедуру лучше всего производить в весенний период.

Для размножения выводковыми почками последние отсоединяют от листа и помещают на подстилку из влажного торфяного мха, накрыв стеклом или пленкой для создания тепличного эффекта. Пересадку в открытый грунт можно осуществлять через 3 недели.

Строение [ править | править код ]

Среди папоротников встречаются как травянистые, так и древесные формы жизни.

Тело папоротника состоит из листовых пластинок, черешка, видоизменённого побега и корней (вегетативного и придаточного). Листовидные органы папоротника называются вайями.

В лесах умеренной зоны обычно папоротники имеют короткий стебель, представляющий собой корневище, находящееся в почве. В стебле хорошо развита проводящая ткань, между пучками которой располагаются клетки основной — паренхимной ткани.

Вайи развёртываются над поверхностью почвы, вырастая из почек корневища. Эти органы обладают верхушечным ростом и могут достигать больших размеров; обычно они служат для выполнения двух функций — фотосинтеза и спорообразования. Спорангии размещаются на нижней поверхности вайи, в них развиваются гаплоидные споры.

Разбор строения папоротниковых растений

Предки папоротниковых растений имели примитивное строение. В процессе эволюции оно стало более сложным.

Стебли

Стебель папоротников малоразвит, небольших размеров. Его называют корневищем. Конечно, тропические папоротники с одеревеневшими стволами являются исключением. Вьющееся корневище может простилаться на большие расстояния.

Листья, вайи

Лист папоротника гораздо массивнее стебля. Они не совсем обычные, имеют отличительные особенности строения и роста, разнообразные формы. Чаще они рассеченные, перистые. Вайи – так называются листья у папоротника. Черешок листа прикреплен к подземной части стебля – корню или корневищу. Рассматривая их, трудно понять, где заканчивается стебель, и на каком уровне начинается лист. Интересная особенность вайи – рост верхушкой, которая представляет собой свернутый и постепенно разворачивающийся завиток в виде улитки.

Вайи

Развитие листьев начинается в почках под землей и длится до двух лет. Только на третий год они могут появиться над землей. Вследствие верхушечного роста вайи папоротников достигают очень крупных размеров.

У большинства растений вайи участвуют в процессе фотосинтеза, вегетации и одновременно в образовании спор. Споры появляются в сорусах, которые расположены на нижней стороне листьев в виде одиночных или групповых бугорков.

Корневая система

Корневая система состоит из мощного корневища и многочисленных придаточных корней. Проводящая ткань на стебле и корнях всасывает воду и по сосудистым пучкам продвигает ее к листьям.

Органы размножения

Жизнь папоротника делится на два цикла: длинный бесполовой – спорофит и короткий половой – гаметофит. Органы размножения папоротника – спорангии, где находятся споры, расположены на нижней части листьев. Созревшие споры высыпаются из лопнувшей спорангии и разносятся ветром далеко от материнского растения. Спорообразование некоторые ученые сравнивают с цветением других растений.

Из огромного количества спор выживает только часть. Половая фаза начинается, когда спора прорастает при благоприятных условиях в гаплоидный заросток (гаметофит), который похож на зеленую пластину в виде сердца размером в несколько мм. На нижней стороне заростка формируются женские и мужские половые органы – антеридии и архегонии. Образовавшиеся в них яйцеклетки и сперматозоиды во влажную погоду сливаются, и образуется зигота, из которой развивается зародыш молодого растения – спорофит.

Растение может также размножаться вегетативным способом, когда на стеблях и корнях образуются выводковые почки

Это важно для любителей-садоводов, выращивающих некоторые виды на своих участках

Важно! Замечено, что красивые редкие виды размножаются только спорами

Уход за папоротниками

Особенности содержания

Папоротниковые растения покорили многих акваскейперов своей неприхотливостью. В отличие от многих рыб и растений они менее требовательны к водной чистоте, поэтому в обжитой воде чувствуют себя намного лучше, чем в новой. Для разведения водорослей этой разновидности, следует менять аквариумную жидкость, как можно реже. При этом не стоит делать 50% подмену, достаточно ¼.

Водные требования и подкормка

Однако к самим водным параметрам аквариумного пространства, растение предъявляет требования. Для хорошего развития папоротника нужная вода мягкого, слабокислого или нейтрального состава. Если у аквариумиста есть желание или нужда увеличить рост папоротника, то следует добавлять мочевинную подкормку (она свободно продаётся в специализированном магазине). Соблюдение аквариумной температуры, должно быть +20-24℃, что вполне соответствует параметрам, которые требуются большинству рыбок.

Освещение

Папоротники – светолюбивые растения, поэтому освещение домашнего водоёма позволит им хорошо расти и развиваться. Конечно, если они будут обитать в затененном пространстве, то не погибнут, однако при длительном пребывании в не комфортной обстановке, растение начнёт чахнуть и болеть. Рекомендуется создать им световой день, не менее 12 часов, даже в зимний временной период. Для этого можно установить люминесцентную лампу, вблизи аквариумного пространства.

Закрепление в почве

Укоренение папоротника не затруднит даже начинающего аквариумиста. Растение не требовательно к субстрату, поэтому его замена перед высадкой растения не требуется. Однако рекомендуется разместить там камушки (в случае, если почва песчаная). Они требуются, чтобы папоротник мог закрепиться в грунтовой почве на первый период времени, а далее растительность адаптируется, и приспособится к новой среде обитания.

Сожительство

Растения папоротниковой разновидности хорошо уживаются со спокойными, мирными рыбками, прячущимися за их листьями и не повреждающими их. Относительно других водорослей, лучше избегать совместной посадки, во избежание переплетения листьев.

Однако, такое экзотическое растение может впитывать и полезные вещества, но это менее опасно для окружающих его рыбок.

Болезни папоротника не обнаружены. Единственной причиной заболевания может стать неправильный уход. Следует быть осторожным с подкормкой, её избыток может повлиять на растение не только в лучшую сторону, но и в худшую.

Размножение, общие данные

Папоротниковые растения размножатся вегетативным путем, и они могут самостоятельно отделять дочерние листочки, которые будут плавать на поверхности воды. Они будут там располагаться, пока на них не появятся маленькие корешки, после чего молодые папоротники опустятся ко дну и зацепятся за грунт. Рекомендуется заметить появление корневой системы раньше, чем они укореняться в субстрате, тогда следует переместить их в другую среду обитания.

Размножение и рост

Если для растительности созданы комфортные условия, тогда споровый папоротник будет размножаться днём и ночью. Стебельная высота растительности способна достигать 60 см внутри домашнего водоёма. При чрезмерном вырастании папоротникового растения потребуется расчленить его, и утилизировать из общего аквариума. Для этого можно использовать различные пункты продажи, сделать подарок родственникам (друзьям) на праздник или пересадить его в другой аквариум.

Несмотря на неприхотливость папоротниковой разновидности, не стоит вмешиваться в его естественное развитие. Это может вызвать неприятные последствия.

Настоятельно рекомендуется: как можно реже заниматься пересадкой и переселением этого растения.

При посадке в собственный домашний водоём растения из семейства папоротников, желательно не нарушать его покой, и быть аккуратнее с интенсивной фильтрацией, рыбьим отловом, водной продувкой, чтобы не нарушать их покой. Также это растение категорически не подходит для рыбок, зарывающихся в ил (например, водные обитатели из семейства карповых), ведь они способны выкопать растение.

Асплениум

Это растение можно встретить в разных уголках планеты. Самые распространенные виды асплениума имеют большие светло-зеленые листья, которые образуют розетку у самого корня. Листочки могут быть цельными или рассеченными. Обычно они треугольные или вытянутой формы.

Он обожает теплый климат и будет лучше всего развиваться при температуре 25 градусов. Зимой нужно позаботиться о том, чтобы температура не падала ниже +18 градусов. Папоротник не любит сквозняков.

Асплениум нуждается в хорошем освещении, но от прямых лучей солнца его нужно закрывать. Опытные садоводы папоротник не поливают: время от времени его опускают в глубокую емкость, наполненную мягкой водой. Можно также поставить растения на поддон, наполненный керамзитом. Рекомендуется регулярное опрыскивание зеленой части слегка подогретой мягкой водой.

Растение подкармливают раз в месяц, используя специальные удобрения. Лучше обойтись половиной дозы. В холодный период растения не удобряют.

Некоторые виды папоротников

Адиантум

Неприхотлив, любит тень и быстро растет. Папоротник с яркими вайями на коричневых черенках. Распространен в тропиках, растут на дренированных влажных почвах (такая бывает обычно на скалах по берегам водопадов).

Пузырник ломкий

Декоративное растение высотой 10-20 сантиметров. Растет в тени в трещинах скал, лесах, около водопадов, ключей, родников, на обрывах.

Этот папоротник находит свое применение в медицине. Пузырник используют при кишечных заболеваниях, как отхаркивающее и жаропонижающее, в ветеринарии.

Костенец

Костенец или асплениум, один из родов папоротников, — невысокие травянистые растения, в тропиках — часто крупные с листьями до 2 метров длиной. В России распространено 11 видов костенцов. Отличаются тем, что листья не разделены на сегменты.

Даваллия

Экзотический многолетний быстрорастущий вид папоротников, распространенный на Канарских островах, Тропической Азии, Полинезии, Китае, Японии. Часто при выборе растений для влажных помещений выбирают даваллию.

Даваллия не требует яркого освещения, прекрасно себя чувствует при освещении лампами дневного света, но нуждается в постоянном опрыскивании и поливе и не переносит температуры ниже 14-16 градусов.

Платицериум

Распространен в лесах Старого Света. Этот род папоротников примечателен тем, что у него растут два типа листьев — стерильные и спороносные. Спороносные листья платицериумов похожи на оленьи рога и ответственны за фотосинтез и размножение.

Стерильные листья растут вплотную ко стволу и ветвям папоротника, оставляя свободным только верхнюю часть листа, образуя собой нишу. В эту нишу попадает перегной отмерших листьев папоротника и осадки.

Со временем она увеличивается и масса перегноя внутри нее может достигнутиь до 100 кг. Некоторые виды платицериумов используют в цветоводстве.

Кочедыжник

Распространен в Северном Полушарии. Многие его виды используются в садовом и парковом озеленении. Этот род папоротников включает в себя как крупные растения до двух метров в высоту, так и небольшие до 15 сантиметров высотой.

Примечателен тем, что его молодые побеги съедобны.

Орляк

Травянистые съедобные папоротники, которые нередко образуют колонии. Сильно ползучее корневище таких папоротников находится глубоко в земле. Вайи с голым черенком расположены редко на корневище.

Сальвиния

Род плавающих папоротников, лишь один вид которого (Сальвиния Плавающая), представлен в России. Всего этот род включает в себя десять видов.

Сальвиния в основном распространена в тропическом климате Америке, Африке и Евразии. Произрастает только в водоемах со стоящей водой или медленным течением. В некоторых странах сальвиния превратилась в сорняки, засоряя водоемы.

Чистоуст

Род папоротников семейства чистоусовых, включающий в себя 10 видов. Один из немногих родов, появившихся еще во время пермского периода, сохранившийся и дошедший до наших дней. У чистоустов короткое корневище направлено вверх. У нескольких видов формируется надземный короткий ствол.

Вайи образуют плотный куст высотой до двух метров. Чустоусты растут во влажных заболоченных лесах в умеренном и тропическом климате. Ископаемые остатки чистоустов обнаруживали почти на всех континентах, включая Антарктиду.

Многоножка

Растет в Северном полушарии и в ряде мест в Южного на замшелых камнях, осыпях, расщелинах скал. Папоротник вырастает до 20 сантиметров в высоту. Корневище сладкое, хотя само растение ядовито. Можно использовать папоротник в качестве садового декоративного растения.

Кроме декоративных целей многоножка используется в медицине как отхаркивающее средство, противоопухолевое, антисептик, слабительное. Многоножку используют даже в гомеопатии и ветеринарии.

Выбор места и почвы, посадка

В природе папоротники растут на тенистых влажных землях, защищенных от сквозных ветров соседними растениями, горками, холмами, склонами. Хорошо, если в саду найдется полутенистое место возле забора, стены, с северной стороны здания, между деревьями.

Почвы большинство видов предпочитают влажные, близкие по составу к лесным. Основное требование – она должна быть рыхлой, с рН 4,5-6. Вносить навозный перегной, жирный компост, другую органику, минеральные удобрения не рекомендуется. В качестве почвенных добавок подойдет хвойный опад, торф, прелый лист, песок.

Интересно! Какие цветы украсят альпинарий?

Приобретая посадочный материал, нужно ознакомиться с требованиями культуры и, исходя из ее предпочтений, подбирать почву. Например, скальные асплениумы любят известковую каменистую, страусник и оноклея предпочтут влажные земли с большим содержанием торфа (у водоемов, в нижней части склона, где земля постоянно влажная).

Для папоротника, в том числе и принесенного из леса, подойдет почвенная смесь, состоящая из выкопанного грунта (2 части), песка и торфа (по 1 части). Нужно постараться сохранить на корнях саженца как можно больше земли.

Как сажать саженец:

• выкопать лунку чуть больше размеров корневой системы или кома земли;
• на дно насыпать слой дренажа из крупного песка, гравия, щебенки;
• поместить саженец по центру, засыпать пустоты, слегка уплотнить, полить;
• замульчировать торфом, щебнем, сухой травой.