Папоротникообразные растения — это самый древний и многочисленный вид флоры на планете. Человечеству известно наиболее 10 000 разновидностей папоротников. Они распространены повсюду. Каждый представитель имеет свою форму , размер, характерное строение и способ размножения .
Раньше папоротники были огромными и древовидными. В современном мире эти растения стали комнатными и небольшими. Они приспосабливаются к любым условиям, некоторые имеют очень красивую форму.
Общая характеристика группы
Папоротник — это род споровых растений, который относится к отделу сосудистых представителей флоры и насчитывает 48 семейств, 578 родов и 10620 сортов. Они предпочитают влажные, холодные и заболоченные места. Большинство растений произрастают в тропических лесах. Некоторые из них имеют большие размеры и похожи на пальмы, которые достигают в высоту 16 метров, а листья у них длиной до 4 метров.
Места распространения папоротниковидных растений:
- лес;
- болотистая местность;
- стволы и ветви деревьев;
- водная среда;
- горные ущелья;
- стены домов;
- пустыни;
- обочины проселочных дорог;
- сельскохозяйственные угодья.
Папоротник является очень древней формой жизни, из его многолетних отложений образуется уголь. По форме растение похоже на зеленый побег с перистыми листьями.
Ученые считают, что папоротниковидные произошли от плаунов, но существует мнение что последние, а также мхи, хвощи появились от псилофитов.
С древних времен существует миф про цветок папоротника . Если на праздник Ивана Купала человек увидит цветущее растение, то найдет на этом месте клад или узнает как разбогатеть. Тем не менее это всего лишь легенда, ведь на самом деле стадии цветения у папоротника не существует.
Водные папоротники
Это удивительно, но папоротник может расти даже на поверхности воды. Такие разновидности часто можно встретить в пресноводных водоемах, реках и речушках Индии, Юго-Восточной Азии. Как и наземные папоротники, они имеют изящные, сложные листья-вайи. Любители аквариумисты очень любят их, ведь они, обходясь без грунта, обеспечивают поступление в воду кислорода, при этом придавая аквариуму высокую декоративность.
Среди таких водных разновидностей наибольшее распространение имеют виды из семейства Сальвиниевы. В тропических странах их даже называют сорняками рек. Очень интенсивно размножаясь они захватывают огромные водные пространства, препятствуя перемещению речных транспортных средств, работе гидроэлектростанций, забивая сети рыбаков во время вылова рыбы.
Еще один широко распространенный вид папоротников, растущих на воде. В отличие от сальвиниевых, они, наоборот, относятся к полезным растениям. Рисоводы специально высаживают их на рисовых плантациях, поскольку они подавляет рост сорной растительности, а их корни, листья способны накапливать азот.
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.
Что собой представляет растение?
Уникальная способность папоротника приспосабливаться к окружающей среде позволило ему пережить все катаклизмы и изменения климата.
Папоротник не имеет корней в обычном понимании. Их роль выполняет горизонтальный стебель, из пазух которого выходят придаточные питающие корни.
Из почек на наземных стеблях растут чешуйчатые перистые листья — вайи. Они образуют сложную систему побегов — плосковетка. Вайи участвуют в фотосинтезе, а на их нижней стороне созревают споры. Длина и количество отростков у каждого вида разная, некоторые закручены в форме улитки или спирали.
Виды
В природе очень много разновидностей папоротников, которые делятся на древние и современные.
Выделяют 4 основных класса:
- Псилотовидные.
- Хвощевидные.
- Мараттиевые.
- Настоящие папоротники.
Класс псилотовидные
Они растут на стволах деревьев, в скалах, на земле с большой концентрацией органических веществ. У псилотовидных практически отсутствует корень.
Этот класс высших растений имеет два рода:
- Псилотовые. Состоят из прямостоячих ветвистых стеблей, которые растут из корневища. В состав проводящей ткани входят флоэма и ксилема, которые транспортируют полезные вещества по растению. У них нет листовой пластины, а только листовидные зачатки. Фотосинтез происходит в стебле.
- Ужовниковые. Имеют один лист, который делится на споровую и верхнюю часть. У них уже есть зачатки камбия и проводящая система.
Класс хвощевидные
Хвощ — это сосудистое растение, которое распространено в Евразии и Северной Америке. Свое название оно получило из-за сходства с хвостом лошади. Растет всегда наподобие травы.
Самые известные представители хвоща:
- гигантский;
- зимующий;
- Шаффнера.
Побеги у хвоща состоят из узлов и междоузлий, которые правильно и пропорционально чередуются между собой. В узлах находятся: почка с чешуйками, которая заменяет листья, а также боковые ветви. За фотосинтез и передачу питательных веществ отвечают стебли. У хвоща есть корневище и придаточные корни.
Класс мараттиевые
Мараттиевые — это древние высшие папоротниковидные, которые появились в период нижнего карбона. Распространены в тропических лесах, отдельные формы выращивают в оранжереях.
Корни у мараттиевых придаточные, а в древних формах вокруг ствола образовывалась мантия из корней. Вайи вырастают у них длиной до 6 метров и располагаются в два ряда. Молодые листья похожи на улитки.
Класс настоящие папоротники
Это самый многочисленный класс папоротниковидных. Он имеет такие семейства: чистоустовые, гименофилловые, сальвиниевые и многоножковые. Настоящие папоротники распространены повсеместно.
Сальвиниевые — это водные папоротники, они могут жить на поверхности водоемов, так и на дне. Растут в водах Азии, Африки, на юге Европы, а также их выращивают для аквариумов. Сальвиния похожа на клевер, отдельные разновидности даже съедобны.
Индийский папоротник является водным растением и культивируется для аквариумов. Он приспосабливается к любой среде и разрастается в форме пышного куста. Растение меняет свой цвет в зависимости от концентрации минеральных компонентов в воде. Меняются цвета от бледно-зеленого до темно-зеленого. Главная его функция — очистка воды от вредных веществ.
Многоножковые — самый многочисленный род.
Представители:
- Пузырник.
Ядовитое растение, встречается на склонах гор Евразии. Имеет тонкие длинные листья, которые собраны в пучок. Существуют такие формы: луковиценосный и ломкий. - Страусник. Распространен в лесах, на берегу водоемов. Является одним из самых красивых папоротников, может в высоту достигать полтора метра. Листья страусника похожи на перья одноименной птицы, поэтому его так назвали. Он любит теплую погоду и отмирают осенью. Молодой отросток имеет форму кулачка, который постепенно разворачивается.
- Щитовник.
Произрастает в лесах, на горах и возвышенностях. Вырастает в длину до полутора метров, имеет массивное корневище, перистые листья из которых получается розетка в форме чаши. На нижней стороне листовой пластины находятся споры, они закрыты щитовидными чешуйками. Поэтому их назвали щитовником. Выделяют три вида щитовника: мужской, австрийский, Линнея. - Кочедыжник.
Растет в лесах России, оврагах, равнинах, торфяниках. Представляют собой большие растения с перистыми вайями и коротким корневищем. Растет в виде красивого куста высотой до метра. Образует кочки на болотах, поэтому его так и называют. Выделяют кочедыжник женский и китайский-красноватый. - Орляк обыкновенный.
Распространен повсеместно: в тундре, на пустошах и в лесах. Папоротник имеет ветвистое корневище, крупные листовые пластины в высоту до полутора метра. Способен очень быстро разрастаться, поэтому его тяжело бывает искоренить. Обладает противоглистным свойством, имеет специфический аромат. - Асплениум.
Папоротник с ажурными перистыми вайями. Растет на стенах каменных сооружений, в трещинах камней. Различают сорта: асплениум постенный, северный, волосовидный. - Вудсия.
Растение с тонкими пушистыми листовыми пластинами и коротким корневищем. Средой обитания вудсии являются берега водоемов, леса и каменистая местность. Сорта: вудсия эльбская и многорядниковая. - Осмунда.
Встречается в Северной Америке и Восточной Азии. Растение с длинными блестящими светло-зелеными листьями и коротким корневищем. Различают осмунду азиатскую, Клейтона, королевскую. - Многорядник.
Имеет такое название потому, что его листья расположены в несколько рядов. Распространен в лесах Северной Америки, Европы и Азии. Представляет собой растение с тугими темно-зелеными листьями и толстым корневищем. Бывает многорядник Брауна, трехраздельный, щетинковый. - Скребница.
Р астет на светлых и сухих горных вершинах, в трещинах камней и известняковых утесах. Вайи перистые и кожистые с надрезанными верхушками, снизу расположены бурые чешуйки. - Оноклея.
Имеет светло-зеленые блестящие листья и длинное ветвистое корневище. Распространен в заболоченной местности Азии и Северной Америки. - Телиптерис.
Его можно увидеть в лесах Северного полушария. Растение низкорослое и ползучее. Листочки желтовато-зеленые и тонкие, перистой формы.
Большое разнообразие папоротниковидных в дикой природе позволило ученым проследить эволюцию развития растений на Земле и понять их главное значение.
Комнатные папоротники
Существуют папоротники, специально выведенные селекционерами для выращивания дома.
Виды комнатных растений:
- Платицериум.
Напоминает своими листьями рога оленя, которые торчат в разные стороны, а середина похожа на кочан капусты. - Многоножка.
Е го корневище ползучее, а листья рассечено-перистые. - Нефролепис.
Самое популярное комнатное растение, имеет ажурные красивые листочки, которые образуют живописную розетку. - Дербянка.
Очень похожа на пальму, состоит из крупных и жестких листовых пластин. - Даваллия.
Выделяется своим рыжим и мохнатым корневищем, которое расползается за пределы горшка. - Диксония.
Древовидный папоротник, который сажают сначала в горшок, а в дальнейшем по мере вырастания высаживают в открытый грунт, так как вырастает он до 6 метров в высоту. - Асплениум.
Имеет волнообразные кончики листовой пластины, неприхотлив и нуждается в незначительном уходе.
За домашними папоротниками легко ухаживать, потому что они хорошо приспосабливаются к окружающей среде. Эти растения смотрятся красиво и оригинально в любом интерьере.
Съедобные сорта
Среди папоротниковидных растений встречаются как ядовитые, так и съедобные виды. Для первых характерен тёмно-зелёный окрас листвы, а у вторых вайи светло-зелёные.
К наиболее распространённым съедобным сортам относятся:
- Орляк обыкновенный (Pteridum Aquilinum) с крупными жёсткими тройчатыми листовыми пластинами, формой напоминающими орлиное крыло, собранными в раскидистую розетку высотой до 1,5 м;
- Осмунда коричная (Osmunda Cinnamomea) с коротким плотным корневищем и выходящими из него большими перистыми блестящими вайями, длина которых при благоприятных условиях может достигать до 2 м;
- Страусник обыкновенный (Matteuccia Struthiopteris) с воронковидной розеткой строгой формы и конусообразными листовыми пластинами высотой до1,5 м.
Свежесобранные побеги папоротника для удаления горечи варят в подсоленной воде в течение 5-10 минут, затем откидывают на дуршлаг и промывают холодной водой, после чего обжаривают, тушат, маринуют и солят. Растение добавляют в первые и вторые блюда, готовят с ним омлеты, запеканки и даже горячие бутерброды.
Очищенные корневища употребляют в запечённом виде, заваривают с ними очищающие и лечебные чаи.
Жизненный цикл
Каждое растение на Земле имеет свой жизненный цикл. У папоротника он состоит из чередования поколений — спорового и полового. Задача растения — достигнуть созревания и дать новую жизнь последующим поколениям.
Бесполое (споровое) поколение представлено лиственным растением, которое образует споры. Последние собраны в кучки — сорусы, которые находятся на нижней стороне листовой пластины.
Споры, попадая в благоприятную среду, дают начало новому заростку, который является половым поколением растения — гаметофитом. Жизненный цикл папоротниковидных замкнутый.
Фазы жизни папоротника имеют такой порядок:
- Взрослое растение.
- Споры.
- Заросток.
- Половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки.
- Зигота.
- Зародыш.
- Новое растение.
Взрослое растение, вырастая, повторяет эту схему для зарождения будущего поколения.
Дыхание
Умение всасывать из воздуха кислород и выделять углекислый газ именуется процессом дыхания у растений. Данное условие необходимо им для существования. Кислород, который впитал папоротник, взаимодействует с его органической материей, в результате выделяются углекислый газ и вода.
Дышит папоротник днем и ночью. Эта функция ему необходима для получения жизненной энергии.
Питание
Питательные вещества папоротники получают через корни и листья. С помощью первых растение всасывает из почвы минеральные соли и воду. Для питания растений нужны такие микроэлементы как фосфор, калий, углерод, азот, железо, магний, сера, водород, цинк, медь, марганец и другие.
Через листья проходит другой процесс питания — фотосинтез. Из воздуха листочки забирают углекислый газ, который с помощью солнечного света преобразуют в органические вещества, так необходимые для жизни растения.
В процессе фотосинтеза папоротник получает крахмал и сахар, которые распределяются по всем органам.
Размножение папоротников
У взрослого сформированного папоротника на нижней стороне листа созревают споры в капсуле. Затем капсулы лопаются, и споры осыпаются в почву. Ветер подхватывает их и разносит в разные стороны.
Спора прорастает и образуется заросток с гаметами, который внешне схож с сердечком. Заросток прикрепляется к поверхности земли с помощью нитей — ризоидов. В нем появляются мужские и женские половые органы — антеридии и архегонии, в которых образуются сперматозоиды и яйцеклетки.
Вода стекает по листу и задерживается в середине заростка, сперматозоид с водой подплывает к яйцеклетке и соединяется с ней, образуя зиготу. Из нее развивается зародыш нового растения.
Общие советы по выращиванию
Семейство папоротников любит частый полив и орошение листовой части из пульверизатора. Горшок лучше ставить в затененное место, почва должна быть слабокислой неплотной с хорошим дренажным слоем. Важно соблюдать температурный режим от 18 °С до 25 °С. Кусты уязвимы к нападению щитовки, с которой борются с помощью инсектицидов. Подкармливают культуру раствором органического удобрения в период активного роста. В зимний период полив нужно сократить и не удобрять до весны.
Для домашнего выращивания подойдут многолетники из рода даваллиевых, например, сорта папоротник Многорядник, Нефролепсис, Асплениум, Олений рог.
Олений рог
Хозяйственное применение папоротников
Древесные виды этого кустарника используют для строительных целей. Корневая система и отмершие стебли представителей папоротников участвуют в образовании торфа. Листовая часть растения используется для приготовления зеленого удобрения, которое богато азотом.
Из останков древних растений был сформирован каменный уголь, который используют как отопительный материал и сырье для химического производства. Папоротники различных видов и названий люди с давних времен использовали как народное средство для лечения недугов. Страусник обыкновенный, щитовник мужской используют как глистогонное средство, для лечения воспаленного горла.
Важно! Сок цветка содержит слабую концентрацию ядовитых веществ. Не следует употреблять растение в пищу без тепловой обработки.
В причерноморском крае молодые побеги папоротника собирают в промышленных масштабах. Затем сырье отравляют в Японию, Корею, Китай, где растение употребляют в пищу после термической обработки. Там же из корня папоротника получают крахмал и используют его в производстве клея и пива, добавляют в выпечку.
Использование папоротника в декоративных целях
Папоротники семейства Многорожковые имеют высокую декоративную характеристику и широко используются в ландшафтном дизайне. Кочедыжник женский — это шикарный куст из высоких стеблей, которым украшают участки в одиночных и групповых посадках.
Это растение украсил любой сад
Кудрявыми ветвями папоротников дополняют букеты. Зеленая яркая расцветка освежит привычные розы, хризантемы, герберы. Водными сортами растения украшают искусственные водоемы, засаживают аквариумы.
В помещениях кусты можно выставлять на подоконники, ампельные формы подвешивают в кашпо на стену или располагают на подставке.
Обратите внимание! Яркие ветки папоротника будут выгодным добавлением к декору помещения и сада.
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.
Уход в домашних условиях
Родина папоротников – тропические леса, поэтому и комфортные для них условия и уход нужны соответствующие:
- Влажность повышенная.
- Полив регулярный, нельзя давать пересыхать почве.
- Температура – от 18–20 градусов.
- Почва рыхлая, хорошо удобренная.
- Горшок неглубокий, но широкий.
- Опрыскивание регулярное.
Биологическое значение
Папоротники выделяют кислород, принимают участие в круговороте веществ и энергии на Земле. Их заросли являются пищей и местом обитания для беспозвоночных животных. Эти растения входят в состав природных сообществ и взаимодействуют друг с другом.
Папоротники имеют широкое применение:
- Служат пищей. Съедобной разновидностью является орляк, молодые закрученные вайи которого собирают, сушат, консервируют, солят, жарят, в измельченном виде добавляют в приправы и выпечку. Жители Восточной Азии из корневищ получают крахмал.
- Используются в медицине. Костенец имеет противовирусные и антибактериальные свойства, является спазмолитиком и способствует отходу слизи из дыхательных путей. Адиантум стоповидный используют при кашле и боли в желудке. Орляк применяют при болезнях суставов, простатите, золотухе и кашле. Из многоножки производят эфирное масло, она имеет потогонный, отхаркивающий, слабительный, желчегонный эффект.
- В сельском хозяйстве. Азоллу используют для удобрения почвы, она обогащает землю азотом. Корневища вудвардии применяют для торфообразования.
- Участвуют в образовании каменного угля. Он формируется из отмерших древовидных папоротников и является хорошим топливом, из него производят: лаки, пластмассу, краску, духи, горючий газ.
- В качестве комнатных растений. Декоративные папоротники используются для украшения жилья, аквариумов и водоемов (адиантум, нефролепис, сальвиния, марсилия).
В современном мире некоторые типы папоротников находятся на грани вымирания. Если исчезнет хотя бы один вид, это приведет к нарушению природного баланса на Земле. Для того, чтобы этого не случилось, растения обязательно нужно беречь и охранять.
Полезное видео
Смотрите видео о сортах и уходе за комнатными папоротниками:
Папоротники – это раскидистые вечнозеленые растения, способные оживить любой интерьер при условии создания комфортных для них условий. Они любят влагу и тепло, и взамен на это будут радовать глаз круглый год, не требуя постоянного ухода, за исключением полива и увлажнения листьев.
Узнайте больше информации о видах папоротников: адиантум, асплениум, блехнум, даваллия, нефролепис, пеллея, платицериум, флебодиум, циртомиум.
Места обитания
Представители отряда расселились по всему миру. Куда ни глянь в лесу любого континента, всюду увидишь папоротник. Виды его вездесущи, они широко распространились по Земле. Повсеместному произрастанию папоротниковидных способствуют разнообразные по очертаниям листья, превосходная экологическая пластичность, толерантность к влажным почвам.
Максимальное разнообразие отмечено у тех папоротниковых, что облюбовали влажные тропические и субтропические регионы, затянули в них сырые расщелины скал и горные лесистые участки. В умеренном поясе их обителью стали тенистые лесные массивы, горные ущелья, болотистые края.
Каков бы ни был внешний вид папоротника, растение обязательно заприметишь и в нижних, и в верхних ярусах леса. Отдельные разновидности, относящиеся к ксерофитам, рассыпались по скалам и уютно устроились на горных склонах. Папоротники из категории гигрофитов поселились в воде болот, рек и озер. Представители из группы эпифитов выбрали для жизни ветви и стволы деревьев-крупномеров.
Доисторические и современные представители
В определенный период папоротники были доминантой древней флоры. Огромными размерами и невероятным биологическим разнообразием обладали эти виды растений. Папоротники в древности имели не только травянистые, но и древесные формы.
Современные папоротники – это модифицированные формы некогда существовавших на Земле великанов из группы споровых растений. Впрочем, несмотря на утрату былого величия, в определенных ареалах они остаются вне конкуренции. Российские лесные массивы, занявшие умеренный пояс, затянуты местами густыми зарослями, сформированными страусником, орляком и другими разновидностями.
