Назовите основные классы Отдела Папоротниковидные. Раскройте особенности среды обитания, строения, размножения. Объясните роль папоротников в природе ижизни человека

Папоротниковидные. В тенистых лесах и в сырых оврагах растут папоротники — травянистые растения, реже — деревья с большими, раскидистыми листьями. Папоротники, как и мхи, принадлежат к высшим споровым растениям: они имеют корни, стебли и листья. По строению органов папоротники сложнее мхов, так как они состоят из тканей. В проводящих тканях есть трахеиды; в стебле — механическая ткань. Папоротники по размерам больше мхов; некоторые древовидные папоротники тропиков дос­тигают в высоту 25—30 м. Распространяются они спорами.

В настоящее время известно около 10 тыс. видов папоротни­ков. Наиболее многочисленны и разнообразны они в Юго-Восточной Азии, где не только почти сплошь покрывают почву под по­логом леса, но и растут на стволах деревьев. Папоротники распрос­транены повсеместно, поселяются повсюду вплоть до арктической тундры. В европейских странах известно около 150 видов папо­ротниковидных.

Строение папоротника щитовника мужского. Щитовник мужской растет в тенистых лиственных и смешанных лесах по­одиночке или небольшими группами. Его подземный стебель — корневище. От корневища отходят придаточные корни и листья. С внешней стороны стебель покрыт эпидермисом, состоящим из тесно прилегающих друг к другу клеток. Оболочки клеток с внешней стороны утолщаются и становятся непроницаемыми для воды и газов.

Под эпидермисом располагается упругая ткань из толстостенных кле­ток, которая выполняет механическую функцию. Средняя часть корне­вища состоит из паренхимной ткани и слагается из прочных тонкостен­ных клеток. В середине корневища расположена проводящая ткань, за­легающая вдоль продольной оси. Середина заполнена удлиненными мер­твыми клетками с неравномерно утолщенными стенками, сквозь которые проходит вода. Это трахеиды, образующие ксилему. Вода по трахеидам проходит значительно быстрее, чем по проводящей ткани мхов, и поэтому папоротники имеют большие размеры. Во внешней части проводящего пучка располагаются живые тонкостенные клетки, которые образуют флоэму. По флоэме передвигаются органические вещества — продукты фотосинтеза. Проводящие ткани имеются также в листьях и корнях.

Листья щитовника мужского крупные, с перисторассеченной пластинкой. Черешки листьев покрыты характерными буроваты­ми чешуйками. Молодые, еще не распустившиеся листья папорот­ника улиткообразно закручены и закрыты пленкой. Они пробива­ются на поверхность почвы только на третий год жизни.Листья папоротников растут верхушкой, как и побег. Мы привыкли к тому, что распустившиеся листья больше уже не растут. В самом деле, листья дуба или липы в августе такие же, как и в июне. А листья папоротников растут дольше. В тропиках у некоторых па­поротников листья растут несколько лет. Длительный рост свой­ствен всему побегу, а не листьям. Листья папоротников соответ­ствуют целым веточкам и их называют вайи. Листья покрыты эпидермисом с устьицами на нижней стороне и пронизаны жил­ками. В основной ткани листа находятся хлоропласты.

Щитовник мужской - многолетнее растение. Осенью его листья отмирают, а корневище с зачатками новых листьев перезимовывает под снегом. Весной на верхушке стебля появляются новые листья.

Размножение папоротников. Если рассмотреть нижнюю сто­рону листа папоротника во второй половине лета, на ней можно увидеть буроватые маленькие бугорки. Каждый такой бугорок представляет собой группу мелких мешочков-спорангиев, покрытых общим покрывальцем, похожим на зонтик. В споран­гиях развиваются споры. Если встряхнуть лист папоротника над белой бумагой, она покроется мельчайшей буроватой пылью. Это споры, высыпавшиеся из спорангиев. В сухую жаркую погоду спорангии раскрываются, споры вы­сыпаются и разносятся потоками воздуха.

Упав на влажную почву, споры, если достаточно тепло, про­растают. Из споры путем ее деления образуется заросток — тонкая зеленая многоклеточная пластинка сердцевидной формы, которая укрепляется в почве ризоидами. На его нижней повер­хности формируются органы полового размножения. Таким об­разом, заросток — это половое поколение папоротника — гаметофит.

В антеридиях образуются многожгутиковые сперматозоиды, а в архегониях — яйцеклетки. Во время дождя или обильной росы сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и сливаются с ними. Происходит оплодотворение. Образуется зигота. Из зиготы путем деления развивается зародыш. Постепенно из зародыша вырастает молодое растеньице папоротника — спорофит с корневищем, кор­нями и мелкими листьями. Развитие идет медленно, и пройдет довольно много лет, пока папоротник будет в состоянии дать крупные листья и первые спорангии со спорами. Споры затем дадут новые заростки и т.д. Так у папоротника осуществляется чередование поколений — бесполого и полового.

Нетрудно заметить, что в цикле развития папоротника, по сравнению с мхами, преобладает спорофит, который представлен мощным растением с корневищем, корнями и листьями. Гаметофит живет самостоятельно и представляет собой маленькую плас­тинку величиной в несколько миллиметров.

Разнообразие папоротников. В нашей стране встречаются и другие виды папоротников: в сосновых лесах — орляк, в еловых щитовник Линнея и игольчатый папоротник; на заболоченных берегах рек — болотный щитовник, по оврагам — страусник и женский папоротник. Некоторые папоротники, такие как сальвиния и азолла, живут только на воде. И хотя оба эти рода характерны только для тропиков и субтропиков, они широко рас­пространились в Европе. Нередко водные папоротники образуют сплошной покров на поверхности озер.

Роль папоротников в природе. Они являются компонентами многих растительных сообществ, особенно тропических и субтро­пических лесов. Многие папоротники, как и мхи, являются ин­дикаторами определенного типа почвы и леса. Например, орляк предпочитает песчаные и сухие подзолистые почвы, в то время как щитовник мужской, папоротник женский, страусник обык­новенный поселяются на плодородных и влажных почвах.

Многие виды папоротников выращивают в садах, оранжереях и других помещениях, поскольку они легко переносят условия, неблагоприятные для большинства цветковых растений. Наиболее часто в декоративных целях выращивают папоротники из рода адиантум (например, адиантум "венерин волос"). В от­крытом грунте обычно высаживают страусник.

Молодые побеги папоротника орляка можно использовать в пищу. Экстракт щитовника мужского применяется в качестве эф­фективного и относительно безопасного глистогонного средства.