Отдел Папоротниковидные - готовая презентация по биологии

Отдел Папоротниковидные

Папоротники представляют собой одну из самых древних групп высших споровых растений, которые господствовали на Земле миллионы лет назад в палеозойскую эру.

В отличие от мхов, они имеют хорошо развитые проводящие ткани и корни, что позволило им освоить сушу и достигать крупных размеров.

Сегодня этот отдел насчитывает более 10 тысяч видов, варьирующихся от травянистых форм умеренных широт до древовидных гигантов в тропиках.

Общая характеристика отдела

Папоротниковидные относятся к высшим растениям, так как они чётко разделены на ткани и вегетативные органы: корень, стебель и листья.

Характерной чертой их развития является чередование поколений: бесполого (спорофит) и полового (гаметофит).

Для осуществления процесса оплодотворения, как и всем споровым растениям, им строго необходимо наличие капельно-жидкой воды, что ограничивает их места обитания влажными участками.

Внешнее строение спорофита

Взрослое растение, которое мы обычно видим в лесу, — это бесполое поколение, или спорофит, имеющее сложное строение.

Подземная часть представлена видоизменённым побегом - корневищем, от которого отходят многочисленные придаточные корни, закрепляющие растение в почве.

Стебель обычно укорочен и скрыт под землёй, однако у тропических древовидных папоротников он может подниматься высоко над землёй, образуя «ствол».

Вайи - особенности листьев

Листья папоротников правильно называть «вайи», так как по происхождению это уплощённые крупные побеги, которые растут верхушкой и в молодом возрасте свёрнуты в «улитку».

На нижней стороне зрелых зелёных вай часто можно заметить бурые бугорки — сорусы, внутри которых созревают органы бесполого размножения (спорангии).

Эти огромные рассечённые листовые пластинки выполняют одновременно две важнейшие функции: фотосинтез для питания и спороношение для размножения.

Внутреннее строение и ткани

Главным эволюционным достижением папоротников стало появление мощной проводящей системы, состоящей из ксилемы (сосудов) и флоэмы (ситовидных трубок).

Эта система позволяет транспортировать воду и минеральные соли от корней к листьям и органические вещества обратно, обеспечивая обмен веществ у крупного растения.

Кроме того, у них развита механическая ткань, которая служит скелетом и позволяет стеблю выдерживать вес тяжёлых листьев и порывы ветра.

Жизненный цикл: Образование спор

Жизненный цикл начинается с созревания микроскопических спор в спорангиях, расположенных на нижней стороне листьев.

В сухую солнечную погоду стенки спорангиев лопаются, как пружина, рассеивая тысячи лёгких спор на большие расстояния с помощью ветра.

Если спора попадает в благоприятную влажную почву, она прорастает, давая начало следующему этапу жизни — половому поколению.

Жизненный цикл: Гаметофит

Из споры развивается гаметофит, или заросток — маленькая зелёная пластинка в форме сердца, обычно не превышающая сантиметра в диаметре.

Заросток живёт самостоятельно, прикрепляясь к почве тонкими ризоидами и осуществляя фотосинтез, но его жизнь очень коротка.

На его поверхности формируются мужские (антеридии) и женские (архегонии) половые органы, в которых созревают гаметы.

Оплодотворение и развитие зиготы

Оплодотворение у папоротников — это процесс, критически зависимый от воды, происходящий обычно во время дождя или обильной росы.

Сперматозоиды, обладающие жгутиками, активно плывут по плёнке воды к яйцеклетке, находящейся на заростке, чтобы слиться с ней.

В результате слияния образуется зигота, из которой сразу же начинает развиваться зародыш нового спорофита с корешком и листьями.

Каменноугольный период

В каменноугольном периоде (около 300–350 млн лет назад) гигантские древовидные папоротники образовывали обширные влажные леса, покрывавшие почти всю планету.

Отмирая и падая в болотную воду без доступа кислорода, эти огромные деревья не гнили, а превращались в пласты торфа, которые за миллионы лет спрессовались в каменный уголь.

Сегодня залежи каменного угля служат основным источником энергии для человечества и памятью о былом величии папоротникообразных.

Многообразие современных папоротников

Современные папоротники чрезвычайно разнообразны:

• в наших лесах обычны щитовник и орляк,

• в тропиках растут древовидные формы, достигающие 20 метров в высоту.

Существуют удивительные водные папоротники, например сальвиния плавающая, которая покрывает поверхность водоёмов и не имеет контакта с дном.

Также встречаются эпифитные папоротники, поселяющиеся на стволах и ветвях других деревьев во влажных джунглях для лучшего доступа к свету.

Типичный представитель

Щитовник мужской — классический представитель флоры лесов умеренной полосы, узнаваемый по мощной воронковидной розетке дваждыперисторассечённых листьев.

Его толстое корневище содержит ядовитые вещества, используемые в медицине, а молодые листья, закрученные в спираль, выглядят очень декоративно весной.

Это растение предпочитает тенистые влажные места и служит индикатором экологического здоровья леса.

Папоротник Орляк обыкновенный

Орляк — один из самых распространённых папоротников в мире, который легко отличить по одиночным листьям, сидящим на длинном черешке, а не образующим розетку.

Это агрессивное растение, которое быстро заселяет вырубки и гари благодаря длинному ветвящемуся корневищу, находящемуся глубоко под землёй.

Во многих странах молодые побеги орляка, называемые «рахисы», вымачивают и употребляют в пищу как деликатес, напоминающий по вкусу грибы.

Экологическое значение

В лесных экосистемах папоротники образуют густой травянистый ярус, который задерживает влагу в почве и создаёт особый микроклимат для мелких животных.

Они служат кормом для некоторых насекомых и беспозвоночных, а также предоставляют укрытие для птиц, гнездящихся на земле.

Кроме того, папоротники активно участвуют в процессе почвообразования и выделения кислорода, играя важную роль в газообмене биосферы.

Значение для человека

Помимо колоссального исторического значения в формировании запасов угля, папоротники широко используются человеком как декоративные растения в ландшафтном дизайне и интерьерах.

В медицине препараты из корневища щитовника мужского применяют как мощное глистогонное средство для борьбы с паразитами.

Некоторые виды используются в пищу в азиатской кухне, а также служат объектом генетических исследований эволюции растений.

Заключение

Папоротники выступают живым мостом между примитивными мхами и высокоорганизованными семенными растениями, демонстрируя успех эволюции в освоении суши.

Их сложное строение, эффективная проводящая система и приспособляемость позволили им пережить глобальные катаклизмы и сохранить своё присутствие во флоре Земли на протяжении миллионов лет.

Изучение этой группы помогает нам понять историю нашей планеты и ценить биологическое разнообразие, нуждающееся в охране.