Спорофит и гаметофит

Что такое гаметофит и спорофит в биологии

Спорофит – одно из чередующихся поколений, относится к бесполому. Многоклеточная диплоидная фаза, происходящая в период жизни водорослей и растений. 

Бесполое развитие происходит из зиготы, в которой появляются споры. Образование зиготы происходит на половой гаплоидной фазе из женской яйцеклетки, оплодотворенной мужской гаметой.

Гаметофит — гаплоидная или половая фаза в жизненном цикле растений, которая, в свою очередь, развивается из спор и производит половые мужские и женские клетки, или гаметы. Когда гаметы сливаются вместе или оплодотворяются, снова наступает гаплоидное поколение.

Гаметы бывают двух видов:

1. Мужские гаметы. Появляются из мужских гаметангий – антеридий. У споровых и водорослей они называются сперматозоидами, у семенных – спермиями. Отличаются между собой подвижностью, сперматозоиды имеют жгутики, поэтому могут двигаться.

2. Женские гаметы, представляющие собой неподвижные яйцеклетки. Образуются в женских гаметангиях, которые носят название – архегонии.

У наземной растительности оплодотворение яйцеклетки происходит в архегонии, после которого появляются споры. Жизненный цикл продолжает свое чередование.

Чередование поколений особо выражено у споровых растений. У папоротников, плаунов, хвощей гаметофит находится раздельно от спорофита, но преобладает гаплоидность. 

Гаметофит выражен недолговечным маленьким ростком, на котором затем вырастает спорофит. У мхов нет разделения между фазами, коробочка со спорами развивается на гаметофите.

Цветковые или покрытосеменные растения для размножения используют опыление, когда мужские гаметы в тычинках переносятся к женским в пестиках. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде – шишках, и оплодотворение происходит, как и у покрытосеменных. 

Однако семя голосеменных развивается из семязачатка, который открыт на семенной чешуе, у покрытосеменных оно находится внутри плода.

Схема жизненного цикла высших растений проста: постоянное чередование полового (гаплоидного) с бесполым (диплоидным) поколением.

Папоротник – это удивительное растение, описание и фото

Относят папоротники к роду Осмундовых. Это очень красивое травянистое растение, родиной которого являются азиатские страны. В данный момент в дикой природе растение произрастает на Филиппинах, Китае, Украине и Российской Федерации.

Обитают папоротники в основном в лесах, особенно во влажных тропиках. Именно благодаря влаге растение хорошо размножается.

Папоротники имеют:

• корневище;
• стебель;
• листья (листву также называют вайи).

Листья изначально имеют форму панциря улитки, так как слегка закрученные, впоследствии они раскручиваются и полностью разворачиваются, образуя плоскую форму.

Размер листьев зависит от формы и вида папоротника. Тропический папоротник имеет цельную и рассеченную форму листьев. Размер листвы может быть от четырех сантиметров до пяти метров. В некоторых случаях папоротники могут напоминать лианы с высоким стеблем и большими листьями, возможна длина до тридцати метров.

Существуют также древовидные формы, напоминающие деревья, примерная высота – 10 м и больше. В этом случае листва и стебель вьющиеся.

Посмотрим интересное видео о папоротниках, растущих в природе:

Папоротники

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 2018-2020

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.

Многообразие

Приведем примеры хвощей, плаунов и папоротников, встречающихся в современном мире. Плаунов довольно много, среди них попадаются и ядовитые:

• Булавовидный – относится к ядовитым. Зона его произрастания – Сибирь и Дальний Восток, также растение можно встретить на Кавказе. Высота его – чуть более 50 см.
• Годичный. Предпочитает влажные еловые и пихтовые леса. Известен как долгожитель мира флоры и может существовать до 40 лет.
• Сплюснутый. Встретить его можно на мшистых болотах и песчаных почвах.
• Колючий. Длина стебля этого плауна из Карелии – до метра. Однако побеги редко превышают 10 см.

Хвощи также весьма многообразны. На планете их существует около 30 видов:

• Полевой используется в медицинских целях, поскольку богат калием, кальцием и дубильными веществами.
• Зимующий. Из его стеблей делают пилки для ногтей.
• Луговой. Относится к числу распространенных растений.

Приведем также примеры папоротников:

• Орляк обыкновенный.
• Щитовник.
• Сальвиния.
• Кочедыжник.
• Костенец.

Итак, хвощи, плауны, папоротники отличаются широким многообразием. Многие виды этих растений активно применяются человеком. Так, папоротники нередко становятся подлинными украшениями композиций ландшафтного дизайна.

Почему в жизненном цикле растений преобладает спорофит?

Преимущества спорофита:

• в водной среде происходит передвижение гамет, а на поверхности земли растения не способны перемещать свои споры;

• из-за изменчивых условий на поверхности земли диплоидным организмам легче сохранить рецессивные признаки, которые могут стать необходимыми для выживания в изменившейся среде обитания.

В жизни покрытосеменных, голосеменных, большей части споровых, кроме мхов, преобладает гаплоидность

Обусловлено это тем, что в природе важно наличие семени для дальнейшей жизни. . Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор

Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле. 

Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор. Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле. 

Именно диплоидный вид организма способен вынести меняющиеся условия наземной жизни.

Споры папоротника

Поэтому диплоидное поколение преобладает у наземных растений, у подводной растительности – водорослей преобладает гаплоидная часть. Даже одноклеточные водоросли — хламидомонады, имеют преобладающую гаплоидность на протяжении своей жизни.

Биология. Щитовник мужской (папоротник) чем представлено тело

Прочитайте и комментарии.
Щитовник мужской — один из самых красивых и широко известных лесных папоротников, образует толстое ползучее корневище, на конце которого ежегодно появляется розетка крупных, дваждыперисторассечённых «листьев». Молодые листья на конце улиткообразно свернуты, они растут верхушкой (как стебель). От корневищ отходят придаточные корни.
На нижней поверхности вай летом образуются округлые сорусы. Внутри спорангия образуются одинаковые споры. Щитовник мужской — типично равноспоровый папоротник. Попав на землю, спора прорастает, и образуется заросток. Он представляет собой сердцевидную зеленую пластинку размером около 1 см. На нижней поверхности заростка образуются архегонии и антеридии. В антеридиях развиваются спирально закрученные многожгутиковые сперматозоиды. Оплодотворение происходит при наличии воды. Из оплодотворенной яйцеклетки постепенно вырастает многолетний крупный спорофит.
Водные папоротники — разноспоровые растения. Это немногочисленная группа. Примером может служить сальвиния плавающая (Salvinia natans), относящаяся к порядку сальвиниевых (Salviniales). Это маленькое плавающее на воде растение.
Мужские и женские гаметофиты развиваются из микро- и мегаспор, которые образуются в микро- и мегаспорангиях. Мужской гаметофит, развивающийся из микроспоры, сильно редуцирован.
Женский гаметофит развивается внутри мегаспоры, он многоклеточный. После оплодотворения развивается многолетний спорофит. Процесс прорастания спор, оплодотворение и развитие спорофита происходят в воде.
Анатомическое строение стеблей хвойных довольно однообразно. Древесина на 90-95% состоит из трахеид. В коре и древесине многих видов хвойных содержится много горизонтальных и вертикальных смоляных ходов.
Стробилы хвойных исключительно раздельнополые. Растения бывают однодомные, реже двудомные. По форме и величине стробилы сильно варьируются.
Основные черты жизненного цикла хвойных можно рассмотреть на примере сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Это стройное дерево, достигающее высоты 40 м. На концах ветвей сосны находятся почки, которые ежегодно дают начало новым побегам.
Весной у основания некоторых молодых побегов образуются собрания зеленовато-желтых мужских шишек — стробилов. На оси мужской шишки расположены микроспорофиллы, на нижней поверхности каждого находятся два микроспорангия (пыльцевых мешка). Внутри микроспорангиев после редукционного деления образуются микроспоры. Микроспора начинает прорастать внутри микроспорангия и в конечном счете превращается в пыльцевое зерно, имеющее две клетки: вегетативную и генеративную (из последней развиваются две мужские гаметы — спермии). Пыльцевое зерно (пыльца) покидает микроспорангий (пыльник). Зрелая пыльца сосны имеет две оболочки: наружную — экзину, внутреннюю — интину. Экзина образует два воздушных мешка, способствующих переносу пыльцы ветром.
Мегастробилы называются женскими шишками. Они собраны по 1-3 на концах молодых побегов. Каждая шишка представляет собой ось, от которой во все стороны отходят чешуи двух типов: бесплодные (кроющие) и семенные. На каждой семенной чешуе с внутренней стороны образуется по два семязачатка. В центре семязачатка развивается эндосперм или заросток (женский гаметофит). Он образуется из мегаспоры, и его клетки имеют гаплоидный набор хромосом. В верхней части эндосперма закладываются два архегония с крупными яйцеклетками.
После процесса опыления начинается процесс оплодотворения. Период между опылением и оплодотворением длится около года. Из пыльцевого зерна вырастает длинная пыльцевая трубка, продвигающаяся к архегонию. Два спермия по пыльцевой трубке перемещаются к яйцеклетке. Кончик пыльцевой трубки, достигший яйцеклетки, разрывается и освобождает спермин. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой погибает.

Строение папоротников

Обычное растение папоротника, которое мы видим, — это бесполое поколение, или спорофит. Почти у всех папоротников он многолетний, хотя есть немногие виды, имеющие однолетний спорофит. Папоротники имеют придаточные корни (лишь у некоторых видов они редуцированы).

Листва, как правило, по массе и размерам преобладает над стеблем. Стебли бывают прямостоячие (стволы), ползучие или вьющиеся (корневища); нередко ветвятся. Наши лесные папоротники (страусник, орляк, щитовник мужской) имеют хорошо развитое корневище с отходящими от него многочисленными придаточными корнями. Над землей располагаются только крупные перисторассеченные листья — вайи.

Молодой лист улиткообразно свернут, по мере роста он распрямляется. У некоторых видов развитие листа происходит в течение трех лет. Листья папоротников растут своей верхушкой, как стебли, что указывает на их происхождение от стебля. У других групп растений листья нарастают от основания.

По своим размерам они могут быть от нескольких миллиметров, до трех и более метров в длину и у большинства видов выполняют две функции — фотосинтезирующую и спорообразовательную.

Размножение папоротников

На нижней стороне листа обычно находятся коричневые бугорки — сорусы с расположенными в них спорангиями, прикрытые сверху тонкой пленкой. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры, при помощи которых и происходит размножение папоротника.

Из споры лесного папоротника, попавшей в благоприятные условия, развивается гаплоидный заросток, гаметофит, маленькая зеленая пластинка сердцевидной формы, до 1см в диаметре. Заросток растет в затененных, влажных местах и прикрепляется к почве при помощи ризоидов. На нижней стороне гаметофита развиваются антеридии и архегонии.

Процесс размножения папоротников

Оплодотворение происходит только при наличии достаточного количества влаги. По водяной пленке сперматозооны двигаются к архегонию, выделяющему определенные химические стимуляторы типа яблочной кислоты. Из возникшей диплоидной зиготы развивается диплоидный спорофит. Первоначально он растет как паразит на гаметофите, но вскоре у него формируются собственные корни, стебель и листья — он становится самостоятельным растением. На этом завершается цикл развития папоротника.

«Завоевание» папоротниками суши оказалось неполным, так как поколение гаметофита может существовать только при обилии влаги и тени, а для слияния гамет необходима водная среда.

Описание растения и его особенности

Папоротник появился на планете миллионы лет назад. Но его внешний вид говорит о том, что растение полностью не развилось в привычные формы лист-ветка, ведь то, что считается листом, на самом деле является плосковеткой – листовые пластинки расположены в одной плоскости.

Главная особенность папоротника – его приспособляемость к любым условиям. Растение выращивают в саду и квартире, причем один и тот же вид.

Хочется развенчать миф о цветении данного вида. Папоротник комнатный не цветет, так как способ размножения его – споры, которые созревают на обратной стороне листовых пластин. Люди, которые верят в цветение папоротника дома и его сверхъестественную силу, должны понять, что это явление невозможное и должно произойти нечто из рамок вон выходящее, чтобы растение зацвело.

Если кто-то сумеет силой мысли заставить нецветущее растение зацвести, то этому человеку уже не понадобится способности папоротника. Это эзотерика.

На земле произрастает около 10 тысяч видов, но для домашнего культивирования подходят только несколько сортов. Есть даже аквариумные виды, способные расти в воде. По высоте и размерам все разновидности отличаются – есть небольшие цветы до 25 см, есть огромные древовидные растения, родом из мезозойской эры.

Осторожно! При уходе за комнатным папоротником необходимо знать, что ночью листья поглощают кислород, поэтому располагать горшок в спальне нельзя – это может вызвать гипоксию со всеми вытекающими неприятностями

Растение считается индикатором кислорода. Если оно растет в городской квартире, где воздух загрязнен выхлопными газами, то рост его будет медленным, а иммунитет слабым. Чем меньше кислорода в воздухе, тем сложнее папоротнику выжить.

Суеверия о папоротнике

Существует множество суеверий относительно папоротника комнатного. По одной версии он вытягивает энергию из спящего человека, но это объясняется естественной потребностью в питании кислородом. Если помещение не проветривается и нет доступа воздуха, людям придется делиться кислородом с растением.

Таких моментов много. Нужно рассматривать данный вид просто как украшение дома и не приписывать ему тех качеств, которых он не имеет – это ответ на вопрос, можно ли держать папоротник дома.

Стоит подумать, нужно ли заводить это растение людям, склонным к аллергии на пыльцу. Споры теоретически могут вызвать реакцию на коже.

Съедобные и ядовитые экземпляры

В природе можно найти папоротники, которые пригодны для употребления в пищу. Их основное отличие от ядовитых – свело-зеленые листья, а сами растения небольшого размера. Несъедобные виды имеют темно-зеленые листья и более крупные размеры.

К съедобным видам относятся:

• Орляк обыкновенный. Место обитания – Дальний Восток, Подмосковье, Урал, Сибирь.
• Страусник обыкновенный – Алтай, Забайкалье, Краснодарский край.
• Осмунда азиатская – Приморский край.

Собирают съедобные ростки в начале мая, когда они еще совсем молодые, сочные и мягкие.

Идея! Если посадить такой вид в саду, можно ежегодно собирать и заготавливать рахисы для кулинарных целей, тем более что почва на огороде не загрязнена токсинами – папоротник вбирает в себя все нечистоты, как грибы

Хвощи — строение

Хвощи представлены преимущественно ископаемыми формами. Они возникли в течение девона и переживали расцвет в каменноугольном периоде, достигнув большого разнообразия форм — вплоть до гигантов высотой в 13м.

Современные хвощи насчитывают около 32 видов и представлены мелкими формами — не более 40см высоты. Они встречаются от тропиков до полярных областей, за исключением Австралии, и могут жить как в болотистых, так и сухих местностях. Некоторые виды имеют в эпидермисе отложения кремния, что придает им шероховатость.

Размножение и развитие хвощей

Спорофит у хвощей состоит из горизонтально разветвленного подземного стебля — корневища, от которого отходят тонкие, ветвящиеся корни и членистые надземные стебли. Некоторые боковые ветви корневища способны образовывать небольшие клубни с запасом питательных веществ.

Размножение хвощей

Стебель содержит многочисленные сосудистые пучки, расположенные кольцом вокруг центральной полости. На стеблях, как и на корневище, ясно выражены узлы, придающие им членистое строение.

От каждого узла отходит мутовка вторичных веточек. Листья мелкие, клиновидные, расположены тоже мутовками, охватывают стебель в виде трубочки. Фотосинтез происходит в стебле.

Кроме ассимилирующих стеблей у хвоща полевого есть еще неветвистые спороносные побеги бурого цвета, на концах которых развиваются спорангии, собранные в колоски. В них образуются споры. После высыпания спор побеги отмирают, а им на смену вырастают зеленые ветвистые (вегетативные, летние) побеги.

Ботаника в таблицах, схемах, тестах и терминах

Таблица 10. Основные признаки главнейших систематических групп растений

Систематическая группа, число видов

Особенности строения

Особенности жизненного цикла

Представители и их значение

Отдел Зеленые водоросли, 20 тыс. видов

Одноклеточные, колониальные и многоклеточные слоевищные растения, встречающиеся в пресных и соленых водоемах, на сырой почве и коре деревьев в симбиозе с грибами (лишайники). Питаются автотрофно за счет фотосинтеза в хроматофорах, содержащих зеленый пигмент – хлорофилл. В результате фотосинтеза образуют крахмал

Размножаются бесполым путем при помощи спор и вегетативно – кусочками слоевища. Половое размножение связано с образованием и последующим слиянием гамет. Зимуют на стадии зиготы (2n) на дне водоемов. В цикле преобладает вегетативное гаплоидное поколение (n)

Одноклеточные: хламидомонада, хлорелла – составляют фитопланктон водоемов, служащий пищей водным рачкам и рыбам; многоклеточные: улотрикс, спирогира, кладофора – обогащают воду кислородом и образуют основную массу органических веществ водоема

Отдел Бурые водоросли, 1,5 тыс. видов

В основном многоклеточные обитатели дна моря (бентос) до глубины 50 м. Слоевище состоит из стеблевой, листовой частей и ризоидов (достигает у некоторых видов десятков и сотен метров). Питаются автотрофно за счет фотосинтеза в хроматофорах, содержащих кроме хлорофилла бурый пигмент – фукоксантин и оранжевые – каротиноиды. Продуктами фотосинтеза являются сахароспирты – маннит и ламинарин

Что такое голосеменные растения

Растительное царство подразделяется на низших и высших представителей. Последние делятся на споровые и семенные

Первые можно часто встретить в лесу (папоротник), они обращают на себя внимание большой формой и не имеют ярких цветов. Вторые — являются господствующей, самой распространенной группой среди высших растений

Различаются они по способу образования органа размножения и бывают голосеменными и покрытосеменными.

Признаки

Эти растения не образуют плодов, являются наземными. Если классифицировать их по жизненным формам, то чаще это деревья.

Самые многочисленные представители — хвойные:

• сосна;
• ель;
• можжевельник;
• пихта;
• лиственница и другие.

У большинства растений листья имеют игольчатую форму, а сверху покрыты восковой кожицей, благодаря чему получили название — хвоя. Такая форма не позволяет влаге испаряться, поэтому растения могут произрастать в неблагоприятных условиях. Хвойные образуют леса в зонах с умеренным климатом.

В качестве самостоятельного органа лист впервые появился у голосеменных. Он обладает определенными характеристиками, специфическими для этого отдела.

Виды листьев:

• чешуйки (кипарис);
• иголки (пихта);
• перистый (саговник);
• двулопастный (гинкго);
• длинный до 8 м (вельвичия).

В целях снижения объемов испаряемой жидкости устьица глубоко погружены в ткань, сами листья покрыты кутикулой. Дерево не обновляет их ежегодно. Каждая хвоинка способна прожить от трех до пяти лет, а листья вельвичии существуют, пока живет само растение, высыхая на концах и вновь отрастая у основания.

Стебель или ствол покрыт корой, имеются четкие годичные кольца. Большинство выделяют смолу — фитонциды, губительные для бактерий. Шишки являются видоизмененными побегами.

Функции

Это группа высших семенных, следующая за папоротниками и хвощами, она предшествует покрытосеменным на пути эволюционного развития растений

Способность гамет сливаться без участия воды — важное приобретение голосеменных, которое способствовало их широкому расселению и продвижению вглубь материков

Развитие семени внутри стробилы за счет запаса питательных веществ обеспечило его сохранность и жизнестойкость. Таким образом голосеменные демонстрируют новые, по сравнению со споровыми, механизмы выживания и расселения по суше.

Отличие от других видов

Основным отличием, по которому представители этого отдела растительного царства получили свое название, является отсутствие околоплодника.

Завязь семян развивается в пазухах чешуек шишек или шишкоягод (можжевельник). Опыление происходит с помощью ветра. Семена лежат открыто на чешуйках, после созревания высыпаются.

Щитовник спорофит — уход, виды и сорта с фото, размножение

Род щитовника (Dryopteris) включает примерно 225 видов папоротников, произрастающих в Европе, Африке, Америке и Восточной Европе.

Культура имеет крепкое, ползучее корневище и воронковидную розетку листьев-вай. В зависимости от вида папоротник бывает разных форм и размеров. У некоторых стебли покрыты оранжево-коричневыми чешуйками.

Только несколько представителей рода получили распространение в качестве садовых растений.

Самым декоративным из них является щитовник красносорусовый (Dryopteris erythrosora), который еще называют осенним за удивительный окрас молодых вай медно-красного и оранжево-золотистого оттенка. Со временем старые листья осеннего щитовника становятся темно-зелеными. Толстое, разветвленное корневище со временем образует сразу несколько розеток.

Вид представлен такими сортами как: «Пролифика» и «Brilliance» с яркой бронзово-огненной и золотистой листвой, создающей ослепительный контраст на фоне зеленых растений.

Наиболее распространенный щитовник мужской (Dryopteris filix-mas) с вечнозелеными вайями, достигающими 90-150 см в высоту. За красоту сортовых форм получил признание Королевского садоводческого общества.

«Parsley» или «Петрушка» — низкорослый сорт с удивительными, как будто кучерявыми листьями.

«Barnesii» — превосходная сортовая форма, образующая невысокую, плотную розетку из вертикальных, изящных листьев.

«Crispa Cristata» — полувечнозеленый, ярко-зеленый хохлатый сорт с рваными краями вай.

«Linearis Polydactyla» — вайи высокие, тонкие и ажурные.

Щитовник родственный (Dryopteris affinis) высотой 60-160 см. Полувечнозеленые, изумрудные вайи плотно покрыты желто-коричневыми чешуйками. Отдельные ветви живут около 1,5 лет.

Внешним видом похож Dryopteris filix-mas . Представлен эффектным сортом «Cristata The King», который считается «королем британских папоротников» из-за необычных разделенных на 2-3 части кончиков листочков, создающих форму гребешков.

Уход за щитовником

Как и большинство садовых папоротников, щитовник предпочитает тенистые условия выращивания и богатую компостом, равномерно влажную почву без застоя воды.

Что такое заросток

Результатом развития спор является заросток. Это и есть особь полового поколения, которая является следующим звеном в цикле развития папоротника. Долгое время ученые даже не знали о его существовании. Все дело в том, что заросток имеет очень мелкие размеры — всего до сантиметра в диаметре. Внешне он представляет собой пластину зеленого цвета сердцевидной формы. Заросток развивается на почве, к которой прикрепляется с помощью ризоидов.

По мере развития гаметофита на его нижней стороне формируются органы полового размножения. В них созревают половые клетки двух видов: яйцеклетки и сперматозоиды.

Отдел Хвощевидные

Представители этой группы — жители Северного полушария. В каменноугольном периоде (более 300 млн лет назад) эта группа растений была представлена гигантскими особями высотой 10-20 м с мощными стволами (до 50 см в диаметре). В настоящее время большинство из современных хвощей. В настоящее время большинство из современных хвощей — невысокие жесткие травы, с мутовчатым расположением мелких, чешуевидных листьев. Стебли пропитаны кремнеземом, поэтому их используют для шлифовки металлических и деревянных изделий. Растут они на болотах, лугах, в лесу и в неглубоких водоемах. Служат кормом для оленей и кабанов.

Хвощ полевой — лекарственное растение, а на полях и пастбищах — злостный корневищный сорняк, показатель кислой почвы, которая нуждается в известковании. Его спороносные побеги, появляющиеся ранней весной, на Руси употребляли в пищу.

Стадии развития папоротника

Жизненный цикл папоротника — это все стадии, фазы и этапы, которые растение проходит, начиная от своего появления и зарождения первого листочка, и заканчивая появлением нового, готового к размножению экземпляра. Такой цикл является замкнутым и подразделяется на два типа или вида. Размножение папоротников бывает:

• половым;
• и бесполым.

Эти два типа очень сильно отличаются друг от друга. При этом непосредственно папоротником в том виде, в котором мы его знаем, называют как раз поколение, которое развилось бесполым способом. Такое поколение носит название спорофит.

Для зарождения молодого папоротника на задней стороне листьев материнского (или отцовского, это кому как нравится) растения должны появиться споры, которые и начнут там развиваться. Это, пожалуй, самая важная фаза жизненного цикла папоротника, потому что без нее никакого развития просто не произойдет.

Эти споры находятся в своеобразном «мешочке», который после созревания лопнет, в результате чего споры просто разлетятся в разные стороны. Жизнь дадут только те из них, которые попадут в хорошие и подходящие для них условия — во влажное, теплое, сухое и непродуваемое ветром место, что случается нечасто. Только в этом случае из спор получатся растения.

В благоприятных условиях из спор развиваются маленькие растения-отросточки, напоминающие небольшие сердечки (гаметофиты), на которых немного позже и появятся мужские и женские клетки (их еще называют половые органы).

Гаметофиты имеют маленькие тонкие корешки-ниточки, которыми они зацепляются за почву, где и развиваются. Это и есть половое поколение папоротника. Мужские органы именуются антеридиями, а женские клетки носят название — архегонии.

Сперматозоиды могут передвигаться исключительно в водной среде, на суше они быстро погибают, поэтому и оплодотворение возможно только в случае высокой влажности. Росточек имеет такую форму, в которой скапливается попадающая на него извне вода — роса или дождевая вода. По ней и передвигаются сперматозоиды.

Если оплодотворение все-таки произошло, появляется новая клетка под названием «зигота», и уже из нее начинает развиваться спорофит. Спорофит — это зародыш бесполого поколения папоротников.

У спорофита имеется ножка, с помощью которой он получает питательные вещества. А уже потом, по мере развития, появляется первый листик, от которого и начинается рост нового папоротника.

Поскольку без воды оплодотворение и дальнейшее развитие не произойдет, можно сказать, что несмотря на то, что жизненный цикл папоротников все свои этапы проходит на поверхности земли, эти растения все-таки не совсем отошли от той среды обитания, в которой изначально и зародилась жизнь — воды.

Схема:

Схематично жизненный цикл папоротника можно представить следующим образом:

• взрослый папоротник, способный к размножению;
• наличие спор на внутренней стороне листа папоротника;
• полное созревание мешочков со спорами, после которого споры выпадают и разлетаются;
• в случае попадания споры в нужные и пригодные для жизни условия она закрепляется на месте и прорастает;
• из споры образуется маленький отросток, который прикрепляется к месту произрастания корешками-нитями (такие нити называются ризоидами);
• на отростке появляются женские и мужские половые клетки, при этом женские половые органы содержат яйцеклетку, а мужские — сперматозоиды;
• по воде, образующейся на отростках-зародышах в результате как выпадения росы, так и просто дождя, сперматозоиды передвигаются к яйцеклетке;
• сперматозоиды попадают внутрь яйцеклетки и оплодотворяют ее;
• в такой яйцеклетке (она называется зиготой) зарождается и появляется из нее молодой листочек (спорофит);
• из этого молодого листочка появляется новый папоротник, на котором в дальнейшем созреют споры для последующего размножения.

Заключение

• Из зиготы, в чередовании поколений, всегда вырастает спорофит — новое бесполое поколение. Вот и замкнулся жизненный цикл папоротника. После оплодотворения из зиготы мы снова можем перейти к крупному папоротнику — к бесполому поколению, с которого мы и начинали.
• Заметим, что у мохообразных, долгоживущим и относительно крупным, является половое поколение — гаметофит, а спорофит мохообразных — маленький и паразитирует на гаметофите. У папоротникообразных всё наоборот: крупным и долгоживущим является бесполое поколение. А половое поколение папоротникообразных — крохотное, маленькое и достаточно быстро отмирает.
• Можно сказать, что папоротникообразные в развитии поколений, в отличие от мхов, сделали ставку на бесполое поколение. Именно оно, как говорят учёные, доминирующее, господствующее, то есть, долгоживущее и долго не отмирает. А половое поколение живёт очень короткой жизнью и, можно даже сказать, нужно только для того, чтобы провести оплодотворение.

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПАПОРОТНИКА.

Жизненный цикл папоротника включает смену бесполого и полового поколений — спорофита и гаметофита. Спорофит — всем известное зеленое растение — образует спорангии, часто выглядящие как красновато-бурые бугорки на нижней стороне обычных листьев или на специализированных листьях (спорофиллах) . Спорангии рассеивают тысячи спор, каждая из которых в благоприятных условиях прорастает в тонкую зеленую пластинку диаметром обычно ок. 6 мм. Это гаметофит, называемый заростком и обычно нами не замечаемый. На нем развиваются мужские и женские половые органы — антеридии и архегонии. Когда они созревают, сперматозоиды из антеридиев плывут по покрывающей заросток пленке воды в архегонии и оплодотворяют здесь яйцеклетки. Из зиготы образуется новый спорофит, и жизненный цикл завершается.