папоротники строение и размножение роль в природе и жизни человека хвощи плауны
Биология: плауны, хвощи, папоротники
Представители мира флоры: плауны, хвощи и папоротники – относятся к числу древних растений. Они появились на планете более 400 млн лет назад и представляли собой важнейший этап на пути эволюционного развития жизни. Они распространены и сейчас. Познакомимся с их особенностями.
Хвощи
Рассмотрение хвощей, плаунов и папоротников начнем с изучения особенностей хвощей. Если ранее, в каменноугольный период, эти растения нередко достигали более 30 метров в высоту, то современные представители выглядят гораздо скромнее. Особенности их таковы:
Процесс фотосинтеза у подобных растений происходит в основном в стебле и боковых частях. Зимой наземная часть хвоща может отмирать. Но само растение остается живым. Ведь в земле находится корневище. С наступление тепла стебель появится вновь.
Плауны
Папоротники
Папоротниковые растения – древнейшие жители планеты, первые представители появились еще в девонском периоде. Имеют сложные рассеченные листья и никогда не цветут. Поэтому люди, мечтавшие увидеть цветок папоротника, который, по легенде, должен указать на места кладов, заблуждались.
Общие черты
Плауны, хвощи и папоротники имеют множество общих черт:
В своем строении эти растения выше мхов, но не имеют такого сложного устройства, как голосеменные и покрытосеменные.
Распространение
Рассмотрим, где произрастают плауны, хвощи и папоротники. Данные представим в форме таблицы.
Сплошными зарослями произрастают в хвойных лесах на Кавказе, Сибири, Дальнем Востоке
Распространены практически по всему земному шару, но предпочитают умеренный климат Северного полушария
Встречаются в лесах Азии, России, Мексики, Норвегии
Эти родственные растения встречаются в природе достаточно часто и нашли широкое применение как в качестве корма лесных обитателей, так и в хозяйственной деятельности человека. Общее между хвощами, плаунами и папоротниками – любовь к тенистым лесам с высокой влажностью. А древесные формы, которые в современном мире немногочисленны, произрастают в тропических джунглях.
Коротко о мхах
Рассмотрим, чем отличаются мхи от хвощей, плаунов и папоротников. Прежде всего, как уже говорилось выше, папоротникообразные имеют более сложное строение:
Также необходимо отметить, что мхи способны к процессу фотосинтеза даже под снегом. Поэтому и остаются вечнозелеными. Но поглощение углекислого газа и выделения кислорода у них проходит очень медленно.
Значение
Представители хвощей, плаунов и папоротников играют важную роль в жизни человека. Так, хвощи, имеющие в составе каротин, органические кислоты и алкалоиды, используются в медицинских целях. Они обладают мочегонным, кровоостанавливающим эффектами, применяются при лечении геморроя и атеросклероза.
Древние папоротники, отмирая, создали запасы важнейшего полезного ископаемого на планете – каменного угля. Современные виды нашли применение в декоративных, кулинарных и медицинских целях. Плауны также используются для приготовления лекарств.
Многообразие
Приведем примеры хвощей, плаунов и папоротников, встречающихся в современном мире. Плаунов довольно много, среди них попадаются и ядовитые:
Хвощи также весьма многообразны. На планете их существует около 30 видов:
Приведем также примеры папоротников:
Итак, хвощи, плауны, папоротники отличаются широким многообразием. Многие виды этих растений активно применяются человеком. Так, папоротники нередко становятся подлинными украшениями композиций ландшафтного дизайна.
Интересные факты
Познакомимся с некоторыми малоизвестными фактами из биологии плаунов, хвощей и папоротников:
Плауны, хвощи, папоротники – древние растения. До наших дней дошла лишь малая часть их былого многообразия. Интересно, что голосеменные и покрытосеменные растения их полностью не вытеснили, а продолжили развиваться параллельно.
Папоротники, хвощи, плауны. Общая характеристика, размножение и значение для человека
Папоротники распространены фактически по всему земному шару, начиная с пустынь и кончая болотами, рисовыми полями и солоноватыми водоемами. Наиболее разнообразны — в тропических влажных лесах. Там они представлены как древовидными формами (до 25м в высоту), так и травянистыми и эпифитами (произрастающими на стволах и ветвях деревьев). Встречаются виды папоротников длиной всего лишь в несколько миллиметров.
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.
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.
Плауны — строение
Плауны были широко распространены в конце девонского и в каменноугольном периодах. Многие из них были высокими древовидными растениями. В настоящее время сохранилось незначительное, по сравнению с прошлым, число видов (около 400) — все это небольшие растения — до 30см в высоту. В наших широтах они встречаются в хвойных лесах, реже — на заболоченных лугах. Основная же масса плаунов — жители тропиков.
Обычным у нас видом является плаун булавовидный. Он имеет стелющийся по земле стебель, от которого вертикально вверх отходят игольчато-ветвящиеся боковые побеги. Листья у него — тонкие, плоские, располагаются по спирали, густо покрывая стебель и боковые веточки. Рост плаунов происходит только в точке роста, так как камбий в стебле отсутствует.
Плаун годичный — фото
Размножение плаунов
На верхушке стебля находятся особые листья — спорофиллы, собранные в стробил. Внешне он напоминает сосновую шишку.
Прорастающая спора дает заросток (гаметофит), который живет и развивается в земле в течение 12-20 лет. Он не имеет хлорофилла и питается с помощью грибов (микориза). Смена полового и бесполового поколений у хвощей и плаунов происходит точно так же, как и у папоротников.
Ископаемые папоротникообразные образовали мощные пласты каменного угля. Каменный уголь используется в качестве топлива и сырья в различных областях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, различные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и т.п.
Значение папоротников, хвощей и плаунов
Современные папоротникообразные играют заметную роль в образовании растительных ландшафтов на Земле. Кроме того, человек использует хвощи как мочегонное средство, как индикатор кислотности почв. Благодаря жесткости стеблей, связанной с отложениями кремния в стенках клеток, хвощи употребляли для полировки мебели, чистки посуды.
Споры плаунов используются в медицине в качестве присыпки, щитовник мужской — как глистогонное. Их употребляют для лечения табачной зависимости, алкоголизма и глазных болезней. Некоторые виды папоротникообразных разводятся как декоративные (адиантум, асплениум, нефролепис).
Так как гаметофит плаунов развивается очень медленно (12-20 лет), эти растения следует охранять.
Папоротники. Хвощи. Плауны
Урок 14. Биология 6 класс
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Папоротники. Хвощи. Плауны»
Плауны, хвощи и папоротники растут преимущественно во влажных тенистых местах. Это многолетние, чаще всего травянистые растения. В тропических широтах обычны древовидные папоротники.
Все они имеют корни, стебель и листья. У этих растений хорошо развиты проводящие и механические ткани, что позволяет им достигать больших размеров.
Современные плауны, хвощи и папоротники — это потомки очень крупных древовидных растений, живших около 300 млн лет назад в каменноугольном периоде палеозойской эры. Отмирая, они образовали залежи каменного угля.
Плауны растут преимущественно в сосновых лесах. У этих растений длинный ползучий стебель с множеством веток, покрытых мелкими листьями. Летом у плаунов на прямостоячих побегах развиваются спороносные колоски со спорами.
Стелящиеся ветвистые побеги плауна очень декоративны. Из них делают венки, гирлянды для украшения зданий. В настоящее время во многих районах плаун стал редким, нуждающимся в охране растением.
Хвощи — многолетние травянистые растения с длинными ветвящимися корневищами, зимующими в почве. Стебли хвощей имеют членистое строение. Боковые ветви, если они есть, отходят от узлов мутовками. Листья превратились в плёнчатые образования и также располагаются мутовками. Листья потеряли способность к фотосинтезу, поэтому эту функцию выполняет стебель.
Весной появляются бурые побеги, на верхушках которых расположены спороносные колоски. В них созревают споры. Зелёные летние побеги
Хвощи растут на полях, в лесах или около водоёмов, обычно на участках с влажной кислой почвой. Если на поле много хвощей, значит, почва нуждается в известковании.
Практическое значение плаунов и хвощей невелико. Некоторые виды плаунов и хвощей являются лекарственными растениями.
Папоротники широко распространены по всему земному шару. Папоротников насчитывается более 10 тыс. видов. В основном это травянистые растения, но в тропических областях имеются и древовидные формы. Они растут как на суше, так и в воде.
Размеры папоротников разнообразны: от нескольких миллиметров до 20 м высотой.
В умеренной климатической зоне наиболее часто встречаются щитовник мужской, орляк и страусник.
Тело папоротника представлено корнем, стеблем и листьями. Стебель укороченный и слабо развит. Листья крупные и рассечённые. Сильно рассечённые листья папоротников называются вайями. Они выполняют функцию фотосинтеза. На нижней стороне листьев в спорангиях образуются и созревают споры. Папоротник имеет хорошо развитое корневище, которое растет под землёй параллельно поверхности почвы. Прямо от корневищ растут вайи.
Крупные папоротники могут достигать 25 м высоты и диаметра ствола до 50 см. Самые мелкие папоротники имеют размеры лишь несколько миллиметров. Очень интересны папоротники-эпифиты. Они поселяются на стволах и ветвях других растений, но при этом не паразитируют. Эпифиты самостоятельно добывают воду и необходимые им питательные вещества. Примером эпифитного папоротника может служить платицериум. Крупные платицериумы могут достигать 1,8 м в поперечнике и массы более 100 кг.
Довольно широко представлены в тропических лесах и папоротники-лианы. Они имеют длинные тонкие стебли. Обвивая деревья или цепляясь за них, лианы могут подниматься на большую высоту. Так они выносят свои листья ближе к свету.
Есть среди папоротников и водные папоротники, например сальвиния плавающая. Это небольшое, плавающее на поверхности воды, однолетнее растение.
Практическое значение плаунов, хвощей и папоротников невелико. Из древних древовидных форм этих растений миллионы лет назад образовались залежи каменного угля, который служит не только топливом, но и ценным химическим сырьем. Из него получают смазочные масла, смолы, кокс, пластмассы, парфюмерные изделия и многие другие продукты.
Споры плауна раньше широко использовали в аптечном деле при изготовлении детской присыпки. В металлургии формы для литья обсыпают порошком из спор, и металлические детали легко отстают от стенок.
Хвощ полевой является трудно истребимым сорняком полей с повышенной кислотностью почв. Побеги хвоща жёсткие, они содержат много кремнезёма и раньше использовались при полировке металлических изделий.
Некоторые виды плаунов и хвощей являются лекарственными растениями.
Молодые вайи некоторых папоротников (например, орляка обыкновенного) съедобны. Съедобна и сердцевина стеблей ряда древовидных папоротников. Некоторые папоротники используются человеком как лекарственные растения. Многие папоротники выращиваются как декоративные растения в комнатах и в открытом грунте.
Древние и самостоятельные растения хвощи и плауны внешне очень схожи, в этом можно убедиться, взглянув на изображение в энциклопедии, на фото или рисунок в учебнике по ботанике. Но схожесть этих двух растений на самом деле обманчива. В чем же их отличия? В этом стоит разобраться!
Отдел хвощевидных и его представители
Хвощевидные относятся к отделу папоротниковидных высших споровых растений, одних из первых, некогда обитавших на Земле.
Из хвощевидных самым распространенным сейчас остается класс хвощовых, представителем которого является хвощ.
Представители высших споровых хвощевидных растений – папоротники, мох и плауны, занесены в Красную книгу РСФСР, как редкий вид живых ископаемых.
Строение хвощевидных растений
В научной среде это растение с латыни «equisetum» переводится как «лошадиная грива». В русском же названии «хвощ» так же отслеживается образное сравнение с частью животного, а именно с хвостом. Если внимательно присмотреться к хвощовым, то по форме обнаружится это внешнее сходство.
По своему строению, тело хвоща имеет стебель с ярко выраженным его разделением, то есть четким чередованием междоузлий и узлов. Из осевого органа стебля в его узлах образуются чешуйчатые листья и ветви.
Благодаря пропитанной кремнеземом кожице стенок стебля, увеличивается его ребристость и жесткость. Фотосинтез, преобразуя энергию света в химическую связь всех необходимых веществ в стеблях и ветвях хвоща, делает растение более плотным.
Корневая система с клубнями или с придаточными корнями очень развита, что затрудняет борьбу с данным растением, но позволяет ему переносить лесные пожары.
Размножение и развитие хвощей
У растения существует два способа размножения:
Вегетативный, где органом служат корни и клубни.
Спороносный, где органами размножения выступают спороносные колоски.
Как представитель высших споровых, хвощ обладает сложным жизненным циклом. Растению свойственны непрерывность жизни, как у вегетативного побега, и чередование поколений (бесполого и полового).
Спороносный колосок хвоща
Зеленая шаровидная по форме спора, с четырьмя усиками, прорастает в женские или мужские проростки, из которых появляется взрослый вид хвоща. Ветер – хороший помощник для размножения спороносных побегов.
Примеры хвощевидных растений
Данный род вмещает в себя около 32-х видов, известных в Южной Африке, Северной и Южной Америке, Евразии и Арктике: болотный, приречный, древовидный, лесной, камышовый, луговой, большой, пестрый, многощетинковый, ветвистый, зимующий, гигантский, тростниковый, раскидистый, боготский, Мура.
Так, самым высоким из ныне существующих растений является гигантский хвощ, достигающий 12 метров. Растут такие представители в самых благоприятных для себя влажных тропических и субтропических регионах.
Общая характеристика плауновидных
На данный период количество видов этого растения снизилось до 400 экземпляров, и вырастают они в высоту не более чем на 30 сантиметров.
Строение плауна
Плауны представляют собой ползучие и ветвящиеся стебли, на которых по спирали вырастают листья разнообразной формы (ланцетовидные, линейные, очередные).
Корневая система состоит из дополнительных корней, произрастающих от стеблей. Верхушки побегов обрамлены чешуйками, видоизмененными листьями (спорангиями), которые являются органами бесполого размножения.
Как размножаются плауны
Развитие плауна напрямую зависит от попадания в него грибного гифа, который обеспечивает ему питание органическими веществами.
вегетативно (укоренение ветвей);
Произрастание спор плаунов происходит около 8 лет после попадания в почву. Но в основном плауны размножаются побегами.
Представители плаунов
Среди ползучего растения большое разнообразие видов, но особо распространенными считаются: плауны – годичный, булавовидный, темный, сплюснутый, баранец и колючий плаун.
Где обитают хвощи и плауны
Хвощи и плауны растут только там, где достаточно влаги, так как она необходима для размножения. Поэтому встретить эти растения можно в глухих и влажных частях леса, в болотистой местности, на заливных лугах или лугах, чья почва имеет повышенную кислотность, так же в тропиках и субтропиках.
Плауны на территории России встречаются в хвойных и влажных лесах, реже на заливных лугах. Основная область их обитания – тропики.
Как человек использует плауны и хвощи
Вымерший древовидный хвощ через века преобразовался в каменный уголь. Залежи этого угля в жизни человека служат не только как топливо, но и как ценное химическое сырье.
Некоторые современные медицинские препараты, способствующие водно-солевому обмену, помогающие при сердечной недостаточности, кровоостанавливающие, ранозаживляющие, мочегонные, в своём составе содержат полевой хвощ.
Живописцы и столяры нередко используют стебли высушенного хвоща для шлифования поверхности, так как он содержит кремний.
В отличие от хвоща, плаун намного популярнее, он чаще используется в научной и народной медицине, в ветеринарии, в косметологии и пиротехнике. Также он обладает красильным веществом, из его стеблей добывают синюю краску, используемую в текстиле.
Урок Бесплатно Плауны. Хвощи. Папоротники
Введение
Хвощи, плауны, папоротники относятся к высшим растениям, потому что
Посмотрим, как выглядел Aglaophyton (Rhynia) major
Плауны и хвощи
Появившись около 300 миллионов лет назад, приблизительно в одно время со мхами, они сегодня практически не изменились.
Они все так же используют вегетативное и споровое размножение, и основное их отличие от прародителей заключается в размерах.
Климатические условия каменно- угольного периода позволяли хвощам и плаунам вырастать в высоту до 40 метров.
Эти растения произрастают в тенистых местах с повышенной влажностью, так как для полноценного роста и развития нуждаются в большом количестве воды.
Чаще всего хвощи можно встретить на полях, берегах водоемов и в лесах.
Вот как выглядит хвощ:
Плауны обитают преимущественно в сосновых лесах, посмотрите:
Хвощи и плауны имеют водопроводящую систему сосудов и поглощают воду не всей поверхностью, как мхи, а корневой системой.
Также эти растения имеют четко выраженные стебли и листья (у плаунов полноценные листья, у хвощей- тонкие чешуйки).
По типу питания данные растения относятся к автотрофам. Они самостоятельно производят органические вещества из неорганических, используя процессы фотосинтеза.
Эти организмы занимают нижний ярус в пищевой пирамиде и являются пищей для гетеротрофов (животных, бактерий и др.).
Размножаются плауны и хвощи вегетативным способом: при помощи побегов, корней, а также спорами, разносимыми ветром.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Папоротникообразные и их разнообразие
Это преимущественно травянистые и кустистые растения. Однако, встречаются также древовидные папоротники, по своему внешнему виду напоминающие аккуратные пальмы.
Рассмотрим цикл размножения папоротника
Летом на нижней стороне вайи папоротника образуются мешочки со спорами. После созревания в жаркую и ветряную погоду эти мешочки растрескиваются и споры распространяются на дальние расстояния.
Заросток называют гаметофитом, потому что на нем формируются половые клетки (гаметы), женские и мужские.
Сперматозоиды во влажную погоду проникают в архегоний и сливаются с яйцеклеткой, в результате чего образуется зигота.
Зигота делится и образуется зародыш, который начинает прорастать на самом заростке.
Зародыш, питаясь за счет заростка (гаметофита), вырастает в молодое, а в последующем и во взрослое растение папоротника, на котором созревают споры.
Вывод: в цикле развития папоротника преобладает спорофит, гаметофит у папоротника образуется лишь на краткий период образования гамет.
Однако именно от папоротников, по мнению ученых, произошли голосеменные, а затем и покрытосеменные растения, являющиеся сегодня наиболее распространенными представителями флоры нашей планеты.
Папоротники легко узнать среди других растений по строению их листьев.
Кстати, то,что мы считаем листом папоротника, это листоподобный побег, который называют вайя, что в переводе с греческого означает «пальмовая ветвь».
Их высокие декоративные качества позволяют использовать кустарник в качестве домашнего украшения интерьера и элементов ландшафтного дизайна.
Размножаются папоротники при помощи разносимых ветром спор или вегетативным способом (корневищем, почками, листьям и т.д).
Папоротникообразные распространены практически повсеместно.
Это неприхотливые растения, однако многие из них предпочитают обитать в местах с повышенной влажностью.
Именно по этой причине больше всего различных папоротников можно встретить в тропических лесах, где условия для их роста и размножения идеальны.
К наиболее распространенным видам папоротников следует отнести:
— Орляк обыкновенный (растет в сухих сосновых лесах, на вырубках, у дорог)
Растение имеет широкое практическое применение и используется для приготовления водонерастворимого клея, в народной медицине, в пивоварении и приготовлении различных блюд.
— Страусник обыкновенный. Благодаря привлекательному внешнему виду активно используется в качестве декоративного растения.
С его употреблением необходимо быть осторожным, так как щитовник ядовит.
Свое название оно получило за умение плавать на поверхности водоемов.
Сальвиния не имеет корней, а необходимую для жизни воду впитывает при помощи погруженных листьев.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации