Коротко: папоротники, плауны и хвощи — высшие споровые растения. У них есть органы — корни, стебель, листья — и проводящие ткани. В их жизненном цикле чередуются спорофит (видимое растение) и гаметофит (заросток); для оплодотворения нужна вода.
1. Почему это высшие растения?
Потому что их тело расчленено на органы: корни, стебель (часто корневище) и листья. Есть покровные, проводящие и механические ткани. Поэтому они лучше приспособлены к жизни на суше, чем водоросли.
2. Где они распространены?
Широко по всему миру, особенно во влажных областях:
- папоротники — в тенистых лесах, оврагах, на болотах, в тропиках;
- плауны — в хвойных и смешанных лесах, во влажных местах;
- хвощи — на лугах, полях, болотах, по берегам, часто на кислых почвах.
3. Что такое вайи?
Вайи — это крупные, часто сильно рассечённые листья папоротников. Молодые вайи закручены «улиткой». На нижней стороне зрелых вай образуются спорангии со спорами.
4. Что такое заросток?
Заросток — это гаметофит, половое поколение. Он вырастает из споры, имеет маленькие размеры и образует мужские и женские половые клетки. У папоротников заросток часто выглядит как зелёная сердцевидная пластинка.
5. Как происходит размножение?
Общая схема:
взрослое растение-спорофит (\(2n\)) → спорангии → мейоз → споры (\(n\)) → заросток (\(n\)) → гаметы → оплодотворение в воде → зигота (\(2n\)) → молодой спорофит.
То есть:
- бесполое размножение — спорами; ещё возможно вегетативное: корневищами, клубеньками у хвощей, выводковыми почками у некоторых папоротников;
- половое — слиянием гамет на заростке; без воды оплодотворение невозможно.
Спорангии располагаются:
- у папоротников — на нижней стороне вай;
- у хвощей — в спороносных колосках весенних побегов;
- у плаунов — в колосках на верхушках побегов.
6. Какими жизненными формами представлены папоротниковидные?
В умеренном поясе — в основном многолетние травянистые растения: щитовник мужской, орляк, кочедыжник. В тропиках есть древовидные папоротники, например циатея. Есть также эпифиты (асплениум гнездовой), лианы и водные формы (сальвиния, азолла).
7. Значение в природе и для человека.
В природе: они создают органическое вещество, служат пищей и укрытием для животных, участвуют в почвообразовании и круговороте веществ. Древние папоротникообразные дали залежи каменного угля.
Для человека: каменный уголь — топливо и сырьё; некоторые папоротники декоративны; хвощ и плаун используются как лекарственные растения; споры плауна раньше применяли как порошок в медицине и технике. Некоторые виды — сорняки, например хвощ полевой; многие растения ядовиты.
«Подумайте!»
У мхов нет настоящих корней, проводящая система развита слабо, а преобладает гаметофит. У папоротников преобладает спорофит, есть придаточные корни, корневище, крупные листья, хорошо развитые проводящие и механические ткани. Поэтому папоротники крупнее и лучше снабжаются водой и минеральными веществами. Но для полового размножения им всё равно нужна вода.
Проверь себя: если ты можешь назвать органы папоротника, объяснить, зачем для оплодотворения нужна вода, и различить спору и гамету — главный принцип ты понял.