Папоротникообразные - признаки группы, строение и классификация

Папоротникообразные растения. Признаки, строение, классификация и значение

Папоротникообразные – это группа споровых растений, которые обладают проводящими тканями (сосудистыми пучками). Предполагают, что зародились они более 400 млн. лет назад, еще в палеозойский период.

Предками считают ринофитов, но папоротникообразные растения в процессе эволюции приобрели более сложную систему строения (появились листья, корневая система).

Признаки папоротникообразных

Для папоротникообразных характерны следующие признаки:

Разнообразие форм, жизненных циклов, системы строения. Насчитывается три сотни родов и примерно 10 тыс. видов растений (самые многочисленные из споровых).

Высокая устойчивость к переменам климата, влажности, образование огромного количества спор – причины, которые привели к расселению папоротникообразных по всей планете. Встречаются в нижних ярусах леса, на скалистой поверхности, возле болот, рек, озер, разрастаются на стенах заброшенных домов и в сельской местности. Самые благоприятные условия для папоротниковых растений – это наличие влаги и тепла, поэтому наибольшее разнообразие можно встретить в тропиках и субтропиках.

Всем папоротникообразным для оплодотворения нужна вода. Они проходят два периода в жизненном цикле:

Продолжительный бесполовой (спорофит);
короткий половой (гаметофит).

Когда спора попадает на влажную поверхность, сразу активируется процесс прорастания, наступает половая фаза. Гаметофит крепится к земле с помощью ризоидов (образования похожие на корни, нужны для питания и прикрепления к субстрату) и начинает самостоятельный рост. Новообразовавшееся росток формирует мужские и женские половые органы (антеридии, архегонии), в них идет образование гамет (сперматозоидов и яйцеклеток), которые сливаются и дают жизнь новому растению.

Во время раскрытия спорангии (место созревания споровых клеток) высыпается множество спор, но выживает только их часть, ведь для дальнейшего роста нужна влажная среда и теневая местность.

Вьющиеся по земле папоротники могут размножаться вегетативно, листья, соприкасаясь с почвой, при достаточной влажности дают новые ростки.

Папоротникообразные растения

Стебли папоротниковых имеют множество разнообразных форм, но уступают по размерам листве. Когда стебель на верхушке несет листья, его называют стволом, он снабжен ветвящимся корнем, который придает устойчивости древовидным папоротникам. Вьющиеся стебли называют корневищем, могут простилаться на значительные расстояния.

Папоротники никогда не цветут. В давние времена, когда люди не знали о споровом размножении, существовали легенды о цветке папоротника, который обладал магическими свойствами, кто найдет его, тот обретет неведомую силу.

Прогрессивные черты в строении папоротникообразных

Появились корни, они придаточные, то есть первоначальный корень в дальнейшем не функционирует. Заменяется на корни, проросшие из стебля.

Листья еще не имеют типичного строения, это совокупность ветвей расположенных в одной плоскости под названием вайя. В них находится хлорофилл, за счет которого происходит фотосинтез. Вайи также служат для размножения, на обратной стороне листа находятся спорангии, после их дозревания, происходит раскрытие и высыпание спор.

Взрослые папоротникообразные – диплоидные организмы.

Классификация Папоротникообразных по классам

Настоящие папоротники – самый многочисленный класс. Представитель щитовник мужской – многолетнее растение, достигает высоты до 1 м. Корневище толстое, короткое, укрыто чешуйками, на нем расположены листья. Растет на влажной почве в смешанных и хвойных лесах. Орляк обыкновенный обитает в сосновых лесах, достигает больших размеров. Быстро размножается, хорошо приживается, поэтому может занимать значительные территории, если использовать его в парках или садах.

Щитовник мужской

Хвощевидные – травянистые папоротники, растут от нескольких сантиметров до 12 метров (хвощ гигантский), при этом диаметр стебля около 3см, поэтому чтобы развиваться их необходимо использовать другие деревья как опору. Листва видоизменена до чешуй, стебель равномерно разделен узелками на междуузелковые участки. Корневая система представлена придаточными корнями, в почве также находится часть корневища, которое может формировать клубни (органы вегетативного размножения).

Мараттиевые – относятся к древним видам растений, которые населяли нашу планету в Каменноугольный период. Присутствует стебель, до середины погруженный в почву, корни придаточные. Сейчас они постепенно отмирают, встречаются только в тропических поясах. Обладают огромными двухъярусными листьями, до 6 метров длиной.

Ужовниковые – наземные травянистые растения до 20см в высоту (есть исключения, которые достигают 1,5м длинны). Представители имеют толстый корень, не дающий ответвлений. Корневище, например, у гроздовника полулунного короткое, не разветвляется, а у червеколосника — вьющееся, распространяется по земле.

Гроздовник полулунный

Сальвиниевые – водные папоротниковые растения (населяют водоемы Африки, южной Европы), которые имеют корень для крепления к сильно увлажненной почве. Они разноспоровые, отдельно развиваются мужские и женские гаметофиты. После дозревания взрослая особь отмирает, а сорусы опускаются на дно, из которых весной выйдут споры и поднимутся с глубины на поверхность воды, где происходит оплодотворение. Используются, как растения для аквариумов.

Сальвиниевые

Значение папоротникообразных растений

Остатки папоротников дали залежи полезных ископаемых: каменного угля, который широко используется в промышленности (как топливо, химическое сырье). Некоторые виды вносят как удобрение.

Применяются для изготовления лекарственных препаратов (антипаразитарных, противовоспалительных). Споры входят в состав оболочек капсул.

Папоротники — это еда и дом для низших животных. Выделяют кислород в процессе фотосинтеза.

Красота растений привлекает ландшафтных дизайнеров, поэтому их выращивают как декорации. Некоторые виды можно использовать в пищу (листву орляка).

Виды папоротников: описание каждого вида, особенности, выращивание и уход

Папоротники представляют собой многочисленную группу архегониальных споровых растений, относящихся к отделу Polypodiophyta. Они распространены практически по всему земному шару, охватывая множество экологических зон обитания, предпочитая тенистые места с высокой влажностью. Большая часть видов (2/3) произрастает в тропических лесах Азии, Австралии и Южной Америки. Здесь можно наблюдать наибольшее количество морфологических и экологических разновидностей папоротников.

Polypodiophyta – крупнейшая группа споровых растений. В настоящий момент таксон насчитывает 300 родов и 12 тысяч видов папоротников. Среди них встречаются как травянистые, так и древесные формы.

Биологическая характеристика

Папоротники – многолетние сосудистые растения, для которых характерно преобладание в жизненном цикле листостебельного спорофита. Гаметофит достаточно примитивен и служит только для осуществления одной из стадий размножения.

Папоротники имеют все типичные вегетативные органы (стебель, корень и лист), однако у некоторых представителей надземный стебель отсутствует. Растения этой группы имеют 2 жизненные формы: травянистую (характерна для большинства видов) и древесную. Последняя встречается только в тропических лесах. Такие разновидности папоротников имеют развитый наземный стебель высотой до 25 метров. Отсутствие этого вегетативного органа характерно для некоторых видов умеренно-континентальной флоры.

По экологическим характеристикам биологические виды папоротников и названия их культурных сортов подразделяют на три группы:

Папоротники являются споровыми растениями, а не покрытосемянными. Поэтому у них никогда не бывает цветения.

Анатомо-морфологические особенности

Стебель папоротников имеет сложное анатомическое строение, в основе которого лежат первичные проводящие ткани, представленные в виде пучков закрытого типа. Вторичное камбиальное утолщение у этих растений отсутствует. Проводящие пучки располагаются в центре и состоят из трахеид ксилемы, окруженных сифоностелью (так называется флоэма из ситовидных клеток, имеющих ситечки на продольных стенках).

Наиболее узнаваемая часть любого папоротника – лист. На фото его всегда можно узнать по характерному расчленению пластинки вне зависимости от вида растения. Этот вегетативный орган является главным декоративным признаком папоротниковидных, выращиваемых в культуре.

Для представителей отдела Polypodiophyta характерно явление макрофиллии (крупнолистности). Поэтому их листья иначе называют вайями. В зависимости от вида папоротника его длина варьируется от 2-4 мм (у эпифитов) до 6 метров у древовидных растений. Листовые пластинки очень разнообразны по форме и расчлененности, но наиболее часто встречаются дважды- и триждыперистосложные.

Классификация

В классификации Polypodiophyta большую роль играют морфологические признаки. Поэтому названия видов папопротников по фото можно определить, визуально оценив строение вайя (размер и форму пластинки, характер рассечения, цвет) и стебля (если он имеется).

В отделе выделяют 3 основных класса: Ужовниковые (Ophioglossopsida), Марратиопсиды (Marratiopsida) и Полиподиопсиды (Polypodiopsida). Последняя таксономическая группа включает наибольшее количество видов, среди которых есть как разноспоровые, так и равноспоровые.

Декоративные папоротники

В настоящее время существует огромное множество сортов и видов папоротников, выращиваемых в декоративных целях. Экзотическая форма листьев этих растений послужила причиной их эффективного использования в ландшафтном дизайне.

Папоротники обладают множеством полезных декоративных свойств, включая неприхотливость и способность спокойно переносить полутень. В зависимости от сферы применения эти растения условно подразделяются на 3 группы:

комнатные (или домашние) – служат украшением помещений, выращиваются в посадочных емкостях;
садовые – высаживаются в открытый грунт;
водные.

На фото виды домашних папоротников выглядят гораздо экзотичней, чем садовые, из-за того, что для выращивания в помещении наиболее часто выбирают экземпляры, естественно обитающие в тропических регионах. В садах же проще высаживать местные виды, лучше приспособленные к умеренным климатическим условиям.

Папоротники великолепно подходят для использования в ландшафтном дизайне, особенно при создании так называемых естественных садов, по внешнему виду напоминающих природные сообщества. Так как эти растения влаголюбивы, их можно высаживать возле водоемов и применять для декорирования заболоченных участков.

Аборигенные виды папоротников, естественно произрастающие в экологических условиях, аналогичных таковым на садовом участке, отличаются высокой степенью устойчивости и неприхотливости. На территории России такими свойствами обладают представители Polypodiophyta, растущие в умеренном климате. Такие папоротники легко размножать и выращивать. Однако большая часть декоративных экземпляров относится к тропическим видам, которые тем не менее хорошо прижились в местных садах.

Папоротники можно использовать при создании различных композиций, поскольку ажурная листва вайя прекрасно сочетается с ярко цветущими покрытосеменными и луковыми. Также имеется группа скальных видов, которые гармонично сочетаются с камнями и потому подходят для высадки в рокариях. Еще одно уникальное свойство садовых папоротников заключается в том, что они способствуют остановке роста сорняков.

Особую группу составляют так называемые аквариумные виды папоротников, которые высаживают на дно стеклянных емкостей с рыбками. Эти растения прекрасно приживаются в водной среде. К распространенным папоротникам такого типа относят:

цератоптерис;
таиландский филипинс;
крыловидный и индийский водяной папоротники;
марсилия.

Аквариумные папоротники быстро разрастаются и самостоятельно размножаются в водной среде. Они отлично подходят в качестве украшения искусственного дома для рыб.

Названия

Среди 12 тысяч представителей Polypodiophyta лишь незначительная часть пригодна для выращивания в комнатных условиях. При этом, в отличие от садовых разновидностей, большинство домашних видов папоротников в естественных условиях произрастают в тропиках, а не в умеренных зонах. Поэтому залогом успешного ухода за этими растениями являются обеспечение высокой влажности и исключение низких температур. Исключение составляют обитатели горной местности, способные спокойно переносить +10 градусов.

В группу известных названий комнатных видов папоротников входят:

Адиантум.
Циртомиум.
Птерис.
Нефролепсис.
Асплениум.
Пеллея.

Названия и фото комнатных видов папоротников будут представлены в статье ниже. Перечисленные выше сорта отличаются хорошей устойчивостью и при должном уходе отлично переносят квартирные условия даже в период отопительного сезона. Опытные цветоводы легко распознают по фото названия видов папоротников из этой группы. Однако, кроме этих растений, есть множество менее распространенных, но очень красивых экзотических вариантов и сортов.

Ниже будут приведены краткие характеристики, названия и фото комнатных видов папоротников, наиболее часто используемых для украшения домашних и офисных помещений.

Адиантум

Адиантум (лат. Adiantum) – род очень красивых курчавых папоротников с перистосложными веерообразными вайями, сегменты которых имеют обратнояйцевидную, трапециевидную или клиновидную форму. Группа насчитывает около 200 видов, ареал обитания которых включает юг Африки, субтропическую область Европы, Китая и Индии, а также горную часть Азии.

Папоротники этого рода считаются самыми неприхотливыми в домашнем выращивании. Самый распространенный декоративный вид получил название верен волос (лат. Adiantum capillus-veneris). В России встречается еще и адиантум стоповидный (Adiantum pedatum).

Асплениум

Род асплениум (лат. Asplenium) представляет собой группу эпифитных папоротников, естественно обитающих в тропической зоне Африки, Австралии, Новой Зеландии и Северной Индии. Среди представителей этого таксона есть растения как с перисторассеченными, так и с цельными листьями, форма которых может быть различна. У комнатных экземпляров вайи крупные и собраны в розетку.

В декоративном цветоводстве выращиваются многие виды, среди которых наиболее распостранены:

Асплениум гнездовидный – имеет цельные кожистые листья до 75 см длиной.
Асплениум живородящий – папоротник с дуговиднообразными расчлененными вайями длиной 40-60 см.
Асплениум луковиценосный – листопадное растение с шестидесятисантиметровыми перисто-рассеченными вайями продолговато-треугольной формы.

Адиантумы довольно неприхотливы в выращивании, если соблюдать правила ухода.

Циртомиум

Из десяти представителей этого рода только один выращивается в домашних условиях – циртомиум серповидный (лат. Cyrtomium falcatum), который представляет собой многолетник тропического и субтропического происхождения. Тем не менее относительно других папоротников это растение холодоустойчиво.

Циртомиум имеет кожистые перисторассеченные вайи 35-50 см длиной с саблевидными, чуть загнутыми вверх сегментами. В декоративном цветоводстве популярна разновидность Rochfordianum, у которой края листочков пильчатые.

Птерис

Птерис (лат. Pteris) – род, объединяющий 250 видов тропических и субтропических папоротников с изящными листьями, среди которых встречаются как однотонно-зеленые, так и пестрые.

В домашнем выращивании популярны следующие виды:

Птерис критский.
Птерис длиннолистный.
Птерис мечелистный.
Птерис дрожащий.

Все эти влаголюбивые папоротники неприхотливы в выращивании и требовательны только к режиму полива.

Нефролепсис

Род нефролепсис (лат. Nephrolepis) насчитывает 40 эпифитов и наземных форм, произрастающих в тропиках Америки, Африки, Юго-Восточной Азии и Австралии. Эти папоротники имеют классические перистосложные листья, которые могут вырасти до 3 и более метров. Нефролепсис считается самым выносливым представителем декоративных папоротников. К тому же он очень прост в размножении, поскольку образует горизонтальные побеги-усы, напоминающие землянику.

Существует 2 варианта выращивания нефролепсиса:

в горшке;
в подвесной вазе (ампельное растение).

В настоящее время стало популярным выращивание нефролепсиса в зимних садах.

Пеллея

Среди представителей рода пеллея (лат. Pellaea) есть не только обитатели тропиков и субтропиков, но и “жители” умеренных областей. За особую форму листьев эти растения прозвали “кнопочными папоротниками”.

В отличие от большинства своих сородичей, пеллея предпочитает сухой воздух, что избавляет от необходимости искусственно увлажнять комнатный воздух. Тем не менее это растение считается одним из самых капризных видов папоротников, из-за чего сравнительно мало распространено в декоративном цветоводстве.

Самый распространенный комнатный вид – пеллея круглолистная (лат. Pellaea rotundifolia). У этого папоротника отсутствует стебель (вайи растут прямо из корневища). Листья кожистые, темно-зеленые, перисторассеченные, с овальными дольками.

Садовые папоротники

Садовые папоротники – компактные ажурные растения, не требующие специальных манипуляций для придания им эстетичной формы (обрезки и др.). Виды с зелеными листьями имеют яркий насыщенный цвет, который непременно освежит гамму любого участка. При помощи папоротников можно создать пышные диковинные заросли, которые придадут растительному дизайну нотки экзотики.

Среди садовых видов папоротников наиболее распространены:

кочедыжники;
щитовники;
адинтумы;
многорядники;
осмунды;
страусники;
вудсии;
голучники;
листовики.

Среди них можно выделить 4 представителя, наиболее часто используемые в садах на территории России. Ниже будут представлены названия и фото видов папоротников этой группы, а также их краткие характеристики.

Кочедыжник женский

Кочедыжник женский (лат. Athyrium filix-femina) – папоротник, широко распространенный в умеренной зоне Северного полушария. Ареал обитания этого растения охватывает лесные зоны Евразии и Северной Америки.

Кочедыжник женский имеет изящные ажурные листья светло-зеленого цвета, на нижней стороне которых располагаются прикрытые бахромчатым покрывалом спорангии. Этот папоротник вырастает до 1-1,2 метра и может сохранять жизнеспособность без пересадки в течение 10 лет.

Папоротник мужской

Щитовник мужской, иначе называемый мужским папоротником (лат. Dryopteris filix-mas), характеризуется грубыми темно-зелеными, кожистыми, блестящими на солнце листьями и вырастает до 1,1 метра. Название вид получил из-за напоминающих щиты почкообразных покрывальцев, защищающих спороносные органы.

Dryopteris filix-mas широко распространен на территории Европы, Сибири и Северной Америки. В декоративном садоводстве имеются две формы этого вида: Crispa и Furcata, имеющие оригинальную форму листьев.

Орляк обыкновенный

Орляк обыкновенный (лат. Pteridium aquilinum) – крупный шестидесятисантиметровый многолетник со стройными светло-зелеными вайями, в естественных условиях обитающий в умеренной климатической зоне Северного полушария и Южной Америки. В природе может вырасти до полутора метров.

Плотные, имеющие дельтовидную форму листья орляка растут почти горизонтально, образуя с черешками практически прямой угол. Этот вид способен расти на сухом неплодородном грунте.

Страусовое перо

Страусовое перо (иначе – страусник обыкновенный) – красивый крупный (до 1,5 м) многолетний папоротник, очень легкий для выращивания в культуре и популярный в ландшафтном озеленении. Его ланцетные дважды-перистосложные листья по форме напоминают перья страуса, что и стало причиной такого названия. Научное наименование этого папоротника – Matteucia struthiopteris.

Страусник способен расти не только в полутени, но и на солнце. К типам почв не требователен, но не переносит сухой грунт.

Особенности выращивания и ухода за комнатными и садовыми папоротниками

При выращивании садовых папоротников необходимо учитывать 4 основных фактора:

влажность почвы;
“тяжесть” грунта (почвы должны быть легкими);
заветрие;
условия полутени.

Это означает, что растение не следует сажать под прямыми солнечными лучами или оставлять незащищенным от ветра, перед которым очень уязвимы нежные и хрупкие вайи. Так как папоротники – влаголюбивые растение, нельзя допускать пересушивания почвы, однако избыточный полив, приводящий к застою воды в грунте, также вреден. Еще одно желательное условие – достаточная влажность воздуха, которая обычно присутствует под пологом лесов.

Агротехнический режим обязательно должен учитывать особенности конкретных видов, выращиваемых на участке, поскольку разные папоротники предъявляют неодинаковые требования к влажности, освещенности и температуре.

По сравнению с домашними видами, садовые папоротники неприхотливы. Они практически не нуждаются в подкормках, а некоторые виды даже устойчивы к низким температурам и могут переживать зимний период в открытом грунте.

Иное дело обстоит с экземплярами, использующимися для украшения помещений. Так как комнатные папоротники выращиваются в особых условиях (низкая влажность воздуха, отличная от уличной температура и др.) и в большинстве своем являются обитателями тропиков и субтропиков, уход имеет специфический характер.

Основная задача заключается в поддержании достаточной влажности воздуха путем орошения и помещения посадочной емкости рядом с искусственным водоемом (например, аквариумом). Растение размещают таким образом, чтобы избежать сквозняков и попадания прямых солнечных лучей.

К почве следует подойти более требовательно (в основном используются слабокислые смеси из земли, торфа и речного песка). Состав субстрата подбирается индивидуально, в зависимости от вида. Периодически комнатные папоротники нуждаются в подкормке и пересадке.

Для лучшей адаптации покупать растения рекомендуется в весенний период.

Размножение

Выращиваемый в саду или в помещении папоротник можно размножить четырьмя способами:

при помощи спор;
разделением куста;
усами корневищ;
выводковыми почками.

Для размножения спорами необходимо срезать лист, имеющий на нижней стороне бугорки, и просушить в пакете из бумаги. Высев производится в середине зимы в емкость, содержащую субстрат из торфа, листовой земли и песка в соотношении 2:1:1. При этом споры просто высыпаются на поверхность, после чего увлажняются при помощи пульверизатора и накрываются пленкой из полиэтилена или слоем земли.

Когда происходит прорастание (примерно на второй месяц), покрытие убирают для обеспечения похожим на мох молодым побегам доступа к кислороду. Когда папоротники принимают характерный для них вид, растения рассаживаются по отдельным емкостям. Последние должны быть небольшого размера (диаметр – 10 см, высота – 7 см). Весной можно осуществить пересадку в открытый грунт.

Второй способ идеально подходит для видов с длинным корневищем (орляк, страусник и др.). Суть метода заключается в выкапывании растения и разделении его на две части, которые помещаются в грунт соответственно с правилами посадки папоротников. Эту процедуру лучше всего производить в весенний период.

Для размножения выводковыми почками последние отсоединяют от листа и помещают на подстилку из влажного торфяного мха, накрыв стеклом или пленкой для создания тепличного эффекта. Пересадку в открытый грунт можно осуществлять через 3 недели.

Папоротникообразные растения: описание жизненного цикла разных видов, их роль в хозяйстве

Папоротникообразные растения — это самый древний и многочисленный вид флоры на планете. Человечеству известно наиболее 10 000 разновидностей папоротников. Они распространены повсюду. Каждый представитель имеет свою форму , размер, характерное строение и способ размножения .

Раньше папоротники были огромными и древовидными. В современном мире эти растения стали комнатными и небольшими. Они приспосабливаются к любым условиям, некоторые имеют очень красивую форму.

Общая характеристика группы

Папоротник — это род споровых растений, который относится к отделу сосудистых представителей флоры и насчитывает 48 семейств, 578 родов и 10620 сортов. Они предпочитают влажные, холодные и заболоченные места. Большинство растений произрастают в тропических лесах. Некоторые из них имеют большие размеры и похожи на пальмы, которые достигают в высоту 16 метров, а листья у них длиной до 4 метров.

Места распространения папоротниковидных растений:

лес,
болотистая местность,
стволы и ветви деревьев,
водная среда,
горные ущелья,
стены домов,
пустыни,
обочины проселочных дорог,
сельскохозяйственные угодья.

Папоротник является очень древней формой жизни, из его многолетних отложений образуется уголь. По форме растение похоже на зеленый побег с перистыми листьями.

Ученые считают, что папоротниковидные произошли от плаунов, но существует мнение что последние, а также мхи, хвощи появились от псилофитов.

С древних времен существует миф про цветок папоротника . Если на праздник Ивана Купала человек увидит цветущее растение, то найдет на этом месте клад или узнает как разбогатеть. Тем не менее это всего лишь легенда, ведь на самом деле стадии цветения у папоротника не существует.

Особенности строения

Папоротник — это многолетнее растение, которое может быть и кустом , и травой.

Структуру имеет следующую:

корни,
побеги,
черешки,
листовые пластины.

У растения нет настоящих листьев , имеются лишь ветки, которые растут в одной плоскости. Они называются вайи (предпобеги). Глядя на них, тяжело различить, где заканчивается стебель и образуются лист. Вайи выполняют две функции: спорообразования и фотосинтеза.

Все корни у растения придаточные. Первичный стержень не развивается, а вместо него образуется корень из стебля, реже из листа. Побеги разнообразны по внешнему и внутреннему строению. Ползучие стебли имеют название корневище. Они могут быть короткими и длинными. Стебель состоит из эпидермиса, проводящей и механической ткани. От корневища вверх сразу растут листья.

Папоротник размножается спорами. Последние образуются на нижней стороне листьев в спорангиях.

В природе очень много разновидностей папоротников, которые делятся на древние и современные.

Выделяют 4 основных класса:

Псилотовидные.
Хвощевидные.
Мараттиевые.
Настоящие папоротники.

Класс псилотовидные

Они растут на стволах деревьев, в скалах, на земле с большой концентрацией органических веществ. У псилотовидных практически отсутствует корень.

Этот класс высших растений имеет два рода:

Псилотовые. Состоят из прямостоячих ветвистых стеблей, которые растут из корневища. В состав проводящей ткани входят флоэма и ксилема, которые транспортируют полезные вещества по растению. У них нет листовой пластины, а только листовидные зачатки. Фотосинтез происходит в стебле.
Ужовниковые. Имеют один лист, который делится на споровую и верхнюю часть. У них уже есть зачатки камбия и проводящая система.

Класс хвощевидные

Хвощ — это сосудистое растение, которое распространено в Евразии и Северной Америке. Свое название оно получило из-за сходства с хвостом лошади. Растет всегда наподобие травы.

Самые известные представители хвоща:

гигантский,
зимующий,
Шаффнера.

Побеги у хвоща состоят из узлов и междоузлий, которые правильно и пропорционально чередуются между собой. В узлах находятся: почка с чешуйками, которая заменяет листья, а также боковые ветви. За фотосинтез и передачу питательных веществ отвечают стебли. У хвоща есть корневище и придаточные корни.

Класс мараттиевые

Мараттиевые — это древние высшие папоротниковидные, которые появились в период нижнего карбона. Распространены в тропических лесах, отдельные формы выращивают в оранжереях.

Корни у мараттиевых придаточные, а в древних формах вокруг ствола образовывалась мантия из корней. Вайи вырастают у них длиной до 6 метров и располагаются в два ряда. Молодые листья похожи на улитки.

Класс настоящие папоротники

Это самый многочисленный класс папоротниковидных. Он имеет такие семейства: чистоустовые, гименофилловые, сальвиниевые и многоножковые. Настоящие папоротники распространены повсеместно.

Сальвиниевые — это водные папоротники, они могут жить на поверхности водоемов, так и на дне. Растут в водах Азии, Африки, на юге Европы, а также их выращивают для аквариумов. Сальвиния похожа на клевер, отдельные разновидности даже съедобны.

Индийский папоротник является водным растением и культивируется для аквариумов. Он приспосабливается к любой среде и разрастается в форме пышного куста. Растение меняет свой цвет в зависимости от концентрации минеральных компонентов в воде. Меняются цвета от бледно-зеленого до темно-зеленого. Главная его функция — очистка воды от вредных веществ.

Многоножковые — самый многочисленный род.

Пузырник. Ядовитое растение, встречается на склонах гор Евразии. Имеет тонкие длинные листья, которые собраны в пучок. Существуют такие формы: луковиценосный и ломкий.
Страусник. Распространен в лесах, на берегу водоемов. Является одним из самых красивых папоротников, может в высоту достигать полтора метра. Листья страусника похожи на перья одноименной птицы, поэтому его так назвали. Он любит теплую погоду и отмирают осенью. Молодой отросток имеет форму кулачка, который постепенно разворачивается.
Щитовник. Произрастает в лесах, на горах и возвышенностях. Вырастает в длину до полутора метров, имеет массивное корневище, перистые листья из которых получается розетка в форме чаши. На нижней стороне листовой пластины находятся споры, они закрыты щитовидными чешуйками. Поэтому их назвали щитовником. Выделяют три вида щитовника: мужской, австрийский, Линнея.
Кочедыжник. Растет в лесах России, оврагах, равнинах, торфяниках. Представляют собой большие растения с перистыми вайями и коротким корневищем. Растет в виде красивого куста высотой до метра. Образует кочки на болотах, поэтому его так и называют. Выделяют кочедыжник женский и китайский-красноватый.
Орляк обыкновенный. Распространен повсеместно: в тундре, на пустошах и в лесах. Папоротник имеет ветвистое корневище, крупные листовые пластины в высоту до полутора метра. Способен очень быстро разрастаться, поэтому его тяжело бывает искоренить. Обладает противоглистным свойством, имеет специфический аромат.
Асплениум. Папоротник с ажурными перистыми вайями. Растет на стенах каменных сооружений, в трещинах камней. Различают сорта: асплениум постенный, северный, волосовидный.
Вудсия. Растение с тонкими пушистыми листовыми пластинами и коротким корневищем. Средой обитания вудсии являются берега водоемов, леса и каменистая местность. Сорта: вудсия эльбская и многорядниковая.
Осмунда. Встречается в Северной Америке и Восточной Азии. Растение с длинными блестящими светло-зелеными листьями и коротким корневищем. Различают осмунду азиатскую, Клейтона, королевскую.
Многорядник. Имеет такое название потому, что его листья расположены в несколько рядов. Распространен в лесах Северной Америки, Европы и Азии. Представляет собой растение с тугими темно-зелеными листьями и толстым корневищем. Бывает многорядник Брауна, трехраздельный, щетинковый.
Скребница. Р астет на светлых и сухих горных вершинах, в трещинах камней и известняковых утесах. Вайи перистые и кожистые с надрезанными верхушками, снизу расположены бурые чешуйки.
Оноклея. Имеет светло-зеленые блестящие листья и длинное ветвистое корневище. Распространен в заболоченной местности Азии и Северной Америки.
Телиптерис. Его можно увидеть в лесах Северного полушария. Растение низкорослое и ползучее. Листочки желтовато-зеленые и тонкие, перистой формы.

Большое разнообразие папоротниковидных в дикой природе позволило ученым проследить эволюцию развития растений на Земле и понять их главное значение.

Комнатные папоротники

Существуют папоротники, специально выведенные селекционерами для выращивания дома.

Виды комнатных растений:

Платицериум. Напоминает своими листьями рога оленя, которые торчат в разные стороны, а середина похожа на кочан капусты.
Многоножка. Е го корневище ползучее, а листья рассечено-перистые.
Нефролепис. Самое популярное комнатное растение, имеет ажурные красивые листочки, которые образуют живописную розетку.
Дербянка. Очень похожа на пальму, состоит из крупных и жестких листовых пластин.
Даваллия. Выделяется своим рыжим и мохнатым корневищем, которое расползается за пределы горшка.
Диксония. Древовидный папоротник, который сажают сначала в горшок, а в дальнейшем по мере вырастания высаживают в открытый грунт, так как вырастает он до 6 метров в высоту.
Асплениум. Имеет волнообразные кончики листовой пластины, неприхотлив и нуждается в незначительном уходе.

За домашними папоротниками легко ухаживать, потому что они хорошо приспосабливаются к окружающей среде. Эти растения смотрятся красиво и оригинально в любом интерьере.

Жизненный цикл

Каждое растение на Земле имеет свой жизненный цикл. У папоротника он состоит из чередования поколений — спорового и полового. Задача растения — достигнуть созревания и дать новую жизнь последующим поколениям.

Бесполое (споровое) поколение представлено лиственным растением, которое образует споры. Последние собраны в кучки — сорусы, которые находятся на нижней стороне листовой пластины.

Споры, попадая в благоприятную среду, дают начало новому заростку, который является половым поколением растения — гаметофитом. Жизненный цикл папоротниковидных замкнутый.

Фазы жизни папоротника имеют такой порядок:

Взрослое растение.
Споры.
Заросток.
Половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки.
Зигота.
Зародыш.
Новое растение.

Взрослое растение, вырастая, повторяет эту схему для зарождения будущего поколения.

Дыхание

Умение всасывать из воздуха кислород и выделять углекислый газ именуется процессом дыхания у растений. Данное условие необходимо им для существования. Кислород, который впитал папоротник, взаимодействует с его органической материей, в результате выделяются углекислый газ и вода.

Дышит папоротник днем и ночью. Эта функция ему необходима для получения жизненной энергии.

Питание

Питательные вещества папоротники получают через корни и листья. С помощью первых растение всасывает из почвы минеральные соли и воду. Для питания растений нужны такие микроэлементы как фосфор, калий, углерод, азот, железо, магний, сера, водород, цинк, медь, марганец и другие.

Через листья проходит другой процесс питания — фотосинтез. Из воздуха листочки забирают углекислый газ, который с помощью солнечного света преобразуют в органические вещества, так необходимые для жизни растения.

В процессе фотосинтеза папоротник получает крахмал и сахар, которые распределяются по всем органам.

Размножение папоротников

У взрослого сформированного папоротника на нижней стороне листа созревают споры в капсуле. Затем капсулы лопаются, и споры осыпаются в почву. Ветер подхватывает их и разносит в разные стороны.

Спора прорастает и образуется заросток с гаметами, который внешне схож с сердечком. Заросток прикрепляется к поверхности земли с помощью нитей — ризоидов. В нем появляются мужские и женские половые органы — антеридии и архегонии, в которых образуются сперматозоиды и яйцеклетки.

Вода стекает по листу и задерживается в середине заростка, сперматозоид с водой подплывает к яйцеклетке и соединяется с ней, образуя зиготу. Из нее развивается зародыш нового растения.

Эволюция видов

В науке считается, что папоротникообразные появились на земле более 480-360 миллионов лет назад в период среднего девона. Их численность и разнообразие просто поражают. Папоротники начинают разрастаться, появляются древовидные формы. Более сложная структура позволяет этим видам адаптироваться к жизни на суше и придает им необходимую для дальнейшего роста жесткость.

В результате значительного накопления остатков этих растений стали появляться залежи торфа, который со временем преобразовался в каменный уголь. В последующие столетия появились благоприятные условия и влажная среда для разрастания папоротниковидных.

Археологи часто находят в залежах угля на поверхности этой породы рисунки листьев папоротников и отмечают появление новых форм флоры.

В каменноугольный период, 360 млн. лет назад, доминировали хвощи. Из их окаменевших останков образовалась большая часть угля. Затем они постепенно были вытеснены другими видами.

Папоротники нашего времени растут в богатых влагой тропических лесах. Встречаются травянистые и древовидные растения, а также лианы, которые схожи по размерам с древними папоротниками.

Биологическое значение

Папоротники выделяют кислород, принимают участие в круговороте веществ и энергии на Земле. Их заросли являются пищей и местом обитания для беспозвоночных животных. Эти растения входят в состав природных сообществ и взаимодействуют друг с другом.

Папоротники имеют широкое применение:

Служат пищей. Съедобной разновидностью является орляк, молодые закрученные вайи которого собирают, сушат, консервируют, солят, жарят, в измельченном виде добавляют в приправы и выпечку. Жители Восточной Азии из корневищ получают крахмал.
Используются в медицине. Костенец имеет противовирусные и антибактериальные свойства, является спазмолитиком и способствует отходу слизи из дыхательных путей. Адиантум стоповидный используют при кашле и боли в желудке. Орляк применяют при болезнях суставов, простатите, золотухе и кашле. Из многоножки производят эфирное масло, она имеет потогонный, отхаркивающий, слабительный, желчегонный эффект.
В сельском хозяйстве. Азоллу используют для удобрения почвы, она обогащает землю азотом. Корневища вудвардии применяют для торфообразования.
Участвуют в образовании каменного угля. Он формируется из отмерших древовидных папоротников и является хорошим топливом, из него производят: лаки, пластмассу, краску, духи, горючий газ.
В качестве комнатных растений. Декоративные папоротники используются для украшения жилья, аквариумов и водоемов (адиантум, нефролепис, сальвиния, марсилия).

В современном мире некоторые типы папоротников находятся на грани вымирания. Если исчезнет хотя бы один вид, это приведет к нарушению природного баланса на Земле. Для того, чтобы этого не случилось, растения обязательно нужно беречь и охранять.

Видео

В этом видео рассказывается о папоротникообразных, их значении и применении.

Отдел Папоротникообразные

ГОСТ

Общая характеристика папоротникообразных

Папоротникообразные (Polipodiophita) — это отдел высших споровых растений, насчитывающий более 10 тыс. видов. Они встречаются в пустынях, сухих сосновых лесах, на болотах, озёрах, в солёных водоёмах.

Среди ископаемых папоротникообразных были большие деревья, кустарники и травянистые растения.

Папоротникообразные, как и другие высшие растения, характеризуются чередованием поколений. В цикле развития доминирует спорофит — в основном многолетнее травянистое или деревянистое растение со стеблем, листками и придаточными корнями. Листья, которые часто называют вайями, перистые, реже простые или пальчатые, длиной от 2-4 мм до 30 м.

Среди представителей отдела есть и крохотные растения длиной всего несколько миллиметров, и тропические древовидные гиганты высотой 25-30 м. В горных лесах преобладают лиановидные папоротники и эпифиты, которые растут на стволах и ветвях деревьев.

Для представителей папоротникообразных характерны несколько особенностей:

в жизненном цикле преобладает фаза диплоидного спорофита (спорофит — типично сухопутное растение);
спорангии размещены на нижней стороне листовой пластинки в сорусах;
гаметофит приспособлен к проживанию в условиях чрезмерной влажности.

Бесполое размножение осуществляется спорами.

Современные папоротникообразные представлены равноспоровыми (щитовник мужской, папоротник женский, орляк, многоножка обычная, вудсия альпийская, адиантум венерин волос) и разноспоровыми (сальвиния плавающая, марсилия четырёхлистная, азола).

Большинство видов — равноспорые, то есть у них образуются морфологически одинаковые споры.

У разноспоровых папоротников формируются микро- и мегаспоры.

Половое поколение (гаметофит) равноспоровых видов имеет вид пластинки, ленточки, разветвлённой нити или клубенька, бывает одно- и многолетним.

У разноспоровых папоротников раздельнополовые гаметофиты очень редуцированы.

Оплодотворение происходит лишь при наличии воды.

Готовые работы на аналогичную тему

Из зиготы вырастает новый спорофит.

Часто на корнях папоротника образуются выводковые почки, с помощью которых так же происходит бесполое размножение.

Отдел Папоротникообразные делится на семь классов, из которых четыре объединяют ископаемые формы, а современные — представлены тремя классами:

Ужовниковые;
Мараттиевые,
Полиподиевые (Папоротниковые).

Особенности жизненного цикла щитовника мужского

Щитовник (дриоптерис) мужской — многолетнее травянистое растение с толстым чёрно — бурым корневищем и 5 — 7 большими дважды перисторассечёнными листьями.

Листья у щитовника растут медленно. Закладываются они на верхушке корневища и на протяжении первого года остаются зачаточными. На следующее лето молодые листики имеют вид спиралей, густо покрытых коричневыми чешуйками. Весной третьего года улиткоподобно свёрнутые листики, нарастая верхушкой, освобождаются от чешуек и быстро разворачиваются.

Лист папоротника совмещает функции фотосинтеза и спороношения. Летом на их нижней стороне образуются кучки спорангиев — сорусы. Сверху они покрыты тонким покрывальцем — индузием. Однослойный спорангий имеет гребневидную полоску клеток с утолщёнными оболочками, что обеспечивает его раскрывание. Чаще всего в каждом спорангии формируется по 64 одинаковых споры. Каждая из них имеет по две оболочки: тонкую внутреннюю и толстую внешнюю.

На влажной почве спора прорастает и образует заросток (гаметофит). Он имеет вид небольшой серцевидной зелёной пластинки, которая прикрепляется к земле одноклеточными ризоидами. Половые органы формируются с нижней стороны заростка — архегонии возле выемки, а антеридии между ризоидами. Во влажную погоду спиральные многожгутиковые сперматозоиды выходят из антиридиев и, проникнув в брюшко архегониев, оплодотворяют яйцеклетки.

Из зиготы без периода покоя развивается зародыш — спорофит. Некоторое время он питается за счёт гаметофита, а через некоторое время образует корешок, стебель и первый листик и переходит к самостоятельному существованию.

Осенью большие листья щитовника отмирают, оставляя на корневище основы свои черешки.

Роль папоротникообразных в природе и жизни человека

В природе папоротникообразны учавствуют в формировании растительных сообществ лесных и горных районов, образуют значительную органическую массу (особенно в тропических и субтропических лесах). Они играют заметную роль в образовании земных ландшафтов.

Вымершие древовидные папоротники сыграли проводящую роль в формировании залежей каменного угля. Каменный уголь используется как топливо и сырьё в разных отраслях промышленности. Из него получают бензин, керосин, горючий газ, разнообразные красители, лаки, пластмассы, ароматические, лекарственные вещества и т. п.

Много современных видов культивируют как оранжерейные, комнатные и садово-парковые декоративные растения (адиантум венерин волос, нефролепис, птерис, асплений, страусиное перо и др.) Молодые листья орляка употребляют в пищу в свежем, солёном и маринованном виде.

Тропический водяной папоротник азолу используют как азотное удобрение на рисовых полях.

Среди папоротников встречаются и ядовитые виды.

Многие виды используют в народной медицине и гомеопатии для лечения разнообразных заболеваний (лёгочных, кишечных расстройств, рахита), их препараты имеют болеутоляющее, противовоспалительное действие, но наибольшее значение они имеют как антигельминтное средство.

Папоротникообразные растения: описание жизненного цикла разных видов, их роль в хозяйстве

Общая характеристика группы

Места распространения папоротниковидных растений:

лес;
болотистая местность;
стволы и ветви деревьев;
водная среда;
горные ущелья;
стены домов;
пустыни;
обочины проселочных дорог;
сельскохозяйственные угодья.

Особенности строения

Папоротник — это многолетнее растение, которое может быть и кустом , и травой.

Структуру имеет следующую:

корни;
побеги;
черешки;
листовые пластины.

Папоротник размножается спорами. Последние образуются на нижней стороне листьев в спорангиях.

В природе очень много разновидностей папоротников, которые делятся на древние и современные.

Выделяют 4 основных класса:

Псилотовидные.
Хвощевидные.
Мараттиевые.
Настоящие папоротники.

Класс псилотовидные

Этот класс высших растений имеет два рода:

Псилотовые. Состоят из прямостоячих ветвистых стеблей, которые растут из корневища. В состав проводящей ткани входят флоэма и ксилема, которые транспортируют полезные вещества по растению. У них нет листовой пластины, а только листовидные зачатки. Фотосинтез происходит в стебле.
Ужовниковые. Имеют один лист, который делится на споровую и верхнюю часть. У них уже есть зачатки камбия и проводящая система.

Класс хвощевидные

Самые известные представители хвоща:

гигантский;
зимующий;
Шаффнера.

Класс мараттиевые

Класс настоящие папоротники

Многоножковые — самый многочисленный род.

Пузырник. Ядовитое растение, встречается на склонах гор Евразии. Имеет тонкие длинные листья, которые собраны в пучок. Существуют такие формы: луковиценосный и ломкий.
Страусник. Распространен в лесах, на берегу водоемов. Является одним из самых красивых папоротников, может в высоту достигать полтора метра. Листья страусника похожи на перья одноименной птицы, поэтому его так назвали. Он любит теплую погоду и отмирают осенью. Молодой отросток имеет форму кулачка, который постепенно разворачивается.
Щитовник. Произрастает в лесах, на горах и возвышенностях. Вырастает в длину до полутора метров, имеет массивное корневище, перистые листья из которых получается розетка в форме чаши. На нижней стороне листовой пластины находятся споры, они закрыты щитовидными чешуйками. Поэтому их назвали щитовником. Выделяют три вида щитовника: мужской, австрийский, Линнея.
Кочедыжник. Растет в лесах России, оврагах, равнинах, торфяниках. Представляют собой большие растения с перистыми вайями и коротким корневищем. Растет в виде красивого куста высотой до метра. Образует кочки на болотах, поэтому его так и называют. Выделяют кочедыжник женский и китайский-красноватый.
Орляк обыкновенный. Р аспространен повсеместно: в тундре, на пустошах и в лесах. Папоротник имеет ветвистое корневище, крупные листовые пластины в высоту до полутора метра. Способен очень быстро разрастаться, поэтому его тяжело бывает искоренить. Обладает противоглистным свойством, имеет специфический аромат.
Асплениум. Папоротник с ажурными перистыми вайями. Растет на стенах каменных сооружений, в трещинах камней. Различают сорта: асплениум постенный, северный, волосовидный.
Вудсия. Растение с тонкими пушистыми листовыми пластинами и коротким корневищем. Средой обитания вудсии являются берега водоемов, леса и каменистая местность. Сорта: вудсия эльбская и многорядниковая.
Осмунда. Встречается в Северной Америке и Восточной Азии. Растение с длинными блестящими светло-зелеными листьями и коротким корневищем. Различают осмунду азиатскую, Клейтона, королевскую.
Многорядник. Имеет такое название потому, что его листья расположены в несколько рядов. Распространен в лесах Северной Америки, Европы и Азии. Представляет собой растение с тугими темно-зелеными листьями и толстым корневищем. Бывает многорядник Брауна, трехраздельный, щетинковый.
Скребница. Р астет на светлых и сухих горных вершинах, в трещинах камней и известняковых утесах. Вайи перистые и кожистые с надрезанными верхушками, снизу расположены бурые чешуйки.
Оноклея. Имеет светло-зеленые блестящие листья и длинное ветвистое корневище. Распространен в заболоченной местности Азии и Северной Америки.
Телиптерис. Его можно увидеть в лесах Северного полушария. Растение низкорослое и ползучее. Листочки желтовато-зеленые и тонкие, перистой формы.

Комнатные папоротники

Существуют папоротники, специально выведенные селекционерами для выращивания дома.

Виды комнатных растений:

Платицериум. Напоминает своими листьями рога оленя, которые торчат в разные стороны, а середина похожа на кочан капусты.
Многоножка. Е го корневище ползучее, а листья рассечено-перистые.
Нефролепис. Самое популярное комнатное растение, имеет ажурные красивые листочки, которые образуют живописную розетку.
Дербянка. Очень похожа на пальму, состоит из крупных и жестких листовых пластин.
Даваллия. Выделяется своим рыжим и мохнатым корневищем, которое расползается за пределы горшка.
Диксония. Древовидный папоротник, который сажают сначала в горшок, а в дальнейшем по мере вырастания высаживают в открытый грунт, так как вырастает он до 6 метров в высоту.
Асплениум. Имеет волнообразные кончики листовой пластины, неприхотлив и нуждается в незначительном уходе.

Жизненный цикл

Споры, попадая в благоприятную среду , дают начало новому заростку, который является половым поколением растения — гаметофитом. Жизненный цикл папоротниковидных замкнутый.

Фазы жизни папоротника имеют такой порядок:

Взрослое растение.
Споры.
Заросток.
Половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки.
Зигота.
Зародыш.
Новое растение.

Взрослое растение, вырастая, повторяет эту схему для зарождения будущего поколения.

Дыхание

Дышит папоротник днем и ночью. Эта функция ему необходима для получения жизненной энергии.

Питание

В процессе фотосинтеза папоротник получает крахмал и сахар, которые распределяются по всем органам.

Размножение папоротников

Спора прорастает и образуется заросток с гаметами , который внешне схож с сердечком. Заросток прикрепляется к поверхности земли с помощью нитей — ризоидов. В нем появляются мужские и женские половые органы — антеридии и архегонии, в которых образуются сперматозоиды и яйцеклетки.

Эволюция видов

Биологическое значение

Папоротники имеют широкое применение:

Служат пищей. Съедобной разновидностью является орляк, молодые закрученные вайи которого собирают, сушат, консервируют, солят, жарят, в измельченном виде добавляют в приправы и выпечку. Жители Восточной Азии из корневищ получают крахмал.
Используются в медицине. Костенец имеет противовирусные и антибактериальные свойства, является спазмолитиком и способствует отходу слизи из дыхательных путей. Адиантум стоповидный используют при кашле и боли в желудке. Орляк применяют при болезнях суставов, простатите, золотухе и кашле. Из многоножки производят эфирное масло, она имеет потогонный, отхаркивающий, слабительный, желчегонный эффект.
В сельском хозяйстве. Азоллу используют для удобрения почвы, она обогащает землю азотом. Корневища вудвардии применяют для торфообразования.
Участвуют в образовании каменного угля. Он формируется из отмерших древовидных папоротников и является хорошим топливом, из него производят: лаки, пластмассу, краску, духи, горючий газ.
В качестве комнатных растений. Декоративные папоротники используются для украшения жилья, аквариумов и водоемов (адиантум, нефролепис, сальвиния, марсилия).

Видео

В этом видео рассказывается о папоротникообразных, их значении и применении.

Папоротникообразные растения: характеристика группы, биологическое значение

Что собой представляют папоротниковидные растения, каковы особенности их строения, основные фазы жизненного цикла. Как происходила эволюция видов. Их значение в хозяйственной деятельности человека.

Строение [ править | править код ]

Среди папоротников встречаются как травянистые, так и древесные формы жизни.

Тело папоротника состоит из листовых пластинок, черешка, видоизменённого побега и корней (вегетативного и придаточного). Листовидные органы папоротника называются вайями.

В лесах умеренной зоны обычно папоротники имеют короткий стебель, представляющий собой корневище, находящееся в почве. В стебле хорошо развита проводящая ткань, между пучками которой располагаются клетки основной — паренхимной ткани.

Вайи развёртываются над поверхностью почвы, вырастая из почек корневища. Эти органы обладают верхушечным ростом и могут достигать больших размеров; обычно они служат для выполнения двух функций — фотосинтеза и спорообразования. Спорангии размещаются на нижней поверхности вайи, в них развиваются гаплоидные споры.

Жизненные формы папоротников

Сегодня папоротники растут на всех материках кроме Антарктиды и в различных экологических условиях. Но наибольшее разнообразие их видов и жизненных форм представлено во влажных тропических и субтропических лесах. В умеренных широтах все папоротники, за исключением сальвинии плавающей, — это травянистые растения с короткими или длинными подземными корневищами.

У длиннокорневищных папоротников (голокучника Линнея, орляка и др.) листья находятся на большом расстоянии друг от друга из-за наличия междоузлий в несколько сантиметров длиной. У большей части папоротников листья образуют розетку на коротких корневищах. Розетка их чаще отмирает осенью, а основание остаётся на тонком (до 1 см) стебле.

В субтропических и тропических лесах жизненные формы папоротников более разнообразны. В тени там растут наземные стелющиеся формы, реже встречаются виды с прямостоячими короткими побегами .

Самые мелкие наземные папоротники из рода Трихоманес (Trichomanes) имеют длину от 3-4 мм до 2-4 см, а самые крупные виды рода Ангиоптерис семейства Мараттиевых (Marattiaceae), образующие часто густые заросли, имеют клубневидные стебли диаметром до 1 м. На них растут листья длиной 5-6 м с длинными крепкими черешками и сильно расчленёнными листовыми пластинками.

Angiopteris evecta.
Автор: Not tirt, CC BY-SA 4.0

Многие приземные эпифиты , в основном из семейства Гименофилловые (Hymenophyllaceae), находятся в условиях избыточного увлажнения; их нижние прозрачные листья толщиной в 1-3 слоя клеток лишены устьиц и поглощают атмосферную влагу всей поверхностью тела. Эпифиты, живущие в кронах и на стволах деревьев, находятся в условиях дефицита влаги, в связи с чем имеют плотные, кожистые или сильно опушённые листья.

Папоротники-эпифиты

Один из замечательных папоротников-эпифитов, придающий своеобразный облик лесам Старого Света, — асплениум гнездовый, или птичье гнездо, издали создаёт впечатление огромных птичьих гнёзд. Его короткие толстые побеги прочно закрепляются на стволах и ветвях деревьев с помощью многочисленных переплетающихся и сильно опушённых корней. На вершинах побегов формируются изумительной красоты розетки кожистых листьев, достигающих иногда 2 м длины. Вся масса листьев и корней способна накапливать перегной и поглощать влагу из атмосферы, обеспечивая себе и питание, и водоснабжение.

Асплениум гнездовой (asplenium nidus).
Автор: Колин Трейнор, CC BY-SA 3.0

Во всех тропических лесах широко распространены виды рода платицериума, или оленьего рога. Их короткие стебли также прикрепляются к коре деревьев многочисленными корнями. Вегетативные листья имеют вид плоских округлых пластинок, которые своими основаниями плотно прижаты к стволу, а их вершины отстают от стебля, образуя нишу в виде кармана. В нише скапливаются отстающая кора деревьев и опадающие листья самого растения, т. е. они сами формируют себе почву.

У платицериума большого в такой нише, глубиной более 1 м, может скапливаться до 100 кг почвы; под их тяжестью деревья –носители иногда выворачиваются с корнями. Несколько позднее возникают вегетативные или спороносные листья, дихотомически или пальчато-ветвящиеся, за что папоротник и получил название олений рог.

Платицериум на картине Марианны Норт.
Общественное достояние

Наряду с высокоспециализированными описанными выше формами существует много мелких эпифитов и эпифиллов, относящихся к родам трихоманес и схизея. Листья одних видов покрыты гигроскопическими волосками, поглощающими влагу из атмосферы и снижающими испарение. У других они не содержат волосков, но в сухой период способны переходить в анабиоз.

Папоротники в форме лиан встречаются намного реже. Одни из них просто опираются на стволы деревьев, другие снабжены придаточными корнями, шипами на листьях или тонкими черешками.

Наибольший интерес представляет род лигодиум, имеющий уникальную жизненную форму листовой лианы. Вдоль его длинного стелющегося побега с нижней стороны отходят корни, а на верхней стороне двумя рядами располагаются очень своеобразные многократно перисторассечённые листья; их черешки способны к весьма длительному нарастанию, достигая иногда длины 30 м. Обвиваясь вокруг стволов деревьев, они выносят вверх доли листа ближе к свету.

Папоротник лигодиум — листовая лиана.
Автор: Марк Марафон, CC BY-SA 3.0Lygodium japonicum.
Автор: David J. Stang, CC BY-SA 4.0Lygodium scandens.
Автор: Kembangraps, CC BY 3.0

Весьма своеобразны древовидные папоротники , входящие в состав 8 родов. Многие из них, например, циатея (Cyathea) и диксония (Dicksonia) приурочены к горным районам тропической и субтропической зон, где они образуют изящные рощи. Большинство древовидных папоротников достигают от 5-6 до 10 м, редкие экземпляры имеют максимальные размеры 20-25 м при диаметре 50 см. Стволы их, как правило, не ветвятся и образуют на вершине раскидистую ажурную крону из перистых листьев длиной 2-3 м (у циатеи до 5-6 м).

Под каждым листом формируются корни, одни из которых достигают поверхности земли, а другие остаются воздушными. Стеблевые корни также пронизаны склеренхимными пучками, что придаёт им большую прочность. Черешки, направленные вверх, и корни, направленные вниз, переплетаясь, образуют вокруг стебля прочный цилиндр наподобие панцирной сетки, выполняющее опорную функцию. Но по существу древовидные папоротники представляют собой гигантские травы.

Cyathea microdonta.
Автор: Алехандро Байер Тамайо, CC BY-SA 2.0

Поскольку у папоротников отсутствует камбий, у них нет и вторичной древесины, механическая прочность достигается за счёт склеренхимной обкладки вокруг проводящих пучков; лишь иногда внешняя кора состоит из механической ткани. Поэтому внешний листо-корневой цилиндр выполняет основную опорную функцию. По мере старения растения основание его ствола отмирает и разрушается, однако ствол не падает, так как он как на ходулях удерживается свисающими корнями.

Провести чёткую границу между травами и древовидными формами невозможно. В пределах одного вида размеры папоротников могут варьировать от нескольких дециметров до нескольких метров, что в значительной степени определяется почвенными и температурными условиями.

К водным папоротникам относят всего несколько родов трав, обитающих в воде или на болотах.

Azolla filiculoides — папоротник, Salvinia natans (папоротник), Ricciocarpos natans (моховидное).
Автор: Christian Fischer, CC BY-SA 3.0

Даже такой короткий перечень жизненных форм говорит о большом морфологическом разнообразии папоротников, это касается листьев, стеблей и побегов в целом.