Плауны — многолетние травянистые корневищные растения. Являются одними из самых древних высших растений. Это вечнозеленые растения, у которых отсутствует камбий и, соответственно, нет древесных форм. Часто обитают в хвойных лесах. Представители: плаун булавовидный, полушник озерный, селагинелла сибирская.
В данном отделе имеются водные растения, к примеру — род полушник. Отдельные виды плаунов обитают в тропических условиях и являются эпифитами — растениями, которые селятся на других растениях, но при этом не являются паразитами.
В пустынях в условиях засухи плауны рода селагинелла могут входить в состояние криптобиоза (от греч. kryptos — тайный, скрытый и bio — жизнь). Это состояние характеризуется обезвоживанием тканей и органов растения с целью вживания.
Строение плаунов
Рассмотрим плауны на примере типичного представителя — плауна булавовидного. Листья у плауна булавовидного расположены густо, покрывают стебель. Листья цельные, мелкие. Для стебля характерно дихотомическое ветвление, побег разделяется на надземную и подземную части, вглубь почвы от подземной части отходят придаточные корни.
Наиболее важной морфологической особенностью является наличие у плаунов микрофилл. Микрофилл представляет собой лист высших растений, образованный выростом стебля (энационный лист). Такой лист всегда имеет только одну жилку, маленькие размеры и простую форму. Листорасположение может быть супротивным, мутовчатым.
У класса плауновые, к которому относится плаун булавовидный, отсутствует аэренхима, крупные межклетники (полости) в тканях. Среди них нет водных растений.
На рисунке имеется новый термин «ризофор». Ризофор — корневая подставка, орган, образующийся на стеблях у некоторых растений. Ризофоры имеют вид длинных тонких корней, которые, достигая земли, образуют придаточные корни.
На поверхности спорофилла (фертильного листа) находятся спорангии. Спорофилл может располагаться среди обычных (стерильных) листьев, либо несколько спорофиллов могут объединяться вместе: такая структура называется стробила. Стробила представляет собой спороносный побег, ограниченный в росте.
Гаметофиты плауна булавовидного значительно упрощены, представляют собой фотосинтезирующие или бесцветные (вступающие в симбиоз с грибом) образования. Антеридии могут развиваться на одном гаметофите с архегониями, могут и располагаться отдельно на разных гаметофитах.
Жизненный цикл плауна
На спорофите материнские клетки (2n) внутри спорангиев, расположенных на спорофиллах (которые собраны в стробилы) делятся мейозом. В результате деления мейозом из материнских клеток (2n) получаются гаплоидные споры (n). С течением времени стенка спорангия разрывается, и споры рассеиваются во внешнюю среду, где из них прорастает заросток — гаметофит (n) с ризоидами, на котором расположены мужские половые органы — антеридии, и женские — архегонии.
Мужской гаметофит называется микрогаметофитом, а женский гаметофит — макрогаметофитом. Особенно необычно, что гаметофиты развиваются под оболочками спор. Только после созревания микрогаметофит и макрогаметофит разрывают оболочку споры. Из антеридия во внешнюю среду выходит сперматозоид.
Значение плаунов
Плаун применяется в гомеопатии при некоторых болезнях желудочно-кишечного тракта и нарушениях метаболизма (обмена веществ). Используется в фармацевтической практике для предотвращения слипания пилюль. Из плауна изготавливают детскую присыпку.
Многие плауны содержат в составе ядовитые вещества из-за чего не поедаются животными. Отдельные виды содержат парализующий яд, сходный по механизму действия с ядом кураре, который блокирует ацетилхолиновые никотиновые рецепторы поперечно-полосатых мышц, вследствие чего дыхательные движения диафрагмы прекращаются и наступает смерть от удушья.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022
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.
Параграф 21. Плауны. Хвощи. Папоротники.
Вопросы в начале параграфа
1. Что называют тканью?
Растительная ткань – это группа клеток, имеющих общее происхождение, строение и приспособления к выполнению определенных функций.
2. Какие растительные ткани вы знаете?
Различают пять типов растительной ткани:
• Образовательная ткань –осуществляет рост растения.
• Покровная ткань – выполняет защитную функцию.
• Механическая ткань – придает форму растению.
• Проводящая ткань – проводит питательные вещества.
• Основная ткань – запасает питательные вещества.
Читайте также: Как оторвать наклейку с ткани
3. Какое строение имеют и какую функцию выполняют проводящие ткани?
Клетки проводящей ткани образуют, находящиеся во всех частях растения, сосуды и ситовидные трубки, по которым проходят питательные вещества.
4. Какое строение имеют и какую функцию выполняют механические ткани?
Клетки с толстыми стенками находятся во всех частях растения, образуя механическую ткань, которая придает растению определенную форму и выполняет защитную функцию. Строение клеток придает механической ткани необходимую прочность для устойчивости и крепости стволов, стеблей и других частей растений.
Вопросы в конце параграфа
1. Почему плауны, хвощи и папоротники относят к высшим споровым растениям?
Плауны, хвощи и папоротники относятся к высшим споровым растениям потому, что:
• их тела разделены на различные органы – корни, стебли и листья,
• они имеют хорошо развитые механические и проводящие ткани, благодаря чему могут достигать больших размеров,
• размножаются спорами.
2. Где они растут?
Плауны растут преимущественно в сосновых лесах.
Хвощи растут на полях, в лесах, возле водоемов.
Папоротники растут по всему земному шару, как на суше, так и в воде.
3. Каково их строение?
Плауны представляют собой длинный ползучий стебель со множеством веток, покрытых мелкими листьями. Летом у плаунов на прямостоячих побегах развиваются спороносные колоски со спорами.
Хвощи – многолетние растения с длинными разветвленными корневищами, зимующими в почве. Весной на поверхности земли появляются бурые побеги, на верхушках которых расположены спороносные колоски. Летом побеги хвоща принимают зеленую окраску за счет образующегося в них хлорофилла.
Папоротники имеют корневище, расположенное параллельно земной поверхности, из которого выходят на коротких слабо развитых стеблях сильно рассеченные листья – вайи. Летом на нижней стороне листа появляются красные бугорочки – спорангии, в которых развиваются споры.
4. Какие растения – папоротники или мхи – имеют более сложное строение? Докажите это.
Строение папоротников более сложное по сравнению со мхами.
1) Если у мхов в наличии только ризоиды, то у папоротников имеется корневище, видоизмененный стебель, выполняющий функции корня.
2) Папоротники имеют хорошо развитые механические и проводящие ткани, в то время как у мхов такие ткани отсутствуют.
3) Папоротники способны существовать в различных климатических условиях на суше и в воде, а мхам для выживания необходима только среда повышенной влажности.
5. Каково значение плаунов, хвощей и папоротников?
Плауны, хвощи и папоротники нашли широкое применение в жизнедеятельности человека. Ветвистые побеги плауна очень декоративны. Из них делают венки, гирлянды для украшения зданий. Споры плауна используют в гигиенических препаратах в качестве детской присыпки, а также в металлургической промышленности в качестве обсыпки форм для литья, что позволяет легко вынимать из них готовые изделия.
Весенние побеги хвоща употребляют в пищу, а летние нашли свое широкое применение в народной медицинеи в промышленности для полировки металлических изделий.
Папоротники содержат в себе полезные вещества, которые используют в медицине. Кроме того, одни виды папоротника используют какдекоративные растения, а другие – в качестве кормовых культур. В отдельных районах нашей страны молодые побеги папоротника орляка употребляют в пищу.
Однако наиболее ценны залежи древних древовидных форм этих растений. За миллионы лет из них образовались залежи каменного угля, который служит не только топливом, но и ценным химическим сырьем, из которого получают смазочные масла, кокс, смолы, пластмассы, парфюмерные изделия и многие другие продукты.
Почему многие виды папоротников, также являясь споровыми растениями, в отличие от мхов могут достигать значительных размеров.
Читайте также: Таблица основные группы тканей 8 класс
1) Папоротники обладают развитой сетью проводящих тканей, при помощи которой питательные вещества доставляются до каждой клетки растения даже в том случае, когда они находятся от корневища на значительном расстоянии. Это позволяет растению не ограничивать себя в росте. Поэтому там, где питательная и климатическая среда очень благоприятная, например, в тропиках, папоротники могут достигать значительных размеров.Мхи не обладают проводящими тканями и питательные вещества поступают к ним через ризоиды, которые самостоятельно не могут снабжать питательными веществами клетки растений, находящиеся на некотором удалении от них. Это обстоятельство и ограничивает их в росте.
2) У папоротников имеется развитая корневая система, способная удерживать растения на поверхности почвы, в то время как у мхов такой системы нет. Ее заменяют ризоиды, не способные выносить такую нагрузку.
3) Кроме того, мхи не обладают и механическими тканями, обеспечивающими их устойчивость, прочность и гибкость, защищающие от неблагоприятных воздействий окружающей среды.
На основании изучения материала параграфа и дополнительного текста, составьте сообщение «Многообразие высших споровых растений и их значение в природе и жизни человека».
Значение высших споровых растений в жизни человека велико, так как именно эти растения являются древнейшими растениями на Земле. Они существовали уже в период палеозойской эры, то есть 250-500 миллионов лет назад и именно они положили начало современного многообразия растительного мира. Это их развитие и распространение привело к созданию условий для появления голосеменных, а позднее и цветковых растений.
Древние споровые растения сыграли огромную роль в большом круговороте органических веществ в природе, сначала формируя атмосферу и почву нашей планеты, а затем образуя своими останками полезные ископаемые в ее недрах.
На Земле насчитывается огромное количество видов высших споровых растений. Одних только папоротников более 10 тысяч видов. Из-за специфического внешнего вида им приписывали магические свойства и они были окружены тайнами и легендами. Согласно славянской мифологии, цветок папоротника в ночь на Ивана Купалу наделит, нашедшего его человека, волшебными свойствами и позволит ему найти ценные клады.
Высшие споровые растения нашли применение в различных областях человеческой жизнедеятельности: в медицине, сельском хозяйстве, промышленном производстве, животноводстве, декоративно-прикладном искусстве и пищевой промышленности. В тропических странах стволы древовидного папоротника служат строительным материалом.
Мхи, плауны, хвощи и папоротники – это живые ископаемые, дошедшие до наших дней. Их надо беречь и охранять. Многие споровые растения находятся на грани исчезновения и занесены в Красную книгу.
Папоротникообразные: хвощи и плауны
Говоря о водорослях, мы упоминали, что они относятся к низшим растениям и не имеют специализированных тканей. Мхи – высшие растения. Плауны, хвощи и папоротники — их часто объединяют в папоротникообразные — устроены ещё сложнее.
Ткани у папоротников, плаунов и хвощей
У плаунов, хвощей и папоротников есть корни, стебель и листья. Органы этих растений состоят из специализированных тканей. Давайте вспомним, что называют тканью? Какие растительные ткани вы знаете?
Ткань — это совокупность клеток и межклеточного вещества, у которых общее происхождение, строение и выполняемые функции.
Можно назвать образовательную ткань (обеспечивает рост и развитие растений), покровную (защитная функция), проводящую (обеспечивает передвижение воды и питательных вещество по растению), механическую (опорная функция) и основная (производит питательные вещества путём фотосинтеза и сохраняет запас питательных веществ).
Давайте разберёмся, какое строение имеют и какую функцию выполняют проводящие и механические ткани папоротников, хвощей и плаунов.
Клетки проводящей ткани находятся во всех частях растения. По ним проходят растворённые в воде питательные вещества.
У клеток механической ткани толстые прочные стенки. Механическая ткань придаёт растению форму и выполняет защитную функцию — например, делает его жёстким и несъедобным для травоядных животных.
Благодаря развитым механическим и проводящим тканям папоротники, хвощи и плауны могут достигать больших размеров.
Читайте также: Как растворить краску для ткани
Для папоротников, хвощей и плаунов, как для высших растений, также характерны специализированные органы.
Орган – это часть растения, выполняющая одну или несколько функций.
Например, листья выполняют фотосинтезирующую функцию, корень и стебель – проводящую, половые органы растения – функцию размножения.
Общая характеристика папоротникообразных
Плауны, хвощи и папоротники (иногда их объединяют под названием папоротникообразных) предпочитают влажные и затенённые места.
Во времена, когда на Земле процветали динозавры, среди растений царили хвощи, плауны и папоротники. Это были огромные растения, многие из которых достигали нескольких метров в высоту. Шли века, менялся климат и влажность. В новых условиях лучше развивались другие растения. В наше время древовидные папоротники можно встретить только в тропических лесах, а в других широтах растут травянистые папоротникообразные.
Размножаются папоротникообразные как половым, так и вегетативным путём. Половое поколение – гаметофит – называется заросток (ударение на первый слог), имеет простое строение и ризоиды.
У бесполого поколения, спорофитов, есть развитые вегетативные органы: надземный побег и подземные корневище с придаточными корнями.
Корневище – это модификация стебля, видозменённый подземный побег. От корневища отходят придаточные корни. Оно нужно растению для запасания питательных веществ, а также для вегетативного размножения.
Ещё на спорофите располагается орган, в котором вызревают споры (например, у хвощей и плаунов это спороносный колосок).
Споры – это микроскопические специализированные клетки в плотной оболочке, служащие для размножения моховидных и папоротникообразных растений.
Моховидные и папоротникообразные растения иногда называют одним словом – споровые. Для них характерна смена поколений – в одном поколении есть растения мужского и женского пола, гаметофиты, в другом – спорофиты, на которых развиваются споры.
Плауны
Плауны – многолетние травянистые растения. Их можно встретить в сосновых лесах. Стебель у плаунов длинный, ползучий, с придаточными корнями и со множеством ответвлений. И стебель, и ветки покрыты мелкими узкими листьями.
Побеги плауна
Летом побеги плаунов украшаются спороносными колосками. Когда споры созревают, они высыпаются, но прорастают иногда только через несколько лет после высыпания. Заросток у плаунов необычный: он развивается под землёй и питается в симбиозе с грибами.
Плаун часто используют как декоративное растение. Из его побегов изготавливают гирлянды и венки. Однако из-за сложностей размножения многие виды плаунов в наше время редки и занесены в Красную книгу.
Интересно, что некоторые виды плаунов способны к вегетативному размножению. У них образуются дополнительные маленькие веточки с несколькими листочками, способные отделяться от стебля и прорастать. Эти веточки называют выводковыми почками. Некоторые виды плауна также размножаются фрагментами стелющихся побегов. На таких фрагментах сначала образуются придаточные корни, затем — молодые побеги.
Хвощи
Хвощи растут в лесах, на полях, возле водоёмов. Для них благоприятна кислая почва.
Для хвощей свойственно корневище; у некоторых видов также из выростов корневищ образуются клубни. В клубнях запасаются питательные вещества, также с их помощью происходит вегетативное размножение.
Хвощ – многолетнее растение. На одном корневище развиваются два побега разного вида. Их называют летний и весенний или вегетативный и генеративный соответственно.
Генеративный побег хвоща (слева) и вегетативные побеги того же растения
Весной вырастает генеративный побег бурого цвета. Он не добывает питательные вещества, а живёт за счёт накопленных в корневище. В колоске наверху стебля созревают споры.
Каково значение спор в жизни хвоща?
Из спор формируются заростки, на которых после оплодотворения образуются новые побеги хвоща со своим корневищем, стеблем и листьями, а впоследствии – и с новым спороносным побегом.
Летние побеги — зелёные, с тонкими листьями. Они содержат хлорофилл и накапливают в корневище питательные вещества.
В следующем уроке мы расскажем о папоротниках, а также поговорим о значении папоротникообразных в природе и для человека.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом