Папоротник имеет побеги и корни (рис. 175). Листья у большинства папоротников большие и сильно рассечённые. Они, в отличие от листьев других растений, имеют продолжительный верхушечный рост, а потому скручены улиткообразно для защиты верхушечной точки роста. Система водоснабжения и регуляции испарения папоротников менее эффективна, чем у цветковых растений, поэтому они нуждаются в достаточном увлажнении. У современных папоротников нет боковых образовательных тканей.

Рис. 175. Мужской папоротник

Папоротников в современной флоре Земли около 10 тыс. видов. Особенно много их во влажных тропических странах. Это очень разнообразные растения. В Южной Америке и в Новой Зеландии произрастают древовидные папоротники, которые даже образуют леса. Тропические и субтропические виды могут быть вьющимися растениями и использовать как опору ветви и стволы деревьев. Некоторые папоротники растут на скалах или стенах домов в городах. Но большинство видов произрастает в лесах и на лугах. Лишь немногие виды приспособились к полуводному или водному образу жизни в пресных водоёмах.

Распространённые в Украине папоротники имеют корневища. У некоторых видов они укороченные и почти вертикальные, а листья собраны в воронкообразные розетки, которые могут достигать в высоту более полутора метров (мужской папоротник (рис. 175), женский папоротник, страусник (рис. 178, б)). Корневища других папоротников горизонтальные и сильно удлинённые, листья на них расположены на большом расстоянии друг от друга так, что одиночно торчат из земли, как у папоротника орляка (рис. 178, а), букового папоротника (рис. 178, в) голокучника.

Рис. 176. Размножение мужского папоротника

На примере широко распространённого мужского папоротника (щитовика мужского) можно рассмотреть процесс размножения этих растении (рис. 176). На нижней поверхности листьев взрослых растений мужского папоротника заметны группы прикрытых плёнчатым защитным покровом спорангиев.

Когда споры мужского папоротника созревают — спорангии резко раскрывается. При этом микроскопические споры выбрасываются на расстояние в несколько сантиметров. Их подхватывает ветер и разносит на большие расстояния. Чтобы прорасти, спора должна попасть на влажную почву. Из неё вырастет небольшая тоненькая зелёная пластинка сердцевидной формы — заросток папоротника (рис. 177). С нижней стороны заростка расположены ризоиды, которыми он прикрепляется к почве и поглощает воду. Заростки мужского папоротника небольшие, до полутора сантиметров в длину, и недолговечные. Поэтому их сложно найти в природе, хотя иногда можно увидеть на склонах влажных оврагов, не имеющих травяного покрова.

Рис. 177. Заросток мужского папоротника

На нижней стороне сформированного заростка развиваются мужские и женские половые органы. В мужских половых органах возникают многочисленные подвижные мужские половые клетки — сперматозоиды. В каждом женском половом органе развивается лишь одна яйцеклетка. После дождя или сильной росы между нижней поверхностью заростка и почвой возникает тоненькая плёнка воды. По ней сперматозоиды движутся к яйцеклетке. Их привлекают вещества, выделяемые женским половым органом. Один из сперматозоидов оплодотворяет яйцеклетку.

Зигота прорастает в новое растение бесполого поколения. Оно сначала получает питательные вещества лишь из тканей заростка, дальше образует первый корень, который погружается в почву. Разворачивается первый лист. Молодое растение бесполого поколения папоротника сохраняет связь с заростком до тех пор, пока он полностью не отомрёт.

«Родственники» мужского папоротника очень разнообразны. Их распознают по особенностям расположения и строения спорангиев и их групп. Среди других выделяется декоративный папоротник страусник (рис. 178, б), у которого спорангии развиваются только на особых листьях, очертания которых напоминают перо страуса. А вот вегетативные листья неопытный исследователь может не отличить от листьев мужского папоротника. У листовика (рис. 178, г), произрастающего на богатых известняком почвах в буковых лесах, листовая пластинка не рассечена. В лесах, на скалах и лугах Украины встречаются очень интересные ужовниковые папоротники (рис. 178, д). Их корневище каждый год образует лишь один небольшой лист. В водоёмах можно увидеть редкий папоротник сальвинию (рис. 178, е). Её побеги имеют несколько узлов, в которых находится по три листа. Два из них — овальные, цельные — плавают на поверхности воды. Они являются фотосинтезирующими. Третий лист — бурый, рассечён на волосистые нитевидные части и погружён в воду. Корни у сальвинии отсутствуют.

Рис. 178. Разнообразие папоротников: а — орляк; б — страусник; в — буковый папоротник; г — листовик; д — ужовниковые папоротники; е — сальвиния

Современные папоротники не имеют большого значения в хозяйственной деятельности человека, хотя в недалёком прошлом из них изготовляли глистогонные лекарства. Молодые листья орляка (рис. 178, а) можно употреблять в пищу. Их даже специально экспортируют в Японию. Много тропических видов папоротников — замечательные декоративные растения для озеленения.

ВЫВОДЫ

• 1. У папоротников основным фотосинтезирующим является бесполое поколение. Оно представлено большими особями с корнями и побегами. Половое поколение — это заросток.
• 2. Для листьев папоротников характерен продолжительный верхушечный рост. Поэтому молодые листья скручены улиткообразно для защиты верхушечной точки роста.
• 3. Папоротники распространяются и размножаются спорами, образующимися в органах бесполого размножения (спорангиях) на нижней стороне листьев.
• 4. Половой процесс у папоротников происходит при помощи сперматозоидов и яйцеклеток, развивающихся в половых органах на заростке. Для оплодотворения необходима вода.

ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ, КОТОРЫЕ ВАЖНО ЗНАТЬ

Папоротник

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

• 1. Где распространены современные папоротники, в каких условиях они растут?
• 2. Чем отличаются листья папоротников от листьев других растений?
• 3. Как происходит бесполое размножение папоротников спорами?
• 4. Что вырастает из споры папоротника?
• 5. Где образуются половые клетки папоротников и какие условия необходимы для оплодотворения?
• 6. Что развивается из оплодотворённой яйцеклетки папоротника?
• 7. Какие современные папоротники использует человек и с какой целью?

ЗАДАНИЯ

• 1. Продолжите в тетради заполнение таблицы из предыдущего параграфа.

• 2. Ответьте на вопросы.

В чём сходство и отличие особенностей строения и размножения у мужского папоротника с плауном и хвощём?