Лекция 6. Тема:Высшие споровые растения.

Тема:Высшие споровые растения.

Цель:Изучить жизненный цикл высших споровых растений, основныхпредставителей этого отдела.

Ключевые слова:хвощ, спорофит, гаметофит, папоротник.

Содержание:

1.Хвощевидные. Особенности строения спорофита, весенние и летние побеги. Основные представители.

2. Папоротниковидные. Особенности строения спорофита и гаметофита.

3. Роль высших споровых растений в эволюционном развитии растительного мира.

Хвощевидные растения, (лат. Equisetophyta), отдел высших споровых растений. Многолетние травянистые растения. Побеги состоят из четко выраженных члеников (междоузлий) и узлов с мутовчато расположенными листьями. В тканях ствола и листьев хорошо развиты проводящие ткани — ксилема и флоэма. В почве укореняются при помощи длинных корневищ, на которых образуются короткие придаточные корни.

Хвощевидные являются разноспоровыми растениями. У некоторых из них развиваются специальные структуры — спорангиофоры, несущие спорангии. Их мутовки образуют на стебле спороносные зоны, которые чередуются с обычными вегетативными листьями. Иногда они сидят на концах побегов, образуя чистые или смешанные стробилы. Обоеполый заросток (гаметофит) хвощевидных не превышает в длину нескольких мм. Оплодотворение происходит только в присутствии капельно-жидкой воды. Зигота развивается сразу, без периода покоя.

В настоящее время сохранился только один род хвощ, объединяющий около 20 видов. Встречаются в различных растительных зонах, но обязательно недалеко от воды, в местах с достаточным содержанием влаги в почве или с относительно неглубоким залеганием грунтовых вод. В геологическом прошлом хвощевидные были значительно разнообразнее. Впервые они появились в девоне, а время их расцвета пришлось на период с карбона по триас. Среди них преобладали древовидные формы, которые вместе с ископаемыми плауновидными были основными породами лесов каменноугольного периода. Некоторые из них, например, каламиты, достигали в высоту 8-10 метров, а их 12 метровые стробилы были до 40 см в диаметре. Гигантские хвощевидные, наряду с лепидодендронами и сигилляриями образовали основные залежи каменного угля.

Ботаническое описание. Ныне живущие виды исключительно травянистые растения высотой от нескольких сантиметров до нескольких метров. Например, в Чили, Перу, Эквадоре произрастает Хвощ со стройными, почти древовидными побегами высотой до 3,5 м; перуанский вид хвоща Equisetum martii достигает 5 м, а самый крупный вид хвощ гигантский (Equisetum giganteum), произрастающий во влажных тропических и субтропических лесах Чили, Перу, Мексики и Кубы, имеет максимальные размеры 10-12 м при диаметре всего лишь 2-3 см. Поэтому он растет только опираясь и цепляясь за соседние деревья. В этих же странах произрастает самый мощный вид хвощ Шаффнера (Equisetum schaffneri), у которого при высоте всего 2 м диаметр может достигать 10 см. К числу древних европейских видов относится вечнозелёный, редко ветвящийся хвощ зимующий высотой до 1 м. У всех видов хвоща стебли обладают выраженной метамерией, т. е. правильным чередованием узлов и междоузлий. Листья редуцированы до чешуй и располагаются мутовками в узлах. Здесь же образуются и боковые ветви. Ассимиляционную функцию выполняют зелёные стебли, поверхность которых увеличивается ребристостью, стенки клеток кожицы пропитаны кремнезёмом. Подземная часть хвощей представлена сильно развитым корневищем, в узлах которого формируются придаточные корни. У некоторых видов (хвощ полевой) боковые ветви корневища превращаются в клубни, которые служат местом отложения запасных продуктов, а также органами вегетативного размножения. Хвощ — трудноискоренимый сорняк, переживающий благодаря своим подземным корневищам даже лесные пожары. Стебли хвоща содержат кремнезём, потому жёсткие.

Русское название «хвощ» растение получило за сходство с хвостами некоторых животных, в особенности, лошадей. Научное название рода Equisetum в переводе также означает «конский хвост. При этом для самих лошадей хвощи являются ядовитыми растениями, а вот коровы и козы на хвощевой подкормке дают больше молока. Питаются хвощами и некоторые дикие животные — олени и кабаны.

Папоротники (лат. Polypodiophyta), отдел высших споровых растений. Травянистые или древовидные наземные и водные растения. На листьях (большей частью на нижней стороне) расположены группы спорангиев — сорусы. Около 12 тыс видов (300 родов), по всему земному шару. Многие декоративны, некоторые съедобны (например, молодые побеги кочедыжника, одного из видов орляка), другие лекарственные (папоротник мужской, некоторые ядовиты. Современные папоротниковидные известны с карбона. На нижней стороне листа в спорангиях у папоротников образуются споры. Из них во влажной среде развиваются заростки, на которых формируются половые органы. После оплодотворения из зиготы образуется зародыш, дающий начало новому растению. В славянской мифологии цветок папоротника наделялся магическими свойствами, хотя папоротники не цветут. В латвийской мифологии в Иванову Ночь влюблённые ищут этот мифический цветок папоротника, веря, что он принесёт их паре вечное счастье.

Папоротниковидные растения появились на Земле около 400 млн лет назад в девонском периоде палеозойской эры. Они были настоящими гигантами и во многом определяли облик нашей планеты. Папоротники составляли целые леса. Cейчас древовидных папоротников на земле осталось мало. Современные папоротники намного меньше, чем в предыдущие геологические периоды. На земле существует около 300 родов и более 20000 видов папоротников. Папоротники встречаются в лесах — в нижнем и верхнем ярусах, на ветвях крупных деревьев, а также в расселинах скал. У папоротников сложные листья. Размножаются спорами. Перисторассечённый лист папоротника называется вайя.

Народнохозяйственное значениезначение папоротников не так велико по сравнению с семенными растениями. Пищевое применение имеют такие виды как орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum), страусник обыкновенный (Matteuccia struthiopteris), осмунда коричная (Osmunda cinnamomea) и другие. Некоторые виды — ядовиты. Наиболее токсичными папоротников являются представители рода Щитовник (Dryopteris), корневища которого содержат производные флороглюцина. Экстракты из щитовника обладают антигельминтным действием и используются в медицине. Ядовитыми являются и некоторые представители родов Кочедыжник (Athyrium) и Страусник (Matteuccia). Некоторые папоротники (нефролепис, асплениум, птерис и другие) с XIX века используются как комнатные растения. Вайи некоторых щитовников (например, Dryopteris intermedia) широко используются как зеленый компонент флористических композиций. Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а на Гавайях их крахмалистую сердцевину используют в пищу. Многоножка обыкновенная (Polypodium vulgare), широко распространенный во всем мире папоротник. Гроздовник многораздельный (Botrychium multifidum). Раз в году выпускает один новый лист, разделенный на вегетативную и генеративную части. Марсилея щетинистая (Marsilea strigosa). Редкий земноводный вид, растет на мелководье или временно пересыхающих местах илистых и песчаных берегов малосолоноватых водоемов.

Вопросы для самоконтроля:

Дайте характеристику основным представителям отдела хвощевидные и папоротниковидные.