Папоротник: размножаем спорами. Размножение папоротников кратко

Папоротники — наиболее древняя группа высших растений. Встречаются в различных экологических условиях. В умеренных зонах это травянистые растения, наиболее распространены во влажных лесах; некоторые растут на заболоченных местах и в водоёмах, их листья отмирают на зиму. Во влажных тропических лесах встречаются древовидные папоротники с колоноподобным стволом высотой до 20 метров.

Наиболее распространённые папоротники — орляк, страусник.

Строение

Господствующей фазой в жизненном цикле папоротника является спорофит (взрослое растение). Почти у всех папоротников спорофит многолетний. Спорофит имеет довольно сложное строение. От корневища вертикально вверх отходят листья, вниз — придаточные корни (первичный корень быстро отмирает). Часто на корнях образуются выводковые почки, обеспечивающие вегетативное размножение растений.

Общий вид папоротника

Размножение

Спорангии находятся на нижней стороне листа, собраны кучками (сорусы). Сверху сорусы прикрыты покрывальцем (кольцо). Споры рассеиваются при разрыве стенки спорангия, а кольцо, оторвавшись от тонкостенных клеток, ведёт себя подобно пружине. Число спор на одном растении достигает десятков, сотен миллионов, иногда миллиардов.

Лист папоротника с нижней стороны

На влажной почве споры прорастают в маленькую зелёную сердцеобразную пластинку величиной несколько миллиметров. Это заросток (гаметофит). Он располагается почти горизонтально к поверхности земли, прикрепляясь к ней ризоидами. Заросток обоеполый. На нижней стороне заростка образуются женские и мужские половые органы (мужские — антеридии, женские — архегонии).

Образование заростка

Оплодотворение происходит в водной среде (во время росы, дождя или под водой).

Оплодотворение

Мужские гаметы — сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, проникают внутрь и гаметы сливаются.

Происходит оплодотворение, в результате чего образуется зигота (оплодотворённая яйцеклетка).

Оплодотворение

Из оплодотворённой яйцеклетки формируется зародыш спорофита, состоящий из гаустории — ножки, которой он врастает в ткани заростка и потребляет из него питательные вещества, зародышевого корешка, почки, первого листа зародыша — «семядоли».

Образование заростка

Со временем из заростка развивается растение папоротник.

Схема развития папоротника

Таким образом, гаметофит папоротников существует независимо от спорофита и приспособлен к обитанию в условиях увлажнения.

Спорофитом является всё растение, которое вырастает из зиготы — типичное сухопутное растение.

Многие люди не знают, как размножается папоротник, несмотря на то, что прилежно учили в школе биологию. Считается, что папоротник цветет на Ивана Купала, и, если в ночь на этот праздник найти его цветок, можно получить ключ ко всем земным кладам. Это не более чем прекрасная легенда, получившая распространение благодаря фантазии поэтов и писателей. Цветок папоротника - мистическая аллегория для обозначения извечной, недосягаемой цели, за которой охотятся желающие легко разбогатеть.

Отсутствие цветения и стало причиной, по которой незадачливые любители природы, позабывшие школьные уроки биологии, задают вопросы о том, как папоротники размножаются, если не цветут, или придумывают легенды о якобы существующих у него прекрасных цветах с магическими свойствами. Но этот вопрос не менее актуален и для тех, кто начинает осваивать нелегкую науку садового дизайна, или выращивает их в качестве комнатных растений, дополняющих очарование комнаты своими прихотливыми формами.

Папоротники - одни из самых древних обитателей планеты. Ученые утверждают, что еще до появления человека на Земле папоротники уже существовали и были похожи на огромные деревья. Они декоративны практически в любое время года, поэтому получили широкое распространение в качестве домашних растений или украшения ландшафтного дизайна в южных регионах. 300 родов и более 10000 видов растения обусловили феерическое многообразие, в котором папоротник может предстать перед глазами человека.

Листопадный многолетник с мощной корневой системой, предпочитающий в основном влажные, затемненные места, размер которого может варьироваться от 3-сантиметрового до многометрового дерева. Это единственное растение на Земле, у которого нет листьев. Листья папоротника на самом деле листовые пластины, внутри которых располагается система ветвей. Вайя (листовая пластина) бывает просто феерической красоты, и именно поэтому растения стали настолько востребованными в ландшафтном дизайне. Папоротник в природе размножается спорами, которые созревают на внутренней стороне листовой пластины.

В качестве комнатного растения выращивается несколько десятков видов, которые можно размножить 3 вегетативными способами, и некоторые из них тоже вырастить при помощи спор. Рекомендованное размножение папоротников вегетативными способами происходит в период с конца марта и до середины апреля, потому что именно в это время в естественных условиях начинается самопроизвольный, интенсивный рост. Размножаться в дикой природе растение начинает сразу же, как только вызревают его своеобразные семена.

Существуют необыкновенные суеверия, связанные с загадочным растением, которое называют еще декоративно лиственным. Например, что придумали его Венера и Меркурий, или что сажать его нужно людям, которые занимаются умственной деятельностью, потому что папоротник помогает лучше думать, или быстрее и осознаннее принимать решения. Еще 1 забавное поверье гласит, что если обзавестись растением, в доме нормализуется микроклимат, прекратятся конфликты, облагородится речь.

Вырастить его при помощи семян довольно затруднительно, к тому же продаются они не в каждом магазине. Но это увлекательное занятие. Папоротник, споры которого очень мелкие, часто вызывает у любителей флоры азарт исследователя и экспериментатора. Наверное, потому что размножается он как древние хвощи и плауны.

Бугорки и мешочки с семенами

Чтобы размножить папоротник спорами, можно собрать их самостоятельно. Если неподалеку растения, живущие в естественных условиях или высаженные на садовом участке, то такая возможность есть. Это бесполое растение, и у него нет ни цветов, ни семян, а споры, которыми размножается декоративно лиственное чудо, растут на обратной стороне вайи (лиственных пластин), в спорангиях, их еще называют мешочками для спор. Семена растут на внутренней стороне вайи, и их можно легко обнаружить, перевернув лиственную пластину.

Знатоки рекомендуют собирать семена папоротника сразу из спорангия в бумажный пакет, и хранить их в благоприятных условиях: в этом же бумажном пакете, плотно закрытом, и помещенном в теплое, сухое место. Перед высадкой пакет нужно хорошенько встряхнуть, чтобы высыпалось все содержимое. Если имеется возможность, можно сразу же и высеять собранный посадочный материал. Для этого нужно обеспечить посадкам необходимые условия. Размножение спорами требует, теплого, влажного, затемненного места. Для посадки как в горшок, так и на садовом участке не менее необходима и специальная почва, состоящая из 8 частей торфа, 2 - простерилизованной и просеянной почвы, 1 части дробленого древесного угля.

Наиболее эффективным способом для выращивания в горшке в домашних условиях при размножении спорами называют следующий: почва приминается так, чтобы она размещалась на глубине 1 см от края горшка, затем посыпают кирпичной крошкой, на которую и высыпаются споры. Затем горшок накрывается стеклом и помещается в поддон с водой, желательно дождевой. Примерно через месяц появится небольшой зеленый подпушек, с виду напоминающий мох. И только через 7-8 недель проклюнутся первые листочки.

После этого можно снять с горшка стекло, но пересаживать, в такую же торфяную смесь растения можно будет еще через 4 недели. Ориентиром для пересадки служит момент, когда отдельные растения из мха начнут смыкаться и срастаться. Это момент, когда рассада готова к пересадке в открытый грунт или другой горшок. Выращивать растение подобным образом лучше зимой, чтобы к концу марта пересадить его в открытый грунт, если оно предназначено для садового дизайна.

Вегетативные способы

Считается, что человек, который помогает распространению папоротника, приобретает способность лучше мыслить, образнее выражаться, творчески действовать. Но это и просто создание красивого ландшафта, декоративного растения на подоконнике. За тысячелетия своего развития папоротник выжил еще и благодаря своим способностям размножаться без семян. Существует 3 возможных способа увеличить количество растений, не прибегая к посадке спор:

1 Делением куста. Для этого растению требуется человеческая помощь. Разросшийся куст делят на несколько отдельных растений, сохраняя 2-3 розетки, и непременную часть корневой системы. Деление следует проводить осторожно, стараясь не повредить корни, минимально отряхнуть с них почву. Каждый, полученный таким образом, куст высаживается отдельно, в увлажненную почву, которая поддерживается в таком состоянии до полного укоренения. Почву можно укрыть мульчей, чтобы грунт не пересыхал, а высаживать следует не ранее чем, когда температура земли достигнет +19-20°C.
2 Боковыми побегами. Они есть не у всех видов папоротников, и представляют собой усы, пускаемые от корневой системы, которые являются одновременно и побегом, и корнем. Домашний папоротник можно спровоцировать на выпускание побега, если поливать его меньше обычного, а емкость с водой поставить в пределах досягаемости. Растение пустит усы, чтобы добраться до влаги. Под отросший ус ставят горшочек с почвой, и немного присыпают отросший побег землей. Через некоторое время он пустит корни, но отделять его от основного растения можно лишь тогда, когда он полностью укоренится. Усы папоротника - один из способов, которые дала ему природа для выживания при недостатке влаги.
3 Выводковыми почками. Этот способ тоже характерен не для всех видов. Только живородящий папоротник размножается подобным образом. Почки называют еще детками растения. В природе детка сама отрывается от материнского куста, падает на землю, начинает укореняться. В домашних условиях или на садовом участке ее можно отделить, выбрав самые большие, пригодные к самостоятельной жизни, а затем посадив в горшочек или почву, где есть место и подходящие условия. Если позволяет пространство, под выводковыми почками просто ставят емкость с грунтом, и они укореняются сами. Садоводу остается только отделить их от материнского куста, когда детка окончательно укоренилась.

Вегетативные способы размножения не представляют трудностей даже для самого неумелого садовода, который только начинает свою деятельность. Выращивание папоротника из спор может стать интересным занятием, своеобразным спортом для того, кто давно занимается растениеводством. Но и те, и другие получат несомненное эстетическое удовольствие, когда увидят плоды своих трудов.

Самые красивые и самые простые

Самые распространенные виды для выращивания отличаются необыкновенной красотой. Страусник обыкновенный знаменит большими листьями, напоминающими по внешнему виду перья страуса. Листовые пластины Орляка напоминают перья орла (отсюда и название). Кочедыжник ниппонский может приятно разнообразить зеленый массив необычным цветом своих лиственных пластин: они у него жемчужно-серые, с красноватыми прожилками. Адиантум (Венерин волос) растет пышной шапкой нежно-зеленого цвета. Азола с меленькими листочками может стать украшением водоема. Асплениум (Костенец) красуется длинными листьями в форме меча.

Одно из самых древних растений на Земле, папоротник необыкновенно разнообразен и красив, и достойно вознаграждает тех, кто его выращивает, придавая особое очарование и своеобразие, коллекциям любителей флоры.

Папоротники поистине являются одними из самых загадочных представителей растительного мира. С ними связаны красивые истории и легенды. В нашей статье мы рассмотрим цикл развития папоротника, схему жизненного периода и особенности этих растений.

Характерные черты отдела

Представители папоротниковидных представлены двумя жизненными формами. В лесах умеренного климатического пояса растут многолетние травы. Их надземная часть состоит только из листьев. А сам в корневище и расположен под землей. От него отходят пучки В зоне влажных тропических лесов встречаются древовидные папоротники. Их стебель может быть вьющимся или прямостоячим. В любом случае у этих видов он достигает нескольких десятков метров.

Папоротники относятся к группе высших споровых растений, представители которой являются первыми выходцами на сушу. В процессе эволюции у них сформировались настоящие ткани и органы. Именно это позволило освоить этим растениям новую среду обитания. Название данной систематической группы также связано с тем, что папоротники формируют споры, которые являются клетками бесполого размножения.

Цикл развития папоротника: схема описания

Для всех папоротников характерно наличие жизненного цикла. Так называется период между двумя одинаковыми этапами развития поколений. Типичным для этих растений является цикл развития папоротника орляка. Его можно представить в виде этапов, представленных в таблице.

Растение бесполого поколения

Знакомство с циклом развития папоротника, схема которого представлена ниже, мы начнем со спорофита. Именно так называется взрослое листостебельное растение, которое образует значительные заросли в лесах умеренного пояса. На поверхности мы можем видеть только листья папоротника. Они бывают двух видов. Молодые листья спирально закручены, их называют вайи. Они нарастают своей верхушкой и достигают значительных размеров. Так появляются пышные и раскидистые листья взрослых растений.

Спорофит является преобладающим поколением этих растений. Это является значительным отличием в циклах развития мхов и папоротников. У первых основным поколением является гаметофит. Он имеет вид зеленого листостебельного ковра и размножается с помощью половых клеток.

Где расположены спорангии

Следующим этапом цикла развития папоротника является созревание органов бесполого размножения. Они называются спорангиями. Эти структуры имеют вид небольших коричневых бугорков, расположенных на нижней стороне листьев. Сверху они дополнительно защищены пленчатыми "покрывальцами". Спорангии папоротников собраны в группы, которые называются сорусами.

В конце лета эти структуры темнеют. Это значит, что спорангии созрели. Далее они раскрываются, и в землю высыпаются тысячи мелких клеток. Это и есть споры. При наличии достаточного количества влаги они сразу начинают прорастать.

Что такое заросток

Результатом развития спор является заросток. Это и есть особь полового поколения, которая является следующим звеном в цикле развития папоротника. Долгое время ученые даже не знали о его существовании. Все дело в том, что заросток имеет очень мелкие размеры - всего до сантиметра в диаметре. Внешне он представляет собой пластину зеленого цвета сердцевидной формы. Заросток развивается на почве, к которой прикрепляется с помощью ризоидов.

По мере развития гаметофита на его нижней стороне формируются органы полового размножения. В них созревают половые клетки двух видов: яйцеклетки и сперматозоиды.

Условия оплодотворения в цикле развития папоротника орляка

Гаплоидный набор хромосом, который имеют половые клетки гаметофита, изменяется на двойной в процессе их слияния. Оплодотворение у папоротников имеет свои особенности. Во-первых, мужские и женские половые клетки на одном заростке созревают в разное время. Поэтому слияние гамет возможно только между разными растениями. Такой тип оплодотворения называется перекрестным.

Второй особенностью этого процесса у папоротников является обязательное наличие воды. Дело в том, что половые клетки споровых растений не могут самостоятельно двигаться. Поэтому сперматозоид может добраться до яйцеклетки только с помощью воды. Таким образом, папоротники хоть и относятся к группе первых наземных растений, но не утратили связь с прежней средой обитания.

Продолжительность жизни

Сколько может повторяться цикл развития папоротника? Это зависит от конкретного вида растения и места его произрастания. Так, у травянистых форм умеренных широт листья отмирают каждый сезон, а в тропиках растут несколько лет. Но благодаря наличию подземного видоизменения побега, который называется корневищем, само растение остается жизнеспособным независимо от времени года и климатических условий. Во многом именно эта особенность строения сохранила эти древние растения до современного этапа развития органического мира.

Корни папоротников выполняют свои функции в среднем около четырех лет, после чего заменяются новыми. А вот побег может сохранять свою жизнеспособность до 100 лет.

Итак, мы рассмотрели особенности развития одного из отделов высших споровых растений - Папоротниковидные. Для этих растений характерны следующие признаки:

Появление настоящих тканей (механических, проводящих, покровных) и вегетативных органов (листьев, придаточных корней, видоизмененного подземного побега).
Бесполое размножение осуществляется с помощью специализированных клеток - спор.
В цикле развития папоротника преобладает спорофит. Это бесполое поколение, имеющее листостебельное строение.
Гаметофит папоротника называется заростком. Он представляет собой зеленую пластинку с диаметром до 1 см. Заросток развивается отдельно от спорофита и анатомически с ним не связан.
В жизненном цикле наблюдается последовательное чередование поколений - полового и бесполого.

Папоротники (Polypodiophyta) ,или папоротниковидные — это споровые наземные растения с сильно рассеченными перистыми листьями. Обитают на суше в тенистых местах, некоторые в воде. Распространя-ются спорами. Размножаются бесполым и половым способа-ми. Оплодотворение у папоротников происходит только при наличии воды.

В тенистых лесах и сы-рых оврагах растут папоротники — травянистые растения, реже — деревья, с крупными, сильно рассеченными листьями.

Папоротники широко распространены по всему земному шару. Наиболее многочисленны и разнообразны они в Юго-Восточной Азии. Здесь папоротники сплошь покрывают поч-ву под пологом леса, растут на ство-лах деревьев.

Папоротники произрастают как на суше, так и в воде. Большинство встречается во влажных тенистых местах.

Все па-поротники имеют стебель, корни и листья. Сильно рассеченные листья папоротников называются вайи. Сте-бель у большинства папоротников скрыт в почве и растет горизонтально (рис. 80). Он не похож на стебель большинства растений и носит название корневище.

У папоротников хорошо развиты проводящие и механи-ческие ткани. Благодаря этому они могут достигать больших размеров. Папоротники обычно крупнее мхов , а в древности достигали высоты 20 м.

Проводящая ткань у папоротников, плаунов и хвощей , по которой перемещается вода и минеральные соли от корней в стебель и далее в ли-стья, состоит из длинных клеток в форме трубок. Эти трубчатые клетки напоминают сосуды, поэ-тому ткань часто называют сосудистой. Растения, имеющие сосудистую ткань, могут расти выше и толще других, потому что каждая клетка их тела получает воду и питательные вещества через проводящие ткани. Наличие подобной ткани яв-ляется большим преимуществом этих растений.

Стебли и листья папоротников покрыты влагонепроница-емой покровной тканью. В этой ткани есть особые образова-ния — устьица, которые могут открываться и закрываться. Когда устьица открываются, испарение воды ускоряется (так растение борется с перегревом), когда сужаются — замедля-ется (так растение борется с излишними потерями влаги).

Бесполое размножение

На нижней стороне листьев папоротников есть маленькие буро-ватые бугорки (рис. 81). Каждый бугорок пред-ставляет собой группу спо-рангиев, в которых созре-вают споры. Если встряхнуть лист папоротника нал белой бумагой, она покроется буро-ватой пылью. Это споры, вы-сыпавшиеся из спорангиев.

Образование спор — это бесполое размножение папорот-ников.

Половое размножение

В сухую жаркую погоду спорангии раскрываются, спо-ры высыпаются и разносятся потоками воздуха. Упав на влажную почву, споры прорастают. Из споры путем деле-ния образуется растение, которое совершенно не похоже на растение, дающее споры. Оно имеет вид тонкой зеленой многоклеточной пластинки сердцевидной формы величиной 10-15 мм. В почве оно укрепляется ризоидами. На его ниж-ней части формируются органы полового размножения , а в них — мужские и женские половые клетки (рис. 82). Во вре-мя дождя или обильной росы сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и сливаются с ними. Происходит оплодотворе-ние и образуется зигота. Из зиготы путем деления постепен-но развивается молодой папоротник со стеблем, корнями и мелкими листьями. Так происходит половое размножение (см. рис. 82). Развитие молодого папоротника идет медлен-но, и пройдет много лет, пока папоротник даст крупные ли-стья и первые спорангии со спорами. Затем из спор появятся новые растеньица с органами полового размножения и т. д.

В тенистых лиственных и смешанных лесах поодиночке или небольшими группами растет щитовник мужской. Его подземный стебель — корне-вище, от которого отходят придаточные корни и листья.

Встречаются и другие виды папоротни-ков: в сосновых лесах — орляк, в еловых — щитовник иголь-чатый, на заболоченных берегах рек — телиптерис болотный, по оврагам — страусник обыкновенный и кочедыжник женский (рис. 83).

Некоторые папоротники, например сальвиния и азолла (рис. 84), живут только в воде. Нередко водные папоротники образуют сплошной покров на поверхности озер.

Водные папоротники

Сальвиния

У сальвинии листья расположены попарно на тонком стебле. От стебля отходят тонкие нити, похожие на разветвленные корни. На самом деле — это видоизмененные листья. Корней у сальвинии нет. Материал с сайта

Азолла

Маленький свободноплавающий папоротник азолла в странах Юго-Восточной Азии используется как зеленое удобрение на рисовых по-лях. Это связано с тем, что азолла вступает в симбиоз с цианобакте-рией анабеной, которая способна усваивать атмосферный азот и пере-водить его в форму, доступную для растений.

Папоротники являются компонентами многих расти-тельных сообществ, особенно тропических и субтропических лесов. Как и другие зеленые растения, папоротники при фо-тосинтезе образуют органические вещества и выделяют кис-лород. Они являются средой обитания и пищей для многих животных.

Многие виды папоротников выращивают в садах, оранже-реях, жилых помещениях, поскольку они легко переносят условия, неблагоприятные для большинства цветковых рас-тений. Наиболее часто в декоративных целях выращивают папоротники из рода адиантум, например адиантум «венерин волос», платицериум, или оленьи рога, нефролепис, или меч папоротник (рис. 85). В открытом грунте обычно выса-живают страусник (см. рис. 83, с. 102).

Если вы хотите превратить свой дом в уютный зеленый оазис, но при этом не желаете возиться с цветами, посадите папоротник. Это красивое растение с перистыми листьями яркой окраски и пышными формами особо го ухода не требует. Влажный воздух, рассеянное освещение, частые опрыскивания и умеренный полив – вот и все, что ему нужно. В таких условиях куст быстро разрастается, и можно сделать себе целую оранжерею. Как известно, папоротники цветут только в народных преданиях и сказках. Однако этот факт никак не мешает им заводить потомство. Как размножаются папоротники, стоит знать цветоводам, имеющим в своем цветочном хозяйстве эти растения.

Способы размножения папоротников

Существует несколько методов, при помощи которых можно получить новые экземпляры растения, а именно:

делением куста;
спорами;
боковыми побегами;
выводковыми (боковыми) почками.

Каким из них воспользоваться – зависит от вида папоротника.

Как и когда делить куст?

Деление куста – один из эффективных способов, позволяющий получить полноценное растение. Стоит учитывать, что подходит он не для всех папоротников. Делить можно только те, у которых формируется несколько точек роста ( , адиантум, птерис). При этом каждая деленка должна иметь свои корешки.

Лучше и легче папоротники переносят весеннее деление. Также пересаживать и размножать растения можно в конце августа.

Как размножаются папоротники спорами?

Споры у папоротников служат своеобразным заменителем семян. Образуются они на обратной стороне листьев. На изнанке вайи расположены маленькие мешочки – сорусы, в них и находятся спорангии со спорами. Когда они созреют, сорусы надо срезать с частицей вайи. Хранятся они в плотно закрытых бумажных пакетах вплоть до посева. Споры папоротника очень мелкие, похожие на порошок. Они легко разлетаются от малейшего дуновения ветра и даже дыхания.

Определить, созрели ли «семена», можно по цвету сорусов – они становятся коричневыми.

Высевать споры следует в мелкую емкость, насыпав туда тонкий слой грунта (до 5 см толщиной). Лучше использовать песчано-торфяную почвосмесь или субстрат для фиалок. Споры необходимо посеять прямо сверху по увлажненной земле и не присыпать. Емкость накрыть стеклом. Когда на поверхности грунта появится зеленый мох – это и будут проросшие споры. Корней у них еще нет, а питание сеянцы получают через ризоиды (волоски, которыми споры проросли). Месяца через два с момента посева начинают формироваться корешки и листья. Доращивать рассаду лучше в аквариуме, где высокий уровень влажности. Со временем ее пикируют в горшки.

Как укоренить боковые побеги?

Большинство разновидностей папоротников выпускают отростки. Они вырастают на листьях и похожи на длинную зеленую стрелу. Чтобы получить из отростка куст, его нужно укоренить. Для этого рядом следует поставить емкость с питательным грунтом и зафиксировать в нем побег.

В течение 1-2 месяцев стрелка нарастит свои корни. Тогда ее можно будет отрезать от материнского куста.

Как размножить папоротник выводковыми почками?

Отдельные папоротники обладают свойством на черешках листьев формировать боковые почки. Так размножается пузырник луковиценосный. Со временем почка отращивает корешки. Тогда ее снимают и помещают в стеклянную емкость с крышкой. Там должно быть тепло и влажно. Когда на почке появятся листики, можно будет посадить ее в грунт.