Разница между папоротниками и мхами.

Чаще растут в тенистых влажных лесах и на дне сырых оврагов. Гораздо реже они встречаются на открытых местах.

Папоротник имеет укороченный надземный стебель. От него отходят длинные и широкие перистые листья. Надземный стебель у папоротника является продолжением подземного побега - корневища. От корневища отходят придаточные корни.

Папоротники питаются так же, как и другие зелёные растения: в листьях на свету они образуют органические вещества. Органические вещества идут не только на питание растения, но часть их откладывается в корневище.

Папоротник является многолетним растением . Поздней осенью надземные части его отмирают, а корневище перезимовывает под снегом. Весной, когда оттает и согреется почва, из верхушечной почки корневища вырастает укороченный стебель с листьями.

По сравнению со мхами строение папоротников более сложное: у них имеются не только стебель и листья, но и корни. На нижней стороне листьев папоротника летом появляются коричневые бугорки. При рассмотрении под микроскопом препарата (поперечного разреза листа) эти бугорки имеют вид маленьких зонтиков. Под прикрытием их находятся кучки мелких мешочков со спорами. При помощи спор папоротник размножается. После созревания, попадая на влажную, не занятую другими растениями почву, споры прорастают.

Хвощи - растения, родственные папоротникам. Они встречаются в сырых борах, на болотах, на влажных лугах и полях. Хвощи выглядят как маленькие зелёные ёлочки. Стебли их растут вертикально вверх, а в стороны от главного стебля расходятся боковые побеги. Они расположены на стебле мутовчато. При внимательном осмотре стебля и боковых побегов можно увидеть зачаточные листочки, сросшиеся в чешуйчатые бахромки вокруг стебля. На верхушке стеблей у хвощей имеются колоски с мешочками спор. Как и папоротники, хвощи размножаются спорами. Кроме надземных побегов, у хвоща имеется длинное ветвящееся корневище, от которого отходят корни.

Плауны встречаются большей частью в хвойных лесах. Они имеют длинные ползучие стебли, густо покрытые узкими зелёными листочками. У плаунов на верхушках стеблей имеются длинные колоски, состоящие из мелких листочков. На верхней стороне листочков расположены мешочки со спорами.

Папоротники, хвощи и плауны имеют определенные особенности строения. Эти растения по внешнему виду мало сходны между собой. Но все они имеют настоящие стебли, надземные и подземные, строение которых сходно со строением стеблей цветковых растений. У всех имеются листья и настоящие корни, а не ризоиды.

По сравнению с водорослями и мхами папоротникообразные имеют более сложное строение. Однако к цветковым растениям их отнести нельзя, так как они размножаются не семенами, а спорами.

В доисторические времена наблюдался расцвет древних папоротникообразных. Папоротники, хвощи и плауны появились на Земле в очень далёкие от нас времена - сотни миллионов лет назад. Они пышно разрослись, образовав лесные заросли на огромных пространствах.

В древние времена поднимались из болот целые заросли мощных деревьев - предков современных хвощей. Предки современных плаунов тоже были деревьями-гигантами, имевшими в обхвате 2 м, а в высоту достигавшими 30 м. В этих древних лесах встречались высокие стволы древовидных папоротников с раскидистыми пучками перистых листьев на вершине. В тропических лесах ещё до настоящего времени сохранились древовидные папоротники, напоминающие своих древних предков.

Как происходило образование каменного угля? Древние леса огромных древовидных папоротникообразных росли на болотистой почве, покрытой водой. Отмершие деревья падали в воду. Во время разлива мощные реки сносили массу деревьев в одно место и заносили их илом и песком. Под действием бактерий деревья под водой медленно разлагались и постепенно образовывали слои угля. На месте погребённых лесов со временем вырастали новые леса, которых постигала та же участь. В горной породе, покрывающей толщу каменного угля, часто находят отпечатки листьев, коры и веток древних папоротников. Иногда встречаются сохранившиеся целые стволы и корни вымерших деревьев. При микроскопическом исследовании каменного угля в нём обнаружена масса спор древних папоротников.

Изучение ископаемых остатков древних папоротникообразных показало, что климат в то время был тёплый и влажный. Такой климат был широко распространён на всей Земле и доходил на севере России до Шпицбергена и Новой Земли. Это стало известно потому, что теперь там находят залежи каменного угля.

Через много сотен лет на севере и в средней полосе Европы наступило похолодание. Теплолюбивые древовидные папоротникообразные вымерли. Многие из них за эти сотни миллионов лет сильно изменились и теперь резко отличаются от своих древних предков. Древние леса, погребённые в пластах земли, используются в качестве топлива для хозяйства страны. 65% всех топливных запасов России даёт каменноугольная промышленность.

Таким образом, папоротникообразные - ещё более высокоразвитые растения, чем мхи. Они имеют надземные и подземные стебли, листья и настоящие корни. Папоротникообразные размножаются спорами. К ним принадлежат папоротники, хвощи и плауны.

Папоротники и мхи являются представителями группы высших споровых растений. Было время, когда они полностью захватили и заполонили нашу планету. Чуть позже они уступили главенство на Земле голосеменным и покрытосеменным растениям.

Определение

Папоротники – это растения, которые относятся к отделу Папоротниковидных.

Мхи – это растения, принадлежащие к отделу Моховидных.

Сравнение

Папоротники царили на Земле 300 миллионов лет тому назад, хотя появились намного раньше – в девоне. В конце палеозоя и начале мезозоя вся наша планета была укрыта огромными массивами лесов из древоподобных папоротников. Именно они, отмирая, стали основой для образования огромных запасов горючих полезных ископаемых – каменного угля, нефти, газа и хранилищем отпечатков прадавней флоры и фауны Земли. Мхи появились в то же геологическое время – в конце девона, но не набрали тех размаха, высоты и биомассы, с которыми покорили планету папоротники. Уже в нашу геологическую эпоху мхи стали источниками для формирования торфа, торфяников и торфяных болот. Торф является горючим полезным ископаемым, ценным органическим удобрением и сырьем для производства пластмассы, воска, красок, лака, спирта и кислот.

Комнатный папоротник. Нефролепис

Папоротники имеют характерный, ни с чем не сравнимый вид. Это древесное или травянистое растение. Оно имеет видоизмененный побег, к которому при помощи черешка крепятся псевдолистки, или вайи. Это – первый эволюционный шаг к образованию у растений настоящей листовой пластины. Вайи исполняют две функции: первая – фотосинтез, вторая – спорообразование.

В грунте растение закрепляется при помощи подземного стебля – корневища. От него отходит множество вегетативных корней. В стебле папоротника сформированы ткани – проводящие и паренхимные, дающие растению возможность потреблять больше минеральных веществ и воды, чем его более низкоорганизованные коллеги по планете.

Жизненный цикл папоротника состоит из двух фаз – спорофита и гаметофита с преобладанием первой фазы над второй. На нижней части вайи образуются гаплоидные споры. Со временем спорангий раскрывается, споры падают на землю и прорастают. Именно этот заросток несет гаметы, женские и мужские. Но яйцеклетки и сперматозоиды одного растения вызревают в разное время, поэтому автооплодотворения не происходит. Как и у мхов, для совершения оплодотворения папоротникам необходима сильно увлажненная среда.

Из оплодотворенной зиготы развивается особь – спорофит. Сначала она использует питательные вещества, которые есть в заростке, а когда он отмирает, начинает питаться самостоятельно.

Мхи – двудомные растения, то есть на верхушках мужских растений расположены органы, продуцирующие сперматозоиды, а на верхушках женских – продуценты яйцеклеток. Но каждое растение независимо от пола обладает стеблем и листками. Они мелкие и содержат хлорофилл. У многих мхов листки нижнего яруса становятся желто-бурыми из-за разрушения пигмента в условиях недостаточной освещенности.

Корней у мхов нет. К грунту они крепятся ризоидами – многоклеточными волосообразными отростками.

Мхи размножаются спорами, которые вызревают в спорангии спорофита. Спорофит мха представлен ножкой с коробочкой. Но живет он недолго и быстро усыхает. Подсохшая коробочка открывается, и из нее просыпаются споры. Из них вырастает растение с гаплоидным набором хромосом – многолетнее, зеленое; женская или мужская особь. В жизненном цикле мха преобладает гаметофит над спорофитом.

Выводы сайт

1. В мезозое папоротники доминировали на Земле, в отличие от мхов.
2. Папоротники были сырьем, из которого сформировались каменный уголь, нефть, газ, а мхи являются основой для формирования торфа.
3. Мхи – двудомные растения, папоротники – однодомные.
4. Листья мхов вырабатывают лишь хлорофилл, листья папоротников – место для фотосинтеза и откладывания спор.
5. У мхов – ризоиды, у папоротников – корневища.
6. У мхов – листья, у папоротников – вайи.
7. У папоротников есть сформированная проводящая и паренхимная ткань, у мхов такая дифференциация не наблюдается.
8. В жизненном цикле мха преобладает гаметофит над спорофитом, а у папоротника – спорофит над гаметофитом.

Вопрос 1. Что называют тканью?

Тканью – совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, строение и выполняющих определённые функции.

Вопрос 2. Какие растительные ткани вы знаете?

Выделяют несколько видов растительных тканей: покровные, основные, механические, проводящие и образовательные.

Вопрос 3. Какое строение имеют и какую функцию выполняют проводящие ткани?

Проводящие ткани образованы живыми или мёртвыми клетками, которые имеют вид трубок. Выделяют две группы проводящих тканей: сосуды и ситовидные трубки. Сосуды - последовательно соединённые мёртвые полые клетки, поперечные перегородки между которыми исчезают. Ситовидные трубки - удлинённые безъядерные живые клетки, последовательно соединённые между собой. В их поперечных стенках есть достаточно крупные отверстия.

Вопрос 4. Какое строение имеют и какую функцию выполняют механические ткани?

Механические ткани образованы группами клеток с утолщёнными оболочками. У некоторых клеток оболочки одревесневают. Часто клетки механической ткани удлинённые и имеют вид волокон. Эти придают прочность растениям.

Лабораторная работа № 11. Строение спороносящего хвоща.

1. С помощью лупы рассмотрите летний и весенний побеги хвоща полевого из гербария.

2. Найдите спороносный колосок. Каково значение спор в жизни хвоща?

С помощью спор весной хвощи размножаются.

3. Зарисуйте побеги хвоща (смотрите рисунок).

Вывод: у хвощей в отличие от мхов появляется корневище. Споры также как и у мхов служат для размножения.

Лабораторная работа № 12. Строение спороносящего папоротника.

1. Изучите внешнее строение папоротника. Рассмотрите форму и окраску корневища; форму, размеры и окраску вай.

Корневище (подземные побеги) растет в почве параллельно поверхности почвы. Оно коричневого цвета. Сильно рассечённые зеленые или светло-зеленые листья папоротников называются вайями. Вайи растут прямо от корневищ. Длина взрослых вай колеблется от 20 до 70 см.

2. Рассмотрите бурые бугорки на нижней стороне вай в лупу. Как их называют? Что в них развивается? Каково значение спор в жизни папоротника?

Если летом посмотреть на нижнюю сторону вайи папоротника, то можно увидеть маленькие бурые бугорки. Это группы спорангиев, в которых развиваются и созревают споры. С помощью спор папоротники размножаются (это поколение называют спорофит).

3. Сравните папоротники с мхами. Найдите признаки сходства и различия.

Различия: мхи не имеют корней, а папоротники имеют множество придаточных корней, отрастающих от корневища (видоизменённого побега). Листья мхов маленькие, листья папоротников - вайи имеют сложное строение. У мхов споры находятся в коробочке на ножке, у папоротников - с обратной стороны вайи (на спорофите). В стебле у папоротников есть сосудистые пучки (что дает им больше преимущество по сравнению с мхами) – это результат приспособленности папоротников к наземному образу жизни.

Сходства: есть побеги (стебель, листья). Размножаются спорами. Тяготеют к увлажнённой среде обитания.

4. Обоснуйте принадлежность папоротника к высшим споровым растениям.

Папоротник относятся к высшим споровым растениям, потому что они размножаются спорами. Также тело расчленено на стебель, корень и лист. Характерная черта - наличие проводящей системы (трахеид и сосудов), обеспечивающей обмен веществами между полярными частями организма.

Вывод: папоротники относятся к высшим споровым растениям. Также у папоротников множество придаточных корней, отрастающих от корневища (видоизменённого побега). У папоротников споры с обратной стороны вайи (на спорофите). В стебле у папоротников есть сосудистые пучки. Все это дает папоротникам преимущество перед мхами в природе.

Вопрос 1. Почему плауны, хвощи и папоротники относят к высшим споровым растениям?

Высшими споровыми растениями называют мхи, плауны, хвощи, папоротники в первую очередь потому, что их тело расчленено на органы, каждый из которых выполняет определённые функции. Во-вторых, они все размножаются спорами.

Вопрос 2. Где они растут?

Плауны, хвощи и папоротники растут преимущественно во влажных тенистых местах. Плауны растут преимущественно в сосновых лесах. Хвощи растут на полях, в лесах или около водоёмов, обычно на участках с влажной кислой почвой. Папоротники широко распространены по всему земному шару. Они растут как на суше, так и в воде. В тропических широтах обычны древовидные папоротники.

Вопрос 3. Каково их строение?

У плаунов длинный ползучий стебель с множеством веток, покрытых мелкими листьями. Летом у них на прямостоячих побегах развиваются спороносные колоски со спорами.

Хвощи - многолетние травянистые растения с длинными ветвящимися корневищами, зимующими в почве. Весной появляются бурые побеги, на верхушках которых расположены спороносные колоски. В них созревают споры. Зелёные летние побеги содержат хлорофилл.

Сильно рассечённые листья папоротников называются вайями. У некоторых папоротников вайи цельные. У большинства папоротников, растущих в умеренном климате, под землёй параллельно поверхности почвы расположены корневища (подземные побеги). Вайи растут прямо от корневищ.

Если летом посмотреть на нижнюю сторону вайи папоротника, то можно увидеть маленькие бурые бугорки. Это группы спорангиев, в которых созревают споры.

Вопрос 4. Какие растения - папоротники или мхи - имеют более сложное строение? Докажите это.

Папоротники имеют более сложное строение, чем мхи. Потому что: папоротники имеют корни, которые отрастают от корневища. Мхи корней не имеют, только ризоиды. Мхи имеют очень мелкие листья, а у папоротников сложные и крупные листья. У папоротников лучше развиты ткани и проводящая система.

Вопрос 5. Каково значение плаунов, хвощей и папоротников?

Из древних древовидных форм этих растений миллионы лет назад образовались залежи каменного угля, который служит не только топливом, но и ценным химическим сырьём. Из него получают смазочные масла, смолы, кокс, пластмассы, парфюмерные изделия и многие другие продукты.

Споры плауна раньше широко использовали в аптечном деле при изготовлении детской присыпки. Стелющиеся ветвистые побеги плауна очень декоративны. В металлургии формы для литья обсыпают порошком из спор, и металлические детали легко отстают от стенок.

Хвощ полевой является трудноистребимым сорняком полей с повышенной кислотностью почв.

Побеги хвоща жёсткие, они содержат много кремнезёма и раньше использовались при полировке металлических изделий. В некоторых районах нашей страны употребляют в пищу весенние побеги хвоща (в сыром, пареном виде и как начинку в пирогах), а также молодые листья папоротника орляка.

Подумайте

Почему многие виды папоротников, также являясь споровыми растениями, в отличие от мхов могут достигать значительных размеров?

Потому что в отличие от мхов папоротники имеют корни, отрастающие от корневища, и хорошо развитую проводящую и опорную системы, что позволяет транспортировать питательные вещества на большую высоту.

Задания для любознательных

Это говорит о том, что папоротникообразные растения росли на суше или в воде в каменноугольный период палеозойской эры. Т. к. именно плауны, хвощи и папоротники образовали залежи каменного угля.

Вопрос 1. Почему плауны, хвощи и папоротники относят к высшим споровым растениям?
К высшим растениям плауны, хвощи и папоротники относят по причине наличия у них органов - стебля, листьев и корня. А споровыми их называют из-за того, что размножаются они спорами.

Вопрос 2. Где они растут?
Плауны, хвощи и папоротники растут в основном во влажных тенистых местах. Плауны растут преимущественно в сосновых лесах. Хвощи растут на полях, в лесах или около водоемов, обычно на участках с влажной кислой почвой. Папоротники распространены очень широко, обитают как на суше, где они растут не только на почве, но и на стволах и ветвях деревьев, так и в воде (встречаются многолетние плавающие папоротники).
Папоротники умеренных широт - многолетние травянистые растения, в тропических лесах встречаются древовидные формы. Немногочисленные виды (сальвиния) обитают в воде.

Вопрос 3. Каково их строение?
Все папоротникообразные имеют стебель, листья и корни.
У плаунов побег дихотомически ветвится и разделяется на подземную и надземную части. Корневая система представлена придаточными корнями, без корневых волосков. Листья мелкие с одной жилкой. Гаметофиты (заростки) мелкие, зеленые или бесцветные.
Хвощи произрастают во влажных или заболоченных местах. Надземные побеги имеют членистые стебли с мутовчато отходящими от узлов ветвями. Листья мелкие, чешуевидные, собраны в узлах мутовками. В клетках кожицы стеблей и листьев откладываются кристаллы кремнезема, поэтому тело хвощей очень жесткое. Надземные побеги хвоща ежегодно формируются из почек корневища. От корневища отходят придаточные корни. У хвоща два типа побегов. Ранней весной развиваются весенние побеги. Они светло-коричневого цвета, нефотосинтезирующие. На концах весенних побегов формируются спороносные колоски.
Спорофит папоротника четко подразделяется на корень, стебель и лист.. Корни всегда придаточные, стебель обычно хорошо развит иногда видоизменен и представлен клубнем или корневищем). Листья обычно перистые, сложные, они называются - вайи. Вайи растут от корневища. На нижней стороне вайи развиваются маленькие бурые бугорки - спорангии. Молодые листья улиткообразно свернуты. Спорангии расположены на нижней стороне листа. Заросток (гаметофит) часто имеет сердцевидную форму. Он несет архегонии, антеридии и ризоиды.

Вопрос 4. Какие растения - папоротники или мхи - имеют более сложное строение? Докажите это.
Отличием мхов от папоротноков служит то, что тело мхов расчленено на органы (стебель и листья), у мхов нет настоящих корней, их заменяют ризоиды, которыми они укрепляются в почве и всасывают воду. У папоротников есть корни. Кроме того, все папоротники имеют более сложное внутреннее строение листьев.

Вопрос 5. Каково значение плаунов, хвощей и папоротников?
Роль папоротникообразных в природе и в хозяйственной дея¬тельности человека в основном связана с залежами каменного угля, образованными древними папоротникообразными в каменноугольном периоде палеозоя. Современные папоротникообразные используют в медицине (например, щитовник мужской применяют как глистогонное средство), в качестве декоративных растений, в аквариумах и водоемах (например, сальвиния, азолла каролинская). Некоторые виды азоллы используют как зеленое удобрение, обогащающее почву азотом. В металлургии формы для литья обсыпают порошком из спор этих растений, и металлические детали легко отстают от стенок. В некоторых районах нашей страны употребляют в пищу весенние побеги хвоща (в сыром, пареном виде и как начинку в пирогах), а также молодые листья папоротника орляка. Орляк на Дальнем Востоке заготавливают в больших количествах для пищевых целей. Хвощи часто бывают злостными сорняками; среди них встречаются и ядовитые формы.