Сообщение-доклад Папоротники
Являясь одним из древнейших растений, папоротник не перестает удивлять современного человека разнообразием своих форм, размеров и применением.
Это представитель мира флоры, который характеризуется тем, что произрастает повсеместно. Он занимает лесные массивы, площадь в пустыне, ущелья скал, болота, места у рек на всем земном шаре. Папоротник может существовать в виде травянистого растения, иногда в виде деревьев.
Неважно, где он произрастает в воде или ближе к суше, в большинстве своем является любителем теплого климата с дождливой погодой. Однако среди существующих его видов есть и те, которые отдают предпочтение сухости
Тенистая местность – еще одно немаловажное условие для его произрастания.
Среди нескольких тысяч папоротников выделяют оригинальные формы растения: это может быть ветвистый представитель, напоминающий лианы, бывают папоротники в виде больших кустов. Встречаются и те, которые можно спутать с листьями некоторых растений. Многие имеют изящные формы, напоминающие узоры.
Опорой его является стебель, на котором расположены листья. Размеры папоротника колеблются от 12 миллиметров до 25 метров в длину.
Особый интерес вызывает цветовая гамма его листьев. Светлые или сочные зеленые пластины более привычны для восприятия человека в отличие от необычных красных листьев. Иногда встречаются голубые или желтые оттенки.
Папоротник не имеет ни семян, ни плодов. Распространяется с помощью спор, расположенных под листьями, переносимых с помощью ветра. Поэтому его цветение невозможно.
Папоротник считается декоративным растением, тогда его можно использовать для решения дизайнерских задач на приусадебных участках или выращивая на подоконнике. Садоводы нередко отдают ему предпочтение. Другие способны вызвать отравление, являясь ядовитым растением, третьи помогают в лечении недугов.
Человек на протяжении длительного промежутка времени использует древесный папоротник в сфере строительства, в качестве земельного удобрения. Обработка ран, лечение горла и кашля не обходится без лекарственных препаратов, в составе которых находится какой-либо вид папоротника. Обладая специальными знаниями об употреблении его в пищу, можно добиться успехов в кулинарии.
Папоротник – растение, которое, несмотря на века и препятствия, не исчез из природного мира. Человек не только наслаждается его роскошным видом, но и все больше находит способов для его применения.
Жизненный цикл
Каждое растение на Земле имеет свой жизненный цикл. У папоротника он состоит из чередования поколений — спорового и полового. Задача растения — достигнуть созревания и дать новую жизнь последующим поколениям.
Бесполое (споровое) поколение представлено лиственным растением, которое образует споры. Последние собраны в кучки — сорусы, которые находятся на нижней стороне листовой пластины.
Споры, попадая в благоприятную среду, дают начало новому заростку, который является половым поколением растения — гаметофитом. Жизненный цикл папоротниковидных замкнутый.
Фазы жизни папоротника имеют такой порядок:
- Взрослое растение.
- Споры.
- Заросток.
- Половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки.
- Зигота.
- Зародыш.
- Новое растение.
Взрослое растение, вырастая, повторяет эту схему для зарождения будущего поколения.
Дыхание
Умение всасывать из воздуха кислород и выделять углекислый газ именуется процессом дыхания у растений. Данное условие необходимо им для существования. Кислород, который впитал папоротник, взаимодействует с его органической материей, в результате выделяются углекислый газ и вода.
Дышит папоротник днем и ночью. Эта функция ему необходима для получения жизненной энергии.
Питание
Питательные вещества папоротники получают через корни и листья. С помощью первых растение всасывает из почвы минеральные соли и воду. Для питания растений нужны такие микроэлементы как фосфор, калий, углерод, азот, железо, магний, сера, водород, цинк, медь, марганец и другие.
Через листья проходит другой процесс питания — фотосинтез. Из воздуха листочки забирают углекислый газ, который с помощью солнечного света преобразуют в органические вещества, так необходимые для жизни растения.
В процессе фотосинтеза папоротник получает крахмал и сахар, которые распределяются по всем органам.
Размножение папоротников
У взрослого сформированного папоротника на нижней стороне листа созревают споры в капсуле. Затем капсулы лопаются, и споры осыпаются в почву. Ветер подхватывает их и разносит в разные стороны.
Спора прорастает и образуется заросток с гаметами, который внешне схож с сердечком. Заросток прикрепляется к поверхности земли с помощью нитей — ризоидов. В нем появляются мужские и женские половые органы — антеридии и архегонии, в которых образуются сперматозоиды и яйцеклетки.
Вода стекает по листу и задерживается в середине заростка, сперматозоид с водой подплывает к яйцеклетке и соединяется с ней, образуя зиготу. Из нее развивается зародыш нового растения.
Девонский период
Прошли сотни миллионов лет с тех пор, как на Земле появилась жизнь в виде крошечных комочков белка. Бесчисленные поколения живых существ сменяли друг друга.
Богатый и разнообразный растительный и животный мир населял воды океанов. Беспозвоночные достигли своего расцвета. Жизнь пришла на берег. Зелень одуванчика оживляет грубый, каменистый ландшафт.
По какому пути пойдет эволюция жизни на Земле? Какие формы она примет в ближайшие тысячелетия?
Мы находимся на пороге палеозоя, девона.
Этот период назван в честь Девоншира, графства на юго-западе Англии, где девонская стратификационная система была впервые обнаружена учеными в 1839 году.
…Геологи пересекают страну пешком. Они поднимаются по пологим склонам Уральских гор, пересекают равнины Ленинградской области и исследуют толщи горных пород в Казахстане, Средней Азии и Сибири. И во всех этих местах их зоркий глаз находит слои девонского известняка, красноцветных песчаников, вулканических туфов и глин. Эти слои осадочных пород часто содержат окаменелости растений и животных, свидетельствующие о больших изменениях в растительном и животном мире в девонском периоде.
В теплых водах девонского периода обитали головоногие моллюски, кораллы и брахиоподы — животные с раковинами. Останки морских животных образовали известняковые слои с девонскими раковинами.
В реках и опресненных лагунах живет коккостома — бронированная рыба. Останки коккоида часто находят в слоях красного песчаника, отложенных в обширных девонских лагунах. Помимо останков бронированных рыб, мы также находим останки их врагов — гигантских крабов. Несмотря на свою костную защиту, медленно передвигающиеся бронированные рыбы могли легко стать жертвой этих хищников. Поэтому со временем количество панцирных рыб в лагунах и реках значительно сократилось: они исчезли.
Но в конце девонского периода некоторые виды панцирных рыб перебрались в открытое море. Здесь они нашли благоприятные условия для своего развития. Потомство многих из них выросло до огромных размеров. Морской хищник Dinichthys, например, достигал длины 10 метров.
Dinichthys, охота на акул.
В раннем девоне ученые также обнаружили останки костных рыб. Структура их тела была более сложной, чем у бронированных рыб. Эти древние рыбы были оснащены плавниками, позволявшими им быстро плавать, и челюстями, позволявшими им с силой доставать пищу.
Растительность набирала силу. Земля больше не была покрыта только мхом, похожим на прекрасные растения. На берегах и отмелях рек росли примитивные папоротники и предшественники хвощей. У этих растений были настоящие побеги и листья.
Все растения раннего девона были проростками, то есть размножались путем распространения крошечных споровых клеток. Но в середине девона появились папоротники, семена которых были такими же большими, как наши деревья. На их ветвях развивались не семена, а крупные семена размером с лесной орех. Семена девонских папоротников были предшественниками семян всех растений.
Бескрылые насекомые, сороконожки и скорпионы ползали по влажной земле и охотились друг на друга. Потомки некоторых из этих беспозвоночных — например, скорпионов — дожили до наших дней практически в неизменном виде.
Полезные ископаемые девонского периода
Палеозойская эра – время зарождения многих залежей полезных ископаемых, которые так важны для человечества в современный период. В девоне, в местах с повышенной влажностью, образовались оксиды марганца и гидрооксиды железа. Богатыми на эти элементы оказались районы Восточной Сибири. Территории современных Уругвая, Аргентины, Австралии, а также некоторые места северо-востока и юга Азии оказались наполненными рифовыми известняками. К девонскому периоду относятся и самые старые угольные месторождения планеты, пласты нефти и газа Уральской области России, в нефтяных районах США, Канады, Ближнего Востока.
В местах повышенной влажности образовывались залежи калийных солей. Активные вулканические процессы привели к накоплению руд медного колчедана, свинца и цинка, железа марганца. Так образовались богатые месторождения Урала, Северного Кавказа, Татарстана и центрального Казахстана. Вспышки магматизма привели к образованию кимберлитовых трубок с алмазами.
«Наши» папоротники
В нашей стране растёт много видов папоротников. К редким относится чистоуст царский, растущий в заболоченных лесах Кавказа. У него, как и у страусова пера, спороносные вайи отличаются от фотосинтезирующих, окрашены в красно-коричневый цвет и выглядят как метёлки.
Чистоуст царский
Широко распространён в России щитовник болотный, облюбовавший болотистые места. Его листья похожи на пальмовые и растут поодиночке. А у нередкого в наших лесах орляка обыкновенного листья, схожие по форме с щитовником, растут кучно, создавая пышную розетку. У марсилии, обитающей на дне водоёмов, листья формой напоминают детскую вертушку или зелёный цветок с 4 округлыми лепестками на тонкой ножке.
Щитовник болотный
Очень красивые и необычные по форме вайи папоротника адиантум венерин волос: от основного черешка (рахиса) отходят боковые веточки с веерообразными листочками, окантованными тёмными спорами. Длинные листья скребницы аптечной, растущей на скалах Крыма, Кавказа и Средней Азии, напоминают тесьму. В лесах Кавказа растёт красивый крупнолистный папоротник листовик обыкновенный. Его вайи цельные, удлинённые, ремневидные. Споры на них располагаются длинными узкими полосками, расходящимися от центра листа. Цельные вайи и у многоножки уссурийской — узкие, они растут из земли поодиночке. Её родственница многоножка южная с длинными листьями-пёрышками предпочитает расти повыше — на стволах деревьев.
Очень интересны папоротники ужовник обыкновенный и гроздовик полулунный. Крупный фотосинтезирующий лист ужовника овальной формы, от его основания отходит спороносный колосок на тонкой ножке. Учёные пришли к выводу, что этот колосок — видоизменённый лист. Такая форма спороносных листьев была характерна для древовидных папоротников каменноугольного периода. Также устроен и гроздовик. только у него фотосинтезирующие вайи более сложной формы с резными краями, а спороносный колосок ветвится наподобие метёлки.
«ВЕК» ПАПОРОТНИКА
Папоротники — типичные обитатели лесов. Они довольно влаголюбивы и хорошо развиваются под пологом леса, где почти всегда достаточно влаги. Еще лучше они разрастаются на лесных полянах, прогалинах, вдоль лесных дорог, где не только влажно, но еще и много света. Здесь они образуют особенно густые и пышные заросли. Иногда в таких зарослях почти не видно человека.
В лесах средней полосы страны встречается более десятка видов разных папоротников. Лучше знаком многим, наверное, папоротник-орляк. Его листья чем-то напоминают раскрытый зонтик с ручкой. У многих папоротников листья крупные, удлиненные, перистые, причем собраны в розетки. Эти розетки имеют форму более или менее правильной воронки. Именно так растут, например, очень распространенные наши папоротники — щитовник мужской и кочедыжник женский.
У папоротников такого типа розетка листьев располагается на конце короткого толстого корневища, находящегося в почве на небольшой глубине. Листья почти всех наших папоротников остаются живыми, зелеными только летом, а к зиме они отмирают. Каждую весну на конце корневища образуется новая розетка. В начале весны листья еще малы и спирально закручены, как плоские улитки. Потом они постепенно развертываются и в конце весны приобретают свой обычный вид. Взрослые листья многих папоротников напоминают большие зеленые перья, они более или менее кружевные, рассеченные на мелкие дольки.
Если условия для роста папоротника достаточно благоприятны, на нижней стороне его листьев образуются особые органы размножения — мельчайшие пятнышки рыжевато-коричневатого цвета. Их бывает очень много, и кажется, будто листья покрыты сыпью. Форма этих пятнышек у разных видов папоротников различна. Чаще всего они округлые, напоминающие жирные точки. Каждое пятнышко представляет собой скопление особых микроскопически мелких мешочков, в которых созревают споры. Эти споры похожи на пыль и легко разносятся ветром. Они служат для размножения папоротника.
Когда такая живая пылинка попадает в благоприятные условия, она прорастает. Из нее образуется маленькая, как ноготь, зеленая пластинка. Через некоторое время на этой пластинке начинает расти настоящий папоротник. Сначала он очень мал, листья его крохотные, еще слаборассеченные. С годами растение делается все крупнее и крупнее и наконец вырастает вполне взрослый папоротник с изящной розеткой больших перистых листьев. Полного возмужания растение достигает не скоро — лет через 15-20 после того, как прорастет пылинка-спора. Развитие папоротника происходит сравнительно медленными темпами.
Наверное, мало кто задумывался над тем, какова продолжительность жизни взрослого папоротника в лесу. Его «век» исчисляется несколькими десятками лет. Он может жить до 30-40 лет и больше. Это — в некотором роде долгожитель. На протяжении десятилетий у папоротника каждый год появляется новая розетка листьев, а старая отмирает. Интересно, что число листьев в розетке от года к году мало меняется. Старые листья папоротника хотя и отмирают, но от каждого из них на корневище остается своеобразный пенек — основание черешка. У достаточно старого экземпляра папоротника этих отростков очень много, они сплошь покрывают корневище, делая его лохматым.
Теперь нам будет понятно, каким образом определяют возраст папоротника, растущего в лесу. Для этого сначала надо точно подсчитать, сколько имеется на корневище остатков старых листьев. А затем это число следует разделить на число живых листьев, образовавшихся в текущем году. Результат от такого деления и даст нам возраст папоротника. Мы уже говорили о том, что число листьев в розетке мало меняется по годам.
Поэтому можно условно принять, что в каждый предшествующий год появлялось столько же листьев, сколько и в данном году.
Само собой разумеется, что описанный способ определения возраста применим только к тем видам папоротников, у которых листья собраны в розетку. Но так бывает не у всех видов. У орляка, например, листья располагаются поодиночке и никаких розеток не образуют.
| Папоротниковидные |
|---|
| Иллюстрация из книги Эрнста Геккеля Kunstformen der Natur, 1904 |
| Научная классификация |
| Домен: | Эукариоты |
| Царство: | Растения |
| Подцарство : | Зелёные растения |
| Отдел: | Папоротниковидные |
Международное научное название
Классы
млн лет
Эра
2,588
Чет-ный
Климат
Девонский период был относительно теплым и, вероятно, не имел ледников. Температурный градиент между экватором и полюсами был не таким большим, как сегодня. Погода также была очень сухой, особенно вдоль экватора, где было суше. 17 Реконструкция температуры поверхности моря в тропической зоне по апатитам Conodontes указывает на среднее значение 30 °C в раннем девоне. 17 Уровень CO2 резко снизился в девонском периоде. Новые развивающиеся леса удаляли углерод из атмосферы, который затем захоранивался в осадочных породах. Это может быть связано с похолоданием примерно на 5 °C в течение среднего девона. 17 Поздний девон потеплел до уровней, эквивалентных раннему девону; хотя соответствующего увеличения концентрации CO2 не наблюдается, континентальное выветривание усиливается (как и предсказывалось более высокими температурами); и некоторые свидетельства, такие как распространение растений, указывают на потепление в позднем девоне. 17 Климат повлияет на доминирующие организмы в рифах; в более теплые периоды основными рифообразующими организмами будут микробы, а в более холодные периоды доминирующую роль будут играть кораллы и стратиформные губки. Потепление в конце девона, возможно, даже способствовало вымиранию стратофоров.
Девонский период был временем большой тектонической активности, когда Евроамерика и Гондвана росли вместе.
Континент Еврамерика (или Лавразия) образовался в начале девона в результате столкновения Лаврентии и Балтики, которые были смещены в естественную засушливую зону вдоль тропика Козерога, сформировавшуюся как в палеозое, так и сегодня в результате слияния двух огромных газовых масс, скопления Хэдли и скопления Феррелла. В этих пустынях Старый красный песчаник образовал осадочные слои красного цвета из окисленного железа (гематита), характерного для засушливых условий. 19
Затем вблизи экватора столкнулись плиты Евроамерика и Гондвана, положив начало первой фазе Пангеи. Эта деятельность привела к поднятию северных Аппалачей и образованию Каледонских гор в Великобритании и Скандинавии.
Напротив, западное побережье девонской Северной Америки было пассивной окраиной с глубокими грязевыми заливами, дельтами рек и эстуариями, подобными тем, которые сегодня встречаются в Айдахо и Неваде. Приближающаяся вулканическая островная дуга достигла уступа континентального шельфа в позднем девоне и начала поднимать глубинные отложения — столкновение, которое предшествовало эпизоду горного строительства в раннем антропоцене под названием орогения Пантеон. 20
Уровень моря во всем мире был высоким, и большая часть суши находилась под мелководьем, где обитал тропический риф. Глубокий, широкий Панталасса («мировой океан») покрывал остальную часть планеты. Другими мелководными океанами были Палео-Тетис, Прото-Тетис, Раетский океан и Уральский океан (который был закрыт в результате столкновения Сибири и Балтийского моря).
Морская жизнь
В девоне появились плакодермы — доисторические рыбы, отличающиеся прочными пластинами (некоторые плакодермы, например, гигантская Dunkleostei, весили до трех-четырех тонн). В это же время появились относительно новые представители семейства лучеперых рыб, самого многочисленного на сегодняшний день семейства рыб на Земле. Относительно небольшие акулы, такие как странные стефаканты, стали более распространенными представителями морской жизни в девоне. Беспозвоночные, такие как губки и кораллы, продолжали процветать, но численность трилобитов значительно сократилась, и только гигантские эвриптиды (беспозвоночные морские скорпионы) успешно конкурировали с позвоночными, такими как акулы, за добычу.
Доклад на тему Папоротник
Папоротники или, иначе – папоротниковидные растения населяют нашу землю очень давно, с конца палеозойской – начала мезозойской эры. Как и остальные растения, имеет гетеротрофный тип питания. Относятся к древнейшим высшим растениям. Хотя не стоит полагать, что существуют только древние виды. В настоящее время обитают и довольно молодые представители отдела. Они сформировались путём развития растений. В тех условиях, когда другие представители погибали, папоротники размножались и развивались.
Их выносливость, хорошая переносимость разнообразных экологических факторов и, конечно, огромное количество образуемых спор, обусловило их широкое географическое положение. Но всё же лучшим вариантом для них является теплый, влажный климат.
Дачники часто встречают его на своих участках и, принимая его за сорняк, борются с ним.
У этих вездесущих растений имеется огромное разнообразие размеров и жизненных форм.
У папоротников нет и не было настоящих листьев, но это бойкое растение сделало «шаги» на пути к их появлению. А как же то, что люди обычно принимают за листья? Это своеобразные ветки. Точнее, целая система веток, которая располагается в одной плоскости – плосковетка (вайя). В общем тело состоит из черешка, вайи, видоизменённого побега и корневища. Главный корень не получает развития, но имеется множество придаточных, которые образуют систему, подобную однодольным.
Спорофит у папоротников преобладает над гаметофитом. Спорангий находится на оборотной стороне листа и, созрев, падает в землю, где позже произрастает. Также, они могут размножаться вегетативно.
Откуда, от чего они произошли? Учёные спорят на эту тему. Некоторые считают, что плауны были их предками. Однако другая часть учёных поддерживают ту версию, в которой хвощи, плауны, мхи и папоротники развились из псилофитов. Но мнение великих умов сходится в том, именно папоротники положили начало образования первых голосеменных.
Существуют виды пригодные для пищи. Например, Орляк обыкновенный, Осмунда коричная. У них очень ценный химический состав. Например, наличие алкалоидов придаёт растению свойства обезболивающего. Папоротник содержит много белка. Он благотворно влияет на весь организм, тонизирует его. Корневище этого растения используют в лекарственных целях. Но во всем нужно соблюдать чувство меры: слишком большое употребление папоротника может навредить организму.
Противовес этому – ядовитые виды. Например, род Щитовник.
В мифах описывали прекрасный цветок папоротника, который расцветает на миг в ночь на Ивана Купалу. Множество мифов посвящено этому растению. С ним связывали приметы и наделяли магическими силами. Хотя на самом деле папоротник не имеет цветов. Но раньше люди не могли объяснить размножение без цветка и искренне верили, что найдя цветок можно обрести истинное счастье.
Творцы видят в этих обычных растениях красоту и отображает это в своих работах. Например, картина Исаака Левитана «Папоротники в бору» или фотография Льюиса Кэрролла «Алиса Лидделл».
3, 5 класс
Описание растения
На самом деле растение не цветет вообще, а для размножения оно имеет массу иных вариантов. Из всего многообразия папоротников можно выделить и съедобные, и ядовитые виды. Они нередко встречаются в домашних условиях, а древесные сорта этого растения даже иногда применяют в качестве строительного материала.
Интересно и строение этих растений — листьев как таковых у них нет, а только листовые пластинки. Листья папоротника называются вайи. А растут они из почек корневища, строение их довольно сложное. Вайи являются системой ветвей, которые находятся на одном уровне и прикреплены к черешку. Другое их название, взятое из ботаники, — плосковетка. Они участвуют в фотосинтезе, споры, необходимые для размножения, созревают на их нижней стороне.
Опорную функцию выполняет кора стеблей. Запаса прочности у папоротников нет из-за отсутствия камбия. Годовые кольца у этих растений тоже отсутствуют. Правда, строение папоротников может отличаться в зависимости от вида. Среди них есть травянистые растения довольно мелкого размера, а могут быть и могучие деревья, которые в тропических условиях растут до 20 метров. Некоторые разновидности папоротников живут в воде, и несмотря на то что поверхностная часть этих растений может не превышать 20 см, корневища при этом могут быть метровой длины.
К папоротникам относятся растения, которые имеют следующие составляющие:
- корни (придаточные);
- стебли (обычные прямые, вьющиеся и ползучие);
- листья.
Биологическая характеристика
Папоротники — многолетние сосудистые растения, для которых характерно преобладание в жизненном цикле листостебельного спорофита. Гаметофит достаточно примитивен и служит только для осуществления одной из стадий размножения.
Папоротники имеют все типичные вегетативные органы (стебель, корень и лист), однако у некоторых представителей надземный стебель отсутствует. Растения этой группы имеют 2 жизненные формы: травянистую (характерна для большинства видов) и древесную. Последняя встречается только в тропических лесах. Такие разновидности папоротников имеют развитый наземный стебель высотой до 25 метров. Отсутствие этого вегетативного органа характерно для некоторых видов умеренно-континентальной флоры.
По экологическим характеристикам биологические виды папоротников и названия их культурных сортов подразделяют на три группы:
- лесные;
- скальные;
- болотные.
Папоротники являются споровыми растениями, а не покрытосемянными. Поэтому у них никогда не бывает цветения.
