Строение папоротника щитовника мужского. Строение папоротника. Особенности строения папоротника. Папоротник щитовник мужской
Щитовник мужской - многолетнее травянистое растение, 50- 100 см высотой, встречается в широколиственных и смешанных равнинных и горных лесах. Надземный стебель отсутствует, но имеется подземный побег в виде короткого корневища. От корне вища в почву отходят тонкие придаточные корни.
Каждый год на верхушке корневища появляется пучок дважды перисторассеченных листьев. Молодые листья улиткообразно скру чены и постепенно от основания к верхушке развертываются. Пол ное развитие листа завершается лишь на третий год после заложе ния зачатка. Черешки листьев короткие, как и главная жилка, покрыты буровато ржавыми чешуйками. В жизненном цикле папоротника чередуется бесполое и половое поколение - спорофит и гаметофит. Преобладает фаза спорофита
У большинства листьев на нижней поверхности вдоль средней жилки каждой дольки закладываются группы спорангиев, называемые сорусами. Спорангии в сорусе образуются на особом выросте листа - плаценте; каждый спорангий сидит на длинной тонкой ножке
По гребню спо рангия проходит ряд клеток, охватывающий его на 1/3 окружности и образующий механическое кольцо. Внутренняя и радиальные стенки клеток кольца утолщены, а внешняя - тонкая. Кольцо замыкается группой довольно крупных тонкостенных клеток, образующих устье. В этом месте происходит разрыв стенки спорангия после его созревания
В спорангии из археспория возникают материнские клетки спор, из которых после редукционного деления образуются тетра ды гаплоидных спор. Попадая в благоприятные условия, спора дает начало заростку (гаметофиту). Это маленькая, до 1 см, пла стинка сердцевидной формы, состоящая из паренхиматических кле ток, богатых хлорофилловыми зернами. Почти весь заросток одно слойный, и лишь в средней части, вблизи выемки, клетки образуют несколько слоев. На нижней стороне и по краям заростка находятся ризоиды, которыми он укрепляется в почве и всасывает воду. Там же формируются половые органы: вблизи выемки - архегонии, ниже - антеридии. Сперматозоиды штопорообразные, много жгутиковые. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) развивается зародыш растения (спорофит), питающийся в начале своего сущест вования за счет заростка. После сформирования растения заросток отмирает.
Мир отвечает нам взаимностью
И здесь размещу!) С вашего позволения)
В связи с приближением одной из Точек Силы Колеса Года)
Папоротник – одно из легендарных растений на Земле, сохранившиеся с третичного периода, когда и протекала их самая бурная эволюция за историю развития.
Первые папоротники появились в эру палеозоя примерно 400 миллионов лет назад. Древнейшие ископаемые формы известны с Девона. Эти древнейшие растения распространены по всей территории планеты преимущественно в теплых и влажных местах – тропиках и субтропиках, а так же встречаются в лесах, на болотах, в расщелинах скал.
Папоротники могут иметь древовидную форму или представлены в виде трав. В природе насчитывают около 300 родов и более 10000 видов папоротника. У травянистых видов стебель является видоизмененным и составляет несколько сантиметров в длину. Древовидные формы вырастают до 30 метров.
Один из Самых распространённых видов – Щитовник Мужской. О нём и пойдёт речь.
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ
Щитовник мужской является типичным представителем настоящих папоротников. Его стебель видоизменён в корневище когтеобразной формы и покрыт бурыми чешуями. На поверхности вырастает пучок листьев. Молодые листья свёрнуты в улитку и распускаются в начале лета. Новый лист начинает развёртываться под поверхностью почвы и окончательно развивается лишь на третий год жизни. Все взрослые листья каждый год осенью отмирают. То, что мы видим на поверхности – это лист. Ни в коем случае не стебель. То, что обычно называют стеблем – это черешок листа. То, что обычно называют корневищем – это стебель. В дальнейшем упоминая стебель, я буду писать «корневище», поскольку так читателю привычней воспринимать когтеобразную подземную часть растения.
Размножается Щитовник Мужской при помощи спор, которые сидят в спорангиях на обратной стороне листа ближе к лету.
ЛЕГЕНДЫ О ПАПОРОТНИКЕ
Большинство легенд о папоротнике связаны с народным праздником Купалой, проводимым в ночь Летнего Солнцестояния. Считалось, что в этот день Можно найти Таинственный Огнецвет – Цветок Папоротника. Его же называют Перунов Цвет, Жар-Цвет, Разрыв трава. Сгласно народным представлениям, Цветок этого растения наделялся магическими свойствами. Человек, которому удалось раздобыть ярко–красный, распускающийся лишь на мгновение цветок папоротника, приобретает магические знания и возможности:
- он будет счастлив всю жизнь;
- научится понимать язык флоры и фауны;
- ему откроются спрятанные в земле сокровища;
- он приобретет способность становиться невидимым;
- приворожить понравившуюся ему девушку или юношу;
- «отвернуть» от своего поля грозовую тучу;
- над ним не будет иметь власти нечистая сила.
Но цветок папоротника не дается человеку: его трудно найти и увидеть и почти невозможно сорвать и удержать у себя, ибо нечистая сила препятствует этому.
О.Диксон и И. Янде в своей книге «Шаманские практики» дают следующее описание Огнецвета: «Магическая сила Мужского папоротника признавалась многими народами. Древние славяне посвящали его богу Грома – Перуну. Считалось, что в полночь на Летнее Солнцестояние, когда происходит предельное возвышение Силы Огня, над папоротником формируется светящийся энергетический сгусток величиной с маленькое яйцо. Этот сгусток называется в народе Цветком Папоротника. … Добывание Цветка Папоротника сопровождалось сложными ритуальными действиями и заклинаниями, которые в средневековья стали носить христианский характер. Человеку надлежало облачиться в белое покрывало и стоять с северной стороны от папоротника, таким образом, чтобы тень ни в коем случае не упала на куст. После появления цветка его надлежало немедленно схватить обеими руками, чтобы его свет не погас и тот час проглотить.
МАГИЧЕСКАЯ СИЛА ПАПОРОТНИКА
Считается, что не только Щитовник Мужской, но и все виды папоротника – обеспечивают защиту от злых сил. Магические свойства папоротника, известны давно - он и помогает в борьбе с колдовством, для отпугивания темных и негативных Сил, также он помогает при лечении некоторых заболеваниях, возникших в результате негативного намерения, в основном проклятье, порча. Как защитить свой дом от темного и вредного проявления? Необходимо под или над порогом поместить стебель папоротника (под стеблем имеется ввиду когтеобразное образование, которое часто ошибочно называют корневищем), желательно, чтобы он был незаметен и уж конечно, недоступен посторонним.
С папоротником связано очень много народных легенд и сказаний. Так, по одному из поверий, папоротник обладает властью над нечистой силой, повелевает над землей и водой, отгоняет кошмары, отстраняет молнию и град. Носимый на голом теле, папоротник защищает от порчи, сглаза, наговора и злых духов. Этот талисман приносит счастье, дает удачу и силы.
Вот три разновидности оберегов. Они изготавливаются в ночь на Летнее Солнцестояние и взаимодействуя с энергетической структурой человека, повышают сопротивляемость организма различным отрицательным факторам тонкопланового мира.
«Щитовник»
Изготовление этого амулета описано у О. Диксона и И. Янде.
Для амулета необходимо заранее выбрать большой, крепкий и здоровый куст Щитовника Мужского. По четырём сторонам от него зарыть подношения для Духов. Для этого подходят четыре монеты из белого металла (в древности монеты были серебряными). Ровно в полночь из куста необходимо вырвать девять листьев вместе с когтеобразными стеблями-корневищами. Отделить их от листьев и слегка подсушить втечение нескольких часов. Мякоть должна оставаться зелёного цвета. Затем проткнуть «корневища» в двух местах – сверху и снизу и нанизать друг за другом на нитку. Концы связать узлом, который можно легко распустить. В результате получается кувшинчик, состоящий из девяти долек. По мере высыхания – узлы развязывают, а «корневища» подтягивают. Когда амулет чернеет и становится плотным – узлы вяжут постоянные.
Получившийся амулет носят на шее на шнурке в районе солнечного сплетения, так. Чтобы он касался тела. Во время предсказательных операций, амулет зажимают в кулаке левой руки, что позволяет вопрошающему лучше настроиться на толкование знаков. Период действия амулета ограничен и составляет один год – до следующего Летнего Солнцестояния.
«Счастливая рука»
Так же как и предыдущий, амулет изготавливается в ночь на Летнее Солнцестояние или Купалу. В полночь необходимо вырвать «корневище». Затем следует срезать все неразвернувшиеся листья, кроме пяти. Получается фигура, напоминающая руку человека. Пока её хранит хозяин, его семья будет защищена от любого вида колдовства.
«Кандык»
Этот амулет мне известен от пробабушки. Изготавливается он очень просто и в отличие от двух предыдущих – его можно делать на протяжении всего тёплого времени года с момента распускания листьев. Для этого необходимо найти куст, выдернуть лист так, чтобы не повредить «когтеобразное корневище». Затем отметить нужную длину черешка, так, чтобы после изготовления амулет мог свободно одеться через голову. Далее следует хорошенько размять черешок, начиная от «корневища» так, чтобы он не сломался. В корешке имеется два камбиальных пучка, напоминающие плоские зелёные нити шириной до 5мм. Теперь необходимо отделить от них мякоть и завязать узлом.
Амулет недолговечен. По легендам он традиционно защищает от тонкоплановых сущностей и энергетических воздействий, а так же предохраняет от укусов змей.
ПАПОРОТНИКОВИДНЫЕ, одна из важнейших групп зеленых растений, обычно характеризующихся крупными перистыми листьями (вайями), спирально свернутыми в почках, и низкими, часто подземными стеблями; только у некоторых тропических папоротников стебли высокие, и по облику эти виды напоминают деревья. От моховидных папоротниковидные, как и прочие «высшие растения» (саговниковые, хвойные, цветковые и др.), отличаются присутствием специализированной сосудистой ткани, доставляющей воду и питательные вещества ко всем органам, поэтому их корни, стебли и листья по определению считаются «настоящими». Однако ни цветков, ни семян папоротниковидные не образуют и размножаются спорами, обычно формирующимися на нижней стороне вай.
Щитовник мужской растет в тенистых лиственных и смешанных лесах поодиночке или небольшими группами. Его подземный стебель - корневище. От корневища отходят придаточные корни и листья.
С внешней стороны стебель покрыт эпидермисом, состоящим из тесно прилегающих друг к другу клеток. Оболочки клеток с внешней стороны утолщаются и становятся непроницаемыми для воды и газов.
Под эпидермисом располагается упругая ткань из толстостенных клеток, которая выполняет механическую функцию. Средняя часть корневища состоит из паренхимной ткани и слагается из прочных тонкостенных клеток. В середине корневища расположена проводящая ткань, залегающая вдоль продольной оси. Середина заполнена удлиненными мертвыми клетками с неравномерно утолщенными стенками, сквозь которые проходит вода. Это трахеиды, образующие ксилему. Вода по трахеидам проходит значительно быстрее, чем по проводящей ткани мхов, и поэтому папоротники имеют большие размеры. Во внешней части проводящего пучка располагаются живые тонкостенные клетки, которые образуют флоэму. По флоэме передвигаются органические вещества - продукты фотосинтеза. Проводящие ткани имеются также в листьях и корнях.
Листья щитовника мужского крупные, с перисто-рассеченной пластинкой. Черешки листьев покрыты характерными буроватыми чешуйками. Молодые, еще не распустившиеся листья папоротника улиткообразно закручены и закрыты пленкой. Они пробиваются на поверхность почвы только на третий год жизни. Листья папоротников растут верхушкой, как и побег. Мы привыкли к тому, что распустившиеся листья больше уже не растут. В самом деле, листья дуба или липы в августе такие же, как и в июне. А листья папоротников растут дольше. В тропиках у некоторых папоротников листья растут несколько лет. Длительный рост свойствен всему побегу, а не листьям. Листья папоротников соответствуют целым веточкам и их называют вайи. Листья покрыты эпидермисом с устьицами на нижней стороне и пронизаны жилками. В основной ткани листа находятся хлоропласты.
Размножение папоротников. Если рассмотреть нижнюю сторону листа папоротника во второй половине лета, на ней можно увидеть буроватые маленькие бугорки. Каждый бугорок представляет собой группу мелких мешочков-спорангиев, покрытых общим покрывальцем, похожим на зонтик. В спорангиях развиваются споры. Если встряхнуть лист папоротника над белой бумагой, она покроется мельчайшей буроватой пылью. Это споры, высыпавшиеся из спорангиев.
В сухую жаркую погоду спорангии раскрываются, споры высыпаются и разносятся потоками воздуха.
Упав на влажную почву споры прорастают. Из споры путем ее деления образуется заросток - тонкая зеленая многоклеточная пластинка сердцевидной формы, которая укрепляется в почве ризоидами. На его нижней поверхности формируются органы полового размножения. Таким образом, заросток - это половое поколение папоротника - гаметофит.
В антеридиях образуются многожгутиковые сперматозоиды, а в архегониях - яйцеклетки. Во время дождя сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и сливаются с ними. Происходит оплодотворение. Образуется зигота. Из зиготы путем деления развивается зародыш. Из зародыша вырастает молодое растеньице папоротника - спорофит с корневищем, корнями и мелкими листьями. Развитие идет медленно, и пройдет довольно много лет, пока папоротник будет в состоянии дать крупные листья и первые спорангии со спорами. Споры затем дадут новые заростки и т.д. Так у папоротника осуществляется чередование поколений - бесполого и полового.
Некоторые виды:
Многоножка обыкновенная, широко распространенный во всем мире папоротник.
Гроздовник многораздельный, раз в году выпускает один новый лист, разделенный на вегетативную и генеративную части.
Страусник обыкновенный, садовый папоротник.
Щитовник мужской широко и очень давно известен в качестве лекарственного растения. Лекарственные свойства этого растения были известны уже врачам античной эпохи и средневековья. Растение ядовито, (в особенности корневище), не исключается возможность отравления.
Папоротники представляют собой древнюю группу высших споровых растений, которые сыграли важнейшую роль в процессах на планете. Это первые настоящие листостебельные организмы. Строение папоротника, особенности его жизненного цикла и распространения в природе будут рассмотрены в нашей статье.
Особенности строения папоротников
Как правило, папоротники произрастают в лесах умеренного климатического пояса. Их тело состоит из видоизмененного побега, расположенного под землей - корневища. Над землей видны только листья. Таково внешнее строение папоротника. Схема ниже иллюстрирует характер листорасположения. На ней четко видно, что к основной оси поочередно крепятся дополнительные, а к ним - непосредственно листовые пластинки.
Подземное строение папоротника представлено также системой которые пучком отходят от видоизмененного побега.
А вот ископаемые формы папоротниковидных совсем не похожи на своих современных сородичей. Наряду с травами это были небольшие кустарники и гигантские деревья, достигающие в высоту нескольких десятков метров.
Жизненный цикл
Внешнее строение папоротника периодически изменяется. Как это возможно? Все дело в том, что в течение жизни у папоротников наблюдается процесс чередования поколений: полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Они отличаются способом размножения, развития и рядом существенных морфологических особенностей.
Спорофит
Бесполое поколение папоротника представляет собой зеленое листостебельное растение. Его мы и привыкли видеть в лесах. В таком виде папоротник (фото ниже демонстрирует спорофит) существует преобладающую часть своего жизненного цикла. На нижней стороне листьев растения располагаются спорангии - органы бесполого размножения. Они собраны в специализированные структуры - сорусы. В них находятся клетки бесполого размножения, которые называются спорами.
Гаметофит
Попадая в почву и прорастая, споры дают начало половому поколению. Такой гаметофит и обусловливает совсем другие черты и строение папоротника. Он имеет вид плоской зеленой пластинки, которая с течением времени принимает форму сердца. К почве гаметофит прикрепляется при помощи ризоизов. Эти нитевидные образования по внешнему виду и выполняемым функциям напоминают корни растений, но не образуют тканей. Половое поколение папоротников является двуполым. Процесс слияния гамет возможен только при наличии воды. В результате образуется зигота - оплодотворенная яйцеклетка. Развиваясь, она дает начало зародышу, а далее и взрослому растению. в первое время молодой спорофит не способен к процессу фотосинтеза, поэтому его питание происходит за счет зеленой пластинки полового поколения. По мере развития и возникновения способности к фотосинтезу взрослое листостебельное растение начинает функционировать отдельно.
Разнообразие папоротникообразных
В настоящее время ученые-систематики насчитывают около 10 тысяч видов представителей данного отдела. Среди водных папоротников наиболее распространенным является сальвиния. Это растение плавает на поверхности воды и по внешнему виду очень напоминает водоросли. Вместе с марсилией и азоллой представляет группу разноспоровых папоротников. Это типичные водные растения.
Однако в преобладающем большинстве случаев папоротник (фото демонстрирует многолетнее растение) - это обитатель лесов. И большинство из них - представители группы равноспоровых. Самыми распространенными из них являются орляк обыкновенный, щитовник мужской, Именно о таких видах папоротника до сих пор существует красивая древняя легенда. Если ночь на найти отыскать в лесу это цветущее растение, то можно приобрести удивительные способности. Например, понимать язык любого живого существа. Эта прекрасная легенда возникла потому, что никто и никогда не видел Наши предки не знали, что это просто невозможно, поскольку споровые растения не образуют цветков и плодов.
В тропических лесах встречается несколько видов древовидных папоротников. Как и все высшие споровые растения, они предпочитают влагу, поэтому растут вдоль ручьев и рек. Очень часто в этих местах заросли тропических папоротников образуют настоящие джунгли.
Значение папоротникообразных
Именно внешнее строение папоротника и его особенности в настоящее время сделали это растение одной из самых популярных декоративных культур. Оно широко используется для озеленения различных ландшафтов и территорий. Да и любители комнатных растений давно уже присмотрели различные виды папоротников для озеленения домов, квартир и различных помещений.
В природе эти растения являются составной частью многих экосистем, значительно увеличивая их биомассу.
Однако самое большое значение папоротникообразных заключается в образовании очень важного полезного ископаемого - каменного угля. В древности все споровые растения представляли собой гигантские деревья. Из их отмерших стволов в условиях высокого давления и недостатка кислорода и образовался каменный уголь. Ученые-палеонтологи до сих пор находят в пластах этого вещества окаменевшие остатки древних споровых растений.
Велико значение папоротникообразных и в медицине. Например, корневища щитовника мужского обладают очень сильным противоглистным действием. А вот адиантум (венерин волос) вызывает рвотный рефлекс, при этом не раздражая слизистые оболочки. Действует он и как слабительное и мочегонное средство. Гроздовник простой издавна использовался в качестве противоядия от змеиных укусов. В тибетской медицине широко используется многоножка виргинская. Из нее изготовляют болеутоляющие и противопростудные лекарства.
Строение папоротника является наиболее сложным и прогрессивным среди всех высших споровых растений. В его жизненном цикле преобладает спорофит. Современные папоротники чаще всего представлены травянистыми жизненными формами, которые занимают важную нишу в разнообразных экосистемах.
ПапоротниковидныеВойдя под полог хвойно-широколиственного леса, вы невольно обратите внимание на необычные растения, листья которых свернуты улиткой. Эти листья могут быть собраны пучком или располагаться розеткой. Согласно легенде, эти растения цветут только одну ночь – ночь на Ивана Купалу. Сила и власть цветка такова, что для того, кто сумеет его сорвать, не будет ничего недоступного и неподвластного...
Папоротниковидные являются одной из наиболее древних групп высших растений, широко распространенных начиная с каменноугольного периода. Считают, что они возникли несколько позже риниофитов и плауновидных – примерно одновременно с хвощевидными* – и, в отличие от них, продолжают процветать и в настоящее время. Конечно, сейчас они играют меньшую роль, чем в прошлые геологические периоды, и тем не менее, намного превосходят по числу видов все прочие группы современных споровых сосудистых растений. Насчитывается более 10 000 современных видов папоротников, широко распространенных по всему земному шару. Около двух третей из них растут в тропиках, а оставшаяся треть населяет умеренные зоны.
Наибольшее разнообразие папоротников приходится на влажные леса Юго-Восточной Азии (4500 видов), второй центр видового разнообразия – Тропическая Америка (2250 видов). Из всех регионов нашей страны наиболее богат папоротниками Дальний Восток (98 видов), причем преобладающая их часть (60 видов) сосредоточена на территории Приморского края.
Папоротники встречаются в самых различных местообитаниях – в лесах, на болотах, в озерах, в солоноватых водоемах и даже в пустынях. Наиболее широко они представлены в тропических лесах, где в изобилии произрастают не только на почве, но и как эпифиты на стволах и ветвях деревьев, часто в очень большом количестве.
Приспособившись к различным условиям окружающей среды, папоротники стали весьма разнообразными как по внешней форме и размерам, так и по особенностям внутреннего строения и физиологических процессов. Размеры папоротников варьируют от 25 м высотой при диаметре ствола около 50 см у тропических древовидных форм (род Сyathea ) до нескольких сантиметров. Примером такого карликового папоротника может служить Salvinia, – водное растение с цельными листьями длиной до 2 см.
Строение и развитие папоротников
В жизненном цикле папоротников, как и у других высших споровых (за исключением моховидных), преобладающей фазой является диплоидный спорофит , который как раз и представляет собой привычный нам папоротник. У большинства видов папоротников спорофитное растение является многолетним (рис. 1).
Рис. 1. Чередование поколений в жизненном цикле папоротников (Polypodium vulgare ): а - гаметофит (заросток); б - спорофит; в - спорангий
Корни у папоротников придаточные, они развиваются из стебля и оснований листьев, корень зародыша, так называемый первичный корень, рано отмирает. Стебли папоротников хотя и не бывают так сильно развиты, как стебли семенных растений, тем не менее довольно разнообразны по своему строению. Прямостоячий стебель древовидных папоротников, несущий на верхушке крону листьев, называют стволом . Высокие стволы папоротников обычно снабжены у основания многочисленными воздушными корнями, придающими им устойчивость. Ползучий или вьющийся стебель называют корневищем . Корневище может быть довольно длинным (у вьющихся форм) или, наоборот, очень коротким и клубневидным. Оно бывает или радиальным, и тогда листья и корни покрывают его равномерно со всех сторон, или дорсивентральным (спинно-брюшным), и тогда листья сидят на его верхней (спинной) стороне, а корни располагаются преимущественно на нижней (брюшной) стороне.
Папоротниковидные, в отличие от других высших споровых, для которых характерна мелколистность (микрофиллия ), отличаются листьями достаточно большого размера (мегафиллия ). Имеются и другие различия. Так, если листья плауновидных представляют собой просто выросты на стеблях, а листья хвощевидных являются видоизмененными боковыми веточками, то листья папоротников, часто называемые вайями , морфологически соответствуют целым крупным ветвям их вероятных предков – риниофитов. Изучая примитивные палеозойские папоротниковидные, палеоботаники не раз обращали внимание на то, что листья у них представляли собой нечто промежуточное между листьями в обычном понимании и ветвями. Убедительным свидетельством веточной природы листьев папоротников считается одиночное или верхушечное расположение спорангиев у наиболее примитивных форм. Об этом же говорят и такие факты, как характерный для папоротников верхушечный и длительный рост их листьев, часто большие размеры и сложно-рассеченная форма листовой пластинки.
Листья папоротников разнообразны по размерам (от нескольких миллиметров до 6 м и более в длину), внешнему и внутреннему строению. В большинстве случаев вайи совмещают функции фотосинтеза и спороношения. Но у некоторых видов, например у страусника (Matteuccia struthiopteris ), листья дифференцированы на стерильные (фотосинтезирующие) и фертильные (несущие спорангии). В крайних случаях, как например у сальвинии, фертильные листья теряют хлорофилл, и тогда их функция сводится исключительно к спороношению.
Рис. 2. Схема строения вайи папоротника: а - черешок; б - пластинка листа (пунктиром); в - перо первого порядка; г - перья второго порядка, или перышки; д - рахис
Листья большинства папоротников состоят из черешка и листовой пластинки. Для представителей семейства Схизейные характерен древний дихотомический тип ветвления, у большинства же других современных папоротников листья перистые – однократно, дважды или многократно. Пластинка перистого листа имеет стержень, или рахис (от греч. rhachis – позвоночник), представляющий собой продолжение черешка (рис. 2). Рахис соответствует главной жилке цельного листа. Если лист однократно перистый, стержень несет по бокам по одному ряду сегментов, называемых перьями. Перья могут быть цельными или лопастными. Если лист дважды перистый, главный стержень листа несет по бокам вторичные (боковые) стержни, на которых располагаются сегменты (перья) второго порядка, называемые перышками . Все сегменты последнего порядка также называют перышками. Так, если лист трижды перистый, то у него будут перья первого и второго порядков и перышки (перья третьего порядка). У дважды и многократно перистых листьев наряду с главным стержнем имеются стержни второго, третьего и последующих порядков, называемые черешочками . Часто перышки бывают сидячими – лишеными черешочков.
Особенности жилкования листьев имеют существенное значение для классификации папоротниковидных. Наиболее примитивным считается дихотомическое жилкование. При этом отдельные жилки еще не образуют сети, и поэтому такое жилкование называют открытым. Среди современных папоротников открытое жилкование встречается у представителей семейства Гименофилловые. Более совершенным с точки зрения эффективности водоснабжения листа является сетчатое жилкование. В процессе эволюции между отдельными ветвями дихотомической системы жилок возникали перемычки, число которых постепенно возрастало. В результате образовалась сеть, состоящая из многочисленных ячеек (ареол ), имеющих у разных таксонов различную форму, размер и расположение. Сеть может состоять только из одного ряда ячеек, расположенных вдоль средней жилки пера или перышка, все остальные жилки остаются свободными. Но у наиболее эволюционно продвинутых папоротников сеть занимает почти всю поверхность пластинки и даже конечные веточки жилкования, прежде свободно оканчивающиеся в крае листа, также соединяются между собой. Все эти стадии эволюции можно наблюдать как у ископаемых, так и у современных папоротников.
Рис. 3. Спорофит щитовника мужского: А - зародыш спорофита на гаметофите; Б - взрослый спорофит: 1 - корневище; 2 - придаточные корни; 3 - лист; 4 - часть листа с сорусами; 5 - плацента; 6 - индузий; 7 - спорангий
На определенной стадии развития папоротника начинается его спороношение. Спорангии располагаются на нижней, лучше защищенной стороне листа одиночно или группами – сорусами (рис. 3). У многих наших папоротников сорусы состоят из выпуклого ложа (плаценты ), к которой с помощью ножек прикрепляются спорангии. Из центральной части ложа образуются различной формы покрывальца, или индузии , обеспечивающие защиту развивающихся спорангиев. Иногда эту функцию выполняет завернутый край пластинки листа – например, у орляка обыкновенного – (Pteridium aquilinum ).
При образовании спор происходит редукционное деление (мейоз), и с этого момента начинается гаплоидная фаза в жизненном цикле папоротника. Созревшие спорангии вскрываются, споры высыпаются и, попав на влажную почву, прорастают, образуя половое поколение – гаметофит , или заросток (рис. 4).
Рис. 4. Прорастание споры и гаметофит щитовника мужского:
А -
спора;
Б -
таллом гаметофита (1 -
антеридии;
2 -
архегонии;
3 -
ризоиды)
Из огромного количества спор (обычно число их составляет десятки миллионов), производимых каждый раз спорофитом, лишь небольшая часть попадает в достаточно благоприятные условия для прорастания, а из проросших спор далеко не все достигают стадии зрелого гаметофита. Для прорастания спор большинства папоротников, кроме влажности и тепла (от 15 до 30 оС), нужен свет (особенно красная часть спектра). Споры папоротников не прорастают в темноте. Но есть и исключения – споры ужовниковых прорастают только в темноте, а споры орляка – и на свету, и в темноте.
Гаметофиты равноспоровых папоротников очень разнообразны как по внешнему виду, так и по биологическим особенностям. Два основных типа гаметофитов – наземные, зеленые (фотосинтезирующие) и подземные, сапрофитные, лишенные хлорофилла. Форма гаметофитов может быть различной – от яйцевидных до линейных, но чаще они цилиндрические, иногда ветвистые.
Подземные гаметофиты мясистые и пронизаны гифами гриба, с которым они образуют микоризу. У некоторых видов они густо покрыты ризоидами, у других – гладкие или с сосочками. Интересно, что если часть подземного гаметофита выступает из земли (как у видов ужовника), в ней образуется небольшое количество хлорофилла, т.е. грань между сапрофитными и автотрофными гаметофитами не столь резка.
У большинства современных папоротников гаметофиты автотрофные. Они развиваются на поверхности влажной почвы, в трещинах скал, на ветвях деревьев и т.д. В отличие от более-менее радиально-симметричных подземных гаметофитов они имеют дорсивентральную форму – «плоские», с хорошо выраженной верхней и нижней сторонами. По форме, размерам и времени жизни наземные гаметофиты могут сильно отличаться друг от друга. Так, у представителей семейства мараттиевых они мясистые, довольно долговечные (иногда живут несколько лет), размеры их достигают 2–3 см. Гаметофиты многих других видов, как, например, щитовника, устроены гораздо проще. Гаметофит щитовника (рис. 4, «Биология» № 38/2001) – маленький (до 0,5 см в поперечнике), сердцевидный, плоский, нежный, быстро развивающийся и недолговечный. За исключением центральной, более массивной части, он состоит из одного слоя клеток. Единственная точка роста расположена на верхушке между двумя боковыми лопастями. К почве гаметофит прикреплен многочисленными ризоидами, образующимися на центральном утолщении. На нижней части этого утолщения развиваются архегонии – органы, производящие женские половые клетки. Органы, в которых образуются мужские гаметы – антеридии, обычно развиваются раньше (приспособление к перекрестному межгаметофитному оплодотворению) и более широко разбросаны по нижней поверхности заростка.
Сперматозоиды папоротников отличаются большим (до нескольких сот) числом жгутиков и движутся в сторону архегония в результате воздействия определенных химических стимуляторов, выделяемых архегонием (явление хемотаксиса). В лабораторных условиях эти специфические вещества заменяли яблочной кислотой. Оплодотворение происходит только при наличии достаточного количества влаги, обеспечивающего возможность активного движения сперматозоидов. Из нескольких яйцеклеток, которые могут быть оплодотворены на одном гаметофите, обычно развивается и дает начало зародышу лишь одна.
Классификация папоротниковидных
Обычно отдел папоротниковидных делят на 7 классов:
Аневрофитовые (Aneurophytopsida );
Археоптерисовые (Archaeopteridopsida );
Кладоксиловые (Cladoxiyopsida );
Зигоптерисовые (Zygopteridopsida );
Офиоглоссовые (Ophioglossopsida );
Мараттиевые (Marattiopsida);
Полиподиевые (Polypodiopsida ).
Рис. 5. Археоптерис
Рис. 6. Вымершие папоротники: 1 – ставроптерис (часть растения с перисторазветвленными конечными ветвями); 2 – кладоксилон (часть растения с пучками спорангиев и разветвленными листоподобными органами)
Класс Офиоглоссовые, или Ужовниковые , включает один современный порядок Ophioglossales с единственным одноименным семейством Оphioglossaceae и всего 3 рода – ужовник Ophioglossum , гроздовник Botrychium и гельминтостахис (Helminthostachys ) (рис. 7). Единственный вид гельминтостахиса растет только в тропиках Восточного полушария, а 80 видов ужовников и гроздовников можно встретить почти повсеместно. На опушках сухих светлых лесов и разнотравных лугах почти по всей России обычны гроздовники многораздельный (B. multifidum ) и полулунный (B. lunaria ), а также ужовник обыкновенный (O. vulgatum ). Все ужовниковые – небольшие травы очень характерного облика. Это наземные растения, хотя в тропиках встречаются и ужовники–эпифиты.
Рис. 7. Ужовниковые: 1 – гельминтостахис цейлонский; 2 – ужовник пальчатый; 3 – ужовник обыкновенный; 4 – гроздовник многораздельный
Считают, что ужовниковые являются наиболее древней группой современных папоротников. Лист этих растений, отходящий от короткого подземного корневища, не свернут улиткообразно и во многом напоминает побег. Развивается он обычно медленно, часто до трех лет и более. Вегетативная часть листа может быть цельной или многократно перисторассеченной, а спороносный участок (чаще расположенный на верхушке) несет спорангии, расположенные в виде кисти или колоска. Подземный стебель ужовниковых имеет камбий и способен к вторичному утолщению, что резко отличает их от всех современных папоротников. Гаметофиты ужовниковых подземные и могут существовать до 20 лет, достигая 6 см в длину при диаметре около 1 мм. Для ряда представителей класса отмечено наибольшее число хромосом (2n =1260 и 2n =1320), известное у современных растений.
Класс Мараттиевые также представлен единственным современным порядком Marattiales и семейством Marattiaceae с несколькими родами. В каменноугольном и пермском периодах палеозойской эры мараттиевые – крупные древовидные папоротники, достигавшие 10–15 м высоты – занимали большие пространства и нередко доминировали в растительном покрове. Большая часть их вымерла, и лишь немногие представители сохранились во влажных тропиках до наших дней. Наиболее крупные роды – мараттия (Marattia ) и ангиоптерис (Angiopteris ) (рис. 8)– довольно широко распространены в тропических областях. Это крупные красивые папоротники, листья которых иногда достигают длины 6 м. Стебли же у них небольшие, около 1 м в высоту, часто клубнеобразные и наполовину погружены в почву. Гаметофит наземный, долгоживущий. Молодые листья, черешки и клубневидные основания черешков некоторых мараттиевых местное население употребляет в пищу. Некоторые папоротники из этого класса популярны в качестве декоративных растений.
Рис. 8. Ангиоптерис вознесенный: 1– основание листа с прилистниками; 2 – общий вид
Класс Полиподиевые.
История полиподиевых папортников прослеживается с каменноугольного периода. Тогда они были представлены преимущественно древовидными формами, которые сохранились и среди современных представителей этого класса. Однако большинство современных полиподиевых – многолетние травы и эпифиты. Спорангии этих папоротников обычно собраны в сорусы и прикрыты покрывальцем – индузием
(рис. 3, 4, из «Биологии» № 38/2001).
Полиподиевые папоротники делят на 3 подкласса: полиподиевые – Poliypodiidae , включающие 4 порядка (осмундовые, схизейные, полиподиевые, циатейные); марсилеевые – Marsileidae и сальвиниевые – Salviniidae .
Папоротники России
Как уже было сказано, на территории России наибольшее разнообразие видов папоротников характерно для Приморского края и Дальнего Востока. В основном это обитатели лесов, а также скалистых обнажений в лесном горном поясе . Растут они и в долинах рек, и в поясе субальпийских лугов.
Рис. 9. Голокучник обыкновенный
Голокучник обыкновенный, или щитовник Линнея
(Gymnocarpium dryopteris
),
относится к семейству асплениевых (Aspleniaceae
)
класса полиподиевых (рис. 9). Многолетник с горизонтальным подземным корневищем, благодаря которому растение, разрастаясь, образует обширные заросли. В ельниках этот папоротник нередко даже становится фоновым растением травянистого яруса. Листья нежные, небольшие, опадающие на зиму. Они очень характерной формы, по ним легко узнать этот папоротник: пластинка листа разделена на три почти равные части, сидящие на длинных черешочках, которые имеют заметные сочленения в местах соединения с главным стержнем. Лист в целом имеет форму равностороннего треугольника. Каждый сегмент (перо) дваждыперистораздельный, с неравнобокими половинками. Перышки сидячие, продолговатые, нижние – перистораздельные с продолговатыми зубчатыми лопастями, верхние – цельные. Спорагнии расположены группами по краям лопастей. Споры почковидные, с редкими бугорками и двумя крылатыми выростами. Спороношение в августе-сентябре. Растет в хвойных, мелколиственных и широколиственных лесах европейской части России, в Западной и Восточной Сибири, на Кавказе, а также в Западной Европе, Малой, Центральной и Восточной Азии и в Северной Америке.
Рис. 10. Щитовник мужской (1): а – часть листа; б – сорусы на нижней стороне листа; 2 – кочедыжник женский
Кочедыжник женский (Athyrium filix-femina ), относится к тому же семейству асплениевых (рис. 10,2). Многолетник с вертикальным разветвленным корневищем толщиной до 8 см. Старые корневища имеют 20–30 вершин, образующих надземную кочку высотой до 15–20 см. Листья длиной 30–150 см собраны по 3–12 у вершин корневищ. Черешки покрыты коричневыми чешуями, внизу расширенные, сплюснутые, с двумя белыми полосками пневматофоров по бокам. Пластинка листа от продолговато-яйцевидной до ланцетной с наибольшей шириной выше середины. Боковые сегменты (перья) очередные, ланцетные, заостренные, по 15–40 с каждой стороны от центральной жилки. Перышки тесно расположенные, от продолговатых до ланцетных, с зубчатыми лопастями. Каждое перышко несет до 30 сорусов, округлых или почковидных, расположенных двумя продольными рядами. Форма листа и густота опушения очень изменчивы, даже в смежных популяциях.
Заростки кочедыжника женского сердцевидные, симметричные, обоеполые, с ризоидами. В первый год жизни у молодой особи образуется 2–3 листа, а на второй год растение имеет уже 7–8 листьев длиной до 10 см. Корневище начинает ветвиться в 10–20-летнем возрасте, спороношение наблюдается с 15–20 лет. У растений старше 30 лет корневище многократно ветвится, а в кочке 70-летних папоротников часть старых участков корневищ и его вершин начинает быстро отмирать. В Подмосковье живые корневища обычно имеют возраст 20–30 лет. Спороношение происходит в конце июля – начале августа и продолжается около 20 дней. Одна особь образует до 1 млрд спор, которые могут сохраняться на растении до весны следующего года.
Кочедыжник женский имеет широкий ареал: обитает в лесах Евразии, Северной Африки и Северной Америки. Фрагменты ареала находятся в Средней Азии (Тянь-Шань), Гималаях, на севере Китая, в Японии. Встречается в лесотундре, растет на субальпийских лугах. Обычен в темнохвойных, широколиственных и мелколиственных лесах России.
Растет этот папоротник во влажных местах, на кислых (рН 4–6) почвах и хорошо чувствует себя при низкой освещенности (до 5% от освещенности открытого места). На рединах и в лесных «окнах» его может вытеснять другой широко распространенный лесной вид – щитовник мужской. На вырубках кочедыжник не выдерживает конкуренции с покрытосеменными травами. Верхушки побегов этого папоротника поедают лоси.
Рис. 11. многоножка обыкновенная (1): а – сорус со спорангиями на нижней стороне листа; 2 – орляк обыкновенный (а – поперечный разрез через черешок листа; б – группы сорусов на нижней стороне листа; в – сорус со спорангиями)
Многоножка обыкновенная (Polypodium vulgare ); (рис. 11,1). Относится к семейству многоножковых (Polypodiaceae ) класса полиподиевых. Многолетник с ветвящимся ползучим корневищем, покрытым светло-коричневыми чешуями и листовыми рубцами. Листья отходят от него рядами, как конечности животного, отсюда и название – многоножка. Черешки листьев длиной 4–8 см, пластинка листа продолговато-ланцетная, перистораздельная или перисторассеченная. Доли ее, по 6–25 с каждой стороны , очередные, линейно-ланцетные, с цельными или слабопильчатыми краями. Сорусы округлые, золотисто-оранжевые, около 2 мм в диаметре, расположены обычно двумя рядами вдоль средних жилок долей листа. Спороношение в первой половине лета.Встречается этот папоротник в европейской части России, в Карпатах, на Кавказе, в Западной Сибири и Средней Азии, а также в Скандинавии, горных районах Центральной Европы, Малой Азии и Северной Америки. Растет на скалах, каменистых россыпях в лесном поясе.
Многочисленные садовые разновидности многоножки обыкновенной нередко культивируют в оранжереях и открытом грунте.
Орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum Относится к семейству циатейных (Cyatheaceae ) класса полиподиевых. Первое слово латинского названия – птеридиум – означает «крыло», а второе происходит от латинского слова аквилла – орел. Такое название, видимо, было дано растению за сходство формы листа с крылом огромной птицы, но есть и другое мнение: на срезе черешка сосудистые пучки образуют фигуру, напоминающую двуглавого орла. Для того чтобы познакомиться с орляком поближе, откройте альбом репродукций Шишкина. Этюд «Папоротники в лесу. Сиверская», написанный в 1883 г., хранится в Третьяковской галерее. А в 1886 г. Шишкин снова рисует орляк на том же самом месте, но уже с другой точки.
От всех других наших папоротников орляк отличается не только своими размерами – иногда он достигает в высоту 1,5 м! – но и тем, что никогда не образует кустов. Он имеет длинные подземные корневища, от которых приблизительно через 1 м отходят одиночные листья на длинных, в основании черных черешках. Внешне лист орляка похож на лист пальмы (само слово «вайя» в переводе с греческого означает «пальмовая ветвь»). Пластинка листа орляка имеет до 100 см в поперечнике , треугольно-яйцевидная в очертании, дважды- триждыперисторассеченная, снизу опушенная. В лесах средней полосы России листья этого папоротника располагаются почти горизонтально к поверхности земли и напоминают ажурную скатерть на большом столе. Высота зарослей обычно достигает 50–60 см. В других районах угол наклона листьев к горизонту несколько больше, в Закавказье же они располагаются почти вертикально и нередко поднимаются выше человеческого роста. Сорусы орляка расположены полосой вдоль края. Спороношение во второй половине лета.
Растет орляк в светлохвойных или березовых лесах, чаще на бедных почвах; разрастается на вырубках и гарях. Это вид с космополитным распространением, растет на всех континентах (кроме Антарктиды) и в разных климатических зонах, кроме тундры, степей и пустынь. В России его ареал охватывает всю лесную зону.
Благодаря разрастанию и вегетативному размножению корневищ, орляк образует клоны, занимающие площади в несколько сот квадратных метров. Главная верхушечная почка горизонтального корневища ежегодно обеспечивает его прирост в длину, а из боковых почек формируются укороченные косые корневища. На них-то, по достижении возраста 4–15 лет и при удалении на 3–9 м от растущих кончиков горизонтальных корневищ, и образуются листья. Существует предположение, что клоны орляка могут жить на одних и тех же местообитаниях сотни и даже тысячи лет. В некоторых странах этот вид является сорняком, с которым довольно трудно бороться.
Так же давно известно, что орляк обладает целым рядом полезных для человека качеств. Он является ценным дубителем, высокое содержание в его золе калия дает возможность применять ее для получения поташа, необходимого при производстве декоративного стекла. Но более известен этот папоротник как пищевое растение. Чаще всего в пищу употребляются его молодые листья, но в XIX в на Канарских островах, в Новой Зеландии , Америке и Австралии из его высушенных и измельченных корневищ выпекали хлеб.
Именно орляк заготавливают на экспорт в лесах Хабаровского края и охотно употребляют в пищу в странах Восточной Азии, особенно в Китае и Японии. Собирают рахисы в возрасте 5–10 дней, когда их высота не превышает 20 см. Время сбора зависит от погоды и продолжается всего 2–3 дня. Начавшие раскручиваться листья предупреждают о том, что рахис перезрел и стал жестким.
Папоротниковидные
Для засолки папоротников пригодны бочки, неметаллические банки и эмалированные кастрюли. Соль берут в количестве 20% от веса рахисов. На дно тары насыпают тонкий слой соли, затем кладут рахисы, снова насыпают соль и т.д. Верхний слой соли должен быть несколько толще, чем другие. Сверху кладут гнет, равный весу папоротников. Через две недели рассол сливают, папоротник перекладывают так, чтобы верхние рахисы оказались внизу, и заливают новым рассолом, концентрация которого должна быть не менее 22%. Перед употреблением в пищу соленый папоротник двое суток вымачивают, меняя воду.Заросль орляка может насчитывать сотни листьев и жить на одном месте столетиями, но неумеренный сбор может погубить ее за 3–4 года. На месте срезанного листа другой не вырастает, и растение вынуждено развивать почку на новом отрезке корневища, расходуя на это много питательных веществ. Поэтому при сборе срезают не более 1/3 рахисов одной заросли в год.
Страусник обыкновенный (Matteuccia struthiopteris ); (рис. 12). Относится к семейству асплениевых. Это растение с толстым, обычно прямым корневищем и подземными чешуйчатыми побегами. Пластинки вегетативных листьев обратно-ланцетные или продолговатые, длиной 30–120 см, снизу опушенные, однократно перистые. Черешок листа в 2–5 раз короче пластинки, полуцилиндрический, внизу с черными чешуйками.
Рис. 12. Страусник обыкновенный: 1– вегетативный лист; 2 – спороносный лист;
3– фрагмент спороносного листа; 4– часть сегмента с сорусами
Спороносные листья страусника развиваются внутри розетки, образованной вегетативными листьями. Они линейно-ланцетные, коричневые, жесткие, с удлиненными, направленными вверх долями, которые первоначально цилиндрически свернуты вдоль средней жилки. В длину достигают 20–50 см. Сорусы расположены по всей их нижней поверхности по кончикам жилок. При созревании спор (в августе-сентябре) эти листья буреют, становятся почти черными и превращаются в тонкие «колбаски» с продольными бороздками-жилками. В это время любители сухих букетов срезают их т.н. «перья», которые могут стоять в вазе несколько лет . После зимовки дольки листьев растрескиваются и разворачиваются, освобождая бурый споровый порошок, который разносится ветром. Именно в этот момент листья страусника бывают больше всего похожи на пушистые страусовые перья. На кусте они сохраняются несколько лет, но в букет уже не годятся, так как из них постоянно сыплется черный порошок.
У этого папоротника есть и еще одна особенность. Рахисы страусника появляются летом почти все сразу. Они бледно-зеленые, свернуты в плотные «улиточки» и располагаются кольцом на вершине стволика. Даже у самого крупного растения их не бывает больше десяти. В самом начале роста «улитки» бывают покрыты сухими золотистыми чешуями, которые при сборе приходится отряхивать.
Растет страусник в тенистых лесах на богатых почвах, часто на дне оврагов, около ручьев, в зарослях прибрежных кустарников, реже на открытых местах – опушках, каменистых россыпях. Широко распространен в умеренной зоне Северного полушария: в равнинных и горных лесах европейской части России, южной части Сибири и Дальнего Востока, а также в Западной Европе, включая Средиземноморье.
Как пищевое растение страусник известен гораздо меньше, чем орляк. Но в Канаде и некоторых штатах Америки этот папоротник является традиционной весенней едой индейцев. В пищу пригодны молодые рахисы длиной до 20 см. После сбора стволик страусника дает новые вайи, но растение сильно ослабевает, поэтому срезать сразу все «улитки» можно только со старых кустов, а с молодых кустов рекомендуется собирать не более половины рахисов. В этом случае куст полностью восстанавливается и даже не теряет своей формы.
При заготовке рахис должен ломаться с хрустом. Если он не ломается, а рвется, значит, перезрел и в пищу непригоден . От момента сбора до переработки папоротника должно пройти не более 4 ч, иначе рахисы быстро загрубеют и станут несъедобными. В пищу свежие рахисы непригодны, они содержат горечь, поэтому перед употреблением их либо отваривают, либо засаливают. По вкусу страусник и орляк заметно различаются. Орляк больше похож на грибы, а страусник – на цветную капусту, чуть сладковатую и очень сытную. Распустившиеся рахисы обычно нарезают поперек, опускают в кипящую воду и варят очень осторожно: как и капуста, они легко развариваются и расползаются. Японцы считают, что страусник нужно варить только в медной посуде, тогда он сохранит ярко-зеленый цвет, а на вкус присутствие меди совершенно не влияет. При варке можно добавить соль: 1 столовую ложку на 2–3 л воды. После повторного закипания рахисы перемешивают и ждут еще одного закипания. Правильно сваренный рахис при сгибании образует плотное кольцо, сыроватый – ломается, а переваренный – провисает. Готовые рахисы вынимают, дают воде стечь и выпаривают на сковороде. После этого их жарят в масле или тушат как грибы.
Для сушки впрок рахисы также сначала отваривают, а затем не реже одного раза в день разминают в руках. Чем больше мять, тем лучше. Перед употреблением в пищу высушенные рахисы вымачивают в течение 2–3 дней. Страусник солят также, как орляк, но груз берут меньше. Можно стерилизовать его в банках, как помидоры, используя для заливки 6%-ный рассол с добавлением на 1 л рассола 0,5 г аскорбиновой кислоты.
Страусник – один из наиболее красивых и часто культивируемых в открытом грунте видов папоротников.
Рис. 13. Щитовник мужской
Щитовник мужской
(Dryoperis filix-mas
); (рис. 13). Относится к семейству асплениевых. Многолетник с корневищем длиной 20–30 см. У молодых растений корневище вертикальное, у старых полегающее, покрытое основаниями черешков отмерших листьев. Корни длиной 20–80 см отходят от нижней стороны корневища; старые корни темно-бурые. Листья длиной 15–140 см, шириной 5–40 см собраны по 3–11 на верхушке стебля в воронковидную розетку. Черешок покрыт чешуями и волосками, с возрастом буреющими, пластинка листа сверху темно-зеленая, снизу более светлая, дважды-перистая, в очертании овально-ланцетная или продолговато-ланцетная. Рахис опушен желтыми волосками. Листочки второго порядка (перья) очередные, продолговато-ланцетные, с несколькими листочками третьего порядка (перышками), продолговатыми или продолговато-ланцетными. Перышки с городчато-зубчатыми краями, острыми зубцами, с перистым жилкованием. На каждом перышке снизу расположено до 12 сорусов с почковидными покрывальцами, которые при созревании соруса буреют и ссыхаются. Спорангии многочисленные, их ножки с одним-двумя железистыми волосками. Из опавших на почву коричневых спор развиваются обоеполые сердцевидные заростки.
Растет этот папоротник в хвойных (еловых, пихтовых) и широколиственных (дубовых, буковых) лесах на влажных слабокислых почвах. Его ареал охватывает значительную часть лесной зоны Европы. Основная часть ареала на территории России лежит в лесной зоне, от западных границ до Зауралья. Фрагменты ареала вида известны на Северном Кавказе и в Закавказье, в Крыму, на юге Западной Сибири и Красноярского края, в Казахстане и горах Средней Азии, в Саянах. Встречается этот вид и в Северной Америке.
Споры созревают во второй половине лета. Основная их масса прорастает весной следующего года. В лабораторных условиях антеридии и архегонии на заростке появляются через 2–3 месяца и через несколько дней при благоприятных условиях образуется зародыш.
У взрослых растений новые побеги вырастают из почек, расположенных на внешней стороне оснований черешков. Новые побеги через 5–8 лет могут отделяться от материнского растения, давая начало клону. В этот же период на их листьях закладываются сорусы со спорангиями. Особи щитовника мужского могут достигать возраста 50 лет.
Зрелая особь образует до 10 млн спор, которые в основном оседают под растением: наибольшее расстояние переноса спор составляет 5 м. Но под листьями старых папоротников споры обычно не прорастают из-за недостатка света и влияния ингибиторов, выделяемых корнями и листьями материнских растений. Часто заростки появляются на гниющих пнях и стволах (иногда до 18 тыс. на 1 м2). Заселение новых территорий зависит от условий, важных для роста взрослых растений, которые нуждаются в умеренно влажных и хорошо аэрируемых почвах с развитой подстилкой. В лесах щитовник растет при освещенности 3–5% от освещенности на открытом месте и захваченные участки удерживает в течение нескольких десятилетий.
Щитовник мужской хорошо известен как лекарственное растение. Из его высушенных корневищ изготавливают эффективные противоглистные средства, например, препарат «филиксан» в таблетках. Главными действующими веществами его являются папоротниковая (филиксовая) кислота и фильмарон – производные филициновой кислоты.
Широко применяется щитовник и в народной медицине. Целители-практики утверждают, что сок свежего растения лечит рак и язву желудка. Пьют его по 1 чайной ложке 3 раза в день. При ревматизме хорошо помогают ванны с добавлением настоя заваренных кипятком листьев папоротника. Если спать на матрацах, набитых травой папоротника, значительно облегчается состояние больных, страдающих отложением солей, артритами. Сок свежего листа щитовника применяют при лечении трофических язв в виде примочек, компрессов. Однако необходимо помнить, что в целом папоротник и его препараты ядовиты, поэтому их не следует использовать без консультации врача.
Заготавливают корневища щитовника мужского в сентябре-октябре или в апреле-мае, до начала развития надземной части. Их отряхивают от земли, отрезают мелкие корешки, удаляют поврежденные корневища и ржаво-бурые чешуйки. Толстые корневища разрезают на куски вдоль и поперек. Сушат в тени, в хорошо проветриваемом помещении или в сушилках при температуре не выше 40 о С. После сушки сортируют, удаляя подгнившие и бурые на изломе корневища. Готовое сырье состоит из высушенных цельных длиной 5–20 и толщиной 2–3 см или разрезанных на куски корневищ и черешков снаружи черно-бурого, а на изломе светло- или желто-зеленого цвета; запах слабый, вкус сначала сладко-вяжущий, затем раздражающий, неприятный. Корневища, утратившие на свежем изломе зеленую окраску, не допускаются к употреблению.
Важно отличать щитовник мужской от других видов папоротников, поскольку их нельзя использовать как лекарственные растения. Так, по местам произрастания и внешнему виду его можно перепутать с кочедыжником женским. Последний отличается от щитовника более тонкими листьями с сильнее заостренными краями сегментов второго порядка, трехгранными черешками и удлиненными сорусами и покрывальцами (рис. 10,2, «Биология» № 39/2001).
Декоративные папоротники
Различные виды папоротников издавна использовались человеком в качестве декоративных растений. Еще в начале XIX в. в европейской части России в садах, оранжереях, теплицах их культивировалось около 400 видов. Среди них были и те, которые встречаются у нас на Дальнем Востоке , но на Запад они попали уже в культурном виде – из Японии, Канады, Северной Америки.
Для украшения любого уголка парка или сада можно найти соответствующий вид папоротника. Многие из них хорошо себя чувствуют на затененных участках, на которые из-за недостатка света нельзя высаживать другие растения. Некоторые папоротники неплохо переносят полное освещение и их можно высаживать группами и одиночно на фоне газонов. Особенно эффектно выглядит кружевная листва папоротников в сочетании с неровной поверхностью крупных камней. Миниатюрные скальные папоротники послужат украшением любой горки или каменистого сада. Многие папоротники имеют особенный облик благодаря окраске и длине черешка, характеру рассеченности, форме и размерам листьев. Такие виды могут расширить ассортимент декоративнолиственных теневыносливых растений, используемых и в комнатном озеленении.
Большинство видов папоротников, растущих в комнате, происходят из влажных тропических и субтропических стран, поэтому предпочитают умеренно теплые помещения. Летом их нужно содержать на рассеянном свету, так как прямые солнечные лучи отрицательно влияют на их внешний вид.
Полив папоротников усиливают в период роста и уменьшают при остановке роста, но полностью не прекращают никогда. Вода для полива не должна содержать извести. Папоротники плохо переносят сухой воздух, поэтому для сохранения декоративности рекомендуется опрыскивать их теплой водой и иногда даже покрывать землю в горшках влажным сфагнумом. Крупным экземплярам летом изредка можно давать жидкую органическую подкормку. Пересаживают папоротники весной, сохраняя земляной ком. Сажают не глубже, чем они сидели, используя смесь, состоящую из торфяной, дерновой и листовой земли и крупнозернистого песка в соотношении 2:1:2:1.
Некоторые виды папоротников размножают путем деления кустов во время весенней пересадки, другие – выводковыми почками, появляющимися на листьях. Для этого в августе или сентябре выбирают самый длинный лист, пригибают его к земле и засыпают сверху тонким слоем почвы, оставляя открытой среднюю жилку. На будущий год весной из нее появляются молодые растения, которые можно отделить и пересадить на заранее выбранное место.
Размножают папоротники и с помощью спор. При этом лист с большим количеством спорангиев кладут в бумажный пакет и подвешивают в затененном месте. Высевают мельчайшие, как пыль, споры зимой в чистую, ошпаренную кипятком посуду с дренажными отверстиями. В качестве субстрата используют протертый сфагновый торф, измельченный сфагновый мох, листовую землю и промытый речной песок в соотношении 2:1:1:0,5. Субстрат подвергают предварительной термической обработке (пропариванию) во избежание поражения посевов вредными микроорганизмами. При высеве спор необходимо учитывать их летучесть. Не рекомендуется в одном помещении производить посев спор нескольких видов во избежание засорения посевов одних видов другими.
Посев поверхностный – споры в землю не заделываются. Рассеивают их негусто по поверхности, сверху придавливают маленькой дощечкой и осторожно поливают из опрыскивателя с тонким распылом. Сосуды с посевами закрывают чашками Петри и помещают в поддон, заполненный аналогичным субстратом, но не пропаренным (для образования микоризы).
Сосуды ставят в теплое (около 23 о С) место и поливают по мере необходимости дистиллированной водой в поддон. Появление заростков наблюдается в зависимости от вида через 20–25 дней с момента посева. После этого сосуды с ними помещают в светлое, но защищенное от прямых солнечных лучей помещение и содержат при температуре 18–23 о С. Первые листья (вайи) спорофита появляются через 50–90 дней после посева. Пикировку проводят, когда они достигнут 2–3 см, используя ту же земляную смесь, что и для посева.
Среди горшечных папоротников в комнатах чаще всего выращивают адиантум «венерин волос» (Adiantum capillus veneris ), асплениум луковиценосный (Asplemum bulbiferum ), нефролепис возвышенный (Nephrolepis exaltata ), полиподиум золотистый (Polypodium aureum ), платицериум, или «олений рог» (Platucerium bifurcatum ), и птерис (орляк) критский (Pteris cretica ).
Говоря о декоративных папоротниках, нельзя не упомянуть и о водных формах, разводимых в аквариумах. Это очень эффектные растения, широко используемые многими аквариумистами. Наиболее известны такие из них, как больбитес Геделоти (Bolbitis heudelotii ), папоротник индийский водяной (Ceratopteris thalictroides ), папоротник таиландский крыловидный (Microsorium pteropus ), сальвиния плавающая (Salvinia natans ).
Первые три из названных видов лучше всего чувствуют себя при температуре 24–26 о С. Вода в аквариуме должна быть мягкой с нейтральной или слабокислой реакцией – и ни в коем случае не щелочной . Хорошо влияет на рост этих папоротников минеральная подкормка, которая должна обязательно включать в себя микроэлементы. Удобрения следует вносить небольшими дозами регулярно. Важно, чтобы на дне аквариума было много ила.
Эти папоротники могут выдерживать значительное затенение, но хорошо растут только при достаточном освещении, которое, однако, должно быть рассеянным. От прямых солнечных лучей их следует притенять. Продолжительность светового дня должна быть не менее 12 ч.
Размножаются в условиях аквариума вегетативно. Для этого их корневище делят на части с 2–3 листьями, из каждой образуется новое растение.
Плавающий папоротник сальвиния удовлетворительно растет при температуре 20–28 о С. Жесткость и активная реакция воды для него значения не имеют. Освещение должно быть очень ярким. Отделенный кусочек стебля сальвинии с двумя листочками при благоприятных условиях дает новую заросль.
Адиантум клиновидный
Адиантум «венерин волос». Относится к семейству адиантовых класса полиподиевых. Наземный травянистый многолетник с ползучим корневищем. Листья перистые, до 30 см длиной, с многочисленными нежными клиновидными сегментами на голых черных блестящих черешках, довольно хрупких.
Асплениум гнездовой
Асплениум луковиценосный. Относится к семейству асплениевых класса полиподиевых. Крупный наземный многолетник с триждыперистыми овально-треугольными в очертании поникающими листьями до 120 см длиной (черешок – до 30 см.) Образует выводковые почки, которые прорастают, еще будучи прикрепленными к материнскому растению. Отделившись от него и попав на влажную почву, они укореняются и дают начало новым папоротникам (спорофитам.) В интерьере асплениум можно использовать как отдельно стоящее растение и для крупных композиций в зимнем саду. Этот папоротник хорошо чувствует себя на окнах, обращенных на север. Растет относительно быстро.Нефролепис возвышенный. Относится к семейству даваллиевых (Davalliaceae ) класса полиподиевых. Непарноперисторассеченные, собранные в розетку, длинные (до 30–40 см), светло-зеленые на красноватых черешках листья этого папоротника красиво сгибаются и поникают вниз. Прямостоячее короткое корневище образует столоны – укореняющиеся побеги, служащие для вегетативного размножения. Красивый папоротник, который лучше других видов приспосабливается к комнатным условиям. В культуре известно много сортов, различающихся формой и размерами листьев.
Платицериум дваждывильчатый, «олений рог»
Платицериум дваждывильчатый, «олений рог».
Относится к семейству многоножковых класса полиподиевых. Эпифит, имеющий два типа листьев. Спороносные листья напоминают по форме оленьи рога и достигают длины 60–80 см. В основании они клиновидные, кверху расширяются и дихотомически разветвляются дважды или трижды на языковидные доли. Cтерильные листья округлые, цельные или лопастные по краю, прижаты к субстрату, образуя «карман», где собираются органические остатки и вода, питающие растение, и размещаются придаточные корни. На корневище папоротника образуются выводковые почки. Олений рог содержат в теплых помещениях в подвесных корзинках.
Птерис (орляк) критский. Относится к семейству адиантовых класса полиподиевых. Травянистый наземный многолетник с ползучим корневищем. Листья перисторассеченные до 30 см длиной и 20 см шириной, на голых черешках до 30 см длиной. Распространен в Средиземноморье, на Ближнем Востоке и на Кавказе. Растет в лесах, на сырых затененных скалах и на почве.
Очень неприхотливый и устойчивый в интерьере папоротник, широко используемый при составлении разнообразных растительных композиций. Известно несколько садовых форм, из которых наиболее популярны растения с белыми полосами вдоль средней жилки листа.
Рис. 13. Больбитес Геделоти
Больбитес Геделоти
(рис. 13).Относится к семейству многоножковых класса полиподиевых. Распространен в водоемах Азии и Африки. Этот папоротник может быть украшением любого аквариума. Его крупные разрезные листья темно-зеленого цвета образуют густые заросли. При благоприятных условиях высота больбитеса достигает 30–35 см. При размножении отделенные кусочки корневища нужно прижимать к дну камешком, но ни в коем случае не заглублять в грунт.
Рис. 14. Папоротник индийский водяной
Папоротник индийский водяной
(рис. 14). Относится к семейству адиантовых класса полиподиевых. Распространен в тропических областях всего земного шара. Одно из самых популярных аквариумных растений с красивыми мелкорассеченными светло-зелеными листьями 40–50 см длиной. Разновидность с менее рассеченными листьями получила название роговидный папоротник (Ceratopteris thalictroides cornuta
).
В минеральной подкормке это растение особенно не нуждается. Размножается путем образования дочерних растений на старых листьях материнского куста. После образования нескольких листочков и корней молодое растение отрывается и всплывает к поверхности воды. Его можно посадить в грунт, но оно может расти и как плавающее.
Кроме этого папоротника у аквариумистов встречается другое, похожее на него растение с крупнофестончатыми листьями. Его часто называют водяной капустой и относят к виду Ceratopteris cornuta (рис. 15). Выращивают плавающим на поверхности воды.
Рис. 15. Папоротник «водяная капуста»
Рис. 16. Папоротник тайландский
Папоротник таиландский крыловидный (рис. 16). Относится к семейству многоножковых класса полиподиевых. Происходит из тропиков Юго-Восточной Азии. Очередно расположенные на длинном корневище ланцетовидные ярко-зеленые листья этого папоротника достигают в высоту 25–30 см и образуют густые заросли. Корневище располагается поверх грунта.Помимо обычного размножения делением корневища у этого папоротника на краях старых разрушающихся листьев образуются ростовые почки, из которых развиваются молодые растения. После гибели старого листа дочерние растения отрываются и всплывают к поверхности. У плавающего молодого растения постепенно развивается корневище, под тяжестью которого оно опускается на грунт.
Таиландский папоротник совершенно не переносит беспокойства и присутствия в воде взвешенных органических частиц. В аквариуме, где он растет, надо как можно реже пересаживать растения и отлавливать рыб. Интенсивная продувка аквариума также ухудшает его рост.
Рис. 17. Сальвиния плавающая
Сальвиния плавающая
(рис. 17) – водяной папоротник, относящийся к семейству сальвиниевых (Salviniaceae
) класса полиподиевых. Это растение имеет короткие стебли , на которых попарно сидят опушенные овальные листья длиной до 1,5 см. Корней у сальвинии нет – всасывание питательных веществ происходит погруженными в воду листьями, рассеченными на узкие доли и внешне сходными с корнями. Листья другого типа – плавающие – содержат внутри воздушные полости, которые не позволяют им погрузиться в воду.
