в какой период господствовали папоротникообразные

Эволюция папоротников

Много миллионов лет назад древовидные папоротни­ки, хвощи и плауны образовывали древние леса. Отпе­чатки листьев и окаменевшие стволы этих растений сох­ранились в пластах каменного угля.

3.17. Отпечаток древнего хвоща

Древние вымершие папоротникообразные

В палео­зое, более 300 млн лет назад, климат был тёплым и влажным. На суше имелось множество озёр, болот, мелководных морских заливов. Из-за большого ко­личества водяных паров освещение было мягким и рассеянным. Эти условия способствовали расцвету древовидных папоротников, хвощей и плаунов. Они образовывали древнейшие леса, которые покрывали значительную часть пространства Земли.

Среди плаунов преобладали гигантские деревья — лепидодендроны (греч. lepis — чешуя, dendron — дерево). Следы от опавших листьев придавали коре лепидодендронов вид поверхности вафель. Листья у некоторых видов были очень длинными (до 1 м) и очень узкими (мень­ше 1 см). Стволы лепидодендронов достигали 2 м в диаметре и 40 м в высоту. Среди древесных хвощей были распространены каламиты. Боковые побеги ка­ламитов, как и современных хвощей, были собраны в узлах мутовчато.

Образование и значение каменного угля

У ископа­емых древовидных папоротников, хвощей и плаунов механическая ткань была развита слабо. Поэтому сте­бель был непрочным и ломался под действием ветра. Стволы обрушенных деревьев заливала вода, заноси­ли ил и песок. Это затрудняло доступ к ним кислоро­да. В результате остатки деревьев консервировались, а не разлагались. Постепенно под давлением вышеле­жащих слоёв они уплотнялись и превращались в ка­менный уголь — ценное топливо. Поэтому данный пе­риод в истории развития жизни на Земле называют каменноугольным. В пластах каменного угля найдены отпечатки и окаменелые части древних, давно вымер­ших папоротников, хвощей и плаунов.

Тепловая энергия, которая освобождает­ся при сжигании каменного угля, — это энергия Солнца палеозоя. Миллионы лет назад её запасли древние папоротникообразные в процессе фотосинтеза. Из каменного угля получа­ют кокс, смолы, смазочные масла, краски, парфю­мерные изделия и многие другие продукты. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Разнообразие современных папоротников

Современ­ные папоротники наиболее распространены во влажных тропических лесах. Здесь встречаются древовидные формы, не уступающие по размерам вымершим папоротникам, а также травянистые ви­ды и папоротники-лианы. Травянистые папоротни­ки обитают не только на поверхности почвы, но и на ветвях деревьев.

Внешний облик папоротников умеренных широт также разнообразен. Здесь растут орляк (самый обыч­ный вид на территории Евразии), страусник, листовник и другие виды.

Существуют и водные папоротники, например сальвиния. В благоприятных условиях этот папорот­ник образует заросли на поверхности озёр и прудов.

Источник

Тип папоротникообразные (Pteridophyta)

Как могла бы природа быть столь светлой и прекрасной, если бы предназначенье человека не было таким же? (Генри Дэвид Торо)

Разделы страницы о папоротникоподобных растениях:

Первыми (ещё в силуре) выход на сушу осуществили псилофиты – древний и примитивный отдел растений, практически исчезнувший с лица Земли уже в перми. Предками псилофитов были зелёные водоросли, заселившие литораль.

В отличие от мхов, псилофиты – сосудистые растения (Tracheophyta). Это означает, что у них имелась проводящая ткань: ксилема и флоэма. Проводящая ткань является признаком спорофита; именно поэтому у всех сосудистых растений поколение спорофитов доминирует над поколением гаметофитов. Проводящая ткань образует внутри растения транспортную систему, по которой вода, органические и минеральные вещества разносятся по всему телу. Кроме того, прочные лигнифицированные клетки придают растению необходимую опору. Эти два фактора позволяют сосудистым растениям достигать больших размеров.

Как и мхи, псилофиты не имели настоящих корней, а прикреплялись к почве ризоидами. Вильчато-ветвящиеся стебли достигали в высоту 25 см и были покрыты чешуйчатыми «листьями». От высыхания растение предохраняла кутикула.

Псилофиты произрастали во влажных местах и на мелководье. Отдел включает в себя один класс с двумя порядками – риниофиты (Rhyniales) и псилофиты (Psilophytales). К древним псилофитам близки современные псилотовые растения (Psilotales), включающие 2 рода и несколько видов.

Псилофиты дали начало папоротникообразным, от которых впоследствии произошли семенные растения. На основании современных данных искусственную группу папоротникообразных (Pteridophyta) разделяют на три отдела: папоротниковидные, хвощевидные и плауновидные.

Папоротниковидные (Polypodiophyta)

Отдел папоротниковидных включает 1 класс, подразделяемый на 8 подклассов. Три из них (Protopteridiidae, Archaeopteridiidae, Noeggerathiidae) вымерли ещё в перми. Современных папоротниковидных около 10000 видов (300 родов). Наиболее примитивными среди них являются известные с карбона мараттиевые (Marattiidae, 1 семейство, 6 родов, 190 видов) и ужовниковые (Ophioglossidae – 1 семейство, 4 рода, 70 видов).

Самый обширный современный подкласс – настоящие папоротники (Polypodiidae или Filicidae), известный, в основном, с триаса (некоторые семейства – с карбона) и насчитывающий до десяти тысяч видов. Настоящие папоротники расселены по всему миру; особенно много их в тропических дождевых лесах, где они составляют важный элемент горной растительности. В умеренном поясе они растут чаще всего в тенистых лесах, глубоких оврагах и на болотах. Одни виды папоротников засухоустойчивы и встречаются на сухих каменистых склонах и даже в пустыне. Их листья покрыты слоем воска, густыми волосками или чешуйками, предотвращающими потери воды. Листья других видов состоят из одного слоя клеток; отсутствие приспособлений для защиты от высыхания ограничивает их распространение местами, постоянно окутываемыми туманом. Некоторые папоротники селятся на ветвях деревьев.

Разноспоровые папоротниковидные представлены двумя подклассами: марсилиевые (Marsileidae) – около 70 видов, и сальвиниевые (Salviniidae) – 2 семейства, около 15 видов; оба подкласса – водные растения, прикрепляющиеся ко дну либо плавающие по поверхности воды.

Хозяйственное значение папоротников невелико. Некоторые виды – декоративные растения в оранжереях. Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а их сердцевину, богатую крахмалом, используют в пищу.

Плауновидные (Lycopodiophyta)

Ещё один отдел высших споровых растений – плауновидные (Lycophyta). Несмотря на некоторое сходство с мхами, плауны являются настоящими сосудистыми растениями. В современной флоре представлены 3 порядками: плауновые, селагинелловые, полушниковые – и почти 1000 видами, распространены по всему земному шару.

У современных форм плаунов листья сравнительно небольшие и расположены спиралью вокруг ползучего или приподнимающегося стебля. Вниз от стебля идут похожие на корни ветвящиеся ризофоры. Споры (у некоторых форм одинаковые, у других – разных размеров) образуются на верхней стороне спорофиллов, собранных в вертикальные колоски или шишечки. Как и у папоротников, споры плауна образуют заростки (гаметофитное поколение) с антеридиями и архегониями; после оплодотворения на заростках из зигот прорастают спорофиты, и цикл повторяется вновь.

Плауновидные известны с силура. В девоне вымирают древние плауновидные: дрепанофикусы, пролепидодендроны, циклостигмы. Расцвет плауновидных приходится на карбон, когда сушу покрывали леса древовидных лепидодендронов и сигиллярий высотой до 30 м. Остатки мёртвых растений образовали толщи ископаемого угля. Начиная с триаса, древние плауновидные начинают постепенно исчезать с лица Земли.

Хвощевидные (Equisetoophyta)

Хвощевидные (Sphenophyta), известные также как клинолистовидные или членистостебельные, – отдел высших растений, близкий к папоротниковидным. К настоящему времени сохранился единственный род этих растений – хвощ, насчитывающий около 30 видов, распространённых по всему земному шару, кроме Австралии и Новой Зеландии.

Хвощи растут в основном в болотах и сырых лесах. Их легко распознать по полым в междоузлиях членистым стеблям, вокруг которых расположены сравнительно небольшие листья, почти не содержащие хлорофилла. Поверхность стебля несёт продольные борозды с устьицами, через которые происходит газообмен. Высота надземных побегов не превышает обычно 1 метра (хвощ гигантский достигает в длину 18 м при диаметре 2,5 см). Стенки клеток пропитаны кремнезёмом, что придаёт стеблям прочность. Подземные побеги (корневища) растут от основания почки или бокового побега в междоузлии; растение может легко размножаться частями корневища.

Жизненный цикл хвощей похож на цикл папоротниковидных: он характеризуется преобладанием спорофитного поколения. Спорангии находятся в спороносных шишках (стробилах) на хорошо заметных бесцветных или бледно-бурых спорангиофорах. Упавшие на землю споры прорастают мелкими (до 3 см в диаметре) зелёными заростками; после оплодотворения из них развивается спорофит.

Летние побеги хвощей используются как мочегонное средство. Хвощ полевой – злостный сорняк. Хвощ болотный ядовит.

Современные хвощи – жалкие остатки обширной группы, населявшей Землю в девоне, карбоне и перми. Древние хвощевидные играли значительную роль в растительном покрове нашей планеты; некоторые из них (например, каламиты) достигали в высоту 20 м. Они во многом напоминали современные хвощи, но отличались присутствием камбия, благодаря которому мог происходить вторичный рост. Известно три класса этого отдела: гиениевидные (Hyeniopsida), клинолистовидные (Sphenopsida), хвощевидные (Equisetopsida). Остатки древовидных хвощевидных и плауновидных стали основой залежей ископаемого угля.

Источник

Особенности строения и жизнедеятельности папоротников, их роль в природе и жизни человека

Разделы: Биология

Оборудование: комнатные растения (папоротники), гербарии, рисунки с изображением редких и исчезающих видов папоротников, коллекция “Каменный уголь и продукты его переработки”, самодельные таблицы “Значение папоротников в природе”, рисунок с изображением леса каменноугольного периода.

2.Изучение новой темы:

Сегодня мы с вами начинаем знакомство еще с одним отделом высших споровых растений – отделом Папоротникообразных. (сообщение темы и задач урока, запись темы урока в тетрадь).

Задача урока – выявить черты усложнения организации папоротников по сравнению со мхами, познакомиться с ролью папоротников в природе и жизни человека.

С древних времен наш народ хранит память о летнем языческом празднике славян – дне Ивана Купалы. По поверью, в темную ночь, в канун праздника, цветет папоротник. Расцветает он будто бы ровно в полночь. Тому, кому посчастливится увидеть и завладеть цветком папоротника откроются любые клады, где бы они не были спрятаны.

Проблемный вопрос урока: Правда ли, что в ночь на Ивана Купалу можно найти с помощью цветка папоротника клад?

(План урока записан на доске)

На уроке работают 4 групп, которым были даны опережающие задания, это экологи, палеонтологи, географы и эксперты одного промышленного предприятия. В течение урока они выступят по своим проблемам. Задача всех остальных учащихся внимательно слушать, фиксировать в таблице нужную информацию.

Характерные особенности папоротникообразных

Значение в природе

Значение в жизни человека

Папоротники – наиболее древняя группа вымерших растений. Но был на Земле период, когда папоротники занимали господствующее положение. Об этом периоде нам сейчас расскажут палеонтологи.

300 млн. лет назад было время наивысшего расцвета папоротникообразных. Они безраздельно господствовали на всей планете. Климат был влажным и теплым. Туманная мгла водяных паров часто закрывала Солнце. Каждый день шли теплые проливные дожди. Это приводило к разливам рек, образованию озер и заболачиванию почвы. Все это вызывало пышный рост древовидных папоротников. Высота деревьев достигала почти 40 м. Отмершие растения падали на залитую водой почву. Во время разлива реки сносили деревья и заносили их песком и илом. Под действием слоев грунта и воды деревья спрессовывались, за миллионы лет без доступа кислорода они превратились в каменный уголь.

Итак, мы еще раз убедились, что для жизнедеятельности папоротников нужна вода.

В настоящее время на земном шаре насчитывают около 10 тыс. видов. Произошли папоротники от потомков псилофитов.

Слово предоставляется группе географов:

Самым маленькими папоротниками считаются хецистортерис пумила и азолла карилиниана. Длина этих видов едва достигает 12 мм. Также, в тропических лесах есть папоротники эпифиты, растущие на деревьях и лианы.

В умеренных зонах распространены только травянистые виды; они чаще встречаются во влажных лесах, по сырым оврагам, некоторые растут на заболоченных местах и в водоемах.

А теперь наши группы превратятся в небольшие исследовательские лаборатории. Задача групп, пользуясь раздаточным материалом, познакомиться со строением папоротника и выяснить, в чем произошло усложнение в организации папоротника папоротника по сравнению со мхами.

Особенности строения папоротникообразных.

Обычны в наших хвойных лесах папоротники семейства многоножковых (Polypodiaceae ): щитовник мужской, кочедыжник женский, гол окучник Линнея и другие.

Спорофит папоротников представлен крупным многолетним травянистым растением до 1 м высоты. Нижняя часть побега долго сохраняется в почве, образуя корневище. Корневище мощное, косое, 30 см длины и 2-3 см ширины. От корневища отходят листья и многочисленные придаточные корни.

От верхушки корневища отходит пучок зеленых длинночерешковых дважды перисто-рассеченных листьев, черешки которых густо покрыты бурыми пленками. Листья папоротников называются вайями. Растут листья папоротника медленно и своеобразно. Они развиваются в почках под землей 2 года. Только на третий год весной они появляются, а к осени отмирают. Молодые листья улиткообразно закручены. Кроме того, листья папоротников в отличие от всех прочих растений растут не основанием, а верхушкой. Вследствие длительного верхушечного роста вайи достигают крупных размеров.

Придаточные корни, как и стебель, имеют сосудистые пучки, Наличие проводящей ткани дает папоротнику больше преимуществ в выживании, чем мхам, поскольку всасываемая корнями вода по сосудам стебля передвигается в листья.

Ответ на проблемный вопрос.

Вывод: Папоротники имеют стебель, листья, корни. В стебле есть сосудистые пучки. Наличие проводящей ткани дает папоротнику больше преимуществ в выживании, чем мхам, поскольку всасываемая корнями из почвы вода по сосудам стебля передвигается в листья. Это результат приспособленности папоротников к наземному образу жизни.

Итак, мы познакомились с многообразием и строением современных папоротников. А теперь совершим небольшую экскурсию в прошлое и выясним, что представляли собой древние папоротники.

Наш разговор о папоротниках будет неполным, если мы не рассмотрим вопрос о значении папоротников в природе и жизни человека.

Т.О., папоротники играют большую роль в жизни человека.

Слово экологам. Значение папоротников в природе.

Папоротники, входя в состав природных сообществ, тесно связаны с другими членами сообщества: они испытывают на себе воздействие этих организмов и сами оказывают на них влияние, как положительное, так и отрицательное.

Папоротники, как и все зеленые растения, выделяя кислород, участвуют в круговороте веществ и энергии в природе.

Папоротники являются средой обитания и пищей для беспозвоночных животных.

Но можно привести пример и отрицательного влияния папоротников на организмы природных сообществ. Так, самым вредным сорняком среди водных растений является папоротник сальвиния. У сальвинии хорошо развита способность к вегетативному размножению, вследствие чего толщина ее слоя в водоеме достигает порой 25 см, что может привести к гибели растений и животных.

В настоящее время папоротники – вымирающая группа растений. Многие виды занесены в Красную книгу республики Татарстан:

Всем известно, что исчезновение какого-либо растений или животных приведет к нарушению экологического равновесия в природе, чтобы этого не произошло, папоротники необходимо беречь и охранять, как и другие виды растений.

Что мы можем сделать для сохранения редких видов?

Подведение итогов, проблемный вопрос.

3. Закрепление: работа по тестам:

1. Папоротники – это

а) только травянистые растения
б) только кустарники
в) травянистые и древовидные растения
г) кустарники и травы

2. В отличие от мхов у папоротников есть:

а) цветки
б) корни
в) стебель
г) листья

3. Вода необходима папоротникам для:

а) передвижения
б) дыхания
в) размножения
г) цветения

4. Месторождения каменного угля образовались из

а) современных папоротников
б) древних папоротников
в) древних мхов
г) древних водорослей

5. Считают, что от псилофитов произошли:

а) покрытосеменные растения
б) голосеменные растения
в) папоротникообразные
г) водоросли

1. Хлорофилл в листьях папоротников находится в

а) хроматофоре
б) хлоропластах
в) рассеян по цитоплазме клеток
г) спорангиях

2. Папоротники считаются наиболее высокоорганизованными споровыми растениями потому, что:

а) они размножаются спорами
б) у них есть проводящие сосуды стебля
в) они способны к фотосинтезу
г) у них есть половой процесс

3. Что является свидетельством древности папоротников:

а) размножение спорами
б) отпечатки листьев в каменноугольных пластах
в) существование травянистых и древесных форм
г) все перечисленное

4. Спорофит папоротника – это:

а) предросток
б) заросток
в) взрослое растение
г) зигота

5. В отличие от мхов у папоротников нет:

а) стеблей
б) спор
в) листьев
г) ризоидов

1. Папоротники растут во влажных местах так как:

а) их размножение связано с водой
б) это водное растение
в) не переносят солнечных лучей
г) не могут расти на сухой почве

2. Где расположены спорангии у папоротника:

а) на спороносном колоске
б) на корневище
в) на листе
г) на заростке

3. В отличие от мхов у папоротников нет:

а) стеблей
б) спор
в) листьев
г) ризоидов

4. Древовидные папоротники начали вымирать из-за

а) увеличения водоемов
б) поедания их растительными животными
в) деятельности человека
г) сухости климата

5. Папоротники имеют:

а) листья, корневище, ризоиды
б) надземный побег, корневище, корни, ризоиды
в) листья, корневища, корни
г) листья, стебли, цветки

1. Папоротники произошли от:

а) водорослей
б) мхов
в) потомков псилофитов
г) плаунов

2. От корневища папоротника отрастают:

а) придаточные корни
б) главный корень
в) боковые корни

3. Древовидные папоротники сохранились в тропических лесах, так как там:

а) мало населения
б) жаркий и влажный климат
в) много света
г) нет покрытосеменных растений

4. Жизненные формы папоротников:

а) кустарники и травы
б) только кустарники
в) только травянистые растения
г) травянистые и древовидные растения

5. Взрослое растение папоротника – это:

а) гаметофит
б) спорангий
в) спорофит
г) заросток

1. Листья папоротников называются

а) спорангиями
б) вайями
в) заростком
г) хроматофором

2. В отличие от мхов у папоротников нет:

а) стеблей
б) спор
в) листьев
г) ризоидов

3. Вода необходима папоротникам для:

а) передвижения
б) дыхания
в) размножения
г) цветения

4. Где расположены спорангии у папоротника:

а) на спороносном колоске
б) на корневище
в) на листе
г) на заростке

5. Месторождения каменного угля образовались из

а) древних мхов
б) древних папоротников
в) современных папоротников
г) древних водорослей

1. Что является свидетельством древности папоротников:

а) существование древесных и травянистых форм
б) отпечатки листьев в каменноугольных пластах
в) размножение спорами
г) все перечисленное

2. В отличие от мхов у папоротников нет:

а) стеблей
б) спор
в) листьев
г) ризоидов

3. Хлорофилл в листьях папоротников находится в:

а) спорангиях
б) рассеян по цитоплазме клеток
в) хлоропластах
г) хроматофоре

4. Спорофит папоротника – это:

а) предросток
б) заросток
в) взрослое растение
г) зигота

5. Папоротники считаются наиболее высокоорганизованными споровыми растениями потому, что:

а) у них есть проводящие сосуды стебля
б) они способны к фотосинтезу
в) они размножаются спорами
г) у них есть половой процесс

1. Древовидные папоротники начали вымирать из-за:

а) деятельности человека
б) поедания их растительными животными
в) сухости климата
г) увеличения площади водоемов

2. Папоротники имеют:

а) листья, корневища, ризоиды
б) надземный побег, корневище, корни, ризоиды
в) листья, стебли, цветки
г) листья, корневище, корни

3. Папоротники растут во влажных местах так как:

а) их размножение связано с водой
б) не переносят солнечных лучей
в) не могут расти на сухой почве
г) это водные растения

4. В отличие от мхов у папоротников нет:

а) листьев
б) ризоидов
в) стеблей
г) спор

5. Где расположены спорангии у папоротника:

а) на спороносном колоске
б) на листе
в) на корневище
г) на заростке

Каждой группе составить кроссворд “Особенности строения, многообразия папоротников, их роль в природе и жизни человека”.

Источник

Папоротникообразные [Сосудистые споровые, Pteridophyta]

3.16. Хвощевидные и плауновидные: а) хвощ полевой (весенний и летний побеги); б) плаун булавовидный

Папоротникообразные, или Сосудистые споровые (Pteridophyta) — группа высших растений, насчитывающая свыше 10 тыс. видов. Все папоротникообразные имеют ве­гетативные органы — корень и побег, размножают­ся спорами.

Папоротникообразные — древние растения. Они процветали в далёкие геологические времена и по своей древности уступают лишь мхам.

Известно, что рост свой­ствен целым побегам, а не отдельным листьям. Так, лис­тья берёзы достигают опреде­лённых размеров и больше не растут. А вот листья папоротников рас­тут верхушкой, как побег. Рост листьев некоторых тропических видов может продолжаться не­сколько лет. Существует народное поверье, что тот, кто найдёт цветок папоротника, будет счастлив и богат. На самом деле папоротник никогда не цветёт и размножается совсем не так, как цветковые растения.

В настоящее время разнообразие папоротников сокращается. Многие виды нуждаются в охране.

Классификация

В зависимости от особенностей строения выделя­ют отделы: Папоротниковидные, Хвощевидные и Плауновидные.

Папоротниковидные

Хвощевидные

Из отдела Хвощевидные до настоящего времени дожил один род — Хвощ, объединяющий всего около 25 видов. Хвощи — многолетние травы, растущие на лугах, в лесах, на полях. Летние зелёные растения хвоща по­левого напоминают маленькие ёлочки. Стебель у них полый, имеет членистое строение с перегородками в узлах. От узлов отходят мутовчато расположенные боковые побеги с мелкими чешуйчатыми листьями. Весной появляются бурые побеги, на верхушках ко­торых расположены спороносные колоски.

Плауновидные

Плауны — травы сосновых лесов. У них длин­ный, ветвящийся, ползучий побег, покрытый мелки­ми листьями. От побега отходят придаточные корни. Летом у плаунов развиваются спороносные колоски со спорами. Плауны — редкие растения, нуждающи­еся в охране.

Риниофиты

Эволюция папоротников

Значение папоротников (роль и применение)

Хозяйствен­ное значение современных папоротников не столь ве­лико, как вымерших. Некоторые их виды использу­ют в медицине. Листья щитовника применяют в виде отвара и настоев для заживления ран, как противо­воспалительное средство. Папоротники выращивают и в комнатных условиях. Они неприхотливы к поч­ве, теневыносливы и очень декоративны.

Источник