Папоротники. Происхождение папоротников

1. ПАПОРОТНИКИ

2. Происхождение папоротников

3. Происхождение папоротников

Philonotis

4.

Общая характеристика отдела
• Ископаемые и современные растения. Около 300
родов и более 10000 видов. Типовой род –
Многоножка (Polypodium).
• Особенности жизненного цикла: чередование
поколений с доминированием бесполого поколения
(спорофита).
• Жизненные формы: древовидные (ископаемые
и современные) и многолетние травянистые
растения размерами от нескольких мм до 25 м.
Побеги дифференцированы на стебли и листья,
имеются придаточные корни.
Philonotis
• Стебли: у травянистых форм обычно
укороченные, горизонтальные, проводящая система
в виде диктиостелы или сифоностелы, в
примитивных семействах – протостелы. Ксилема
обычно состоит из трахеид (не сосудов).
Папоротник мужской
(Dryopteris filix-mas)

5. Древовидные папоротники

Диксония антарктическая

6. Древовидные папоротники

Циатея Брауна
Cibotium menziesii

7. Общая характеристика отдела

• Листья крупные, обычно перисто
рассеченные (они у папоротников называются
вайями). В молодом состоянии нередко
улиткообразно свернуты. Взрослые – перистые
(от однажды- до многократно перистых), реже
цельные или пальчатые.
• Листья папоротников часто совмещают
функции фотосинтеза и спороношения, но у
многих (страусник, оноклея) они
дифференцированы на стерильные
(фотосинтезирующие) и фертильные
(спороносные). В этом случае спорофиллы
хорошо отличаются по форме и цвету от
трофофиллов.

8. Общая характеристика отдела

Asplenium trichomanes
Спорангии у большинства современных
папоротников мелкие, с небольшим (часто 64)
числом спор. Но у ужовниковых и мараттиевых
они крупные и содержат до 15000 спор. Обычно
снабжены механизмом для вскрывания и
рассеивания спор. У некоторых мараттиевых и
ужовниковых они срастаются в синангии.
У большинства папоротников спорангии тесно
сближены в группы (образуют так называемые
сорусы). Сорусы могут быть открытыми
(например, у голокучника), или закрыты
выростами эпидермальной ткани –
покрывальцами (так называемыми индузиями).
Споры морфологически одинаковые
(равноспоровость), реже (у сальвиниевых,
азолловых и марсилеевых) дифференцированы
на микро- и мегаспоры (разноспоровость).

9. Гаметофиты папоротников

Гаметофит: из равных спор вырастает
гаплоидный обоеполый гаметофит. Он
представляет собой тонкие зеленые
недолговечные пластиночки шир. до 5 мм, с
архегониями и антеридиями обычно на
нижней стороне.
У тропических папоротников гаметофит
долгоживущий, лентовидный. Он
размножается вегетативно – выводковыми
почками (геммами). Бывает нитчатый
гаметофит, похожий на водоросли. У
некоторых видов он цилиндрический,
бесхлорофильный, подземный и микоризный
У разноспоровых папоротников гаметофиты
раздельнополые и сильно редуцированные.
антеридий
архегоний

10. Гаметофиты папоротников

11. Задание: Жизненный цикл равноспоровых папоротников (Dryopteris filix-mas)

12. Задание: Сорусы Dryopteris filix-mas)

13. Задание: Строение спорангия

А - поперечный разрез соруса щитовника мужского (Dryopteris filix-mas) ;
Б - разнообразие спорангиев;
В - раскрывание спорангиев; л - лист; пл - плацента; сп - спорангий; кц кольцо; у - устье; ин - индузий

14. Терминология

Инду́зий — небольшой эпителиальный вырост
на листе, покрывальце прикрывающее
группы спорангиев (сорусы) у папоротников,
может принимать различные формы.
Формируются обычно из эпидермиса листа или
из плаценты спорангии, могут образовываться
завернутыми краями листьев. При созревании
спор индузий засыхает, уменьшается и
отпадает. Наличие и форма индузия служит
важным признаком, который используется при
определении рода и семейства папоротника.

15. Эволюция спорангиев

Листья папоротников возникли
в процессе эволюции из
ветвей риниофитовых
предков. Очевидно, что
спорангии древнейших
Папоротниковидных имели
верхушечное (терминальное)
расположение, т.е. сидели на
верхушках конечных веточек
дихотомически разветвленного
листа. Среди ныне живущих
наиболее близкое к
верхушечному расположению
спорангиев наблюдается у
гроздовника (Botrychium),
относящегося к примитивным
Ужовниковым.

16. Эволюция спорангиев

Следующий тип расположения
спорангиев – краевое
(маргинальное), наблюдаемый у
многих папоротников, можно
рассматривать как результат
возникновения листовой
пластинки.

17. Эволюция спорангиев

Значительным шагом
вперед в
приспособительной
эволюции папоротников
был переход на нижнюю
сторону листовой
пластинки.

18. Эволюция спорангиев

Сначала спорангии бывают расположены одиночно (у
Схизейных не образуют групп). Но уже у некоторых
папоротников с краевым расположением (Dicksonia, Loxsoma)
или у всех Гименофилловых спорангии сгруппированы в
отдельные спорангиальные кусочки, или сорусы (от греч.soros –
«куча»), что дает возможность концентрированного, более
эффективного снабжения питательными веществами
Ligodium
Dicksonia

19. Задание: Типы расположения сорусов

1 – спорангии орляка (Pteridium);
2 – сорусы вудсии (Woodsia);
3 – сорусы с покрывальцем щитовника (Dryopteris);
4 – сорусы, встречающиеся у
родов Asplenium, Athyrium, Polypodium

20. ПРЕПАРАТ: Срез корневища Орляка обыкновенного

Амфикрибральный пучок
корневища папоротникаорляка
(Pteridium aquilinum).
1 - флоэма, 2 - ксилема,
3 - основная паренхима
стебля.

21. Сальвиния плавающая

22. Особенности размножения сальвинии

Сорусы обычно осенью опадают
на дно водоёма и там зимуют, к
весне их оболочка разрушается, и
спорангии всплывают на
поверхность и прорастают.
Микроспоры прорывают стенку
спорангия и образуют
трёхклеточный мужской
гаметофит, из двух клеток
которого затем образуются две
бесплодные и две
сперматогенные клетки, каждая
из которых производит по
четыре сперматозоида.
Мегаспора, прорастая, также
разрывает оболочку и образует
женский гаметофит, на котором
образуются три архегония. После
оплодотворения развивается
только один из них

23.

Salvinia natans
1 - общий вид;
2 - мутовка листьев:
н. л - надводные листья;
п. л - подводный
лист; ср - сорусы;
3 - продольный разрез через
микро- и мегасорусы:
ин - индузий;
п - полость;
пл - плацента;
мкс - микроспорангий;
мгс - мегаспорангий;
4 - мужской гаметофит:
а - молодой; б - зрелый;
об - оболочка микроспоры;
пр - две проталлиальные
клетки;
к. ст - клетка стенки антеридия;
спг - сперматогенные клетки;
5 - женский гаметофит:
об - оболочка мегаспоры;
пр - проталлиальные клетки
гаметофита;
6 - зародыш на гаметофите:
гф - гаметофит; л - листья

24. ЗАДАНИЕ: Составить самостоятельно жизненный цикл сальвинии