Сравнительная характеристика равноспоровых и разноспоровых папоротников на примере Щитовника мужского и Сальвинии плавающей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¹⁷http://ru.vlab.wikia.com/wiki/%D0%A9%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%D0%BC%D1%83%D0%B6%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9

Хозяйственное значение папоротников.

Хозяйственное значение папоротников невелико. Некоторые  виды являются декоративными растениями, их разводят в оранжереях. Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а их сердцевину, богатую крахмалом, используют в пищу.

 Щитовник мужской - лекарственное и ядовитое растение. Корневища содержат флюроглюциды: папоротниковую кислоту и филмаронпроизводные филициновой кислоты (3,4%): филиксовую кислоту, флаваспидиновую кислоту, аспидинол, аспидин, дезаспидин, альбаспидин; эфирное масло; флавоноиды; дубильные вещества (до 7— 8%); горечи; крахмал. Экстракты папоротника мужского густой и сухой, а также препарат «Филиксан» используются в качестве антигельминтного средства, преимущественно при ленточных глистах. Паразиты гибнут в результате паралича мускулатуры. Его корневище используется также и для дубления кож и окраски их в жёлтый цвет. Как декоративное растение выращивается в парках и садах. Культивируется как минимум с XIX века и имеет культурные формы.¹⁸ 

Сальвиния плавающая  широко используется у  аквариумистов для украшения  аквариума и затенения других растений и защиты мальков от яркого света, нереста аквариумных рыб. Также используют как декоративное растение для украшения водоемов зимнего сада.¹⁹

 

 

 

 

 

 

¹⁸http://flower.onego.ru/paporot/dryopter.html

¹⁹http://www.greeninfo.ru/water_plant/floating_plant/salvinia_natans.html http://ekzotika.com/plant98

 

Рис.14. Культурные формы щитовника мужского

 

Dryopteris filix-mas 'Barnesii'	Dryopteris filix-mas 'Barnesii'	Dryopteris filix-mas 'Crispa'
Dryopteris filix-mas 'Crispa'	Dryopteris filix-mas 'Cristata Nartindole'	Dryopteris filix-mas 'Cristata Nartindole'
Dryopteris filix-mas 'Depauperata Padley'	Dryopteris filix-mas 'Grandiceps'	Dryopteris filix-mas 'Linearis'
Dryopteris filix-mas 'Linearis'	Dryopteris filix-mas 'Linearis Polydactylon'	Dryopteris filix-mas 'Linearis Polydactylon'
Dryopteris filix-mas 'Multicristata'	Dryopteris filix-mas 'Multicristata'	Dryopteris filix-mas 'Squamulosa'
Dryopteris filix-mas   'Grandiceps'	Dryopteris filix-mas 'Linearis Polydactylon'	Dryopteris filix-mas   'Crispa-Cristata'

 

 

 

Практическая  часть.

В Московской области, деревне Павловская Слобода в хвойном лесу были собраны гаметофиты папоротника из семейства Щитовниковые. С помощью микроскопа были проанализированы  18 гаметофитов. Из них были обнаружены 3 обоеполых гаметофита, 6 гаметофитов, имеющих только женские гаметангии, 5 гаметофитов, имеющих только мужские гаметангии, 3 гаметофита бесполые и 1 оплодотворенный гаметофит. Все проанализированные гаметофиты имели форму сердцевидной пластинки, но отличались друг от друга размерами. У некоторых основание пластинки было отмершим. Антеридии располагались между ризоидами. Были обнаружены антеридии на разной стадии развития. Некоторые имели звездчатый разрыв, один из антеридиев был вскрывшимся, и были видны выходящие из него сперматозоиды. Архегонии располагались на подушке. Все они имели одинаковую форму, но размер отверстия вскрывшейся шейки был различным. На трех гаметофитах гаметангиев было много, у остальных – незначительное количество (1 – 5).

Рис.15. Анатомическое строение гаметофита щитовника мужского. Развитие молодого спорофита на отмирающем гаметофите.

 

 

 

Рис.16. Гаметофиты равноспоровых папоротников.

 

 

Гаметофиты  папоротника Сальвинии были собраны  в Архангельской области. Было проанализировано 12 спорангиев. Из них 7 микроспорангиев  и 5 мегаспорангиев.  Микроспорангии и мегаспорангии различались  формой и размерами. Мегаспорангии  были в пять раз больше микроспорангиев. Спорангии различались также  по количеству. Микроспорангиев было в десятки раз больше. Микроспорангии имели форму шариков с ребристыми гранями, а мегаспорангии по форме напоминали бейсбольный мяч, покрытый сеточкой. Большинство спорангиев были не проросшими. Проросшие спорангии были взяты для анализа.

 

 

 

Рис. 17. Микро- и мегаспорангии сальвинии плавающей.

Рис. 18. Гаметофит  сальвинии плавающей. Микрофотография.

 

Гаметотофиты  микроспорангиев прорастали сквозь оболочку. Внешний вид проростка  напоминал зеленую ниточку, состоящую  из 1 – 5 клеток. У некоторых было по одному проростку, у большинства  – более трех. При помощи иглы (они очень маленькие) удалось  вскрыть один не проросший  микроспорангий, в котором были обнаружены микроспоры. Мегаспорангии большинство были не вскрывшимися. Под их оболочкой коричневого цвета находилась белая пористая масса – перина. Из вскрывшегося мегаспорангия был извлечен женский гаметофит, который представлял собой многоклеточное образование, по форме напоминающее серп. В его центре имелось многоклеточное округлое утолщение, которым гаметофит был прикреплен изнутри к мегаспорангию. Было просмотрено несколько вскрывшихся мегаспорангиев и рассмотрены гаметофиты на различных стадиях развития. 

Выводы.

При сравнении  разноспоровых и равноспоровых  папоротников выявлены следующие особенности и отличия.

Сальвиния плавающая  является растением однолетним, в  отличие от щитовника мужского, который живет десятки лет.

Развитие  равноспоровых и разноспоровых  папоротников происходит в различных  условиях. Равноспоровые папоротники  развиваются на суше во влажных условиях, а разноспоровые в воде.

По анатомическому строению равно – и разноспоровые  папоротники тоже имеют отличия. У сальвинии плавающей в связи  с водным образом жизни редуцированна  проводящая система. Корневая система  отсутствует и ее функцию выполняют  подводные листья. У щитовника, как  и у других наземных папоротников, корневая система развита хорошо, ее функцию выполняют подземные  побеги – корневища. Наземные папоротники  имеют проводящую систему представленную диктиостелой.

У равноспоровых  папоротников гаметофиты могут быть обоеполыми, мужскими и женскими. У  разноспоровых папоротников из микроспорангиев  развиваются только мужские гаметофиты, из мегаспорангиев – только женские, то есть происходит разделение полов, которое наиболее прогрессивно, так как возможно генетическое разнообразие из-за рекомбинации генов. При развитии без разделения полов, когда женские и мужские гаметофиты находятся на одном растении. Рекомбинации генов не происходит.

У равноспоровых  папоротников продолжительность жизни гаметофитов до нескольких месяцев (и даже нескольких лет у некоторых примитивных видов). У разноспоровых папоротников развитие от стадии гаметофита до стадии спорофита происходит за несколько дней. Такой процесс необходим, так как разноспоровые папоротники развиваются в воде, и все должно происходить быстро и в одно время.

Споры равноспоровых  папоротников вылетают из спорангиев и развиваются во внешней среде, у разноспоровых папоротников развитие происходит в мегаспорангиях и микроспорангиях.

У равноспоровых  папоротников гаметофит представляет собой многоклеточную пластинку. У  разноспоровых – мужской гаметофит  сильно редуцирован. Заросток состоит  из нескольких клеток, так как нет  необходимости развивать вегетативное тело. Его задача – побыстрей  сформировать сперматозоиды. Женский  гаметофит представляет собой многоклеточное образование.

 

 

Список использованной литературы.

1.Еленевский А.Г., Соловьева М.П., Тихомиров В.Н. «Ботаника высших растений», 2000 г., стр. 102 – 130.

2.Губанов  И.А., Киселева К.В., Новиков В.С., Тихомиров  В.Н. 1995г. «Определитель сосудистых  растений», 1995г., стр. 71.

3.Тахтаджян   А.Л. «Высшие растения» 1956г., стр.227, 244-248.

4. Интернет  источники:  http://flower.onego.ru/paporot/dryopter.html;

  http://ru.vlab.wikia.com/wiki/%D0%A9%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%D0%BC%D1%83%D0%B6%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9;

http://www.greeninfo.ru/water_plant/floating_plant/salvinia_natans.html http://ekzotika.com/plant98