Папоротники и родственные им растения представляют собой высокоразвитую группу споровых растений, для которых характерен сложный жизненный цикл. В далеком геологическом прошлом, в каменноугольный период, именно папоротники и их древние родственники доминировали на планете. Это были не привычные нам травы, а могучие деревья. Произрастая на болотистых территориях, они, отмирая, погружались в воду и ил. В условиях недостатка кислорода, под воздействием микроорганизмов, их остатки медленно превращались в органическую массу, которая за миллионы лет сформировала обширные залежи каменного угля. В наши дни древовидные формы, хотя и значительно меньших размеров, можно встретить лишь во влажных тропических лесах по всему миру.
Строение современных папоротников
Папоротники, произрастающие в умеренном климате, — это исключительно травянистые растения. Их анатомическое строение довольно сложное: они имеют настоящие корни, стебли и листья (которые у папоротников называются вайями). У многих видов стебель видоизменен и представляет собой корневище, растущее горизонтально под землей. На нижней стороне листьев формируются специальные органы — спорангии, в которых созревают споры. Именно с них начинается уникальный цикл развития.
Сложный жизненный цикл: чередование поколений
Из крошечной споры, попавшей в благоприятные условия, вырастает не новое растение папоротника, а небольшая зеленая пластинка размером в несколько миллиметров, называемая заростком (или гаметофитом). Это половое поколение растения. На заростке развиваются мужские (антеридии) и женские (архегонии) половые органы. В антеридиях образуются подвижные сперматозоиды, снабженные жгутиками для передвижения в воде.
Для продолжения цикла необходима капельно-жидкая влага (роса, дождь). Сперматозоиды покидают антеридий, перемещаются по воде и достигают архегония, где происходит оплодотворение яйцеклетки. В результате образуется первая клетка нового организма — зигота. Из зиготы развивается то растение, которое мы привыкли называть папоротником. На его листьях снова образуются спорангии со спорами. Это поколение является бесполым (спорофитом). Таким образом, жизненный цикл папоротника представляет собой классическое чередование поколений.
Родственники папоротников
К группе папоротникообразных, помимо собственно папоротников, относятся и другие споровые растения — хвощи и плауны. Сегодня это в основном небольшие травянистые растения, но их предки, такие как гигантские каламиты и лепидодендроны, в палеозойскую эру также были огромными деревьями и внесли свой вклад в образование каменного угля.