К этому отделу принадлежит около 10—1 5 тыс. видов, относящихся к 300 родам. Папоротники встречаются в самых разнообразных климатических зонах. Значительного разнообразия представители этого отдела достигают во влажных местообитаниях,. Там же нередко встречаются напоротники-эпифиты (асллениум птичье гнездо, платицериум оленирогий. В лесах умеренных широт произрастают травянистые папоротники, поселяющиеся в увлажненных местах: в низинах, по берегам рек и ручьев. Иногда их можно встретить в довольно темных лесах (например, буковых), где практически отсутствует другая травянистая растительность. Молодые листья некоторых папоротников употребляются в пищу. Встречаются и ядовитые виды.
Морфология папоротниковидных
Спорофит папоротников можно четко разделить на корень, стебель и лист. Корни папоротниковидных всегда придаточные, как и в случае плаунов и хвощей (т. е. развиваются на видоизмененных подземных побегах — корневищах), покрыты корневыми волосками. Стебли могут быть хорошо развиты, как, например, стволы у древовидных форм; у травянистых папоротников побеги могут иметь самую различную форму и выполнять в зависимости от этого разнообразные функции; например, ползучее корневище, клубневидные побеги, накапливающие большие запасы питательных веществ и т. д. Часто побег бывает покрыт различными волосками и чешуйками. Для листьев папоротников характерны следующие признаки: сложная форма, длительный рост, сложная система жилкования. Они могут быть как цельными, так и перистыми. Типичный цельный лист можно дифференцировать на черешок и листовую пластинку. У подавляющего большинства папоротников листья (так называемые вайи) перистые. Они имеют черешок, посредством которого лист прикрепляется к стеблю, этот черешок может продолжаться в рахис — ось листа, на которой располагаются перья. Рахис соответствует центральной жилке цельного листа. Перья, в свою очередь, также могут быть либо цельными, либо разделяются на отдельные сегменты. У основания мегафиллов могут располагаться прилистники, а черешок иногда бывает покрыт особыми волосками — выростами черешка. Молодые листья почти у всех папоротников бывают улиткообразно свернуты, это объясняется тем, что верхняя поверхность листа растет несколько медленнее нижней, таким образом, наблюдается закручивание на начальных этапах формирования листа. На листьях папоротников развиваются спорангии, поэтому они выполняют одновременно как функцию спорофиллов (листьев несущих органы спороношения), так и функцию трофофиллов (фотосинтезирующих листьев). Спорангии располагаются на нижней поверхности листьев и не бывают собраны в стробилы. Чаще всего, спорангии располагаются не одиночно, а группами или кучками. Такие кучки спорангиев (сорусы) бывают покрыты общим покрывальцем — индузием, представляющим собой вырост ткани листа. Иногда спорангии срастаются друг с другом, образуя синангии. Благодаря наличию в стенках спорангиев кольца — слоя клеток с неравномерно утолщенными стенками, они обладают специальным механизмом вскрытия. Разрыв спорангия происходит (в результате сжатия кольца) в наиболее тонком месте, называемом стомием. Гаметофит, называемый также заростком, у подавляющего большинства разноспоровых папоротников зеленый — автотрофный. Он прикрепляется к субстрату посредством ризоидов. Кроме того, на нижней поверхности заростка располагаются гаметангии — архегонии и антеридии. Это имеет важное приспособительное значение, так как необходимая для оплодотворения вода обычно скапливается в зазоре между поверхностью почвы и телом гаметофита. Заросток чаще имеет билатеральную симметрию и сердцевидную форму. Гаметангии имеют обычное для высших растений строение и созревают неодновременно, что повышает вероятность перекрестного оплодотворения.
Жизненный цикл папоротниковидных
Подавляющее большинство папоротниковидных — равноспоровые растения (за исключением водных папоротников сальвиниевых и марсплисвых). Рассмотрим типичный жизненный цикл равиоспорового папоротника. Внутреннее содержимое спорангия заполнено спорогенной тканью первично диплоидной (2п). В результате редукционного (мейотического) деления клеток этой ткани образуются гаплоидные споры (п), высвобождаясь из спорангия описанным выше способом. Попав в благоприятные условия, спора прорастает, формируется сердцевидный заросток, на нижней стороне которого находятся архегонии и антеридии. В антеридиях из первичной сперматогенной ткани образуются лентовидные многожгутиковые сперматозоиды, которые, попав в водную среду, устремляются к архегонию и проникают в его брюшко, где происходит оплодотворение яйцеклетки и образование зиготы. В результате деления зиготы развивается зародыш спорофита, а затем, по мере его дифференциации и роста, образуется взрослое растение, несущее на своих листьях спорангии. Жизненный цикл таким образом замыкается
Систематика папоротниковидных
Отдел папоротниковидные делится на следующие классы: ужовниковые, мараттиопсиды и многоножковые.
Класс ужовниковые состоит из многолетних равноспоровых растений, с короткими корневищами и листьями, разделяющимися на две функционально неодинаковые части, — вегетативную и спороносную. Механические ткани в теле этих растений отсутствуют. Представители: р.р. ужовник, гроздовник.
Класс мараттиопсиды включает в себя равноспоровые растения. Их мясистые стебли имеют слизевые ходы. Корни со своеобразными многоклеточными корневыми волосками. У основания листьев имеются массивные прилистники. Спорангии крупные, толстостенные. Представители: р.р. мараттия, данея.
Класс многоножковые — наиболее многочисленная группа современных папоротников. Среди них встречаются и разноспоровые (марсилиевые и сальвиниевые) растения. Спорангии с тонкими однослойными стенками собраны в сорусы. Имеется совершенный механизм для вскрытия — кольцо. Представители: р.р. многоножка, адиантум (венерин волос), орляк, платицерум (олений рог), сальеиния, марсилия.