Папоротниковидные (Pterophyta) – отдел высших растений, известный с девона и занимающий промежуточное положение между псилофитами и голосеменными. В отличие от моховидных папоротники имеют проводящую ткань, доставляющую воду и питательные вещества ко всем органам. У папоротников есть хорошо развитые листья и стебель, у многих - корневище (с придаточными корнями), однако нет ни цветков, ни семян.
Как и у всех высших растений, для папоротниковидных характерно чередование двух поколений с явным преобладанием бесполого (спорофита). Спорофит папоротника – травянистое или древовидное растение с крупными перистыми листьями, спирально свёрнутыми в почках. Характерно чрезвычайное разнообразие форм; они бывают подземными и надземными, прямостоячими и вьющимися, простыми и ветвистыми. Длина стеблей современных папоротников варьирует от нескольких сантиметров до 25 м. Основную опорную функцию стеблей выполняют клетки коры. У папортников отсутствует камбий, в связи с чем у них не образуются годичные кольца, а рост и прочность ограничены. Проводящая ткань не так совершенна, как у семенных растений: так, ксилема у большинства из них образована не сосудами, а трахеидами, флоэма – ситовидными клетками, а не ситовидными трубками
Нижняя сторона листа папоротника
На нижней стороне листа созревают спорофиллы, иногда собранные в группы – сорусы. У некоторых папоротников листья или их отдельные фрагменты дифференцированы на зелёные и спороносные. Споры попадают на землю и прорастают в обоеполые гаметофиты (заростки). Это нежные недолговечные пластинки сердцевидной формы диаметром около 1 см с рассеянными на поверхности половыми органами – антеридиями и архегониями, в которых созревают гаметы. Заросток укореняется одноклеточными ризоидами и способен к фотосинтезу. Гаметы возникают путём митоза из материнских клеток. Архегонии выделяют химические вещества (например, яблочную кислоту), «привлекающие» сперматозоиды (хемотаксис). Оплодотворение обычно перекрёстное. Многожгутиковые сперматозоиды из антеридия с капельножидкой водой попадают в архегонии; один из них оплодотворяет яйцеклетку, в результате чего образуется зигота. Зигота интенсивно делится, прорастая прямо в архегонии в новый спорофит; заросток же увядает и отмирает.
Спорофиты могут размножаться также вегетативным путём. На листьях, лежащих на земле, могут образовываться новые растения, укореняющиеся затем в почве.
Отдел папоротниковидные включает один класс, подразделяемый на восемь подклассов. Три из них (Protopteridiidae, Archaeopteridiidae, Noeggerathiidae) вымерли ещё в перми. Современных папоротниковидных около десяти тысяч 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).
Настоящие папоротники. Верхний ряд, слева направо: орляк обыкновенный, асплений степной, щитовник мужской, криптограмма курчавая. Нижний ряд, слева направо: лигодиум, многоножка обыкновенная, циботиум Мензиса, страусник обыкновенный
Настоящие папоротники. Верхний ряд, слева направо: асплений северный, многорядник копьевидный, диксония антарктическая, виттария линейная (свисает бахромой с дерева). Нижний ряд: пузырник ломкий, зубянка клубненосная, скребница аптечная, листовик сколопендровый
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.
Розы. Так как плантации располагаются на значительной высоте ≈3200 м. над уровнем моря, что способствует особой чистоте воздуха, а длинный световой день положительно влияет на формирование соцветий.
Температура, при которой могут жить сложные организмы, колеблется от —3,3 до +35,6 градусов в море, от —70 до +55 градусов на суше. Если температура выше или ниже этих пределов, большинство животных гибнет. Примеры:
Одно из самых интересных пустынных животных — это верблюд. Природа сделала его образцовым жителем пустыни. Он может долго идти по зыбучим пескам даже в 60-градусную жару. У него есть большой горб с запасом жира, который в жару преобразуется в воду. Благодаря этому верблюд может 30 дней жить без питья, зато, добравшись до воды, выпивает за 10 минут 90 литров. Питается «корабль пустыни» сухими и жёсткими колючками, которые только и можно найти в песках. Широкие мозолистые подошвы ног не дают ему проваливаться в дюнах и заодно защищают от горячего песка, а длинные ноги поднимают его тело высоко над раскалённой почвой, и верблюду не так жарко. Львы и другие кошки, живущие в тропиках, слишком большие, чтобы прятаться в песок. Поэтому самое жаркое время дня они проводят на деревьях, повыше от раскалённой земли, или в тени. А мелкие животные вроде пустынных мышей и тушканчиков роют множество прохладных норок, где своим дыханием повышают влажность, чтобы вода в них поменьше испарялась. Львы и другие кошки, живущие в тропиках, слишком большие, чтобы прятаться в песок. Поэтому самое жаркое время дня они проводят на деревьях, повыше от раскалённой земли, или в тени. А мелкие животные вроде пустынных мышей и тушканчиков роют множество прохладных норок, где своим дыханием повышают влажность, чтобы вода в них поменьше испарялась.
Недостаток воды — беда для всех обитателей пустыни и степи. Поэтому некоторые животные научились вообще жить без воды, получая влагу из еды. В пустынях Северной Америки обитает каменистая белка — рекордсмен выносливости. Она может не пить в течение 100 дней! Кенгуровая крыса питается лишь сухим кормом и совсем не пьёт: её организм сам вырабатывает воду.
Удивительный зверёк — жёлтый суслик — пить даже не умеет. Зато он основательно готовится к жаркой поре, днями отъедаясь: накопленный жир помогает ему выжить во время летней спячки. Да, суслики (и не только они!) спят в самые жаркие месяцы, как наш медведь спит в зимний холод.
В наших краях тоже есть интересные примеры приспособленности к жаре. Обычные дождевые черви, например, впадают в особое состояние — анабиоз, в котором все жизненные процессы сильно замедляются. Так они могут проспать не одну неделю, но пройдёт дождь — и они вновь оживают. Пустынные животные сильно потеют во время бега. Так они испаряют влагу, которая уносит из организма лишнее тепло.
Пустынные животные сильно потеют во время бега. Так они испаряют влагу, которая уносит из организма лишнее тепло. Знаешь, почему у слона такие большие уши? Тоже для терморегуляции: чем больше выступающие части тела, тем больше воды испаряется из организма. Но самое ушастое животное пустыни — это фенёк. Уши этой маленькой лисички — самые большие среди хищников планеты по отношению к величине головы. Они не дают зверьку перегреваться в дневную жару.