Книга: Я познаю мир. Ботаника

Папоротники

Папоротники

Папоротники невозможно перепутать с другими растениями. Прежде всего, в глаза бросаются их крупные листья – вспомните раскидистые зеленые «перья» лесных папоротников. Ну, а листья древовидных папоротников из рода циатея могут достигать в длину 5 метров. Таких листьев не встретишь ни у мхов, ни у плаунов, ни у хвощей. Листья у папоротников не совсем обычные: в начале своего развития они туго свернуты в так называемые «улитки», обладают способностью к длительному росту (иногда в течение нескольких лет) и совмещают сразу две функции – питания и спороношения (из этого правила есть несколько исключений). Чтобы подчеркнуть все эти особенности, ученые называют листья папоротников вайями. Название «вайя» происходит от греческого слова Закш (байон), что означает «пальмовая ветвь». Вайи папоротников действительно чем–то напоминают по форме листья пальм.

Из 12.000 видов современных папоротников около двух третей растет в тропиках, а остальные населяют умеренный пояс земного шара. Среди них можно встретить и настоящие водные растения, и наземные виды, растущие в пустынях, а некоторые папоротники освоили воздушную среду обитания.

Многие водные папоротники – обычные обитатели аквариумов. Среди них есть любители поплавать у поверхности воды (сальвиния) и растущие на дне марсилия, листья которой напоминают клевер, и болбитис. А водный папоротник цератоптерис может расти и на поверхности воды, и в грунте.

Марсилия

Плавающий у поверхности воды папоротник сальвиния обладает целым набором приспособлений для удержания на плаву. В его листьях находятся специальные воздушные камеры – поплавки, а снаружи листья покрывают волоски и сосочки, которые препятствуют смачиванию листьев. Если плавающие листья сальвинии погрузить в воду, волоски удерживают у поверхности листа пузырьки воздуха и листья блестят как серебряные. В диком виде в нашей стране можно встретить один из видов этого рода – сальвинию плавающую.

Салъвиния плавающая

Водный папоротник болбитис с полным правом можно назвать живородящим растением. На его вайях из выводковых почек развиваются полностью сформированные молодые папоротнички с листьями и корнями. Живорождение очень удобно: «детки» вскоре перестают питаться за счет материнского растения, опадают и тут же начинают самостоятельную жизнь. Этот способ вегетативного размножения намного быстрее размножения спорами: пока спора разовьется в первонить, затем в заросток, пока произойдет процесс оплодотворения – из выводковых почек появится не одно поколение папоротников.

Болбитис причудливый – видамфибия: его можно выращивать и, полностью погрузив в воду, и во влажной оранжерее или комнатной тепличке.

Замечательной особенностью водного папоротника азоллы является симбиоз с азотфиксирующей цианобактерией анабеной. На нижней стороне плавающих на поверхности воды листьев азоллы располагаются особые полости. Независимо от того, в какой точке земного шара растет этот папоротник: в Америке, Азии, Африке или Австралии, в этих полостях всегда находят анабену и только одного конкретного вида, которую так и назвали анабена азоллы.

Азолла

Как анабена азоллы попадает в эти полости – остается загадкой, но, очевидно, такое сожительство папоротника и бактерии взаимовыгодно: бактерия защищена от неблагоприятных воздействий среды, а азолла получает от цианобактерии дополнительное азотное питание. Бактерии–азотфиксаторы, поселяющиеся внутри папоротника, существенно облегчают жизнь крестьянам, возделывающим рис. Если на рисовых полях достаточно азоллы, вносить азотные удобрения не требуется.

В тенистых уголках леса можно встретить папоротник щитовник мужской. Вайи щитовника достигают длины 1 и даже 1,5 м, но развиваются очень медленно. Два года они не трогаются в рост, свернутые в виде улитки. Сверху улитки покрывает густой покров из бурых чешуй, который защищает растущую верхушку листа от повреждений и высыхания. Только весной третьего года молодые листья разворачиваются и достигают полного развития На их нижней стороне расположены спорангии со спорами, заметные на зрелой вайе в вит де коричневых точек. Осенью листья увядают, но к этому моменту щитовник уже успевает рассеять споры.

Щитовник мужской. 1 – общий вид растения; 2 – пёрышко вайи; 3 – сорус (собрание спорангиев); 4 – спорангий

Щитовник мужской можно встретить не только в наших лесах. Этот вид освоил обширные территории от Гренландии до Мексики, от Скандинавии и Кольского полуострова до Средиземноморья, лесов Кавказа, Средней Азии и юга Сибири.

Папоротник орляк распространен еще более широко, на всех материках и многих островах, этот вид–космополит не проникает только в приполярные области и пустыни. В отличие от щитовника мужского, предпочитающего тень и сырость, орляк часто встречается в сухих солнечных борах, на песчаных почвах, словно совсем не боится сухости. Вайи орляка довольно жесткие и плотные с толстой кожицей (толстой, конечно, по папоротниковым понятиям, по сравнению с какими–нибудь агавами даже у орляка кожица очень нежная), сверху покрыты плотным (опять же, с точки зрения папоротника) слоем кутикулы – все эти особенности строения листа позволяют орляку переносить сухость воздуха и недостаточную влажность почвы, губительную для других папоротников. В благоприятных условиях влажных тропиков вайи орляка способны расти несколько лет, как побеги, давая приросты каждый год.

Орляк. 1 – длинное безлистное корневище; 2 – короткие боковые корневища, на которых развиваются вайи (3); 4 – общий ‘ план строения

В почве в разные стороны разрастается длинное ветвящееся корневище. С его помощью орляк быстро захватывает новые территории, особенно нарушенные местообитания: пожарища, вырубки, заброшенные поля, плантации и пастбища. Орляк – один из немногих видов диких растений, для которых деятельность человека может быть полезной, ведь именно благодаря человеку этот папоротник получает в свое распоряжение новые территории.