Щитовник обыкновенный, или мужской папоротник
(Dryopteris filix mas), наиболее распространен в тенистых лесах. Он
имеет длинные (до 1 м), зеленые, двоякоперисторассеченные листья,
собранные в большие розетки. Могучее корневище, внутри мясистое и
снаружи покрытое остатками листьев с большим числом придаточных корней,
частично выходит из почвы на поверхность (рис.1). Листья папоротника
– это видоизмененные побеги. Их часто называют вайи.
Поскольку эти побеги зеленые и приспособлены к фотосинтезу, будем их
называть листьями.
Рис.1. Папоротник-щитовник:
1 – общий вид
растения: а – корневище; б – молодые
вайи (листья); в – верхняя поверхность листа; г –
нижняя поверхность листа (видны сорусы); 2 – часть листа с
сорусами; 3 – разрез листа и соруса: а – лист, б
– индузиум (покрывало), в – спорангии; 4
– спорангий; 5 – заросток папоротника с нижней
стороны: а – антеридии, б – архегонии, в
– ризоиды, 6 – лопнувший антеридий со
сперматозоидами; 7 – архегоний; 8 – зародыш
папоротника, 9-10 – прорастание спор.
Листья папоротника в молодом возрасте спирально завернуты и покрыты
множеством сухих чешуек, защищающих лист от высыхания. Весной зачатки
листьев начинают раскручиваться и усиленно растут своей верхушкой.
Размножение папоротника спорами начинается с того, что на нижней
поверхности листьев появляются округлые возвышения, располагающиеся
двумя рядами вдоль средней жилки на каждой дольке листа. Эти бугорки
– сорусы позднее приобретают бурый цвет. Они покрыты с
поверхности покрывальцем, под которым находится много мелких мешочков
– спорангиев, содержащих в себе еще более мелкие
одноклеточные споры.
В сухую погоду спорангии лопаются, споры выбрасываются и легко
рассеиваются токами воздуха.
Попадая на влажную землю, споры прорастают, то есть образуют тончайшую
трубочку, разрастающуюся в зеленую многоклеточную пластинку (заросток)
сердцевидной формы, величиной меньше копеечной монетки.
Заросток
служит для полового воспроизведения папоротника. В микроскоп можно
увидеть, что верхняя сторона его гладкая, а на нижней имеются тончайшие
волоски-ризоиды, служащие для прикрепления его к влажной почве. Между
волосками попадаются маленькие полые бугорки (антеридии), содержащие в
себе множество мельчайших сперматозоидов. Когда антеридии под влиянием
созревания и набухания лопаются, то сперматозоиды во множестве плавают
в капле воды. Каждый из них так мал, что едва заметен в микроскоп, но
все же известно, что это мужская половая клетка, то есть гамета,
имеющая вид штопора, на конце покрытого движущимися ресничками, с
помощью которых он быстро плавает. На заднем конце сперматозоид имеет
протоплазматический пузырек.
Ближе к сердцевидной выемке заростка на той же нижней стороне находятся
удлиненные вздутия с канальцами, ведущими внутрь. На дне каждого такого
бугорка (архегония) находится женская половая клетка –
яйцеклетка, с которой происходит слияние одного из сперматозоидов,
проникающего первым через каналец к яйцевой клетке. После
оплодотворения яйцевая клетка начинает усиленно делиться, и на заростке
вырастает маленький зародыш папоротника с корнем, стеблем и листом,
постепенно разрастающийся во взрослый папоротник.
Итак, папоротник и другие папоротникообразные, как и мхи, размножаются
спорами, которые появляются в результате полового процесса. Споры
прорастают и превращаются в заростки, то есть в гаметофит. На заростках
образуются антеридии и архегонии. В архегониях после оплодотворения
яйцевой клетки возникает зигота, а из последней вырастает сперва
зародыш, а затем взрослый папоротник – спорофит. Если у мхов спорофит имеет
незначительные размеры (в виде ножки, коробочки и спорангия), то у
папоротника он имеет существенные размеры (в виде зародыша, корневища и
стеблевидных листьев). Гаметофит у папоротника ничтожных размеров,
тогда как у мхов он преобладает над спорофитом.
