Paprotniki

Paprocie,  skrzypy i widłaki nazywane są  tradycyjnie paprotnikami. Większość z nich to rośliny ciepłolubne, dlatego najwięcej gatunków spotyka się w lasach tropikalnych. Uprawiane w domu ozdobne paprocie nazywa się czasem kwiatami doniczkowymi. Czy w przypadku tych roślin nazwa „kwiaty” jest poprawna?

R1MQrb1mJ7Rzy

Fotografia przedstawia piętra lasu. Na pierwszym planie widoczne są zielone paprocie, gęsto porastające niewielkie wzniesienie. W tle znajdują się drzewa, zarówno młode, o cienkich pniach, jak i stare o pniach grubych.

Większość paprotników to rośliny lądowe

Paprotniki to zwyczajowa nazwa grupy roślin, do której zalicza się paprocie, skrzypy i widłaki. Organizmy te pospolicie występują w runie leśnymruno leśnerunie leśnym i podszyciepodszytpodszycie, a także nad brzegami rzek i jezior. Nieliczne gatunki żyją w wodzie. Niektóre hodowane są jako rośliny ozdobne w ogrodach i mieszkaniach.

RY012wtYeTT21

Fotografia przedstawia fragment lasu mieszanego. Rosną tu drzewa iglaste i liściaste. Niektóre są wygięte w kształt litery S. Na pierwszym planie znajdują się liczne kępy paproci. Między nimi znajdują się liście roślin w innym odcieniu zieleni. Paprocie rosną głównie pod pniem złamanego drzewa. W jego korze są liczne otwory, a na pniu rosną huby wilgociolubne.

Paprotniki są pierwszymi organowcami, czyli roślinami wytwarzającymi właściwe organy

Paprotniki są wieloletnimi, niezbyt dużymi roślinami, które osiągają jednak większe rozmiary niż mchy. Jest to możliwe między innymi dzięki wytworzeniu organów, takich jak korzenie, łodygi i liście.

Łodygi paprotników przybierają często formę podziemnego kłączakłączekłącza, które pełni funkcję spichrzową, tzn. magazynuje substancje zapasowe. Dzięki niemu rośliny po utracie liści mogą przetrwać zimę pod ziemią, a wiosną wykorzystać zmagazynowane substancje odżywcze do wytworzenia nowych nadziemnych organów.

Korzenie wyrastają z kłącza w postaci gęstych wiązek. Ich zadaniem jest umocowanie rośliny w podłożu oraz pobieranie z niej wody wraz z solami mineralnymi.

Liście mogą mieć różne kształty i pełnić różne funkcje. U niektórych gatunków występują dwa rodzaje liści. Pierwszy z nich to zielone liście asymilacyjneliście asymilacyjneliście asymilacyjne, które produkują substancje odżywcze w procesie fotosyntezyfotosyntezafotosyntezy. Drugi rodzaj, to liście zarodnionośne liścieliście zarodnionośnezarodnionośne liście bezzieleniowe, na których powstają zarodnikizarodnikizarodniki służące do rozmnażania bezpłciowego. Znane są również gatunki, które mają liście pełniące obie te funkcje jednocześnie.

Ciekawostka

Około 300 mln lat temu w panującym wówczas wilgotnym i ciepłym klimacie paprocie, skrzypy i widłaki mogły doskonale rozwijać się i osiągać olbrzymie rozmiary. Ich wysokość dochodziła do 30 m, czyli tyle ile ma 10‑cio piętrowy biurowiec. Po obumarciu szczątki tych roślin, bez dostępu do tlenu, przykryte mułem i zasypane piaskiem powoli ulegały rozkładowi, formując najpierw pokłady torfutorftorfu, a potem węgiel brunatny i w końcu węgiel kamienny. W złożach wydobywanego dziś węgla zachowały się liczne odciski i skamieniałości tych roślin.

RBC5WtESo4qAx

Animacja prezentuje proces tworzenia się węgla.

Animacja prezentuje proces tworzenia się węgla.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RBC5WtESo4qAx

Animacja prezentuje proces tworzenia się węgla.

W Polsce pokłady węgla kamiennego znajdują się na Wyżynie Śląskiej i Wyżynie Lubelskiej i wciąż są eksploatowane. Natomiast w Sudetach w okolicach Wałbrzycha wydobycie węgla kamiennego zakończono kilkanaście lat temu.

Natomiast aktualnie węgiel brunatny wydobywa się w kopalniach odkrywkowych koło Bełchatowa, Konina i Turoszowa.

W cyklu rozwojowym paprotników występuje plechowate przedrośle

Bezpłciowo paprotniki rozmnażają się przez podział kłącza i przez zarodniki. Natomiast rozmnażanie płciowe, podobnie jak u mszaków, zachodzi za pośrednictwem gamet i uzależnione jest od obecności wody. Z tego względu paprotniki nie występują w środowiskach suchych i ubogich w wodę.

Cykl rozwojowy paprotników rozpoczyna się od zarodnika, z którego wyrasta młoda roślina nazywana przedroślem. Przedrośle jest plechowate, posiada chwytnikichwytnikichwytniki i wytwarza komórki jajowe i plemniki. Gdy przedrośle pokryje woda, plemniki mogą przepłynąć do komórek jajowych. Zapładniają je, w wyniku czego powstaje zygota, a z niej roślina zróżnicowana na łodygę, korzeń i liście z zarodniamizarodniazarodniami i zarodnikami.

Polecenie 2

Zasusz liść paproci z zarodniami pomiędzy białymi kartkami. Gdy na kartkach pojawi się brązowy pył, czyli zarodniki, wysyp je na bardzo wilgotną glebę w małej doniczce i przykryj przezroczystą pokrywką, by podłoże nie wysychało. Za pomocą lupy przez okres trzech tygodni obserwuj powierzchnię gleby. Najpierw pojawi się zielony nalot, potem sercowate przedrośla.

R1f0qVxf9HDTc

Fotografia przedstawia jasnozielone, sercowate przedrośle paproci, pokryte błyszczącymi kroplami wody. Zdjęcie wykonano w dużym zbliżeniu. Wokół niego rosną ciemne, bardzo wilgotne łodyżki mchu.

R1d7c3EDfy8rZ

Paprocie

Paprocie wytwarzają krótkie i dosyć grube kłącza, które rosną pod ziemią. Z nich wyrastają w dół liczne korzenie, a do góry – liście o długich ogonkach.

Młode liście są zwinięte ślimakowato, zaś dojrzałe przybierają różne kształty. Czasem po spodniej ich stronie występują żółte, potem brązowe narośla -  skupiska zarodni produkujących zarodniki. Niekiedy, zarodniki powstają na specjalnych liściach zarodnionośnych, które są brunatne i wyglądają jakby były uschnięte.

Paprocie mają bardzo zróżnicowane rozmiary – od maleńkich kilkucentymetrowych, pływających po wodzie, po rosnące w lasach tropikalnych form drzewiastych, które osiągają wysokość kilkunastu metrów.

R5sZGXB9LpiZA

Ilustracja przedstawia duży, zielony, pierzasty liść paproci. Obok niego z brązowego zgrubienia, czyli podziemnej spichrzowej łodygi wyrasta mały liść, zwinięty w kształt pastorału. Od łodygi w dół odchodzą liczne korzenie. U góry obok liścia powiększenie, w którym ukazano fragment zielonego liścia z żółtymi skupieniami zarodni.

Obserwacja 1

Przeprowadź obserwację, aby wyróżnić i zlokalizować skupiska zarodni u paprotki zwyczajnej.

Problem badawczy: Wyróżnienie organów i lokalizacja skupisk zarodni u paprotki zwyczajnej.

Hipoteza 1

Hipoteza 1

U paprotki zwyczajnej wyróżnić można następujące organy: liście z zarodniami, kłącze, korzenie.

Hipoteza 2

Hipoteza 2

U paprotki zwyczajnej skupiska zarodni znajdują się na górnej stronie liścia.

Co będzie potrzebne

• okaz paproci hodowanej w pracowni biologicznej,

• lupa.

Instrukcja

1. Delikatnie wyjmij paproć z doniczki, usuń ziemię. Wyróżnij liście, kłącze i korzenie.

2. Opisz kształt liści, wskaż położenie skupisk zarodni, odszukaj kłącze w plątaninie korzeni.

3. Używając lupy, obejrzyj skupiska zarodni i nasady lisci.

RzZxuhWfdyR7L

Fotografia przedstawia odwrócony spodem do góry zielony liść paproci. Na nim znajduje się wiele brązowych bryłek, czyli skupisk zarodni. W tle widoczne są pozostałe (nieodwrócone) liście paproci.

Ruy8jhmssUD0j

Wyniki: (Uzupełnij).

RjUoOmhUVho4f

Wnioski: (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzibluzewhite

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Podpowiedźbluewhite

Podpowiedź

Wyniki: Wypisz organy, które udało Ci się rozpoznać. Dokładnie obejrzyj skupiska zarodni.

Wnioski: Zastanów się i napisz, które z hipotez zostały potwierdzone.

Odpowiedźbluewhite

Odpowiedź

Wyniki: Organy paprotki zwyczajnej to liście z zarodniami, kłącze i korzenie. Skupiska zarodni umieszczone są na spodniej stronie liścia.

Wnioski: Hipoteza 1 jest prawdziwa, a hipoteza 2 jest fałszywa.

Podsumowanie: Paprotka zwyczajna tworzy pęk liści, które po spodniej stronie mają brunatne skupiska zarodni. Dolne części ogonków liściowych pokryte są suchymi łuskami chroniącymi przed utratą wody.

Galeria przedstawiająca wybrane gatunki paproci:

Rf9KGWmVkK315

Zdjęcie przedstawia nerecznicę samczą. Zaprezentowana roślina ma sześć pojedynczo pierzastych zielonych liści, zwężających się na wierzchołku. Wokół rośliny znajdują się suche, brązowe liście. Gdzieniegdzie wyrastają kępki zielonych traw.

R1Hd2ushfLHXz

Fotografia przedstawia wiele prawie poziomo ułożonych, jasnozielonych pierzastych liści. Wznoszą się na cienkich łodyżkach. To orlica pospolita.

R7VF7ktp81Ruw

Fotografia przedstawia rozłożystą paproć o dużych, pierzastych liściach. Między zielonymi liśćmi po prawej wznoszą się brązowe, wąskie liście . Pod liśćmi paproci w brunatnej ściółce rosną kępki trawy.

R1UKxKCq5GP0Y

Fotografia przedstawia kępy paproci o jasnozielonych, wzniesionych liściach. Kępy przypominają pióropusze, dlatego paproć nazywa się pióropusznik strusi.

R1Ny3w0ZdGMLt

Fotografia przedstawia jedną kępę paproci o wąskich, jasno zielonych, błyszczących liściach. Ich brzegi są lekko pofałdowane, a ogonki liściowe są brązowe. To języcznik zwyczajny.

RsgoDdcEFrHk2

Fotografia przedstawia kilka płaskich, trójkątnych liści połączonych po cztery. Pływają po wodzie, a pod nimi znajdują się cienkie, białe niteczki. W wodzie znajdują się grubsze, brązowe łodygi. To paproć marsylia czterolistna. Obok niej na wodzie unoszą się drobne, jasne listki.

Skrzypy

Skrzypy są na ogół niewielkimi roślinami, które można spotkać w lasach, na polach i w przydrożnych rowach. Ich pędy podziemne, czyli kłącza wytwarzają korzenie i proste lub rozgałęzione pędy nadziemne z łuskowatymi liśćmi. Niektóre skrzypy wypuszczają dwa rodzaje pędów nadziemnych. Zielone, rozgałęzione pędy letnie produkują wtedy substancje odżywcze, a pozbawione chlorofilu pędy wiosenne zakończone są kłosami zarodnionośnymi, w których znajdują się zarodnie z zarodnikami. U innych gatunków kłosy z zarodniami są zlokalizowane na szczytach zielonych pędów.

Cechą budowy skrzypów są również bulwki - niewielkie kuliste struktury  wytwarzane przez kłącze, w których gromadzone są materiały zapasowe.

R1XB5aODq4ZCn

Ilustracja przedstawia trzy rysunki, ukazujące budowę różnych części skrzypu polnego. Pierwsza z lewej łodyga jest jasnobrązowa i złożona z odcinków, z których wyrastają łuskowate liście. Na szczycie ma owalny kłos zarodnionośny z licznymi ciemnobrązowymi kropkami – zarodniami. W środkowej części ilustracji przedstawiono zieloną łodygę skrzypu z licznymi pędami bocznymi. Przypomina delikatną choinkę. Po prawej znajduje się ciemnobrązowa łodyga podziemna z kulistymi bulwkami. Wyrastają z niej w dół krótkie korzenie, a w górę łodyga.

Galeria przedstawiająca wybrane gatunki skrzypowych:

R14zXAh4evkq1

Fotografia przedstawia w zbliżeniu brązowy i zielony pęd skrzypu polnego. Między nimi znajdują się liście innych roślin i ciemne grudy ziemi.

R1EvDjaD80pId

Fotografia przedstawia pojedynczy jasnozielony pęd skrzypu leśnego na tle dwóch roślin w innym odcieniu zieleni. Skrzyp ma zielone, łuskowate liście wyrastające po kilka z jednego miejsca na łodydze i lekko zwisające do dołu.

R101IoRiVXQNA

Fotografia przedstawia zbliżenie grubego, zielonego pędu skrzypu olbrzymiego na tle jasnoszarej ściółki. Ma grubą, jasnozieloną łodygę i ciemnozielone, łuskowate, skierowane lekko do góry liście wyrastające po kilka z jednego miejsca. Za nim po lewej wyrasta kolejny, niewielki pęd skrzypu. Dalej drzewa i krzewy.

Widłaki

Widłaki to rośliny leśne, które swoją zawdzięczają widlastym rozgałęzieniom łodyg i korzeni.

Rz7eWH3hm48bt

Ilustracja przestawia części widłaka. Ma on grubą, niebieskozieloną, rozgałęzioną łodygę z krótkimi listkami. W dół wyrastają z niej krótkie korzenie, a do góry dwa żółte kłosy zarodnionośne. Jeden jest widlasto rozgałęziony na dwie części.

Długie i wiotkie łodygi widłaków płożą się po ziemi, do której przytwierdzają się cienkimi korzeniami. Liście asymilacyjne gęsto pokrywające łodygę są drobne i łuskowate. U niektórych widłaków z płożącego się pędu wyrastają ku górze krótkie odgałęzienia zakończone kłosami zarodnionośnymi zawierającymi zarodnie z zarodnikami.

Galeria przedstawiająca wybrane gatunki widłaków:

RWRBU65QMzZHi

Fotografia przedstawia na pierwszym planie 5 wznesionych pędów widłaka goździstego. Pędy na końcu są widlasto rozgałęzione. Widlaste rozgałęzienia są zgrubiałe, jasnozielone. To kłosy wytwarzające zarodniki.

RpoGx4REYnfb8

Fotografia przedstawia runo leśne, pokryte suchymi liśćmi. Spomiędzy nich wystają wzniesione nierozgałęzione pędy widłaka jałowcowatego. Ich liście odstają od łodygi. Pęd zakończony jest kłosem wytwarzającym zarodniki.

R6T1i0CscmEpl

Fotografia przedstawia wzniesione pędy widłaka wrońca. Pokrywają je gęsto osadzone, zielone liście. Liście są drobne i wąskie, z wyglądu przypominają krótkie igły.

1

Ćwiczenie 3

Widliczka łuskowata to gatunek widłaka występującego na suchych obszarach Meksyku, Teksasu i Peru. Uprawiana jest jako roślina ozdobna. Wysuszona widliczka zwija łodygi, przyjmując kulisty kształt. Pod wpływem wilgoci rozwija się jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki.

R15lHtnXoIPar

Film przedstawia w przyspieszonym tempie, jak po włożeniu widliczki do szklanki z wodą jej suche, brązowe, zwinięte liście rozwijają się i zielenieją.

Film przedstawia w przyspieszonym tempie, jak po włożeniu widliczki do szklanki z wodą jej suche, brązowe, zwinięte liście rozwijają się i zielenieją.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R15lHtnXoIPar

Film przedstawia w przyspieszonym tempie, jak po włożeniu widliczki do szklanki z wodą jej suche, brązowe, zwinięte liście rozwijają się i zielenieją.

RbjNWvKI6yDaD

Opisz przystosowania widliczki do życia w suchym środowisku. (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Zwróć uwagę na kształt, jaki przybiera widliczka w czasie suszy.

Pokaż odpowiedź

Widliczka jest zdolna do życia w suchym środowisku dzięki dużej odporności jej komórek na brak wody. Zwijanie łodyg i przyjmowanie kulistego kształtu jest przystosowaniem do przenoszenia rośliny przez pustynny wiatr – dzięki temu widliczka jest w stanie przemieszczać się na duże odległości w poszukiwaniu wody.

Paprociowe mają duże znaczenie dla przyrody...

• paprotniki żyjące około 300 milionów lat temu tworzyły bujne lasy i były głównymi producentami tlenu i pożywienia dla innych organizmów, a ich szczątki przekształciły się w węgiel kamienny;

• obecnie paprotniki żyjące w lasach są pożywieniem i schronieniem dla wielu zwierząt.

... i dla człowieka

• skrzypy są chwastami upraw, ponieważ utrudniają wzrost roślin wykorzystywanych przez człowieka;

• niektóre paprotniki wykorzystywane są do produkcji leków i kosmetyków.

To ważne!

• Paprotniki mają ciało zróżnicowane na organy: korzenie, liście, łodygi; nie wytwarzają kwiatów i owoców.

• Do paprotników zaliczane są paprocie, widłaki i skrzypy.

• Paprotniki rozmnażają się płciowo za pomocą gamet oraz bezpłciowo przez podział kłącza i przez zarodniki.

• Liczne gatunki paprotników objęte są ochroną gatunkową.

Na pożegnanie