Высшие сосудистые споровые растения. В жизненном цикле доминирует спорофит, гаметофит редуцирован до небольшого заростка, у спорофита есть настоящие корни, стебли и листья с проводящими тканями (в ксилеме трахеиды, во флоэме ситовидные трубки).

Многолетние, травянистые или древовидные (до 25-30 метров) растения с придаточными корнями. Травянистые стебли могут иметь различную форму: ползучее корневище, клубневидные побеги; покрыты волосками или чешуйками (как и молодые листья). Для листьев характерен длительный рост, они могут быть цельными, но у подавляющего большинства  перистые (т.н. вайи). Молодые улиткообразно свернуты. На нижней поверхности листьев развиваются спорангии, собранные в группы (сорусы). Большинство папоротников – равноспоровые растения. В благоприятных условиях спора прорастает в зеленый обычно сердцевидный заросток (гаметофит) диаметром 0.5 см, на его нижней стороне находятся архегонии и антеридии (в зазоре между гаметофитом и почвой скапливается необходимая для оплодотворения вода). Лентовидные многожгутиковые сперматозоиды по водной пленке проникают в брюшко архегония и оплодотворяют единственную яйцеклетку. Из зиготы формируется спорофит.

Наиболее древняя группа (известны с девона), но в современном мире занимают достойное положение – 300 родов и около 15 000 видов. Распространены очень широко, но большинство в тропиках (наземные, наскальные, водные, эпифиты, лианы, древовидные папоротники), обычны во влажных тенистых местах, редко на открытом пространстве (папоротник-орляк). Многие выращиваются как декоративные растения. Молодые листья и сердцевину древовидных используют в пищу. Кочедыжник женский и щитовник мужской – лекарственные растения.

Рис. 16А. Щитовник (папоротник мужской): общий вид, обратная сторона листа с сорусами, молодой лист, заросток с молодым спорофитом (СП).

Отдел Хвощевидные

Высшие сосудистые споровые растения. Спорофиты образуют подземные горизонтальные корневища. Надземные побеги до 1 метра высоты, имеют явно членистое строение с мутовками листьев. Эпидерма покрыта слоем кремнезема, поверх него кутикула с восковым налетом – не поедаются моллюсками, насекомыми. Ксилема кроме трахеид содержит сосуды, флоэма образована ситовидными трубками.  Листья мелкие, зубцевидные, расположены мутовками, содержат мало хлоренхимы. Размножаются, главным образом, корневищами, образуя обширные клоны, либо спорами. Спороносные побеги двух типов: буровато-розовые неветвящиеся, появляются ранней весной и после спороношения отмирают (хвощ полевой), или зеленые, мало отличающиеся от вегетативных (хвощ лесной). Спорангии расположены на видоизмененных листьях (спорофиллах), собранных в верхушечные стробилы. Споры с гигроскопическими лентами (элатерами), разрыхляют и сцепляют массу спор в комочки. Равноспоровые: обоеполые гаметофиты (заростки) диаметром несколько миллиметров.

В современной флоре представлены одним родом Хвощ (30 видов) – многолетние травы с жесткими стеблями, распространены по всему земному шару, кроме Австралии. Растут на болотах, лугах, в лесах и водоемах. Хорошо переносят засуху и лесные пожары. Захватывают территории с нарушенным растительным покровом, переувлажненные или засушливые. Сорняки. Ядовитые – свежие не поедаются, через засоренное сено – пьяная болезнь лошадей, исхудание, падение удоев коров. Молодые спороносные побеги и крахмалоносные клубни хвоща полевого используют в пищу, лекарственное растение.

 

Рис. 17А. Размножение хвоща: 1 – стробил, 2 – спорангиофор со спорангиями, 3 – спора с элатерами, 4 – молодые спорофиты, 5 – гаметофиты.

 

Отдел Плауновидные

Современные виды – травянистые растения, распространены от тропиков до арктических пустынь и от равнин до границы снегов в горах. В жизненном цикле преобладает спорофит: дихотомически ветвящийся надземный побег и корневище с чешуевидными листьями и придаточными корнями. Особенность плаунов – листья имеют небольшие размеры, только одну жилку и возникают как простые выросты побега, располагаются спирально, супротивно или мутовчато. Спорангии располагаются на ножках на поверхности спорофиллов (собраны в стробилы, либо располагаются среди обычных листьев).  Споры прорастают через 3-8 лет. У равноспоровых гаметофиты значительно упрощены, обоеполые, подземные или полуподземные, частично или полностью сапротрофные, микоризные. Для оплодотворения необходима вода (как у папоротников и мхов). Вегетативное размножение в виде укоренения ветвей, или выводковыми почками, клубеньками.

Отдел объединяет около 1000 видов из 4 родов и 2 классов: плауновые и полушниковые. Род Плаун – вечнозеленые наземные или эпифтные равноспоровые растения, длина прямостоячих побегов не более 1,5 м, ползучих до 10 м. Стебли радиально или двустороннесимметричны. Куртины часто разрастаются в ведьмины кольца – гибнут старые побеги в центре. Некоторые виды содержат сильный парализующий яд – используют для получения лекарств, а также красок.

 

Рис. 18А. Стробилы и побеги плаунов.