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.