Кому из нас не доводилось, гуляя в лесу, забредать в сырые тенистые места, заросшие папоротниками. Изящные, сильно рассеченные листья папоротников — неотъемлемый элемент лесных пейзажей. И не сразу вспоминаешь, что это представители древнейшей группы растений, берущей начало 390 млн. лет назад с девонского периода палеозойской эры.

Еще в каменноугольный период сплошным ковром покрывали они землю и оказали решающее влияние на процесс дальнейшей эволюции растительного мира.

Папоротники продолжают процветать и теперь. Около 300 родов и более 10 000 видов их распространено по всему земному шару, начиная с пустынь и тундр и кончая рисовыми полями. «Ровесники» этих растений — хвощи и плауны — переместились в наше время на очень скромные места как по количеству видов, так и по плотности в биоценозах, папоротники и по сей день играют значительную роль в растительных сообществах.

Приспособление к жизни в самых различных условиях способствовало созданию множества жизненных форм, различающихся по внешнему виду, размерам и физиологическим особенностям.

Папоротники — в подавляющем большинстве наземные растения или эпифиты, но есть небольшие группы водных папоротников — это сальвиния, азолла, некоторые виды марсилий и цератоптерисов.

Размеры варьируют от нескольких миллиметров, как, например, у трихоманеса Гёбеля (Trichomanes goebelianum), длиной 3—4 мм, — настоящего карлика среди сосудистых растений, и до 20 м у представителей рода циатея — древовидных папоротников влажных горных тропических лесов.

В цикле развития папоротников есть два резко отличающихся друг от друга поколения: бесполое и половое. То, что мы обычно называем папоротником, — бесполое поколение (спорофит).

Из колоссального количества спор, образующихся на листьях (ваях) спорофита, лишь незначительное число попадает в благоприятные условия и дает начало новым растениям.

Для прорастания спор требуются высокая влажность, тепло и свет — споры большинства папоротников в темноте не прорастают.

Из спор вырастает гаметофит (заросток) — маленькое растеньице, совершенно не похожее на спорофит. Это очень разнообразные по своей форме и размерам образования от яйцевидных до линейных, часто дихотомически ветвящиеся. Они бывают надземными и подземными, содержащими хлорофилл (у подавляющего большинства папоротников), и бесхлорофильными у представителей ужовниковых (в этом случае отмечается микоризообразование).

После образования гаметофита на нем формируются половые органы: мужские (антеридии) и женские (архегонии). Оплодотворение происходит лишь при высокой влажности воздуха и наличии воды на поверхности гаметофита, так как сперматозоиды от антеридия к архегонию могут передвигаться только в воде.

После оплодотворения начинается развитие спорофита.

Некоторые виды папоротников имеют приспособления и для вегетативного размножения. Так, у представителей рода асплениум (A. bulbiferum и A. viviparum) на листьях образуются выводные почки, из которых развиваются дочерние растения, эта же особенность присуща и камптосорусам (выводные почки у них помещаются на концах листьев).

В комнатных условиях обычно выращивают тропические и субтропические папоротники, среди которых наибольший интерес представляют эпифитные виды.

В тропическом лесу папоротники встречаются в нижнем и верхнем ярусах. Папоротники нижнего яруса представлены в основном нежными тонколистными формами, требующими для роста и развития очень высокую влажность воздуха (около 100%). Они нетребовательны к свету, растут в тенистых местах вдоль рек, ручьев и других водоемов. Большинство представителей этой группы относится к семейству гименофилловых (пленчатолистных), которое включает около 700 видов из родов гименофиллум и трихоманес.

В основном это эпифитные папоротники, и только отдельные виды поселяются на почве. Для выращивания в комнатных условиях эта группа папоротников крайне сложна, требует больших знаний, опыта и энтузиазма. Содержать их можно только в комнатных теплицах при постоянно высокой влажности воздуха и рассеянном свете.

Эпифитные папоротники верхних ярусов размещаются по всему профилю леса вплоть до самых верхних ветвей деревьев. Они менее требовательны к условиям влажности и нуждаются в более высокой освещенности.

Многие виды этих папоротников начинают свой рост на ветвях деревьев под покровом мхов. В период обильного выпадения осадков споры прорастают и формируется заросток. Влаги, которую накапливают и удерживают в своей подушке мхи, бывает достаточно для оплодотворения и развития спорофита. В дальнейшем низкая влажность воздуха уже оказывает меньшее влияние на развитие растения.

В процессе борьбы за существование папоротниковидные выработали различные приспособления для формирования питательных субстратов. Одним из наиболее интересных является так называемая гнездовая форма, характерная, например, для асплениума гнездового (Asplenium nidus). Этот папоротник имеет жесткие кожистые листья, растущие воронкой из укороченного стебля. Между листьями застревают растительные остатки (опавшая листва, ветки и др.), попадающие туда с водой и ветром, они перегнивают, растение пронизывает их корнями и удерживает. Таким образом накапливаются питательный субстрат и вода. Подвешенные «запасы» почвы могут достигать нескольких сотен килограммов и служить источником питания не только данному папоротнику, но и многим другим растениям.

Иное приспособление образуют папоротники из рода платицериум. Листья у них двух типов: округлые кожистые, плотно прилегающие нижней частью к стволу и образующие карман, в котором происходит накопление гумуса, и спороносные, имеющие форму рогов оленя, за что этот папоротник получил название «олений рог».

Приспособления для запасания питательных веществ есть также и у представителей рода дринария: листья этих растений расширяются у основания и образуют корзинку, в которой накапливаются гумус и влага.

Одним из способов выживания в сухих условиях произрастания является наличие цельных кожистых листьев (обычно небольших размеров), покрытых густыми волосками, что резко уменьшает испарение. Это характерно для некоторых видов полиподиумов и асплениумов. Накопление и сохранение влаги происходит также в толстых мясистых корневищах. Питание эти папоротники получают за счет значительного развития корневой системы, которая оплетает ствол и ветви и способна на больших площадях собирать питательные вещества из растительных остатков, застревающих в корнях, и тонкого слоя гумуса под покровом мхов.