Правда о главной тайне купальской ночи - о папоротниках

С этими растениями связана самая долгоживущая легенда об огненном цветке папоротника, открывающем все тайны мира и наделяющем невероятными способностями владельца. До сих пор многие хотели бы верить в это, хотя наука доказала обратное. 
Вместе с тем и установленные научные факты о папоротниках поражают воображение.

Папоротники появились на земле около 400 миллионов лет назад, ещё в девоне, а их расцвет пришёлся на каменноугольный период палеозойской эры. Падая в болотистую почву, они консервировались в ней в отсутствие кислорода, со временем прессовались, уплотнялись и таким образом сформировали залежи каменного угля, которым мы пользуемся до сих пор.

Большая часть тех древних видов папоротников вымерла, но некоторые из них сохранились до наших дней. Сегодня их можно встретить в тропических и субтропических регионах, преимущественно в высокогорных лесах. В отличие от своих древних предков, которые достигали 25 м в высоту, современные виды обычно не превышают 15 м. Их стволы не утолщаются в течение жизни, а крона из крупных листьев может достигать 6–10 м в ширину. Эти растения предпочитают влажные местообитания — тропические леса и заболоченные территории. Многие из них находятся на грани исчезновения, поэтому нуждаются в охране, ботаники выращивают их в ботанических садах.

В качестве примера древовидного папоротника приведём: Диксонию антарктическую (Dicksonia antarctica). Это растение обычно вырастает до 5 м, но отдельные экземпляры могут достигать 15 м. Ствол диксонии покрыт остатками отмерших листьев, что помогает ей выдерживать непродолжительные заморозки. Она формирует значительную часть папоротникового полога в лесах Тасмании и в эвкалиптовых лесах Австралии.

Сейчас папоротниковидных на земле около 10 тысяч видов. Они одни из немногих древнейших растений, которые смогли сохранить столь впечатляющее разнообразие. Папоротники встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды. Их распространение охватывает практически все климатические зоны, хотя видовое разнообразие неравномерно. 

- В тропических и субтропических широтах сосредоточено около двух третей всех видов папоротников. В этих условиях они представлены самыми разными жизненными формами: от древовидных растений (высотой до 15 м и более) до крошечных форм. 
- В умеренных широтах папоротники в основном травянистые многолетние растения, которые часто образуют плотные заросли во влажных лесах. 
- В холодных широтах встречаются только отдельные виды, способные выживать в суровых условиях, поэтому в здесь они не образуют значительных сообществ.

Для примера приведем: Щитовник пахучий, душистый (Dryopteris fragrans (L.) Schott) — низкорослый горный или тундровый розеточный папоротник семейства Щитовниковые (Dryopteridaceae).
Ареал этого вида заходит глубоко в арктическую зону. Его можно встретить в каменистых лишайниковых тундрах, на южных склонах холмов. За пределами Арктики растение встречается в сосновых и лиственных лесах, но более характерно для субальпийской и альпийской зоны в горах Евразии и Северной Америки. 
"Листья" (вайи) щитовника пахучего сохраняются на растении в течение нескольких сезонов, зимуя под снежным покровом в живом и зелёном состоянии. Летом, по мере развития молодых вай, самые старые (двух-трёхлетние) постепенно отмирают, но не опадают полностью, а опускаются ниже, задерживая снег и защищая живые части растения от ветра и мороза. 
Название «пахучий» вид получил за сильный и стойкий аромат, который издают вайи, особенно в тёплую и безветренную солнечную погоду, а также при любом прикосновении. Запах исходит из многочисленных желёзок, выделяющих смолистые и эфирные вещества. Эти же вещества также обеспечивают папоротнику повышенную морозостойкость. 

Здесь разъясним, что то, что мы называем листьями папоротника — на самом деле не листья, а сросшиеся уплощённые побеги, которые называют вайями. Весной многие из нас видели как улитки этих побегов разворачиваются и подобно стеблям растут своей верхушкой.

Вайи папоротников совмещают в себе функции фотосинтеза, как листья, и спороношения. Чаще это одна и та же вайя, но у некоторых видов эти функции выполняют разные вайи. 
Так у Страусника обыкновенного (Matteuccia struthiopteris) два типа вай:
* одни — вегетативные стерильные, фотосинтезирующие, перистые, образующие воронку, крупные, длиной 1,5-4 м, развивающиеся рано весной;
* другие — фертильные спороносные, более короткие, с цилиндрическими сегментами. Внутри них скрыты сорусы со спорангиями. Появляются они позднее, в начале лета, внешне напоминают страусиное перо, отсюда русское название вида. Сначала они светло-зелёные, затем коричневеют. Края сегментов спороносных вай свёрнуты до средней жилки, что защищает расположенные на концах разветвлений жилок округлые сорусы. Осенью стерильные листья увядают, а спороносные остаются зимовать. Весной споры освобождаются, а края вай разворачиваются.

---

Папоротники удивительно пластичны и заселяют самые разные местообитания:
* влажные тропические леса;
* болота и болотистые луга;
* расщелины скал;
* стволы и ветви деревьев в качестве эпифитов (растений, живущих на других растениях, но не паразитирующих на них);
* стены городских домов; 
* сельскохозяйственные земли (как сорняки);
* водоёмы.

В качестве примера водного папоротника приведём: Сальви́нию пла́вающую (Salvínia nátans) — мелкий плавающий на поверхности водоёмов папоротник из семейства Сальвиниевые (Salviniaceae). Это однолетнее растение, у которого зимуют сорусы — шаровидные гроздья, они осенью опадают на дно водоёма. В них созревают споры, которые весной всплывают на поверхность воды и прорастают, давая начало новому растению. 
Ареал сальвинии плавающей весьма широк: она растёт в водоёмах Африки, тропических и умеренных областях Азии, центральных и южных областях Европы. В России встречается в основном в южных областях Европейской части России, в Западной Сибири и на Дальнем Востоке в водоёмах со стоячей или медленно текущей водой, особенно в старицах крупных рек.

Широкое распространение папоротников объясняется не только их экологической пластичностью, но и высокой плодовитостью — они производят огромное количество спор, что повышает шансы на успешное размножение в разных условиях. 
Одно растение может производить от десятков тысяч до миллионов и даже миллиарда спор что зависит от вида папоротника и условий его роста. Например, у Ужовника обыкновенного (Ophioglossum vulgatum) — краснокнижного вида высотой не более 25 см, в одном спорангии может формироваться до 15 тысяч спор. У наиболее эволюционно продвинутых папоротников, таких как Орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum), Страусник обыкновенный (Matteuccia struthiopteris), спорангии часто имеют приспособления для активного раскрывания, что повышает эффективность рассеивания спор. Количество спор, которое производит одно растение этих видов за сезон, исчисляется в десятках миллионов. 

---

В России встречается около 160 видов папоротников. А в Карелии в дикорастущем состоянии найдено 36 видов. 
В Карелии папоротники произрастают в разных местообитаниях: в лесах (часто в травяно-кустарничковом ярусе — например, щитовник мужской, кочедыжник женский, голокучник трёхраздельный), реже на лугах (гроздовник полулунный, ужовник обыкновенный) и даже на скалах (многоножка обыкновенная, вудсия эльбская). 
Среди этих 36 видов 14 включены в Красную книгу Карелии — они нуждаются в особой охране. 

---

В заповеднике «Кивач» отмечено 27 видов папоротников. В основном это лесные виды, но и здесь папоротники можно встретить и на лесных полянах, и на сырых лугах, по скалам и даже на болоте. 

Среди массовых видов, образующих в местах своего обитания густые заросли — щитовник картузианский (игольчатый), кочедыжник женский, голокучник обыкновенный (трёхнадрезный) и многоножка обыкновенная. 

На скалах у водопада можно увидеть и более редкие виды: Вудсию эльбскую (Woodsia ilvensis) — многолетний папоротник из семейства Вудсиевые (Woodsiaceae) и Пузырник ломкий (Cystopteris fragilis) из семейства Пузырниковые (Cystopteridaceae). Оба вида встречаются одиночно, больших зарослей не образуют и очень уязвимы в отношении высокой антропогенной нагрузки. Это накладывает особую ответственность на многочисленных гостей водопада: заходить за установленные ограждения нельзя не только из-за опасности, но и для сохранения скальной растительности.

Вдоль лесных ручьев заповедника нередко можно увидеть заросли изящного Фегоптериса связывающего, букового (Phegopteris connectilis) из семейства Телиптерисовые (Thelypteridaceae). У этого вида пластинки вай треугольные в очертании, нижняя пара сегментов резко отклонены вниз, что служит характерным отличием от других.

На болотах можно встретить Тели́птерис боло́тный (Thelýpteris palústris) — многолетник из семейства Телиптерисовые (Thelypteridaceae). Это редкий для Карелии папоротник, занесённый в Красную книгу Республики Карелия.

В регионе он встречается крайне ограниченно, известно лишь несколько местонахождений. Одно из них — заповедник "Кивач": тростниково-осоково-сфагновые болота близ Гебозера и оз. Логоламби, хвощево-сфагновые ельники в долине р. Сандалки. Другое — памятник природы «Болото Замошье» в Медвежьегорском районе. Это одно из древнейших мезоэвтрофных (переходных между низинными и верховыми) травяно-моховых болот Заонежья, редкий для региона тип экосистем. Телиптерис болотный находится на северной границе своего ареала. Его существование в Карелии тесно связано с уникальными условиями низинных болот с богатой минеральными веществами водой, где он находит подходящие местообитания — торфянистые почвы, избыточное увлажнение, часто с осоковыми и тростниковыми зарослями. 

Мы только заглянули в некоторые тайны папоротников, познакомились с отдельными их особенностями. Тема безгранична и мы не раз ещё к ней вернёмся.

Текст подготовила научный сотрудник заповедника Светлана Милевская.