Папоротникообразные - довольно большой (до 12 тысяч видов) отдел древних споровых растений. Появились они во второй половине девонского периода и сохранили довольно большое разнообразие до наших дней. Даже древовидные папоротники, во многом определяющие облик палеозойских и раннемезозойских лесов, вполне себе сейчас живут и здравствуют. Всё-таки интересно: папоротники являются (неожиданно!) несомненной переходной формой между древними сосудистыми растениями - риниофитами и семенными растениями, но продолжают процветать (правда, безо всяких мифических цветов) и ныне. Да-да-да, однозначная прямая линия прослеживается чётко с помощью всех современных исследований: риниофиты - папоротникообразные - семенные папоротники - "настоящие" голосеменные - покрытосеменные. Конечно, этот прямой ствол имеет целую кучу боковых побегов и даже ответвлений назад (современные равноспоровые папоротники - пример шага к древним предкам).
Вообще, отдел интереснейший. Не имеют листьев, но имеют листовые пластинки. Не имеют возможностей образовывать вторичную древесину, но имеют древовидные не только вымершие, но и современные формы (причём до 20 метров в высоту), у которых одревесневший ствол вовсе не является "классическим" побегом. Но давайте по порядку снизу вверх. Под землёй у папоротников располагается вовсе не главный корень с корнями боковыми. Основа его подземной части - это корневище (видоизменённый подземный побег), от которого отходят только придаточные корни. От этого корневища (из его почек) вверх устремляются уже "настоящие" побеги, но только у травянистых форм (а большинство современных папоротников являются многолетними травами). У современных и вымерших древовидных форм вверх устремляются не побеги, а сами корневища, как бы вставшие на дыбы и начавшие расти вертикально. Уже на довольно приличной высоте из почек этого надземного корневища начинают расти побеги.
Причём побеги, которые мы все обычно (да и учебники биологии, если честно) называем листьями. Эти "листья" - вайи, на самом деле не листья, а листовидные органы, своего рода уплощённые побеги, обладающие листовой пластинкой. Настоящие листья должны вырастать из пазушных почек побегов и не иметь никакого верхушечного роста. Вайи же ведут себя не как листья, а именно как побеги: вырастают из почек корневища и имеют верхушечный рост с непрекращающимся делением. У этих "листопобегов" две функции: фотосинтез и споровое размножение. На нижней стороне "листа" располагаются органы спороношения - спорангии, объединённые в защищённые оболочкой группы - сорусы. Когда споры внутри спорангиев созревают, сорусы раскрываются и споры высыпаются на землю (при удаче ещё и разносятся ветром).
Попав в подходящее место споры прорастают, образую половую особь - заросток-гаметофит. Представляет он собой небольшую (до 1см) листовую пластинку, которая очень быстро крепится многочисленными ризоидами к субстрату. На нижней стороне пластинки образуются органы полового размножения: женские (архегонии), в которых созревают яйцеклетки, и мужские (антеридии), в которых образуются подвижные сперматозоиды. У разноспоровых папоротников гаметофиты раздельнополые. Из макроспор развиваются более крупные женские гаметофиты, имеющие приличный запас питательных веществ, и на которых вырастают только архегонии. Из микроспор развиваются куда более мелкие мужские особи, снабжённые только антеридиями. У немногочисленного количества равноспоровых папоротников гаметофит является обоеполым. Причём у большинства видов развивается под землёй и практически обязательно в симбиозе с грибами.
Под пластинками гаметофитов скапливается немало влаги. Пусть она даже будет в виде капель, но это не помешает сперматозоидам добраться до яйцеклеток о совершить таинство оплодотворения. Получившаяся зигота (и следующие начальные стадии онтогенеза) некоторое время остаётся прикреплённой к гаметофиту, пользуясь его питательными веществами. Затем отделяется и прорастает уже независимо, образуя особь бесполого поколения - спорофит. В виде спорофита папоротникообразные (как и многие другие порядочные растения) проводят большую часть жизни. Но только у папоротников гаметофиты и спорофиты являются практически независимыми растениями, связанными друг с другом на совсем короткий период.
Уже в начале карбонового периода из числа "классических" споровых папоротников выделяются папоротники семенные, которые "додумались" свои гаметофиты не отправлять в свободное плавание, а оставлять при себя с целью набраться сил к предстоящему прорастанию. Но это уже совсем другая сказка...