Mszaki i paprotniki to grupy roślin, które nie wykształcają kwiatów - organów, które odpowiadają za rozmnażanie roślin nasiennych. Stanowią one grupę roślin zarodnikowych, które do rozmnażania wykorzystują zarodniki. W ich cyklu życiowym występuje przemiana pokoleń: gametofitu i sporofitu. U mszaków dominuje gametofit, u paprotników sporofit. Są to obecnie najpierwotniejsze rośliny lądowe. Pierwszymi, które w toku ewolucji wyszły na ląd, były psylofity. Żyły w okresie syluru i dewonu, dając początek współczesnym roślinom lądowym. Do tej pory poznano 50 gatunków psylofitów kopalnych. Sporofit psylofitów osiągał około metra wysokości i przeważnie rozgałęział się dychotomicznie (na dwa pędy). Na szczycie pędów tworzyły się zarodnie. Gametofit był nieco mniejszy od sporofitu, lecz podobny w budowie.

Wśród mszaków wyróżnia się dwie grupy: wątrobowce i mchy. Do paprotników zalicza się trzy grupy: skrzypy, widłaki i paprocie.

WĄTROBOWCE

W grupie wątrobowców można odnaleźć ponad 10 tysięcy gatunków. Są to niewielkie rośliny, w których cyklu życiowym dominuje gametofit. Może on mieć postać grzbietobrzusznie spłaszczonej łodyżki, bez nerwu środkowego. Po bokach tej łodyżki wyrastają dwa rzędy listków. Gametofit może również mieć postać blaszkowatej, płaskiej plechy. Mimo tego, że pozornie budowa gametofitu wątrobowców jest prymitywna, to jest on najbardziej zróżnicowanym gametofitem w świecie roślin! Wprawdzie nie ma tu tkanki przewodzącej, ale występują obok siebie tkanka okrywająca wraz z aparatami szparkowymi oraz miękisz asymilacyjny, spichrzowy oraz przewietrzający. Przykładem wątrobowca o tak złożonej organizacji plechy jest porostnica wielokształtna. Jej plecha ma kształt płaskiej, widlasto rozgałęzionej blaszki, ściśle przylegającej do podłoża. Jako gatunek dwupienny, porostnica wykształca na gametoficie albo tylko rodnie (organy rozrodcze żeńskie), albo tylko plemnie (organy rozrodcze męskie). Plemnie osadzone są na wyniesionych w górę trzonkach, zakończonych tarczowato, w odróżnienie od rodni, które znajdują się na trzonkach o charakterystycznym parasolowatym kształcie. Plemnie zlokalizowane są na powierzchni tarczki, rodnie natomiast pod parasolowatym zakończeniem trzonka. Po zapłodnieniu z zygoty wyrasta sporofit, który wykształca okrągłą zarodnię, wyniesioną do góry na krótkim trzonku. W zarodni powstają zarodniki, które po pęknięciu jej ścian zostają uwolnione i kiełkują w gametofit. W rozsiewaniu się zarodników pomagają sprężyce - sprężyste włókienka pozwalające na rozsiewanie się na duże odległości. Wątrobowce mogą tez rozmnażać się bezpłciowo. W przypadku porostnicy służą do tego specjalne wielokomórkowe rozmnóżki, wytwarzane w kubkowatych rozszerzeniach na powierzchni plechy.

MCHY

Mchy obejmują ponad 15 tysięcy gatunków. Gametofit tej grupy roślin występuje w postaci ulistnionej łodyżki, sporofit ma postać łodyżki bezlistnej. Istnieje duże zróżnicowanie jeśli chodzi o budowę gametofitu i sporofitu u poszczególnych przedstawicieli mchów.

Ciekawą grupą mchów, o której warto wspomnieć, są torfowce. Istnieje około 300 gatunków mchów z rodzaju torfowiec. Występują one zwykle w większych grupach, tworząc charakterystyczne zbiorowiska, zwane torfowiskami. Gametofit torfowców odznacza się licznymi odgałęzieniami i ciągłym wzrostem. Listki mają charakterystyczną budowę: na przekroju widoczne są duże, martwe komórki, a między nimi małe, żywe. Komórki martwe są porowate i zgrubiałe, służą do wchłaniania i magazynowania wody. Komórki żywe zawierają chloroplasty i prowadzą fotosyntezę, dostarczając roślinie substancji pokarmowych. Taka budowa pozwala na gromadzenie dużych ilości wody nie tylko w samej roślinie - torfowiska charakteryzują się tym, że cała zbita darń jest podsiąknięta wodą. Na osobnych gałązkach gametofitu wykształcają się rodnie i plemnie. Sporofit torfowców wrasta tzw. stopą w gametofit, a na swoim szczycie wytwarza kulistą zarodnię, która otwiera się wieczkiem, wysypując zarodniki.

Mchy właściwe zwane też są prątnikowcami - od nazwy jednego z przedstawicieli. Gametofit może mieć postać łodyżki prostej lub rozgałęzionej. Pod jej skórką znajduje się cienka warstwa kory, pełniącej funkcję wzmacniającą. Centralnie biegnie prymitywna wiązka przewodząca, w skład której wchodzą duże, martwe komórki przewodzące wodę oraz drobne, żywe, przewodzące asymilaty. Nie jest to jednak właściwa tkanka przewodząca. Listki zwykle mają budowę jednowarstwową, a od górnej strony nie są pokryte tkanką okrywająca - jest to przystosowanie do pobierania wody. Na szczycie łodyżki gametofitu rozwijają się w skupieniach organy rozrodcze - rodnie lub plemnie. Plemnik przenoszony jest do rodni w kropli wody i następuje zapłodnienie. Wyrastający sporofit powoduje rozerwanie ściany rodni i wynosi w górę jej część szyjkową jako tzw. czepek, okrywający zarodnię, która kształtuje się na szczycie sporofitu. Zarodnia jest zazwyczaj walcowata. W jej centrum znajduje się kolumienka, otoczona tkanką zarodnikotwórczą. Kiedy zarodniki są już dojrzałe, otwiera się wieczko zarodni. Działa tutaj mechanizm higroskopijny - na brzegu wieczka i zarodni znajdują się ząbki, które mają zdolność pochłaniania wody z powietrza oraz jej oddawania, gdy jest sucho. W wyniku zmian wilgotności powietrza, ząbki zarodni wykonują ruchy - zarodnia otwiera się, gdy jest sucho. W ścianach zarodni mogą występować komórki zawierające chloroplasty - wówczas sporofit jest w pewnym stopniu samodzielny pod względem odżywiania się. Generalnie jednak żyje on kosztem fotosyntetyzującego gametofitu. Zarodniki uwolnione z zarodni kiełkują w splątki. Splątek jest nitkowatą, rozgałęzioną strukturą samożywną (!), z której może rozwinąć się nawet kilka gametofitów.

Przykłady mchów:

Torfowiec - torfowce tworzą rozległe kępy torfowisk, środowisk silnie podmokłych. Występują nawet bezpośrednio w wodzie.

Płonnik pospolity - gatunek częsty w wilgotnych borach i podmokłych siedliskach.

Widłoząb miotłowy - często występuje w suchych lasach sosnowych

Bielistka sina - tworzy wypukłe kępy darni w lasach iglastych, na kwaśnym podłożu

Skrętek wilgociomierczy - występuje w różnych siedliskach, spotykany nawet na pogorzeliskach, i to dość często.

Prątnik - do tego rodzaju należy wiele gatunków, zajmujących różnorodne siedliska. Przykładem może być prątnik srebrzysty, rosnący na murach, skałach oraz miedzy płytami chodnikowymi.

Merzyk fałdowany - gatunek ten preferuje lasy wilgotne, liściaste.

Żurawiec fałdowany - rośnie w wilgotnych lasach liściastych, podobnie jak merzyk.

Drabik drzewkowaty - preferuje siedliska mokre, w szczególności łąki i lasy.

Mokradłosz - jak wskazuje nazwa, mech ten występuje na terenach bagnistych.

Sierpowiec - podobnie jak mokradłosz, występuje na bagnach.

Rokietnik Schrebera - pospolity gatunek w borach sosnowych.

SKRZYPY

Skrzypy, podobnie jak wszystkie paprotniki, dominowały na lądzie w okresie karbonu. Ogromne drzewiaste kalamity, znane nam tylko z form kopalnych, tworzyły wraz z widłakami i paprociami lasy, którym zawdzięczamy współcześnie eksploatowane pokłady węgla. Dzisiaj skrzypy to przeważnie skromne rośliny zielne. Znamy ich 30 gatunków. Łodyga ma budowę członowaną - wyraźne są węzły oraz długie międzywęźla. W jej obrębie występuje dużo tkanki powietrznej, a ścianki są wysycone krzemem. Liście skrzypów wyrastają jedynie w węzłach - tworzą okółki, zrośnięte razem w pochewkę. Główną rolę asymilacyjną pełni łodyga. U skrzypów występują dwa rodzaje liści - te wyrastające z kolejnych węzłów to liście płone. Na szczycie łodygi natomiast wykształcają się liście zarodnikonośne - sporofile. Mają one postać tarczek, tworzących skupiska w rodzaju szyszkowatego kłosu. Na spodzie tych tarczek znajdują się zarodnie. Niektóre gatunki skrzypów wykształcają całkiem odrębne pędy zarodnikonośne - są one brunatne i pojawiają się wiosną, przez rozwojem zielonych pędów płonych. Zarodniki skrzypów są zaopatrzone w dwie wstęgi, wytworzone z zewnętrznej części ich ściany komórkowej. Ułatwiają one rozsiewanie się zarodników oraz - co ważne - powodują ich łączenie się w większe grupy, co sprzyja późniejszemu zapłodnieniu. Skrzypy bowiem są roślinami dwupiennymi - z każdego zarodnika rozwija się gametofit jednopłciowy. Jeśli dzięki sczepieniu wstęgami, wykiełkują one blisko siebie, łatwo dojdzie do zapłodnienia miedzy gametofitem męskim i żeńskim. Przedrośla są samożywne i podobne do siebie morfologicznie, choć gametofity żeńskie są trochę większe niż męskie.

Pospolitym gatunkiem skrzypu, o odrębnych pędach zarodnionośnych i płonych jest skrzyp polny. Rośnie on na polach, w rowach, na hałdach oraz w różnych innych piaszczystych, ale wilgotnych siedliskach. Na terenach podmokłych i wilgotnych oraz na brzegach wód występuje skrzyp błotny oraz skrzyp bagienny. W lasach i zaroślach rośnie pospolicie skrzyp leśny oraz rzadki skrzyp olbrzymi.

WIDŁAKI

Okresem świetności widłaków był karbon. Ówczesne lepidodendrony dorastały do 40 metrów wysokości i tworzyły lasy wraz z innymi drzewiastymi paprotnikami. Dzisiejsze widłaki to rośliny niewielkie. Znamy ich 1250 gatunków. Swoją nazwę zawdzięczają charakterystycznemu rozwidlaniu się pędu - pęd główny rozwidla się na dwie równe gałązki i każdy pęd poboczny rozgałęzia się w ten sam sposób. Wśród widłaków istnieją dwie grupy - jednakozarodnikowe i różnozarodnikowe. Zróżnicowanie opiera się na rodzaju wytwarzanych zarodników - widłaki jednakozarodnikowe produkują wszystkie zarodniki tej samej wielkości, u różnozarodnikowych natomiast zarodniki żeńskie są większe od męskich. Zarodniki widłaków kiełkują bardzo powoli: 6-7 lat! Po tym czasie potrzeba jeszcze 12-15 lat, aby wykształcony gametofit osiągnął dojrzałość płciową. Przedrośle widłaków jest cudzożywne - żyje w symbiozie z grzybami pod powierzchnią gleby. Sporofit osiąga wielkość kilkunastu centymetrów, pokryty jest łuskowatymi liśćmi. Na szczytach pędów tworzą się kłosy zarodnionośne, będące skupiskami sporofili, czyli liści, na których wykształcają się zarodnie. W zarodniach widłaków jednakozarodnikowych powstają zarodniki zróżnicowane płciowo, lecz identyczne morfologicznie. Gatunkami jednakozarodnikowymi są pospolite w naszych lasach widłak goździsty oraz widłak jałowcowaty. Ten pierwszy rośnie w suchych lasach iglastych oraz na wrzosowiskach, drugi woli lasy cieniste, bardziej wilgotne. Przedstawicielem widłaków różnozarodnikowych jest widliczka ostrozębna, występująca dość pospolicie na terenach górskich. Wykształca ona kłosy zarodnionośne na szczytach pędów, podobnie jak inne widłaki. W obrębie kłosa istnieje jednak pewne zróżnicowanie - w dolnej części znajdują się zarodnie większe, żeńskie (makrosporangia), w górnej części natomiast znajdują się mikrosporangia, czyli zarodnie męskie, o mniejszych rozmiarach. W makrosporangiach rozwijają się po cztery zarodniki żeńskie - makrospory. W mikrosporangiach zarodników męskich (mikrospor) jest wiele. Zarówno makrospory, jak i mikrospory, zaczynają kiełkować w przedrośla jeszcze zanim nastąpi zapłodnienie, w obrębie swoich zarodni. Kiełkującym zarodnikom męskim łatwo jest dostać się do niżej położonej części kłosa wraz z kroplą deszczu lub rosy, gdzie w makrosporangium zaczyna już rozwijać się sporofit Wówczas następuje zapłodnienie przedrośla żeńskiego, które po tym wypada z zarodni. Dalszy rozwój sporofitu następuje w glebie. Różnozarodnikowe były też lepidodendrony. Ich kłody zarodnionośne osiągały długość kilkudziesięciu centymetrów. Zdarzało się, że w makrosporangium rozwijały się nie cztery, ale jedna makrospora, za to bardzo duża. Często była ona zrośnięta ze ścianą zarodni, więc zapłodnienie i rozwój sporofitu odbywały się w makrosporangium.

PAPROCIE

Paprocie to najlepiej nam znana klasa paprotników. Obejmuje ona 9,5 tysiąca gatunków. W krajach tropikalnych występują gatunki drzewiaste, dorastające do kilkunastu metrów wysokości, lecz większość paproci to byliny. Łodyga paproci zwykle ma postać podziemnego kłącza, które może płożyć się i rozmnażać w sposób wegetatywny. Liście paproci są charakterystyczne - duże, przeważnie pierzasto-złożone. Młode liście są początkowo zwinięte na kształt pastorału. Na spodzie dużych, zielonych liści wykształcają się brunatne zarodnie, osłonięte cieniutką błoniastą zawijką. U niektórych gatunków występują osobne liście zarodnionośne (pióropusznik strusi, podrzeń żebrowiec) lub liście podzielone są na część trofofilową i część sporofilową (długosz królewski). Zarodnie mają cienkie, jednowarstwowe ściany oraz półpierścień nierównomiernie zgrubiałych komórek na brzegu. Komórki pierścienia mają właściwości higroskopijne i zmieniają kształt wraz ze zmianą wilgotności powietrza. Przy suchej pogodzie oddają wodę, w wyniku czego pierścień wygina się a ściana zarodni ulega rozerwaniu. Zarodniki zostają wyrzucone na pewną odległość. Z zarodników kiełkuję obupłciowe, sercowate gametofity. Przedrośle przytwierdzone jest do podłoża chwytnikami, rodnie i plemnie wykształcają się na jego spodniej stronie.

Pospolite gatunki paproci rosnące w naszych lasach to m.in.: nerecznica samcza, wietlica samicza, paprotka zwyczajna, orlica pospolita oraz zanokcica skalna (w górach). W Polsce występuje też gatunek paproci wodnej, salwinia pływająca. Jest to paproć różnozarodnikowa.