Папоротник: размножаем спорами

Введение (А. Л. Тахтаджян)

В то время как в водной среде, особенно в морях и океанах, преобладают низшие растения, на суше господство почти всюду переходит к высшим растениям. В лесах и в саваннах, в степях, на лугах и на болотах мы видим главным образом, а часто почти исключительно высшие растения. И только в некоторых типах тундры и на обнаженных скалах высокогорий господствуют лишайники. Более того, почти все культурные растения, за немногими лишь исключениями (о которых была уже речь в предыдущих томах), представлены высшими растениями.

По внешнему своему облику, так же как по строению и биологическим особенностям, высшие растения чрезвычайно разнообразны. К ним относятся не только цветковые (покрытосеменные) растения и голосеменные (хвойные, саговниковые и др.), но и папоротники, хвощи, плауны и даже мхи и печеночники. По сравнению с низшими растениями число видов высших растений очень велико и, по самым скромным подсчетам, превышает 300 000, а по мнению некоторых ботаников, число видов высших растений не менее полумиллиона.

Для высших растений характерно наличие многоклеточных половых органов (гаметангиев) и многоклеточных же органов бесполого размножения (спорангиев). Половые органы бывают всегда двух типов — мужские (антеридии) и женские (архегонии). В антеридиях образуются мужские половые клетки (мужские гаметы), а в архегониях — женские половые клетки (женские гаметы). В жизненном цикле половые органы и спорангии приурочены к разным его фазам.

Жизненный цикл высших растений состоит из двух ритмически чередующихся фаз, или «поколений» (рис. 1),- полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Половые органы развиваются на гаметофите. Гаметофит может быть обоеполым. В таком случае на нем развиваются как антеридии, так и архегонии. Но у подавляющего большинства высших растений (в том числе у всех голосеменных и цветковых растений) он однополый и несет или только антеридии (мужской гаметофит), или только архегонии (женский гаметофит). В результате оплодотворения, т. е. слияния мужской гаметы с женской, образуется новая клетка с двойным набором хромосом (отцовским и материнским), называемая зиготой.

Рис. 1. Цикл развития высших растений на примере папоротника полиподиума (Polypodium sp.): 1 — гаметофит; 2 — спорофит

У высших растений, в отличие от низших, зигота дает начало многоклеточному зародышу. В результате роста и дифференциации зародыша развивается спорофит. Как и зигота, все клетки зародыша и развивающегося из него спорофита характеризуются удвоенным числом хромосом.

На спорофите образуются спорангии, в которых развиваются споры — очень маленькие, обычно едва различимые невооруженным глазом одноклеточные образования, служащие для бесполого размножения. При образовании спор число хромосом в результате мейоза уменьшается вдвое*, и поэтому каждая споpa по отношению к клеткам спорофита является гаплоидной.

* ()

У многих высших растений, например у большинства папоротников, каждая спора дает начало обоеполому гаметофиту, на котором развиваются как антеридии, так и архегонии. Однако у большинства высших растений имеются спорангии двух типов: микроспорангии, в которых образуются более мелкие микроспоры, и мегаспорангии, в которых развиваются более крупные мегаспоры. Каждая микроспора дает начало одному мужскому гаметофиту, а из каждой мегаспоры образуется по одному женскому гаметофиту. Поэтому некоторые авторы, например Б. М. Козо-Полянский, называют микроспоры «мужскими спорами», а мегаспоры — «женскими спорами». На мужском гаметофите развиваются только антеридии, а на женском — только архегонии.

Таким образом, полный жизненный цикл высшего растения от зиготы до зиготы состоит из гаметофазы (гаметофита) и спорофазы (спорофита). Благодаря этому в жизненном цикле высшего растения проявляется своего рода «двойственная индивидуальность», и притом в двух разных формах. У многих высших растений (псилотовых, плаунов, хвощей и папоротников) эти фазы представляют собой как бы отдельные физиологически самостоятельные существа. У мхов и особенно у семенных растений одно из двух поколений соподчинено другому и в физиологическом отношении как бы сведено к его органу. Но хотя физиологически они и перестали быть здесь отдельными поколениями (самостоятельными существами), по своему происхождению они вполне им соответствуют, и к ним вполне можно применять термины «гаметофит» и «спорофит». Каково же происхождение этих двух поколений в жизненном цикле высшего растения?

Стадия спорофита

Поколение спорофита у папоротников более долговечно по сравнению с гаметофитами. Это связано с более сложной структурной организацией. Спорофит имеет:

• сосудистую проводящую систему;
• опорные ткани, часто связанные с проводящей системой;
• специализацию тканей в виде стеблей, корней и листьев.

Зрелый спорофит производит специализированные органы — спорангии, вырабатывающие споры. Некоторые спорангии объединяются в сорусы. Споры состоят из одной клетки, окруженной прочной клеточной стенкой и имеют одинарный набор хромосом. Споры производятся в больших количествах и являются неподвижными. После разрыва стенки спорангиев, они высыпаются и могут распространяться на большие расстояния при помощи ветра или воды. Попадая в благоприятную среду, споры прорастают и дают следующее поколение гаметофитов, завершая жизненный цикл.

В своем развитии растение проходит несколько этапов. Более наглядно и доступно этот процесс демонстрирует схема жизненного цикла папоротника.

Пора перейти к циклу развития папоротника

Основные стадии развития папоротника

Из спорангиев, когда в них созревают споры, они начинают вылетать. Сами спорангии удивительно приспособлены для этого. Когда споры в них уже созрели, спорангии особым образом трескаются, а часто, даже ещё и выворачиваются наружу. Споры от этого высыпаются и летят по ветру. Споры очень лёгкие и по воздуху они могут, как пыль, улететь на значительное расстояние от папоротника, от той вайи, где они образовались.

Из спор, когда они падают на влажную почву, начинает образовываться следующее поколение. Вспомним, по чередованию, из спор должно вырасти половое поколение. Оно совершенно не похоже на бесполое. Помните комплимент, которым старуха Шапокляк одарила крокодила Гену? Она сказала: «Это хорошо, что вы зеленый и плоский». Вот так можно охарактеризовать и половое поколение папоротника — крохотная зелёная пластинка примерно с ноготок размером, немножко похожа на сердечко.

Главное, что есть у этого маленького, плоского, зелёного сердечка, находится не с верхней стороны, а с нижней. От нижней стороны гаметофита — этого зелёного плоского сердечка — отходят тонкие ниточки. Это не корни — это ризоиды, те самые ризоиды, о которых можно услышать у водорослей или мохообразных. У гаметофита (полового поколения папоротников), настоящих корней нет. Он прикрепляется к почве ризоидами — теми же органами прикрепления, что были у древних растений — его предков.

Увидим мы здесь и более важные части, например, небольшие мешочки, в которых должны созревать яйцеклетки, ведь перед нами половое поколение. Мы должны найти, где здесь образуются половые клетки. Итак, яйцеклетки созревают недалеко от выреза, который делает нашу пластинку похожей на сердечко. Рядом, но ближе краешку, располагаются другие мешочки. В этих мешочках, которые идут по краю, созревают сперматозоиды. И вот здесь, понятно почему, у гаметофита такое строение и почему он такой плоский.

После дождя вода затекает под тонкую пластинку и некоторое время там остаётся. Образуется влажная среда, в которой сперматозоиды из своих мешочков переплывают к яйцеклеткам. Итак, перед нами гаметофит. Этот гаметофит — обоеполый, то есть он гермафродитный, и под ним образуется влажная среда, в которой по этой водяной плёночке переплывает сперматозоид к яйцеклетке. Это означает, что происходит оплодотворение и там, где только что были яйцеклетки, уже образуются зиготы, то есть, оплодотворённые яйцеклетки, первые клетки нового будущего организма.

Жизненный цикл высших растений

Существуя на Земле, каждое растение проходит свой путь. Жизненный цикл папоротника – движение от зарождения жизни до полного созревания растения, способного дать новую жизнь. Цикл состоит из двух фаз: бесполой и половой. Эти фазы определяют поочередность поколений, одна происходит с помощью гамет – половая, вторая – с помощью спор – бесполая.

Сливаясь, гаметы образуют диплоидную зиготу, которая дает начало новому поколению, бесполому. В бесполом поколении размножение происходит с помощью спор. Гаплоидные споры дают начало половому поколению. Одно из поколений всегда преобладает над другим и составляет большую часть жизненного цикла растения.

Отличие гаметофита и спорофита в жизни растений

Рассмотрим, какие основные особенности можно выделить у этих двух поколений, в чем заключается их жизненный цикл.

Гаметофит

• Развивается из споры.
• Гаплоид, т.е. имеет одинарный набор непарных хромосом.
• Размножение у него происходит половым способом.
• В процессе размножения на специальных органах гаметангиях образует мужские и женские половые клетки, которые называются гаметы.
• Гаметангии, где образуются мужские клетки, называются антеридии, а где женские — архегонии.
• Процесс деления гаплоидных клеток, в результате чего появляются гаметы, называется митоз.
• При оплодотворении женской гаметы мужской образуется зигота, которая впоследствии производит споры.

Спорофит

• Развивается из зиготы.
• Диплоид, т.е. с двумя наборами хромосом.
• Размножается бесполым способом.
• В процессе размножения на специальных органах спорангиях образуются споры — микроскопические зачатки растений.
• Когда в спорангии происходит деление диплоидных клеток с образованием спор, то это называется мейоз.
• Из каждой споры, которая начинает потом делиться по способу митоза, вырастает заросток — гаметофит, из которого впоследствии появляются гаметы. 
• Спорангии бывают двух видов: макро- и микроспорангии. Из макроспор, которые производит макроспорангий, развивается женский гаметофит, а из микроспор — мужской.
• Если споры одинаковы по размеру и физиологическим особенностям, то такие организмы называются равноспоровыми, а гаметофиты, которые появляются из них — обоеполые.

Почему спорофиты преобладают

Как половой, так и бесполый способ размножения имеют свои преимущества. Первый позволяет получить генетическое разнообразие. Новое растение не будет тождественно родительскому

Это дает возможность естественного отбора, что важно для сохранения вида. Второй способ просто «тиражирует» особь, воспроизводит её наследственный материал без изменений, что хорошо для быстрого увеличения численности. 

У всех высших растений, за исключением мохообразных, в жизненном цикле наблюдается преобладание спорофита, гаметофит при этом сравнительно менее долговечен и мало развит. В процессе эволюции мы видим его дальнейшую редукцию, гаметофит уменьшается.

Почему это происходит? Есть несколько причин, почему значение спорофита оказалось выше.

• Диплоидность спорофита обеспечивает более высокий уровень синтетических процессов. Также такой организм более стабилен с генетической точки зрения, потому что рецессивные мутации, снижающие жизнестойкость растения, не проявляются в фенотипе в диплоидном состоянии.
• Условия существования на суше могут сильно меняться, а сохранение в генофонде рецессивных мутаций, которых бы просто не осталось при естественном отборе, т.е. значительный генный полиморфизм, может сослужить важную службу растению при изменении жизненных условий и позволит ему выжить в неблагоприятной среде, где гаплоидные организмы просто вымрут.
• Чтобы гаметы смогли передвигаться, им необходима водная среда, а споры, в отличие от гамет, на суше распространяются очень легко.

Стадии цикла размножения

Произрастает папоротник весьма занимательным способом: его перистые листья (вайи) лезут прямо из почвы, без ствола и стебля. Поначалу вайи чем-то похожи на раковину моллюска, постепенно они распрямляются и начинают напоминать простой крючок до того момента, пока совсем не распустятся. Несмотря на невероятные легенды и мифы, цветков на папоротниковидных никогда не бывает, а размножение происходит за счёт спор.

Типы размножения

Все этапы, стадии и фазы называются циклом жизни папоротника, который он проходит от прорастания первичного листика до появления взрослого и зрелого экземпляра способного к размножению. Этот цикл развития называется замкнутым и разделён на два типа:

Для рождения новой особи на обороте листа взрослой и созревшей для размножения особи должны появиться споры, которые потом постепенно развиваются. В такой споре гаплоидный или гаметический (одинарный) набор хромосом. Эта фаза на жизненном пути папоротника, несомненно, самая важная. Без созревших спор у папоротника не будет потомства.

Эти зародыши бесцветковых растений располагаются в своеобразном «пакетике», который со временем лопается, и споры разлетаются по сторонам. В живое растение превратятся не все зародыши, а только попавшие в благоприятную среду, где тепло, влажно и безветренно. Но такие обстоятельства складываются редко.

В подходящей и удобной обстановке из спор появляются крохотные ростки (гаметофиты), слегка напоминающие маленькие сердечки. Спустя некоторое время на них появляются женские и мужские половые органы.

Отростки снабжены небольшими нитевидными корешками, которыми прицепляются к земле в месте своего дальнейшего развития. Это половое поколение. Органы мужских особей называются антеридиями и содержат сперматозоиды, а женские именуются архегониями и снабжены яйцеклетками.

Сперматозоиды довольно быстро погибают в сухих условиях и могут перемещаться только в воде. Следовательно, оплодотворение происходит исключительно при большой влажности. Гаметофиты имеют своеобразное строение для скопления воды от внешних источников (дождя, росы), что, в свою очередь, и служит средой для передвижения мужских половых клеток.

В случае оплодотворения женской клетки зарождается новый вид клетки именуемой «зиготой». Из неё начнёт постепенно расти эмбрион бесполого поколения или спорофит.

Этот зародыш оснащён своеобразной ножкой, которую он использует для поглощения питательных веществ из почвы. Затем прорастает первичный листок, из которого со временем вырастет бесполый папоротник.

Жизненный цикл кратко

Принимая во внимание, невозможность оплодотворения и последующего роста такого растения без воды, можно с уверенностью сказать, даже несмотря на то, что весь жизненный круговорот папоротников происходит на суше, такие растения не совсем отвыкли от водной среды обитания, породившей всё живое. Жизненный цикл папоротникообразных протекает по следующей схеме :

Жизненный цикл папоротникообразных протекает по следующей схеме :

• взрослая особь, способная к размножению;
• присутствие спор на обратной стороне листка;
• полное созревание пакетиков со спорами, с их последующим распылением;
• при попадании такого зародыша в благоприятные условия он прорастает, закрепившись на месте;
• из споры развивается маленький росток, который закрепляется на месте благодаря нитевидным корешкам (ризоидам);
• на ростке появляются мужские и женские половые органы;
• сперматозоиды передвигаются по собранным гаметофитами каплям дождя и росы к яйцеклетке;
• половые клетки мужских особей внедряются в яйцеклетку, оплодотворяя её;
• в оплодотворённой клетке (зиготе) зарождается молодой листок (спорофит);
• из листка разрастается новый папоротник со спорами для дальнейшего размножения.

Что такое папоротник

Наряду с обычным для растений органом корневищем у папоротниковых (Polypodióphyta) вместо стеблей, листьев, цветоносов с семенными коробочками развился листоподобный побег, получивший научное название вайя. На вайях образуются споры, с помощью которых происходит один из способов размножения и развития папоротников.

Отпечаток папоротника на камне

Сейчас на Земле идентифицировано около 10 тыс. многолетних видов папоротников. В умеренном климате России они растут во влажных тенистых лесах, их выращивают как садовую культуру. К самым распространенным европейским видам Polypodióphyta относятся страусник, орляк, щитовник. Папоротник орляк собирают ранней весной, вымачивают, высушивают и используют как продукт питания.

К сведению! Выращивание орляка в условиях сада может негативно отразиться на домашних животных. В зеленых частях растения содержатся опасные для них ядовитые вещества.

Тропические виды Polypodióphyta отличаются большим разнообразием вай, могут иметь древовидные формы. Некоторые из них растут высоко над землей на ветвях других растений. В холодном климате выращивание и размножение теплолюбивых папоротников и папоротниковидных растений (хвоща, плауна) проводят в домашних условиях.

Среди популярных комнатных папоротников выделяются Аспелиум с побегами, напоминающими зеленый фонтан; Блехнум, вайи которого растут как листья у пальмы; Нефролепис — любитель большого свободного пространства; Дискония — высокорослое растение для офисных помещений; Платицериум, вайи которого подобны оленьим рогам.

Тропический Платицериум на ветвях дерева

Строение и развитие папоротников

Папоротники состоят из корневой системы и листьев. Существует две разновидности папоротников:

• спорофиты — бесполые папоротники;
• гаметофиты — половые папоротники (мужские и женские).

Спорофиты представляют собой растения из субтропических и умеренных широт, у них листовая пластина изначально свернута в спираль. Именно эти растения чаще содержат в домашних условиях. Постепенно листы разворачиваются. Формы и размеры листов у каждого растения отличаются, они очень разнообразны. У некоторых видов длина листа достигает 6 метров.

Размах листьев у взрослого папоротника может достигать значительных размеров.

Растут листья у растения очень медленно. Развивается листовая почка под землей в течение двух лет. Только на третий год улиткообразная листовая пластина выводится наружу, а листовая почка к осени погибает. Вайя растет не от основания листа, а верхушкой. Именно вследствие длительного роста верхушкой длина вайи достигает крупных размеров.

Перед появлением подобной «улиточки» должно пройти немало времени.

Листы необходимы растению для фотосинтеза. На нижней стороне пластины у них формируются споры. У некоторых видов споры образуются на специальных спороносных листьях, у других — на листах в средней части вайи или ее верхушечной части. У разных видов существуют различные способы размножения. Папоротники могут размножаться делением корня или выводковыми почками, которые формируются на листьях. Некоторые разновидности папоротников ядовиты.

Плюсы и минусы в выращивании папоротников

Красивая листва и простота в уходе сделали это растение очень популярным среди цветоводов. Основными достоинствами папоротников являются:

• неприхотливость;
• морозостойкость;
• теневыносливость.

Самый главный недостаток папоротников в том, что они очень быстро разрастаются, заполоняя все вокруг и вытесняя другие растения. Чтобы ваш участок не превратился в папоротниковые заросли, его рост нужно контролировать и ограничивать.

К минусам, пожалуй, можно отнести еще и то, что на солнечном стороне участке папоротник вряд ли будет радовать вас своим внешним видом: большинство разновидностей на солнце мельчает и бледнеет.

Вегетативное размножение

В дополнение к гаметофито-спорофитовому циклу некоторые виды папоротников имеют и вегетативный способ размножения. Этот метод дает преимущества, когда возникают неблагоприятные условия для развития гаметофита. В этом случае растения образуют вегетативные почки или луковички, которые производят новые корни. Укореняясь, они дают начало новому растению. Луковички образуются в пазухах листьев или в любом другом месте листовой пластинки.

Для садоводов вегетативный способ размножения наиболее удобный и приемлемый. Пересадить папоротники можно делением куста, корневища или отводком. Виды, которые имеют единственную точку роста и не образуют других розеток, можно размножить только посевом спор.

Почему в жизненном цикле растений преобладает спорофит?

Преимущества спорофита:

• в водной среде происходит передвижение гамет, а на поверхности земли растения не способны перемещать свои споры;

• из-за изменчивых условий на поверхности земли диплоидным организмам легче сохранить рецессивные признаки, которые могут стать необходимыми для выживания в изменившейся среде обитания.

В жизни покрытосеменных, голосеменных, большей части споровых, кроме мхов, преобладает гаплоидность

Обусловлено это тем, что в природе важно наличие семени для дальнейшей жизни. . Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор

Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле. 

Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор. Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле. 

Именно диплоидный вид организма способен вынести меняющиеся условия наземной жизни.

Споры папоротника

Поэтому диплоидное поколение преобладает у наземных растений, у подводной растительности – водорослей преобладает гаплоидная часть. Даже одноклеточные водоросли — хламидомонады, имеют преобладающую гаплоидность на протяжении своей жизни.

Использование

Широко известен папоротник своими лечебными свойствами и с давних пор применяется в народной медицине. На его основе в современной фармакологии производят противоглистные препараты. Они способны парализовать паразитов, после чего те погибают. Такое действие обусловлено наличием большого количества токсичных веществ, поэтому нужно грамотно применять щитовник мужской.

Описание рецептов приготовления настоев, отваров из корневища этого растения рекомендуется изучить и людям, страдающим варикозным расширением вен, судорогами в ножных мышцах и ревматизмом.

В дикой природе большое количество животных использует щитовник в качестве пищи. Особенно любят полакомиться его листьями лоси.

Очень высоко ценится и в ландшафтном дизайне щитовник мужской. Строение его красивых листьев, похожих на ажурные пластины, позволяет применять его в городском озеленении, в парках, декорируя им ограды и дома. Садоводам известно более тридцати культурных форм этого растения.

Применение орляка обыкновенного

Конечно, в наше время наиболее знаменито пищевое использование папоротника орляка, заимствованное из Японии. Собирают и используют в пищу «рахисы» орляка высотой не более 20 см, до первого их ветвления, с закрученной в «улитку» верхушкой, возрастом не более пяти дней. Тому, кто не знает твердо – этот папоротник или не этот? – лучше от самостоятельного сбора все же отказаться.

По вкусу, как уверяют пробовавшие, «рахисы» орляка напоминают белые грибы. Впрочем, есть их сырыми не следует. Хотя бы потому, что в орляке обнаружен фермент тиаминаза, разрушающий витамин В1. При отваривании тиаминаза разрушается сама. А вот скот, который пытались орляком кормить, погибал от такой диеты.

Молодые побеги предварительно рекомендуют вымачивать в подсоленой воде для удаления других ненужных и вредных веществ. Попадаются сведения о наличии в орляке даже цианидов и синильной кислоты, которые этим вымачиванием, вероятно, и удаляются. Но случаев отравления тоже вроде не было.

Вымачивают не только свежие, но и соленые «рахисы». Для засолки их пересыпают солью из расчета – 200 г соли на килограмм побегов и помещают под гнет.

И еще пишут о повышенном содержании в орляке веществ – канцерогенов! Никакой обработкой не удаляющихся.

Впрочем, японцы едят… Только в Токио ежегодно потребляется около 300 тонн этого растения. Употребляют рахисы орляка корейцы. Да и на нашем Дальнем Востоке собирают в пищу побеги орляка. Надеюсь, кто-нибудь из комментаторов – дальневосточников и поделится впечатлениями и рецептами?

Вообще-то я не уверен, что для нас, живущих в Европейской России, такая пища необходима и так уж полезна. Как и прочие ухищрения кухни японской, китайской, корейской. Как пресловутые «суши», например… Попробовать разок из любопытства – да, возможно. Употреблять более-менее регулярно? А зачем?

Не нужно забывать и о многовековых пищевых традициях наших предков, которые не могли не повлиять и на наши организмы… В эти традиции подобная пища как раз не входила.

Съедобны и корневища орляка, содержащие много крахмала. Их толкли и пекли лепешки и индейцы Северной Америки, и маори Новой Зеландии. Да и в некоторых европейских странах в голодные годы ели корневища папоротника. Так ведь то – в голодные!..

Отвары корневищ папоротника орляка обладают хорошо выраженным глистогонным действием. Под их влиянием мускулатура круглых червей, иногда паразитирующих в кишечнике человека то ли парализуется, то ли расслабляется. А последующее употребление солевого раствора изгоняет этих непрошенных «квартирантов».

Впрочем, распространение гигиены – как общей, так и гигиены питания – справляется с проблемой едва ли не лучше.

Еще одна интересная особенность папоротника орляка в том, что его зола содержит повышенное количество поташа. Это соль – карбонат калия. Обладает такая зола неплохими моющими свойствами. Ее вполне можно использовать для стирки вместо мыла и синтетических моющих средств. Впрок, на зиму, золу тоже легко запасти, скатав из нее шарики.

Но должен сразу предупредить желающих заменить золой стиральные порошки. Насколько мне известно из рассказов родителей, процесс стирки заключался в длительном кипячении одежды с золой. У нас когда-то этот процесс называли «бучением». Использовали, конечно, золу, остающуюся при сгорании дров – она ведь тоже обладает моющими свойствами.

Однако то «бучение», которое выдерживала льняная холстина, вряд ли способны вынести без урона многие современные ткани.

Таков папоротник орляк обыкновенный, обычный наш лесной житель. Не обладающий для нас, на мой взгляд, такой уж большой ценностью. Но кто сказал, что все в природе – только для нас, и только к нашему удобству и удовольствию? Или нет?

P.S. Статья о папоротнике мужском — здесь.

Цикл развития щитовника мужского

Этот вид папоротника представляет собой пример растения, имеющего спорофит и гаметофит в виде самостоятельно существующих организмов, которые лишь на короткое время совмещаются в определенный период жизни растения.

Сначала на листовых пластинках образуются сорусы, через поперечный срез которых можно разглядеть множество спорангиев, прикрытых зонтиковидным покрывалом, носящим название индузиум. Состоящая из тонкостенных клеток стенка спорангия состоит из одного слоя, и лишь на ее гребне имеется утолщенная оболочка, называемая колечком. В нижней его части есть участок, не охваченный кольцом, – это так называемое устье, в котором и осуществляется разрыв, когда созревают гаплоидные споры. Создается большое напряжение, кольцо разгибается и резко принимает обратно исходное положение. При этом оно срабатывает, как катапульта, и выбрасывает споры. Щитовник мужской способен распространить их на расстояние до 5 метров.

При определенных условиях споры прорастают и превращаются в заросток. Скапливающаяся из почвы влага способствует проникновению сперматозоидов внутрь яйцеклетки, вследствие чего и происходит оплодотворение. Так появляется новое молодое растение, которое первое время крепится к заростку и питается за его счет. Лишь после того, как тот отомрет, растение начинает существовать самостоятельно. Таким образом, жизненный цикл папоротника щитовника мужского включает в себя смену бесполого и полового поколений.