2.56: Деревні папороті

Last updated
Save as PDF

Page ID: 7298

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Деревні папороті (рід Dryopteris) є групою з понад 400 видів і зазвичай зустрічаються в помірних районах, особливо в лісах. Багато хто висаджується як декоративні рослини, і вони зазвичай використовуються в озелененні та садах. Група відома гідридизацією, поліплоїдією та подальшим видоутворенням, що становить велику кількість видів (див. Обговорення видоутворення через поліплоїдію в главі 28).

Таксономія і філогенія

Деревні папороті є членами групи Pterophyta, папороті, до складу якої входять папороті, хвощі і папороті віск. Більшість спостерігачів визнають десять порядків у групі, найбільшим з них є Polypodiales, який містить приблизно 80% приблизно 12 000 видів, поміщених у Птерофіту, і є порядком, який містить Dryopteridaceae, сімейство приблизно 1700 видів, що містять Dryopteris. Серед інших особливостей, які об'єднують поліподіалів, - спорангіум із смугою клітин, кільцеве кільце, яке переривається стеблом, який прикріплює спорангіум до листа папороті.

Одиночна скрипка — Папороть скрипка, ранній ріст листя папороті спостерігається навесні.

Структура

Деревні папороті мають підземний стебло (кореневище), з якого виходять листя. У більшості деревних папоротей листя утворюються гронами, які утворюють урноподібні круглі групи листя. Листя з'являються навесні як скрипки, демонструючи те, що відомо як «цирцинатна вернація», тобто вони згортаються і розгортаються від основи вгору. Листя більшості деревних папоротей розсікають 2-4 рази. Черешок (стрип) листа, як правило, має великі, чешуйчасті нарости. Спорангії виробляються на нижній стороні листя в кластерах, які називаються «фруктовими крапками». Існує клапоть тканини, званий індузієм, який охоплює скупчення спорангії.

Ілюстрація папороті, що показує деталі суперечок — Листя та смужка папороті Dryopteris, що показують «плодові крапки» (скупчення спорангії) на нижній стороні листя. Цей лист папороті розсікають двічі (тобто кожен листочок має листочки). Праворуч від листя папороті показаний спорангіум, структура, яка виробляє та розсіює спори папороті; нижче показана група спорангій, покритих індузієм.

розмноження

Як і всі рослини, деревні папороті демонструють чергування поколінь з видимим спорофітом і важкодоступним бісексуальним гаметофітом, який невеликий, рідко помічений і швидко переростає спорофітом, що виростає з архегонії. Сперми джгутикуються і підпливають до яйцеклітини.

Спорангія всіх папоротей у Поліподіалів - це невеликі стеблисті структури заввишки менше міліметра.

Вони мають смугу спеціалізованих клітин, званих кільцевим кільцем (червона стрілка на вершині), які проходять, починаючи з стебла, приблизно на 80% окружності спорангія. Коли спорангіум починає висихати, спорангій розщеплюється між двома клітинами трохи нижче кільцевого простору (зелена стрілка, праворуч). Клітини кільцевого кільця мають спеціалізовані потовщення, які можуть накопичувати енергію, коли спорангія висихає, а кільцеве кільце скорочується, щоб повністю відкрити спорангіум. Усадка породжує напругу в кільцевому просторі, яке в кінцевому підсумку долає міцність водяних стовпів, які утримують кільцеве кільце разом. При розриві водяних стовпів верхівка спорангіума стрімко замикається назад, розганяючи спори в повітря.

Матерія і енергія

Деревні папороті (як спорофіт, так і гаметофіт) - типовий фотоавтотроф s, який використовує енергію сонячного світла для синтезу вуглеводів з вуглекислого газу, а потім використовує вуглеводи як джерело енергії в клітинному диханні та як будівельні матеріали для синтезу різноманітних біомолекул.

Взаємодії

Деревні папороті містять ряд токсинів і рідко пасуться ссавцями, але їх їдять деякі гусениці. Деревні папороті зустрічаються на всьому сході США, як правило, в лісових ситуаціях.