Free Press

Blechnum attenuatum ja muita saniaisia, jotka kasvavat Montagu Passilla Länsi-Kapissa. Tämä on saniaisen elinkaaren sporofyyttivaihe. Kuva: Diane Turner, iSpot.

Tietolehtinen Veld & Flora -lehden kesäkuun 2016 numerossa on jatkoa tietolehtiselle, joka julkaistiin maaliskuun 2016 numerossa Veld & Flora, vol. 102(1), ja Veld & Flora Factsheet on the Classification of Life vol. 98(3) syyskuussa 2012 ja Plant Classification vol. 101(4) joulukuussa 2015.

Saniaisen lehdet, joissa on sori. Kuva: Clare Archer, iSpot.

SÄILIÖIDEN MONIMUOTOISUUS

Säiliöt eli pteridofyytit ovat alkukantaisten kasvien ryhmä. Siihen kuuluu tuttu saniainen siroine lehtineen, mutta se käsittää myös suuren määrän erilaisia saniaisen kaltaisia kasveja, jotka kasvavat erilaisissa elinympäristöissä varjoisista, kosteista metsistä aavikoihin. Sammalten ja maksaruohojen (Bryofyytit) tavoin niillä ei ole siemeniä, kukkia tai hedelmiä, vaan ne lisääntyvät itiöiden avulla. Ne kasvavat enimmäkseen kuivalla maalla, mutta tarvitsevat silti vettä lisääntyäkseen. Toisin kuin Bryofyyteillä, niillä on verisuonisto (erikoistunut kudos veden ja ravinteiden kuljettamiseen – ksyleemi ja floemi).

Sammalista käytetään yleensä nimitystä Pteridofyytit, johon kuuluvat kaikki itiöitä kantavat, verisuonikasvit. Vanhemmissa luokituksissa nämä kasvit jaettiin epävirallisesti ”oikeisiin saniaisiin” ja ”saniaisliittolaisiin”. Saniaisliittolaisiin kuuluivat keräsammalet, piikkisammalet, piikkisammalet, vispiläsammalet ja hevoskärsämöt. Uudet molekyylibiologiset tutkimukset ovat edellyttäneet muutamia muutoksia saniaisten luokitteluun. Jotta evolutiiviset suhteet näkyisivät tarkemmin, tutkijat ehdottavat nyt, että itiöitä kantavat verisuonikasvit jaetaan kahteen viralliseen ryhmään: Lykofyytit ja monilofyytit.

Lykofyytteihin kuuluvat keräsammalet, joita on eteläisessä Afrikassa kolme sukua: Huperzia, Lycopodiella ja Lycopodium, piikkisammalet, joihin kuuluu yksi ainoa suku Selaginella, jolla on kymmenen lajia eteläisessä Afrikassa, ja viitasammalet, joihin kuuluu niin ikään yksi ainoa suku, Isoetes, jolla on ainakin 14 lajia eteläisessä Afrikassa. Tämä muinainen kasviryhmä oli aikoinaan runsas, ja sukupuuttoon kuolleet jättiläismäiset Clubmosses-lajit kasvoivat jopa 40 metriä korkeiksi.

Monilofyytteihin kuuluvat käärmekielisaniaiset, joista yksi suku, Ophioglossum, on kotoperäinen eteläisessä Afrikassa, vispiläsaniaiset, joista yksi laji, Psilotum nudum, on kotoperäinen eteläisessä Afrikassa, hevoskärsämöt, joista yksi laji, afrikanhevoskärsämö (Equisetum ramosissimum), on kotoperäinen eteläisessä Afrikassa, perunasaniaiset, joista vain yksi laji, Ptisana fraxinea, on kotoperäinen eteläisessä Afrikassa, ja Leptosporangiate-saniaiset, joka on suurin ja monipuolisin ryhmä, johon kuuluu noin 270 eteläisessä Afrikassa kotoperäistä lajia.

Afrikanhorsma (Equisetum ramosissimum subsp. ramosissimum var. altissimum) on ainoa eteläisen Afrikan hevoshevoslaji. Sen itiöt sijaitsevat sporangioforeissa joidenkin varsien kärjissä olevissa kartiomaisissa rakenteissa. Kuva: Clare Archer, iSpot.

Lähes kaikki maakasvit lisääntyvät kahden erillisen, vuorottelevan elämänmuodon avulla: sukupuolisen vaiheen, joka tuottaa ja vapauttaa sukusoluja eli sukusoluja ja mahdollistaa hedelmöittymisen, ja leviämisvaiheen. Tämä on sopeutuminen, joka vapauttaa kasvit vedenalaisesta elämästä ja antaa niille mahdollisuuden elää ja lisääntyä kuivalla maalla. Sukupuolivaihe tunnetaan nimellä GAMETOPYYTTI eli haploidi (n) sukupolvi ja leviämisvaihe nimellä SPOROPYYTTI eli diploidi (2n) sukupolvi.

Saniaisissa leviämisvaihe huipentuu haploidien (n) itiöiden tuottamiseen (eli jokaisella itiöllä on yksi ainoa kromosomisarja), jotka vapautuvat kapseleista (sporangioista), joita kannetaan saniaisten lehtien alapuolella. Nämä itiöt itävät ja kasvavat pieniksi, vapaasti eläviksi kasveiksi (prothallus). Tämä on saniaiskasvin sukupolvi (gametofyytti). Haploidiset (n) sukusolut eli sukusolut muodostuvat prothalluksen alapuolella olevissa sukupuolielimissä (antheridia ja archegonia). Uroksen sukusolut (siittiöt) uivat sitten kohti naaraan sukusoluja (munia) prothalluksen archegoniassa. Vaikka saniaiset kasvavat enimmäkseen maalla, ne tarvitsevat vettä hedelmöittymisen helpottamiseksi. Kun munasolun ja siittiöiden yhdistyminen eli hedelmöittyminen on tapahtunut, muodostuu diploidi (2n) zygootti, jolla on kaksi kromosomiparia. Zygootti kasvaa solujen jakaantumisen kautta mitoosiksi kutsutussa prosessissa saniaiskasvin hajottajasukupolveksi (eli sporofyytiksi), joka on tuttu saniainen, jonka näemme kasvavan kaikkialla.

Diploidiset (2n) sporofyytit tuottavat lehtiensä alapuolelle sporangioita eli kapseleita, joissa syntyy haploidisia (n) itiöitä. Mustat pisteet, jotka tavallisesti näemme lehdissä, ovat sori (yksikkö sorus), jotka ovat sporangioiden klustereita. Kapseleiden sisällä olevat itiöt ovat läpikäyneet meioosiksi kutsutun solunjakautumisprosessin, jonka tuloksena syntyy neljä tytärsolua, joilla kullakin on puolet vanhemman solun kromosomimäärästä. Nämä itiöt leviävät, itävät ja kasvavat haploidiksi gametofyytiksi – ja niin kierto jatkuu.

Vaikka siis gametofyytti (n) ja sporofyytti (2n) ovat kaksi eri kasvia, saniaisissa sporofyytti on se, jonka me näemme ja tunnemme saniaisena. Tämä eroaa sammalten, havupuiden ja kukkivien kasvien elinkierrosta, joita käsitellään aiemmissa ja myöhemmissä tietolehdissä.

Jotkut saniaiset luopuvat elinkierron sukupuolivaiheesta ja lisääntyvät kasvullisesti. Katso ”The ferns of the Ntendeka Wilderness”, Veld & Flora 67(4), 118-120, joulukuu 1981.

Lue Veld & Flora -lehden vuoden 1981 numerosta ”The ferns of the Ntendeka Wilderness” Veld & Flora 67(4), 118-120. Vuoden 1998 numerossa, lue ’The ferns of Mariepskop’ Veld & Flora 84(4) 116-117. Vuoden 1994 numerossa, lue ’Ferncliffen rikkaruohoiset saniaiset: Unusual invaders threaten Natal’s flora’ Veld & Flora 80(3), 88-90.

’To be or not to be a fern ally’ by Ronell and Arrie Klopper, Pteridoforum 80: January 2007.

Löydä lisää eteläafrikkalaisista saniaisista vierailemalla iSpotissa – ja etsimällä hakusanalla ’ferns’ tai Wikipediasta.

LINKIT OPETUSSUUNNITELMAAN

LUOKKA 11 Elämänkatsomustieto, Aihekokonaisuus 1: Monimuotoisuus, muutos ja jatkuvuus. Aihealue: Kasvien biologinen monimuotoisuus. Sisältö: Bryofyyttien, pteridofyyttien, gymnospermien ja angiospermien ryhmittely.

GRADE 12 Life Sciences Lohko 1: Elämä molekyyli-, solu- ja kudostasolla. Aihe: Meioosi: pelkistymisjakautuminen pelkistymisjakautumisen tarkoitukset (gametogeneesi ja poikkeukset: sammalet, saniaiset), meioosin merkitys: diploidista haploidiksi: sukusolujen tuottaminen.

TEKSTI: Caroline Voget, apunaan tohtori Ronell R Klopper, Etelä-Afrikan kansallisen kasvien tarkistusluettelon koordinaattori, SANBI. Seuraavia kirjoja ja verkkosivuja käytettiin: The Story of Life and the Environment: An African perspective, Jo van As, Johann du Preez, Leslie Brown ja Nico Smit, Struik Nature -julkaisu: Iziko-museon verkkosivusto, Online Textbook, Prentice Hall, Wikipedia ja The Encyclopaedia of Life.