Free Press

Blechnum attenuatum és más páfrányok a Montagu-hágón, a Nyugat-foki-szigeteken. Ez a páfrányok életciklusának sporofita fázisa. Fénykép: Diane Turner, iSpot.

A Veld & Flora 2016. júniusi számában megjelent adatlap a Veld & Flora 2016. márciusi számában megjelent adatlap folytatása. 102(1) számában, valamint a Veld & Flora 2012. szeptemberi 98(3) évfolyamában és a 2015. decemberi 101(4) évfolyamában megjelent, az élet osztályozásáról szóló adatlapok után.

Páfránylevelek sori-val. Fénykép: Clare Archer, iSpot.

A PERMÁNOK DIVERSITÁSA

A páfrányok vagy pteridofiták az ősnövények egy csoportja. Ide tartozik a jól ismert páfrány a kecses hajtásaival, de magában foglalja a páfrányszerű növények nagy változatosságát is, amelyek az árnyékos, nedves erdőtől a sivatagokig a legkülönbözőbb élőhelyeken nőnek. A mohákhoz és májvirágokhoz (Bryophyták) hasonlóan nincsenek magvaik, virágaik vagy terméseik, és spórák útján szaporodnak. Többnyire szárazföldön nőnek, de szaporodásukhoz vízre van szükségük. A Bryophytáktól eltérően érrendszerrel rendelkeznek (a víz és a tápanyagok szállítására specializálódott szövetek – xiléma és floem).

A páfrányokat általában Pteridophytáknak nevezik, amelybe az összes spóratermelő, érrendszeres növény tartozik. A régebbi osztályozásokban ezeket a növényeket informálisan “valódi páfrányokra” és “páfrányszövetségesekre” osztották. A “páfránypáfrányok szövetségesei” közé tartoztak a páfránymohák, a tüskésmohák, a páfránypáfrányok, a habpáfrányos páfrányok és a lófarkak. A molekuláris biológia új kutatásai szükségessé tettek néhány változtatást a páfrányok osztályozásában. Az evolúciós kapcsolatok pontosabb tükrözése érdekében a tudósok most azt javasolják, hogy a spóratermelő, érrendszeri növényeket két hivatalos csoportra osszák:

A licofiták közé tartoznak a klubmohák, amelyek közül három nemzetség él Afrika déli részén: Huperzia, Lycopodiella és Lycopodium, a tüskésmohák, amelyek egyetlen nemzetséget, a Selaginella-t tartalmaznak, amelynek tíz faja él Afrika déli részén, valamint a nyírfűfélék, amelyek szintén egyetlen nemzetséget, az Isoetes-t tartalmazzák, amelynek legalább 14 faja él Afrika déli részén. Ez az ősi növénycsoport egykor termékeny volt, a Clubmosses kihalt óriás, akár 40 m magasra is megnövő fajaival.

A monilofiták közé tartoznak a kígyónyelvű páfrányok, amelyek közül egy nemzetség, az Ophioglossum, Afrika déli részén őshonos, az ostoros páfrányok, amelyek közül egy faj, a Psilotum nudum, Afrika déli részén őshonos, a lószerszámok, amelyek közül egy faj, az afrikai lószerszám (Equisetum ramosissimum), a burgonyapáfrányok, amelyek közül csak egy faj, a Ptisana fraxinea őshonos Dél-Afrikában, és a leptosporangiás páfrányok, amely a legnagyobb és legváltozatosabb csoport, amely mintegy 270, Dél-Afrikában őshonos fajt tartalmaz.

Az afrikai zsurló (Equisetum ramosissimum subsp. ramosissimum var. altissimum) az egyetlen dél-afrikai zsurlófaj. A spórákat a sporangiopórák alatt hordozza a kúpszerű szerkezetekben, egyes szárak csúcsán. Fénykép: Clare Archer, iSpot.

Majdnem minden szárazföldi növény két különböző, egymást váltó életformával szaporodik: egy ivaros fázis, amely ivarsejteket vagy ivarsejteket termel és bocsát ki, és lehetővé teszi a megtermékenyítést, valamint egy szóródási fázis. Ez egy olyan alkalmazkodás, amely megszabadítja a növényeket a víz alatti élettől, és lehetővé teszi számukra, hogy a szárazföldön éljenek és szaporodjanak. Az ivaros fázis a GAMETOPHYTE vagy haploid (n) generáció, a szóródási fázis pedig a SPOROPHYTE vagy diploid (2n) generáció.

A páfrányokban a szóródási fázis a haploid (n) spórák termelésében csúcsosodik ki (azaz minden spóra egyetlen kromoszómakészlettel rendelkezik), amelyek a páfránylevelek alján található kapszulákból (sporangiumokból) szabadulnak ki. Ezek a spórák kicsíráznak és apró, szabadon élő növényekké – a prothallusokká – fejlődnek. Ez a páfránynövény ivaros (vagy gametofita) nemzedéke. A haploid (n) ivarsejtek vagy ivarsejtek a prothallus alján lévő ivarszervekben (antheridia és archegonia) képződnek. A hímivarsejtek (spermiumok) ezután a prothallus archegóniáiban lévő nőivarsejtek (peték) felé úsznak. Így, bár a páfrányok többnyire a szárazföldön nőnek, a megtermékenyülés elősegítéséhez mégis szükségük van a víz jelenlétére. A petesejt és a spermium összeolvadása – vagyis a megtermékenyítés – után egy diploid (2n) zigóta alakul ki két kromoszómakészlettel. A zigóta sejtosztódás útján, a mitózisnak nevezett folyamat során a páfránynövény szóródó (vagy sporofita) nemzedékévé fejlődik, amely az ismerős páfrány, amelyet mindenfelé látunk növekedni.

A diploid (2n) sporofita páfránynövények a leveleik alján sporangiumokat vagy kapszulákat termelnek, amelyekben haploid (n) spórák keletkeznek. A fekete pöttyök, amelyeket általában a levélen látunk, sori (egyes számban sorus), amelyek a sporangiumok csomói. A kapszulákban lévő spórák a meiózisnak nevezett sejtosztódási folyamaton mentek keresztül, amelynek eredményeként négy leánysejt keletkezik, amelyek mindegyike az anyasejt kromoszómáinak felével rendelkezik. A spórák szétszóródnak, kicsíráznak és haploid gametofita növényekké fejlődnek – és így folytatódik a körforgás.

Noha tehát a gametofita (n) és a sporofita (2n) két különböző növény, a páfrányokban a sporofita az, amit páfrányként látunk és ismerünk. Ez eltér a mohák, a tűlevelűek és a virágos növények életciklusától, amelyekkel az előző és a következő adatlapok foglalkoznak.

Néhány páfrány nélkülözi a ciklus ivaros szakaszát, és vegetatív módon szaporodik. Lásd: “A Ntendeka vadon páfrányai” a Veld & Flora 67(4), 118-120, 1981. december.

A Veld & Flora 1981-es számában olvasható: “A Ntendeka vadon páfrányai” Veld & Flora 67(4), 118-120. Az 1998-as számban olvasható: “A Mariepskop páfrányairól” Veld & Flora 84(4) 116-117. Az 1994-es számban olvasható ‘A gyomos páfrányok Ferncliffe-ben: Unusual invaders threaten Natal’s flora’ Veld & Flora 80(3), 88-90.

‘To be or not to be a páfrányok szövetségese’ by Ronell and Arrie Klopper, Pteridoforum 80: 2007. január.

Tudjon meg többet a dél-afrikai páfrányokról, ha ellátogat az iSpotra – és rákeres a ‘páfrányok’ kifejezésre vagy a Wikipédiára.

Hivatkozások a tananyaghoz

11. évfolyam Élettudományok, 1. terület: Sokféleség, változás és folyamatosság. Téma: A növények biológiai sokfélesége. Tartalom: A bryofiták, pteridofiták, gymnospermák és angiospermák csoportosítása.

GRADE 12 Life Sciences Strand 1: Life at Molecular, cellular and tissue level. Téma: Meiózis: a redukciós osztódás folyamata a redukciós osztódás céljai (gametogenezis és kivételek: mohák, páfrányok), A meiózis jelentősége: diploidból haploiddá: ivarsejtek előállítása.

TEXT by Caroline Voget with assistance from Dr Ronell R Klopper, South African National Plant Checklist Co-ordinator, SANBI. A következő könyveket és weboldalakat tanulmányoztuk: Az élet és a környezet története: An African perspective by Jo van As, Johann du Preez, Leslie Brown and Nico Smit, kiadó: Struik Nature, valamint online oldalakról, többek között a következőkről: An African perspective by Jo van As, Johann du Preez, Leslie Brown and Nico Smit, kiadó: Struik Nature: Iziko Múzeum honlapja, az Online Tankönyv, a Prentice Hall, a Wikipédia és a The Encyclopaedia of Life.