Free Press

Blechnum attenuatum en andere varens groeien op Montagu Pass in de Westkaap. Dit is de sporofytenfase van de levenscyclus van de varen. Foto: Diane Turner, iSpot.

De factsheet in het juninummer 2016 van Veld & Flora is een vervolg op de factsheet in het maartnummer 2016 van Veld & Flora, vol. 102(1), en de Veld & Flora Factsheets over de Classificatie van het Leven in vol. 98(3) september 2012 en Plantenclassificatie in vol. 101(4) december 2015.

Varenbladeren met sori. Foto: Clare Archer, iSpot.

EEN DIVERSITEIT VAN VAREN

Varen of Pteridophyten zijn een groep primitieve planten. Zij omvat de bekende varen met zijn sierlijke bladeren, maar ook een grote verscheidenheid van varenachtige planten die groeien in een verscheidenheid van habitats, van schaduwrijke, vochtige bossen tot woestijnen. Net als mossen en levermossen (Bryophyten) hebben ze geen zaden, bloemen of vruchten, en planten ze zich voort door middel van sporen. Zij groeien meestal op droog land, maar hebben toch water nodig om zich voort te planten. In tegenstelling tot Bryophyten hebben zij een vaatstelsel (gespecialiseerd weefsel voor het transport van water en voedingsstoffen – xyleem en floëem).

Varen worden gewoonlijk aangeduid als Pteridophyten, waartoe alle sporen dragende, vaatplanten behoren. In oudere classificaties werden deze planten informeel verdeeld in ‘echte varens’ en ‘varenbondgenoten’. Tot de “varenbondgenoten” behoorden de clubmossen, spikemossen, kokerbloemen, gardevarens en paardenstaarten. Nieuw onderzoek in de moleculaire biologie heeft enkele wijzigingen in de varenclassificatie noodzakelijk gemaakt. Om de evolutionaire verwantschap nauwkeuriger weer te geven, stellen wetenschappers nu voor om de sporendragende, vaatplanten in twee formele groepen te verdelen: Lycofyten en Monilofyten.

Lycofyten omvatten de Clubmossen, waarvan er drie geslachten in zuidelijk Afrika voorkomen: Huperzia, Lycopodiella en Lycopodium, Spikemossen die één enkel geslacht Selaginella omvatten met tien soorten in zuidelijk Afrika en de Quillworts, die eveneens één enkel geslacht omvatten, Isoetes, met ten minste 14 soorten in zuidelijk Afrika. Deze oude plantengroep was ooit vruchtbaar met uitgestorven reusachtige soorten Clubmosses die tot 40 m hoog konden worden.

Monilofyten zijn onder meer de Snaketongvarens waarvan één geslacht, Ophioglossum, inheems is in zuidelijk Afrika, de Whiskvarens waarvan één soort, Psilotum nudum, inheems is in zuidelijk Afrika, de Paardenstaarten waarvan één soort, de Afrikaanse Heermoes (Equisetum ramosissimum), inheems is in zuidelijk Afrika, de Aardappelvarens waarvan slechts één soort, Ptisana fraxinea, inheems is in zuidelijk Afrika, en de Leptosporangiate Varens, de grootste en meest diverse groep die ongeveer 270 soorten bevat die inheems zijn in zuidelijk Afrika.

De Afrikaanse heermoes (Equisetum ramosissimum subsp. ramosissimum var. altissimum) is de enige heermoes-soort in Zuid-Afrika. De sporen worden gedragen onder sporangiophorae in de kegelvormige structuren aan de uiteinden van sommige stengels. Foto: Clare Archer, iSpot.

Al bijna alle landplanten planten zich voort door middel van twee verschillende, elkaar afwisselende levensvormen: een seksuele fase waarin geslachtscellen of geslachtscellen worden geproduceerd en vrijgegeven en bevruchting mogelijk is, en een verspreidingsfase. Dit is een aanpassing die de planten bevrijdt van een leven onder water en hen in staat stelt op het droge te leven en zich voort te planten. De seksuele fase staat bekend als de GAMETOPHYTE of haploïde (n) generatie en de verspreidingsfase is de SPOROPHYTE of diploïde (2n) generatie.

In varens culmineert de verspreidingsfase in de productie van haploïde (n) sporen (d.w.z. elke spore heeft één stel chromosomen) die vrijkomen uit capsules (sporangia) die aan de onderzijde van varenbladeren worden gedragen. Deze sporen ontkiemen en groeien uit tot kleine, vrij levende plantjes – de prothallus. Dit is de geslachtelijke (of gametofyte) generatie van de varenplant. Haploïde (n) geslachtscellen of gameten worden gevormd in de geslachtsorganen (de antheridia en archegonia) aan de onderzijde van het prothallus. De mannelijke gameten (zaadcellen) zwemmen vervolgens naar de vrouwelijke gameten (eicellen) in de archegonia van de prothallus. Hoewel varens dus meestal op het land groeien, hebben zij toch de aanwezigheid van water nodig om de bevruchting te vergemakkelijken. Zodra de versmelting van eicel en zaadcel – of bevruchting – heeft plaatsgevonden, vormt zich een diploïde (2n) zygote met twee sets chromosomen. De zygote groeit door celdeling, in een proces dat mitose wordt genoemd, uit tot de verspreidende (of sporofyte) generatie van de varenplant, de bekende varen die we overal zien groeien.

De diploïde (2n) sporofyte varenplanten produceren aan de onderkant van hun bladeren sporangia of capsules waarin haploïde (n) sporen worden geproduceerd. De zwarte stippen die we gewoonlijk op het blad zien, zijn sori (enkelvoud sorus) die clusters van sporangiën zijn. De sporen in de capsules hebben een celdelingsproces ondergaan dat meiose heet en dat resulteert in vier dochtercellen met elk de helft van het aantal chromosomen van de oudercel. De sporen worden verspreid en ontkiemen en groeien uit tot haploïde gametofyten – en zo gaat de cyclus verder.

Dus hoewel de gametofyt (n) en de sporofyt (2n) twee verschillende planten zijn, is bij varens de sporofyt datgene wat wij zien en kennen als een varen. Dit verschilt van de levenscyclus van mossen, coniferen en bloeiende planten, die in vorige en volgende factsheets worden behandeld.

Sommige varens zien af van de seksuele fase van de cyclus en planten zich vegetatief voort. Zie ‘De varens van de Ntendeka Wildernis’ in Veld & Flora 67(4), 118-120, december 1981.

In het nummer van Veld & Flora van 1981, lees over ‘De varens van de Ntendeka Wildernis’ Veld & Flora 67(4), 118-120. Lees in het nummer van 1998 over ‘De varens van Mariepskop’ Veld & Flora 84(4) 116-117. Lees in het nummer van 1994 ‘De onkruidvarens van Ferncliffe: Ongewone indringers bedreigen Natal’s flora’ Veld & Flora 80(3), 88-90.

‘To be or not to be a fern ally’ door Ronell en Arrie Klopper, Pteridoforum 80: januari 2007.

Ontdek meer over Zuid-Afrikaanse varens door iSpot te bezoeken – en te zoeken op ‘varens’ of Wikipedia.

LINKS TO THE CURRICULUM

GRADE 11 Levenswetenschappen, Onderdeel 1: Diversiteit, verandering en continuïteit. Onderwerp: Biodiversiteit van planten. Inhoud: Groepering van bryofyten, pteridofyten, gymnospermen en angiospermen.

GRADE 12 Levenswetenschappen, deel 1: Het leven op moleculair, cellulair en weefselniveau. Onderwerp: Meiose: het proces van reductiedeling doeleinden van reductiedeling (gametogenese en uitzonderingen: mossen, varens), Belang van meiose: diploïd naar haploïd: productie van gameten.

TEXT by Caroline Voget with assistance from Dr Ronell R Klopper, South African National Plant Checklist Co-ordinator, SANBI. De volgende boeken en websites werden geraadpleegd: The Story of Life and the Environment: Een Afrikaans perspectief door Jo van As, Johann du Preez, Leslie Brown en Nico Smit, uitgegeven door Struik Nature en ook van online sites waaronder: De website van het Iziko Museum, het Online Leerboek, Prentice Hall, Wikipedia en The Encyclopaedia of Life.