Free Press

Blechnum attenuatum i inne paprocie rosnące na Montagu Pass w Western Cape. To jest faza sporofitu w cyklu życiowym paproci. Zdjęcie: Diane Turner, iSpot.

Fakty w numerze Veld & Flora z czerwca 2016 r. są kontynuacją faktów w numerze Veld & Flora z marca 2016 r., vol. 102(1), oraz Veld & Flora Factsheets on the Classification of Life w vol. 98(3) September 2012 i Plant Classification w vol. 101(4) December 2015.

Liście paproci z sori. Fot: Clare Archer, iSpot.

Różnorodność paprotników

Paprotniki lub Pteridophytes to grupa prymitywnych roślin. Obejmuje ona znaną paproć z jej wdzięcznymi frontami, ale także obejmuje wielką różnorodność roślin paprociopodobnych, które rosną w różnych siedliskach, od cienistych, wilgotnych lasów po pustynie. Podobnie jak mchy i wątrobowce (Bryophytes) nie mają nasion, kwiatów ani owoców, a rozmnażają się za pomocą zarodników. Rosną głównie na suchym lądzie, ale nadal potrzebują wody, aby się rozmnażać. W przeciwieństwie do Bryophytes mają system naczyniowy (wyspecjalizowane tkanki do transportu wody i składników odżywczych – ksylem i łyko).

Paprotniki są zwykle określane jako Pteridophytes, który obejmuje wszystkie zarodnikujące, rośliny naczyniowe. W starszych klasyfikacjach rośliny te były nieformalnie podzielone na „prawdziwe paprocie” i „sprzymierzeńców paproci”. Sprzymierzeńcy paproci” obejmowali mchy, kolczaki, kłosownicę, paprocie trzepaczkowate i skrzypy. Nowe badania w dziedzinie biologii molekularnej wymusiły kilka zmian w klasyfikacji paproci. Aby dokładniej odzwierciedlić zależności ewolucyjne, naukowcy proponują obecnie podzielić zarodnikujące rośliny naczyniowe na dwie formalne grupy: Lycophytes i Monilophytes.

Lycophytes obejmują Clubmosses, z których istnieją trzy rodzaje w południowej Afryce: Huperzia, Lycopodiella i Lycopodium, Spikemosses, które zawierają jeden rodzaj Selaginella z dziesięciu gatunków w południowej Afryce i Quillworts, które również zawierają jeden rodzaj, Isoetes, z co najmniej 14 gatunków w południowej Afryce. Ta starożytna grupa roślin była niegdyś płodna z wymarłymi gigantycznymi gatunkami Clubmosses rosnącymi do 40 m wysokości.

Monilophytes obejmują Snaketongue Ferns, z których jeden rodzaj, Ophioglossum, jest rodzimych w południowej Afryce, Whisk Ferns, z których jeden gatunek, Psilotum nudum, jest rodzimych w południowej Afryce, Skrzyp, z których jeden gatunek, African Horsetail (Equisetum ramosissimum), jest rdzenny dla południowej Afryki, paprocie ziemniaczane, z których tylko jeden gatunek, Ptisana fraxinea, jest rdzenny dla południowej Afryki, i paprocie Leptosporangiate, która jest największym i najbardziej zróżnicowana grupa, która zawiera około 270 gatunków rdzennych dla południowej Afryki.

The African Horsetail (Equisetum ramosissimum subsp. ramosissimum var. altissimum) jest jedynym gatunkiem skrzypu w Afryce Południowej. Zarodniki są ponoszone pod sporangiophores w stożkowatych struktur na końcach niektórych łodyg. Zdjęcie: Clare Archer, iSpot.

Prawie wszystkie rośliny lądowe rozmnażają się za pomocą dwóch odrębnych, naprzemiennych form życia: fazy płciowej, która wytwarza i uwalnia gamety lub komórki płciowe i umożliwia zapłodnienie, oraz fazy dyspersyjnej. Jest to adaptacja, która uwalnia rośliny od życia pod wodą i pozwala im żyć i rozmnażać się na suchym lądzie. Faza płciowa znana jest jako GAMETOPHYTE lub pokolenie haploidalne (n), a faza rozproszenia to SPOROPHYTE lub pokolenie diploidalne (2n).

W paprociach faza dyspersji kończy się wytworzeniem haploidalnych (n) zarodników (tj. każdy zarodnik ma pojedynczy zestaw chromosomów), które są uwalniane z kapsułek (sporangiów) znajdujących się na spodniej stronie liści paproci. Zarodniki te kiełkują i rozwijają się w maleńkie, wolno żyjące rośliny – prothallus. Jest to pokolenie płciowe (lub gametofit) rośliny paproci. Haploidalne (n) komórki płciowe lub gamety powstają w narządach płciowych (pylnikach i archegoniach) na spodniej stronie ogonka liściowego. Gameta męska (plemnik) płynie następnie w kierunku gamet żeńskich (jaja) w archegoniach ogonka liściowego. Tak więc, mimo że paprocie rosną głównie na lądzie, do zapłodnienia potrzebują obecności wody. Po połączeniu się jaja i plemnika, czyli zapłodnieniu, powstaje diploidalna (2n) zygota z dwoma zestawami chromosomów. Zygota rozwija się przez podział komórek, w procesie zwanym mitozą, w pokolenie rozproszone (lub sporofit) rośliny paprociowej, która jest znaną paprocią, którą widzimy rosnącą wszędzie wokół.

Diploidalny(2n) sporofit roślin paprociowych wytwarza sporangia lub kapsułki na spodniej stronie liści, w których produkowane są haploidalne (n) zarodniki. Czarne kropki, które zwykle widzimy na liściach to sori (singular sorus), które są skupiskami sporangiów. Zarodniki wewnątrz kapsułek przeszły proces podziału komórkowego zwany mejozą, w wyniku którego powstają cztery komórki potomne, z których każda ma połowę liczby chromosomów komórki macierzystej. Zarodniki zostają rozproszone, kiełkują i rozwijają się w haploidalne rośliny gametofitowe – i tak cykl trwa dalej.

Więc chociaż gametofit (n) i sporofit (2n) to dwie różne rośliny, u paproci sporofit jest tym, co widzimy i znamy jako paproć. Różni się to od cyklu życiowego mchów, drzew iglastych i roślin kwitnących, które są omówione w poprzednich i kolejnych arkuszach informacyjnych.

Niektóre paprocie rezygnują z płciowej fazy cyklu i rozmnażają się wegetatywnie. Zobacz 'The ferns of the Ntendeka Wilderness’ w Veld & Flora 67(4), 118-120, grudzień 1981.

W wydaniu Veld & Flora z 1981 roku, przeczytaj o 'The ferns of the Ntendeka Wilderness’ Veld & Flora 67(4), 118-120. W numerze z 1998 roku, przeczytaj o 'The ferns of Mariepskop’ Veld & Flora 84(4) 116-117. W wydaniu z 1994 roku, przeczytaj 'The weedy ferns of Ferncliffe: 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: styczeń 2007.

Odkryj więcej o południowoafrykańskich paprociach odwiedzając iSpot – i wyszukując 'ferns’ lub Wikipedię.

LINKS TO THE CURRICULUM

GRADE 11 Life Sciences, Strand 1: Diversity, Change and Continuity. Temat: Bioróżnorodność roślin. Treść: Grupowanie mszaków, pteridofitów, okrytozalążkowych i okrytozalążkowych.

GRADE 12 Life Sciences, Strand 1: Życie na poziomie molekularnym, komórkowym i tkankowym. Temat: Mejoza: proces podziału redukcyjnego cele podziału redukcyjnego (gametogeneza i wyjątki: mchy, paprocie), Znaczenie mejozy: diploid do haploidu: produkcja gamet.

Tekst autorstwa Caroline Voget z pomocą dr Ronell R Klopper, South African National Plant Checklist Co-ordinator, SANBI. Następujące książki i strony internetowe zostały skonsultowane: The Story of Life and the Environment: An African perspective autorstwa Jo van As, Johann du Preez, Leslie Brown i Nico Smit, wydanej przez Struik Nature, a także ze stron internetowych, w tym: strona Iziko Museum, podręcznik online, Prentice Hall, Wikipedia i The Encyclopaedia of Life.

.