Free Press

Blechnum attenuatum och andra ormbunkar som växer på Montagu Pass i Western Cape. Detta är sporofytfasen i ormbunkslivets livscykel. Foto: Foto: Diane Turner, iSpot.

Faktabladet i juni 2016 års nummer av Veld & Flora följer på faktabladet i mars 2016 års nummer av Veld & Flora, vol. 102(1), och Veld & Floras faktablad om livets klassificering i vol. 98(3) september 2012 och växtklassificering i vol. 101(4) december 2015.

Fernblad med sori. Foto: Foto: Clare Archer, iSpot.

En mångfald av ormbunkar

Ormbunkar eller pteridofyter är en grupp primitiva växter. Den omfattar den välkända ormbunken med sina graciösa blad, men också en stor mångfald av ormbunksliknande växter som växer i en mängd olika livsmiljöer, från skuggiga, fuktiga skogar till öknar. I likhet med mossor och levermossor (Bryofyter) har de inga frön, blommor eller frukter, utan förökar sig med hjälp av sporer. De växer mestadels på torr mark men behöver ändå vatten för att kunna föröka sig. Till skillnad från Bryofyter har de ett kärlsystem (specialiserad vävnad för att transportera vatten och näringsämnen – xylem och floem).

Färnor brukar kallas Pteridofyter, som omfattar alla sporbärande, kärlväxter. I äldre klassificeringar delades dessa växter informellt in i ”äkta ormbunkar ”och ”ormbunksallierade”. Till ”ormbunkarna” hörde klubbmossor, spikmossor, kvillvårtor, vispborrar och hästsvansar. Ny forskning inom molekylärbiologin har gjort det nödvändigt att göra några ändringar i klassificeringen av ormbunkar. För att bättre återspegla de evolutionära relationerna föreslår forskarna nu att man delar in sporbärande kärlväxter i två formella grupper: Lycophytes och Monilophytes.

Lycophytes inkluderar Clubmosses, av vilka det finns tre släkten i södra Afrika: Huperzia, Lycopodiella och Lycopodium, Spikemosses som innehåller ett enda släkte Selaginella med tio arter i södra Afrika och Quillworts, som också innehåller ett enda släkte, Isoetes, med minst 14 arter i södra Afrika. Denna uråldriga växtgrupp var en gång rik på utdöda jättearter av klubbmossor som blev upp till 40 meter höga.

Monilofyter omfattar ormbunkar, varav ett släkte, Ophioglossum, är inhemskt i södra Afrika, vispborrar, varav en art, Psilotum nudum, är inhemskt i södra Afrika, hästsvansar, varav en art, afrikansk hästsvans (Equisetum ramosissimum), är inhemsk i södra Afrika, potatisfärsen, där endast en art, Ptisana fraxinea, är inhemsk i södra Afrika, och leptosporangianerna, som är den största och mest diversifierade gruppen med omkring 270 arter som är inhemsk i södra Afrika.

Den afrikanska hästsvansen (Equisetum ramosissimum subsp. ramosissimum var. altissimum) är den enda arten av hästsvans i Sydafrika. Sporerna bärs under sporangioorer i kägelliknande strukturer i spetsarna på en del av stjälkarna. Foto: Foto: Clare Archer, iSpot.

Nästan alla landväxter förökar sig med hjälp av två distinkta, alternerande livsformer: en sexuell fas som producerar och släpper ut könsceller eller könsceller och möjliggör befruktning, och en spridningsfas. Detta är en anpassning som befriar växterna från ett liv under vatten och gör det möjligt för dem att leva och föröka sig på torra land. Den sexuella fasen kallas GAMETOPHYTE eller haploid (n)-generation och spridningsfasen är SPOROPHYTE eller diploid (2n)-generation.

I ormbunkar kulminerar spridningsfasen i produktionen av haploida (n) sporer (dvs. varje spor har en enda uppsättning kromosomer) som frigörs från kapslar (sporangier) som bärs på undersidan av ormbunksbladen. Sporerna gror och växer till små, fritt levande växter – prothallus. Detta är den sexuella generationen (eller gametofyten) av ormbunksväxten. Haploida (n) könsceller eller könsceller bildas i könsorganen (antheridia och archegonia) på undersidan av prothallus. De manliga könscellerna (spermier) simmar sedan mot de kvinnliga könscellerna (ägg) i prothallens archegonia. Även om ormbunkar huvudsakligen växer på land behöver de alltså vatten för att underlätta befruktningen. När ägget och spermierna smälter samman – eller befruktningen – bildas en diploid (2n) zygot med två uppsättningar kromosomer. Zygoten växer genom celldelning, i en process som kallas mitos, till den sporofytiska generationen av ormbunksväxten som är den välkända ormbunken som vi ser växa överallt.

De diploida (2n) sporofytiska ormbunksväxterna producerar sporangier eller kapslar på undersidan av bladen i vilka haploida (n) sporer produceras. De svarta prickar som vi normalt ser på bladet är sori (singular sorus) som är kluster av sporangier. Sporerna i kapslarna har genomgått en celldelningsprocess som kallas meios som resulterar i fyra dotterceller som var och en har hälften så många kromosomer som föräldracellen. Sporerna sprids och gror och växer till haploida gametofyteplantor – och så fortsätter cykeln.

Så även om gametofyten (n) och sporofyten (2n) är två olika plantor är sporofyten i ormbunkar det vi ser och känner till som en ormbunke. Detta skiljer sig från livscykeln hos mossor, barrträd och blomväxter, som behandlas i tidigare och efterföljande faktablad.

Vissa ormbunkar slipper den sexuella fasen i cykeln och förökar sig vegetativt. Se ”The ferns of the Ntendeka Wilderness” i Veld & Flora 67(4), 118-120, december 1981.

I 1981 års nummer av Veld & Flora kan du läsa om ”The ferns of the Ntendeka Wilderness” Veld & Flora 67(4), 118-120. I 1998 års nummer kan man läsa om ”The ferns of Mariepskop” Veld & Flora 84(4) 116-117. I 1994 års nummer kan du läsa om ”The weedy ferns of Ferncliffe”: Veld & Flora 80(3), 88-90.

”To be or not to be a fern ally” av Ronell och Arrie Klopper, Pteridoforum 80: januari 2007.

Upptäck mer om sydafrikanska ormbunkar genom att besöka iSpot – och söka efter ”ormbunkar” eller Wikipedia.

LINKS TO THE CURRICULUM

GRADE 11 Life Sciences, Strand 1: Diversity, Change and Continuity. Ämne: Mångfald, variation och kontinuitet: Växters biologiska mångfald. Innehåll: Gruppering av bryofyter, pteridofyter, gymnospermer och angiospermer.

GRADE 12 Biovetenskap, del 1: Livet på molekylär, cellulär och vävnadsnivå. Ämne: Meiosis: processen för reduktionsdelning ändamål med reduktionsdelning (gametogenes och undantag: mossor, ormbunkar), meiosens betydelse: diploid till haploid: produktion av gameter.

TEXT av Caroline Voget med hjälp av Dr Ronell R Klopper, South African National Plant Checklist Co-ordinator, SANBI. Följande böcker och webbplatser har konsulterats: Livets och miljöns historia: An African perspective av Jo van As, Johann du Preez, Leslie Brown och Nico Smit, utgiven av Struik Nature och även från webbplatser på nätet, bland annat: Iziko Museum’s webbplats, Online Textbook, Prenti Hall, Wikipedia och The Encyclopaedia of Life.