Плеопельтис полиподиоидес

Плеопельтис полиподиоидес
	Pleopeltis polypodioides на ветке дуба после кратковременного дождя
	Вайи на одной конечности в высушенном состоянии
Статус сохранения
	; Безопасный ( NatureServe )
Научная классификация
Королевство:	Растения
Клэйд :	Трахеофиты
Разделение:	Полиподиофиты
Сорт:	Полиподиопсида
Заказ:	Полиподиалы
Подотряд:	Полиподиинеи
Семья:	Полиподиевые
Род:	Плеопельтис
Разновидность:	П. полиподиоидес
Биномиальное имя
	Плеопельтис полиподиоидес ; ( Л. ) Э.Г.Эндрюс и Виндхэм
Синонимы
	Акростикум полиподиоидес L.

Pleopeltis polypodioides (син. Polypodium polypodioides ), также известный как папоротник воскресения , представляет собой разновидность с грубой текстурой, ползучего папоротника произрастающего в Америке и Африке .

Описание

Вечнозеленые листья этого папоротника имеют высоту 25 см и ширину 5 см, мономорфны. Кожистые желто-зеленые перистые перья (листочки) глубоко перисторассеченные, от продолговатых до узколанцетных, обычно самые широкие около середины, иногда у основания или около него. Он прикрепляется к ветвям растения-хозяина с помощью разветвленного, ползучего, тонкого корневища , вырастающего до 2 мм в диаметре. Чешуя ланцетная, со светло-коричневым основанием и краями, с темной центральной полосой.

Гаметофиты , ( продуценты гаплоидных гамет) этого растения развиваются из очень мелких спор которые плавают в воздухе и откладываются на влажных ветвях деревьев. Эти споры образуются в спорангиях папоротника , которые развиваются на листьях спорофита . Папоротник также может размножаться делением корневища .

На нижней стороне лопастей сорусы (репродуктивные скопления) округлые, дискретные и вдавленные. Их контур можно увидеть в виде выпуклых ямочек на верхней поверхности. Обычно они располагаются вблизи внешнего края и встречаются на всех плодородных листьях, кроме самых нижних ушных раковин. Индузии отсутствуют. Спорангии в зрелом состоянии от желтого до коричневого цвета. Споры образуются с лета до осени.

среда обитания

Этот папоротник является эпифитом , или воздушным растением, что означает, что он прикрепляется к другим растениям и получает питательные вещества из воздуха и воды, а также питательные вещества, которые собираются на внешней поверхности коры . Папоротник воскресения обитает на ветвях больших деревьев, таких как кипарисы , и его часто можно увидеть устилающим тенистые участки ветвей больших дубов , неоднократно подвергающихся воздействию дождя. Однако известно, что он растет и на поверхности камней и валежных бревен. Его часто можно встретить в компании других эпифитных растений, например, испанского мха .

P. polypodioides обитает в лиственных лесах юго-востока США в таких районах, как Делавэр, Мэриленд, Каролина, Вирджиния, Западная Вирджиния, Иллинойс, Огайо, Алабама, Джорджия, Флорида, Миссисипи, Арканзас, Техас и Оклахома. Этот папоротник также можно найти в таких регионах, как субтропическая Америка, некоторые районы южной Африки и другие районы с влажным или субвлажным климатом. ^{[ нужна ссылка ]}

Физиология и регидратация

Папоротник воскресения получил свое название потому, что он может пережить длительные периоды засухи , скручивая свои листья и выглядя высохшими, серо-коричневыми и мертвыми. Однако, когда присутствует совсем немного воды, папоротник разворачивается и снова раскрывается, словно «воскрешая». Было подсчитано, что эти растения могут прожить 100 лет без воды и при этом возродиться после однократного воздействия. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Корни воскрешающего папоротника развились, чтобы функционировать в качестве якоря для эпифитов , удерживая их на коре дерева-хозяина, и было обнаружено, что они неэффективны в поглощении. Когда папоротники собраны в группы на коре деревьев, повышенная транспирация папоротников и коры позволяет средним папоротникам группы оставаться открытыми дольше, чем папоротникам снаружи. Относительная влажность воздуха и скорость смыкания листьев папоротников находятся в обратной зависимости. Чем выше влажность, тем медленнее закрываются листья папоротников, поскольку они подвергаются длительному воздействию влаги воздуха. ^{[ 4 ]}

Папоротник воскрешения может сильно засохнуть и потерять почти всю воду. Эксперименты показали, что они могут потерять до 97% и остаться в живых, хотя чаще всего в засушливые периоды они теряют лишь около 76%. ^{[ 5 ]} Для сравнения, большинство других растений погибнут, потеряв всего 8–12%. Этот папоротник может потерять почти всю воду, не увлажняя клетки своих листьев, и выжить. При дожде или даже кратковременном воздействии воды они могут полностью регидратироваться и вернуться в нормальное состояние через 24–48 часов. ^{[ 2 ]}^{[ 6 ]} После значительного воздействия влаги содержание воды в нем сразу же увеличивается до 50% через первый час и до 65–70% через три часа. ^{[ 6 ]} Когда папоротник снова обретает влагу, он снова может стать фотосинтетически активным, увеличивая свой метаболизм и высвобождая органические соединения, которые обеспечивают питательные вещества для симбиотических бактерий, которые позволяют им процветать.

По крайней мере, одно исследование показало связь между P. polypodioides и мхом . ^{[ 7 ]} что указывает на то, что этот папоротник может полагаться на мох для удовлетворения некоторых своих потребностей в воде.

Папоротники воскрешения накапливают сахар в своих обезвоженных клетках, чтобы защитить их и стабилизировать мембраны и белки в сухом состоянии. Накапливая сахар, клетки могут поддерживать водородные связи между необходимыми для их структуры макромолекулами. Интересной особенностью папоротника воскрешающего является то, что он не сразу впитывает воду после высыхания. Папоротники воскрешения имеют пористую клеточную структуру, которая может расширяться и перестраиваться, чтобы приспособиться к поглощению воды, в три-четыре раза превышающей их собственный вес, после воздействия _.^{[ 8 ]} Первоначально вода под действием капиллярного давления проникает в губчатый слой эпидермиса и пористую сеть листьев папоротника, не изменяя их существенно. Со временем в сети клеток папоротника нарастает давление, изменяющее тургорное давление и напряжение в растении, инициируя разворачивание листьев. Папоротник перестает разворачивать листья только тогда, когда клеточная сеть папоротника полностью заполнится водой. Считалось, что разворачивание листьев является полностью осмотическим явлением, но когда папоротник снова подвергается воздействию воды, он поглощает воду посредством твердых коллоидов , вызывая увеличение объема и капиллярного давления клеток папоротника.

Замедленная съемка воскрешающего папоротника (Pleopeltis polypodioides), поглощающего каплю воды.

Когда листья «высыхают», мезофилл деформируется, в результате чего пластинка скручивается, обнажается нижняя сторона и появляются чешуйки. Пельтатные чешуйки помогают предотвратить фотоокисление и механические повреждения, а также способствуют быстрой регидратации. ^{[ 9 ]} Листья папоротника содержат канальцевые клетки в центре поверхностных чешуек, которые направляют воду к эпидермису листьев папоротника, обеспечивая всасывание. Способность листьев папоротника разворачиваться после высыхания объясняется большими клетками верхнего эпидермиса вдоль средней жилки листа, которые увеличиваются в ширине больше, чем любая другая эпидермальная клетка, что заставляет листья разворачиваться и уплощаться. ^{[ 4 ]}

Одним из способов адаптации папоротника воскрешения к выживанию при высыхании является способность его клеточных стенок деформироваться и реформироваться, не разрываясь и не разрываясь. Было замечено, что дегидрины могут привести к деформации и реформированию клеточных стенок листьев и листьев папоротника во время сильной засухи, за которой следует воздействие воды, из-за больших колебаний содержания воды. Было обнаружено, что дегидрины экспрессируются только тогда, когда папоротник высыхает или находится в высушенном состоянии, при этом дегидрины располагаются на внешней стороне клеток рядом с клеточными стенками, что позволяет листьям и листьям папоротников соответствующим образом деформироваться и реформироваться. ^{[ 10 ]}

Термолюминесценция папоротника воскрешения была протестирована, чтобы наблюдать, при каких температурах она возникает, и, следовательно, показывает, какие температуры и степень высыхания папоротники могут переносить, прежде чем их хлоропласты потеряют энергию, которую они запасли для растения, в виде светового излучения. Одно исследование показало, что папоротнику воскрешения требуются высокие температуры, прежде чем термолюминесценция возникнет при температуре около 50 ° C, тогда как другие устойчивые к высыханию растения показали термолюминесценцию при 40 ° C. ^{[ 11 ]} Термолюминесцентная активность папоротника воскресения увеличилась, когда на его листья воздействовали шесть отдельных, но последовательных вспышек зеленого безопасного света. Поскольку термолюминесценция листьев папоротника не наблюдалась до более высоких температур, это намекает на то, что хлоропласты папоротника могут иметь механизм, позволяющий удерживать и сохранять энергию для папоротника во время его высыхания, что позволяет ему выдерживать более высокие температуры и экстремальные периоды высыхания. ^{[ 11 ]}

Воспроизведение

У папоротника на нижней части листьев имеются споры, содержащиеся в сорусах . Сори можно найти рядами на нижней стороне плодородных листьев. Вначале они имеют желтый цвет, но по мере взросления становятся коричневыми и расщепляются. ^{[ 12 ]} Споры папоротник образует летом и в начале осени. Отрезки корневища также являются жизнеспособным потомством и могут укореняться на новой среде.

См. также

Воскресенский завод

Ссылки

^ «NatureServe Explorer 2.0 — Pleopeltis polypodioides Папоротник воскрешения » . explorer.natureserve.org . Проверено 9 октября 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б Расширение кооператива Северной Каролины (17 февраля 2012 г.). «Воскресающие папоротники возвращаются с трепетом» . Центр округа Уэйн - Расширение кооператива Северной Каролины . Голдсборо, Северная Каролина : Университет штата Северная Каролина . Архивировано из оригинала 30 марта 2013 года . Проверено 14 июля 2015 г.
^ Стивенсон, Кэрри (2 сентября 2013 г.). «Воскресшие папоротники» . Садоводство в Панхандле . Гейнсвилл, Флорида : Институт пищевых и сельскохозяйственных наук . Архивировано из оригинала 14 июля 2015 года . Проверено 14 июля 2015 г.
^ Jump up to: ^а ^б Поттс, Роберта; Пенфаунд, У.М. Т. (1948). «Водные отношения папоротника многоножного, Polypodium Polypodioides (L.) А.С. Хичкока». Экология . 29 (1): 43–53. дои : 10.2307/1930343 . JSTOR 1930343 .
^ Моран 2004 г.
^ Jump up to: ^а ^б Джексон, Эвелин Ф.; Эхлин, Хейли Л.; Джексон, Колин Р. (2006). «Изменения в филлосферном сообществе папоротника-воскресенца Polypodium polypodioides, связанные с осадками и увлажнением: Изменения в филлосферном сообществе папоротника-воскресенца» . ФЭМС Микробиология Экология . 58 (2): 236–246. дои : 10.1111/j.1574-6941.2006.00152.x . ПМИД 17064265 .
^ «Труды Академии наук Оклахомы» . Архивировано из оригинала 17 марта 2005 г. Проверено 14 марта 2005 г.
^ Хелсет, Ле; Фишер, ТМ (9 июня 2005 г.). «Физические механизмы регидратации у Polypodium polypodioides, воскрешающего растения». Физический обзор E . 71 (6): 061903. Бибкод : 2005PhRvE..71f1903H . дои : 10.1103/PhysRevE.71.061903 . ISSN 1539-3755 . ПМИД 16089761 .
^ Пратс, Кира А; Бродерсен, Крейг Р. (2 августа 2021 г.). «Динамика высыхания и регидратации эпифитного воскрешающего папоротника Pleopeltis polypodioides » . Физиология растений . 187 (3): 1501–1518. дои : 10.1093/plphys/kiab361 . ISSN 0032-0889 . ПМЦ 8566288 . ПМИД 34618062 .
^ Лейтон, Бельгия; Бойд, МБ; Трипепи, Миссисипи; Битонти, Б.М.; Доллахон, Миннесота; Бальзамо, Р.А. (2010), «Вызванная обезвоживанием экспрессия дегидрина с молекулярной массой 31 кДа в Polypodium polypodioides (Polypodiaceae) может привести к значительной обратимой деформации клеточных стенок», American Journal of Botany , 97 (4): 535–44, doi : 10.3732/ajb.0900285 , PMID 21622416
^ Jump up to: ^а ^б Масленкова, Т.Л.; Хоманн, П.Х. (2000). «2000КРАБЫ..53д..99М Страница D99». Известия Болгарской академии наук . 53 : 4. Бибкод : 2000КРАБЫ..53д..99М .
^ Веб-мастер, ANPS (16 января 2018 г.). «Знай своих родных - Воскресенский папоротник» . Общество коренных растений Арканзаса . Проверено 16 октября 2023 г.

Флора Северной Америки: Pleopeltis polypodioides var. Мишоксиана
Профиль растений Министерства сельского хозяйства США: Pleopeltis polypodioides
Флора Зимбабве: Polypodium polypodioides subsp. Эклонии
Polypodium polypodioides из библиотеки Харди Ферн.
Моран, Роббин К., Естественная история папоротников . Тимбер Пресс (2004).
Взаимосвязь между Pleopeltis polypodioides (Polypodiaceae) и связанными с ними мхами Джон В. Стори II
[1] Атлас растений Флориды Pleopeltis michauxiana.
[2] Атлас растений Флориды Pleopeltis polypodioides.
[3] Миссия НАСА, которая доставила Resurrection Fern в космос.

[1] «NatureServe Explorer 2.0 — Pleopeltis polypodioides Папоротник воскрешения » . explorer.natureserve.org . Проверено 9 октября 2020 г.

[:4-2] Jump up to: ^а ^б Расширение кооператива Северной Каролины (17 февраля 2012 г.). «Воскресающие папоротники возвращаются с трепетом» . Центр округа Уэйн - Расширение кооператива Северной Каролины . Голдсборо, Северная Каролина : Университет штата Северная Каролина . Архивировано из оригинала 30 марта 2013 года . Проверено 14 июля 2015 г.

[3] Стивенсон, Кэрри (2 сентября 2013 г.). «Воскресшие папоротники» . Садоводство в Панхандле . Гейнсвилл, Флорида : Институт пищевых и сельскохозяйственных наук . Архивировано из оригинала 14 июля 2015 года . Проверено 14 июля 2015 г.

[:02-4] Jump up to: ^а ^б Поттс, Роберта; Пенфаунд, У.М. Т. (1948). «Водные отношения папоротника многоножного, Polypodium Polypodioides (L.) А.С. Хичкока». Экология . 29 (1): 43–53. дои : 10.2307/1930343 . JSTOR 1930343 .

[5] Моран 2004 г.

[:1-6] Jump up to: ^а ^б Джексон, Эвелин Ф.; Эхлин, Хейли Л.; Джексон, Колин Р. (2006). «Изменения в филлосферном сообществе папоротника-воскресенца Polypodium polypodioides, связанные с осадками и увлажнением: Изменения в филлосферном сообществе папоротника-воскресенца» . ФЭМС Микробиология Экология . 58 (2): 236–246. дои : 10.1111/j.1574-6941.2006.00152.x . ПМИД 17064265 .

[7] «Труды Академии наук Оклахомы» . Архивировано из оригинала 17 марта 2005 г. Проверено 14 марта 2005 г.

[:2-8] Хелсет, Ле; Фишер, ТМ (9 июня 2005 г.). «Физические механизмы регидратации у Polypodium polypodioides, воскрешающего растения». Физический обзор E . 71 (6): 061903. Бибкод : 2005PhRvE..71f1903H . дои : 10.1103/PhysRevE.71.061903 . ISSN 1539-3755 . ПМИД 16089761 .

[9] Пратс, Кира А; Бродерсен, Крейг Р. (2 августа 2021 г.). «Динамика высыхания и регидратации эпифитного воскрешающего папоротника Pleopeltis polypodioides » . Физиология растений . 187 (3): 1501–1518. дои : 10.1093/plphys/kiab361 . ISSN 0032-0889 . ПМЦ 8566288 . ПМИД 34618062 .

[layton20102-10] Лейтон, Бельгия; Бойд, МБ; Трипепи, Миссисипи; Битонти, Б.М.; Доллахон, Миннесота; Бальзамо, Р.А. (2010), «Вызванная обезвоживанием экспрессия дегидрина с молекулярной массой 31 кДа в Polypodium polypodioides (Polypodiaceae) может привести к значительной обратимой деформации клеточных стенок», American Journal of Botany , 97 (4): 535–44, doi : 10.3732/ajb.0900285 , PMID 21622416

[:3-11] Jump up to: ^а ^б Масленкова, Т.Л.; Хоманн, П.Х. (2000). «2000КРАБЫ..53д..99М Страница D99». Известия Болгарской академии наук . 53 : 4. Бибкод : 2000КРАБЫ..53д..99М .

[12] Веб-мастер, ANPS (16 января 2018 г.). «Знай своих родных - Воскресенский папоротник» . Общество коренных растений Арканзаса . Проверено 16 октября 2023 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]