Папоротник
Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( август 2023 г. ) |
Папоротники Временной диапазон: | |
---|---|
Научная классификация | |
Королевство: | Растения |
Клэйд : | Трахеофиты |
Разделение: | Полиподиофиты |
Сорт: | Полиподиопсида Кронквист, Тахт. и В.Зимм. |
Подклассы [2] | |
| |
Синонимы | |
|
Папоротники ) , ( Polypodiopsida или Polypodiophyta ) — группа сосудистых растений (растений с ксилемой и флоэмой которые размножаются спорами и не имеют ни семян , ни цветков . Они отличаются от мхов наличием сосудов, т. е. наличием специализированных тканей, проводящих воду и питательные вещества, а также наличием жизненных циклов, в которых разветвленный спорофит доминирующей фазой является .
У папоротников сложные листья, называемые мегафиллами , более сложны, микрофиллы плаунов чем . Большинство папоротников — лептоспорангиатные . Они производят свернутые в спираль головки , которые разворачиваются и превращаются в листья . В группу входит около 10 560 известных современных видов. Папоротники определяются здесь в широком смысле, включая все Polypodiopsida , включающие как лептоспорангиатные ( Polypodiidae ), так и эуспорангиатные папоротники , причем последняя группа включает хвощи , веники , мараттиоидные папоротники и офиоглоссоидные папоротники .
папоротников Группа кроны , состоящая из лептоспорангиатов и эуспорангиатов, по оценкам, возникла в позднем силурийском периоде 423,2 миллиона лет назад. [3] но Polypodiales , группа, составляющая 80% разнообразия современных папоротников, не появлялась и не диверсифицировалась до мелового периода , одновременно с появлением цветковых растений, которые стали доминировать в мировой флоре.
Папоротники не имеют большого экономического значения, но некоторые из них используются в пищу, в медицине, в качестве биоудобрения , в качестве декоративных растений и для восстановления загрязненной почвы. Они были предметом исследований из-за их способности удалять некоторые химические загрязнители из атмосферы. Некоторые виды папоротников, такие как папоротник-орляк ( Pteridium aquilinum ) и водяной папоротник ( Azolla filiculoides ), являются сорняками во всем мире. Некоторые роды папоротников, такие как Azolla , могут фиксировать азот и вносить значительный вклад в азотное питание рисовых полей . Они также играют определенные роли в фольклоре.
Описание
[ редактировать ]Спорофит
[ редактировать ]Существующие папоротники представляют собой травянистые многолетние растения , у большинства из которых отсутствует древесный прирост. [4] Если присутствует древесный нарост, он находится в стебле. [5] Их листва может быть листопадной или вечнозеленой . [6] а некоторые являются полувечнозелеными в зависимости от климата. [7] Как и спорофиты семенных растений, спорофиты папоротников состоят из стеблей, листьев и корней. Папоротники отличаются от сперматофитов тем, что они размножаются спорами, а не цветками и семенами. [5] Однако они также отличаются от мохообразных , продуцирующих споры , тем, что, как и семенные растения, являются полиспорангиофитами , их спорофиты ветвятся и образуют множество спорангиев. Кроме того, в отличие от мохообразных, спорофиты папоротников являются свободноживущими и лишь на короткое время зависят от материнского гаметофита .
Зеленая , а у , фотосинтетическая часть растения технически является мегафиллом папоротников ее часто называют листьями . Новые листья обычно расширяются за счет раскручивания тугой спирали, называемой посохом или скрипкой, в листья . [8] Такое разворачивание листа называется кольцевой вернацией . Листья делятся на два типа: спорофиллы и тропофиллы. Спорофиллы производят споры; тропофиллы нет. Споры папоротника располагаются в спорангиях , которые обычно сгруппированы в сорусы . Спорангии могут быть покрыты защитным слоем, называемым индузием . Расположение спорангиев имеет важное значение для классификации. [5]
У мономорфных папоротников фертильные и стерильные листья морфологически выглядят одинаково, и оба способны к фотосинтезу. У гемидиморфных папоротников лишь часть фертильного листа отличается от стерильных листьев. У диморфных (голоморфных) папоротников два типа листьев морфологически различны . [9] Плодородные листья намного уже, чем стерильные, и могут вообще не иметь зеленой ткани, как у Blechnaceae и Lomariopsidaceae .
Анатомия листьев папоротника может быть любой: от простой до сильно разделенной или даже неопределенной (например, Gleicheniaceae , Lygodiaceae ). Разделенные формы бывают перистыми , когда сегменты листа полностью отделены друг от друга, или перистофидными (частично перистыми), где сегменты листа еще частично соединены. Когда листья разветвлены более одного раза, это также может быть сочетание перисто-перистых и перисто-перистых форм. Если листовые пластинки разделены дважды, растение имеет двуперистые листья, тройчатые, если они ветвятся трижды, и вплоть до четырех- и пятиперистых листьев. [10] [11] У древовидных папоротников главный стебель, соединяющий лист со стеблем (известный как ножка), часто имеет несколько листочков. Листовые структуры, растущие из ножки, известны как ушные раковины и часто делятся на более мелкие перышки. [12]
Стебли папоротника часто называют корневищами , хотя только у некоторых видов они растут под землей. Эпифитные виды и многие наземные виды имеют надземные ползучие столоны (например, Polypodiaceae ), а многие группы имеют надземные прямостоячие полудревесные стволы (например, Cyatheaceae , чешуйчатые древовидные папоротники). У некоторых видов они могут достигать 20 метров (66 футов) в высоту (например, Cyathea Brownii на острове Норфолк и Cyathea mellaris в Новой Зеландии ). [13]
Корни — это подземные нефотосинтезирующие структуры, которые поглощают воду и питательные вещества из почвы . Они всегда волокнистые и по строению очень похожи на корни семенных растений.
Гаметофит
[ редактировать ]Как и у всех сосудистых растений , спорофит является доминирующей фазой или поколением жизненного цикла . Однако гаметофиты папоротников сильно отличаются от гаметофитов семенных растений. Они свободноживущие и напоминают печеночники , тогда как у семенных растений развиваются внутри стенки спор и питание зависит от родительского спорофита. Гаметофит папоротника обычно состоит из:
- Проталлус : зеленая фотосинтетическая структура толщиной в одну клетку, обычно в форме сердца или почки, длиной 3–10 мм и шириной 2–8 мм. Проталлус образует гаметы посредством:
- Антеридии : небольшие сферические структуры, производящие жгутиковые сперматозоиды.
- Архегония : структура в форме колбы, на дне которой образуется единственная яйцеклетка, к которой сперматозоиды достигают ее, плывя по шее.
- Ризоиды : корнеподобные структуры (не настоящие корни), состоящие из одиночных сильно удлиненных клеток, поглощающих воду и минеральные соли всей структурой. Ризоиды закрепляют заросток в почве.
Таксономия
[ редактировать ]Карл Линней (1753) первоначально выделил 15 родов папоротников и родственных им папоротников, классифицировав их в классе Cryptogamia на две группы: Filices (например, Polypodium ) и Musci (мхи). [14] [15] [16] К 1806 году это число увеличилось до 38 родов. [17] и с тех пор постепенно увеличивался ( см. Schuettpelz et al (2018) ). Папоротники традиционно относили к классу Filices, а затем к подразделу царства растений под названием Pteridophyta или Filicophyta. Pteridophyta больше не признается действительным таксоном, поскольку он является парафилетическим . Папоротники также называют Polypodiophyta или, если рассматривать их как подразделение Tracheophyta (сосудистые растения), Polypodiopsida, хотя иногда это название относится только к лептоспорангиатным папоротникам. Традиционно все спорообразующие сосудистые растения неофициально назывались птеридофитами , что делало этот термин синонимом папоротников и их союзников . Это может сбить с толку, поскольку представителей подразделения Pteridophyta также называли птеридофитами ( в смысле строгости ).
Традиционно папоротниками называют три отдельные группы: две группы эуспорангиатных папоротников, семейства Ophioglossaceae ( гадюковые языки , луноцветы и виноградные папоротники) и Marattiaceae ; и лептоспорангиатные папоротники. Marattiaceae представляют собой примитивную группу тропических папоротников с большими мясистыми корневищами и в настоящее время считаются родственным таксоном лептоспорангиатным папоротникам. Несколько других групп видов считались союзниками папоротников: плауны , колючки и иголки у Lycopodiophyta ; метельчатые папоротники Psilotaceae ; и хвощи Equisetaceae . Поскольку эта группа является полифилетической , от термина «союзники папоротников» следует отказаться, за исключением исторического контекста. [18] Более поздние генетические исследования показали, что Lycopodiophyta более отдаленно связаны с другими сосудистыми растениями , эволюционно расходясь в основании клады сосудистых растений , в то время как папоротники-венчики и хвощи так же тесно связаны с лептоспорангиатными папоротниками, как офиоглоссоидные папоротники и мараттиевые . Фактически, папоротники-венчики и офиоглоссоидные папоротники явно являются кладой , а хвощи и мараттиевые, возможно, являются другой кладой.
Молекулярная филогенетика
[ редактировать ]Смит и др. (2006) провели первую классификацию птеридофитов более высокого уровня, опубликованную в эпоху молекулярной филогенетики , и считали папоротники монилофитами следующим образом: [19]
- Отдел Tracheophyta (трахеофиты) — сосудистые растения.
- Подотдел Euphyllophytina (эуфиллофиты)
- Инфрадивидение Монилиформопсы ( монилофиты )
- Infradivision Spermatophyta - семенные растения, ~260 000 видов.
- Подотдел Lycopodiophyta (ликофиты) - менее 1% современных сосудистых растений.
- Подотдел Euphyllophytina (эуфиллофиты)
Молекулярные данные, которые остаются плохо изученными для многих частей филогении растений, были дополнены морфологическими наблюдениями, подтверждающими включение Equisetaceae в состав папоротников, особенно в отношении строения их сперматозоидов и особенностей их корней. [19]
Лептоспорангиатные папоротники иногда называют «настоящими папоротниками». [20] В эту группу входит большинство растений, известных как папоротники. Современные исследования подтверждают более старые идеи, основанные на морфологии, о том, что Osmundaceae разошлись на ранних этапах эволюции лептоспорангиатных папоротников; в некотором смысле это семейство занимает промежуточное положение между папоротниками эуспорангиатными и папоротниками лептоспорангиатными. Рай и Грэм (2010) в целом поддержали первичные группы, но поставили под сомнение их взаимоотношения, заключив, что «в настоящее время, пожалуй, лучшее, что можно сказать обо всех взаимоотношениях между основными линиями монилофитов в текущих исследованиях, - это то, что мы не очень хорошо их понимаем». ". [21] Греве и др. (2013) подтвердили включение хвощей в состав папоротников sensu lato , но также предположили, что остается неопределенность в их точном размещении. [22] Другие классификации возвели Ophioglossales в ранг пятого класса, разделив венчиковые папоротники и офиоглоссальные папоротники. [22]
Филогения
[ редактировать ]Папоротники связаны с другими группами, как показано на следующей кладограмме: [18] [23] [24] [2]
Трахеофиты |
| ||||||||||||
(сосудистые растения) |
Номенклатура и подразделение
[ редактировать ]Классификация Смита и др. в 2006 году папоротники рассматривались как четыре класса: [19] [25]
- Equisetopsida (Sphenopsida) 1 отряд, Equisetales ( Хвощи ) ~ 15 видов.
- Psilotopsida 2 порядка ( папоротники-венчики и офиоглоссоидные папоротники ) ~92 вида.
- Marattiopsida 1 отряд, Marattiales ~ 150 видов.
- Polypodiopsida (Filicopsida) 7 отрядов ( лептоспорангиатные папоротники ) ~ 9000 видов.
Кроме того, они определили 11 отрядов и 37 семейств. [19] Эта система стала результатом ряда исследований и подверглась дальнейшему усовершенствованию. [22] [26] Филогенетические связи показаны на следующей кладограмме (до уровня порядков). [19] [27] [22] Это разделение на четыре основные клады было затем подтверждено только с использованием морфологии . [28]
|
Впоследствии Чейз и Ривил рассматривали и плауноногих, и папоротники как подклассы класса Equisetopsida ( Equisetopsida) (Equisetopsida ), охватывающего все наземные растения. Его называют Equisetopsida sensu lato, чтобы отличить его от более узкого использования, относящегося только к хвощам, Equisetopsida sensu stricto . Они поместили плаунов в подкласс Lycopodiidae, а папоротники, сохранив термин монилофиты, в пять подклассов: Equisetidae, Ophioglossidae, Psilotidae, Marattiidae и Polypodiidae, разделив Psilotopsida Смита на два отряда и возведя их в подкласс (Ophioglossidae и Psilotidae). [24] Кристенхуш и др. [а] (2011) последовали этому использованию подклассов, но рекомбинировали Psilotopsida Смита как Ophioglossidae, снова дав четыре подкласса папоротников. [29]
Кристенхуш и Чейз (2014) разработали новую классификацию папоротников и плаунов. Они использовали термин Polypodiophyta для обозначения папоротников, подразделяя их, как и Smith et al. на четыре группы (показаны с эквивалентами в системе Смита), включающие 21 семейство, примерно 212 родов и 10 535 видов; [18]
- Equisetidae (=Equisetopsida) — монотипные (Equisetales, Equisetaceae , Equisetum ) хвощи ~20 видов)
- Ophioglossidae (=Psilotopsida) - 2 монотипных отряда ~ 92 вида.
- Marattiidae (=Marattiopsida) — 1 монотипический отряд (Marattiales, Marattiaceae , 2 подсемейства) ~ 130 видов.
- Polypodiidae (=Polypodiopsida) - 7 отрядов.
Это было значительное сокращение числа семей по сравнению с 37 в системе Смита и др., поскольку подход был скорее объединением, а не разделением. Например, ряд семей были сокращены до подсемейств. Впоследствии консенсусная была сформирована группа, Pteridophyte Phylogeny Group (PPG), аналогичная Phylogeny Group покрытосеменных растений , опубликовавшая свою первую полную классификацию в ноябре 2016 года. Они признают папоротники классом Polypodiopsida с четырьмя подклассами, как описано Кристенхушем и Чейза, и которые филогенетически связаны, как показано на этой кладограмме:
Кристенхуш и Чейз, 2014 г. [2] | Нитта и др. 2022 год [3] и папоротник Древо жизни [30] |
---|---|
В классификации групп филогении птеридофитов 2016 года (PPG I) Polypodiopsida состоят из четырех подклассов, 11 порядков, 48 семейств, 319 родов и примерно 10 578 видов. [31] Таким образом, Polypodiopsida в широком смысле ( sensu lato ), используемом PPG (Polypodiopsida sensu PPG I), необходимо отличать от более узкого использования ( sensu stricto ) Smith et al. (Polypodiopsida sensu Smith et al.) [2] Классификация папоротников остается нерешенной и противоречивой, поскольку конкурируют точки зрения ( разделение или объединение ) между системами PPG, с одной стороны, и Кристенхусом и Чейзом, с другой, соответственно. В 2018 году Кристенхуш и Чейз открыто выступили против признания такого количества родов, как PPG I. [16] [32]
Смит и др. (2006) [19] | Погоня и раскрытие (2009) [24] | Кристенхуш и др. (2011) [29] | Кристенхуш и Чейз (2014, 2018) [18] [33] | ППГ I (2016) [2] |
---|---|---|---|---|
папоротники (без звания) | монилофиты (без звания) | папоротники (монилофиты) (без звания) | папоротники (Polypodiophyta) (без звания) | Класс Полиподиопсида |
Класс Эквисетопсида | Подкласс Equisetidae | Подкласс Equisetidae | Подкласс Equisetidae | Подкласс Equisetidae |
Класс Псилотопсиды | Подкласс Ophioglossidae Подкласс Псилотиды | Подкласс Ophioglossidae | Подкласс Ophioglossidae | Подкласс Ophioglossidae |
Класс Мараттиопсида | Подкласс Marattiidae | Подкласс Marattiidae | Подкласс Marattiidae | Подкласс Marattiidae |
Класс Полиподиопсида | Подкласс Polypodiidae | Подкласс Polypodiidae | Подкласс Polypodiidae | Подкласс Polypodiidae |
Эволюция и биогеография
[ редактировать ]Папоротниковоподобные таксоны ( Wattieza ) впервые появляются в летописи окаменелостей в среднем девоне , ок. 390 млн лет назад . К триасу появились первые свидетельства существования папоротников, относящихся к нескольким современным семействам. Великая радиация папоротников произошла в позднем меловом периоде , когда впервые появились многие современные семейства папоротников. [34] [1] [35] [36] Папоротники эволюционировали, чтобы справляться с условиями низкой освещенности, присутствующими под пологом покрытосеменных растений.
Примечательно, что неохром фоторецепторов у двух отрядов Cyatheales и Polypodiales, необходимый для их адаптации к условиям низкой освещенности, был получен посредством горизонтального переноса генов от роголистников , линии мохообразных . [37]
Из-за очень большого генома, наблюдаемого у большинства папоротников, предполагалось, что они могли пройти через дупликацию всего генома , но секвенирование ДНК показало, что размер их генома вызван накоплением мобильной ДНК, такой как транспозоны и другие генетические элементы, которые заражают геномы и копировать снова и снова. [38]
У папоротников, по-видимому, появились внецветочные нектарники 135 миллионов лет назад, почти одновременно с эволюцией этого признака у покрытосеменных. Однако диверсификация папоротников, связанная с нектаром, достигла своего апогея лишь почти 100 миллионов лет спустя, в кайнозое . Существует слабая поддержка роста количества членистоногих, питающихся папоротниками, что является движущей силой этой диверсификации. [39]
Распространение и среда обитания
[ редактировать ]Папоротники широко распространены в своем распространении, наибольшее богатство наблюдается в тропиках и наименьшее в арктических районах. Наибольшее разнообразие встречается в тропических лесах. [40] Новая Зеландия, символом которой является папоротник, насчитывает около 230 видов, распространенных по всей стране. [41] Это обычное растение в европейских лесах.
Экология
[ редактировать ]Виды папоротников обитают в самых разных средах обитания : от отдаленных горных возвышенностей до сухих пустынных скал, водоемов или открытых полей. В целом о папоротниках можно думать как о специалистах по маргинальным средам обитания, часто преуспевающих в местах, где различные факторы окружающей среды ограничивают успех цветковых растений . Некоторые папоротники относятся к числу наиболее серьезных видов сорняков в мире, в том числе папоротник- орляк , растущий в высокогорьях Шотландии, или папоротник-москит ( Azolla ), растущий в тропических озерах; оба вида образуют большие, агрессивно распространяющиеся колонии. Папоротники встречаются в четырех конкретных типах мест обитания: влажные тенистые леса ; расщелины в скалах, особенно в защищенном от палящего солнца месте; кислые водно-болотные угодья, включая болота и топи ; и тропические деревья , многие виды которых являются эпифитами (примерно от четверти до трети всех видов папоротников). [42]
В частности, эпифитные папоротники оказались хозяевами огромного разнообразия беспозвоночных. Предполагается, что одни только папоротники «птичьи гнезда» содержат до половины биомассы беспозвоночных в пределах гектара полога тропического леса . [43]
Многие папоротники зависят от ассоциаций с микоризными грибами. Многие папоротники растут только в определенных диапазонах pH; например, вьющийся папоротник ( Lygodium palmatum ) на востоке Северной Америки будет расти только на влажных, сильно кислых почвах, в то время как луковичной пузырчатый папоротник ( Cystopteris Bulbifera ) с перекрывающимся ареалом встречается только на известняке .
Споры богаты липидами , белком и калориями , поэтому некоторые позвоночные едят их. Было обнаружено, что европейская лесная мышь ( Apodemus sylvaticus ) поедает споры Culcita macrocarpa , а снегирь ( Pyhrula murina ) и новозеландская малая короткохвостая летучая мышь ( Mystacina tuberculata ) также поедают споры папоротника. [44]
- В подлеске прибрежных секвой , Калифорния.
- Клумба папоротника под пологом леса, Вирджиния
- На стене
- Эпифитные папоротники в Индии
Жизненный цикл
[ редактировать ]Папоротники — сосудистые растения, отличающиеся от плаунов наличием настоящих листьев (мегафиллов), часто перистых . От семенных растений ( голосеменных и покрытосеменных ) они отличаются тем, что размножаются спорами, лишены цветков и семян . Как и все наземные растения , они имеют жизненный цикл, называемый чередованием поколений , характеризующийся чередованием диплоидных спорофитных и гаплоидных гаметофитных фаз. Диплоидный спорофит имеет 2 n парных хромосом , где n варьируется от вида к виду. Гаплоидный гаметофит имеет n непарных хромосом, т. е. половину числа спорофита. Гаметофит папоротников — свободноживущий организм, тогда как гаметофит голосеменных и покрытосеменных растений зависит от спорофита.
Жизненный цикл типичного папоротника протекает следующим образом:
- Фаза диплоидного спорофита производит гаплоидные споры путем мейоза (процесс деления клеток, при котором количество хромосом уменьшается вдвое).
- Спора превращается в свободноживущий гаплоидный гаметофит путем митоза (процесса деления клеток, при котором сохраняется количество хромосом). Гаметофит обычно состоит из фотосинтетического заростка .
- Гаметофит производит гаметы (часто и сперматозоиды , и яйцеклетки на одном и том же проталлусе) путем митоза.
- Подвижная жгутиковая сперма оплодотворяет яйцеклетку, которая остается прикрепленной к проталлусу.
- Оплодотворенная яйцеклетка теперь представляет собой диплоидную зиготу и путем митоза вырастает в диплоидный спорофит (типичное растение папоротника).
Иногда гаметофит может давать начало таким признакам спорофита, как корни или спорангии, без остальной части спорофита. [45]
- Гаметофит ( таллом ) и спорофит (восходящая ветвь) Onoclea sensibilis .
Использование
[ редактировать ]Папоротники не так важны с экономической точки зрения, как семенные растения, но имеют большое значение в некоторых обществах. Некоторые папоротники используются в пищу, в том числе головки Pteridium aquilinum ( орляк-орляк ), Matteuccia struthiopteris ( страусиный папоротник ) и Osmundastrum cinnamomeum ( коричный папоротник ). Diplazium esculentum также используется в тропиках (например, в буду пакис , традиционном блюде Брунея). [46] ) в качестве еды. Клубни «пара», Ptisana salicina (королевского папоротника) — традиционная еда в Новой Зеландии и южной части Тихого океана . Клубни папоротника использовались в пищу еще 30 000 лет назад в Европе. [47] [48] использовали клубни папоротника Гуанчи для приготовления гофио на Канарских островах . Папоротники, как правило, не известны как ядовитые для человека. [49] солодкового папоротника Корневища жевали туземцы северо-запада Тихого океана из-за их аромата. [50] Некоторые виды папоротников канцерогенны , и Британское королевское садоводческое общество рекомендовало не употреблять в пищу ни один вид по соображениям здоровья как людей, так и домашнего скота. [51]
Папоротники рода Azolla , широко известные как водяные папоротники или москитные папоротники, представляют собой очень маленькие плавающие растения, не похожие на папоротники. Комариные папоротники используются в качестве биологического удобрения на рисовых полях Юго-Восточной Азии, используя их способность фиксировать азот из воздуха в соединения, которые затем могут быть использованы другими растениями.
Папоротники оказались устойчивыми к насекомым-фитофагам. Ген, экспрессирующий белок Tma12 в съедобном папоротнике Tectaria macrodonta , был перенесен на растения хлопчатника, которые стали устойчивы к заражению белокрылкой . [52]
Многие папоротники выращиваются в садоводстве как ландшафтные растения, для срезки листвы и как комнатные растения , особенно папоротник Бостонский ( Nefrolepis exaltata ) и другие представители рода Nephrolepis . Популярен также папоротник «Птичье гнездо» ( Asplenium nidus ), а также папоротники оленевидные (род Platycerium ). Многолетние (также известные как морозостойкие) папоротники, посаженные в садах северного полушария, также имеют немало поклонников. [53]
Несколько папоротников, например папоротник-орляк [54] и Азолла [55] виды являются вредными сорняками или инвазивными видами . Другие примеры включают японский вьющийся папоротник ( Lygodium japonicum ), чувствительный папоротник ( Onoclea sensibilis ) и гигантский водяной папоротник ( Salvinia molesta ), один из худших водных сорняков в мире. [56] [57] Важный ископаемый уголь состоит из остатков примитивных растений, в том числе папоротников. [58]
Культура
[ редактировать ]Птеридология
[ редактировать ]Изучение папоротников и других птеридофитов называется птеридологией . Птеридолог родственных — специалист по изучению птеридофитов в более широком смысле, включающего более отдаленно плаунов .
Птеридомания
[ редактировать ]Птеридомания была викторианской эпохи увлечением папоротников , которое включало коллекционирование и мотивы папоротника в декоративном искусстве, включая керамику , стекло , металл , текстиль , дерево , печатную бумагу и скульптуру , «появляющуюся на всем: от подарков на крестины до надгробий и мемориалов». Мода на выращивание папоротников в помещении привела к разработке шкафа «Вардиан» — застекленного шкафа, исключающего загрязнение воздуха и поддерживающего необходимую влажность. [59]
Другие приложения
[ редактировать ]Папоротник Барнсли — фрактал, названный в честь британского математика Майкла Барнсли , который впервые описал его в своей книге «Фракталы повсюду» . структура Самоподобная описывается математической функцией, многократно применяемой в разных масштабах для создания узора листьев. [60]
Высушенная форма папоротников использовалась в других искусствах, например, в качестве трафарета или непосредственно в дизайне. Ботаническая работа « Папоротники Великобритании и Ирландии » является ярким примером этого типа печати природы . Процесс, запатентованный художником и издателем Генри Брэдбери, заключался в отпечатке образца на мягкой свинцовой пластине. Первой публикацией, продемонстрировавшей это, была Алоиса Ауэра книга «Открытие процесса печати в природе» .
Батончики Fern были популярны в Америке в 1970-х и 80-х годах.
Фольклор
[ редактировать ]Папоротники фигурируют в фольклоре, например, в легендах о мифических цветах или семенах. [61] В славянском фольклоре считается, что папоротники цветут один раз в году, в Ивано-Купальскую ночь. Хотя считается, что его чрезвычайно трудно найти, считается, что любой, кто увидит цветок папоротника, гарантированно будет счастлив и богат на всю оставшуюся жизнь. Точно так же финская традиция гласит, что тот, кто найдет семя цветущего папоротника в летнюю ночь, обладая им, получит возможность невидимо путешествовать к местам, где вечно пылающие огоньки, называемые aarnivalkea, отмечают это место. о скрытом сокровище . Эти места защищены заклинанием, которое не позволяет никому, кроме держателя семян папоротника, узнать их местонахождение. [62] В Викке считается, что папоротники обладают магическими свойствами, например, сушеный папоротник можно бросить в горячие угли костра, чтобы изгнать злых духов, или считается, что дым горящего папоротника отгоняет змей и подобных существ. [63]
Новая Зеландия
[ редактировать ]Папоротники являются национальной эмблемой Новой Зеландии и изображены на ее паспорте, а также на дизайне национальной авиакомпании Air New Zealand и ее команды по регби All Blacks .
Организмы, путаемые с папоротниками
[ редактировать ]Неправильные термины
[ редактировать ]Некоторые растения, не относящиеся к папоротникам (и даже животные), называются папоротниками, и их иногда путают с папоротниками. К ним относятся:
- Спаржевый папоротник. Это может относиться к одному из нескольких видов однодольных растений рода Asparagus , которые являются цветковыми растениями.
- Папоротник душистый — цветущий кустарник рода Комптония .
- Воздушный папоротник — группа животных , называемых гидрозойными , которые имеют отдаленное родство с медузами и кораллами . Их собирают, сушат, окрашивают в зеленый цвет, а затем продают как растение, способное жить на воздухе. Хотя он может выглядеть как папоротник, на самом деле это всего лишь скелет этого колониального животного .
- Папоротник кустовой — Chamaebatiaria millefolium — кустарник семейства розовых с папоротниковидными листьями.
- Папоротник древовидный — Jacaranda mimosifolia — декоративное дерево порядка Lamiales .
- Папоротниковолистное дерево — Filicium decipiens — декоративное дерево порядка Sapindales .
Цветущие растения, похожие на папоротники
[ редактировать ]Некоторые цветковые растения , такие как пальмы и представители семейства морковных, имеют перистые листья, чем-то напоминающие листья папоротника. Однако у этих растений полностью развиты семена, содержащиеся в плодах, а не микроскопические споры папоротников.
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Президент Международной ассоциации птеридологов.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Штейн и др. 2007 .
- ^ Jump up to: а б с д и Группа филогении птеридофитов 2016 .
- ^ Jump up to: а б Нитта, Джоэл Х.; Шюттпельц, Эрик; Рамирес-Бараона, Сантьяго; Ивасаки, Ватару; и др. (2022). «Открытое и постоянно обновляемое Древо жизни папоротника» . Границы в науке о растениях . 13 : 909768. doi : 10.3389/fpls.2022.909768 . ПМЦ 9449725 . ПМИД 36092417 .
- ^ Маусет, Джеймс Д. (сентябрь 2008 г.). Ботаника: введение в биологию растений . Издательство Джонс и Бартлетт. п. 492. ИСБН 978-1-4496-4720-9 .
- ^ Jump up to: а б с Левинс, MR (1966). Путеводитель по флоре Капского полуострова (2-е исправленное изд.). Юта и компания. OCLC 621340 .
- ^ Фернандес, Хелена; Кумар, Ашвани; Ревилла, Мария Анхелес (11 ноября 2010 г.). Работа с папоротниками: проблемы и приложения . Спрингер. п. 175. ИСБН 978-1-4419-7162-3 .
- ^ Ходжсон, Ларри (1 января 2005 г.). Максимально эффективно использовать тень: как спланировать, посадить и вырастить сказочный сад, освещающий тени . Родейл. п. 329. ИСБН 978-1-57954-966-4 .
- ^ Маккосленд 2019 .
- ^ Понимание вклада генов цветения LFY и PEBP в диморфизм листьев папоротника - Ботаника 2019
- ^ Структура папоротника - Лесная служба
- ^ Структура папоротника - Лесная служба
- ^ «Папоротниковые листья» . Базовая биология. Архивировано из оригинала 19 апреля 2015 года . Проверено 6 декабря 2014 г.
- ^ Лардж, Марк Ф.; Брэггинс, Джон Э. (2004). Древовидные папоротники . Лесной Пресс. ISBN 0881926302 .
- ^ Андервуд 1903 .
- ^ Линней 1753 .
- ^ Jump up to: а б Шуеттпельц и др., 2018 г.
- ^ Шварц 1806 .
- ^ Jump up to: а б с д Кристенхуш и Чейз 2014 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Смит и др., 2006 г.
- ^ Стейс, Клайв (2010b). Новая флора Британских островов (3-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. п. xxviii. ISBN 978-0-521-70772-5 .
- ^ Рай, Хардип С. и Грэм, Шон В. (2010). «Полезность большого набора мультигенных пластидных данных для вывода о взаимоотношениях высшего порядка у папоротников и их родственников (монилофитов)». Американский журнал ботаники . 97 (9): 1444–1456. дои : 10.3732/ajb.0900305 . ПМИД 21616899 . , с. 1450
- ^ Jump up to: а б с д Греве, Феликс; и др. (2013). «Полные пластидные геномы Ophioglossum Californicum, Psilotum nudum и Equisetum hyemale раскрывают структуру генома предкового наземного растения и определяют положение Equisetales среди монилофитов» . Эволюционная биология BMC . 13 (1): 1–16. Бибкод : 2013BMCEE..13....8G . дои : 10.1186/1471-2148-13-8 . ISSN 1471-2148 . ПМЦ 3553075 . ПМИД 23311954 .
- ^ Кантино и др. 2007 .
- ^ Jump up to: а б с Погоня и раскрытие 2009 .
- ^ Шуеттпельц 2007 , Таблица I.
- ^ Карол, Кеннет Г.; и др. (2010). «Полные последовательности пластома Equisetum arvense и Isoetes flaccida: значение для филогении и эволюции пластидного генома ранних линий наземных растений» . Эволюционная биология BMC . 10 (1): 321–336. Бибкод : 2010BMCEE..10..321K . дои : 10.1186/1471-2148-10-321 . ISSN 1471-2148 . ПМЦ 3087542 . ПМИД 20969798 .
- ^ Ли, ФРВ; Куо, Л.Ю.; Ротфельс, CJ; Эбихара, А; Чиу, WL; и др. (2011). «rbcL и matK получили два больших пальца вверх как основной штрих-код ДНК для папоротников» . ПЛОС ОДИН . 6 (10): e26597. Бибкод : 2011PLoSO...626597L . дои : 10.1371/journal.pone.0026597 . ПМК 3197659 . ПМИД 22028918 .
- ^ Шнайдер и др. 2009 .
- ^ Jump up to: а б Кристенхуш и др. 2011 .
- ^ «Просмотр дерева: интерактивная визуализация FTOL» . ФВОЛ v1.3.0. 2022 . Проверено 12 декабря 2022 г.
- ^ Кристенхуш и Бинг 2016 .
- ^ Кристенхуш и Чейз 2018 .
- ^ Кристенхуш и др. 2018 .
- ^ UCMP 2019 .
- ^ Берри 2009 .
- ^ Бомфлер и др. 2014 .
- ^ Ли, Ф.-В.; Вильярреал, ХК; Келли, С.; и др. (6 мая 2014 г.). «Горизонтальный перенос адаптивного химерного фоторецептора от мохообразных к папоротникам» . Труды Национальной академии наук . 111 (18): 6672–6677. Бибкод : 2014PNAS..111.6672L . дои : 10.1073/pnas.1319929111 . ПМК 4020063 . ПМИД 24733898 .
- ^ Гены семян возникли на ранних этапах эволюции растений, как показывают папоротники.
- ^ Суисса, Джейкоб С.; Ли, Фэй-Вэй; Моро, Корри С. (24 мая 2024 г.). «Конвергентная эволюция нектарников папоротников способствовала независимому набору муравьев-телохранителей из цветковых растений» . Природные коммуникации . 15 (1): 4392. Бибкод : 2024NatCo..15.4392S . дои : 10.1038/s41467-024-48646-x . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 11126701 .
- ^ ЭБ 2019 .
- ^ СЛХ 2018 .
- ^ Шуеттпельц 2007 , Часть I.
- ^ «Папоротники, полные жизни» . Наука | АААС . 2 июня 2004 г.
- ^ Уокер, Мэтт (19 февраля 2010 г.). «Мышь, которая ест папоротники, как динозавр» . BBC Новости Земли . Проверено 20 февраля 2010 г.
- ^ Папоротники (Filicales): Том 1, Аналитическое исследование критериев сравнения: сравнительный анализ с точки зрения их естественной классификации
- ^ Местные ферментированные продукты Юго-Восточной Азии . 2015.
- ↑ Ван Гилдер Кук, Соня (23 октября 2010 г.). «Людям каменного века нравились гамбургеры в булочке». Новый учёный , с. 18.
- ^ Реведин, Анна и др. (18 октября 2010 г.). «Тридцатитысячелетние свидетельства обработки растительной пищи». ПНАС .
- ^ Пелтон, Роберт (2011). Официальное карманное руководство по выживанию съедобных растений . Пресса Фонда Свободы и Свободы. п. 25. БНИД 2940013382145 .
- ^ Моерман, Дэниел Э. (27 октября 2010 г.). Пищевые растения коренных американцев: этноботанический словарь . Лесной Пресс. п. 190. ИСБН 978-1-60469-189-4 .
- ^ «Дол Сот Пибимбап» . Архивировано из оригинала 11 ноября 2011 года . Проверено 19 декабря 2011 г.
- ^ Шукла, Ануп Кумар; Упадхьяй, Сантош Кумар; Мишра, Маниша; и др. (26 октября 2016 г.). «Экспрессия инсектицидного белка папоротника в хлопке защищает от белокрылки». Природная биотехнология . 34 (10): 1046–1051. дои : 10.1038/nbt.3665 . ПМИД 27598229 . S2CID 384923 .
- ^ «Папоротники: классическое тенистое садовое растение» . расширение.sdstate.edu . Проверено 30 мая 2023 г.
- ^ «Технический паспорт: Pteridium aquilinum (орляк-орляк)» . КАБ Интернешнл. 2018 . Проверено 11 февраля 2019 г.
- ^ «Техническое описание: Azolla filiculoides (водяной папоротник)» . КАБ Интернешнл. 2018 . Проверено 11 февраля 2019 г.
- ^ «| Центр водных и инвазивных растений | Университет Флориды, МФСА» . Plants.ifas.ufl.edu . Проверено 30 мая 2023 г.
- ^ Моран, Роббин (2004). Естественная история папоротников . Лесной Пресс. ISBN 0-88192-667-1 .
- ^ «Окаменелости, Геологическая служба Кентукки, Университет Кентукки» . www.uky.edu . Проверено 30 мая 2023 г.
- ^ Бойд, Питер Д.А. (2 января 2002 г.). «Птеридомания — викторианская страсть к папоротникам» . Коллекционирование антиквариата . Переработанная версия: веб-версия. 28 (6): 9–12 . Проверено 2 октября 2007 г.
- ^ Jump up to: а б Фракталы повсюду , Бостон, Массачусетс: Academic Press, 1993, ISBN 0-12-079062-9
- ^ Май 1978 года .
- ^ «Традиционный финский праздник летнего солнцестояния» . Сауналахти.fi . Проверено 7 сентября 2013 г.
- ^ Каннингем, Скотт (1999). Энциклопедия волшебных трав Каннингема . Ллевеллин. п. 102.
Библиография
[ редактировать ]Книги
[ редактировать ]- Кристенхус, Мартен MJ ; Фэй, Майкл ; Бинг, Джеймс В. (2018). The Global Flora: Special Edition: Номенклатура GLOVAP, часть 1 . Plant Gateway Ltd. ISBN 978-0-9929993-6-0 .
- Линней, Карл (1753). «Криптогамия: Папоротники мха» . Виды растений: показаны правильно распознанные растения, относящиеся к родам, с видовыми различиями, тривиальными названиями, избранными синонимами, местами рождения, отсортированными по половой системе . Том. 1. Стокгольм:Расходы Лоуренса Сальвии. стр. 1061–11:00, 11:00–11:30. , см. также Виды растений
- Лорд, Томас Р. (2006). Папоротники и папоротники-союзники Пенсильвании . Индиана, Пенсильвания: Pinelands Press. Папоротники и союзники папоротников Пенсильвании - Томас Ривз Лорд
- Моран, Роббин С. (2004). Естественная история папоротников . Портленд, Орегон: Timber Press. ISBN 0-88192-667-1 .
- Ранкер, Том А.; Хауфлер, Кристофер Х. (2008). Биология и эволюция папоротников и плаунов . Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-87411-3 .
- Шварц, Олоф (1806). Краткое описание папоротников: систематически включающее их роды и виды: с дополнениями к ликоподинам, и описания новых и более редких видов: с пятью медными пластинами . Килиаэ : Расходы на новую академическую библиотеку.
Журнальные статьи
[ редактировать ]- Берри, Крис (2009). «Переосмысление коллекций растений среднего девона Франсуа Штокманса» . Геологика Бельгика . 12 (1–2): 25–30.
- Бомфлер, Б.; Маклафлин, С.; Вайда, В. (20 марта 2014 г.). «Ископаемые ядра и хромосомы свидетельствуют о 180-миллионном геномном стазисе королевских папоротников» . Наука . 343 (6177): 1376–1377. Бибкод : 2014Sci...343.1376B . дои : 10.1126/science.1249884 . ПМИД 24653037 . S2CID 38248823 .
- Кантино, Филип Д.; Дойл, Джеймс А.; Грэм, Шон В.; Джадд, Уолтер С .; Олмстед, Ричард Г.; Солтис, Дуглас Э .; Солтис, Памела С .; Донохью, Майкл Дж. (1 августа 2007 г.). «К филогенетической номенклатуре трахеофит». Таксон . 56 (3): 822. дои : 10.2307/25065865 . JSTOR 25065865 .
- Чейз, Марк В. и Ревил, Джеймс Л. (2009). «Филогенетическая классификация наземных растений, сопровождающих ПНГ III» . Ботанический журнал Линнеевского общества . 161 (2): 122–127. дои : 10.1111/j.1095-8339.2009.01002.x .
- Кристенхус, Мартен Дж. М. и Бинг, Дж. В. (2016). «Число известных видов растений в мире и его ежегодное увеличение» . Фитотаксы . 261 (3). Магнолия Пресс: 201–217. дои : 10.11646/phytotaxa.261.3.1 .
- Кристенхуш, MJM ; Чжан, XC; Шнайдер, Х. (18 февраля 2011 г.). «Линейная последовательность современных семейств и родов плаунов и папоротников» . Фитотаксы . 19 (1): 7. doi : 10.11646/phytotaxa.19.1.2 .
- Кристенхус, Мартен Дж. М .; Чейз, Марк В. (2014). «Тенденции и понятия в классификации папоротников» . Анналы ботаники . 113 (4): 571–594. дои : 10.1093/aob/mct299 . ПМЦ 3936591 . ПМИД 24532607 .
- Кристенхус, Мартен Дж. М .; Чейз, Марк В. (1 июня 2018 г.). «PPG распознает слишком много родов папоротников» . Таксон . 67 (3): 481–487. дои : 10.12705/673.2 .
- Мэй, Ленор Уайл (1978). «Экономическое использование и связанный с ним фольклор папоротников и их союзников». Ботаническое обозрение . 44 (4): 491–528. Бибкод : 1978BotRv..44..491M . дои : 10.1007/BF02860848 . S2CID 42101599 .
- Мелан, Массачусетс; Уиттьер, ДП (1990). «Влияние неорганических источников азота на прорастание спор и рост гаметофитов Botrychium Dissectum». Растение, клетка и окружающая среда . 13 (5): 477–82. дои : 10.1111/j.1365-3040.1990.tb01325.x .
- Прайер, Кэтлин М.; Шнайдер, Харальд; Смит, Алан Р.; Крэнфилл, Раймонд; Вольф, Пол Г.; Хант, Джеффри С.; Сайпс, Седония Д. (2001). «Хвощи и папоротники представляют собой монофилетическую группу и ближайших ныне живущих родственников семенных растений». Природа . 409 (6820): 618–622. Бибкод : 2001Natur.409..618S . дои : 10.1038/35054555 . ПМИД 11214320 . S2CID 4367248 .
- Прайер, Кэтлин М.; Шюттпельц, Эрик; Вольф, Пол Г.; Шнайдер, Харальд; Смит, Алан Р.; Крэнфилл, Раймонд (2004). «Филогения и эволюция папоротников (монилофитов) с акцентом на ранние расхождения лептоспорангиатов». Американский журнал ботаники . 91 (10): 1582–1598. дои : 10.3732/ajb.91.10.1582 . ПМИД 21652310 .
- Группа филогении птеридофитов (ноябрь 2016 г.). «Классификация современных ликофитов и папоротников, разработанная сообществом» . Журнал систематики и эволюции . 54 (6): 563–603. дои : 10.1111/jse.12229 . S2CID 39980610 .
- Шнайдер, Харальд; Смит, Алан Р.; Прайер, Кэтлин М. (1 июля 2009 г.). «Действительно ли морфология противоречит молекулам при оценке филогении папоротников?». Систематическая ботаника . 34 (3): 455–475. дои : 10.1600/036364409789271209 . S2CID 85855934 .
- Шюттпельц, Эрик (2007). «Таблица 1». Эволюция и разнообразие эпифитных папоротников (PDF) ( кандидатская диссертация ). Университет Дьюка . Архивировано из оригинала (PDF) 20 июня 2010 года . Проверено 11 декабря 2009 г.
- Шюттпельц, Эрик; Руан, Жерминаль; Прайер, Кэтлин М.; Ротфельс, Карл Дж.; Прадо, Джефферсон; Сандью, Майкл А.; Виндхэм, Майкл Д.; Моран, Роббин С.; Смит, Алан Р. (1 июня 2018 г.). «Не слишком ли много родов папоротников?» . Таксон . 67 (3): 473–480. дои : 10.12705/673.1 .
- Смит, Алан Р.; Кэтлин М. Прайер; Эрик Шюттпельц; Петра Коралл; Харальд Шнайдер; Пол Г. Вольф (2006). «Классификация современных папоротников» (PDF) . Таксон . 55 (3): 705–731. дои : 10.2307/25065646 . JSTOR 25065646 .
- Штейн, МЫ; Маннолини, Ф.; Херник, Л.В.; Лендлинг, Э.; Берри, CM (2007). «Гигантские деревья кладоксилопсиды раскрывают загадку самых ранних лесных пней на Земле в Гильбоа». Природа . 446 (7138): 904–907. Бибкод : 2007Natur.446..904S . дои : 10.1038/nature05705 . ПМИД 17443185 . S2CID 2575688 .
- Радослав Януш Валковяк (2017). «Классификация Pteridophytes - Краткая классификация папоротников» (PDF) . Бумага МЭА . дои : 10.13140/RG.2.2.29934.20809 .
- Андервуд, LM (1903). «Ранние писатели о папоротниках и их сборниках.— И. Линней, 1707–1778». Торрея . 3 (10): 145–150. ISSN 0096-3844 . JSTOR 40594126 .
Веб-сайты
[ редактировать ]- Маккосленд, Джим (22 февраля 2019 г.). «Открой заново папоротники» . Садовые растения . Журнал «Закат». Архивировано из оригинала 30 октября 2021 года . Проверено 22 ноября 2019 г.
- «Птеридопсида: Летопись окаменелостей» . Растения: Птеридопсида . Музей палеонтологии Калифорнийского университета . Проверено 23 ноября 2019 г.
- «Классификация и определение папоротников» . Центр научного обучения . Университет Вайкато . 3 сентября 2018 года . Проверено 24 ноября 2019 г.
- Микель, Джон Т.; Вагнер, Уоррен Х.; Гиффорд, Эрнест М.; и др. (4 февраля 2019 г.). «Папоротник» . Британская энциклопедия . Проверено 24 ноября 2019 г.
- Хасслер, Майкл; Шмитт, Бернд (2 ноября 2019 г.). «Контрольный список папоротников и плаунов мира» . Мировые папоротники . Ботанический сад Технологического института Карлсруэ . Архивировано из оригинала 2 сентября 2017 года . Проверено 25 ноября 2019 г.
- Прайер, Кэтлин М.; Смит, Алан Р.; Ротфельс, Карл (2009). «Полиподиопсида» . Древо Жизни .
- Классификация папоротников и их союзников . (Австралийский национальный гербарий)
- Библиография книги о папоротниках .
- Регистр ископаемых Pteridophyta
- Уотсон, Л. и М. Дж. Даллвиц (с 2004 г.). Папоротники (Filicopsida) Британских островов . Архивировано 3 марта 2016 г. в Wayback Machine.
- Папоротники и птеридомания в викторианской Шотландии .
- Изображения несеменных растений на сайте bioimages.vanderbilt.edu.
- Американское общество папоротников
- Британское птеридологическое общество
- Международная конноспортивная ассоциация
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Данные, относящиеся к Pteridophyta , в Wikispecies
- СМИ, связанные с Polypodiopsida, на Викискладе?