Pleopeltis polypodioides - Википедия - Pleopeltis polypodioides

Pleopeltis polypodioides
GreenPolypods.jpg
Полиподиум полиподиоидный на дубовой ветке после кратковременного дождя
PoliypodiumPolypoioides.jpg
Листья на той же конечности в высохшем состоянии

Безопасный (Природа )[1]
Научная классификация редактировать
Королевство:Plantae
Clade:Трахеофиты
Учебный класс:Полиподиопсиды
Заказ:Полиподиальные
Подотряд:Полиподийные
Семья:Полиподиевые
Род:Плеопельтис
Разновидность:
P. polypodioides
Биномиальное имя
Pleopeltis polypodioides
(Л. Э. Г. Эндрюс и Виндхэм
Синонимы

Acrosticum polypodioides Л.

Pleopeltis polypodioides (син. Полиподиум полиподиоидный), также известный как воскресший папоротник, это разновидность стелющиеся, крупнозернистые папоротник родной для Америка и Африка.

Описание

Вечнозеленый листья этого папоротника 25 см в высоту и 5 см в ширину и мономорфны. Кожистые желто-зеленые ушные раковины (листочки) глубоко перисто-перистые, от продолговатых до узколанцетных, обычно самые широкие около середины, иногда у основания или около него. Он прикрепляется к конечностям растения-хозяина ветвистым, ползучим, тонким корневище, который вырастает до 2 мм в диаметре. Чешуя ланцетная, со светло-коричневыми основанием и краями, с темной центральной полосой.

Верхняя и нижняя стороны листьев

В гаметофиты (в гаплоидный продуценты гамет) этого растения развиваются из очень маленьких споры которые плавают в воздухе и откладываются на влажных ветвях деревьев. Эти споры образуются в спорангии которые развиваются на листьях папоротника спорофит. Папоротник также может размножаться путем деления своей корневища.

На нижней стороне лезвий сори (репродуктивные скопления) круглые, дискретные, утопленные. Их очертания можно увидеть в виде выпуклых ямок на верхней поверхности. Как правило, они находятся около внешнего края и встречаются на всех ушных раковинах плодородных листьев, кроме самых нижних. Индузий отсутствует. Спорангии достигают зрелости от желтого до коричневого цвета. Споры образуются с лета до осени.

Среда обитания

Сори на нижней стороне листа

Этот папоротник - эпифит, или воздушное растение, что означает, что оно прикрепляется к другим растениям и получает свое питательные вещества из воздуха и из воды и питательных веществ, которые собираются на внешней поверхности лаять. Папоротник воскресения живет на ветвях больших деревьев, таких как кипарисы и часто можно увидеть, как ковер покрывает тенистые участки на конечностях больших дуб деревья неоднократно подвергались воздействию дождя. Однако известно, что он также растет на поверхности камней и мертвых бревен. Часто встречается в компании других эпифитных растений, таких как Испанский мох.

В P. polypodioides проживает в лиственные леса юго-востока США в таких областях, как Делавэр, Иллинойс, Техас, Оклахома, Алабама, Джорджия и Флорида. Этот папоротник также можно найти в таких местах, как субтропический Америка, части южной части Африки и другие районы с влажным или субгумидным климатом.

Самая дальняя известная существующая колония этого папоротника растет на скале под названием Пизанская Лена в Метро Парк Clear Creek в Округ Хокинг, Огайо.

Физиология и регидратация

Папоротник воскресения получил свое название, потому что он может пережить длительные периоды засуха свернувшись калачиком листья и выглядит сухим, серо-коричневым и мертвым. Однако, когда присутствует совсем немного воды, папоротник разворачивается и снова открывается, как бы «воскрешая». Было подсчитано, что эти растения могут прожить 100 лет без воды и все еще оживают после однократного воздействия.[2][3]

Pleopeltis polypodioides или воскрешающие папоротники в высохшем скрученном состоянии.

Корни воскрешающего папоротника превратились в якоря для эпифитов, удерживая их на коре своего дерева-хозяина, и было обнаружено, что они неэффективны при абсорбции. При скоплении папоротников на коре деревьев повышенная испарение папоротников и коры позволяют средним папоротникам грозди оставаться открытыми дольше, чем папоротникам снаружи. Относительная влажность воздуха и скорость смыкания листьев папоротников - это обратная зависимость. Чем выше влажность, тем медленнее закрываются листья папоротников, потому что они длительное время подвергались воздействию влаги из воздуха.[4]

Папоротник воскресения может сильно иссушать и потерять почти всю воду. Эксперименты показали, что они могут потерять до 97% - и остаться в живых, хотя чаще всего они теряют около 76% в периоды засухи.[5] Для сравнения, большинство других растения умрет, потеряв всего 8-12%. Этот папоротник может потерять почти всю воду, не увлажняя клетки своих листьев, и выжить. После дождя или даже минутного воздействия воды они могут полностью восстановить водный баланс и вернуться в нормальное состояние в течение 24-48 часов.[2][6] После значительного воздействия влаги содержание воды в нем немедленно увеличивается до 50% через первый час и на 65-70% через три часа.[6] Когда папоротник восстанавливает влагу, он снова может стать фотосинтетически активным, увеличивая его метаболизм и высвобождая органические соединения, которые обеспечивают питательные вещества для симбиотический бактерии, которые позволяют им обоим процветать.

По крайней мере, одно исследование показало связь между P. polypodioides и мох,[7] Это указывает на то, что этот папоротник может использовать мох для удовлетворения некоторых потребностей в воде.

Воскресшие папоротники регидратированы в развернутом состоянии.

Воскрешающие папоротники 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 макромолекулами, необходимыми для их структуры. Интересной особенностью воскрешающего папоротника является то, что он не сразу впитывает воду после того, как был в высушенном состоянии. У воскрешающих папоротников есть сети пористой структуры ячеек, которые могут расширяться и перестраиваться, чтобы приспособиться к поглощению воды, в три-четыре раза превышающей их собственный вес, после воздействия..[8] Первоначально вода течет через капиллярное давление в губчатый слой эпидермиса и пористую сеть листьев папоротника, не изменяя их существенно. Со временем давление в сети клеток папоротника нарастает, изменяя тургорное давление и деформацию растения, что приводит к распусканию листьев. Папоротник перестает разворачивать свои листья только тогда, когда клеточная сеть папоротника полностью заполнена водой. Считалось, что раскручивание листьев является полностью осмотическим явлением, но когда папоротник снова подвергается воздействию воды, он поглощает воду через твердые частицы. коллоиды вызывая увеличение объема и капиллярного давления клеток папоротника.

Когда листья «сохнут», они скручиваются нижней стороной вверх. Таким образом, они быстрее всего восстанавливают влагу во время дождя, так как большая часть воды поглощается нижней стороной листовых пластинок. Вайя папоротника содержит клетки каналов в центре их поверхностных чешуек, которые направляют воду к эпидермису листьев папоротника, обеспечивая абсорбцию. Способность листьев папоротника разворачиваться после высыхания объясняется наличием крупных клеток верхнего эпидермиса вдоль средней жилки вайя, которые увеличиваются в ширину больше, чем любые другие эпидермальные клетки, что заставляет листья раскручиваться и распрямляться.[9]

Один из способов, которым воскресший папоротник приспособился к тому, чтобы пережить иссушение, - это способность его клеточных стенок деформироваться и преобразовываться, не разрываясь и не разрушаясь. Было замечено, что дегидрины может привести к деформации и преобразованию клеточных стенок листьев и листьев папоротника во время сильной засухи с последующим воздействием воды из-за больших колебаний содержания воды. Было обнаружено, что дегидрины экспрессируются только тогда, когда папоротник высыхает или находится в обезвоженном состоянии, причем дегидрины расположены на внешней стороне клеток рядом с клеточными стенками, что позволяет листьям и листьям папоротника деформироваться и реформироваться соответственно.[10]

Термолюминесценция папоротника воскрешения был протестирован, чтобы наблюдать, при каких температурах он возникает, и, следовательно, показывает, какие температуры и степень высыхания папоротники могут выдержать, прежде чем они начнут расти. хлоропласты теряют энергию, которую они хранят для растений, в виде светового излучения. Одно исследование показало, что воскрешающий папоротник требует высоких температур, прежде чем термолюминесценция произойдет примерно при 50 ° C, тогда как другие устойчивые к высыханию растения показали термолюминесценцию при 40 ° C.[11] Активность термолюминесценции воскрешающего папоротника увеличивалась, когда он подвергался шести отдельным, но последовательным вспышкам зеленого безопасного света на его листьях. Поскольку термолюминесценция от листьев папоротника не наблюдалась до более высоких температур, это указывает на то, что хлоропласты папоротника могут иметь механизм удержания и хранения энергии папоротника во время его высыхания, что позволяет ему пережить более высокие температуры и экстремальные периоды высыхания.[11]

Размножение

У папоротника есть споры на нижней части листьев, содержащиеся в сори. Споры папоротника появляются летом и в начале осени. Разделы корневища также являются жизнеспособным потомством и могут укореняться в новой среде.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "NatureServe Explorer 2.0 - Pleopeltis polypodioides Воскресенский папоротник ». explorer.natureserve.org. Получено 9 октября 2020.
  2. ^ а б Расширение кооперативов Северной Каролины (17 февраля 2012 г.). "Воскрешающие папоротники возвращаются, вызывая трепет". Центр округа Уэйн - Кооперативное расширение Северной Каролины. Голдсборо, Северная Каролина: Университет штата Северная Каролина. Архивировано из оригинал 30 марта 2013 г.. Получено 14 июл 2015.
  3. ^ Стивенсон, Кэрри (2 сентября 2013 г.). "Воскресшие папоротники". Садоводство на поприще. Гейнсвилл, Флорида: Институт продовольственных и сельскохозяйственных наук. Архивировано из оригинал 14 июля 2015 г.. Получено 14 июл 2015.
  4. ^ Поттс, Роберта; Penfound, Wm. Т. (1948). "Водные отношения многоножки папоротника, Polypodium Polypodioides (L.) A. S. Hitchcock". Экология. 29 (1): 43–53. Дои:10.2307/1930343. JSTOR  1930343.
  5. ^ Моран 2004
  6. ^ а б Джексон, Эвелин Ф .; Echlin, Haley L .; Джексон, Колин Р. (2006). «Изменения в филлосферном сообществе воскрешающего папоротника, Polypodium polypodioides, связанные с дождем и увлажнением: изменения в филлосферном сообществе воскресшего папоротника». FEMS Microbiology Ecology. 58 (2): 236–246. Дои:10.1111 / j.1574-6941.2006.00152.x. PMID  17064265.
  7. ^ http://digital.library.okstate.edu/OAS/oas_htm_files/v80/p99_104nf.html
  8. ^ Helseth, L.E .; Фишер, Т. М. (2005-06-09). «Физические механизмы регидратации у Polypodium polypodioides, воскрешающего растения». Физический обзор E. 71 (6): 061903. Дои:10.1103 / PhysRevE.71.061903. ISSN  1539-3755. PMID  16089761.
  9. ^ Поттс, Роберта; Penfound, Wm. Т. (1948). "Водные отношения папоротника многоножки, Polypodium Polypodioides (L.) A. S. Hitchcock". Экология. 29 (1): 43–53. Дои:10.2307/1930343. JSTOR  1930343.
  10. ^ Layton, B.E .; Boyd, M. B .; Tripepi, M. S .; Bitonti, B.M .; Dollahon, M. N. R .; Бальзамо, Р. А. (2010), «Вызванная дегидратацией экспрессия 31-кДа дегидрина в Polypodium polypodioides (Polypodiaceae) может вызвать большую обратимую деформацию клеточных стенок», Американский журнал ботаники, 97 (4): 535–44, Дои:10.3732 / ajb.0900285, PMID  21622416
  11. ^ а б "2000CRABS..53d..99M Стр. D99". Bibcode:2000CRABS..53d..99M. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)