Қайта тірілетін папоротник (Qayta tiriletin paporotnik)
Pleopeltis polypodioides
Жасыл қызылжапырақ (Pleopeltis polypodioides) – Америка мен Африкада өсетін, қайта тірілгендей жасыл жапырақты мәңгі жасыл папоротник. Сипаттамасы, өсуі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Pleopeltis polypodioides (syn. Polypodium polypodioides), сонымен қатар қайта тірілген папоротник деп те аталады, – Америка мен Африкаға тән, төмен өсетін, жалпақ текстуралы папоротник түрі.
Species of fern
Pleopeltis polypodioides (syn. Polypodium polypodioides), also known as the resurrection fern, is a species of creeping, coarse textured fern native to the Americas and Africa.
Сипаттама
Бұл папоротниктің мәңгі жасыл жапырақтары 25 см биіктікте және 5 см енде, мономорфты. Жылтыр, сары-жасыл жапырақшалары (құрыштары) терең тілімделген, сопақтан тар ланцет пішіндес, көбінесе ортасына қарай ең кеңейеді, кейде түбінде немесе оған жақын орналасқан. Ол қоныс тегінің бұтақтарына 2 мм диаметрге жететін, тармақталған, серпіліп өсетін, жіңішке тамырсабақ арқылы бекінеді. Қабықшалары ланцет пішіндес, негізі мен жиектері ақшыл қоңыр, ортасы қара жолақты. Бұл өсімдіктің гаметофиттері (гаплоидты гамета өндірушілер) ауада ұшып жүзетін және ылғалды ағаш бұтақтарына қоныстандырылатын өте кішкентай споралардан дамиды. Бұл споралар папоротниктің спорофитінің жапырақтарында пайда болатын спорангияларда түзіледі. Папоротник тамырсабақтарының бөлінуі арқылы да көбейе алады. Жапырақтардың төменгі жағында сорилер (көбелек шоғырлары) дөңгелек, жеке және ойысқан. Олардың контуры жоғарғы бетінде көтеріңкі нүктелер ретінде көрінеді. Олар әдетте сыртқы жиегіне жақын орналасқан және құнарлы жапырақтардың ең төменгі құрыштарынан басқа барлық жерде кездеседі. Индузиум жоқ. Спорангиялар пісіп жетілгенде сарыдан қоңыр түске өтеді. Споралар жаздан күзге дейін пайда болады.
The evergreen fronds of this fern are 25 cm high by 5 cm wide and monomorphic. The leathery, yellow green pinnae (leaflets) are deeply pinnatifid, oblong to narrowly lanceolate, usually widest near middle, occasionally at or near base. It attaches to the limbs of its host plant with a branching, creeping, slender rhizome, which grows to 2 mm in diameter. The scales are lanceolate, with light brown base and margins, and having a dark central stripe. The gametophytes (the haploid gamete producers) of this plant develop from very small spores that float in the air and are deposited on moist tree branches. These spores are produced in sporangia that develop on the leaves of the fern's sporophyte. The fern can also reproduce by the division of its rhizomes. On the underside of the blades, the sori (reproductive clusters) are round, discrete, and sunken. Their outline can be seen as raised dimples on the upper surface. They are typically near the outer edge, and occur on all but the lowest pinnae of fertile fronds. Indusium is absent. Sporangia are yellow to brown at maturity. Spores are produced from summer to fall.
Тіршілік ету ортасы
Бұл папоротник - эпифит, яғни ауа өсімдігі, ол басқа өсімдіктерге жабысып, қоректік заттарды ауадан, судан және қабықтың сыртқы бетінде жиналатын қоректік элементтерден алады. Қайта тірілген папоротник кипарис сияқты үлкен ағаштардың бұтақтарында өседі және көбінесе жаңбырға жиі ұшыраған үлкен емен ағаштарының бұтақтарындағы көлеңкелі жерлерді жамылған күйде кездеседі. Дегенмен, оның тастар мен шірік бұталардың бетінде де өсетіні белгілі. Ол көбінесе испан мүжігі сияқты басқа эпифиттік өсімдіктермен бірге табылады. P. polypodioides АҚШ-тың оңтүстік-шығысындағы жапырақты ормандарда, Делавэр, Мэриленд, Каролина, Вирджиния, Батыс Вирджиния, Иллинойс, Огайо, Алабама, Джорджия, Флорида, Миссисипи, Арканзас, Техас және Оклахома штаттарында кездеседі. Бұл папоротник сондай-ақ субтропикалық Америкада, Оңтүстік Африканың кейбір аймақтарында және басқа ылғалды немесе жартылай ылғалды климат аймақтарында да табылған.
This fern is an epiphyte, or air plant, which means it attaches itself to other plants and gets its nutrients from the air and from water and nutrients that collect on the outer surface of bark. The resurrection fern lives on the branches of large trees such as cypresses and can often be seen carpeting the shady areas on limbs of large oak trees repeatedly exposed to rainfall. However, it is known to grow on the surfaces of rocks and dead logs as well. It is often found in the company of other epiphytic plants such as Spanish moss. The P. polypodioides resides in the hardwood forests of southeastern United States in areas including Delaware, Maryland, the Carolinas, Virginia, West Virginia, Illinois, Ohio, Alabama, Georgia, Florida, Mississippi, Arkansas, Texas and Oklahoma. This fern can also be found in areas such as subtropical America, parts of southern Africa and other humid or sub humid climate areas.
Физиология және суландыру
Қайта тірілу папоротнигінің атауын ұзақ уақыт құрғақшылыққа төтеп беру қабілетінен алған, себебі ол жапырақтарын жиырып, кепкен, сұр қоңыр түсті және өлгендей көрінеді. Бірақ, тек аз ғана су болса, папоротник қайтадан жазылып, ашылады, "қайта тірілгендей" болады. Осы өсімдіктердің 100 жылға дейін сусыз өмір сүре алатыны және бір рет суға түскеннен кейін қайта тіріле алатыны болжамдалады. Қайта тірілу папоротнигінің тамырлары эпифиттерді бекітуге бейімделген, оларды қонақ ағаштың қабығына ұстап тұрады және сіңіру қабілеті төмен. Ағаштардың қабығында топталған папоротниктерде, папоротниктер мен қабықтың булануы артуы ортаңғы папоротниктердің сыртқы папоротниктерге қарағанда ұзақ ашық қалуына мүмкіндік береді. Ауаның салыстырмалы ылғалдылығы мен папоротник жапырақтарының жабылу жылдамдығы арасында кері байланыс бар. Қаншалықты ылғалдылық жоғары болса, папоротник жапырақтары соншалықты баяу жабылады, себебі олар ауадағы ылғалға ұзақ уақыт тосады. Қайта тірілу папоротнигі қатты құрғап, суының көбісін жоғалта алады. Эксперименттер көрсеткендей, олар 97%-ға дейін су жоғалта алады және тірі қалады, бірақ әдетте құрғақшылық кезеңінде шамамен 76% жоғалтады. Салыстыру үшін, көптеген басқа өсімдіктер 8-12% су жоғалтқаннан кейін өледі. Бұл папоротник жапырақтағы жасушаларды суландырмаса, судың барлығын жоғалтады және тірі қалады. Жаңбыр жауса немесе суға қысқа мерзімге де ұшыраса, олар толыққанды қалпына келіп, 24-48 сағат ішінде нормал жағдайға оралады. Суға көп уақыт ұшырағаннан кейін, бірінші сағатта судың мөлшері 50%-ға дейін, ал үш сағаттан кейін 65-70%-ға дейін артады, бұл папоротник су қажеттілігі үшін мохқа тәуелді болуы мүмкін екенін көрсетеді. Қайта тірілу папоротниктері құрғаған жасушаларында қантты жинақтап, оларды қорғайды және құрғақ күйдегі мембраналар мен белоктарды тұрақтандырады. Қант жинақталғанда, жасушалар өздерінің құрылымы үшін қажетті макромолекулалар арасындағы сутекті байланыстарды сақтай алады. Қайта тірілу папоротнигінің ерекшелігі – ол құрғағаннан кейін бірден суды сіңіре алмайды. Қайта тірілу папоротниктерінің кеуекті жасушалық құрылымдық желілері бар, олар суға түскеннен кейін өз салмағынан үш-төрт есе көп суды сіңіруге мүмкіндік береді. Бастапқыда су капиллярлық қысым арқылы эпидермистің губка тәрізді қабатына және папоротник жапырақтарының кеуекті желісіне өтеді, оларды айтарлықтай өзгертпейді. Уақыт өте келе, папоротник жасушаларының желісінде қысым пайда болады, өсімдіктегі тургорлық қысым мен кернеуді өзгертеді, жапырақтардың жазылуын бастайды. Жапырақтар сумен толысқанда ғана жазылады. Жапырақтардың жазылуы толығымен осмостық құбылыс деп есептелген, бірақ папоротник қайтадан суға ұшырағанда, ол суды қатты коллоидтар арқылы сіңіреді, бұл папоротник жасушаларының көлемін және капиллярлық қысымын арттырады. Жапырақшалар "құрғағанда" мезофил деформацияланады, бұл ламинаның жиырылуына және төменгі жағын ашып, пельтат қабықшаларын көрсетеді. Пельтат қабықшалары фотоокистелу мен механикалық зақымданудың алдын алуға, сондай-ақ жылдам сулануға көмектеседі. Папоротник жапырақтарында жапырақтардың эпидермисіне суды бағыттап, сіңіруге мүмкіндік беретін, олардың беткі қабаттарының ортасында каналдық жасушалар болады. Папоротник жапырақтарының құрғақтанғаннан кейін жазылуы жапырақтың орталық тамыры бойындағы жоғарғы эпидермистің үлкен жасушаларына байланысты, олар басқа эпидермалық жасушаларға қарағанда ені артады, бұл жапырақтарды жазуға және тегістеуге мәжбүрлейді. Қайта тірілу папоротнигінің термолюминесценциясы оның қандай температурада пайда болатынын бақылау үшін тестіленді, сонымен қатар папоротниктердің хлоропластары өсімдік үшін сақталған энергияны жоғалтпастан бұрын қандай температураға және құрғату деңгейіне төтеп бере алатынын көрсетеді. Бір зерттеуде қайта тірілу папоротнигінің термолюминесценциясы 50 градус Цельсийде пайда болғанға дейін жоғары температураны қажет ететіні анықталды, ал басқа құрғақшылыққа төзімді өсімдіктер термолюминесценцияны 40 градус Цельсийде көрсетті. Термолюминесценция белсенділігі қайта тірілу папоротнигінің жапырақтарына алты бөлек, бірақ бірінен соң бірі жасыл қауіпсіз жарық шағылысына ұшыраған кезде көбейді. Папоротник жапырақтарының термолюминесценциясы жоғары температурада ғана байқалғандықтан, бұл папоротник хлоропластарының құрғақтанған кезде энергияны ұстап тұру және сақтау механизміне ие болуы мүмкін екенін көрсетеді, бұл оған жоғары температураға және ұзақ құрғақшылық кезеңдеріне төтеп беруге мүмкіндік береді. Папоротник жазда және күздің басында спора жасайды. Тамыр бөлімдері де көбейтілгіш және жаңа ортада тамыр жасай алады.
The resurrection fern gets its name because it can survive long periods of drought by curling up its fronds and appearing desiccated, grey brown and dead. However, when just a little water is present, the fern will uncurl and reopen, appearing to "resurrect". It has been estimated that these plants could last 100 years without water and still revive after a single exposure. The resurrection fern roots have evolved to function as anchors for the epiphytes, holding them to their host tree’s bark and have been found to be inefficient in absorption. When in clustered groups of ferns on the bark of trees, the increased transpiration of the ferns and bark allow the middle ferns of the cluster to remain open longer than ferns on the outside. The relative humidity of the air and the closing rate of the leaves of the ferns is an inverse relationship. The greater the humidity, the slower the leaves of the ferns close because they have prolonged exposure to moisture in the air. The resurrection fern can severely desiccate and lose almost all of its water. Experiments have shown they can lose up to 97% and remain alive, though more typically they only lose around 76% in dry spells. For comparison, most other plants would die after losing only 8 12%. This fern can lose almost all the water not hydrating the cells in its leaves and survive. Upon rainfall or even minute exposures to water they can fully rehydrate and return to a normal state within 24 to 48 hours. Following substantial exposures to moisture, there is an immediate increase in its water content of up to 50% after the first hour and 65 70% after three hours. indicating that this fern may rely on moss for some of its water needs. The resurrection ferns accumulate sugar in their dehydrated cells in order to protect them and stabilize the membranes and proteins in the dry state. By accumulating sugar, the cells can maintain hydrogen bonds between necessary macromolecules needed for their structure. An interesting feature of the resurrection fern is it does not immediately uptake water after having been in a desiccated state. The resurrection ferns have porous cell structure networks that can expand and rearrange to accommodate absorbing three to four times their own weight in water after being exposed. Initially, the water flows via capillary pressure into the spongy layer of the epidermis and the porous network of the fern’s leaves, without altering them significantly. Over time, pressure builds up in the fern cell network, changing the turgor pressure and strain in the plant, initiating the unfolding of the leaves. The fern only stops unfolding its leaves when the cell network of the fern is entirely filled with water. The uncurling of the leaves was believed to be an entirely osmotic phenomenon, but when the fern is again exposed to water, it absorbs the water through solid colloids causing an increase in volume and capillary pressure of the cells of the fern. When the fronds “dry,” the mesophyll deforms, which causes the lamina to curl and exposes the underside and show the peltate scales. The peltate scales help prevent photooxidation and mechanical damage, as well as assist in quick rehydration. The fern fronds contain canal cells in the center of their surface scales that direct water to the epidermis of the fern leaves, allowing absorption. The ability of the fern fronds to unroll after exposure to desiccation is attributed to the large cells of the upper epidermis along the midrib of the frond that increase in width more than any other epidermal cell, which forces the fronds to uncurl and flatten out. Thermoluminescence of the resurrection fern has been tested to observe at what temperatures it occurs and therefore shows what temperatures and amount of desiccation the ferns can tolerate before their chloroplasts lose the energy they’ve stored for the plant, in the form of light emissions. One study found the resurrection fern to require high temperatures before thermoluminescence occurred at around 50 degrees C whereas other desiccation tolerant plants showed thermoluminescence at 40 degrees C. The thermoluminescence activity of the resurrection fern increased as it was exposed to six separate but consecutive flashes of green safelight at its leaves. Because thermoluminescence from the fern fronds wasn’t observed until higher temperatures, this hints that the fern’s chloroplasts may have a mechanism to withhold and store energy for the fern as it desiccates that allow it to survive higher temperatures and extreme periods of desiccation. The fern sporulates in Summer and early Fall. Rhizome sections are also viable offspring and can root themselves in new medium.