Кіріспе

Osmundaceae (патшалық папоротниктер) – 4-6 туысқа және 18-25 белгілі түрге жататын папоротниктер отбасысы. Бұл Polypodiopsida (папоротниктер) класындағы Osmundales қатарының жалғыз тірі отбасысы, немесе кейбір жіктемелерде Osmundopsida класындағы жалғыз қатар. Бұл өте көне (Жоғарғы Перм кезеңінен белгілі) және салыстырмалы түрде оқшауланған топ, Claytosmunda, Osmunda, Osmundastrum және Plensium (Osmundinae кішіотряды) піскен спорангияларының ерекше көрінісіне байланысты оны "гүлдейтін папоротниктер" деп атайды. Бұл туыстарда спорангиялар жапырақ емес, континюлаларда жалаңаш болады, ал Todea және Leptopteris (Todinae кішіотряды) жапырақ континюлаларында жалаңаш спорангияларды көтереді. Осы отбасыға жататын папоротниктер көбінесе басқа папоротниктерден ірілеу болады.

Сипаттама

Osmundaceae сабақтарында эктофлоикалық сифоностеле түрінде орналасқан тамырлық ұлпа бар; яғни, флоэма сақинасы тек гилем сақинасының сыртында орналасады, ал гилем өз кезегінде қабықшаны (соманы) қоршайды (және басқа тамырлық ұлпа жоқ). Бұл папоротниктердің жапырақтарының түбінде шабақтарды көруге болады. Қатты жапырақ негіздері сақталады және сабақты қоршап тұратын қатты қабатты құрайды. Склеренхиматоздық жапырақ негіздері мен аралас тамырлардың қабығы сабақ жер бетіне шыққанда, Todea barbara-дағыдай, ағаш тәрізді сабаққа айналуы мүмкін. Мезозой дәуірінде гүлдеген, қазірде жойылған тұқымдастың өкілдері ағаштардың биіктігіне жете алатын және «ағаш папоротниктері» деп аталатын. Жапырақтары холидиморфты болып келеді, яғни құнарлы және құнарсыз жапырақтары толығымен бөлек құрылымға ие, немесе жапырақтың құнарлы және құнарсыз бөліктері құрылысы бойынша айқын ерекшеленеді. Osmundaceae тұқымдасының спорангиялары ірі болып келеді және жоғарғы жағындағы тілік арқылы ашылады; спорангияның ашылуын қамтамасыз ететін аннулус бүйірде орналасқан. Әдетте 128-ден 512-ге дейін споралар кездеседі. Споралары жасыл, шар тәрізді және үш бөлікті (трилетті). Споралар жасыл (фотосинтездік) гаметофиттерге айналады және жер бетінде өседі. Олар ірі және жүрек пішіндес. Бұл тұқымдастың негізгі хромосомалық саны 22-ге тең.

Таксономия

Смит және авторлар (2006) молекулалық филогенетикалық дәуірде жарияланған алғашқы жоғары деңгейдегі папоротниктер жіктемесін жасады, нәтижесінде папоротниктердің (Polypodiopsida) төрт класы құрылды. Олар сол кезде осылардың ең ірісін Polypodiopsida sensu stricto терминімен атады. Кейін Polypodiopsida sensu lato термині барлық төрт субкласты көрсету үшін қолданылды, ал ірі субкласс Polypodiidae деп қайта аталды. Бұл топ лептоспорангиатты папоротниктер деп бейресми түрде де аталады. Polypodiidae жеті қатарды қамтиды, олардың филогенетикалық байланысы төмендегі кладограммада көрсетілген, онда Osmundales субкластың қалған барлық мүшелеріне туыс топ ретінде қарастырылады.

Эволюция

Бомфleur және басқалар "Осмундаль" - кез келген қазіргі кездегі папоротниктер тобының ең бай және ең көп ақпарат беретін қазбалық тізілімі" деп санайды. Бұл топтың қазбалары Перм кезеңінен бастап жақсы сақталған. Осмундальдық немесе ықтимал осмундальдық папоротник жапырақтары, соның ішінде Anomopteris Brongn., Todites Seward, Cladotheca T. Halle, Osmundopsis T. M. Harris, Cacumen Cantrill & J. A. Webb, Osmunda, Damudopteris D. D. Pant & P. K. Khare, Dichotomopteris Maithy және Cladophlebis Brongn., 1849) Пермнен бастап Осмундацид Купер және Todisporites Couper сияқты шашыраңқы споралармен бірге жиі кездеседі. Алайда, олардың Osmundales, әсіресе Osmundaceae туысына жақындығын анықтау қиын. Триас кезеңінде қазіргі Todea, Osmundastrum және Claytosmunda папоротниктерінің жапырақтарына ұқсас немесе бірдей жапырақтар жиі табылады. Жақсы зерттелген тамырсабақ қазбалары бұл топтың Перм кезеңінде ең көп түрлі болғанын, ал Триас кезеңінде маңызды түрлердің саны азайғанын көрсетеді (Bomfleur және басқалар). Қазіргі Osmundaceae (= Osmundeae тайпасының) алғашқы қазбалық өкілдері Claytosmunda анатомиясымен немесе Osmundastrum cinnomomeum және оның алдын-ала жасаушыларына тән құрылымдық ерекшеліктері бар тамырсабақ қазбаларын қамтиды. Топтың бірдей ескі жапырақ қазбалары туралы да осыны айтуға болады. Osmundeae (қазіргі Osmundaceae) негізгі диагностикалық белгісі - сабақтың негізіндегі гетерогенді склеренхиматикалық сақина. Бұл ықтимал синапоморфия - Osmundeae мен олардың ықтимал ерте ата-бабалары мен Millerocaulis сеңлілік туысын біріктіретін парафилетикалық туыс арасындағы жалғыз айырмашылық. "Millerocaulis"пен ортақ негізгі құрылым Osmundeae туысында сақталды және соңғы 200 миллион жылда аздап ғана өзгерді. Триас-Юра кезеңдеріндегі тамырсабақтар мен жапырақтардың морфологиясы Claytosmunda claytoniana-ға әкелетін туыстарда өзгеріссіз қалды. Бұл C. claytoniana-ның тікелей ата-бабаларын оның бауырлары Osmunda және Plenasium) немесе олардың ортақ ата-бабаларынан ажыратуды қиын жасайды. Молекулалық талдау Osmunda және Plenasium арасындағы бөліністі, сондай-ақ олардың Claytosmunda-дан ерте креда кезеңіндегі айырмашылығын, Todea және Leptopteris сеңлілік туыстары арасындағы айырмашылықпен бірдей екенін көрсетті. Osmundastrum туысы әлдеқайда ертерек (бәлкім, орта триас) бөлініп кеткен, бұл бастапқыда Millerocaulis-ке енгізілген қайта бағаланған тамырсабақ қазбаларының жаңа жіктемесімен сәйкес келеді. Қазіргі Osmundaceae (Bomfleur және басқалар жіктемесіндегі Osmundeae) -мен байланысты тамырсабақтар мен жапырақтардың толық тізімін datadryad.org сайтынан табуға болады. Осмондалардағы морфологиялық белгілердің эволюциясына қатысты жалғыз нақты реконструкцияны Миллердің іргелі жұмысында табуға болады. Айта кетерлігі, Osmundales, жойылған Guaireaceae және Osmundaceae екі отбасының да перм кезеңінен табылған тамырсабақтары, оның ішінде қазіргі түрлер, топтың тірі қалған мүшелерімен салыстырғанда салыстырмалы түрде күрделі стела анатомиясын көрсетеді. Тамырсабақ қазбалары сонымен қатар, ықтимал ағаш тәрізді туыстардың бірнеше тәуелсіз сәулеленуін, Guaireaceae және Thamnopterioideae перм кезеңінде, Osmundacaulis триас кезеңінде және Plenasium (ауреалкаулис кіші туысы) кеш креда кезеңінен палеогенге дейін көрсетеді. Миллер атап өткендей, қазіргі түрлер мен туыстарға тікелей қатысы жоқ, жоғары дамыған нысандар Юра және Креда кезеңдерінде кездеседі, мысалы, Millerocaulis (Osmundacaulis) kolbii. Тағы бір жалпы тенденция - перм кезеңінің Osmundales қазіргі замандағыларға қарағанда әлдеқайда ірі болған. Бүгінде Osmundaceae туысының кең таралған түрлері шағын, төмен бөлінген стелалары бар тамырсабақты болып табылады.