Osmundaceae тұқымдасы – бұл көне папоротниктер отбасысы. 4-6 туысы мен 18-25 түрі бар. Ерекше гүлдейтін спорангияларымен және ірі көлемімен ерекшеленеді. Папоротниктер.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
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.
Family of ferns
Osmundaceae (royal fern family) is a family of ferns containing four to six extant genera and 18–25 known species. It is the only living family of the order Osmundales in the class Polypodiopsida (ferns) or in some classifications the only order in the class Osmundopsida. This is an ancient (known from the Upper Permian) and fairly isolated group that is often known as the "flowering ferns" because of the striking aspect of the ripe sporangia in Claytosmunda, Osmunda, Osmundastrum, and Plensium (subtribe Osmundinae). In these genera the sporangia are borne naked on non laminar pinnules, while Todea and Leptopteris (subtribe Todinae) bear sporangia naked on laminar pinnules. Ferns in this family are larger than most other ferns.
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.
The stems of Osmundaceae contain vascular tissue arranged as an ectophloic siphonostele; that is, a ring of phloem occurs on the outside only of a ring of xylem, which surrounds pith (and no other vascular tissue). Stipules can be discerned at the leaf bases of these ferns. The hardened leaf bases are persistent and overlap to form a hardened layer surrounding the stem. The mantle of sclerenchymatous leaf bases and intermixed roots can form a woody trunk when the stem emerges above ground, up to in Todea barbara. Extinct members of the family, which flourished during the Mesozoic, could reach the stature of trees and be termed tree ferns. The leaves are either holodimorphic, with separate fertile and sterile fronds assuming an entirely different structure, or have fertile and sterile portions of the frond very distinct in structure. Sporangia in the Osmundaceae are large, and open at a slit on the top; the annulus that drives the sporangium opening is on the side. 128 to 512 spores are typically present. The spores are green, nearly round, and trilete. The spores germinate into gametophytes, which are green (photosynthetic) and grow at the surface. They are large and heart shaped. The base chromosome number for members of the order is 22.
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.
Smith et al. (2006) carried out the first higher level pteridophyte classification published in the molecular phylogenetic era, creating four classes of ferns (Polypodiopsida). At that time they used the term Polypodiopsida sensu stricto to apply to the largest of these. Later the term Polypodiopsida sensu lato was used to refer to all four subclasses, and the large subclass renamed Polypodiidae. This is also referred to informally as the leptosporangiate ferns. The Polypodiidae contain seven orders whose phylogenic relationship is shown in the following cladogram, where Osmundales is seen as a sister to all other members of the subclass.
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.
Bomfleur et al. state that “Osmundales has arguably the richest and most informative fossil record of any extant group of ferns”. The order is well represented in the fossil record from the Permian onwards. Osmundalean or potentially osmundalean fern foliage including 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, and Cladophlebis Brongn., 1849) is commonly found from the Permian onwards together with dispersed spores such as Osmundacidites Couper and Todisporites Couper. But their affinitity to the Osmundales, and Osmundaceae in particular, is difficult to judge. In the Triassic foliage becomes frequent which is similar to identical to the fronds of modern day Todea, Osmundastrum and Claytosmunda. The better understood rhizome fossil record indicates that the group was most diverse in the Permian, and already much reduced in the Triassic regarding the number of substantially different forms (see Bomfleur et al. and literature cited therein). The first fossil representatives of the modern Osmundaceae (= tribus Osmundeae) include rhizome fossils with Claytosmunda anatomy or with structural features characteristic for Osmundastrum cinnomomeum and its precursors. The same holds for the equally old leaf fossil record of the group. The main diagnostic feature of Osmundeae (modern Osmundaceae) is a heterogenous sclerenchymatic ring in the stipe basis. This potential synapomorphy is the only character differentiating between Osmundeae and the paraphyletic genus collecting their potential early ancestors and sister lineages, Millerocaulis. The basic Bauplan shared with 'Millerocaulis' was generally kept within the Osmundeae lineage and only slightly to moderately modified in the last 200 million years. Triassic Jurassic rhizome and frond morphologies remained essentially unaltered in the lineage leading to Claytosmunda claytoniana. This makes it impossible to discern direct ancestors of C. claytoniana from the ancestors of its sister lineages Osmunda and Plenasium), or their shared ancestors. Molecular dating placed the split between Osmunda and Plenasium, and their divergence from Claytosmunda in the Early Cretaceous, co eval with the divergence between the sister genera Todea and Leptopteris. The Osmundastrum lineage diverged much earlier (probably Middle Triassic), which fits with the new classification of re evaluated rhizome fossils originally included in Millercaulis. A comprehensive list of rhizome and leaf fossils associated with modern Osmundaceae (Osmundeae in the classification of Bomfleur et al.) can be found at datadryad. org. The only explicit reconstruction regarding the evolution of morphological traits in Osmundaceae can be found in Miller's groundbreaking work. Notable is that Permian rhizomes of both families in the Osmundales, the extinct Guaireaceae and the Osmundaceae including the extant species, show already relatively complex stele anatomies in comparison to the surviving members of the group. The rhizome fossil record also indicates several independent radiations of likely arborescent lineages, the Guaireaceae and Thamnopterioideae in the Permian, Osmundacaulis in the Triassic, and Plenasium (subgenus Aurealcaulis) in the late Cretaceous to Paleogene. As already noted by Miller, highly derived forms not directly related to the extant species and genera, can be found in the Jurassic and Cretaceous, such as Millerocaulis (Osmundacaulis) kolbii. Another general trend is that the Permian Osmundales were much larger than their modern counterparts. Today, the widespread species of Osmundaceae are rhizomatous with small, low dissected steles.