Введение
Семейство папоротников Marsileaceae (/m//ɑːr/,/s//ɪ//l//i/'/eɪ//s//i//.//iː/) – небольшое семейство гетероспорических водных и полуводных папоротников, которые на первый взгляд физически мало похожи на другие папоротники. Эта группа обычно известна как «семейство перечных трав» или «семейство водяного клевера», поскольку листья рода Marsilea отдалённо напоминают листья четырёхлистного клевера. В целом, семейство включает 3 рода и от 50 до 80 видов, причём большинство из них относится к роду Marsilea.
Marsileaceae (/m//ɑːr/,/s//ɪ//l//i/'/eɪ//s//i//.//iː/) is a small family of heterosporous aquatic and semi aquatic ferns, though at first sight they do not physically resemble other ferns. The group is commonly known as the "pepperwort family" or as the "water clover family" because the leaves of the genus Marsilea superficially resemble the leaves of a four leaf clover. In all, the family contains 3 genera and 50 to 80 species with most of those belonging to Marsilea.
Естественная история
Члены семейства Marsileaceae являются водными или полуводными растениями. Они часто растут плотными группами в иле вдоль берегов прудов или ручьев, либо могут расти погруженными в мелководье, с некоторыми листьями, простирающимися к поверхности воды. Растения произрастают в сезонно влажных биотопах, но переживают зиму или сухой сезон, сбрасывая листья и образуя твердые, устойчивые к высыханию репродуктивные структуры. В семействе Marsileaceae существует всего три ныне живущих рода. Большинство видов (около 45–70) относится к роду Marsilea, который распространен по всему миру в теплых умеренных и тропических регионах. Однако оба этих других семейства папоротников свободно плавают на поверхности прудов или озер, а не укореняются в почве или иле. Тесная связь этих групп с Marsileaceae подтверждается как морфологическим, так и молекулярным анализом. В целом, Salviniaceae и Azollaceae имеют гораздо более полную летопись окаменелостей, чем Marsileaceae. До недавнего времени самым древним известным ископаемым представителем был Rodeites dakshinii – сохранившийся спорокарп, содержащий споры, найденный в третичном черте Индии. Эти окаменелости были отнесены к виду Regnellidium upatoiensis, что отодвинуло известную историю Marsileaceae к мезозойской эре. Другие находки включают Regnellites nagashimae из верхней юры или нижнего мелового периода Японии. Окаменелости включают листья с видимыми жилками, а также спорокарпы. В настоящее время самым древним известным членом семейства является Flabellariopteris, описанный в 2014 году по изолированным листьям, датируемым поздним триасом в Ляонинге (Китай).
Морфология
Марсилеи имеют много общих структурных характеристик, свойственных большинству папоротников, но различия между ними более заметны, чем сходства. Виды этого семейства характеризуются длинными, тонкими корневищами, которые ползут по поверхности или под землей. Их листья (вайи) растут отчетливыми группами в узлах вдоль корневища, с заметными промежутками между группами листьев. В результате растения выглядят скорее стеблевыми, чем листовыми, в отличие от других папоротников. Корни растут преимущественно из тех же узлов, что и листья, но могут также развиваться в других местах вдоль корневища. Корни *Marsilea* и *Regnellidium* примечательны тем, что содержат сосудистые элементы. Сосуды также были обнаружены в корневищах двух видов *Marsilea*. Эти сосуды эволюционировали независимо от сосудов в других группах растений. Листья – наиболее легко определяемая характеристика марсилеевых; они имеют длинный, тонкий черешок, заканчивающийся нулем, двумя или четырьмя (иногда шестью) листочками. Количество листочков различается у трех родов и может использоваться для идентификации. Таким образом, в развивающемся листе листочки свернуты скорее как крылья бабочки, чем как листочки клевера. Как и у других папоротников, листья развиваются по цирцинатному типу. Каждый вегетационный сезон обычно развивается только один спорокарп на узел вдоль корневища у основания черешков листьев, хотя у некоторых видов *Marsilea* может быть два или, реже, до двадцати, хотя их черешки значительно короче, чем у вегетативных листочков. Внутри спорокарпа измененные листья несут несколько сорусов, каждый из которых состоит из нескольких спорангиев, покрытых тонкой пленкой ткани (индузиумом). Каждый сорус содержит смесь двух типов спорангиев, каждый из которых производит только один из двух видов спор. К центру каждого соруса и развивающиеся первыми – мегаспорангии, каждый из которых даст одну крупную женскую мегаспору. Окружающие их по краю соруса и развивающиеся позже – микроспорангии, каждый из которых произведет множество мелких мужских микроспор. Поскольку марсилеевые производят два вида спор (и, следовательно, два вида гаметофитов), они называются гетероспоровыми. Хотя гетероспория является нормой для всех семенных растений, таких как цветковые и хвойные, она очень редка среди других групп растений. Кроме того, большинство гетероспоровых растений производят свои два типа спорангиев в разных местах на растении. Поскольку марсилеевые развивают оба типа вместе в одном скоплении, они отличаются от других растений и в этом отношении. Споры остаются в состоянии покоя внутри спорокарпа в неблагоприятных условиях, но при наступлении подходящих и влажных условий спорокарп прорастает. Он расщепляется пополам, позволяя свернутой внутри ткани гидратироваться. По мере того как эта внутренняя ткань набухает водой, она раздвигает половинки твердой внешней оболочки и выходит наружу в виде длинного, желатинового червя, похожего на сорофор. Сорофор – это сороносец, уникальный для семейства Марсилеевых; он может достигать длины, более чем в десять раз превышающей длину спорокарпа, внутри которого он был свернут. Это удлинение выносит многочисленные сорусы, производящие споры, прикрепленные по обеим сторонам сорофора, в воду.
Использование человеком
Некоторые виды марсилеи выращивают в садовых прудах или аквариумах. Коренные австралийцы в прошлом делали кашу из измельчённых спорокарпов марсилеи, которую называли нарду. Однако спорокарпы содержат токсичное количество тиаминазы, поэтому для безопасного употребления нарду необходимо тщательно их обрабатывать.