Введение
Род водных растений
Сальвиния, род из семейства Salviniaceae, – это плавучий папоротник, названный в честь Антона Марии Сальвини, итальянского ученого XVII века. Водяной мох – распространенное название для сальвинии. Род был описан в 1754 году Жаном Франсуа Сегье в его работе о растениях, найденных в окрестностях Вероны, Plantae Veronenses. Признано двенадцать видов, по крайней мере три из которых (S. molesta, S. herzogii и S. minima) считаются гибридами, частично из-за того, что в их спорангиях не обнаруживаются споры. Сальвиния близка к другим водным папоротникам, включая азоллу, или папоротник-москит. Современные источники относят как азоллу, так и сальвинию к семейству Salviniaceae, хотя ранее каждому роду приписывали собственное семейство. Сальвиния, как и другие папоротники порядка Salviniales, является гетероспорической, то есть производит споры разных размеров. Однако развитие листьев у сальвинии уникально. Верхняя сторона плавающего листа, обращенная к оси стебля, морфологически является нижней стороной. Salvinia cucullata – один из двух видов папоротников, для которых опубликован референсный геном.
Описание
Небольшие плавающие водные растения с ползучими стеблями, разветвленные, с волосками на поверхности сосочков листьев, но без настоящих корней. Листья расположены в мутовках по три, с двумя зелеными, сидячими или короткочерешковыми, плоскими, цельными и плавающими листьями, и одним мелко рассеченным, черешковым, корневидным и повисшим листом. Погруженные листья несут сорусы, окруженные при основании мембранными покрывальцами (спорокарпами). Они образуют спорокарпы двух типов: немногочисленные (около 10) мегаспорангии, каждая из которых содержит одну мегаспору, или многочисленные микроспорангии, каждая из которых содержит 64 микроспоры. Споры двух видов и размеров, оба шаровидные, трилетные. Мегагаметофиты и микрогаметофиты выступают сквозь стенку спорангия; мегагаметофиты плавают на поверхности воды, с архегониями, направленными вниз; микрогаметофиты остаются прикрепленными к стенке спорангия. Небольшие волосовидные выросты, известные как трихомы или микрогаметические фолликулы, не имеют известной репродуктивной функции и в настоящее время представляют собой биологическую загадку.
Эволюционная история
География распространения ископаемых остатков сальвинии указывает на то, что виды этого рода могли быть широко распространены в третичный период.
Распространение
Распространение преимущественно тропическое, в Северной Америке, Мексике, Вест-Индии, Центральной Америке, Южной Америке, Евразии и Африке, включая Мадагаскар, Южный Борнео и Азию.
Экономические последствия
Гигантская сальвиния (Salvinia molesta) – широко распространенный инвазивный сорняк в теплом климате, но произрастает в Южной Америке. Она быстро растет, увеличиваясь в массе вдвое за 2,5 дня, и образует плотные заросли на поверхности стоячих водоемов. Для биологической борьбы с гигантской сальвинией успешно используется крошечный жук Cyrtobagous salviniae. Одно из предлагаемых применений основано на использовании гидрофобных трихом, которые не отталкивают масло. Это делает их перспективными для сбора нефтяных разливов, так как они насыщаются маслом всего за тридцать секунд. Трихомы S. molesta послужили моделью для создания аналогичного гидрофобного синтетического поликарбоната.
Эффект Сальвинии
Эффект сальвинии описывает стабилизацию воздушного слоя на погруженной гидрофобной (водоотталкивающей) поверхности за счет гидрофильных (водолюбивых) выступов. Это физико-химическое явление было обнаружено ботаником Вильгельмом Бартлоттом (Университет Бонна) на плавучем папоротнике Salvinia molesta в ходе работы над эффектом лотоса и описано в 2010 году в сотрудничестве с физиком Томасом Шиммелем (Карлсруэский технологический институт), специалистом по гидродинамике Альфредом Ледером (Университет Ростока) и их коллегами.