Азолла

редактировать

Азолла Временной диапазон: маастрихт - голоцен
Азолла каролиниана0.jpg
Азолла каролиниана
Научная классификация е
Королевство: Plantae
Клэйд: Трахеофиты
Разделение: Полиподиофита
Класс: Полиподиопсиды
Порядок: Сальвиниалес
Семья: Salviniaceae
Род: Azolla Lam.
Типовой вид
А. filiculoides
Разновидность

См. Текст

Azolla ( комар папоротник, ряски папоротник, фея мох, вода папоротник) является родом из семи видов водных папоротников в семье сальвиниевой. Они чрезвычайно уменьшены по форме и специализированы и не похожи на другие типичные папоротники, а больше напоминают ряску или некоторые мхи. Azolla filiculoides - один из двух видов папоротников, для которых был опубликован эталонный геном.

Азолла привезена с Филиппин

Азолла считается инвазивным растением в заболоченных местах, пресноводных озерах и канавах. Это может существенно изменить водные экосистемы и биоразнообразие.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Вид
    • 1.1 Раздел Rhizosperma
    • 1.2 Раздел Азолла
  • 2 Экология
    • 2.1 Azolla filiculoides
  • 3 Размножение
  • 4 Приложения
    • 4.1 Продукты питания и корма для животных
    • 4.2 Растение-компаньон
    • 4.3 Ларвицид
    • 4.4 Изменение климата
  • 5 Инвазивные виды
  • 6 Важность палеоклиматологии
  • 7 Биовосстановление
  • 8 ссылки
  • 9 Внешние ссылки

Разновидность

Раздел Rhizosperma

Раздел Азолла

Рисунок Azolla filiculoides, около 5 мм. Верхние зеленые листья осуществляют фотосинтез, нижние не содержат хлорофилла.
Источники:

Из летописи окаменелостей известно по крайней мере шесть вымерших видов:

Экология

Азолла, покрывающая реку Каннинг, Западная Австралия Азолла на реке Каннинг, Западная Австралия

Азолла - высокопродуктивное растение. Он удваивает свою биомассу за 1,9 дня или более, в зависимости от условий, а урожайность на азиатских рисовых полях может достигать 8–10 тонн свежего вещества / га. Сообщалось о 37,8 т сырого веса / га (2,78 т сухого вещества / га) для Azolla pinnata в Индии (Hasan et al., 2009).

Азолла плавает на поверхности воды с помощью множества мелких, плотно прилегающих друг к другу чешуевидных листьев, корни которых свисают в воде. Они образуют симбиотические отношения с цианобактерией Anabaena azollae, которая фиксирует атмосферный азот. Растение может легко заселять пресноводные районы и расти с огромной скоростью - удваивая свою биомассу каждые два-три дня. Типичным фактором, ограничивающим его рост, является фосфор. Обилие фосфора, например, из-за эвтрофикации или химического стока, часто приводит к цветению азоллы. В отличие от всех других известных растений, его симбиотический микроорганизм передается напрямую от одного поколения к другому. A. azollae полностью зависит от своего хозяина, так как некоторые из его генов были потеряны или перенесены в ядро клеток Azolla.

СЭМ изображение поверхности Азоллы

Способность Азоллы связывать азот привела к широкому использованию в качестве биоудобрения, особенно в некоторых частях Юго-Восточной Азии. Растение использовалось для повышения продуктивности сельского хозяйства в Китае более тысячи лет. Когда рисовые поля весной затопляются, их можно засаживать азоллой, которая затем быстро размножается, чтобы покрыть воду, подавляя сорняки. Гниющий растительный материал выделяет азот в воду для рисовых растений, обеспечивая до девяти тонн белка на гектар в год.

Азолла - это сорняк во многих частях мира, полностью покрывающий некоторые водоемы. Миф о том, что ни один комар не может проникнуть через покров папоротника, чтобы отложить яйца в воде, дает растению его общее название «москитный папоротник» и может препятствовать выживанию некоторых личинок.

Большинство видов могут производить большое количество дезоксиантоцианов в ответ на различные стрессы, включая яркий солнечный свет и экстремальные температуры, из-за чего поверхность воды кажется покрытой ярко-красной ковровой дорожкой. Кормление травоядных вызывает накопление дезоксиантоцианов и приводит к снижению доли полиненасыщенных жирных кислот в листьях, тем самым снижая их вкусовые качества и питательную ценность.

Азолла не может пережить зимы с длительными заморозками, поэтому ее часто выращивают как декоративное растение в высоких широтах, где она не может прижиться достаточно прочно, чтобы стать сорняком. Не терпит солености ; нормальные растения не могут выжить при более чем 1–1,6, и даже кондиционированные организмы погибают при солености выше 5,5.

Azolla filiculoides

Azolla filiculoides (красная азолла) - единственный представитель этого рода и семейства Azollaceae в Тасмании. Это обычное местное водное растение в Тасмании. Это обычное явление за дамбами фермерских хозяйств и другими неподвижными водоемами. Растения маленькие (обычно всего несколько см в диаметре) и плавают, но могут быть многочисленными и образовывать большие маты. Обычно это красные растения с небольшими водоотталкивающими листьями.

Размножение

Сканирующая электронная микрофотография мегаспоры рода Azolla с приставшими массулами из почтовых отложений лагуны Эль-Джунко, остров Сан-Кристобаль Галапагос Просвечивающая электронная микрофотография мегаспоры рода Azolla из послеледниковых отложений Лагуна Эль Джунко, Галапагосские острова Сан-Кристобаль

Азолла размножается половым путем и бесполым (путем расщепления).

Как и у всех папоротников, половое размножение приводит к образованию спор, но у других представителей этой группы азолла производит два вида. В летние месяцы на нижней стороне ветвей образуются многочисленные сферические структуры, называемые спорокарпиями. Самец спорокарпия зеленоватый или красноватый и выглядит как яичная масса насекомого или паука. Он имеет диаметр два миллиметра и несет на себе многочисленные мужские спорангии. Мужские споры (микроспоры) чрезвычайно малы и образуются внутри каждого микроспорангия. Микроспоры имеют тенденцию склеиваться в скопления, называемые массулами.

Самки спорокарпов намного меньше по размеру, содержат один спорангий и одну функциональную спору. Поскольку отдельная женская спора значительно крупнее мужской, ее называют мегаспорой.

У азоллы есть микроскопические мужские и женские гаметофиты, которые развиваются внутри мужских и женских спор. Женский гаметофит выступает из мегаспоры и несет небольшое количество архегониев, каждая из которых содержит одно яйцо. Микроспора образует мужской гаметофит с одним антеридием, который производит восемь плавающих сперматозоидов. Колючие глохидии на скоплениях мужских спор заставляют их цепляться за женские мегаспоры, тем самым облегчая оплодотворение.

Приложения

Еда и корм для животных

В дополнение к традиционному выращиванию в качестве биоудобрения для рисовых полей на заболоченных территориях, Azolla находит все более широкое применение для устойчивого производства кормов для скота. Азолла богата белком, незаменимыми аминокислотами, витаминами и минералами. Исследования описывают кормления Azolla для молочного крупного рогатого скота, свиней, уток и кур, с сообщенных увеличением производства молока, вес цыплят - бройлеров и производства яиц слоев, по сравнению с обычным кормом. В одном исследовании ФАО описывается, как Azolla интегрируется в сельскохозяйственную систему тропической биомассы, уменьшая потребность во вводимых ресурсах. Существуют опасения по поводу биомагнификации, потому что растение может содержать нейротоксин BMAA, который остается в телах потребляющих его животных, а также задокументировано, что BMAA проходит по пищевой цепи. Азолла может содержать это вещество, которое является возможной причиной нейродегенеративных заболеваний. Азолла была предложена в качестве пищевого продукта для потребления человеком, однако долгосрочных исследований безопасности употребления азоллы на людях не проводилось. Предыдущие исследования приписывали производство нейротоксинов видам Anabaena flos-aquae, которые также являются разновидностью азотфиксирующих цианобактерий. Могут потребоваться дальнейшие исследования, чтобы выяснить, продуцирует ли A. azollae нейротоксины.

Завод-компаньон

Азолла использовалась как минимум тысячу лет на рисовых полях в качестве компаньона, чтобы фиксировать азот и блокировать свет, чтобы предотвратить конкуренцию со стороны других растений. Рис высаживают, когда он достаточно высокий, чтобы проткнуть слой азоллы. Маты из зрелой азоллы также можно использовать в качестве мульчи, подавляющей сорняки.

Фермеры, выращивающие рис, использовали азоллу в качестве биоудобрения для риса 1500 лет назад. Самая ранняя известная письменная запись об этой практике находится в книге, написанной Цзя Ссу Се (Jia Si Xue) в 540 году нашей эры, об искусстве кормления людей (Чжи Мин Тао Шу). К концу правления династии Мин в начале 17 века использование Азоллы в качестве зеленого компоста было зарегистрировано в местных источниках.

Ларвицид

Миф о том, что ни один комар не может проникнуть через покров папоротника и отложить яйца в воде, дал этому растению общее название «москитный папоротник». Азолла использовалась для борьбы с личинками комаров на рисовых полях. Растение растет толстым слоем на поверхности воды, из-за чего личинкам труднее добраться до поверхности, чтобы дышать, и они эффективно подавляют личинок.

Изменение климата

Азолла была предложена как способ связывания углерода. Предложение опирается на гипотетическое событие Азоллы, которое утверждает, что Азолла когда-то покрывала Арктику, а затем затонула, навсегда улавливая тератоны углерода и положив конец потеплению, которое достигло температуры на 12–15 ° C (54–59 ° F) в двадцать первом веке. средние.

Инвазивные виды

Этот папоротник был завезен в другие части мира, включая Великобританию, где он стал вредителем в некоторых регионах. Номинально тропическое растение, оно приспособилось к более холодному климату. Он может образовывать маты толщиной до 30 см и покрывать 100% поверхности воды, предотвращая попадание на поверхность местных насекомых и земноводных.

Значение в палеоклиматологии

Основная статья: Событие Azolla

Исследование арктической палеоклиматологии показало, что Азолла, возможно, сыграла значительную роль в обращении вспять увеличения парникового эффекта, произошедшего 55 миллионов лет назад, из-за которого регион вокруг северного полюса превратился в жаркую тропическую среду. Это исследование было проведено Институтом экологической биологии Утрехтского университета. Это указывает на то, что массивные участки азоллы, растущие на (тогда) пресноводной поверхности Северного Ледовитого океана, потребляли достаточно углекислого газа из атмосферы для снижения глобального парникового эффекта, что в конечном итоге привело к образованию ледяных щитов в Антарктиде и нынешнему «ледниковому периоду».. Эта теория была названа событием Азоллы.

Биоремедиация

См. Также: биоремедиация

Azolla может удалять из сточных вод хром, никель, медь, цинк и свинец. Он также может удалять свинец из растворов, содержащих 1–1000 частей на миллион.

использованная литература

внешние ссылки

Последняя правка сделана 2023-03-29 03:02:16
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте