Войти
| Pleopeltis polypodioides | |
|---|---|
 | |
| Polypodium polypodioides на ветке дуба после кратковременного дождя | |
 | |
| Листья на той же ветви в высушенном состоянии | |
| Статус сохранения | |
 . Защищено (NatureServe ) | |
| Scientific классификация | |
| Домен: | Eukaryota |
| Царство: | Plantae |
| Clade: | Tracheophytes |
| Класс: | Polypodiopsida |
| Отряд: | Polypodiales |
| Подотряд : | Polypodiineae |
| Семейство: | Polypodiaceae |
| Род: | Pleopeltis |
| Виды: | P. polypodioides |
| Биномиальное название | |
| Pleopeltis polypodioides . (L. ) EGAndrews Windham | |
| Синонимы | |
Acrosticum polypodioides L. | |
Pleopeltis polypodioides (син. Polypodium polypodioides), также известный как воскрешающий папоротник, это разновидность ползучих, крупнозернистых папоротников, произрастающих в Северной и Южной Америке и Африке.
Вечнозеленые листья этот папоротник 25 см в высоту и 5 см в ширину и мономорфен. Кожистые желто-зеленые ушные раковины (листочки) глубоко перисто-перистые, от продолговатых до узколанцетных, обычно самые широкие около середины, иногда у основания или около него. Он прикрепляется к конечностям своего растения-хозяина ветвистым, ползучим, тонким корневищем, которое вырастает до 2 мм в диаметре. Чешуя ланцетная, со светло-коричневыми основанием и краями и с темной центральной полосой.
Верхняя и нижняя стороны листьев гаметофиты (гаплоидные продуценты гамет) этого растения развиваются из очень мелких спор, которые плавают в воздуха и оседают на влажных ветвях деревьев. Эти споры образуются в спорангиях, которые развиваются на листьях спорофита папоротника. Папоротник также может воспроизводиться путем деления своих корневищ.
На нижней стороне лопастей сори (репродуктивные грозди) круглые, дискретные и утопленные. Их очертания можно увидеть в виде выпуклых ямок на верхней поверхности. Как правило, они находятся около внешнего края и встречаются на всех ушных раковинах плодородных листьев, кроме самых нижних. Индузий отсутствует. Спорангии достигают зрелости от желтого до коричневого цвета. Споры образуются с лета до осени.
Сори на нижней стороне листа Этот папоротник является эпифитом, или воздушным растением, что означает, что он прикрепляется к другим растениям и получает свои питательные вещества из воздуха и из воды, а также питательные вещества, которые собираются на внешней поверхности коры. Воскрешающий папоротник живет на ветвях больших деревьев, таких как кипарисы, и его часто можно увидеть, покрывая тенистые участки на ветвях больших дубов, неоднократно подвергавшихся воздействию дождя. Однако известно, что он также растет на поверхности камней и мертвых бревен. Он часто встречается в компании других эпифитных растений, таких как испанский мох.
P. polypodioides обитает в лиственных лесах на юго-востоке США в таких областях, как Делавэр, Иллинойс, Техас, Оклахома., Алабама, Джорджия и Флорида. Этот папоротник также можно найти в таких областях, как субтропическая Америка, части южной части Африки и другие районы с влажным или субгумидным климатом.
Самая дальняя известная существующая колония этого папоротника растет на скале под названием Пизанская Лена в Метропарк Клир-Крик в округе Хокинг, Огайо.
Воскресший папоротник получил свое название, потому что он может пережить длительные периоды засухи, скручивая свои листья и выглядя высохшими, серо-коричневыми и мертвыми. Однако, когда присутствует совсем немного воды, папоротник разворачивается и снова открывается, как бы «воскрешая». Было подсчитано, что эти растения могут прожить 100 лет без воды и все еще оживают после однократного воздействия.
Pleopeltis polypodioides или воскрешающие папоротники в высохшем, скрученном состоянии. Корни воскрешающего папоротника эволюционировали, чтобы функционировать как якоря для эпифиты, прижимающие их к коре своего дерева-хозяина, и оказались неэффективными при абсорбции. Когда папоротники собраны в группы на коре деревьев, повышенная транспирация папоротников и коры позволяет средним папоротникам группы оставаться открытыми дольше, чем папоротникам снаружи. Относительная влажность воздуха и скорость смыкания листьев папоротников - это обратная зависимость. Чем выше влажность, тем медленнее закрываются листья папоротника, потому что они длительное время подвергались воздействию влаги в воздухе.
Воскресший папоротник может сильно высыхать и терять почти всю воду. Эксперименты показали, что они могут потерять до 97% - и остаться в живых, хотя чаще всего они теряют около 76% в периоды засухи. Для сравнения, большинство других растений погибло бы, потеряв всего 8-12%. Этот папоротник может потерять почти всю воду, не увлажняя клетки своих листьев, и выжить. После дождя или даже при минутном контакте с водой они могут полностью регидратироваться и вернуться в нормальное состояние в течение 24-48 часов. После значительного воздействия влаги содержание воды в нем немедленно увеличивается до 50% через первый час и на 65-70% через три часа. Когда папоротник восстанавливает влагу, он снова может стать фотосинтетически активным, увеличивая его метаболизм и высвобождение органических соединений, которые обеспечивают питательными веществами симбиотические бактерии, которые позволяют им обоим процветать.
По крайней мере одно исследование показало связь между P. polypodioides и мхом, указывая на то, что этот папоротник может полагаться на мох для удовлетворения некоторых своих потребностей в воде.
Воскресшие папоротники регидратированы в несвернутом состоянии. Воскресшие папоротники накапливают сахар в своих обезвоженных клетках, чтобы защитить их и стабилизировать мембраны и белки в сухом состоянии. Накапливая сахар, клетки могут поддерживать водородные связи между макромолекулами, необходимыми для их структуры. Интересной особенностью воскрешающего папоротника является то, что он не сразу впитывает воду после того, как был в высушенном состоянии. У воскрешающих папоротников есть пористая структура ячеек, которые могут расширяться и перестраиваться, чтобы приспособиться к поглощению воды в три-четыре раза больше их собственного веса после воздействия. Первоначально вода течет через капиллярное давление внутрь губчатый слой эпидермиса и пористая сеть листьев папоротника, не изменяя их существенно. Со временем давление в сети клеток папоротника нарастает, изменяя тургорное давление и деформацию растения, вызывая распускание листьев. Папоротник перестает разворачивать свои листья только тогда, когда клеточная сеть папоротника полностью заполнена водой. Считалось, что раскручивание листьев является полностью осмотическим явлением, но когда папоротник снова подвергается воздействию воды, он поглощает воду через твердые коллоиды, вызывая увеличение объема и капиллярного давления клеток папоротник.
Когда листья «сохнут», они скручиваются нижней стороной вверх. Таким образом, они быстрее всего восстанавливают влагу во время дождя, так как большая часть воды поглощается нижней стороной листовых пластинок. Вайи папоротника содержат клетки каналов в центре их поверхностных чешуек, которые направляют воду к эпидермису листьев папоротника, обеспечивая абсорбцию. Способность листьев папоротника разворачиваться после высыхания объясняется наличием крупных клеток верхнего эпидермиса вдоль средней жилки вайя, которые увеличиваются в ширину больше, чем любая другая эпидермальная клетка, что заставляет листья раскручиваться и распрямляться. 114>
Один из способов, которым воскресший папоротник приспособился к тому, чтобы пережить иссушение, - это способность его клеточных стенок деформироваться и преобразовываться, не разрываясь и не разрушаясь. Было замечено, что дегидрины могут вызывать деформацию и преобразование клеточных стенок ветвей и листьев папоротника во время сильной засухи с последующим воздействием воды из-за больших колебаний содержания воды. Было обнаружено, что дегидрины экспрессируются только тогда, когда папоротник высыхает или находится в обезвоженном состоянии, причем дегидрины расположены на внешней стороне клеток рядом с клеточными стенками, что позволяет листьям и листьям папоротника деформироваться и реформироваться соответственно.
Термолюминесценция воскрешающего папоротника была протестирована, чтобы увидеть, при каких температурах она возникает, и, следовательно, показывает, какие температуры и степень высыхания могут выдержать папоротники, прежде чем их хлоропласты потеряют энергию, которую они сохранили для растения., в виде светового излучения. Одно исследование показало, что воскрешающий папоротник требует высоких температур, прежде чем термолюминесценция произойдет примерно при 50 градусах Цельсия, тогда как другие устойчивые к высыханию растения показали термолюминесценцию при 40 градусах С. Термолюминесцентная активность воскрешающего папоротника увеличилась, когда он подвергся шести отдельным, но последовательным вспышкам зеленый свет на его листьях. Поскольку термолюминесценция от листьев папоротника не наблюдалась до более высоких температур, это намекает на то, что хлоропласты папоротника могут иметь механизм удержания и хранения энергии для папоротника во время его высыхания, что позволяет ему пережить более высокие температуры и экстремальные периоды высыхания.
Папоротник имеет споры на нижней части листьев, содержащиеся в сори. Споры папоротника появляются летом и в начале осени. Разделы корневища также являются жизнеспособным потомством и могут укореняться в новой среде.
.
