Paparčiai: apibrėžimas, sandara, dauginimasis ir evoliucija

Paparčiai: išsamus gidas apie jų apibrėžimą, sandarą, dauginimą sporomis ir evoliuciją — biologija, ekologija ir įdomybės viename straipsnyje.

Paparčiai - tai apie 20 000 augalų rūšių (iš kurių apie 10 000 yra gyvų), priklausančių Pteridophyta skyriui. Skirtingai nei samanos, paparčiai turi ksilemą ir floemą, todėl jie yra kraujagysliniai augalai. Dauguma dabartinių paparčių yra leptosporangiatiniai — tai reiškia, kad jų sporangijos vystosi iš vienos ląstelės ir turi specifinę sienelę bei atvartą.

Sandara ir morfologija

Paparčių kūnas paprastai susideda iš šaknų, stiebų ir lapų (vadinamų frondais). Frondai dažnai yra dideli, sudėtini ir gali susukti į spirales (vadinamus „jauniklio galvute“ arba fiddlehead) augimo pradžioje. Daugelio rūšių lapų apačioje susitelkia sporų kaupimosi vietos — sori, kuriuos sudaro sporangijos. Kai kurie sori yra apsaugoti plėvėmis (indusium).

Paparčiai turi ksilemą ir floemą, tačiau dažnai jų lapų paviršiuje nėra storos vaško dangos ar kitokių didelių sukietėjimų, todėl daug rūšių yra priklausomos nuo drėgnesnės aplinkos ir lengvai praranda vandenį per lapus. Jie turi specializuotą epidermį su stomatomis, per kurias vyksta dujų apykaita ir vandens garinimas.

Stiebai virš žemės gali formuoti trumpus ar ilgus stiebus, kai kurios rūšys platina ūglius — stolonais, o kitos turi posisteminį, po žeme einantį šakniastiebį (rizomą). Kai kurios tropinės rūšys suformuoja medžio formos kamienus — vadinamos medžių paparčiai (pvz., Cyatheales).

Dauginimasis ir gyvavimo ciklas

Paparčiai neturi sėklų — jie dauginasi sporomis, kurios išsiskiria iš sporangijų. Paparčių gyvavimo cikle dominuoja diploidinis sporofitas (tai „matomas“ augalas), o haploidinis gametofitas — mažas, dažniausiai plokščias ir žalias organas (protalijas arba prothallus) — yra trumpalaikis ir savarankiškas. Sporų gemaloje (protalijuje) susiformuoja lytiniai organai: anteridijos (vyrų) ir archegonijos (moterų). Spermai juda vandens sluoksniu iki kiaušinio, todėl dauginimuisi reikalinga drėgmė arba tiesioginė vandens terpė.

Yra ir vegetatyvinio dauginimosi būdai: dauginimasis rizomomis, stolonais, stiebagumbių dalimis, mažais ūgliais ar „lapiukais“ (bulbillai). Šie būdai leidžia greitai plisti ir kolonizuoti žemę be sporų tarpininkavimo.

Įvairovė, klasifikacija ir paplitimas

Dauguma paparčių priklauso Leptosporangiata (arba Pteridopsida) klasei — tai apima daugelį sodo ir miško paparčių rūšių. Karklai priklauso kitai klasei — Equisetopsida; ši grupė buvo ypač gausi ir svarbi karbono periode. Iš to meto didžiųjų stiebinių augalų iki mūsų dienų išliko tik viena gyva gentis (Equisetum). Kitos paparčių klasės šiandien dažniausiai turi mažai rūšių, tačiau tropikuose fiksuojama didelė įvairovė, įskaitant epifitinius paparčius, augančius ant medžių.

Paparčiai paplitę beveik visame pasaulyje: nuo drėgnų tropikų iki atšiauresnių miškų, pelkių, uolėtų šlaitų ir net kai kurių sausų regionų (ten dažniausiai būna specialios adaptacijos). Kai kurios rūšys — pvz., byrkančios paparčių rūšys — užauga didelėmis kolonijomis, kitos būna reti endemitai.

Evoliucija ir geologinė svarba

Karbono laikotarpiu — prieš apie 350 milijonų metų — paparčiai ir samanos formavo didžiulius miškus sausumoje. Kai kurios to meto grupės (pvz., senuosius šestkančius ir stambius karklų giminaičius) sudarė aukštus medžių analogus; karklai (Equisetopsida) tuomet užaugdavo iki kelių dešimčių metrų. Tokių miškų buvimas leido išlikti daugeliui organinių atliekų ir prisidėjo prie šiandieninių angliakasių sluoksnių susidarymo — tai susiję su karbono periodo geologija.

Ekologinė reikšmė ir žmogaus naudojimas

Paparčiai stabilizuoja dirvožemį, sudaro poaugį miškuose ir yra svarbūs drėgnesnių buveinių komponentai. Daugelis rūšių naudojamos sodininkystėje kaip dekoratyviniai augalai — tiek lauke, tiek kaip kambarinės gėlės. Kai kurios rūšys turi maistinių ar tradicinių medicininių panaudojimų, tačiau yra ir pavojingų formų: pavyzdžiui, paprastosios paparčios (bracken, Pteridium) turi junginių, susijusių su toksiškumu ir net kancerogeniškumu.

Apsauga ir grėsmės

Paparčių buveines grasina miškų kirtimai, drenažas, invaziniai augalai ir klimato kaita. Tropinių epifitinių rūšių populiacijos ypač nukenčia dėl medžių iškirtimo. Kai kurios rūšys yra saugomos ir įtrauktos į tarptautines ar vietines apsaugos programas.

Santrauka

• Paparčiai yra kraujagysliniai, bet nesėkliniai augalai, kurie dauginasi sporomis ir pasižymi generacijų kaitos ciklu (sporofitas — gametofitas).
• Jų sandaroje matomi šaknys, stiebai (įskaitant rizomas ir stolonus) ir dideli lapai (frondai) su sporomis apačioje.
• Istoriškai paparčiai buvo svarbūs augalai Karbono periodu, kai kai kurios formos augo iki medžio aukščio; šiandien išlikusios rūšys yra mažesnės, bet labai įvairios ir plačiai paplitusios.
• Jiems reikalinga drėgmė dauginimuisi (spermatozoidai juda vandenyje), o buveinių nykimas ir klimato pokyčiai kelia grėsmę daugeliui rūšių.

Klausimai ir atsakymai

K: Koks yra paparčių skirstinys?

K: Kuo paparčiai skiriasi nuo samanų?

K: Kokiai klasei priklauso dauguma paparčių?

K: Kuo ypatingi arkliauoginiai augalai?

K: Kaip paparčiai gali išlikti daugiau vietų nei samanos, bet ne tiek daug, kiek žydintys augalai?

Klausimas: Kaip paparčiai dauginosi karbono laikotarpiu?

Paieška pagal raidę