5. Botanika systematyczna - wymarłe, skrzypy, widłaki AK i B

SAVE OFFLINE

Materiały dydaktyczne WYŁĄCZNIE dla I architektury krajobrazu i I biologii UO

Paprotniki 1. Są głównie roślinami lądowymi, o wtórnym przystosowaniu do życia w wodzie 2. Mają wyraźną przemianę pokoleo • haploidalne pokolenie płciowe – gametofit (przedrośle, kilka cm) • diploidalne pokolenie bezpłciowe - sporofit 2

Paprotniki Mszaki Glony

Tkanka przewodząca Sporofit nie jest zależny od gametofitu i jest rozgałęziony 3

4

[Gr. – gromada, Kl. – klasa, Rz. – rząd]

Najstarsze rośliny lądowe – wymarłe POLYSPORANGIOPHYTA TRACHEOPHYTA

Gr.: RHYNIOPHYTA – ryniofity Rhynia gwynne-vaughanii Gr.: ZOSTEROPHYLLOPHYTA– zosterofilofity Sawdonia ornata Zosterophyllum sp. Sciadophyton sp.

Systematyka

EUPHYLLOPHYTA Najstarsze Euphyllophyta (dawniej Gr.: TRIMEROPHYTA – trymerofity) Psilophyton sp. 5

POLYSPORANGIOPHYTA: TRACHEOPHYTA Polysporangiophyta - rośliny o rozgałęzionym sporoficie z wieloma zarodniami:  Tracheophyta – posiadają cewki lub naczynia Gr.: RHYNIOPHYTA – ryniofity  Przodkowie wszystkich współczesnych roślin lądowych (dewon)  Prymitywne wiązki przewodzące  Łodyga wzniesiona, rozgałęziona dychotomicznie. Na jej końcach pojedyncze zarodnie. Kłącze – łodyga podziemna

Rhynia sp. – rynia

Cooksonia sp. - kuksonia

6

POLYSPORANGIOPHYTA: TRACHEOPHYTA Gr.: ZOSTEROPHYLLOPHYTA– zosterofilofity: linia potomna ryniofitów  Pędy dychotomiczne z wyraźnym pędem głównym, gładkie lub z kolczastymi wyrostkami  Młode pędy pastorałowato zwinięte  Przodkowie widłaków

Sawdonia ornata

Zosterophyllum sp.

Sciadophyton sp. 7

EUPHYLLOPHYTA: Euphyllophyta Euphyllophyta – siostrzana grupa do widłaków

Najstarsze Euphyllophyta, które dawniej były w randze gromady: Trimerophyta – trymerofity) Dychotomiczne pędy o wiązkach przewodzących grubszych i bardziej rozbudowanych niż u ryniofitów. Dewon

Psilophyton sp. 8

[Gr. – gromada, Kl. – klasa, Rz. – rząd]

Współczesne i wymarłe widłaki LYCOPODIOPHYTA EUPHYLLOPHYTA c.d. Gr.: LYCOPODIOPHYTA – widłaki Kl.: Lycopsida – widłakowe Rz.: Lycopodiales – widłakowce Lycopodium sp. Drepanophycus spinaeformis † Rz.: Protolepidodendrales † Leclercqia complexa † Kl.: Isoëtopsida Rz.: Isoëtales Isoëtes sp. Lepidodendron sp. † Lepidostrobus sp. † Sigillaria sp. † Stigmaria sp. † Lepidocarpon sp. † Kl.: Selaginellopsida Rz.: Selaginellales Selaginella selaginoides Selaginella martensii

Systematyka

9

Lycopodiophyta - widłakowe  Współcześnie żyjące: niepozorne zimozielone  W przeszłości - potężne rośliny np. lepidodendrony

osiągające 30 m wysokości  pozostałość najstarszej linii rozwojowej roślin naczyniowych  wyodrębniły się ok. 400 mln lat temu (dewon), gdy niezróżnicowane jeszcze były rośliny nasienne i paprotniki  mają widlasto (dychotomicznie) rozgałęzione pędy i korzenie 10

Lycopodiophyta - widłakowe  gromada roślin naczyniowych  współcześnie ok. 1100–1200 gatunków  przewaga sporofitu nad gametofitem  pokryciem łodyg drobnymi liśćmi (mikrofilami)  umieszczenie zarodni produkujących mejospory na

górnej stronie liści lub w kącie liści.

11

Lycopodiophyta - widłakowe  do podłoża przymocowane za pomocą

korzeni  stanowią grupę siostrzaną w stosunku do pozostałych paprotników i roślin nasiennych Na zdjęciu gatunki występujące w Polsce

Fig 1. Polish species of the family Lycopodiaceae s.l. A. Lycopodium clavatum, B. Lycopodium annotinum, C. Lycopodiella inundata, D. Diphasiastrum complanatum, E. Diphasiastrum tristachyum, F. Diphasiastrum zeilleri, G Diphasiastrum alpinum, H. Diphasiastrum issleri, I. Huperzia selago W. Szypuła. 2013 O filogenezie i systematyce rodziny widłakowatych Lycopodiaceae sensu lato - przeglπd piśmiennictwa. Acta Botanica Silesiaca 9: 25 – 56.

12

Lycopodiophyta - widłakowe Prymitywne cechy budowy:  Tkanka przewodząca drewno (ksylem) tworzy wewnątrz łodygi charakterystyczny promienisty układ  Liście zarodnionośne zebrane w kłosy, ustawione terminalnie na szypułce wyjątek Huperzia selago

HermannSchachner

13

Lycopodiophyta - widłakowe liść zarodnionośny sporofil

kłos zarodnionośny sporofilostan

Liść łodygowy liść szypułkowy mikrofil

zarodnia

ulistniona szypułka

ulistniona łodyga korzenie By Otto Wilhelm Thomé - Prof. Dr. Otto Wilhelm Thomé Flora von Deutschland, Österreich und der Schweiz 1885, Gera, Germany, Domena publiczna, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=28409539

14

Przegląd współcześnie żyjących gatunków we florze Polski 1 . Klasa: widłaki różnozarodnikowe Isoëtopsida J.H. Schaffn.  rząd: widliczkowce Selaginellales Prantl  rząd: poryblinowce, porybliny Isoëtales Prantl

https://zimmerpflanzen-faq.de/selaginella-martensii/

Widliczka Martensa (Selaginella martensii Spring) – gat. uprawiany jako roślina doniczkowa 15

Rząd: widliczkowce Selaginellales  Różne ujęcie taksonomiczne, zaliczane bądź do jednako-, bądź do    

różnozarodnikowych, Takson monotypowy: należy tu tylko jeden rodzaj – widliczka Selaginella Plemniki dwuwiciowe Liście opatrzone języczkiem Epiderma bez aparatów szparkowych

WE FLORZE POLSKI:  widliczka ostrozębna (Selaginella selaginoides (L.) P. Beauv. ex Schrank & Mart.)  widliczka szwajcarska (Selaginella helvetica (L.) Spring) – gatunek w Polsce wymarły 16

widliczka ostrozębna Selaginella selaginoides W Polsce gatunek objęty od 2014 roku częściową ochroną gatunkową

Duża część stanowisk w parkach narodowych: babiogórskim, karkonoskim, pienińskim i tatrzańskim.

Kłosy zarodnionośne

By User:Tigerente - Praca własna, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1559415

By Jerzy Opioła - Praca własna, CC BY-SA 3.0, 17 https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1562132

Rz.: poryblinowce, porybliny Isoëtales We florze Polski:  poryblin jeziorny Isoëtes lacustris L.  poryblin kolczasty Isoëtes echinospora Durieu

 Silnie zredukowany gametofit

zlokalizowany wewnątrz ścian zarodników  Plemniki wielowiciowe

Domena publiczna, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9143

18

Poryblin jeziorny Isoëtes lacustris  W czystych zbiornikach wodnych, ubogich w

    

substancje odżywcze, Obecny np. na Pomorzu Zachodnim Kępiasta roślina wieloletnia Rozmnaża się przez podział kłącza i zarodniki Roślina dwupienna Gatunek objęty w Polsce ścisłą ochroną od 1983 roku, narażony na wyginięcie VU według Czerwonej listy roślin i grzybów Polski, narażony VU według Polskiej Czerwonej Księgi Roślin

Pod linkiem info (Eng.) i więcej zdjęć https://alchetron.com/Isoetes-lacustris 19

Przegląd współcześnie żyjących gatunków we florze Polski cd.  Klasa: widłaki jednakozarodnikowe, widłaki właściwe, widłakowe

właściwe (Lycopodiopsida Bartl., Lycopsida)  rząd: widłakowce Lycopodiales • Jednakowe zarodniki • Sporofit jest samodzielną rośliną • Plemniki dwuwiciowe • Gametofit (przedrośle) bezzieleniowy, podziemny, współżyje z grzybami

20

©duke – Fotolia.com

Widłak goździsty Lycopodium clavatum  Gat. kosmopolityczny,

rośnie w klimacie umiarkowanym  Roślina wieloletnia d długich, płożących pędach, gęsto ulistnionych i widlasto rozgałęzionych  Kłosy na długich szypułkach (po 2 na szczycie – cecha różniąca od następnego gat.)

By Jason Hollinger - Running Club-MossUploaded by Amada44, CC BY 21 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=24216332

Widłak jałowcowaty Lycopodium annotinum

Lycopodium annotinum 1, Stekende wolfsklauw, Saxifraga-Hans Dekker http://www.freenatureimages.eu/ public domain

22

wroniec widlasty Huperzia selago    

Nie wytwarza kłosa zarodnionośnego Zarodnie w kątach liści (sporofili) Sporofile podobne do liści płonych Rośnie w górach (na halach) i w cienistych lasach (na niżu)

https://alchetron.com/Huperzia-selago

HermannSchachner

23

Widlicz spłaszczony (Diphasiastrum complanatum) Kłosy zarodnionośne i pędy

By per.aasen - https://www.flickr.com/photos/candidum/3121381112/, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9787328

By Przykuta - Ten plik powstał przy wsparciu finansowym Wikimedia Polska, w ramach realizacji Uchwał Zarządu nr UZ 2010-3 i UZ 2010-16. (Zgłoś swój projekt!), CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11048523

24

Widlicz alpejski (Diphasiastrum alpinum) pędy i kłosy zarodnionośne

By BerndH - Praca własna, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16420082

By BerndH - Praca własna, CC BY-SA 3.0, 25 https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16420147

Widłaczek torfowy Lycopodiella inundata  Rozproszone stanowiska

na północy kraju  B. rzadko w górach  Pędy gęsto ulistnione z kłosami zarodnionośnymi na szczycie

By Christian Fischer, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4925336

26

WYMARLI PRZEDSTAWICIELE  Ponad 300 milionów lat temu widłaki dominowały na

Ziemi.  Szczyt rozwoju: w erze paleozoicznej, wykształciły rozmaitość form i rozmiarów (w tym b. wysokie)  Masowe wymieranie – koniec pensylwanu ( pierwsza część karbonu)  Współczesne to przeżytki wymarłej grupy (relikty)

27

Leclercqia

http://orca.cf.ac.uk/8511/1/Xu%202011. pdf  artykuł po angielsku, w którym są ilustracje i omówienie jednego z odkrytych taksonów

28

Lepidodendron

 Pnie i gałęzie okryte

epidermą ze szparkami  Liście umieszczone na poduszkach liściowych  Poduszki w stanie kopalnym mają charakterystyczny łuskowaty (rombowy) kształt.

By Wilson44691 - Praca własna, Domena publiczna, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=54875

29

Lepidodendron  organy korzeniotwórcze –

stygmaria  Późny karbon  do 30 m wysokości  korona rozgałęziona dychotomicznie

By Tim Bertelink - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=49143686

30

Sigillaria  ponad 20 m

 Korona nierozgałęziona lub

 

 

rozgałęziona dychotomicznie na 2 lub 4 Liście do 1m, płaskie, skupione w pióropusze Pnie i gałęzie okryte epidermą ze szparkami, bez drewna, lub z niewielką ilością Liście umieszczone na poduszkach liściowych Poduszki mają okrągły kształt

Tim Bertelink

By Hectonichus - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=41691308

Fossil of Sigillaria trigona, on display at National Museum (Prague)

By Wilson44691 - Praca własna, Domena publiczna, 31 https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4619969

 Stigmaria -

dychotomicznie rozgałęziające się systemy korzeniowe kopalnych widłaków z rodzaju Lepidodendron i Sigillaria

Scanned from Leakey & Slikkerveer (1993): Man-ape, Ape-man, The quest for human's place in Nature and Dubois' missing link, ISBN 9026312857

32

[Gr. – gromada, Kl. – klasa, Rz. – rząd]

Współczesne i wymarłe: EQUISETOPHYTA – skrzypy EUPHYLLOPHYTA cd. MONILOPHYTA – linia paproci i skrzypów Gr.: EQUISETOPHYTA – skrzypy Rz.: Equisetales – skrzypowce Equisetum sp. Calamites sp. † Annularia sp. † Asterophyllites sp. † Archaeocalamites sp. † Rz.: Sphenophyllales – klinolisty † Sphenophyllum sp. †

Systematyka

33

EQUISETOPHYTA: Equisetales MONILOPHYTA – grupa łącząca paprocie i skrzypy (=paprotniki z wyjątkiem widłaków Wymarłe i współczesne Equisetophyta – skrzypy  są niewielkimi bylinami  kłącze jest długie, podziemne  pędy nadziemne są zazwyczaj jednoroczne  łodygi są złożone z długich międzywęźli i krótkich węzłów  liście i odgałęzienia boczne umieszczone są na pędzie okółkowo  w węzłach wyrastają okółki pędów bocznych i łuskowate liście zrośnięte w pochewkę

Rys. 3.53. Skrzyp polny {Eguisetum arvense): A — pęd płonny, B — pędy zarodnionośne, C — kłos Rz.: Equisetales – skrzypowce zarodnionośny złożony ze sporofili w kształcie tarczek z zarodniami, D — sporofil z zarodniami (widziany od Equisetum sp. – skrzyp. Jedyni współcześnie żyjący spodu), E — zarodniki ze stuionymi sprężycami w rodzaj z Equisetophyta powietrzu wilgotnym, F — zarodniki połączone sprężycami w powietrzu suchym, G — przedrośle 34 żeńskie, H — przedrośle męskie

Equisetum Equisetum sp. – skrzyp  sporofit: pędy podzielone na węzły i międzywęźla, pochwy liściowe, odgałęzienia boczne pędu wyrastające okółkowo, kłos zarodnionośny,  tarczowaty sporangiofor z zarodniami,  kłosy zarodnionośne (strobile) to zmodyfikowane liście zarodnionośne czyli sporofile, ułożone w gęstych międzyległych okółkach  liście zarodnionośne (sporofile) maja postać tarczek, na których osadzone są zarodnie  wewnątrz zarodni znajdują się zarodniki opatrzone hapterami (sprężycami) służącymi do rozsiewania zarodników (fot. na dole)

35

Gatunki Equisetum        

Liście drobne ustawione okółkowo na pędzie

Equisetum arvense L. – skrzyp polny Equisetum fluviatile L. – skrzyp bagienny Equisetum palustre L. – skrzyp błotny Equisetum pratense Ehrh. – skrzyp łąkowy Equisetum sylvaticum L. – skrzyp leśny Equisetum telmateia Ehrh. – skrzyp olbrzymi Equisetum hyemale L. – skrzyp zimowy Equisetum ramosissimum Desf. – skrzyp gałęzisty

Kłos zarodnionośny

Pęd zarodnionośny

Pęd płonny

Skrzyp polny Equisetum arvense

36

Gatunki Equisetum  U Equisetum arvense (ryc. na

dole) kłącze wytwarza dwa typy pędów nadziemnych w ciągu roku.  Na wiosnę wyrastają bezzieleniowe pędy zarodnionośne zakończone strobilem (kłos zarodniowy), które po wysypaniu zarodników (kilkanaście dni) obumierają.  Później to samo kłącze wytwarza pędy zielone, rozgałęzione, asymilacyjne, nie posiadające wytwarzania zarodników.

37

Gatunki Equisetum U E. hiemale tylko 1 rodzaj pędów - pędy zielone z kłosami.

38

Gatunki Equisetum U E. sylvaticum bezieleniowe wiosenne pędy po wysypaniu zarodników, zazieleniają się i rozgałęziają.

39

Equisetum – budowa pędu

a – epiderma, b – miękisz asymilacyjny, c – kanał walekularny, d – kanał karynalny, e – wiązka przewodząca, f – kanał rdzeniowy 40

Equisetum – sporofit, a gametofit

Gametofity (przedrośla) - plechowate 41

Rz.: Equisetales – skrzypowce c.d.; wymarłe Calamites sp. † - kalamity (karbon):  rośliny o pokroju drzewiastym do 30 m,  liście wąskie i długie, wyłącznie w węzłach, zebrane w okółki,  podziemne kłącza,  wiązki przewodzące dochodząc do węzła rozwidlają się

Annularia sp. † i Asterophyllites sp. † liście kalamitów, które różniły się morfologicznie i były początkowo uznane za odrębne taksony

42

Rz.: Equisetales – skrzypowce c.d.: wymarłe Archaeocalamites sp. † archeokalamity:  pospolite  pokrojem zbliżone do kalamitów,  wiązki przewodzące dochodząc do węzła nie rozwidlają się

43

Gr.: EQUISETOPHYTA: Sphenophyllales† Rz.: Sphenophyllales – klinolisty, wszystkie wymarłe † Sphenophyllum sp. † - karboński rodzaj zielnych roślin skrzypowych:  cienkie pędy, na końcu ze strobilami,  z węzłów wyrastały klinowate liście z dychotomiczną nerwacją

44