Еволуција и видови папрати
Густав Андерсон го имаше вистинскиот инстинкт кога откри необична грутка во својата област кон крајот на 1960-тите. Земјоделецот од јужна Шведска го испрати откритието со големина на тупаница до Природонаучниот музеј во Стокхолм. Таму беше идентификуван како ризом на праисторискиот папрат во одреден момент подоцна, а фосилизацијата исчезна во фиока четириесет години.
Малото палеоботаничко чудо остана неоткриено сè додека минатата година германскиот постдокас Бенџамин Бомфлер се обиде да ги испита тенки делови на фосил стара околу 180 милиони години „во нешто досадно попладне“.
Притоа, Бомфлер наиде на нешто што претходно го пропуштиле ботаничарите и што списанието „Сајанс“ навремено го објави: „Постојат повеќе анатомски добро сочувани фосили од папрат. Но, во овој случај сè уште можете да видите детали за содржината на клетките под микроскоп, кои беа минерално фиксирани кога вулканска ерупција го покри папратот со талог. Во некои клетки можете дури и јасно да ги видите хромозомите. “Фосилизираниот примерок на тој начин дава клеточно-биолошки увид во еволуцијата на папратите, оние растенија кои беа меѓу првите што развија патишта за транспорт на вода и хранливи материи пред повеќе од 400 милиони години.
Родот на папратите се состои од само 11.000 видови
Нивните потомци во шумата и во градината потсетуваат на минатите времиња кога ќе ги извадат лисјата на пролет. „Ретко која друга растителна група денес дозволува толку долг, континуиран поглед на нивната историја на развој, кој се карактеризира со подеми и падови, фази на стагнација и таква брза еволуција“, воодушевува Бомфлер.
Птеридофитите, под кои се мисли на папрати и некои нивни антички роднини, успевале во планините Девони, но нивниот најславен период настанал пред околу 350 милиони години во карбониферот. Заедно со гигантски коњски опашки и дрвја од мов, дрвја папрати, бидејќи и денес растат на сличен начин во тропските предели, ги формираа тие шуми кои подоцна станаа наоѓалишта на кафеав и тврд јаглен, а со тоа и енергетски носители на нашето индустриско општество.
Со милиони години без цветни птеридофити владееја со земјата. Меѓутоа, исто така, се развиле семето растение, кое е подобро прилагодено на сушата, на кое им припаѓаат расцветаните цветни растенија (ангиосперми), чијашто разновидност конечно експлодирала во креда пред околу 120 милиони години. Денес нивниот број се проценува на 300.000 видови и ги надминува сите други групи растенија; класата на вистински папрати опфаќа само околу 11000 видови.
Патетични остатоци од подобри времиња
Зрната од полен што ги шири ветер или инсекти и семето богато со хранливи материи, што се користи за ефикасно обезбедување потомство, се рецепт за успех на семенските растенија. Со својот бум, светот на папрати го изгуби своето богатство: видовите кои сè уште постојат, изгледаат како жален остаток од подобри времиња, остатоци од напуштен комплекс „Парк Јура“.
Коренот фосил од Шведска се вклопува во оваа слика. Сега на клеточно ниво се докажува дека семејството на кралски папрати, чие потекло се наоѓа во доцниот тријас (пред повеќе од 200 милиони години), тешко се променило до денес. „Осмундазите можат да се наречат живи фосили со чиста совест“, вели Бомфлер.
Оваа примарност не се однесува подеднакво на мнозинството папрати. Триумфалното напредување на цветните растенија ги турна назад, но во исто време конкуренцијата поттикна појава на нови форми. Линиите на развој на повеќето современи папрати водат уште во периодот на креда, како што покажаа генетските анализи што истражувачите кои работат со ботаничарот Харалд Шнајдер од лондонскиот музеј за природна историја објавени во „Природа“ во 2004 година. „Додека некои редови, како што се кралските папрати, се видливи поради нивниот конзервативизам, многу од групите што се појавија во тоа време покажуваат значителна ширина на иновации. Ова исто така може да се види во импресивната варијација во структурата на пука и лисја во споредба со семенските растенија “, објаснува Шнајдер.
Неколку еволутивно стари групи
Важна иновација што им овозможи на новите папрати да напредуваат во сенката на иглолисните и листопадни шуми, очигледно е протеинот неохром. Светлосен рецептор кој е особено чувствителен на црвените компоненти на сончевата светлина, кои всушност продираат во густиот зеленило до земјата. Овој протеин, кој е чувствителен на преостаната светлина, се наоѓа во скоро сите папрати што постојат денес, само неколку еволутивно стари групи, како што се кралските папрати, беа во можност да му пркосат на зелениот натпревар дури и без.
Меѓународен тим истражувачи верува дека сега ја решиле загатката за тоа како и кога мнозинството папрати го добиле својот неохром, што инаку е познато пред се од зелените алги. Истражувачите кои соработуваат со Фај-Ви Ли од Универзитетот Дјук во Америка го откриле генетскиот состав на мов од рог во форма што е многу слична на онаа на папратите.
Во специјализираното списание PNAS, истражувачите претпоставуваат дека хоризонтален трансфер на гени помеѓу мов и растение може да се случил пред околу 179 милиони години: генетскиот материјал се пренесува директно од еден на друг вид. Бактериите, на пример, разменуваат генетски информации за отпорност на антибиотици, додека феноменот е голем исклучок во случај на растенија. За папрати, трансфузијата на гени може да дојде во вистинско време, во спротивно можеби немаше да го преживеат искачувањето на семенските растенија, се сомневаат истражувачите.
Бројни култивирани форми во Викторија Англија
До денес, повеќето папрати претпочитаат засенчени, влажни шуми како локации. Таму напредуваат вообичаени видови како папрат од црв или стебленце со повеќе разгранети лисја. Но, тие се исто така достапни како водни растенија, на пример во форма на воден папрат Салвинија молеста, која потекнуваше од Бразил и беше пренесена низ целиот свет, понекогаш целосно покривајќи водни тела и со тоа ја нарушуваше соодветната еколошка рамнотежа.
За разлика од оваа чума, другите тропски видови, како папрат од рогови и папрат од меч, се популарни растенија во затворено. И градинарите сигурно ги ценат папратите од женски, ноеви и крали или украсот на штитни папрати од родот Полистикум опремени со прекрасни реси, особено затоа што поминуваат со малку светлина.
Примероците прикажани на оваа двојна страница се најдоа и во посебна градина во сенка во Фирт, Баварија: архитектот за пејзажи и историчар на градини Јохен Март собра околу 300 различни папрати во областа на градината која беше поставена пред повеќе од сто години. Покрај типичните видови на умерени географски широчини и нивните варијанти, тука растат и бројни култивирани форми, кои имаа голема база на навивачи во Викторија Англија.
Предности на две стратегии за размножување
Темно и влажно - вака обично им се допаѓа на папратите, но некои видови навлегоа и во повеќе неповолни региони како што се високи планини или пустини. Слезината папрат Asplenium ceterach, кој расте во пукнатини во карпа, е еден од овие екстремисти. Овој вид, кој е исто така роден во Германија, е едно од т.н. воскресение, кое преживува целосно сушење и може да се врати во живот со години ако врне дожд.
Но, дури и таквите тешки израстоци зависат од вода во одреден момент, најдоцна кога станува збор за секс. Слично на алгите и мов, папратите имаат промена на генерацијата: асексуалната репродукција преку спори се менува со сексуалната репродукција, која сепак е врзана за влажниот елемент. Ова им овозможува на папратите да ги искористат двете стратегии за размножување. Тие имаат корист од една страна од асексуалното масовно производство на спори што ги шири ветерот и од друга страна од рекомбинацијата на генетскиот состав за време на оплодувањето на јајце клетките, што ја зголемува нивната прилагодливост.
Папрати на летната ноќ
Како еволутивен напредок во споредба со филогенетски постарите мов, може да се наведе дека видливите папратни растенија, наречени спорофити во технички жаргон, и нивните спори преживуваат во суви периоди. Алтернативната животна форма на папрат, ситниот гаметофит што ртат од спората, е почувствителен и потсетува на ботаничкото потекло не само во структурата слична на мов.
Малку влага не е доволна за сексуална репродукција што е обврзана за него, на гаметофит му треба навистина влажно: на неговите сперматозоиди им е потребен континуиран филм со вода за да стигне до јајце клетките на соседниот гаметофит. Соодветно на тоа, поленот од кој страдаат алергичните лица се залага за сексуална револуција во растителното царство - поленот ги ослободи семенските растенија од оплодувачкиот медиум.
Зачудувачкиот факт дека папратите, за разлика од другите природни растенија, воопшто немаат цвеќиња, инспирираа многумина од бајките во минатото. На сите убави спори им се припишуваа секакви волшебни ефекти, Хилдегард фон Бинген дури им даде на папратите моќ да го стават во бегство дури и ѓаволот. Според популарното руско верување, папратите навистина цветаат, но само во летната ноќ. Оние кои потоа ќе го пронајдат волшебниот цвет од папрат, се уверени во среќа и богатство. Според легендата.