папрати; състав, местообитание, употреба Планина и цветя
папрати те са част от ботаническата група съдови растения, известни като Pterydophyta. В света са широко разпространени около 12 000 вида. За разлика от мъховете, те имат дървесни и либерийски съдове, корен, стъбло и листа, точно както другите съдови растения. Клоните се размножават чрез спори и нямат нито семена, нито цветя. Те се различават от LICOF (Lycophytes, Lycopodiophyta, Lycopodes) - най-старото разделение на царството Plantae, в еволюционен мащаб и което включва най-примитивните съществуващи съдови растения като Lycopodium, Phylloglosum, Huprzia и др. - по това, че имат истински листа, но също така и в семенните растения (голосеменни и ангиоспеми) поради техния начин на размножаване, липсващи цветя и семена.
Досега най-голямата група е тази на лептоспорангиалните папрати, т.е. папрати, чиито спорангии (торбичка/структура, в която се образуват спори) се развиват от една епидермална клетка; те се различават от eusporangiae, при които торбичката със спори се формира от група клетки. Спорангиите обикновено са покрити с люспа, наречена индузиум (тъканно фолио) - която може да покрие целия сорус (агломерация на спорангии), но която също може да бъде силно намалена. Много лептоспорангиатни папрати имат пръстен около спорангия, който освобождава спори. Повечето съществуващи семейства папрати са лептоспорангиат (напр., Dryopteridaceae, Cyatheaceae, Polypodiaceae, Athyraceae, Onocleaceae, Lomariopsidaceae, Tectariaceae).
Подобно на всички други съдови растения, те имат жизнен цикъл (периодът между поколение организми и идентичен, чрез сексуално или безполово размножаване). Редуването на поколенията се характеризира със спорофитната диплоидна фаза (период на развитие, в който броят на хромозомите на обикновените клетки е двойно по-голям от този на половите клетки) и хаплоидният гаметофит (състояние, в което полови клетки са в ядрата, от които има половината от броя на хромозомите, характерни за соматичните клетки).
Типичен жизнен цикъл на папратите изглежда така:
1. Диплоидна фаза на спорофит, при която папратът произвежда хаплоидни спори чрез мейоза (процес на клетъчно делене, при който стволовата клетка се разделя на четири генетично идентични дъщерни клетки, но с намален наполовина брой хромозоми).
2. Увеличение на хаплоиден гаметофит чрез митоза (процес на клетъчно делене, при който всяка клетка се разделя по такъв начин, че да произвежда две генетично идентични клетки). Гаметофитът обикновено се състои от фотосинтетичен протал (растение, носещо спори със съдова тъкан).
3. Гаметофитът произвежда гамети (полови клетки), често мъжки и женски, в един и същ протал) чрез митоза.
4. Бичуващата подвижна сперма опложда яйцеклетка, която остава прикрепена към протала.
5 Оплодената яйцеклетка е диплоидна зигота (най-ранният етап от развитието на ембриона) и расте чрез митоза в диплоиден спорофит (типично растение папрат).
Съставът на папратите
Стъблото е най-често коренище (хоризонтално стъбло), пълзещо по земята, а понякога и столон, пълзещо по земята (Polypodiaceae) или изправено полудървесно надземно стъбло (Cyatheaceae), което при някои видове достига до 20 m.
Листата представляват фотосинтетичната зелена част на растението, те са широко назъбени. Новите листа обикновено растат в стегната спирала, наречена патерица. След това листът се свива, започвайки отдолу, след това се извършва фотосинтеза.
Листата са от три вида:
- трофофили - листа, които не произвеждат спори, а само захари чрез фотосинтеза, като зелени листа от семенни растения;
- спорофили - листа, които произвеждат спори, подобни на люспите на борови шишарки или на тичинките и плодниците на голосеменните и покритосеменните; папратовите спорофили, за разлика от семенните растения, не са много специализирани и подобно на трофофилите произвеждат захари;
- брофофили - листа, които произвеждат необичайно количество спори, те са по-големи от другите листа, но приличат на трофофили.
Корените са нефотосинтетични, подземни структури, които поемат вода и хранителни вещества от почвата. Те винаги са влакнести и структурно наподобяват корените на семенните растения.
Видовете папрат растат в голямо разнообразие от местообитания (естествената среда, в която живеят), по височините на планините, по скалистите лица на пустините, по водотоците, в откритите полета.
Фергилите се възприемат като специалисти в пределни местообитания, които успяват да растат на места, където различни фактори на околната среда ограничават шансовете за отглеждане на цъфтящи растения. Четири типа местообитания са предпочитани от папратите: влажни и тъмни гори, пукнатини по скалисти повърхности - особено за избягване на силна слънчева светлина -, кисели влажни зони - включително езера и блата - и тропически гори - където много видове са епифитни ( растения, които използват други растения като опора, без да ги паразитират): между 25-30%. Някои папрати зависят от микоризната асоциация (симбиотична асоциация, направена от мицела на гъбички с корените на растението) с гъбите. Има папрати, които растат в периметри със специфично рН, като катерещата се папрат (Lycopodium) от Източна Северна Америка, която предпочита влажни, силно кисели почви, докато бълбукащата папрат се среща само на варовити почви.
Папратите не са от голямо икономическо значение, но някои се събират за храна или за използване като декоративни растения, за възстановяване на повредени почви; способността на някои да премахват някои замърсители от въздуха е тема на изследване.
Спорите са богати на мазнини, протеини и калории, така че те са храна за някои гръбначни животни.
Въпреки че не са толкова икономически важни като семенните растения, те представляват значителна стойност за някои човешки общества, тъй като се използват като храна (Pteridium aquilinum, Matteuccia struthiopteris, Osmunda cinnamonea). Други примери:
- Diplazium esculentum се използва от някои тропически народи;
- Клубените на кралската папрат (Ptisana salicina) са традиционна храна в Нова Зеландия и южната част на Тихия океан;
- Папратовите папрати са се използвали като храна дори преди 30 000 години. Берберите от Канарските острови ги направиха шантави (вид торта);
- Коренищата на сладника папрат (Polypodium glycyrrhiza) бяха дъвчени - като дъвка - от местните жители на Северозападната част на Тихия океан, заради техния аромат.
Много папрати са токсични (Lycopodium japonicum, Onoclea sensibilis). Гигантската водна папрат (Salvinia molesta) е една от най-токсичните във водния свят на растенията.
Смята се, че Pteridium aquilinum, често консумиран в Япония, е причина за висок процент на рак на стомаха сред неговите граждани.
Азоловите папрати са много малки, плаващи растения и не приличат много на „обикновените“ папрати. Наричани комарови папрати, те се използват като тор за оризовите култури в Югоизточна Азия, защото имат способността да фиксират азота във въздуха в съединения, които могат да се използват от други растения.
Установено е, че много папрати са полезни при пренасянето на тежки метали и арсен от почвата.
Безброй папрати се използват в градинарството за озеленяване на открито, както и като стайни декоративни растения или за аквариуми.
Дървесните папрати се използват като строителен материал в някои тропически райони.
Сребърната папрат (Cyathea dealbata) заема почетно място в културата на Нова Зеландия. Листата му са емблемата на много организации и важни спортни отбори („Сребърни папрати“ - тенис, „Черни папрати“ - женски отбор по ръгби и др.). Те се появяват на униформата на новозеландската армия. В Нова Зеландия папрато-сребърните татуировки се правят като символ на новозеландското гражданство. След кивито папратът се превърна в най-широко използвания и най-известният символ на тази страна.