stringtranslate.com

Вельвичия

Welwitschia — монотипический род (то есть род , который содержит единственный признанный вид ) голосеменных растений , единственным описанным видом является отличительный Welwitschia mirabilis , эндемичный для пустыни Намиб в Намибии и Анголе. Welwitschia — единственный живой род семейства Welwitschiaceae и порядка Welwitschiales в отделе Gnetophyta и один из трех ныне живущих родов Gnetophyta, наряду с Gnetum и Ephedra . Неофициальные источники обычно называют это растение « живым ископаемым ». [3] [4]

Именование

Женские шишки из ботанического журнала Кертиса (1863 г.)

Вельвичия названа в честь австрийского ботаника и врача Фридриха Вельвича , который описал растение в Анголе в 1859 году. Вельвич был настолько ошеломлен растением, что «не мог ничего сделать, кроме как встать на колени [...] и смотреть на него, наполовину в страхе». чтобы прикосновение не доказало, что это плод воображения». [5] [6] Джозеф Далтон Хукер из Лондонского Линнеевского общества , используя описание Вельвича и собранный материал вместе с материалом художника Томаса Бейнса , который независимо записал растение в Намибии, описал этот вид. [7] [8]

Вельвич предложил назвать род Tumboa в честь местного названия, которое он считал тумбо . Хукер попросил у Вельвича разрешения вместо этого назвать род Welwitschia . Вельвич согласился и предоставил некоторые хорошо сохранившиеся материалы, на основе которых Хукер смог добиться существенного прогресса в определении их ботанического родства. [9] Таксономия Welwitschia впоследствии периодически менялась с развитием новых систем классификации (см. Цветковые растения: История классификации ), однако ее текущий таксономический статус по существу такой же, как и положение Хукера.

Большинство ботаников рассматривали Welwitschia как отдельный монотипический род в монотипическом семействе или даже отряде . Самые последние системы относят Welwitschia mirabilis к отдельному семейству Welwitschiaceae отряда голосеменных Gnetales , хотя в это семейство были отнесены и другие вымершие виды. [10]

На английском языке это растение широко известно просто как вельвичия, но также используется название « дерево тумбо» . На языке Нама его называют кхарос или хуруб , на африкаансе твиблаарканниедуд («два листа; не могут умереть») , на языке Дамара ньянка и на языке гереро оньянга .

Биология

После прорастания проросток дает две семядоли , которые вырастают до 25–35 мм (0,98–1,38 дюйма) в длину и имеют сетчатое жилкование. [11] Впоследствии на краю деревянистой двулопастной кроны образуются два лиственных листа. Постоянные листья супротивные (расположены под прямым углом к ​​семядолям), амфистоматические (с образованием устьиц по обеим сторонам листа), с параллельными жилками и лентовидной формы. Вскоре после появления лиственных листьев апикальная меристема отмирает и меристематическая активность переносится на периферию кроны. [12]

Два (реже три) лиственных листа имеют параллельные прожилки и непрерывно растут из базальной меристемы по окружности ствола, достигая длины до 4 м (13 футов). Кончики листьев расщепляются и растрепливаются на несколько хорошо разделенных ремнеобразных секций из-за деформации древесных частей, окружающих верхушечная щель, а также из-за ветра и случайных внешних повреждений. [12] [13] Самые крупные экземпляры (такие как «Хусабский гигант», окружность которого составляет пять метров (около пяти футов в диаметре)) [12] : 25  могут иметь высоту не более 1,5 м (4,9 фута) над землей. , но окружность листьев, контактирующих с песком, может превышать 8 м (26 футов). [14]

Вельвичия имеет удлиненную неглубокую корневую систему, состоящую из «сужающегося стержневого корня с одним или несколькими несужающимися отростками, некоторых выраженных боковых корней и сети нежных губчатых корней» [14] и древесно-волокнистого неразветвленного главного стебля. [12] Корни простираются на глубину, примерно равную размаху живых листьев от кончика до кончика. [12] Главный стебель состоит из неразветвленной древесной кроны, имеющей форму перевернутого конуса. [15] Единственное ветвление в побеговой системе происходит в репродуктивных ветвях, несущих шишки .

Вид двудомный , с отдельными мужскими и женскими растениями. Оплодотворение осуществляется насекомыми, в том числе мухами и настоящими клопами . Наиболее распространенным из настоящих клопов, посещающих Welwitschia , является представитель семейства Pyrrocoridae , Probergrothius angolensis , но предполагаемая роль в опылении до сих пор не была продемонстрирована. Нечасто роль опылителей вельвичии также играют осы и пчелы . По крайней мере, некоторых опылителей привлекает «нектар», вырабатываемый как мужскими, так и женскими стробилами . [16]

Вельвичия была классифицирована как растение САМ ( метаболизм толстянковой кислоты ) после согласования некоторых изначально противоречивых и запутанных данных. [17] [18] Однако в этом вопросе есть некоторые очень загадочные аспекты; например, использование метаболизма САМ очень незначительно, что было одной из причин того, что для установления его присутствия вообще потребовалось так много времени; непонятно, почему так должно быть.

Возраст отдельных растений оценить сложно, но многим растениям может быть более 1000 лет. Некоторым особям может быть более 2000 лет. [12] Поскольку этот вид не образует годичных колец, возраст растения определяется радиоуглеродным датированием . [19] Однако другие сообщения предполагают, что растение действительно производит своего рода годовое кольцо. [8] «Ствол» продолжает расширяться с возрастом. Самый большой из известных имеет диаметр 9 футов 1 дюйм (2,77 м) (окружность 8,7 м (29 футов)). [12]

Поскольку вельвичия дает только одну пару листовых листьев, некоторые считали это растение неотеническим , состоящим по существу из «гигантского сеянца ». Однако исследования показали, что его анатомия не соответствует идее гигантского саженца. Напротив, более точно считается, что растение приобрело свою необычную морфологию в результате «потери головы» (апикальной меристемы) на ранней стадии. [20]

Генетика

В июле 2021 года геном вельвичии был секвенирован на 98%, общий размер 6,8 Гб на 21 хромосоме. Есть свидетельства полной дупликации генома с последующей обширной перетасовкой, вероятно, вызванной сильным стрессом, вызванным периодом повышенной засушливости и продолжительной засухи около 86 миллионов лет назад. В результате такого дублирования геном содержит больше «мусорных» самореплицирующихся последовательностей ДНК. Этому увеличению активности ретротранспозонов противодействовало подавление процесса метилирования ДНК , что позволило снизить метаболические затраты такого большого генетического материала и повысить устойчивость. [21] [22]

Распространение и среда обитания

W. mirabilis является эндемиком пустыни, граничащей с побережьем Анголы и Намибии, на расстоянии от 4,8 км (3,0 мили) до 149 км (93 миль) внутри страны и от 14,12 ° ю.ш., недалеко от реки Бентиаба в Анголе, до 23,64 ° ю.ш., недалеко от Река Куисеб в Намибии, расстояние 1096 км (681 миль). [23] Район чрезвычайно засушлив; зарегистрировано, что на побережье практически отсутствует количество осадков, в то время как под откосом в сезон дождей с февраля по апрель ежегодно выпадает менее 100 мм (3,9 дюйма) осадков. [24] Популяции, как правило, обитают в эфемерных водотоках, что указывает на зависимость от грунтовых вод, а также от осадков из тумана. [25]

Выращивание

Welwitschia mirabilis легко растет из семян , которые можно купить у специализированных продавцов семян. Было показано, что семена демонстрируют ортодоксальное поведение семян, что в целом означает, что их можно хранить в течение длительного времени при достаточно низкой влажности и температуре. В семенах вельвичии по мере созревания естественным образом вырабатывается достаточно низкая концентрация воды. [26] Удаление внешних оболочек семян повышает всхожесть, что позволяет предположить, что семена могут проявлять неглубокий физиологический покой. [26] При посадке семян необходимо держать их влажными, но не погруженными в воду, в течение первых двух недель выращивания; Было высказано предположение, что замачивание семян в воде перед посадкой препятствует прорастанию. [26]

Семена, собранные в дикой природе, часто сильно контаминированы спорами гриба Aspergillus niger var. phoenicis , [27] , что приводит к их гниению вскоре после прорастания. Грибной инокулят поражает растущие шишки W. mirabilis на ранних стадиях их развития, причем резкое усиление заражения происходит при появлении капель опыления; через эти капли споры грибов могут получить доступ к внутренней части развивающегося семени. [28] Таким образом, семена в дикой природе могут быть уничтожены грибковым действием еще до того, как они полностью разовьются. Семена из ботанических садов или других культивируемых источников намного чище и менее склонны к гниению. Фунгицид тебуконазол может быть полезен для борьбы с ограниченной инфекцией семян A. niger . [28]

В качестве еды

Коренные жители едят шишки этого растения в сыром виде или запекают в горячей золе. Одно из его названий, оньянга , переводится как «лук пустыни». [29] [30]

Сохранение

В настоящее время популяция Welwitschia mirabilis в дикой природе достаточно удовлетворительна. Международная торговля растением контролируется в соответствии с Конвенцией о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС). [1] Растения в Анголе защищены лучше, чем в Намибии , потому что относительно высокая концентрация наземных мин в Анголе отпугивает коллекционеров. [6]

Хотя Welwitschia mirabilis в настоящее время не находится под непосредственной угрозой, поскольку ее многочисленные популяции занимают большую территорию, ее статус далеко не безопасен; темпы его пополнения и роста низки, а его ареал, хотя и широк, охватывает только одну компактную, экологически ограниченную и уязвимую территорию. Удивительное долголетие вельвичии способствует ее выживанию в периоды, неблагоприятные для воспроизводства, но она не обеспечивает защиты от обстоятельств прямой угрозы, таких как чрезмерный выпас скота и болезни. Грибковое поражение женских шишек серьезно снижает жизнеспособность семян, снижая и без того низкий уровень пополнения. Другие угрозы включают травмы от внедорожников, сбор диких растений и чрезмерный выпас зебр, носорогов и домашних животных. [6]

геральдика

Растение фигурирует в отсеке государственного герба Намибии .

Галерея

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab «Приложения». Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения ( СИТЕС ) . Проверено 14 октября 2022 г.
  2. ^ Tropicos, Welwitschia mirabilis и Topicos Tumboa Welw.
  3. ^ Цветущие растения Африки 57: 2-8 (2001)
  4. ^ А. Левингтон и Э. Паркер (1999). Древние деревья: деревья, живущие тысячу лет . ISBN Collins & Brown Ltd. 1-85585-704-9.
  5. ^ Тримен, Генри (1873). Фридрих Вельвич . Соединенное Королевство: Ранкен и компания. п. 7.
  6. ^ abc "Вельвичия мирабилис". Растения мира онлайн . Королевский ботанический сад, Кью . Проверено 21 июля 2023 г.
  7. ^ Вельвиче, Фредерик (1861). «Отрывок из письма, адресованного сэру Уильяму Дж. Хукеру, о ботанике Бенгиэлы, Моссамедеда и других стран в Западной Африке». Журнал трудов Линнеевского общества. Ботаника . 5 (20): 182–186. doi :10.1111/j.1095-8312.1861.tb01048.x.
  8. ^ Аб Ноттен, Алиса (март 2003 г.). «Вельвичия мирабилис». ЗаводZАфрика . Южноафриканский национальный институт биоразнообразия . Проверено 21 июля 2023 г.
  9. ^ Хукер, Джозеф Далтон (1863). «О вельвичии, новом роде гнетовых». Труды Лондонского Линнеевского общества . 24 (1): 1–48. doi :10.1111/j.1096-3642.1863.tb00151.x. БХЛ стр. 27558549, Пл. I–XIV.{{cite journal}}: CS1 maint: постскриптум ( ссылка )
  10. ^ Стивенс, PF «Филогения покрытосеменных (с 2001 г.) - Версия 9, июнь 2008 г.». www.mobot.org .
  11. ^ Сингх, вице-президент (2006). Голосеменные растения (растение с голыми семенами): строение и развитие. Саруп и сыновья. п. 576. ИСБН 978-8176256711. Проверено 24 января 2016 г.
  12. ^ abcdefg Борнман, Крис Х (1 января 1978 г.). Вельвичия: Парадокс пересохшего рая . Кейптаун: C Струик. ISBN 9780869770979.
  13. ^ Армстронг, Уэйн П. «Вельвичия и эфедра». Слово Уэйна . Проверено 17 июля 2023 г.
  14. ^ аб Борнман, Крис Х; Элсуорси, Джанет А; Батлер, Валери; Бота, CEJ (1 января 1972 г.). «Welwitschia mirabilis: наблюдения за общим габитусом, характеристиками семян, рассады и листьев». Мадокуа, серия II . 1 (1): 53–66 . Проверено 21 июля 2023 г.
  15. ^ «От пасьянса до Уолфиш-Бей - Намибия». Welwitschia Mirabilis, Вельвичия равнинная, Намибия — Yair Karelic Photography. www.yairkarelic.com . Проверено 28 мая 2020 г.
  16. ^ Ветшниг В., Депиш Б. (1999). «[Chrysomya albiceps Биология опыления Welwitschia mirabilis HOOK. f. (Welwitschiaceae, Gnetopsida)]» (PDF) . Фитон: Annales Rei Botanicae . 39 : 167.
  17. ^ Эллер, Б.М.; фон Виллерт, диджей; Бринкманн, Э; Бааш, Р. (август 1983 г.). «Экофизиологические исследования Welwitschia mirabilis в пустыне Намиб» . Южноафриканский журнал ботаники . 2 (3): 209–223. дои : 10.1016/S0022-4618(16)30110-3 . Проверено 21 июля 2023 г.
  18. ^ фон Виллерт, Дитер Дж; Армбрюстер, Николь; Дрис, Тобиас; Заборовский, Майк (27 мая 2005 г.). «Welwitschia mirabilis: САМ или не САМ – каков ответ?» . Функциональная биология растений . ЦСИРО . 32 (5): 389–395. дои : 10.1071/FP01241. ПМИД  32689141 . Проверено 21 июля 2023 г.
  19. ^ Эрл, Кристофер Дж., изд. (2018). «Вельвичия мирабилис». База данных голосеменных растений . Проверено 21 июля 2023 г. Хотя вельвичия не образует годичных колец, радиоуглеродное датирование возможно, и результаты показали, что максимальный возраст превышает 1500 лет.
  20. ^ Мартенс, П. (4 сентября 1977 г.). «Вельвичия мирабилис и неотения». Американский журнал ботаники . 64 (7): 916–920. дои : 10.2307/2442386. JSTOR  2442386.
  21. ^ Ван, Тао; Лю, Чжимин; Лейтч, Илия Дж.; Синь, Хайпин; Мэггс-Кёллинг, Джиллиан; Гун, Яньбин; Ли, Чжэнь; Марэ, Евгений; Ляо, Иин; Дай, Джан; Лю, Фань (12 июля 2021 г.). «Геном вельвичии раскрывает уникальную биологию, лежащую в основе чрезвычайного долголетия в пустынях». Природные коммуникации . 12 (1): 4247. Бибкод : 2021NatCo..12.4247W. дои : 10.1038/s41467-021-24528-4. hdl : 1854/LU-8715697 . ISSN  2041-1723. ПМЦ 8275611 . ПМИД  34253727. 
  22. ^ Сима, Ричард (31 июля 2021 г.). «Растение, которое« не может умереть », раскрывает свои генетические секреты». Нью-Йорк Таймс . ISSN  0362-4331 . Проверено 3 августа 2021 г.
  23. ^ Юргенс, Норберт; Онкен, Имке; Олделанд, Йенс; Гюнтер, Фелиситас; Рудольф, Барбара (27 января 2021 г.). «Вельвичия: филогеография живого ископаемого, разнообразного в пустынном убежище». Научные отчеты . 11 (1) 2385 (2021): 2385. doi : 10.1038/s41598-021-81150-6 . ПМЦ 7840819 . ПМИД  33504814. 
  24. ^ ван Вик, Авраам Э; Смит, Гидеон Ф. (30 сентября 2001 г.). Регионы флористического эндемизма в Южной Африке: обзор с акцентом на суккуленты . Хэтфилд, Южная Африка: Umdaus Press. ISBN 9781919766188.
  25. ^ Хеншель, Джо Р.; Сили, Мэри К. (октябрь 2000 г.). «Долгосрочные модели роста Welwitschia mirabilis, долгоживущего растения пустыни Намиб (включая библиографию)» . Экология растений . 150 (1): 7–26. дои : 10.1023/А: 1026512608982. S2CID  7760078 . Проверено 21 июля 2023 г.
  26. ^ abc Уитакер, С; Бержак, П; Кольберг, Х; Памменттер, северо-запад; Борнман, CH (октябрь 2004 г.). «Реакция на различные манипуляции и возможности хранения семян уникального пустынного голосеменного растения Welwitschia mirabilis Hook. fil». Южноафриканский журнал ботаники . 70 (4): 622–630. дои : 10.1016/S0254-6299(15)30201-5 .
  27. ^ Купер-Драйвер, Джиллиан А; Вагнер, Кристофер; Кольберг, Герта (октябрь 2000 г.). «Схемы заражения Aspergillus niger var. phoenicis (Corda) Al-Musallam в намибийских популяциях Welwitschia mirabilis Hook.f». . Журнал засушливой среды . 46 (2): 181–198. Бибкод : 2000JArEn..46..181C. дои : 10.1006/jare.2000.0660 . Проверено 21 июля 2023 г.
  28. ^ аб Уитакер, С; Памменттер, северо-запад; Бержак, П. (январь 2008 г.). «Заражение шишек и семян Welwitschia mirabilis Aspergillus niger var. phoenicis в парке Намиб-Науклуфт». Южноафриканский журнал ботаники . 74 (1): 41–50. дои : 10.1016/j.sajb.2007.08.008 .
  29. ^ "Обзор редких и находящихся под угрозой исчезновения растений" . Ботанический сад США . Проверено 21 июля 2023 г. Распространенное название растения — оньянга, что означает «лук пустыни».
  30. ^ "Факты о Вельвичии" . www.softschools.com . Проверено 12 марта 2022 г.

Внешние ссылки