Onoclea sensibilis , чувствительный папоротник , также известный как папоротник-бусинка , представляет собой листопадный многолетний папоротник среднего и большого размера с грубой текстурой. Название происходит от его чувствительности к морозу: листья быстро отмирают при первом прикосновении к нему. Иногда его рассматривают как единственный вид Onoclea [2] ,но некоторые авторы не считают род монотипическим . [3]
Стерильные и плодородные листья Onoclea sensibilis имеют независимые стебли, происходящие от одного и того же корневища , что сильно отличается от других папоротников . [4] Яркие желто-зеленые трофофиллы (стерильные листья) глубоко перистораздельные и обычно располагаются через определенные промежутки времени вдоль ползучего корневища. Стерильные листья опадают с трофоподами и раздутыми основаниями, которые служат органами зимнего запасания. [5] [6] Стерильные листья O. var. sensibilis имеют длину 1–1,3 м (3–4 фута) с 5–11 перистыми парами листьев, равномерно расположенными вдоль ножки . [7] О. вар. прерывание Максима. листья короче, 20–50 см (8–20 дюймов) в длину, с меньшим количеством перьев, всего 5–8 пар. [8]
Спорофиллы (плодородные листья) меньше, 20–45 см (8–18 дюймов) в длину, [8] незеленые в зрелом состоянии и имеют очень узкие ушные раковины . Они стойкие, стоят 2–3 года. Сорусы состоят из скоплений спорангиев (споровых коробочек) диаметром 2–4 мм (1/10–1/6 дюйма), [7] похожих на бусинки, на прямостоячих плодородных ветвях, отсюда и общее название «Бусковый папоротник» .
Сорусы обычно двусторонне симметричны, хотя наблюдались формы листьев с плодородными перьями только на одной стороне рахиса . Эта форма, названная O. sensibilis LF hemiphyllodes (Kiss & Kümmerle, 1926) [9] , а вторая, O. sensibilis LF obtusilobata, имеющая плоские перышки (не закрученные и не имеющие формы бусинок), [9] считались вариациями, не заслуживающими таксономического признания. признание (Дж. М. Бейтель и др., 1981). [10]
Головки имеют бледно - красноватый цвет.
Процесс сперматогенеза включает в себя образование сперматогенных клеток и высвобождение спор. У односпоровых папоротников , таких как O. sensibilis L. , развивающиеся сперматиды на определенных стадиях развития окружены двумя разными стенками, в отличие от единой стенки, о которой сообщалось у других видов. Другие различия включают задержку формирования осмиофильного гребня, а во время высвобождения спермы крышка-клетка удаляется неповрежденной, а не образует пору или полностью разрушается. [11] Споры монолетные, с антеридием или спорангием, содержащим 32 или 64 сперматозоида, [11] обычно их 64. [5] Независимо от количества, объем капсулы остается почти одинаковым. [11]
Механика выброса спор и его время зависят от весенней влажности. [12] Небольшие плодородные края, которые в живой форме удерживают споры в плотно скрученных структурах, сохраняют свою сухую кожистую форму в течение зимы. Эти перышки реагируют на более высокую весеннюю влажность, открываясь и выпуская споры в воздух. Последующие гаметофиты на раннем этапе развития однополые, благоприятствуют перекрестному оплодотворению, а позже становятся двуполыми, чтобы обеспечить выживание вида. [13]
Род Onoclea был выделен Карлом Линнеем в 1751 году, отделившись от прежней ассоциации папоротников с родом Angiopteris . [14] Биноминальное название Onoclea sensibilis было опубликовано в его книге «Species Plantarum » 1753 года . [15]
Onoclea sensibilis имеет две географически разделенные разновидности. Onoclea sensibilis var. sensibilis произрастает в Северной Америке; Центральные и восточные регионы Канады и северные, центральные и восточные регионы США. [6] Onoclea sensibilis var. прерывания Максимовича (он же Максим. ) родом из Юго-Восточной Сибири, Японии и Китая. [8] Сортовая разница заключается в их конечной высоте, O. var. прерывание Максима. достигая лишь половины роста своей сестры.
Региональные разговорные названия Onoclea sensibilis , чувствительного папоротника, сосредоточены на его характеристиках.
Название Onoclea sensibilis было описательным. Оноклея происходит от греческого «onos» , что означает «сосуд», и «kleio» , что означает «закрывать», описывая плотно скрученные сорусы на плодородных ветвях. Его вид, от позднелатинского sensibilis , означает чувствительный, что указывает на его высокую чувствительность к первым осенним заморозкам и засухе. [23] [17]
Onoclea sensibilis произрастает в регионах с умеренным климатом Северного полушария; Дальний Восток России , Китай и Восточная Азия , а также широкое распространение в Северной Америке . [22] Он простирается от Ньюфаундленда на юг до Флориды и на запад до Техаса, Скалистых гор, Северной и Южной Дакоты, Квебека и Манитобы. [24] [25] [26]
Он стал натурализованным в Западной Европе [27] и Новой Зеландии . [5]
Onoclea sensibilis можно найти на высоте от уровня моря до 1500 метров (4900 футов) [7] в пресноводных средах обитания, [10] не солоноватой , поскольку прорастание его спор прекращается при уровне соли (NaCl) ≥ 0,6%, [28] умеренно соленая вода и выше.
Onoclea sensibilis лучше всего растет во влажных затененных или частично затененных местах, обитая в различных болотных и лесных местообитаниях: влажных лугах , зарослях и болотах, а также на берегах ручьев, рек и придорожных канавах. Он переносит очень влажные почвы, появляется в сырой земле или у самой кромки воды в тени или на солнце. [16] Растение может переносить более засушливые условия в тени.
Предпочитает кислые (рН <6,8), рыхлые, супесчаные или суглинистые почвы на основе известняка.
Растение Onoclea sensibilis практически не изменилось на протяжении миллионов лет. Окаменелость флоры эпохи палеоцена возрастом пятьдесят семь миллионов лет демонстрирует образцы, практически идентичные современным образцам. [6] Имеет жизненный цикл, характеризующийся чередованием поколений , половым и бесполым размножением; поколение его спорофитов созревает осенью, бросает споры весной [7] , за чем следует поколение гаметофитов. Спорофитам требуется 5–10 лет роста, прежде чем они достигнут своей зрелой высоты папоротника. [29]
Чувствительные папоротники размножаются как рассеиванием спор, так и ростом корневища. Его скопления привлекают местную фауну, где мелкие дикие животные находят среду обитания, [17] оленьи подстилки на плотной подстилке [19] , а зимой дикие индейки используют плодородные стебли спор в качестве вторичного источника пищи. [17] Они могут стать агрессивными [23] и доставлять неудобства, если поселятся рядом с предпочтительной растительностью. Кооперативное расширение Университета штата Мэн : Дикая черника штата Мэн классифицирует чувствительный папоротник как травянистый широколиственный сорняк. [30]
Его лиственные листья не переносят отрицательных температур, однако растение выживает в зонах устойчивости Министерства сельского хозяйства США 4–8 [31] или при минимальных температурах от -20 ° C до -15 ° C (от -4 ° F до 5 ° F), имея Королевский Рейтинг H6 садоводческого общества . [32] Зимняя выживаемость повышается, если высушенные основания черешков листьев остаются неповрежденными. [5] [2]
Полезные питательные вещества эктотрофные микоризные ассоциации могут встречаться у Onoclea sensibilis , Pteridium aquilinum и Adiantum pedatum , обитающих в дубовых и гикориевых лесах. [33]
Onoclea sensibilis - индикатор водно-болотных угодий , внесенный в список факультативных гидрофитов водно-болотных угодий в Национальном списке водно-болотных растений США 2013 года из-за его наблюдаемой близости к более влажным почвам. [34]
Мнения относительно устойчивости этого вида к нарушению окружающей среды, в которой он растет, неоднозначны. В одном лесном массиве наблюдалось десятилетнее снижение даже после рубки одиночных деревьев. [17] В других условиях чувствительные папоротники кажутся оппортунистическими, и беспокойство не является проблемой. [26] Они распространяются, образуя колонии, часто первые виды, населяющие нарушенные территории.
В Onoclea sensibilis обитают насекомые, грибы, бактерии и даже паразитическая лоза Cuscuta gronovii (ошпаренная трава) , которые могут разрастаться и сжимать ее. [35]
Насекомые, питающиеся Onoclea sensibilis, поражают как листья, так и корни корневища. Его листьями питаются папоротниковая тля Amphorophora ampullata , [4] папоротниковая минирующая Chirosia gleniensis [36] и личинки пилильщиков Hemitaxonus dubitatus [4] и Stromboceros delicatulus [37] . Известно, что личинки видов бабочек Phlogophora iris (оливковые оттенки угла, на фото), [10] Callopistria cordata (папоротниковая бабочка серебристо-пятнистая) [10] и Papaipema inquaesita (чувствительная папоротниковая мотылька) [36] [10] питаются обоими стеблями. и корневища. [4]
Паразитические грибы включают Ceratobasidium anceps , вызывающий некроз листьев и стеблей; Ceratobasidium cornigerum , покрывающий стебли сапрофитными наростами ; [35] и Uredinopsis mirabilis , [35] отдельный вид ржавчины, уникальный для чувствительного папоротника. [38] Инвазивные грибы, такие как Taphrina filicina , [35] Taphrina hiratsukae [39] и Phyllactinia corylea , синоним Phyllactinia Guttata [39], могут поражать листья, вызывая волдыри или белую мучнистую росу.
Грибки могут развиваться под буковыми деревьями, где скапливаются выделения тли ; [40] [41] эти строго эпифиллезные грибы падевой росы, Sclerotiomyces colchicus [42] и Scorias spongiosa (Schwein.) Fr., [43] были обнаружены на Onoclea sensibilis , где накопление сажистой плесени ухудшает функцию листьев.
Onoclea sensibilis может содержать Burkholderia plantarii [22] , вызывающую поражение стебля. B. plantarii является возбудителем бактериальной болезни проростков риса. В ходе многолетнего исследования присутствие сорняков O. sensibilis на рисовых полях и средства распространения бактерии (дождевые стоки) показали, что она является источником вспышек бактериального фитофтороза в сочетании с благоприятными условиями окружающей среды. [44]
Onoclea sensibilis обладает двумя внутренними химическими средствами защиты от насекомых. При употреблении в пищу любой части растения в организм попадают ферменты тиаминазы и фитоэкдистероидные гормоны , которые могут нарушить цикл линьки насекомого , предотвращая его полное развитие. [6]
Onoclea sensibilis была причастна к отравлению и смерти лошадей [45] , особенно при употреблении в пищу в больших количествах. [4] Точная причина не доказана, но подозревается отравление тиаминазой , вызывающее крайний дефицит витамина B1. [6]
Его токсичность для человека точно не определена; Никаких особых предупреждений в отношении Onoclea sensibilis обнаружено не было. [31] Однако в его кратком изложении часто содержатся предупредительные заявления о том, что папоротники в целом могут содержать природные канцерогены и/или фермент тиаминазу , причем последний опасен в высоких концентрациях. [31] [17] Исторически сложилось так, что некоторые индейские народы употребляли Onoclea sensibilis без видимых страданий; см. «Пищевое использование» в этой статье.
Onoclea sensibilis имеет ограниченную ценность для употребления в пищу [17] , некоторые считают ее пищей голодающего и приберегают для использования в периоды дефицита. Тепловая обработка устраняет содержание тиаминазы. [31] Ирокезы относились к Onoclea sensibilis как к овощу ранней весны, приготовленному как шпинат, с приготовленными головками и «приправленными солью, перцем или маслом» (Waugh, 1916). [19] После удаления «коричневых чешуек» (сори) листья обрабатывали аналогичным образом. [31] Его молодые побеги продаются как деликатесы на азиатских рынках. [31]
Его выращивают как декоративное растение в традиционных и местных садах, а также в проектах естественного ландшафтного дизайна и восстановления среды обитания . [23] [29] Он получил награду Королевского садоводческого общества за заслуги перед садом . [32] Садоводы используют деление корневища [31] и им помогают руководства по сбору спор. [46] Его разлагающиеся листья служат эффективной мульчей, подавляя подлесок. [31] Посадки могут стать агрессивными, [29] сорняками, если их неправильно разместить.
Его срезанные листья используются в композициях из сухоцветов. [16] [31]
Исторически коренные американцы использовали Onoclea sensibilis для перорального и местного лечения . [47]