Размножение папоротников спорами

Нами проведен эксперимент по выращиванию из спор таких папоротников, как Циртомиум серповидный, Листовик обыкновенный, Асплениум луковиценосный, Птерис критский и Флебодиум золотистый. Адиант венерин-волос и Нефролепис возвышенный из-за отсутствия спор нами не выращивались. Папоротники можно выращивать в горшках, прикрытых сверху стеклом для поддержания высокой постоянной влажности воздуха. Мы выращивали папоротники в чашках Петри по методике, описанной во 2-й главе настоящей работы.

Споры папоротников созревают в спорангиях. Спорангии изученных видов не имеют существенных морфологических отличий. Они округлой или слегка овальной формы, сидят на длинных ножках. На поверхности спорангия имеется продольное механическое кольцо, состоящее из одного ряда клеток. У большей части клеток кольца оболочки утолщены. Часть клеток кольца (примерно 1/3) имеет относительно тонкие оболочки. При созревании спор наступает момент, когда стенка спорангия разрывается. Разрыв происходит в месте, где клетки кольца имеют тонкие оболочки. Кольцо изгибается кнаружи, как бы выворачиваясь наизнанку, при этом споры высыпаются из спорангия. Этот процесс можно наблюдать под микроскопом МБС, при подсушивании спорангиев.

Спорангии папоротников собраны в сорусы. По положению сорусов на вайях у изучаемых видов встречаются 2 типа спорангиев. Для Адиантума, Птериса и Асплениума характерны маргинальные (краевые) спорангии. Сорусы у этих видов расположены по краю листовой пластинки. У Циртомиума, Нефролеписа, Листовика и Флебодиума спорангии ламинальные (поверхностные), сорусы у них расположены на нижней стороне листа.

Сорусы папоротников прикрыты индузием, лишь у Адиантума и Птериса покрывальца отсутствуют. Сорусы у этих видов защищены загнутым на нижнюю сторону краем листовой пластинки. Момент созревания спор мы определяли по изменению окраски соруса (зеленая окраска переходит в коричневую).

Собранные споры высевали на субстрат в чашки Петри. Выращивание проводили при комнатной температуре (18−25оС) в защищенном от прямых солнечных лучей месте. Через месяц (25−35 дней) на поверхности субстрата появлялся зеленый налет, состоящий из нитей и формирующихся пластинок гаметофита. Процесс от прорастания спор до формирования зрелого гаметофита в наших экспериментах продолжался около 2 месяцев. Сравнение гаметофитов исследованных видов не выявило существенных видовых отличий. В то же время форма и размеры гаметофитов одного и того же вида изменяются в зависимости от условий произрастания, в частности, от густоты посева. Подобная закономерность отмечалась в литературе и для дальневосточных видов папоротников (Храпко, 1989, 1996). Зрелые гаметофиты наших видов пластинчатые, сердцевидной формы. Пластинка состоит из одного слоя хлорофиллоносных клеток, за исключением многослойной срединной части. От нижней части гаметофита (от центральной многослойной части) отходят многочисленные ризоиды.

После оплодотворения появляются проростки спорофита. В нашем эксперименте первые проростки в зависимости от вида, условий выращивания и времени посева появлялись на 50−80 день после посева. Проростки представляют собой небольшие (1−2 см) растения. Они имеют 1−4 вайи и 2−5 коротких корешка. Проростки прикреплены к гаметофиту (Рис. 15, 16). Питание растения на этом этапе осуществляется как за счет гаметофита, так и за счет собственной ассимиляции. Листья проростков существенно отличаются от вай взрослых растений простотой своего строения. У проростков Циртомиума и Флебодиума листовая пластинка округлая, по краю цельная или слегка лопастная (Рис. 15). У проростков Асплениума и Птериса вайи характеризуются большей рассеченностью (Рис. 16).

Последующие возрастные состояния спорофита на данном этапе исследования отмечены нами только для Циртомиума серповидного.