多羽实蕨 :鳞毛蕨科实蕨属植物

更新时间:2024-09-21 10:00

多羽实蕨(学名:Bolbitis angustipinna),又名细叶实蕨,为实蕨科实蕨属下的一个种。该物种是一种土生蕨类植物门,植株高可达1.5米。分布于中国台湾、云南省,以及印度不丹锡金王国尼泊尔缅甸泰国斯里兰卡等地。生长在海拔250-1500米的沟谷密林下石上。多羽实蕨的有性世代、胚胎发育模式具有系统学意义,具有科研价值。

形态特征

土生植物。植株高1.2-1.5米。根状茎长约10厘米,粗1-2厘米,有叶2-4行,密被鳞片;鳞片披针形,长约6毫米,栗色至近黑色。叶近生;不育叶叶柄长40-60厘米,基部粗约8毫米,禾秆色,下面疏被鳞片;不育叶椭圆形,长60-80厘米,中部宽30-40厘米,一回羽状;顶生羽片线状披针形,长10-20厘米,宽约2厘米,近顶部常有一大芽孢,上部边缘浅波状,下部羽裂为不整齐的狭三角形裂片;侧生羽片15-20对,互生,稍斜向上,间隔1-1. 5厘米,无柄或下部两对有短柄,线状披针形,长20-25厘米,宽2-2.5厘米,先端长尾𫛭状,基部圆形,边缘有浅圆齿,缺刻有尖刺;侧脉明显,近平展;小脉在羽轴两侧联结成1行三角形的大网眼,其顶角之外偶有单一的小脉,在侧脉间有3行四角形或六角形网眼,无内藏小脉,小脉在近叶缘处分离;叶坚草质,干后灰绿色,两面均光滑。能育叶叶柄长60-90厘米,叶片长80-90厘米,宽15-25厘米,一回羽状;羽片明显狭缩,线形,长8-12厘米,宽5-8毫米。孢子囊群满布能育羽片下面,有时羽轴两侧不育。

孢子为多羽实蕨孢子棕褐色,赤道面观近圆形,极面观椭圆形,单裂缝,裂缝为孢子全长的1/2-2/3,孢子外壁纹饰为疣状纹饰。未成熟的孢子颜色较淡,吸水膨胀后常将孢子外壁撑破,脱去外壁后的孢子内部可见大而明显的黄色油滴。

生活习性

孢子萌发

孢子接种8-10天左右,萌发率达90%以上。孢子内叶绿体数量增多,体积增大,孢子呈深绿色的圆球形。接种14天左右,从单裂缝处伸出一条无色透明的初生假根,标志着孢子开始萌发,初生的假根直径约为12微米。继续培养1-2天,初生假根的直径约15微米,基部明显膨大。培养14天左右,孢子进行第一次横分裂,产生一个半球形的原叶体母细胞和一个近球形的基原细胞。有些孢子分裂后产生的两个细胞界限不明显,相接处的细胞壁无明显的凹陷;有些孢子分裂后产生的两个细胞的界限明显,相接处的细胞壁略向下凹陷。多羽实蕨孢子的萌发方式为书带蕨型。原叶体母细胞与假根呈明显的90°角,并且孢子壁宿留。少数孢子(约5%)萌发后,原叶体母细胞与假根呈45°角;还有(约2%)些原叶体母细胞与假根呈135°角。

原丝体

孢子接种后18天左右,原叶体母细胞连续横向分裂,发育成原丝体。此时,基原细胞呈球形,原丝体细胞呈长圆形,细胞相接处略向内凹陷,细胞内的叶绿体呈鲜绿色且均匀地分布在细胞中。有些原丝体顶端细胞内叶绿体分布于细胞的先端,而其他细胞内的叶绿体分布较均匀。当丝状体发育到3-5个细胞时,形态上也会发生一定的变化,有的顶端细胞生长方向发生扭曲;与基原细胞相连的原丝体细胞生长方向也发生扭曲;有的原丝体顶端细胞的生长方向与其他细胞形成约90°角。90%的多羽实蕨原丝体发育到3细胞时,在基原细胞处会萌发出第二条假根;有的原丝体的两条假根着生在基原细胞的两侧,异速生长形成180°角;有时两条假根着生在基原细胞的顶部,同向生长。

片状体

孢子接种后28天左右,丝状体由原来的一维生长转为二维生长,开始片状体的发育。片状体基部细胞较大,呈规则的桶形,片状体的先端细胞明显小于基部细胞,形状不规则。此后,左右两侧细胞由于分裂次数的不同,位于一侧上方的子细胞横分裂后产生一个楔形细胞。片状体的先端细胞分裂速度不断加快,此时先端细胞与片状体其它细胞相比,体积更小,形状不规则。随着发育的进行片状体呈倒三角形,假根数量逐渐增多。楔形细胞经过多次分裂后,形成最初的生长点,生长点处细胞体积较小,外侧细胞体积逐渐增大,基部细胞大约为生长点处细胞体积的5-10倍。

原叶体

孢子接种40天左右,片状体进入幼原叶体阶段。幼原叶体形成初期,基部宽度约是顶端宽度的二分之一,生长点略向下凹陷,假根着生的位置由原叶体基部扩展至中部,原叶体细胞形状大多为六边形。随着发育的进行,生长点处的细胞分裂日益旺盛,先端明显比基部宽阔,生长点偏生,生长点处细胞小而排列紧密,生长点附近始有少量毛状体分布。孢子接种46天左右,幼原叶体的细胞数量发育至120个左右,呈狭长的心形,生长点凹陷逐渐变深,毛状体数量增多。随着原叶体两翼的发育,生长点位置逐渐居中,两翼片内侧边缘在生长点上方形成“V”形开口。孢子接种45天左右,原叶体基部略尖,呈狭长对称的心形,长为宽的1.5倍,生长点凹陷很深,约为整个配子体长度的四分之一,翼缘细胞呈规则的四边形,配子体中下部分布着几十条假根。孢子接种52天左右原叶体发育成熟,此时原叶体基部极尖,生长点加深,两翼大而对称并斜向上生长,配子体呈阔心形,毛状体数量明显增多,分布于生长点及翼缘,原叶体腹面和基部着生百余条假根。

生长点

在片状体阶段,楔形的顶端细胞经过多次分裂,形成最初的生长点。随着配子体的发育,生长点位置逐渐调至中央,生长点细胞体积较小,约为配子体体细胞的1/3-1/4。片状体发育后期,生长点的位置趋于稳定,内陷逐渐加深。翼细胞分裂速度不断加快,两翼逐渐向斜上方伸展,使生长点上方的开度逐渐增大,生长点细胞变得更小,上方两翼内侧细胞向外突起,产生毛状体。随着配子体不断发育成熟,生长点凹陷更深,细胞体积更小,两翼开度变小,两翼内侧分布的毛状体增多。雌配子体发育成熟后,生长点下方的中肋区域加厚,并产生大量的颈卵器,两翼也在生长点上方逐渐靠近,直至重叠。

边缘细胞

多羽实蕨配子体发育的不同阶段,边缘细胞形态有较大的差异,幼原叶体边缘细胞呈规则的长方形,细胞大小几乎相等细胞分裂列明显,叶绿体均匀分布在细胞中。有些翼缘细胞相邻细胞壁一起向外突起,或单个向内凹陷。个别翼缘细胞的外壁向外突起,突起逐渐发育成毛状体,毛状体形成初期,与翼缘细胞相通。片状体阶段,部分边缘细胞的外壁向外形成较大的突起,突出于其它边缘细胞。这些突起细胞的相邻细胞壁又向内凹陷,突起细胞中的叶绿体多分布于相邻细胞壁附近。成熟配子体两翼上缘细胞形态较规则,多呈长方形,排列整齐,边缘平滑状。部分成熟配子体边缘有较小的缺刻,使翼缘有明显的波状起伏个别成熟配子体基部的边缘细胞,有时向内凹陷很深。

毛状体

多羽实蕨的毛状体在幼原叶体时期开始出现,最初的毛状体是由幼原叶体先端细胞向外突起产生,多分布在初生生长点附近,毛状体内部有叶绿体存在,叶绿体的形态、大小、色泽与产生毛状体的细胞内的叶绿体无明显差异。毛状体就其形状而言,可以分为两种类型:即长棒状的毛状体和乳头状的毛状体。未成熟的毛状体内部具大量的叶绿体,基部与顶端直径相近,约15微米,高约30微米。随着毛状体发育逐渐成熟后,毛状体内部的叶绿体逐渐消融,直至消失。部分毛状体成熟后,在其顶部出现透明的圆球状物质;少数毛状体,在其顶端附近产生横隔,将毛状体分成上下两个不等的空腔。

用途

多羽实蕨在有性世代、胚胎发育的模式具有系统学意义。配子体相对于孢子体而言,个体较小,结构简单。配子体的发育过程又是独立而连续的,是整个发育过程中不可或缺的环节,不论从个体发育的角度,还是整个系统的演化,配子体发育都具有科学研究价值。

物种保护

多羽实蕨列入《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》(2013年9月2日)——易危(VU)。

外部链接

参考资料

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