Evoluția și speciile de ferigi
Gustav Anderson a avut instinctul potrivit când a descoperit un nod ciudat în câmpul său la sfârșitul anilor 1960. Fermierul din sudul Suediei a trimis descoperirea de dimensiunea unui pumn la Muzeul de Istorie Naturală din Stockholm. Acolo a fost identificat ca rizomul unei ferigi preistorice ceva mai târziu, iar fosilizarea a dispărut într-un sertar timp de patruzeci de ani.
Micul miracol paleobotanic a rămas nedescoperit până anul trecut, postdoctorul german Benjamin Bomfleur a început să examineze secțiunile subțiri ale fosilei vechi de aproximativ 180 de milioane de ani „într-o după-amiază oarecum plictisitoare”.
Făcând acest lucru, Bomfleur a dat peste ceva pe care botanicii îl pierduseră anterior și pe care revista Science l-a publicat imediat: „Există mai multe fosile de ferigă bine conservate din punct de vedere anatomic. Dar, în acest caz, puteți vedea în continuare detalii despre conținutul celulelor la microscop, care au fost fixate mineral când o erupție vulcanică a acoperit feriga cu sedimente. În unele celule puteți vedea chiar clar cromozomii. ”Specimenul fosilizat oferă astfel o perspectivă biologică celulară asupra evoluției ferigilor, acele plante care au fost printre primele care au dezvoltat căi pentru transportul apei și substanțelor nutritive cu peste 400 de milioane de ani în urmă.
Genul de ferigi cuprinde doar 11.000 de specii
Descendenții lor din pădure și din grădină amintesc de vremuri de demult când își întind frunzele primăvara. „Aproape orice alt grup de plante astăzi nu permite o revizuire atât de lungă și continuă a istoriei dezvoltării lor, care a fost caracterizată de urcări și coborâșuri, faze de stagnare și o evoluție atât de rapidă”, entuziasmează Bomfleur.
Pteridofitele, prin care se înțelege ferigi și unele dintre rudele lor antice, au prosperat în Munții Devonian, dar perioada lor de glorie a venit acum aproximativ 350 de milioane de ani în Carbonifer. Împreună cu coadă de cal uriașă și mușchi de copac, ferigile de copaci, pe măsură ce cresc și astăzi într-un mod similar în tropice, au format acele păduri care au devenit ulterior zăcăminte de cărbune brun și tare și astfel purtători de energie ai societății noastre industriale.
Timp de milioane de ani, pteridofitele fără flori au condus pământul. Cu toate acestea, s-au dezvoltat și plantele de sămânță, care sunt mai bine adaptate secetei, cărora le aparțin plantele cu flori înflorite (angiospermele), a căror varietate a explodat în cele din urmă în Cretacic acum aproximativ 120 de milioane de ani. Astăzi numărul lor este estimat la 300.000 de specii și depășește toate celelalte grupuri de plante; clasa adevăratelor ferigi cuprinde doar aproximativ 11.000 de specii.
Rămășițe jalnice din vremuri mai bune
Boabele de polen răspândite de vânt sau insecte și semințele bogate în substanțe nutritive, care sunt utilizate pentru a asigura eficient descendenții, sunt rețeta succesului plantelor de semințe. Odată cu boom-ul său, lumea ferigilor și-a pierdut bogăția: speciile care există încă apar ca o rămășiță jalnică din vremuri mai bune, rămășițe ale unui complex „Parcul Jurasic” pustiu.
Fosila rădăcină din Suedia se încadrează în această imagine. Acum demonstrează la nivel celular că familia ferigilor regali, care poate fi urmărită până la sfârșitul triasicului (acum peste 200 de milioane de ani), s-a schimbat cu greu până în prezent. „Prin urmare, Osmundaceae pot fi numite fosile vii cu conștiința curată”, spune Bomfleur.
Această primordialitate nu se aplică în mod egal majorității ferigilor. Avansul triumfător al plantelor cu flori le-a împins înapoi, dar în același timp concurența a încurajat apariția unor noi forme. Liniile de dezvoltare ale majorității ferigilor moderne duc înapoi în perioada Cretacic, după cum arată analize genetice pe care cercetătorii care lucrează cu botanistul Harald Schneider de la Muzeul de Istorie Naturală din Londra au publicat-o în Nature în 2004. „În timp ce unele linii precum cea a ferigilor regale atrag atenția prin conservatorism, multe dintre grupurile care au apărut în acea perioadă arată o lărgime considerabilă de inovație. Acest lucru poate fi văzut și în variația impresionantă a structurii lăstarilor și a frunzelor în comparație cu plantele de semințe ”, explică Schneider.
Puține grupuri vechi din punct de vedere evolutiv
O inovație importantă care a permis noilor ferigi să prospere la umbra pădurilor emergente de conifere și foioase este aparent neocromul proteic. Un receptor de lumină care este deosebit de sensibil la componentele roșii ale soarelui, care pătrund de fapt prin frunzișul dens până la sol. Această proteină, care este sensibilă la lumina reziduală, se găsește în aproape toate ferigile care există astăzi, doar câteva grupuri vechi din punct de vedere evolutiv, precum ferigile rege, au reușit să sfideze concurența verde chiar și fără neocrom.
O echipă internațională de cercetători consideră că a rezolvat acum enigma despre cum și când majoritatea ferigilor și-au luat neocromul, altfel cunoscut în primul rând din algele verzi. Cercetătorii care lucrează cu Fay-Wie Li de la Universitatea Duke din America au descoperit machiajul genetic al unui mușchi de corn într-o formă care este foarte asemănătoare cu cea a ferigilor.
În revista PNAS, cercetătorii speculează că s-ar fi putut produce un transfer orizontal de gene între mușchi și plantă cu aproximativ 179 de milioane de ani în urmă: materialul genetic este transferat direct de la o specie la alta. Bacteriile, de exemplu, fac schimb de informații genetice despre rezistența la antibiotice, în timp ce fenomenul este o excepție majoră în cazul plantelor. Pentru ferigi, transfuzia genică ar fi putut veni la momentul potrivit, altfel s-ar putea să nu fi supraviețuit ascensiunii plantelor de semințe, cercetătorii suspectează.
Numeroase forme cultivate în Anglia victoriană
Până în prezent, majoritatea ferigilor preferă pădurile umbroase și umede ca locații. Specii obișnuite, cum ar fi feriga vierme sau brânza cu frunzele sale multiple ramificate, prosperă acolo. Dar sunt disponibile și ca plante acvatice, de exemplu sub formă de ferigă de apă Salvinia molesta, care a venit din Brazilia și a fost transportată peste tot în lume, uneori acoperind complet corpurile de apă și perturbând astfel echilibrul ecologic respectiv.
Spre deosebire de această ciumă, alte specii tropicale, cum ar fi feriga de coarne și feriga de sabie, sunt plante populare de interior. Și grădinarii apreciază cu siguranță femelele, struții și ferigile rege sau ornamentația ferigilor scut din genul Polystichum dotate cu frunze magnifice, mai ales că se descurcă cu puțină lumină.
Specimenele prezentate pe această pagină dublă au fost găsite și într-o grădină umbrită specială din Fürth, Bavaria: arhitectul peisagist și istoricul grădinii Jochen Martz a adunat în jur de 300 de ferigi diferite într-o zonă a unei grădini care a fost amenajată acum mai bine de o sută de ani. Pe lângă speciile tipice de latitudini moderate și variantele lor, aici cresc și numeroase forme cultivate, care aveau o bază mare de fani în Anglia victoriană.
Avantajele a două strategii de propagare
Întunecate și umede - asta le plac de obicei ferigile, dar unele specii au pătruns și în regiuni mai nefavorabile, cum ar fi munții înalți sau deșerturile. Feriga splenică Asplenium ceterach, care crește în crăpăturile stâncii, este unul dintre acești extremiști. Această specie, care este, de asemenea, originară din Germania, este una dintre așa-numitele plante de înviere, care supraviețuiesc uscării complete și pot fi readuse la viață ani de zile dacă plouă.
Dar chiar și astfel de creșteri dure depind de apă la un moment dat, cel târziu când vine vorba de sex. Similar cu algele și mușchiul, ferigile au o schimbare de generație: reproducerea asexuată prin spori alternează cu reproducerea sexuală, care este încă legată de elementul umed. Acest lucru permite ferigilor să profite de cele două strategii de propagare. Beneficiază, pe de o parte, de producția de masă asexuată a sporilor răspândiți de vânt și, pe de altă parte, de recombinarea compoziției genetice în timpul fertilizării celulelor ouă, ceea ce crește adaptabilitatea acestora.
Ferigi în noaptea de vară
Ca un progres evolutiv în comparație cu mușchii filogenetic mai vechi, s-ar putea afirma că atât plantele de ferigi vizibile, numite sporofite în jargonul tehnic, cât și sporii lor supraviețuiesc perioadelor secetoase. Forma de viață alternativă a unei ferigi, micul gametofit care germinează din spori, este mai sensibilă și amintește de originile botanice nu numai în structura asemănătoare mușchiului.
Un pic de umezeală nu este suficient pentru reproducerea sexuală care îi revine; un gametofit are nevoie de el într-adevăr umed: sperma sa are nevoie de o peliculă continuă de apă pentru a ajunge la celulele ovule ale unui gametofit vecin. În consecință, polenul temut de persoanele care suferă de alergii reprezintă o revoluție sexuală în regnul plantelor - polenul a eliberat plantele de semințe din mediul de fertilizare.
Faptul uimitor că, spre deosebire de alte plante native, ferigile nu au deloc flori, a inspirat multe interpretări de basm în trecut. Tot felul de efecte magice au fost atribuite sporilor fini, Hildegard von Bingen chiar a dat ferigilor puterea de a-l pune pe diavol în fugă. În credința populară rusă, ferigile chiar înfloresc, dar numai în noaptea de vară. Cei care găsesc apoi floarea magică de ferigă sunt asigurați de noroc și bogăție. Conform legendei.