7.3: שרכים

Last updated
Save as PDF

Page ID: 208492

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

ישנם כ -10,560 מינים של שרכים חיים ברחבי העולם (PPG I, 2016). בהוואי יש כ 188 מינים כאשר 111 מהם אנדמיים ו -35 ילידי איי הוואי. בנוסף, 40 מינים של שרכים שהוצגו התאזרחו (Ranker et al. , 2019). בדומה לליקופיטים, הספורופיט הוא השלב הדומיננטי במחזור החיים של השרך, והגמטופיט הוא צמח נפרד וחי חופשי (איור). \(\PageIndex{1}\)

איור\(\PageIndex{1}\): ספורופיט של *פלפלאי (Microlepia* *strigosa*), מין שרך יליד. מאת דוטראליוט מורשה תחת CC BY-NC-SA 4.0 דרך פליקר.

שרכים הם מחזה נפוץ ברוב האזורים הכפריים והעירוניים ונמצאים בשימוש נרחב כצמחי פנים ובגינון. ביערות הוואי, שאר סיפורי השרך ממלאים תפקידים קריטיים. עלי שרך (מגפילים) מכונים בדרך כלל כריכות, הצומחות מזקוף של קנה שורש זוחל (גזע). הם מתחילים ככינורות שמתפתלים. ספורופיטים של שרך נעים בגודלם מצמחים קטנים ועשבוניים של כמה סנטימטרים לצמחים דמויי עצים שגובהם יותר מ -7 מטרים (25 רגל).

המבנים נושאי הנבגים בשרכים נקראים ספורנגיה (ספורנגיום יחיד), המקובצים יחד במבנים הנקראים סורי (יחיד, סורוס; איור). \(\PageIndex{1}\) סורי נמצאים בדרך כלל בחלק התחתון של כריכות פוריות, והם יכולים להיות מעוגלים או ליניאריים, תלוי במין. צורת וסידור סורי משמשים כמאפיינים מרכזיים לזיהוי מיני שרכים שונים.

איור\(\PageIndex{2}\): גמטופיט שרך. "בלם מכרז (*פטריס טרמולה*)" מאת פויטר מורשה תחת CC BY-NC 2.0.

נבגים נובטים לגמטופיטים (איור\(\PageIndex{2}\)), אשר מייצרים לאחר מכן גמטות (זרע וביצית) שכאשר הם משולבים, גדלים לספורופיטים (מה שאנו רואים וחושבים עליו בדרך כלל כ 'שרכים '), ומשלימים את מחזור החיים של השרך (איור). \(\PageIndex{3}\) הגמטופיט קטן יותר מציפורן, ועצמאי מהספורופיט (איור). \(\PageIndex{2}\)

שרכים יכולים לגדול במגוון סביבות, אך הם נפוצים יותר במערכות אקולוגיות רטובות, מכיוון שהם זקוקים למים לצורך רבייה מינית כדי שהזרע יוכל לשחות אל הביצה על הגמטופיט (איור). \(\PageIndex{3}\)

שרכים יכולים להתרבות גם באופן א-מיני (רבייה צמחית) מקנה השורש עם צמחים חדשים העולים ממנו. בתחום הגננות, שרכים מופצים על ידי חלוקה (ניתן לפצל צמח לרבים).

איור\(\PageIndex{3}\): מחזור חיים זה של שרך מראה חילופי דורות עם שלב ספורופיטים דומיננטי. (קרדיט "שרך": שינוי עבודה מאת קורי זנקר; קרדיט "גמטופיט": שינוי עבודה על ידי "Vlmastra" /ויקימדיה Commons) על ידי ביולוגיה OpenStax ייחוס-לא מסחרי 4.0 בינלאומי (CC BY-NC 4.0).

שרכים מחולקים לארבע קבוצות עיקריות (תת-מחלקות; PPG I, 2016): אקוויסטידים, מרטידים, אופיוגלוסידים ופוליפודידים.

אקוויסטידים (זנב סוס)

Equisetales היו פעם קבוצה מגוונת של צמחי כלי דם נטולי זרעים שהיו נפוצים מאוד בקרבוניפרוס (לפני 300 מיליון שנה) ובעלי תיעוד מאובנים עשיר. כיום יש רק סוג חי אחד, Equisetum, שהוא עשבוני, בדרך כלל מגיע לגובה של מטר אחד (3 רגל), אך עם מינים מסוימים המסוגלים להגיע ל -10 מטר (32 רגל). שמה של קבוצה זו נגזר ממראה זנב הסוס שיש לכמה מינים מסועפים. קל לזהות אותם בגלל הגבעולים הפוטוסינתטיים הירוקים שלהם עם רכסים אנכיים (איור\(\PageIndex{4}\)). העלים הם בדרך כלל חומים או שחורים, משולשים, קטנים ומסודרים כסיבוב סביב הגבעול בצמתים (טבעות כהות באיור\(\PageIndex{4}\)).

איור\(\PageIndex{4}\): אשכול זנב הסוס (Equisetum sp.) נובע מאת כריסטיאן אוסטרוסקי CC BY-NC-ND 2.0 באמצעות פליקר.

לגבעולים יש סיליקה על התאים שלהם, מה שהופך את הצמחים הללו לשימושיים כחומר ליטוש. מינים מסוימים שימשו רפואית באירופה, אמריקה ואסיה (במיוחד בהודו) כולל כמשתן ותרופה אנטי דלקתית (Carneiro et al. , 2013). הם משמשים גם כמזון, נאכלים מבושלים או גולמיים בתרבויות שונות, במיוחד הגבעולים הצעירים הרכים. אין מינים מקומיים מקבוצה זו בהוואי, לאחרונה הוכנסו לאיים כמה מיני זנב סוס שישמשו בגינון ובגינון, במיוחד סביב בריכות.

מראטידה (כף רגל של פרד)

לקבוצה זו יש רק משפחה חיה אחת ו -110 מינים ברחבי העולם (PPG I, 2016). זוהי הקבוצה העתיקה ביותר של שרכים. מינים אלה ידועים כבעלי קני שורש אנכיים גדולים מאוד. בסיסי העלים נפוחים, עם תנורים בשרניים גדולים משני הצדדים (ניתן לאכול תנורים ממינים מסוימים). עלי כף הרגל של Mule's יכולים להיות גדולים מאוד, באורך של עד 9 מטרים (30 רגל).

להוואי יש מין מקומי אחד, פאלה (Marattia douglasii). מין אחר, Angiopteris evecta, המכונה שרך העץ של מדגסקר או כף רגל פרד, מוצג והוא מופיע כמין פולש בהוואי (איור). \(\PageIndex{5}\)

מרטיאדה ferns.jpg — איור\(\PageIndex{5}\): שרכים במראטיים בהוואי. *א) פאלה (*Marattia douglasii) ו- B) שרך* העץ של מדגסקר (אנגיופטריס אווקטה).* מאת דוטראליוט מורשה תחת CC BY-NC-SA 4.0 דרך פליקר. נגזרת של היצירה המקורית של פורסט וקים סטאר, CC BY 3.0, דרך ויקיקומונס.

אופיוגלוסידה (שרכים להקציף, לשונות האדר)

תת-מחלקה Ophioglossidae כוללת שני סדרים: פסילוטלס (שרכים להקציף) ו אופיוגלוסאלס (לשונות האדר). קל מאוד לזהות שרכים להקציף מכיוון שהם נראים כמו מטאטא מטרפה ירוק עם גבעולים משולשים המסתעפים בצורה דיכוטומית (בשניים). אין להם שורשים. העלים שלהם זעירים, ולכן הגבעולים הירוקים מבצעים את רוב הפוטוסינתזה. הספורנגיה שלהם (מבנים נושאי נבגים) מעוגלים, צהובים וניתן לראותם תלויים בחלקים העליונים של הענפים. שרכים מקציפים נמצאים בכל הסביבות הטרופיות ברחבי העולם. בהוואי ישנם שני מינים מקומיים של שרך מטרפה (איור\(\PageIndex{6}\)). מואה נהלה (פסילוטום קומפלנטום) יש גבעולים שטוחים ומואה (מואה או פסילוטום נודיום) צומחת זקופה. מינים אלה נמצאים במגוון רחב של סביבות בכל איי הוואי העיקריים. באופן מסורתי מואה שימש להכנת ליי כמו גם לרפואה; לדוגמה, כתה משלשל והנבגים שימשו כאבקה למניעת שפשוף (קראוס 1974).

פסילוטום_קומפלנטום_&&פסילוטום_נודום_ (4858557994) .jpg — *איור\(\PageIndex{6}\): להקציף מיני שרך בהוואי משמאל: מואה נהלה (*פסילוטום complanatum) ומימין: מואה (פסילוטום נודיום*).* מאת דיוויד אייקהוף מורשה תחת CC BY 2.0 באמצעות ויקימדיה Commons.

מינים של Ophioglossales (שרכים לשון האדר) מאופיינים לעתים קרובות בייצור עלה בשרני אחד בלבד בכל פעם. כמו כן, הגמטופיטים שלהם מתרחשים מתחת לאדמה והם מסתמכים על פטריות מיקוריזליות לתזונה. להוואי יש ארבעה מינים ילידים ואחד אנדמי באופיוגלוסאלס. דוגמה לכך היא puapua moa או לשון האדר של העולם הישן (מטוטלת אופיודרמה). הספורנגיה שלו מוחזקת בתוך ספייק המשתלשל מאמצע העלה (איור). \(\PageIndex{7}\)

כוכב_040713-0097_אופיודרמה_מטוטלת_מנוי. _falcatum.jpg — *איור\(\PageIndex{7}\): Puapua moa או לשון האדר של העולם הישן (מטוטלת אופיודרמה) עם ספייק פורה.* מאת פורסט וקים סטאר, CC BY 3.0, דרך ויקיקומונס.

פוליפודידים

זוהי הקבוצה הגדולה ביותר של שרכים עם רוב מיני השרכים בהוואי השייכים לה. מינים בקבוצה זו חשובים מאוד לאקולוגיה של מערכות אקולוגיות מקומיות בהוואי, הם פורחים ביערות רטובים ומזיים, בהם הם עשויים להפוך לקבוצה הדומיננטית המכסה את האדמה, כמו גם להיות נוכחים באמצע החופה כמינים אפיפטיים (הגדלים על עצים מבלי לפגוע בהם). חלק מהשרכים הם חלוצים בזרימות הלבה האחרונות, שם הם מתחילים לפרק את הסלע לאדמה ולהכין את הדרך להתיישבות צמחים שלאחר מכן, צעד חשוב ביצירת קהילות צמחים. שרכים מתיישבים גם אזורים שבהם התרחשו מפולות. לדוגמה, אולוהה (דיקרנופטריס spp. ) ניתן לראות גדל באזורים תלולים שבהם האדמה נחשפה על ידי מפולות (איור\(\PageIndex{8}\)). מיני Uluhe גדלים במחצלות עבות, ומונעים זרעים פולשים לנבוט ולהתבסס, מה שעוזר למינים המקומיים באזור על ידי הפחתת התחרות.

איור\(\PageIndex{8}\): Uluhe (*Dicranopteris linearis*) מכסה אזורים של מפולות האחרונות ומדרונות תלולים. © 2021 על ידי DutraElliott מורשה תחת CC BY-NC 4.0 דרך פליקר.

ביערות מקומיים, מיני Polypodiidae מכסים את פני הקרקע (איור). \(\PageIndex{9}\) שרכים שוברים את כוח הגשם העובר בחופת היער כך שיותר מים יכולים להיספג באדמה, ולהיכנס לאקוויפר, והשחיקה מצטמצמת. ניתן לראות נגר מים באזורים שבהם שרכים ויערות מקומיים מופרעים או שאינם קיימים. לאחר גשמים עזים, האוקיאנוס ישחים בגלל כל המשקעים שנשאו על ידי נגר הגשם מאזורים מופרעים אלה באמצע הגובה.

נוכחותם של פרסות שהוכנסו (חזירים, צבאים וכבשי מופלון) השפיעה לרעה על קהילות השרכים בהוואי, חזירים חופרים סביב האדמה כדי לחשוף תולעים וחרקים, ומפריעים למערכת השורשים של השרכים. לאחר הסרת כיסוי הקרקע של השרך, למינים פולשים יש סיכוי טוב יותר ליישב את האזור. גידור כדי להרחיק חזירים הייתה אסטרטגיה מוצלחת בהוואי שעוזרת מאוד לשימור מערכות אקולוגיות מקומיות. זה נותן לקהילות שרכים הזדמנות להתאושש, ומשפר את הסיכויים שמינים מקומיים אחרים יוכלו לשגשג.

שרכים בקאלה מאת DutraElliott_IMG_20161021_134935.jpg — איור\(\PageIndex{9}\): דוגמה למערכת אקולוגית של יער רטוב עם שרכים מקומיים (Ka'ala, O'ahu). © 2021 על ידי DutraElliott מורשה תחת CC BY-NC 4.0 דרך פליקר.

בהוואי ישנם מספר שימושים מסורתיים לשרכים בקבוצה זו: ייצור ליי, סיבים ומזון. מינים מסוימים של שרכים שימשו רפואית (ראה Gutmanis, 1976). ישנם לפחות שני מינים של שרכים המשמשים למאכל. מין אחד, hō'i'o או בור (Diplazium sandwichianum), הוא אנדמי לאיי הוואי וגדל ביערות מסיים עד רטובים באמצע הגובה. השרך הנפוץ ביותר המשמש למאכל הוא Diplazium esculentum, שרך שהוצג הנקרא לעתים קרובות hō'i'o או warabi בהוואי. ברחבי האוקיאנוס השקט ודרום מזרח אסיה הוא ידוע בשם פאקה (פאלמר, 2003). הוא גדל היטב באזורים רטובים בשפלה. ראשי הכינור החדשים של שני המינים נקצרים לפני שהם מתפתלים (איור\(\PageIndex{10}\)) ואוכלים גולמיים או מאודים.

דוד קאל ו hoio.jpg — איור\(\PageIndex{10}\): קלווין הו אוסף hō'i'o או פאקה (*Diplazium esculentum*) בוואיהול, אוהו. © 2021 על ידי דוטראליוט מורשה תחת CC BY-NC 4.0.

שרך הוואי יליד נוסף, hāpu'u pulu (Cibotium glaucum) הוא זן של שרך עצים המייצר שערות על כריפיו הנפרשים, בבסיס הגבעול (איור). \(\PageIndex{11}\) שערות רכות אלה שימשו כחומר מילוי, כולל למילוי כריות. שרכים אלה הם גם צמחי נוי, המושתלים בגנים בשל יופיים, וגבעוליהם משמשים לעתים קרובות כמצע לצמחים אחרים כגון סחלבים (Buck, 1982). קציר פראי של שרכים עצים עורר דאגה לשימור בחלקים מסוימים של העולם כולל הוואי.

הורד פולו על ידי DutreElliott.jpg — איור\(\PageIndex{11}\): Hāpu'u pulu (*Cibotium glaucum*) בפארק הלאומי הרי הגעש הוואי, האי הוואי. © 2021 על ידי DutraElliott מורשה תחת CC BY-NC 4.0 דרך פליקר.

בהוואי שרכים משמשים בדרך כלל גם בייצור ליי (איור\(\PageIndex{12}\)), כאשר שני מינים מקומיים משמשים לעתים קרובות: pala'ā (Sphenomeris chinensis) ו פלפלאי (Microlepia strigosa). לשני השרכים הללו יש קשרים מיוחדים לתרבות הוואי והם נתפסים כיצוגים הפיזיים (קינולאו) של לאקה, אלת הולה (פלפלאי) והיאקה (pala'ā). כריכות הפלפלאי משמשות גם לקישוט מזבחות הולה (Ticktin et al., 2006). שני המינים נקצרים מהטבע ובאזורים מסוימים קיימים פרוטוקולים לשמירה על אוכלוסיות שהושפעו לרעה ממינים פולשים (Ticktin et al. , 2006). טיפוח הפלאה בגנים יכול להיות מאתגר, עם זאת, פלפלאי קל לגידול ומשמש בנופים באזורים עירוניים. אם הוא גדל בתנאים הנכונים, שרך זה יכול לייצר כפים רבים שניתן לקצור לאחר מכן.

פלאא על ידי DutraElliott.jpg — איור\(\PageIndex{12}\): פאלאא (*ספנומריס צ'יננסיס*) משמש לייצור ליי. © 2021 על ידי דוטראליוט מורשה תחת CC BY-NC 4.0 דרך פליקר.