Schizaeales フサシダ目

フサシダ目においてどうして環帯は胞子嚢の先端部にできるのだろうか。シダ類の他の群でも環帯の位置は目レベルで保存されている場合がほとんどである。一見、単純な構造のようにも思えるが、環帯は、胞子嚢を裂開し胞子を飛散させる働きをしており、機能としては複雑である。環帯の形が少しでも変わると胞子がうまく飛散できなくなってしまうので、環帯の位置は変わりにくいのかもしれない。しかし、では、どうやって、現在の環帯はできたのだろうか。シダ類の祖先から変化してこのような形に落ち着いたと考えられるが、変化の過程では胞子散布が非効率になるなどのデメリットはなかったのだろうか。いろいろな可能性は考えられるが、まずは、環帯がどのような分子機構によって形成され、異なった形態の環帯はなにがどうかわることによってできるのかの詳細を明らかにしてから議論をすることが必要だと思う。

Why is the position of annulus conserved in the Schizaeales? Even in other groups of ferns, the position of annulus is well conserved in a family or order. Annuli look simple at a glance but the function to open a sporangium and disperse spore should be nicely adjusted. So it may be difficult to accumulate mutations causing slight change to the annulus position, which makes the mutants to be less adaptive than their parents. The annulus position of the Schizaeales may be at the top of local adaptive optimum and may not be shifted. Anyway, the molecular mechanism to regulate the annulus positions are not known at all and future study will give insight on the evolution of the position.

カニクサ Lygodium japonicumの根には主根と異なった色合いをした菌根が形成される。菌根の内側にはアーバスキュラー菌根菌が共生する大きな細胞が並んでいる。アーバスキュラー菌根菌と共生することでリンの取り込みが増え、成長が良くなることが調べられている(Soti et al. 2014)。菌根菌との共生は陸上植物進化の初期から起こっており、多くのシダ植物でアーバスキュラー菌根菌との共生が報告されている(Wang and Qiu 2006)。

Many mycorrhiza by arbascular mycorrhizal fungi were formed on roots of  Lygodium japonica. Higher phosphorus uptake and better growth with the symbiosis is reported in L. microphyllum (Soti et al. 2014). Symbiosis between plants and arbascular mycorrhizal fungi was originated at the early stage of land plant evolution and many pteridophytes form mycorrhiza.

Soti, P.G., Jayachandran, K., Purcell, M., Volin, J.C., and Kitajima, K. 2014. Mycorrhizal symbiosis and Lygodium microphyllum invasion in South Florida – a biogeographic comparison. Symbiosis 62: 81-90.

Wang, B. and Qiu, Y.-L. 2006. Phylogenetic distribution and evolution of mycorrhiza in land plants. Mycorrhiza 16: 299-363.

一対の胞子を形成する羽片が立ち上がり、立体的な葉を形成する。一部の羽片だけに胞子嚢を形成する種はシダ類の中にしばしば見られるが、胞子嚢を形成する羽片が立体的になる種はAnemia属以外には無く、どうしてこのような複雑な形態を作れるのかの仕組みは面白いと思う。

A pair of basal pinna becomes fertile and bears sporangia. It is often observed in ferns that a part of pinna become fertile but quite unique that fertile pinna become upward. The mechanism to form such more complex leaf shape is still unknown.

フサシダ科の葉は葉柄と葉身の区別がつかず、葉の先端にいくつかの稔性裂片、すなわち胞子嚢を形成する裂片を形成する。

A petiole and a lamina are not distinguishable in leaves of the Schizaeaceae. Several fertile pinna bearing sporangia are formed at the tips of a leaf.

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