Nhóm Dương xỉ

Nhóm Dương xỉ (danh pháp khoa học: Polypodiopsida) bao gồm khoảng 12.000 loài thực vật có mạch không có hạt, sinh sản bằng bào tử.

Chu kỳ sống

Dương xỉ là thực vật có mạch khác với thạch tùng ở chỗ chúng có lá thật (vĩ diệp). Chúng khác với thực vật có hạt (bao gồm thực vật hạt trần và thực vật hạt kín) ở phương thức sinh sản vì không có hoa và hạt. Giống như các thực vật có mạch khác, chúng trải qua một chu kỳ sống bao gồm hai thế hệ: một pha thể bào tử lưỡng bội và một pha thể giao tử đơn bội, nhưng thể giao tử của dương xỉ là sinh vật sống tự do, điều mà thực vật hạt trần và thực vật hạt kín không có.

Chu kỳ sống của dương xỉ thường như sau:

1. Thể bào tử (lưỡng bội) tạo ra các bào tử đơn bội qua quá trình phân bào giảm nhiễm.
2. Bào tử tiếp tục phát triển thành thể giao tử nhờ phân bào có tơ, thường bao gồm một nguyên tản có khả năng quang hợp.
3. Thể giao tử tạo ra các giao tử (thường bao gồm cả tinh trùng và trứng trên cùng một nguyên tản) qua phân bào có tơ.
4. Tinh trùng di động, có tiên mao (lông roi) thụ tinh cho trứng vẫn còn gắn trên nguyên tản.
5. Trứng đã được thụ tinh trở thành hợp tử lưỡng bội và phát triển thành thể bào tử (cây 'dương xỉ' mà chúng ta thấy).

Cấu trúc của dương xỉ

Giống như thể bào tử của các loài thực vật có hạt, thể bào tử của dương xỉ bao gồm:

• Thân: Phần lớn là thân rễ mọc ngầm dưới đất, nhưng cũng có thể là thân bò lan trên mặt đất (như Polypodiaceae), hoặc thân cột bán hóa gỗ mọc thẳng lên cao tới 20 m ở một số loài (như Cyathea brownii trên đảo Norfolk và Cyathea medullaris ở New Zealand).
• Lá: Phần xanh của cây có khả năng quang hợp. Ở các loài dương xỉ, lá thường được gọi là lá lược, tuy nhiên sự phân loại này có nguồn gốc từ sự khác biệt giữa nghiên cứu dương xỉ và thực vật có hạt. Các lá mới thường bung ra từ đầu lá non cuộn chặt, và sự bung ra này được gọi là kiểu xếp lá hình thoa. Lá dương xỉ được phân loại thành ba loại:
  • Lá dinh dưỡng (Trophophyll): Lá không tạo ra bào tử mà chỉ sản xuất chất đường qua quang hợp. Nó tương tự như lá xanh của thực vật có hạt.
  • Lá bào tử (Sporophyll): Lá sinh ra bào tử, tương tự như vảy của nón thông ở thực vật hạt trần hoặc nhị và nhụy ở thực vật hạt kín. Tuy nhiên, khác với thực vật có hạt, các lá bào tử của dương xỉ thường không chuyên biệt hóa và cũng sản xuất chất đường như lá dinh dưỡng.
  • Brophophyll: Lá sinh ra số lượng bào tử lớn và thường lớn hơn các loại lá khác nhưng vẫn giống lá dinh dưỡng.
• Rễ: Cấu trúc không quang hợp nằm dưới đất, nhiệm vụ chính là hút nước và chất dinh dưỡng từ đất. Rễ luôn là rễ chùm và cấu trúc của chúng tương tự như rễ của thực vật có hạt.

Thế nhưng, thể giao tử của dương xỉ khác biệt rõ rệt với thể giao tử của thực vật có hạt. Chúng thường bao gồm:

• Nguyên tản: Cấu trúc màu xanh có khả năng quang hợp, dày một lớp tế bào, thường có hình dạng tim hoặc thận, dài từ 3 đến 10 mm và rộng từ 2 đến 8 mm. Nguyên tản tạo ra các thể giao tử nhờ:
  • Các túi đực: Cấu trúc nhỏ hình cầu sinh ra tinh trùng có tiên mao.
  • Các túi noãn: Cấu trúc hình bình thót cổ sinh ra trứng ở đáy, tinh trùng di chuyển tới đó qua cổ.
• Các rễ giả: Cấu trúc giống như rễ nhưng không phải là rễ thật sự, bao gồm các tế bào đơn lẻ thuôn dài, hấp thụ nước và khoáng chất trên toàn bộ bề mặt. Các rễ giả cũng giúp neo nguyên tản vào đất.

Phương thức sinh sản

Dương xỉ có khả năng sinh sản bằng cả hai phương thức: sinh sản vô tính và hữu tính. Cây dương xỉ phát triển với các phần như thân, rễ và lá, và hình thành các túi bào tử. Thể bào tử, được sinh ra từ hợp tử, chứa các túi bào tử. Khi chín, các túi bào tử của cây dương xỉ phát tán bào tử giảm nhiễm, và các bào tử này nảy mầm thành nguyên tản lưỡng tính hoặc đơn tính. Quy trình này tương tự như túi bào tử của thể sinh túi trong ngành Rêu. Chu trình phát triển của chúng là lưỡng di truyền, nhưng thể bào tử chiếm ưu thế (Lưỡng – Đơn bội).

Phân loại

Ngành Dương xỉ được cho là có nguồn gốc từ lớp Cladoxylopsida, đã tuyệt chủng từ Kỷ Devon và Kỷ Than đá.

Thomas Cavalier-Smith phân loại các loài dương xỉ hiện còn như sau:

Danh sách các họ trong bộ này:
• Họ Lindsaeaceae, bao gồm Cystodiaceae và Lonchitidaceae
• Họ Saccolomataceae
• Họ Dennstaedtiaceae, gồm Hypolepidaceae, Monachosoraceae và Pteridiaceae
• Họ Pteridaceae, bao gồm Pellaeaceae, Adiantaceae, Ceratopteridaceae và Cryptogrammaceae
• Họ Aspleniaceae
• Họ Thelypteridaceae
• Họ Woodsiaceae, bao gồm Athyriaceae và Cystopteridaceae
• Họ Blechnaceae, gồm Stenochlaenaceae
• Họ Onocleaceae
• Họ Dryopteridaceae, bao gồm Aspidiaceae, Bolbitidaceae, Elaphoglossaceae, Hypodematiaceae và Peranemataceae
• Họ Oleandraceae
• Họ Davalliaceae
• Họ Lomariopsidaceae, gồm Nephrolepis
• Họ Polypodiaceae, bao gồm Drynariaceae, Grammitidaceae, Gymnogrammitidaceae, Loxogrammaceae, Platyceriaceae và Pleurisoriopsidaceae
• Họ Tectariaceae

Nghệ thuật và trang trí

Họa tiết của cây dương xỉ lần đầu tiên được chú ý tại Triển lãm Quốc tế 1862 và vẫn được yêu thích như một biểu tượng của sự quyến rũ cho đến hết thế kỷ 19.

Với lá dương xỉ có cấu trúc phẳng, chúng đã được sử dụng để trang trí theo cách mà nhiều loại cây khác không thể làm được. Chúng được dán vào album của các nhà sưu tập, trang trí trên các vật thể ba chiều, sử dụng làm giấy nến cho nghệ thuật “spatter-work”, tẩm mực và ép thành các bề mặt để in tự nhiên, và nhiều ứng dụng khác.

Các mẫu gốm dương xỉ đã được giới thiệu bởi các công ty nổi tiếng như Wedgwood, Mintons Ltd, Royal Worcester, Ridgeway, George Jones, cùng nhiều hãng khác, với đa dạng hình dạng và phong cách trang trí, bao gồm cả các mẫu tượng trưng. Một đài tưởng niệm Sir William Jackson Hooker, Giám đốc Vườn Bách thảo Hoàng gia, Kew, đã được Josiah Wedgwood và các con của ông ủy quyền dựng lên tại Nhà thờ Kew vào năm 1867, với các nhánh cây hình lá dương xỉ. Một bản sao của đài tưởng niệm này hiện đang được trưng bày tại Bảo tàng Victoria & Albert (Victoria and Albert Museum), nơi vẫn có thể được chiêm ngưỡng.

Hình ảnh