เฟิร์นเลปโตสปอแรนเจียต
| เฟิร์นเลปโตสปอแรนเจียต ช่วงเวลา: ตั้งแต่ยุคคาร์บอนิเฟอรัสตอนต้นจนถึงปัจจุบัน ( ยุคมิสซิสซิปเปียน - ยุคโฮโลซีน ) [ 1 ] [ 2 ] | |
|---|---|
 | |
| เทอริเดียม อควีลินัม | |
การจำแนกทางวิทยาศาสตร์ | |
| อาณาจักร: | พืช |
| กลุ่มสายพันธุ์ : | เอ็มบริโอไฟต์ |
| กลุ่มสายพันธุ์ : | พืชมีท่อลำเลียง |
| แผนก: | โพลีโพดิโอไฟตา |
| ระดับ: | โพลีโพดิโอปซิดา |
| คลาสย่อย: | Polypodiidae Cronquist, Takht. & W.Zimm. [ 3 ] |
| คำสั่งซื้อ | |
วงศ์Polypodiidaeซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าเฟิร์นเลปโตสปอรางเจียต (Leptosporangiate ferns ) เดิม ชื่อ Leptosporangiataeเป็นหนึ่งในสี่ชั้นย่อยของเฟิร์นโดยชั้นที่ใหญ่ที่สุดคือกลุ่มเฟิร์นที่มีชีวิตที่ใหญ่ที่สุด ซึ่งรวมถึงเฟิร์นประมาณ 11,000 ชนิดทั่วโลก[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]กลุ่มนี้ยังได้รับการจัดให้อยู่ในชั้นPteridopsidaหรือ Polypodiopsida [ 7 ]แม้ว่าการจำแนกประเภทอื่นๆ จะจัดให้อยู่ในลำดับที่แตกต่างกัน[ 8 ]ชื่อเดิมของกลุ่มนี้ ได้แก่FilicidaeและFilicalesแม้ว่าอย่างน้อย "เฟิร์นน้ำ" (ปัจจุบันคือSalviniales ) จะได้รับการจัดแยกกันก็ตาม
เฟิร์นเลปโตสปอรางเจียตเป็นหนึ่งในสี่กลุ่มหลักของเฟิร์น โดยอีกสามกลุ่มคือเฟิร์นยูสปอรางเจียตซึ่งประกอบด้วยเฟิร์นมารัตตอยด์ (Marattiidae, Marattiaceae ) หญ้าหางม้า (Equisetiidae, Equisetaceae ) และเฟิร์นวิสก์และเฟิร์นจันทร์[ 6 ] [ 7 ]มีเฟิร์นเลปโตสปอรางเจียตที่ยังมีชีวิตอยู่ประมาณ 8465 ชนิด เมื่อเทียบกับเฟิร์นชนิดอื่นๆ ประมาณ 2070 ชนิด รวมทั้งหมด 10535 ชนิด[ 5 ]เกือบหนึ่งในสามของเฟิร์นเลปโตสปอรางเจียตเป็นพืชเกาะอาศัย[ 9 ]
เฟิร์นเหล่านี้เรียกว่าเลปโตสปอแรนเจียตเนื่องจากสปอแรนเจีย ของพวกมัน เกิดขึ้นจากเซลล์ชั้นนอกเพียงเซลล์เดียว ไม่ใช่จากกลุ่มเซลล์เหมือนในเฟิร์นยูสปอแรนเจียต (สายพันธุ์โพลีไฟเลติก) สปอแรนเจียที่เจริญเต็มที่จะมีผนังที่หนาเพียงเซลล์เดียว[ 10 ]และโดยทั่วไปจะถูกปกคลุมด้วยเกล็ดที่เรียกว่าอินดูเซียม ซึ่งสามารถปกคลุม ซอรัสทั้งหมดก่อตัวเป็นวงแหวนหรือถ้วยรอบซอรัส หรืออาจลดขนาดลงอย่างมากจนหายไปเลยก็ได้ เฟิร์นเลปโตสปอแรนเจียตหลายชนิดมีวงแหวนรอบสปอแรนเจียม ซึ่งทำหน้าที่ขับสปอร์ออกมา[ 11 ]
อนุกรมวิธาน
เฟิร์นเลปโตสปอรางเจียตได้รับการยอมรับเป็นกลุ่มแรกในชื่อ "Leptosporangiateen" โดยKarl Ritter von Goebelในปี 1881 ซึ่งเขาได้จัดเฟิร์นยูสปอรางเจียตไว้กับพืชมีเมล็ดและพืชมีท่อลำเลียงในกลุ่ม "Eusporangiateen" ที่มีอายุใกล้เคียงกัน เนื่องจากระบบการจำแนกประเภทนี้แบ่งเฟิร์นออกเป็นกลุ่มย่อยอย่างไม่เป็นธรรมชาติChristian Luerssenจึงแบ่ง เฟิร์น โฮโมสปอรัสออกเป็นเพียง Eusporangiatae และ Leptosporangiatae ในปี 1884–1889 กลุ่มหลังนี้ได้รับการจัดลำดับชั้นต่างๆ ในระบบการจำแนกประเภทในเวลาต่อมา ชั้นย่อย "Polypodiidae" ได้รับการตีพิมพ์และใช้สำหรับเฟิร์นเลปโตสปอรางเจียตโฮโมสปอรัสเป็นครั้งแรกโดย Cronquist, Takhtajan และ Zimmermann ในปี 1966 โดยใช้Polypodium L. เป็นตัวอย่างต้นแบบ การจำแนกประเภทอื่นๆ ในยุคเดียวกันใช้ชื่อ "Filicidae" สำหรับชั้นย่อยนี้[ 12 ]
Smith et al. (2006) ได้ทำการจัดจำแนกเฟิร์นระดับสูงครั้งแรกโดยอาศัยวิวัฒนาการทางโมเลกุลพวกเขารวมเฟิร์นน้ำเฮเทอโรส ปอรัส ( Salviniales ) (ซึ่ง Cronquist et al. จัดไว้ในชั้นย่อยแยกต่างหากเนื่องจากสัณฐานวิทยาที่เปลี่ยนแปลงไปมาก) ไว้ในเฟิร์นเลปโตสปอแรนเจียต ซึ่งพวกเขายกระดับขึ้นเป็นชั้นPolypodiopsida (ตีพิมพ์โดย Cronquist et al. เพื่อรวมเฟิร์นทั้งหมด) [ 7 ]
บรรพบุรุษร่วมของ Salviniales, Cyatheales และ Polypodiales ได้ผ่านการจำลองจีโนมทั้งหมด[ 13 ]
การจัดจำแนกในภายหลังได้เปลี่ยนชื่อกลุ่มเป็น Polypodiidae โดยเริ่มแรกจัดเป็นชั้นย่อยของEquisetopsida sensu lato [ 8 ] ชั้น ย่อยนี้ประกอบด้วยเฟิร์นที่มีสปอรางเจียมแบบเลปโต สปอรางเจียมซึ่งแตกต่างจากชั้นย่อยอีกสามชั้นที่เรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่าเฟิร์นที่มีสปอรางเจียมแบบยูสปอรางเจียม แผนภาพต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการที่เป็นไปได้ระหว่างชั้นย่อย Polypodiidae และชั้นย่อย Equisetopsida อื่นๆ ในระบบนั้น[ 6 ]
ในปี 2014 Christenhusz และChaseได้จัดกลุ่มย่อยของเฟิร์นทั้งหมดเข้าด้วยกันเป็น Polypodiophyta [ 5 ]และในปี 2016 กลุ่ม Pteridophyte Phylogeny Group (PPG) ได้นำชั้น Polypodiopsida sensu lato มาใช้ สำหรับกลุ่มย่อยของเฟิร์นทั้งสี่กลุ่ม แผนภูมิวิวัฒนาการต่อไปนี้ แสดงความสัมพันธ์ทาง วิวัฒนาการระหว่างกลุ่มย่อยตาม PPG กลุ่มย่อยขนาดเล็กสามกลุ่มแรกถูกจัดกลุ่มอย่างไม่เป็นทางการเป็นเฟิร์น eusporangiateซึ่งแตกต่างจาก Polypodiidae หรือเฟิร์น leptosporangiate Polypodiidae แสดงให้เห็นว่าเป็นกลุ่มพี่น้องของ Marattiidae [ 3 ]
การแบ่งย่อย
ทั้งในการจำแนกประเภทของ Christenhusz และ Chase และการจำแนกประเภทของ PPG นั้น Polypodiidae ที่มีอยู่ในปัจจุบันถูกแบ่งออกเป็น 7 อันดับ 44 วงศ์ 300 สกุล และประมาณ 10,323 ชนิด[ 3 ] [ 5 ]
| Christenhusz และ Chase 2014 [ 5 ] | Nitta et al. 2022 [ 14 ]และ Fern Tree of life [ 15 ] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
ความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการ
แผนภูมิวิวัฒนาการต่อไปนี้แสดงความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ระหว่างพืชมีท่อลำเลียงชนิดอื่น ๆ กับเฟิร์นเลปโตสปอรางเจียต ก่อนหน้านี้ความสัมพันธ์ระหว่างEquisetopsida , PsilotopsidaและMarattiopsida ยังไม่ชัดเจน [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]แต่การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่า Equisetopsida น่าจะเป็นญาติใกล้ชิดกับ Psilotopsida มากที่สุด
|
การอภิปรายเกี่ยวกับการจำแนกประเภทโมเลกุล
มีการโต้แย้งบางประการเกี่ยวกับงานวิจัยระดับโมเลกุลเมื่อเร็ว ๆ นี้ โดยอ้างว่างานวิจัยเหล่านี้ให้มุมมองที่บิดเบือนเกี่ยวกับลำดับวิวัฒนาการ เนื่องจากไม่ได้คำนึงถึงตัวแทนฟอสซิล[ 19 ]อย่างไรก็ตาม งานวิจัยระดับโมเลกุลได้ชี้แจงความสัมพันธ์ระหว่างวงศ์ต่าง ๆ ที่เคยคิดว่าเป็นกลุ่มพหุวงศ์มาก่อนที่จะมีข้อมูลระดับโมเลกุล แต่ยังคงอยู่ในกลุ่มพหุวงศ์เนื่องจากไม่มีข้อมูลเพียงพอที่จะทำอย่างอื่นได้[ 20 ]การจำแนกเฟิร์นโดยใช้งานวิจัยระดับโมเลกุลเหล่านี้ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วสนับสนุนซึ่งกันและกัน สะท้อนให้เห็นถึงข้อมูลที่ดีที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบัน เนื่องจากลักษณะทางสัณฐานวิทยาแบบดั้งเดิมไม่ได้ให้ข้อมูลที่เพียงพอเสมอไปในการอธิบายความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการระหว่างเฟิร์น[ 5 ]
ครอบครัวที่สูญพันธุ์
เฟิร์นเลปโตสปอแรนเจียตมีบันทึกฟอสซิลจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น ฟอสซิลที่จัดอยู่ในวงศ์Dicksoniaceaeซึ่งเป็นสมาชิกของอันดับ Cyatheales พบได้ตั้งแต่ยุคจูราสสิกตอนต้น ( 201 ถึง 175ล้านปีก่อน ) [ 21 ]มีการอธิบายวงศ์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วอีกหลายวงศ์ วงศ์เหล่านี้ไม่ได้รวมอยู่ในระบบการจำแนกประเภทที่ใช้สำหรับเฟิร์นที่ยังมีชีวิตอยู่ ดังนั้นส่วนใหญ่จึงไม่สามารถจัดอยู่ในอันดับที่ใช้ในระบบเหล่านี้ได้ Taylor et al. (2009) ใช้อันดับ "Filicales" ซึ่งสอดคล้องกับอันดับ Polypodiidae สี่อันดับในระบบที่ทันสมัยกว่า ได้แก่ Hymenophyllales, Gleicheniales, Schizaeales และ Cyatheales วงศ์ที่ยังไม่ได้จัดประเภท ได้แก่: [ 22 ]
- วงศ์อนาโชรอปเทอริดา
- วงศ์ Botryopteridaceae
- คาปลาโนปเทอริเดซี
- Psalixochlaenaceae
- เซอร์มายาซี
- สการิปเทอริเดซี
- วงศ์เทเดเลซี
- Tempskyaceae
- ↑ Playford, Geoffrey (1976). "ไมโครฟอสซิลพืชจากยุคดีโวเนียนตอนบนและคาร์บอนิเฟอรัสตอนล่างของแอ่งแคนนิง รัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย" Palaeontographica Abteilung B : 1– 71.
- ↑ Peppers, Russel A. (1996). "การเปรียบเทียบพาลิ น วิทยาของขอบเขตลำดับชั้นทางธรณีวิทยาที่สำคัญ ในยุคเพนซิลเวเนียน (คาร์บอนิเฟอรัสตอนกลางและตอนบน) ในแอ่งถ่านหินอิลลินอยส์และแอ่งถ่านหินอื่นๆ"สมาคมธรณีวิทยาแห่งอเมริกา 188 doi : 10.1130/MEM188 ISBN 978-0-8137-1188-1.
- 1 2 3กลุ่มวิวัฒนาการของเฟิร์น (2016 )
- ↑ Palmer, Jeffrey (2004), "ต้นไม้แห่งชีวิตของพืช: ภาพรวมและมุมมองบางประการ", American Journal of Botany , 91 (10): 1437– 45, doi : 10.3732/ajb.91.10.1437 , PMID 21652302
- 1 2 3 4 5 6 Christenhusz & Chase (2014) .
- 1 2 3คริสเทนฮุสซ์ และคณะ (2554) .
- 1 2 3 Smith et al. (2006) .
- 1 2ไล่ล่าและเปิดเผย (2009 )
- ↑ Schuettpelz, Eric (2007). "การอนุมานวิวัฒนาการของเฟิร์นจากสปีชีส์ Leptosporangiate 400 ชนิดและยีนพลาสติด 3 ยีน" ( PDF)วิวัฒนาการและความหลากหลายของเฟิร์นเกาะอาศัย (วิทยานิพนธ์ปริญญาเอก) มหาวิทยาลัยดุ๊กสืบค้นเมื่อ2019-12-04
- ↑ Lack, Andrew J.; Evans, David E. (2005). ชีววิทยาของพืช . การ์แลนด์ ไซแอนซ์. ISBN 978-0-415-35643-5.
- ↑ Llorens, C.; Argentina, M.; Rojas, N.; Westbrook, J.; Dumais, J.; Noblin, X. (2016). "เครื่องดีดแบบโพรงอากาศของเฟิร์น: กลไกและหลักการออกแบบ"วารสารRoyal Society Interface 13 (114). doi : 10.1098 /rsif.2015.0930 . PMC 4759797 . PMID 26763327 .
- ↑ Cronquist, Arthur ; Takhtajan, Armen & Zimmermann, Walter (เมษายน 1966). "เกี่ยวกับอนุกรมวิธานระดับสูงของ Embryobionta". Taxon . 15 (4): 129– 134. Bibcode : 1966Taxon..15..129C . doi : 10.2307/1217531 . JSTOR 1217531 .
- ↑ Li, Fay-Wei; Brouwer, Paul; Carretero-Paulet, L.; และคณะ (2018). "จีโนมของเฟิร์นไขปริศนาวิวัฒนาการของพืชบกและความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันของไซยาโนแบคทีเรีย" Nature Plants . 4 (7): 460– 472. Bibcode : 2018NatPl...4..460L . doi : 10.1038/s41477-018-0188-8 . PMC 6786969 . PMID 29967517 .
- ↑Nitta, Joel H.; Schuettpelz, Eric; Ramírez-Barahona, Santiago; Iwasaki, Wataru; et al. (2022). "An Open and Continuously Updated Fern Tree of Life". Frontiers in Plant Science. 13 909768. Bibcode:2022FrPS...1309768N. doi:10.3389/fpls.2022.909768. PMC 9449725. PMID 36092417.
- ↑"Tree viewer: interactive visualization of FTOL". FTOL v1.3.0. 2022. Retrieved 12 December 2022.
- ↑Samuli Lehtonen (2011). "Towards Resolving the Complete Fern Tree of Life". PLOS ONE. 6 (10) e24851. Bibcode:2011PLoSO...624851L. doi:10.1371/journal.pone.0024851. PMC 3192703. PMID 22022365.
- ↑Hardeep S. Rai; Sean W. Graham (2010). "Utility of a large, multigene plastid data set in inferring higher-order relationships in ferns and relatives (Monilophytes)". American Journal of Botany. 97 (9): 1444–1456. Bibcode:2010AmJB...97.1444R. doi:10.3732/ajb.0900305. PMID 21616899.
- ↑Kathleen M. Pryer; Eric Schuettpelz (2009). "Ferns"(PDF). In S. Blair Hedges; Sudhir Kumar (eds.). The Timetree of Life. Oxford Biology.
- ↑Rothwell, G. W. & Nixon, K. C. (2006). "How does the inclusion of fossil data change our conclusions about the phylogenetic history of euphyllophytes". International Journal of Plant Sciences. 167 (3): 737–749. Bibcode:2006IJPlS.167..737R. doi:10.1086/503298. S2CID 86172890.
- ↑Kramer, K. U. (1990). Notes on the Higher Level Classification of the Recent Ferns. The Families and Genera of Vascular Plants: Pteridophytes and Gymnosperms. K. Kubitzki, K. U. Kramer and P. S. Green. New York, Springer-Verlag. 1: 49–52
- ↑Taylor, Taylor & Krings (2009), pp. 464.
- ↑Taylor, Taylor & Krings (2009), pp. 436–476.
Bibliography
- Chase, Mark W. ; Reveal, James L. (2009). "การจำแนกประเภททางวิวัฒนาการของพืชบกเพื่อประกอบ APG III" . Botanical Journal of the Linnean Society . 161 (2): 122– 127. doi : 10.1111/j.1095-8339.2009.01002.x .
- Christenhusz, MJM ; Zhang, XC; Schneider, H. (18 กุมภาพันธ์ 2011). "ลำดับเชิงเส้นของวงศ์และสกุลของไลโคไฟต์และเฟิร์นที่มีอยู่" . Phytotaxa . 19 (1): 7. Bibcode : 2011Phytx..19....7C . doi : 10.11646/phytotaxa.19.1.2 . hdl : 10138/28042 .
- Christenhusz, Maarten JM; Chase, Mark W. (2014). "แนวโน้มและแนวคิดในการจำแนกประเภทเฟิร์น" . Annals of Botany . 113 (4): 571– 594. doi : 10.1093/aob/mct299 . PMC 3936591 . PMID 24532607 .
- กลุ่มวิวัฒนาการของเฟิร์น (พฤศจิกายน 2016) "การจำแนกประเภทที่ได้จากชุมชนสำหรับไลโคไฟต์และเฟิร์นที่มีอยู่"วารสารระบบอนุกรมวิธานและวิวัฒนาการ 54 ( 6): 563– 603. Bibcode : 2016JSyEv..54..563. doi : 10.1111 /jse.12229 . S2CID 39980610 .
- Smith, Alan R.; Pryer, Kathleen M.; Schuettpelz, Eric; Korall, Petra; Schneider, Harald; Wolf, Paul G. (2006). "การจำแนกประเภทของเฟิร์นที่มีอยู่" (PDF) . Taxon . 55 (3): 705– 731. Bibcode : 2006Taxon..55..705S . doi : 10.2307/25065646 . JSTOR 25065646 .
- Taylor, TN; Taylor, EL และ Krings, M. (2009). พฤกษศาสตร์บรรพกาล ชีววิทยาและวิวัฒนาการของพืชฟอสซิล ( ฉบับที่ 2). อัมสเตอร์ดัม; บอสตัน: Academic Press. ISBN 978-0-12-373972-8.