Biológiatanár

1. ábra: Erdei pajzsika levélrészlete (Fotó: Kriska György)

Az ősharasztok evolúciója két fő irányban történhetett, ezért a harasztok csoportja rendszertanilag nem tekinthető egységesnek. Ennek eredményeként a jelenleg elfogadott rendszerezés a korpafűfélék (Lycopodiophyta) és a zsurlók és páfrányok (Monilophyta) törzsébe sorolja fajaikat.

Egységesen jellemző rájuk, hogy haploid (fele kromoszómaszámú) spóráikból az ivarszerveket hordozó előtelep fejlődik. Megtermékenyítésük vízhez kötött, ostoros hímivarsejtjeik úszva jutnak el a petesejtekhez.

2. ábra: Mezei zsurló meddő (sterilis) hajtásai (Fotó: Kriska György)

A ma élő zsurlók lágyszárú, alacsony termetű növények. Hajtásuk örvösen elágazó, és levélállásuk is örvös (2-6. ábrák). A száron jól felismerhetők a szárcsomók (nódusz) által elválasztott bordázott falú szártagok.

A szár elsődleges kérgét szilárdítószövet és a növény zöld színét adó fotoszintetizáló alapszövet (klorenchima) adja, amelyben levegővel telt járatok futnak. A szárcsomóknál eredő apró levelek többnyire levélörvökké nőttek össze, amit levélhüvelynek is neveznek. A földfelszíni és a föld alatti szárból hajtáseredetű gyökérzet fejlődik. Spóraképző szerveik füzéreket alkotó sporangiofórokon alakulnak ki, amelyek vagy a fotoszintetizáló zöld hajtáson jelennek meg, vagy egy külön, úgynevezett fertilis hajtáson, amely gyakran barnás színű alacsonyabb klorofilltartalma miatt. Ez utóbbi esetben a sporangiofórokat nem tartalmazó zöld hajtást sterilis hajtásnak nevezzük. A sterilis hajtás fotoszintézise révén halmozódnak fel a tápanyagok a növény föld alatti hajtásrészében, a gyöktörzsben (rizóma). A sporangiofórfüzér a központi tengelyhez nyéllel spirálisan kapcsolódó hatszögletű sporangiofórokból áll, amelyek belső oldaláról hat-tíz spóraképző szerv (sporangium) ered. A spórák kiszóródása előtt a korábban szorosan záródott sporangiofórok kifordulva kiszórják a klorofilltartalmú zöld spórákat.

3. ábra: Mocsári és mezei zsurló (Fotó: Kriska György)

A spórák külső falának felhasadásával négy, higroszkópos mozgásra képes, karszerű nyúlvány képződik. Ezek magas páratartalom esetén összetekerednek, míg szárazság hatására kinyúlnak. A száraz körülmények között kitárt karokba könnyen belekap a szél, és így a spóra továbbsodródhat egy párásabb, a továbbfejlődése szempontjából kedvezőbb hely felé. A spórából sallangos, fotoszintetizáló előtelep fejlődik, amelyen több női ivarszerv van, ezért egy előtelepen több sporofiton képződik. A moháktól eltérően a harasztok sporofitonja fejlettebb, mint a gametofiton.

Mocsári zsurló vizsgálata

A mocsári zsurló vízpartokon, nedves réteken, mocsarakban, lápokon él, de jól alkalmazkodik az emberi környezethez is, így a kibetonozott medrű csatornák közelében, a kertekben és a taposott legelőkön is megél.

4. ábra: Kibetonozott patakmederből kinőtt mocsári zsurlók (Fotó: Kriska György)

5. ábra: Mocsári zsurló hajtásrészlete (Fotó: Kriska György)

Testfelépítése nagyon jellegzetes és különleges, ezért első ránézésre nem egyszerű megkülönböztetnünk rajta a szárat és a leveleket. A zsurló szára élesen bordázott, rajta jól felismerhetők a szárcsomók által elválasztott szártagok. A lágyszárú növény hajtása örvösen elágazó és levélállása is örvös. Ez azt jelenti, hogy a középső, vastag szártengely szárcsomóiból sugárirányban több oldalág és levél ered. Az apró levelek levélörvökké nőttek össze, amit levélhüvelynek is neveznek. Az oldalágakon is megfigyelhetjük a levélörvöket.

6. ábra: Mocsári zsurló spóraképző füzérei a hajtáscsúcsokon (Fotó: Kriska György)

A hajtás (leveles szár) csúcsán fejlődik a tompa végű spóratermelő füzér. Ennek központi tengelyéhez hatszögletű képződmények kapcsolódnak, amelyek belső oldaláról spóraképző szervek erednek.

7. ábra: A védett tőzegpáfrány sokezres állománya a dunakeszi lápon (Fotó: Kriska György)

8. ábra: Tőzegpáfrány (Fotó: Kriska György)

A páfrányoknál nagyméretű levélalapra, levélnyélre és levéllemezre elkülönülő levelek jelennek meg (7-8. ábrák), amelyek fiatalon pásztorbotszerűen begöngyölve védik a csúcsi helyzetű osztódó szöveteiket (9. ábra).

9. ábra: Erdei pajzsika "pásztorbotjai" (Fotó: Kriska György)

A spóratartók legtöbbször a levél fonákján jelennek meg (1. ábra). A fajok egy részénél külön fotoszintetizáló zöld és külön spóratartókat fejlesztő levelek fejlődnek ki (pl. struccpáfrány), míg másoknál (pl. erdei pajzsika) ugyanaz a levél végzi mindkét feladatot. A spórából kifejlődő gametofiton zöld, lemezes képződmény, amely gyökérszerű szálakkal rögzül az aljzathoz. Mérete sokkal kisebb, mint a sporofitoné, amely egy ideig a gametofitonon fejlődik, majd ennek elhalásával önálló életre tér. A spóratartók a fotoszintetizáló levél fonákján csoportosulva kerekded szóruszokat alakítanak ki.

Az erdei pajzsika vizsgálata

10. ábra: Erdei pajzsika levél és érett szóruszok a levélfonákon (Fotó: Kriska György)

Az évelő erdei pajzsika egyaránt gyakori a lomb- és tűlevelű erdők aljnövényzetében. Esztétikus megjelenésű összetett levelei miatt kertekben, parkokban is előszeretettel ültetik és leveleit a virágárusok is gyakran kötik csokorba. Az akár egyméteresre megnövő levelei nagyméretű levélalappal és rövid, sárgás, pelyvaszőrökkel borított levélnyéllel kapcsolódnak a földalatti szárhoz, a gyöktörzshöz (10-11. ábrák).

11. ábra: Erdei pajzsika levelei (Fotó: Kriska György)

A levéllemez szőrtelen, ezért a fonáki részről készíthetünk levonatot. Színtelen körömlakkal vonjuk be a levélfelszínt, majd pár perc elteltével csipesszel húzzuk le a lakkhártyát. Ezt a felső ragacsos felszínével száraz tárgylemezre nyomva meg is kezdhetjük a fénymikroszkópos vizsgálatot (12. ábra).

12. ábra: Erdei pajzsika) bőrszövet levonatának ferde megvilágítású, fénymikroszkópos képe zárt gázcserenyílásokkal (Fotó: Kriska György)

A levéllemez fiatalon pásztorbotszerűen begöngyölve védi a csúcsi helyzetű osztódó szöveteket. A levélnyél az első elágazódásig tart, ettől kezdve a nyél folytatását és az erről eredő oldalágakat levélgerincnek nevezzük. Az oldalágak levélgerincéhez kapcsolódnak a levélkék, levélszárnyakat képezve. A levélszárnyak tengelyén, a levélgerincen ülnek a levélkék. Ezeket nem szabad összetévesztenünk a levéllel, mert a levél az összes levélkét magában foglalja. Az egymással szemben álló levélkék széle sima, hullámos vagy fűrészesen fogas lehet ugyanazon a levélen (13. ábra).

13. ábra: Erdei pajzsika levél felépítése (Fotó: Kriska György)

Az erdei pajzsika spóratermelő képződményei késő tavasszal fejlődnek ki a levelek fonákán. Ilyenkor egy levélrészletet megvizsgálva tanulmányozhatjuk a páfrány levélkéket, amelyeken apró foltokként tűnnek elő a levélfonáki szóruszok. A spóratartókat tartalmazó kerekded szóruszok kezdetben világos színűek, majd az érésük során egyre sötétebbé válnak (14-17. ábrák).

14. ábra: Fiatal és érett szóruszok erdei pajzsika levélfonákán (Fotó: Kriska György)

15. ábra: Fiatal szóruszok erdei pajzsika levélfonákán (Fotó: Kriska György)

A szóruszokat fiatalon vese alakú fátyolka borítja. Kiszáradáskor a fátyolka összetöpörödik és előtűnnek az alatta elhelyezkedő nyélen ülő spóratartók.

16. ábra: Érett szóruszok erős nagyítású képe (Fotó: Kriska György)

17. ábra: A képen látható szóruszokat már csak kismértékben borítja fátyolkák (Fotó: Kriska György)

Egy szóruszt tárgylemezre helyezve dörzsöljük szét egy fedőlemezzel és vizsgáljuk meg fénymikroszkóp alatt. A preparátumon jól megfigyelhető a spóratartó egysejtrétegű gömbölyded feji része, mely U alakúan vastagodott falú (gyűrű) és vékony falú sejtekből áll. A fátyolka összetöpörödése után a vastagodott falú sejtek higroszkopikus mozgása szétszakítja a vékony falú sejtekből álló részt, miáltal a spórák kiszóródnak a spóratartóból (18. ábra).

18. ábra: Erdei pajzsika felnyílt spóratartóinak fénymikroszkópos képe (Fotó: Kriska György)

Az erdei pajzsika hajtáseredetű gyöktörzsében jól tanulmányozhatók a páfrányokra jellemző edénynyalábszerkezet. Ehhez készítsünk vékony keresztmetszetet a rizómából, majd fessük meg toluidinkékkel. A megfestett preparátumot egy csepp vízben lefedve vizsgáljuk fénymikroszkóp alatt.

A rizóma keresztmetszetén az epidermisz alatt a vastagodott falú alapszöveti sejtekből kialakult kéregrész, a hipodermisz található, amely befelé vékonyabb falú parenchimatikus sejtekkel szomszédos. A bélszövetbe ágyazódnak a szállítónyalábok, amelyeket az egy sejtrétegű endodermisz és a keményítős hüvely határol. A nyalábban központilag, centrálisan található a farész, amit a háncsrész szállítóelemei vesznek körbe (19-20. ábrák).

19. ábra: Páfrány rizóma-keresztmetszetének fénymikroszkópos képei edénynyalábbal (Fotó: Kriska György)

20. ábra: Páfrány edénynyaláb keresztmetszet fénymikroszkópos képe (Fotó: Kriska György)

Irodalom

Kriska Gy. (2011) Biológia érettségire felkészítő. Fotoszintetizáló szervezetek I. Nemzeti Tankönyvkiadó, 160. o. + DVD

TUDÁSELLENŐRZŐ FELADATOK