bg‑gray1

Paprotniki wymarłe i współczesne – znaczenie dla człowieka

Paprotniki pojawiły się około 350 mln lat temu. Obecnie grupa ta obejmuje ponad 9 tysięcy gatunków, a 220 rodzajów tych roślin to rodzaje kosmopolityczne, czyli takie, które występują na całej kuli ziemskiej. Nieliczne paprotniki są gatunkami wodnymi, pozostałe to głównie rośliny lądowe, m.in. pnączapnączapnączaepifityepifityepifity.

R16hQD5vWWua81
Ilustracja przedstawia oś czasu, na której oznaczono okresy. 1. W ordowiku pojawiają się pierwsze paprotniki., 2. Okres sylur i dewon, to czas życia na Ziemi ryniofitów., 3. W dewonie nastąpiło wymieranie ryniofitów i zosterofilofitów., 4. W karbonie nastąpił bujny rozkwit roślinności, w tym paproci nasiennych. Był to okres panowania i wymierania olbrzymich widłakowych i skrzypowych., 5. W permie nastąpiło wymieranie paproci. W erze Paleozoik miały miejsce okresy: kambr 490 - 540 mln lat temu, ordowik 450 - 480 mln lat temu, sylur 420 - 440 mln lat temu, dewon 360-420 mln lat temu, karbon 300 - 360 mln lat temu, perm 260 - 300 mln lat temu. W erze Mezozoiku miały miejsce okresy: trias 200 - 250 mln lat temu, jura 150 - 200 mln lat temu, kreda 70 - 140 mln lat temu.
Linia czasu.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑gray1

Paprotniki wymarłe

Żyjące miliony lat temu paprotniki tworzyły lasy węglowe i z nich powstały pokłady węgla kamiennego powszechnie stosowanego jako paliwo.

Reu0Zf0LrzqF61
Węgiel kamienny.
Źródło: Apphim, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Karbon był najważniejszym okresem dla powstawania węgla. Proces węglotwórczy rozpoczynał się od obumierania paproci, skrzypów i widłaków, które następnie ulegały fermentacji beztlenowejfermentacja bezalkoholowafermentacji beztlenowej. Ze względu na ich występowanie na podmokłych terenach, rośliny te nie mogły zostać rozłożone w wyniku biodegradacji zachodzącej w warunkach tlenowych. Gromadzenie się różnego rodzaju osadów powodowało umiejscowienie szczątków roślinnych w coraz głębszych warstwach, gdzie panowały wyższe ciśnienie i temperatura. W wyniku działania tych czynników powstawał torftorftorf, który otaczany był przez muły i piaski. Obniżenie terenu przyczyniało się do ponownego zalewania go wodą i odkładania kolejnych warstw obumarłych roślin. Kilkukrotne powtarzanie się tego procesu powodowało wzrost akumulacji torfu, który ostatecznie przekształcił się w węgiel brunatny i kamienny.

bg‑lime
Ciekawostka

Na terenach bagnistych proces węglotwórczy trwa do dziś.

Przykłady paprotników wymarłych 1
R1bb3OSFvg0zv1
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
bg‑lime
Ważne!

Lepidodendrony, sygilarie i kalamity zaliczane są do paprotników kopalnych, czyli roślin okresu karbońskiego tworzących lasy karbońskie.

RrZE4rZhl1Rba1
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
bg‑gray1

Paprotniki współczesne

Paprotniki współczesne odgrywają bardzo ważną rolę w naturalnych ekosystemach. W klimacie umiarkowanym stanowią znaczną część runa leśnego, a rośliny wchodzące w jego skład tworzą pierwsze ogniwo w łańcuchu pokarmowym roślinożerców. Ponadto paprotniki wpływają na procesy węglo- i glebotwórcze. Rośliny te biorą udział w tworzeniu roślinnej różnorodności gatunkowej oraz siedlisk dla bezkręgowców i drobnych kręgowców.

Rcfu1OwWR3JPW1
Runo leśne porośnięte paprociami.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.

Paprocie drzewiaste stanowią ważny element wilgotnych lasów strefy tropikalnej. Gatunki współcześnie występujące w tych rejonach mogą przekraczać 1,5 m wysokości. Największe rozmiary osiągają przedstawiciele rodziny olbrzymkowatych (Cyatheaceae), takie jak olbrzymki (np. Cyathea arboreaCyathea dealbata). Masowe wycinanie lasów tropikalnych przyczynia się nie tylko do utraty wielu gatunków roślin i zwierząt, ale również do nasilenia efektu cieplarnianego. Zubożenie terenów roślinnych skutkuje zmniejszonym pobieraniem COIndeks dolny 2, a tym samym akumulacją tego gazu w atmosferze, co jest bezpośrednim czynnikiem powodującym efekt cieplarniany.

bg‑lime
Ciekawostka

Awaria elektrowni atomowej w Czarnobylu w 1986 roku była przyczyną skażenia radioaktywnego. Lasy odegrały wówczas ważną rolę w magazynowaniu i oczyszczaniu środowiska z izotopów promieniotwórczych. Pierwiastki radioaktywne są gromadzone w największym stopniu przez drzewa liściaste, a następnie rośliny naczyniowe i grzyby. Spośród tych organizmów największą zdolność do oczyszczania ekosystemów przypisuje się paprociom i widłakom.
Indeks dolny Źródło: Sergij Bojko, Gospodarka leśna w warunkach skażenia radioaktywnego, SYLWAN, 2006, 11, 30−--39 Indeks dolny koniec

Paprotniki wykorzystywane są przez człowieka na wiele sposobów. Ze względu na środowisko życia, którym są zacienione obszary na wilgotnych glebach kwaśnych, paprotniki wykorzystane są jako organizmy wskaźnikowe (fitoindykatoryfitoindykatorfitoindykatory) w odniesieniu do takich parametrów podłoża jak pH czy wilgotność. Gatunkami paprotników będących wskaźnikami gleb kwaśnych są paprotnik Brauna (Polystichum braunii) i pióropusznik strusi (Matteucia struthiopteris).

RYCh7KPzfdOjx
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
Źródło: Jerzy Opioła, Vzb83, licencja: CC BY-SA 3.0.

Paprotniki wykorzystywane są również do rekultywacji skażonych gleb ze względu na zdolność do akumulacji metali ciężkich. Akumulują np. arsen zawarty w glebie, dzięki czemu oczyszczają ją z tego pierwiastka. Co więcej, wiele gatunków tych roślin zachowało cechy ewolucyjne karbońskich przodków, przez co prowadzone są na nich badania genetyczne. Umożliwia to zdobycie cennych informacji na temat wymarłych roślin.

Niektóre paprotniki wykorzystywane są jako rośliny lecznicze. Gatunkiem powszechnie wykorzystywanym w tym celu jest skrzyp polny (Equisetum arvense), który ma m.in. działanie bakteriobójcze (obecność flawonoidów), wzmacniające (wysoka zawartość krzemionki) oraz mineralizujące (liczne sole mineralne). OdwarodwarOdwar ze skrzypu polnego, ze względu na zawartość saponin, wykazuje właściwości moczopędne. Stosowany jest w chorobach pęcherza moczowego i nerek, np. kamicy moczowejkamica moczowakamicy moczowej. Dzięki zawartości flawonoidów odwar ze skrzypu polnego charakteryzuje się działaniem rozkurczowym, uszczelniającym ściany naczyń krwionośnych i przeciwkrwotocznym, przez co wykorzystywany jest w leczeniu chorób serca i miażdżycy oraz podczas obfitych menstruacji. Skrzyp polny stosowany jest również w produkcji kosmetyków. Preparaty sporządzone z jego dodatkiem bogate są w krzemionkę, dzięki której mają właściwości oczyszczające skórę, wzmacniające paznokcie oraz zapobiegające wypadaniu włosów. Skrzyp zawiera antywitaminęantywitaminyantywitaminę BIndeks dolny 1, dlatego przy dłuższej kuracji konieczne jest przyjmowanie dodatkowo witaminywitaminywitaminy BIndeks dolny 1.

Kolejnym paprotnikiem wykorzystywanym w ziołolecznictwie jest widłak goździsty (Lycopodium clavatum). Roślina ta uznawana jest za trującą ze względu na występujące w niej alkaloidyalkaloidyalkaloidy, jednak jej zarodniki pozyskiwane są w celu leczniczym. Ze względu na obecność pierwiastka radu, wyciągwyciągwyciąg z widłaka goździstego stosuje się w chorobach wątroby i żołądka oraz podczas problemów z oddawaniem moczu. Ponadto z zarodników widłaka goździstego wytwarzane są zasypki pomagające w gojeniu się ran.

Paprocie także wykorzystywane są w lecznictwie. Nerecznica samcza (Dryopteris filix‑mas), paproć występująca pospolicie w polskich lasach, choć jest trująca, od starożytności była wykorzystywana w weterynarii i medycynie. Surowcem leczniczym jest kłącze nerecznicy, wyciąg z którego jeszcze w latach sześćdziesiątych stosowano w zwalczaniu pasożytów układu pokarmowego, np. tasiemca. Odwar z kłącza bywał natomiast stosowany do okładów na trudno gojące się rany. Przedawkowanie obecnych w kłączu nerecznicy samczej związków fenolowych, głównie fluoroglucynyfluoroglucynafluoroglucyny, może prowadzić do utraty wzroku i śmierci, dlatego obecnie wyciąg z kłącza nerecznicy nie jest powszechnie stosowany.

Rgggq0CtR9Zhd
Karbońska paproć Neuropteris.
Źródło: Gunnar Ries, wikipedia.org, licencja: CC BY-SA 2.5.

Paprotniki, tak jak inne rośliny, są ważnym producentem tlenu. Ponadto wiele gatunków wykorzystywanych jest jako ozdoby mieszkań i ogrodów, a nawet jako „filtry” powietrza w pomieszczeniach palaczy. Japoński długosz królewski (Osmunda japonica) jest jedną z bardziej efektywnych roślin w odniesieniu do usuwania formaldehydu zawartego w dymie tytoniowym.

R6ZDQgCk6etRY
Japoński długosz królewski ( Osmunda japonica).
Źródło: Loasa, wikipedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

Obecnie w sklepach ogrodniczych można kupić wiele gatunków paproci ozdobnych, m.in. długosz królewski (Osmunda regalis), paprotkę zwyczajną (Polypodium vulgare), niekropień (Adiantum capillus‑veneris) oraz języcznik zwyczajny (Phyllitis scolopendrium).

Słownik

alkaloidy
alkaloidy

związki organiczne z heterocyklicznym układem pierścieniowym w cząsteczce, o silnym działaniu farmakologicznym i trującym dla organizmu człowieka, np. morfina, nikotyna, chinina, strychnina

antywitaminy
antywitaminy

związki o strukturze podobnej do witamin; wbudowują się zamiast witamin w cząsteczki enzymów, hamując ich prawidłowe działanie

epifity
epifity

rośliny żyjące na innych roślinach, wobec których nie są pasożytami

fermentacja bezalkoholowa
fermentacja bezalkoholowa

proces beztlenowy, w wyniku którego następuje pozyskanie energii użytecznej metabolicznie (ATP)

fitoindykator
fitoindykator

roślina wskaźnikowa, o wąskim zakresie tolerancji na dany czynnik, np. rodzaj podłoża, pH, temperaturę otoczenia

fluoroglucyna
fluoroglucyna

związek organiczny należący do fenoli; stosowany jako odczynnik analityczny, także do wyrobu barwników, antyutleniaczy, stabilizatorów i środków farmaceutycznych; występuje naturalnie w kłączu paproci, np. nerecznicy samczej

kamica moczowa
kamica moczowa

choroba układu moczowego polegająca na obecności w nim złogów soli nierozpuszczalnych w środowisku wewnętrznym organizmu, zwanych potocznie kamieniami

odwar
odwar

rodzaj leku ziołowego, przygotowywanego w warunkach domowych przez zalanie ziół letnią wodą, a następnie gotowaniu go pod przykryciem przez około 5 do 10 min

pnącza
pnącza

forma życiowa roślin wykorzystująca różne podpory, aby dotrzeć do miejsc najlepiej oświetlonych

torf
torf

najmłodszy węgiel kopalny, skała osadowa zawierająca mniej niż 60% węgla. Powstała w wyniku przemian obumarłych szczątków roślinnych w szczególnych warunkach (ciśnienie, temperatura)

witaminy
witaminy

związki organiczne niezbędne do prawidłowej czynności organizmu: wytwarzania składników budulcowych, hormonów czy koenzymów oraz procesów przemian metabolicznych węglowodanów, białek i tłuszczów

wyciąg
wyciąg

zagęszczony preparat roślinny otrzymywany w procesie ekstrakcji (wyodrębniania określonych składników z mieszanin ciekłych lub stałych za pomocą odpowiednio dobranych, selektywnych rozpuszczalników)