Farne - eine der ältesten und primitivsten Pflanzen

Wenn Sie oft unterwegs sind, haben Sie am Straßenrand, an den Klippen oder unter großen Bäumen sicher schon Pflanzen mit gefiederten Blättern gesehen. Sie sind hell und grün, aber Sie scheinen sie noch nie blühen und Früchte tragen gesehen zu haben. Diese besonderen Pflanzen sind Farne. Farne gehören zu den ältesten und ursprünglichsten Pflanzen im Pflanzenreich. Sie haben keine Blüten, Früchte oder Samen. Diese Pflanze vermehrt sich durch Sporen. Obwohl sie im Schatten von Samenpflanzen wächst, schafft sie es dennoch zu überleben und wird zu einer der am weitesten verbreiteten Pflanzen der Welt.

Die meisten Farne wachsen im Boden, oft unter großen Bäumen oder im Schatten. Bei anderen Farnen ist das jedoch anders. Anders als die meisten Schatten liebenden Farne wachsen Eichenfarne oft hoch oben in den Bäumen und sehen aus der Ferne wie Federbüschel aus. Eichenfarne lieben das Licht sehr. Auf hohen Baumstämmen können Eichenfarne mehr Sonnenlicht erhalten, da sie dort weniger durch Äste und Blätter behindert werden. Eichenfarne sind Epiphyten und die Rinde der Bäume, an denen sie sich festhalten, ist oft gefleckt und rau. Diese Strukturen auf der Rinde erleichtern den Wurzelhaaren an den Rhizomen das Klettern und Festhalten. Der Name des Eichenfarns hängt mit seiner besonderen Blattart zusammen, die sich in Sporenblätter und Nährblätter unterteilt. Die Blattformen der Nährblätter und Sporenblätter sind völlig unterschiedlich, und dieser Zustand wird als heteromorphe Blätter bezeichnet. Unter ihnen sind die grünen und aufrecht gefiederten Blätter Sporophylle. Sie ähneln den Blättern gewöhnlicher Farne und wachsen schräg nach oben und aufrecht am Baumstamm. Eine weitere Blattart, die fest mit dem Stamm verbunden ist und wie ein Blatt aussieht, ist das Nährblatt. Im Allgemeinen sehen wir harte, trockene Filme oder hartes Leder. Die neuen Nährblätter sind hellgrün und werden schnell trockenbraun. Darunter stapeln sich schichtweise die welken, gelben Nährblätter, die zarten Blätter sind leicht grün. Die beiden Farben ergänzen sich wie blühende Blumen. Die Hauptfunktion der Nährblätter besteht darin, Nährstoffe aufzunehmen und zu transportieren, während sie gleichzeitig zur Fixierung der Pflanze und zur Speicherung von Feuchtigkeit beitragen. Da die Form seiner Nährblätter stark an Eichenblätter erinnert und er selbst zu den Farnen zählt, trägt er den Namen Eichenfarn.

An den kühlen und feuchten Stellen neben den gurgelnden Bächen in den Bergen wachsen Flecken mit geraden, hohlen, segmentierten Pflanzen. Auch in manchen Parks sind diese seltsamen Pflanzen zu sehen. Das sind keine Bambusstöcke. Ihre Wuchshöhe beträgt nur etwa einen Meter und ist damit deutlich geringer als bei gewöhnlichem Bambus. Dieser Pflanzenfleck sieht aus wie in den Boden gesteckte Bürsten. Dies ist der Farn Equisetum arvense, der ganz anders aussieht als gewöhnliche Farne und eher wie Bambus oder Gras aussieht. Schachtelhalm scheint blattlos zu sein, aus der Makroperspektive kann man jedoch erkennen, dass seine Blätter sehr klein sind, geschrumpft und zu verwachsenen Schuppen degeneriert sind und an den Knoten gezähnte, kragenartige Hüllen bilden. Als Farn vermehrt sich Schachtelhalm auf natürliche Weise durch Sporen. Jedes Jahr zwischen Juni und August wächst an der Spitze des Schachtelhalmstamms ein Sporenstachel, dessen Spitze wie ein kleiner schwarzer Punkt aussieht. Der Hauptkörper des Sporangiums ist ein sechseckiges, schildförmiges Sporangium. Aus dem reifen Sporangium schweben Sporen heraus, die dem Schachtelhalm die Fortpflanzung ermöglichen.

Wir können nicht anders, als uns zu fragen, warum eine gute Pflanze als „Dieb“ bezeichnet wird? Tatsächlich hängt dies mit den besonderen Stängeln des Schachtelhalms zusammen: Li Shizhen sagte, dass dieses Gras segmentiert ist und eine raue Oberfläche hat. Es kann zum Polieren von Holz verwendet werden, wodurch die Oberfläche des Holzes glatt und glänzend wird, genau wie ein holzfressendes Insekt. In der Antike wurden Schädlinge, die sich von Keimlingsknoten ernähren, als Diebe bezeichnet, daher entstand der Name „Equisetum“.

Aus der Makroperspektive betrachtet weisen die Stängel des Schachtelhalms Längsrippen auf, normalerweise 18 bis 30 an der Zahl. An den Rändern befinden sich viele kleine, glänzende, warzenartige Vorsprünge, die die Oberfläche recht rau machen. Darüber hinaus ist es reich an Kieselsäure, sodass es ziemlich hart ist und die gesamte Oberfläche wie Sandpapier wird, mit dem sich Gegenstände polieren lassen. Wenn wir den Schachtelhalm in Stücke schneiden, können wir sehen, dass der Querschnitt hohl ist. Unter dem Mikroskop können wir erkennen, dass der Stamm eine Netzwerkstruktur aus vielen kleinen Hohlräumen ist, genau wie die Wellpappe eines Kurierkartons. Dadurch werden die Stämme des Schachtelhalmbaums widerstandsfähiger gegen Belastungen und bieten den hohlen Stämmen somit einen guten Halt.

Equisetum hat Knoten, wird aber nicht Knöterich genannt. Equisetum ist eine weitere Pflanze der Gattung Equisetum. Der Hauptunterschied im Aussehen zwischen den beiden liegt in der Verzweigung. Equisetum hat im Allgemeinen keine Zweige und selbst wenn, dann nur eine kleine Anzahl. Equisetum hingegen hat quirlförmig angeordnete Zweige und viele horizontale Zweige, wie ein Baum mit Ästen und Blättern. Gras hat eine gute Adsorptionswirkung auf Schwermetalle wie Cadmium, Kupfer und Zink und wirkt sich daher sehr positiv auf die Verbesserung von mit Schwermetallen belasteten Böden aus. Es kann grundsätzlich als Hyperakkumulatoranlage zur Sanierung schwermetallbelasteter Böden eingesetzt werden.

In einer Schlucht im Südwesten Chinas gibt es eine große Konzentration „lebender Fossilien“ von Landpflanzen, auch bekannt als Alsophila spinulosa, die einzige heute lebende Holzfarnpflanze. Im Vergleich zu den meisten niedrigen Farnen gilt Alsophila spinulosa als Riese unter den Farnen, mit einer Höhe von wenigen Metern bis über zehn Metern, wie ein großer Baum, weshalb er auch Baumfarn genannt wird. Alsophila spinulosa hat ein schönes Aussehen, ist hoch und aufrecht und ihre Krone ähnelt einem riesigen Regenschirm, was sie sehr dekorativ macht. Obwohl Alsophila spinulosa wie eine Palme aussieht, hat sie keinen hölzernen Stamm wie ein Baum. Durch den natürlich entstandenen Querschnitt können wir einen Blick auf seine Struktur werfen: Sein Hauptstamm ist ein aufrechtes Rhizom, das von einer großen Zahl dichter Wurzeln und Fasern umhüllt ist und so eine schützende Außenstruktur bildet, die den riesigen Körper des Baumes stützt und ihm eine aufrechte Haltung verleiht. Alsophila spinulosa bevorzugt warme und feuchte Bedingungen und wächst in Tälern und an Bachufern. Durch die kleinen Tentakel am Stamm kann der Baum ein Höchstmaß an Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Alsophila-Arten waren im Erdmittelalter weit verbreitete Pflanzen, aufgrund von Umwelt- und Klimaveränderungen ist ihr Verbreitungsgebiet jedoch zunehmend kleiner geworden. In meinem Land sind alle Alsophila-Arten national geschützte Pflanzen zweiter Klasse, und jede Alsophila verdient unseren Schutz.

Von der schattigen Oberfläche bis hin zu den hohen Baumkronen haben Farne über den langen Zeitraum von fast 400 Millionen Jahren eine große Zahl von Genen bewahrt, von denen die meisten über viele einzigartige Überlebensmechanismen verfügen. Sie können als Nahrungsmittel oder Medizin verwendet werden oder in der Landschaftsgestaltung, um Menschen bei der Reinigung von Boden, Luft und Wasser zu unterstützen. Jede Farnart hat einen großen Wert und verdient unseren Schutz und unsere kontinuierliche Forschung.

Autor: Small Vision

Gutachter: Wang Kang, Direktor des National Botanical Gardens Science Museum, leitender Ingenieur auf Professorenebene

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.