เฟิร์น

เฟิร์น

     เป็นหนึ่งในกลุ่มของพืชที่มีราว ๆ 20,000 สปีชีส์ ที่ถูกจำแนกในไฟลัม Pteridophyta หรือ Filicophyta พืชกลุ่มนี้ยังเป็น Polypodiophyta หรือ Polypodiopsida ด้วย เมื่อถือตามส่วนย่อยของพืชมีท่อลำเลียง คำว่า เทอริโดไฟต์ (pteridophyte) ใช้เพื่อกล่าวถึงพืชมีท่อลำเลียงที่ไม่มีเมล็ดทั้งหมด ทำให้มันหมายถึง "เฟิร์นและพืชใกล้เคียงเฟิร์น" ซึ่งสามารถสร้างความสับสนเมื่อสมาชิกของเฟิร์นในส่วน Pteridophyta บางครั้งอ้างเป็นเทอริโดไฟต์ได้ด้วยเหมือนกัน การศึกษาในเรื่องของเฟิร์นและเทอริโดไฟต์อื่น ๆ เรียกว่า วิทยาเฟิร์น (Pteridology)

วงจรชีวิต

     เฟิร์นเป็นพืชมีท่อลำเลียงที่แตกต่างจากไลโคไฟตา (lycophyte) ตรงที่มีใบแท้จริง (megaphylls) ต่างจากพืชมีเมล็ด (พืชเมล็ดเปลือยและพืชดอก) ในส่วนระบบสืบพันธุ์ไม่มีดอกและเมล็ด เฟิร์นมีวงจรชีวิตแบบสลับที่มีระยะสปอโรไฟต์ (Sporophyte) และแกมีโทไฟต์ (Gametophyte)

ระยะสปอโรไฟต์
ระยะสปอโรไฟต์ คือ ระยะที่เฟิร์นสร้างสปอร์ มีโครโมโซม 2 ชุด

• ไซโกตเจริญเป็นต้นสปอโรไฟต์โดยการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส อยู่ในรูปของเฟิร์นทีมี ราก ลำต้น และใบที่แท้จริง

ต้นสปอโรไฟต์เกิดการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส เพื่อสร้างสปอร์

• ระยะแกมีโทไฟต์

ระยะแกมีโทไฟต์ คือ ระยะที่เฟิร์นสร้างเซลล์สืบพันธุ์ มีโครโมโซมชุดเดียว

• สปอร์เกิดการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส เจริญเป็นต้นเฟิร์นในระยะแกมีโทไฟต์ หรือเฟิร์นที่อยูในรูปโพรแทลลัส

โพรแทลลัสเกิดการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส เป็นเซลล์สืบพันธุ์ ได้แก่ ไข่ และสเปิร์ม

สเปิร์มเข้าผสมกับเซลล์ไข่บนโพรแทลลัส

หลังจากสเปิร์มเข้าผสมกับเซลล์ไข่จะได้ไซโกตที่มีโครโมโม 2 ชุด เจริญเป็นเฟิร์นในระยะสปอโรไฟต์ต่อไป

นิเวศวิทยา

        เฟิร์นชนิดต่าง ๆ มีถิ่นอาศัยที่หลากหลาย เช่น อาศัยบนภูเขาสูง, พื้นที่ชุ่มชื้น, พื้นที่เปิดโล่ง, ในน้ำ, บนหินในทะเลทรายที่แห้งแล้ง, บนรอยแตกบนหิน, พื้นที่ชุ่มน้ำที่มีสภาพเป็นกรด เช่น บึง และ หนองน้ำ, หรือ บนต้นไม้เขตร้อน เป็นต้น

เฟิร์นหลายชนิดพบร่วมกับเห็ดราไมคอไรซา อีกหลายชนิดเติบโตได้เฉพาะในค่าความเป็นกรด-เบส (pH) ในช่วงค่าที่มีระดับที่พิเศษ เช่น Lygodium ที่พบทางตะวันออกของทวีปอเมริกาเหนือที่เติบโตในความชื้นสูง และดินเป็นกรดเข้มข้นเท่านั้น ในขณะที่ Cystopteris bulbifera พบบนหินปูนเท่านั้น

เฟิร์นสามารถแยกได้ 7 ประเภท ตามถิ่นอาศัย

กลุ่มเฟินดิน-ทนแดด (terrestrial-sun-ferns)
กลุ่มเฟินดิน-ชอบร่มเงา (terrestrial-shade-ferns)
กลุ่มเฟินเถาเลื้อย (climbing ferns)
กลุ่มเฟินเกาะอาศัย หรือไม้อากาศ (epiphytes)
กลุ่มเฟินผา (lithophytic ferns หรือ rock ferns)
กลุ่มเฟินน้ำ (aquatic ferns)
กลุ่มเฟินภูเขา (mountain fern)

ลักษณะทางพฤกษศาสตร์

เฟิร์นในระยะสปอโรไฟต์

    ลักษณะใบอ่อนม้วนงอของเฟิร์น
เฟิร์นจะมีลักษณะเช่นเดียวกันกับพืชมีเมล็ดในระยะสปอโรไฟต์อื่น โดยเฟิร์นจะประกอบไปด้วย:

ลำต้น: โดยมากมักเป็นเหง้าอยู่ใต้ดิน บางครั้งก็เป็นไหลอยู่เหนือดิน (เช่น Polypodiaceae) หรือลำต้นตั้งตรงเนื้อคล้ายไม้เหนือดิน (เช่น Cyatheaceae) ซึ่งอาจสูงได้ถึง 20 เมตรในบางชนิด (เช่น Cyathea brownii บนเกาะนอร์ฟอล์ก และ Cyathea medullaris ในประเทศนิวซีแลนด์)
ใบ: ส่วนสีเขียวที่ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง ใบเฟิร์นมักถูกเรียกว่าฟรอนด์ (Frond)  เป็นเพราะในอดีตผู้ที่ทำการศึกษาแบ่งเป็นผู้ที่ศึกษาในเฟิร์นกับผู้ที่ศึกษาในพืชมีเมล็ด มากกว่าที่จะมาศึกษาถึงความแตกต่างทางโครงสร้าง ใบใหม่จะแผ่จากใบที่ขมวดเกลียวแน่นหรือที่เรียกว่า crozier หรือ fiddlehead การคลี่ออกของใบเป็นแบบม้วนเข้าด้านในแบบลานนาฬิกา (Circinate vernation)
ราก: ส่วนที่อยู่ใต้ดินทำที่ไม่ใช่ส่วนที่มีกระบวนการการสังเคราะห์ด้วยแสง ทำหน้าที่ในการนำน้ำ และสารอาหาร ขิ้นมาจากดิน

เฟิร์นในระยะแกมีโตไฟต์

• แกมีโทไฟต์ (ส่วนแทลลัสสีเขียว) และสปอโรไฟต์ (ที่ยื่นสูงขึ้นมา) ของ Onoclea sensibilis

ระยะแกมีโตไฟต์ของเฟิร์นจะมีลักษณะต่างจากพืชมีเมล็ดอื่น โดยที่ระยะแกมีโตไฟต์ของเฟิร์นจะประกอบไปด้วย:

• โพรแทลลัส (Prothallus) : ส่วนสีเขียวที่ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง มีรูปร่างคล้ายรูปหัวใจ หรือไต ทำหน้าที่สร้างแกมมีท (Gamete) 2 ชนิด คือ แอนเทอริเดียม (Antheridium) ซึ่งเป็นโครงสร้างที่สร้างสเปิร์มและอาร์คีโกเนียม (archeagonium) ซึ่งเป็นโครงสร้างที่สร้างเซลล์ไข่ (Egg)

ไรซอยด์ (Rhizoid) : ส่วนคล้ายรากซึ่งไม่ใช่รากที่แท้จริงของเฟิร์น ทำหน้าที่ในการนำน้ำ และสารอาหาร ขิ้นมาจากดินสู่โครงสร้าที่เรียกว่า โพรแทลลัส