Kapradiny (Pterophyta) jsou oddílem vyšších rostlin, známých již od devonu a zaujímají mezipolohu mezi psilofyty a nahosemennými rostlinami. Na rozdíl od mechorostů mají kapradiny vodivé pletivo, které dodává vodu a živiny do všech orgánů. Kapradiny mají dobře vyvinuté listy a stonek, mnohé mají oddenek (s adventivními kořeny), ale nejsou zde žádné květy ani semena.
Obrázek 4.2.2.1.
Struktura kapradina
Obrázek 4.2.2.2.
Neotevřený list kapradiny
Jako všechny vyšší rostliny se i kapradiny vyznačují střídáním dvou generací s jasnou převahou nepohlavného (sporofytu). Kapradinový sporofyt je bylinná nebo stromovitá rostlina s velkými perovitými listy, spirálovitě stočenými v poupatech. Vyznačuje se extrémní rozmanitostí forem; jsou podzemní i nadzemní, vzpřímené i popínavé, jednoduché a rozvětvené. Délka stonků moderních kapradin se pohybuje od několika centimetrů do 25 m. Hlavní nosnou funkci stonků plní buňky kůry. Kapradiny postrádají kambium, což znamená, že netvoří růstové prstence a mají omezený růst a sílu. Vodivé pletivo není tak dokonalé jako u semenných rostlin: například xylém u většiny z nich není tvořen cévami, ale tracheidami a floém sítovými buňkami, nikoli sítovými trubicemi.
Listy (listy) jsou obvykle nejviditelnější částí kapradiny. Předpokládá se, že se vyvinuly z rozeklaného větvení psilofytů v důsledku jejich zploštění, omezení růstu a následné diferenciace spodní a horní plochy listů. Listy některých Hymenophyllaceae jsou velké pouze 3–4 mm, zatímco listy Cyathaeaceae jsou dlouhé 5–6 m (popínavé listy Lygodium dosahují 30 m).
Obrázek 4.2.2.3.
Možné schéma evoluce listů
Obrázek 4.2.2.4.
Spodní strana listu kapradiny
Na spodní straně listu dozrávají sporofyly, někdy sbírané ve skupinách – sori. U některých kapradin se listy nebo jejich jednotlivé úlomky rozlišují na zelené a výtrusné. Výtrusy padají na zem a vyklíčí v oboupohlavné gametofyty (protalusy). Jedná se o jemné destičky srdčitého tvaru s krátkou životností o průměru asi 1 cm s rozmnožovacími orgány roztroušenými na povrchu – antheridiemi a archegoniemi, ve kterých dozrávají gamety. Výhonek je zakořeněn jednobuněčnými rhizoidy a je schopen fotosyntézy. Gamety vznikají mitózou z mateřských buněk. Archegonia vylučují chemikálie (jako je kyselina jablečná), které „přitahují“ spermie (chemotaxe). Hnojení je obvykle křížové oplodnění. Do archegonie vstupují multibičíkové spermie z antheridia s kapénkovou vodou; jeden z nich oplodní vajíčko, což má za následek vznik zygoty. Zygota se intenzivně dělí, klíčí přímo v archegonii v nový sporofyt; výhonek chřadne a odumírá.
Obrázek 4.2.2.5.
Sorus zblízka
Některé kapradiny (nazývané heterosporózní) produkují dva typy výtrusů. Z malých samčích výtrusů se vyvinou samčí mikrotrály, které jsou unášeny větrem. Vyvíjejí se v nich spermie, které se po dozrání a prasknutí membrány uvolňují do vnějšího prostředí. Z větších samičích výtrusů (megaspor) se vyvine samičí prothallus s archegoniem obsahujícím vajíčko. Spermie se také dostanou do vajíčka s vodou.
Sporofyty se mohou rozmnožovat i vegetativně. Na listech ležících na zemi se mohou tvořit nové rostliny, které pak zakořeňují v půdě.
Zleva doprava: marattiaceae (marattie trpasličí, Smith’s angiopterys), kobylky (kobylka obecná, růžovka obecná)
Obrázek 4.2.2.7.
Otisk fosilní kapradiny – kladoxylie
Oddělení podobné kapradí zahrnuje jednu třídu, rozdělenou do osmi podtříd. Tři z nich (Protopteridiidae, Archaeopteridiidae, Noeggerathiidae) v permu vyhynuli. Existuje asi deset tisíc druhů moderních kapradin (300 rodů). Nejprimitivnější z nich jsou Marattiidae (Marattiidae, 1 čeleď, 6 rodů, 190 druhů) a Ophioglossidae (1 čeleď, 4 rody, 70 druhů), známí z karbonu.
Skutečné kapradiny. Horní řada zleva doprava: kapradí obecný, asplenie stepní, samec štítonožce, kryptogram stočený. Dolní řada zleva doprava: lygodium, stonožka obecná, Menzies cybotium, pštros obecný
Skutečné kapradiny. Horní řada, zleva doprava: asplénie severní, kopíovité mnohoúhelníky, antarktická dixonie, lineární wittaria (visící s třásněmi na stromě). Spodní řada: měchýřník křehký, zubáč hlíznatý, akantopedie, leták scolopendra
Nejrozsáhlejší moderní podtřídou jsou kapradiny pravé (Polypodiidae nebo Filicidae), známé především z triasu (některé čeledi z karbonu) a čítající až deset tisíc druhů. Pravé kapradiny jsou rozšířeny po celém světě; Zvláště četní jsou v tropických deštných pralesích, kde tvoří důležitý prvek horské vegetace. V mírném pásmu rostou nejčastěji ve stinných lesích, hlubokých roklích a bažinách. Některé druhy kapradin jsou odolné vůči suchu a vyskytují se na suchých skalnatých svazích a dokonce i v poušti. Jejich listy jsou pokryty vrstvou vosku, hustými chloupky nebo šupinami, které zabraňují ztrátě vody. Listy jiných druhů se skládají z jediné vrstvy buněk; nedostatek zařízení na ochranu proti vysychání omezuje jejich šíření do oblastí neustále zahalených v mlze. Některé kapradiny žijí na větvích stromů.
Zleva doprava: Marsiliaceae (Marsilia čtyřlístek, Pillus carolina), Salviniaceae (Salvinia plovoucí, Azolla carolina)
Heterosporózní kapradiny jsou zastoupeny dvěma podtřídami: Marsileidae – asi 70 druhů a Salviniidae – 2 čeledi, asi 15 druhů; obě podtřídy jsou vodní rostliny, přichycené ke dnu nebo plovoucí na hladině vody.
Hospodářský význam kapradin je malý. Některé druhy jsou okrasné rostliny ve sklenících. Kmeny stromových kapradin slouží v tropech jako stavební materiál a jejich jádro bohaté na škrob se využívá jako potrava.
Mezi křídlatky patří kromě samotných kapradin také přesličky a mechy. Jedná se o nejstarší skupinu vyšších výtrusných rostlin, „živých fosilií“, pocházejících z psilofytů, kteří žili před 350 miliony let.
Kapradiny
Lesy stromových kapradin kdysi pokrývaly všechny kontinenty včetně Antarktidy. Nyní se stromové kapradiny vyskytují pouze v tropech Ameriky, Asie a Austrálie.
Dnes existuje asi 10000 XNUMX druhů kapradin. Většina z nich jsou vytrvalé byliny. Mají oddenek, ze kterého vycházejí adventivní kořeny, stonky a listy. Kromě hlavních a fotosyntetických tkání již mají kožní, vodivé a mechanické tkáně. Některé druhy mají kambium – výchovné pletivo, s jehož pomocí stonek roste do tloušťky.
Vodivá pletiva – floém (lýko) a xylém (dřevo) – tvoří u kapradin stélu – vodivý válec umístěný ve středu stonku a oddenku. Voda a živiny jsou transportovány po stéle, organické látky jsou transportovány lýkem dolů a voda a minerální soli jsou transportovány dřevem nahoru.
Životní cyklus kapradin
Všechny pteridofyty – kapradiny, přesličky a mechy – mají podobný životní cyklus.
Rozmnožují se pohlavně i nepohlavně. Stejně jako mechorosty se vyznačují střídáním pohlavních a nepohlavních generací, na rozdíl od mechů však u křídlatců převládá nepohlavní generace, sporofyt. Je to sporofyt, který tvoří vytrvalé oddenkové trávy.
Na listech kapradiny se tvoří speciální orgány – sporangia s výtrusy:
Ve výtrusnicích se vyvíjejí tisíce drobných spor, které jsou unášeny větrem a za příznivých podmínek vyklíčí a vytvoří haploidní gametofyt – prothallus. Prothallus je pohlavní generací kapradiny, vypadá jako malá (až několik centimetrů) destička ve tvaru srdce, má rhizoidy pro připojení k půdě a není rozdělena na orgány.
Na prothallu se tvoří mužské a ženské reprodukční orgány – antheridia a archegonia. Antheridia produkují mužské reprodukční buňky, spermie a archegonia produkují ženské reprodukční buňky, vajíčka. Po dešti nebo silné rose spermie plavou k archegonii a oplodňují vajíčko. Navzdory skutečnosti, že kapradiny žijí na souši, hnojení je možné pouze ve vodě.
Při splynutí spermie a vajíčka se vytvoří zygota, ze které vyroste nový sporofyt.
Kapradiny mají další způsob rozmnožování – vegetativní, rozdělením oddenku na části.
Mechové mechy
Mechové mechy jsou nejstarší mezi kapradinami. V dnešní době se jedná o vytrvalé byliny s dlouhými plazivými stonky, hustě osázené tvrdými listy. Kořeny se táhnou dolů od stonku a větve s klásky nesoucími výtrusy se táhnou nahoru. 
V těchto kláscích se tvoří haploidní výtrusy, ze kterých vyrůstají velmi malé, 2-3 mm, bezbarvé výhonky s rhizoidy. Žijí pod zemí od 3 do 15 let, tvoří symbiózu s houbami a teprve poté se na nich tvoří antheridia a archegonia. Po oplodnění vyroste ze zygoty nový sporofyt, stejně jako u kapradin.
přeslička
Kdysi, v dávných dobách, byly přesličky obrovské stromy vysoké až 10-20 m s mohutnými kmeny. V současnosti jsou přesličky vytrvalé byliny, rostou ve vlhkých lesích, vlhkých loukách a bažinách, zejména v kyselých půdách.
Přesličky mají vytrvalý přezimující oddenek s adventivními kořeny, z nichž každý rok vyrůstají nadzemní výhony podobné malým jedlím s přeslenovitými listy.
Stonky přesličky jsou houževnaté a obsahují oxid křemičitý a dokonce se používají k leštění dřeva a kovu. Brzy na jaře vyrůstá přeslička z oddenku vzhůru s výtrusným stonkem – šípem – tlustým, narůžovělým zbarvením. Skládá se z uzlů a internodií a je uvnitř dutý. Uzlíky obsahují srostlé, redukované listy bez chlorofylu, pokrývají růstové oblasti bohaté na cukr. V Rusi se tyto šípy jedly.
Po dozrání a vypadnutí výtrusů stonek odumírá a je nahrazen zelenými, olistěnými výhonky.
Z výtrusů vyrůstají drobné výrůstky s archegonií a antheridií, ve vodě dochází k oplození, po kterém z nich vyrůstají noví sporofytní jedinci.
