シダ植物とは 定義と特徴 分類・繁殖・進化の解説

シダ類は、さまざまな科に分かれる維管束植物の一群で、約2万種が知られています（化石種を含めるとさらに多く、現生種はおおむね1万種前後と推定されます）。蘚苔類とは異なり、シダ類には木部と葉部があり、そのため血管性植物となる点が特徴です。シダは種子を作らず、胞子で繁殖します。

主要なグループと分類

現在のシダ類の多くはレプトスポランジアータ（Pteridopsida）に属し、庭や森林で見られる一般的なシダはこのグループに含まれます。ホーステール（スギナ類）は別のクラス、Equisetopsidaに属し、炭素紀には森林の重要な構成要素でしたが、現生種はごくわずかで、現存するのは1つの属（Equisetum）だけです。他にもリュウビンタイ類（クサソテツ類）やマツバラン類など、現代では比較的小さなグループが複数あります。

形態と器官

• 根（根）、茎（茎）、葉（葉を）を持ちます。多くのシダは地表に匍匐する地下茎（根茎）を持ち、これがランナー（ストロン）状に伸びることもあります（ストロン）。
• 葉（羽状のフロンド）は緑色で大きく、裏面や葉縁に胞子を作る器官を形成することがあります。
• 維管束（木部・師部）を持つため、水や養分の輸送が可能で、コケ（コケ）よりも多様な環境で生育できます。
• 表皮にワックスや気孔の特殊な配置があるものもいますが、一般に多肉質の被覆で蒸散を強く抑える仕組みは持ちません。

生活環と繁殖

シダは胞子で繁殖し、種子は作りません（元の表現にある通り、シダには種がありません）。胞子（胞子を出す構造：胞子嚢＝胞子を生む器官）から発芽して配偶体（世代）をつくり、その配偶体に雄器（精子をつくる）と雌器（卵をつくる）が形成されます。配偶子が受精するためには水が必要で、精子は水中を泳いで卵に到達します。

生活環は「世代交代（世代交代）」で、以下の点が重要です：

• 栄養世代（スポロフィト、胞子体）は一般に大型で葉や茎・根を持ち優勢です。
• 配偶世代（ガメトフィト、配偶体）は小型で自立するものも多く、心形の葉状体となる場合が一般的です。
• 多くのシダは等胞子性（同じ大きさの胞子を形成）ですが、なかには異胞子性（雄・雌で異なる胞子をつくるもの）を示すものもあります。

生理・生態

シダは湿った環境を好む種類が多く、林床、渓流沿い、湿地などで良く見られますが、乾燥地や岩場、樹上（着生）に適応した種も多様に存在します。コケよりも多くの場所で生き延びられる一方で、受粉を必須とする種子植物（花を咲かせる植物として）ほど乾燥環境に耐えられないことが多いです。

化石記録と進化

シダ植物は地球の陸上植生史の初期から重要な役割を果たしてきました。約3億5千万年前の炭素紀には、現在よりもはるかに大きなシダ類やスギナ類が繁栄しており、ホーステールは30メートルを超える個体になることもありました。当時はシダやコケが作る巨大な森林が広がり、巨大な昆虫類も多数存在していました。現代ではそのような巨木状のシダは少なくなっていますが、シダ類は多様性を保ち続けています。

人間との関わりと利用

• 観賞用：庭園や鉢植えとして多くのシダが利用されます。
• 伝統利用：薬用・工芸材料・屋根葺き材などに使われた歴史をもつ種もあります。
• 生態系サービス：土壌保全、湿地や渓流周辺の微気候維持、着生植物や小動物の生息場所提供など。

保全と課題

多くの種は生息地の破壊、外来種の侵入、気候変動などにより脅かされています。特に特殊な生育環境に依存する種や分布域が限られる種は、保護対策が重要です。

参考：シダ類の理解には、形態学（葉の形、胞子嚢の構造）、系統学（DNA解析による分類の再検討）、そして化石記録からの進化史の統合が有効です。基本的な特徴としては「維管束を持ち、種子ではなく胞子で繁殖する陸上植物群」であることを押さえておけば概観がつかめます。

質問と回答

Q:シダの仲間は何ですか?

Q:シダ植物は蘚苔類とどう違うのですか?

Q:シダの仲間は何科に属するの?

Q:スギナはどこが特殊なの?

Q:シダ植物はコケ類より多くの場所で生存しているのに、どうして顕花植物ほどではないのですか?

Q:炭酸ガス時代にシダ植物はどのように繁殖したのですか?

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