Орля́к обыкнове́нный () — многолетний травянистый папоротник; вид рода Орляк семейства , по загнутому краю листочка и по продольному крытому ряду спорангиев легко отличимый от других папоротников. Произрастает в умеренных и субтропических регионах обоих полушарий. Первоначально он рос лишь в Евразии и Северной Америке, но чрезвычайная лёгкость его спор привела к тому, что орляк достиг космополитического распространения. Это один из самых распространённых и крупных папоротников в России и сопредельных странах.

Систематическое положение орляка обыкновенного внутри рода и дифференциация его дочерних таксонов до сих пор изучается ботаниками и подвергается пересмотрам, поэтому существует множество синонимов и систем инфравидовых таксонов.

Молодые побеги орляка с древних времён используются как овощ-дикорос в восточной и сибирской кухнях. Неприготовленный орляк и его пыльца, однако, токсичны, так как растение содержит токсичные вещества: фермент тиаминазу, который разрушает витамин B1, и , который является канцерогеном. По этой причине для пищевого применения сырьё орляка подвергают различной обработке — вымачиванию в растворах соли, соды, древесной золы и тепловой обработке.

Этимология

Своё народное название этот папоротник получил от того, что сосудистые пучки в корневище расположены таким образом, что на поперечном разрезе напоминают некое подобие государственного орла (отсюда название у немцев — или , у французов — «имперский папоротник», у поляков — ).

Первое научное название растению на латыни — — дал Карл Линней в 1753 году. Название рода — латинизированное греческое слово , означающее «папоротник» или «перистый», а видовой эпитет происходит от латинского aquila — «орёл». В переиздании Flora Suecica в 1755 году Линней объясняет, что это название относится к изображению орла, видимому в поперечном разрезе корня. Несмотря на это, было высказано мнение, что название связано с формой зрелых вай, напоминающих орлиное крыло. Тем не менее средневековые учёные, в том числе Эразм Роттердамский, считали, что рисунок волокон на поперечном срезе ножки напоминает двуглавого орла или дуб.

Затем в 1879 году немецкий ботаник Максимилиан Кун перенёс вид в род , название которого происходит от с уменьшительным суффиксом , который в греческих заимствованиях указывает, что объект маленький или является частью чего-то.

В английском языке обиходное название орляка « — bracken» дано по названию рода. Это слово имеет древнескандинавское происхождение и связано со шведским bräken и датским bregne; оба они означают «папоротник». В прошлом род считался монотипным, имеющим только один вид , но в последнее время в науке наблюдается склонность разделять его примерно на десять видов.

В XIX веке в России орляк имел следующие обиходные названия: абага, волчьи зубы, лапушка боровая, крыло орлиное, женский папоротник, папороть, холостая папороть, орлышник, орличник, папорот, водяной папоротник, еланный папоротник, дикий рябинник, синяя рябинка, гумбра, гвимбра.

Ботаническое описание Многолетнее травянистое растение. Полиморфный вид. В России папоротник орляк может достигать в высоту 150 см и выше, но в основном размеры колеблются от 30 до 100 см.

Его корневая система мощная, сильно разветвлённая, состоящая из чёрных горизонтальных и вертикальных глубоко расположенных подземных шнуровидных корневищ, которые могут достигать длины до 1 метра.

Черешки, ребристые, высотой 15–30(40) см, растут из ползучих побегов

Вайи дважды-трижды перистые, со своеобразным запахом, плотные и жёсткие, кожистые, в очертании — треугольные, на длинных мясистых черешках, которые снизу часто опушённые. Листочки продолговатые, ланцетовидные, на конце — тупые, при основании — иногда лопастные или перисто-надрезанные. Листья не зимующие. Нижняя пара перьев у своего основания имеет нектарники, выделяющие сладкую жидкость, которая привлекает муравьёв. Край сегментов листьев завёрнут.

Сорусы расположены по прикрывающему их краю листовой пластинки; лежат на сосудистом тяже, соединяющем концы жилок (этим орляк схож с родом семейства , также имеющим слитный сорус, защищённый отогнутым краем листа). С внутренней стороны этого тяжа прикреплено слабо развитое внутреннее покрывальце, имеющее вид непрерывной или разорванной плёнки, иногда же оно представлено немногочисленными волосками. Спорангии развиваются не ежегодно. Споры шаровидно-тетраэдрические, созревают в июле — августе.

Хромосомное число 2n = 104.

Распространение

Произрастает в Европе, Восточной Азии и Северной Америке, но в настоящее время имеет почти космополитическое распространение — встречается повсеместно по земному шару, кроме арктических районов, степей и пустынь.

В Америке он встречается на всей континентальной части США и в канадских провинциях Онтарио, Квебек и Ньюфаундленд. Северная граница его ареала простирается до южной Аляски, а южная достигает северных частей Мексики, а также Больших Антильских островов в Карибском море. Сорняк на кислых горных пастбищах северо-западной Европы.

В России он растёт в европейской части, Сибири и на Дальнем Востоке, а также на Урале. В Сибири северная граница ареала орляка проходит по 60 ° с. ш. до Забайкалья, смещаясь здесь к югу примерно до 52 ° с. ш., на юге Сибири орляк доходит до государственной границы с Китаем и Монголией. В область распространения орляка на этой территории не входят аридные районы Средней и Восточной Сибири и болота Западной Сибири.

Место обитания — светлые леса: как светлохвойные (обычен на песчаной почве в сосновых лесах, в мелколиственно-сосновых лесах), так и лиственные (особенно березняки), лесные опушки, открытые возвышенные места, пастбища, заросли кустарников. Довольно обилен и в травяном покрове разреженных черневых лесов — пихтово-кедровых крупнотравных, широкотравных и папоротниковых. Встречается в черневом и таёжном поясах. Предпочитает лёгкие и бедные почвы, иногда встречается на известняках, но предпочитает кислые почвы. В горах достигает средне- или (реже) верхнегорного пояса.

Адаптирующиеся растение, папоротник-орляк легко заселяет нарушенные территории. Он может даже быть агрессивным в странах, где он является аборигенным видом — например, в Англии, где он вторгается в верещатники из , произрастающего на болотах Северного Йоркшира. В Ирландии папоротник-орляк встречается в открытых лесах и на песчаных пастбищах; в Шотландии — в том числе и в горах Шотландского нагорья.

Охранный статус Растение указано в Красных книгах республик Коми и Саха (Якутии), Мурманской и Ростовской областей Российской Федерации, Донецкой области Украины, Республики Молдовы.

Экология

Орляк — чувствительный к морозу корневищный геофит, ползучее растение и самый крупный местный папоротник. Образует АМ-микоризу — особую форму симбиоза с грибом, контактирующим с тонкой корневой системой растения. Иногда образует сплошные заросли на значительной площади, нередко доминирует в травяном покрове. В естественных местообитаниях орляк редко становится агрессивно расселяющимся растением, но деятельность человека способствует превращению его в один из самых распространённых папоротников.

Густые насаждения папоротника-орляка становятся проблематичными для лесного хозяйства, поскольку они обладают «затеняющим» эффектом, а именно — делают невозможным почти любое естественное возобновление деревьев под его пологом и могут быстро затемнить всходы деревьев, посаженные на окультуренных лесных площадях. На неиспользуемых сельскохозяйственных землях папоротник орляк иногда может также широко распространяться и препятствовать возобновлению использования, поэтому при необходимости против папоротника применяют гербициды с глифосатом. Механический или биологический контроль показывает меньший успех.

Половое размножение При половом размножении спора первоначально производит не новый папоротник, а листовидный зелёный зародыш с простым (гаплоидным) набором хромосом — заростком. Затем проталлий образует настоящие зародышевые клетки. Если вода присутствует в качестве среды, в которой могут двигаться зрелые зародышевые клетки, происходит оплодотворение. Оплодотворенная яйцеклетка заростка снова создает новое диплоидное растение папоротника с полным набором хромосом.

Вегетативное размножение Глубоко залегающие корневища и способность к бурному вегетативному размножению позволяют орляку осваивать вырубки и гари, заброшенные поля, плантации и пастбища. В Финляндии были найдены корневища длиной до 60 м, возраст которых оценивается в 1500 лет. В некоторых странах на сенокосах он считается трудноискоренимым сорняком, требующим специальных мер борьбы.

Химический состав Всё растение содержит органические кислоты (фумаровую, янтарную), каротиноиды (в том числе каротин и лютеин), сесквитерпеноиды, стероиды, цианогенные соединения, фенолкарбоновые кислоты, фенольные соединения (в том числе лигнин), дубильные вещества, флавоноиды (в том числе изокверцитрин, рутин). В корневищах найдены углеводы и родственные им соединения (галактоза, ксилоза, фукоза, арабиноза), ароматические соединения, липиды. В надземной части обнаружены тритерпеноиды, в листьях (вайях) — коричная, бензойная, кумаровая, кофейная, феруловая, протокатеховая, ванилиновая кислоты. Содержит канцероген птаквилозид и фермент тиаминазу (разрушает тиамин — витамин B1).

Биологически активные вещества папоротника представлены витаминами A, С, PP, B-каротином. Установлено, что преобладающими в составе папоротника по содержанию компонентами являются бензальдегид, который накапливается до 44 % и гексаналь — до 23 % от общего количества веществ.

Токсичность и канцерогенность

Орляк содержит фермент тиаминазу, разрушающий витамин В1, а щелок содержит примерно 0,05–0,06% , который является канцерогеном. Известно, что птакилозид вызывает геморрагические заболевания у жвачных животных, опухоли и гематологические проблемы у нежвачных животных, а также коррелирует с раком пищевода и желудка у людей.

Высокий уровень заболеваемости раком желудка наблюдается в Японии и Северном Уэльсе, где молодые стебли используются в качестве овощей, но неизвестно, играет ли папоротник-орляк какую-либо роль или рак может быть связан с другой причиной. Считается, что потребление молока, загрязненного птакилозидом, способствует развитию рака желудка у людей в андских штатах Венесуэлы. Споры также считаются канцерогенами, поэтому пыльца орляка может загрязнять этим канцерогеном воздух и питьевую воду в местах произрастания орляка. Потребление воды и мяса, зараженным птакилозидом, также может быть опасным.

У домашнего скота, такого как коровы, лошади и овцы могут наблюдаться симптомы отравления, если они употребляют папоротник орляк, а также у людей, если они употребляют его в сыром виде. В 1940-х годах сообщалось, что хроническая гематурия у крупного рогатого скота возникала на фермах, рядом с которыми произрастало большое количество папоротника-орляка, а в 1960-х годах проводились опыты по скармливанию крупному рогатому скоту папоротника-орляка, что вызывало острую интоксикацию, что приводило к нарушениям костного мозга, снижению уровня лейкоцитов и тромбоцитов, кровотечениям и хронической гематурия. В мочевом пузыре коров были обнаружены опухоли. Это послужило толчком к исследованию канцерогенеза папоротника-орляка. Для профилактики эффективным является удаление папоротника-орляка с пастбищ.