Varens.            Varens zijn geheimzinnige planten. Ze zijn al heel oud. Fossielen van varens laten planten zien die heel veel lijken op de tegenwoordig levende soorten. Varens zijn ook geliefd vanwege hun exotische uiterlijk. Veel soorten varens komen in het tropisch regenwoud voor. Varens waren in het Engeland van de 19e eeuw zeer geliefd. Er heerste een ware varenmanie. Engeland kent vanwege zijn vochtige klimaat met milde winters een groot aantal soorten varens, meer dan 70. In totaal zijn er wereldwijd circa 1300 soorten varens, verdeeld over 10 geslachten (genera) en 5 families. Varens komen overal ter wereld voor, behalve op plekken waar jaarrond zeewater staat of die met sneeuw en ijs bedekt zijn. Er zijn enkele soorten die kosmopolitisch voorkomen, waaronder Adelaarsvaren (Pteridium aquilinum) en Gewone maanvaren (Botrychium lunaria). Evolutie van varens. Varens zijn al oeroud. Voorouders van verschillende groepen van de huidige varens bestonden al in het Carboon. Hiertoe behoort onder meer uit de familie van de Marattiaceae. Varenfamilies uit het Carboon leiden in het Perm tot de ontwikkeling van de meeste huidige varenfamilies. Zo kwamen de Osmundaceae al in het Perm voor. De meeste huidige varenfamilies stammen echter uit het Mesozoïcum (Trias, Jura en Krijt). Zo zijn de Ophioglossales als fossiel uit Jura en Krijt bekend. Wat maakt een plant tot een varen ? Een varen zou in het kort kunnen worden omschreven als een plant met een vertakt systeem van vaatbundels waardoor ze zich op het land kunnen voortplanten. De voortplanting gebeurt door middel van sporen die gevormd worden in sporendoosjes aan de onderzijde van het blad. Varens hebben wortelstokken met zijwortels. Deze wortelstok kan heel kort, maar ook heel lang zijn en zelfs een rechtopstaand stammetje vormen. De bladeren staan verspreid op de lange kruipende wortelstok of in bundels bij elkaar. De bladeren zijn meestal ingesneden, vaak ook meermaals gedeeld. De bladeren zijn veervormig, soms handvormig of gaffelvormig vertakt. De jonge bladeren zitten opgerold, ook dit is typerend voor varens. Veel soorten vertonen bladdimorfie, dat betekent dat er verschillende types bladeren per plant zijn. Meestal zijn de steriele bladeren anders dan de fertiele (sporedragende) bladeren. Voorbeelden hiervan zijn Dubbelloof (Blechnum spicant) en Struisvaren (Matteucia struthiopteris). De sporedoosjes (sporangiën) staan in groepjes (sori) bij elkaar. De sori worden bij bepaalde soorten, zoals Wijfjesvaren (Athyrium filix-femina) en de Niervarens (Dryopteris sp.) beschermd door een dekvliesje (indusium) dat allerlei vormen kan hebben. De vorm van de sori en de vorm van het indusium zijn goede determinatiekenmerken van de verschillende soorten varens. Voortplanting. Al in de renaissance was bekend dat varens zich door middel van sporen voortplanten, maar hoe dit precies werkte, werd pas in de 19e eeuw ontdekt omdat er toen betere miscroscopen kwamen om onderzoek te doen. Varens laten het transport van sporen over aan wind en water. Sporen zijn nameljik bij uitstek geschikt om op deze manier varens over grote afstanden te verspreiden. Ze zijn klein, meestal tussen 1/200e mm dik en licht. Hierdoor komen regelmatig sporen van de ene soort op de andere soort terecht en ontstaan er hybriden. Dit komt onder meer bij de Niervarens (Dryopteris) voor. Sporen bestaan in twee modellen, de oudste bezitten een drie-armige kiemspleet (trilete spore). De meeste varenachtigen en vele varens hebben dit type sporen. Het tweede model is de monolete spoor dat boonvormig is en waar op de plek van de naad een kiemspleet zit. Deze spleet dient om de voorkiem bij kieming eruit te laten. Elke varencel is diploïd en bevat twee chromosomensets, een van elke ouder. De varenplant zelf is ook diploïd. De diploïde levensvorm, de varenplant zelf, wordt sporofyt genoemd. Op de sporofyt worden sporedoosjes gevormd die sporangiën heetten. In de sporangiën zitten sporemoedercellen die zich elk in vier cellen met elk slechts één chromosomenset delen (reductiedeling). Daarna groeien deze cellen uit tot sporen. Een spore is heel klein, één cel groot met één chromosomenset. In elk sporangium zitten er duizenden. De spore is haploïd en bevat dus één chromosomenset. De spore heeft een stevige wand die haar tegen de invloed, zoals uitdroging, van buitenaf beschermt. Bij de mens vermelten twee haploïde cellen met elkaar om zo een nieuw diploïd individu te vormen. Bij varens onstaat bij de voortplanting eerst nog een haploïd stadium, een voorkiem die gametofyt of prothallium wordt genoemd. De gametofyt is een groen levermosachtig plantje dat altijd kleiner is dan één centimeter. De gametofyt zit vaak tegen de grond aangedrukt of zelfs ondergronds. Bij watervarens wordt de gametofyt binnen de sporewand gevormd. Onder invloed van water en licht kan de gametofyt kiemen en uit de spore groeien. Op de gametofyt ontwikkelen zich mannelijke en vrouwelijke geslachtsorganen die antheridia en archegonia worden genoemd. In deze bolvormige structuren worden haploïde spermatozoïden en eicellen gevormd. De spermatozoïden kunnen de eicellen alleen via water bereiken, dit verklaart mede waarom varens met name in vochtige klimaten voorkomen. Na de bevruchting groeit op de gametofyt weer een diploïde sporofyt (varenplant). De gametofyt vergaat dan weer. De meeste varens zijn homospoor, dat wil zeggen dat er maar één soort sporen voorkomt. Watervarens, zoals Marsileaceae, Salviniaceae en Azollaceae, Biesvarens (Isoetaceae) en Selaginellaceae zijn echter heterospoor, deze hebben kleine en grote sporen die in verschillende sporedoorsjes voorkomen. Ze vormen in een megasporangium één of meerdere megasporen. Deze groeit binnen de spore uit tot een voorkiem die ook vrouwelijke geslachtsorganen bevat. De spore gaat daardoor vaak pas open als de eicellen rijp zijn voor bevruchting. In het microsporangium worden vele kleine microsporen gevormd. Zij ontwikkelen zich binnen de sporewand tot kleine voorkiemen waarop zich mannelijke geslachtsorganen bevinden. Via het water worden de spermatozoïden dan weer naar de vrouwelijke geslachtsorganen getransporteerd. Varens worden op grond van kenmerken van het sporedoosje (sporangium) opgedeeld in twee groepen. De eusporangiate varens, die sporedoosjes met een celwand met een dikte van meerdere cellen bezitten en waarin zeer veel, 100-en tot 1000-en sporen worden gevormd, en de leptosporangiate varens, die een sporedoosje met een celwand met een dikte van een cel hebben waarin doorgaans 64 of minder sporen worden gevormd. De sporagniumwand bevat een groep speciale dikwandige cellen (annulus) die ervoor zorgen dat het sporangium openspringt waneer de sporen rijp zijn. De Addertongfamilie (Ophioglossaceae) is eusporangiaat en wordt als primitief gezien. De Koningsvarenfamilie (Osmundaceae) wordt gezien als een tussengroep die een sporendoosje met een annulus heeft, maar waarin ook enorme aantallen sporen gevormd worden. De meeste overige families zijn leptosporangiaat. Omdat de voortplanting met sporen nog al wat risico's met zich meebrengt, de spore moet vaak binnen een week op het juiste substraat terecht komen, vertonen veel varens ook een ongeslachtelijke voortplanting. Ze vermeerderen zich dus doordat delen van een varenplant weer uitgroeien tot een compleet nieuwe plant. Dit kan bijvoorbeeld door een kruipende wortelstok waaruit steeds nieuwe stengels of bladeren ontstaan. Dit gebeurt onder meer bij Adelaarsvaren (Pteridium aquilinum). Drijvende watervarens zoals Kroosvarens (Azollaceae) en Vlotvarens (Salvinaceae) kunnen zich snel en effectief vermeerderen door in stukken te breken waarbij ieder stuk apart kan uitgroeien. Zo kunnen ze snel grote wateroppervlakken dichtgroeien. Varenfamilies- en geslachten. Er bestaan wereldwijd 33 varenfamilies. De omvang van de families verschilt behoorlijk, er zijn families die maar één soort omvatten, ook zijn er families met slechts één geslacht. Zo omvat de familie Aspliniaceae alleen maar het geslacht Asplenium dat echter 720 soorten telt. Vee overzichtelijker is de familie Azollaceae waarvan het geslacht Azolla 6 soorten omvat. Andere families omvatten meerdere geslachten, waaronder de Dryopteridaceae dat 45 geslachten omvat, de Polypodaceae met 29 geslachten en de Pteridiaceae met 34 families.