シダ植物
化石小葉植物のアステロキシロン Asteroxylon mackieiや大葉シダ植物のマツバラン類は根冠のある根を持たず、地下茎を持つ。また、小葉植物のうちヒカゲノカズラ科のヒカゲノカズラ属 Lycopodiumやアスヒカズラ属 Diphasiastrumでは静止中心様領域 QC-like areaを持つ根端分裂組織 (Type I)を、コスギラン属 Huperziaやヤチスギラン属 Lycopodiellaでは静止中心様領域を持たず前表皮 protodermと基本分裂組織 ground meristemが別々の層からなる根端分裂組織 (Type II)を、ミズニラ科ではそれらが根冠と独立した層にならない根端分裂組織 (Type III)、イワヒバ科では大葉シダ植物と同様に頂端細胞を持ち、それぞれ大きく異なった根端の形質を持つ。これらのことから、根は小葉類の各タイプおよび大葉シダ植物で独立に獲得された(多数回起源である)と考えられている。
イワヒバ科は葉を持たず根を専ら内生発生させる担根体 rhizophoreを持ち、これは地上根と考えられたこともあったが、現在では茎でも根でもない特有の器官と考えられている。
Wickettら (2014)やPuttickら (2018)による分子系統解析から、次のような系統樹が得られている。緑枠で囲んだ範囲が「シダ植物」"Pteridophyta"の系統的位置を示す。
伝統的分類では、シダ植物はマツバラン類(無葉類)、ヒカゲノカズラ類(小葉類)、トクサ類(楔葉類)、およびシダ類(大葉類)の4群に大きく分類されていた。このうちシダ類は胞子嚢が胞子体の表層の複数の細胞から生じ、完成した胞子嚢が複数の細胞層の壁を持つ真嚢シダ類(ハナヤスリ類 + リュウビンタイ類)および胞子嚢は単一の細胞から生じ、完成した胞子嚢は1層の細胞層の壁を持つ薄嚢シダ類が認められていた。
分子系統解析の結果から「シダ植物」は明らかに側系統であり、従来独立して扱われていたマツバラン類およびトクサ類がシダ類と同じクレードに入るようになった。また、真嚢シダ類と呼ばれていたリュウビンタイ類およびハナヤスリ類も、ハナヤスリ類とマツバラン類が姉妹群をなすことで側系統となった。つまり、従来考えられていた4群ではなく小葉類および大葉シダ類(トクサ類 + マツバラン類 + ハナヤスリ類 + リュウビンタイ類 + 薄嚢シダ類)の大きく2群に分けられるようになった。
分子系統解析により、系統関係が明らかになってくるにつれ、維管束植物は小葉植物と大葉植物(大葉シダ植物 + 種子植物)という大きなクレードに分かれることが分かってきた。シダ植物における分子系統樹に基づいた分類体系の先駆けはスミスら (2006)の分類体系である。スミスら (2006)の分類体系では、大葉シダ植物のみを Hasebe et al. (1995)、Pryer et al. (2004)、Schneider et al. (2004)、Korall et al. (2006)などの分子系統解析に基づき分類した。その後、ChristenhuszとChase (2014)はSchuettpelz and Pryer (2007)、Lehtonen (2011)、Rothfels et al. (2012)およびSchneider et al. (2013)の分子系統解析に基づき分類した。現在では、小葉植物、大葉シダ植物を包括的に扱った community-derived(研究者のコミュニティで広く受け入れられている分類を整理したもの)のPPG I分類体系が提案されている。
以下に上記の3分類体系の科までの比較を示す(Christenhusz & Chase (2014)では亜科まで)。和名は主に『岩波生物学辞典 第5版』 (2013)、海老原 (2016; 2017)に基づく。ただし、各分類群を対応させるため Smith et al. (2006)ではトクサ綱とマツバラン綱の順番を実際の論文と逆に示している。