大葉シダ植物
トリメロフィトン類より基部に分岐した群と考えられるリニア類では、原生木部が茎の中心にあり、そこから外周に向けて放射状に後生木部が形成される心原型原生中心柱と呼ばれる維管束(中心柱)を持っていた。トリメロフィトン類では、背が高くなり茎が太くなるのと並行し、中心柱が放射状に複数の腕を出して伸び、心原型放射原生中心柱となった。これに対し、小葉類の祖先と考えられているゾステロフィルム植物では、リニア類のもつ心原型原生中心柱が外原型の原生中心柱になり、のちにアステロキシロンなどの絶滅小葉類で放射状となった。大葉シダ植物の系統に繋がるトリメロフィトン類では、腕状に伸びている中心柱の原生木部が中央部から消失し、腕の遠位端部分にのみ残り、中原型の放射原生中心柱となった。十字型だった原生木部が大葉シダ植物では中心柱の辺縁にネックレス様に配列するため、大葉シダ植物は monilophytes(monīle 首飾 + φυτά 植物)と呼ばれる。
トクサ類では、絶滅群であるスフェノフィルム類およびロボク科で木質植物と同様に両面維管束形成層を持つ。そのため、トクサ類の共通祖先で両面維管束形成層を獲得した、もしくは大葉植物(木質植物 + 大葉シダ植物)の共通祖先で両面維管束形成層を獲得し、トクサ類以外の大葉シダ植物で消失した可能性がある。大葉シダ植物の共通祖先では中原型放射原生中心柱'だったものが、スフェノフィルム類では外原型の3ヶ所の原生木部の内側に後生木部が形成されるようになり、現生のトクサ科とロボク科の共通祖先で原生木部が中原型から内原型に進化し、茎の中央に髄腔が、原生木部周辺に通水道が形成されるようになった。
Presl subfamily Hymenophylloideae Burnett ウラジロ目 order Gleicheniales Schimp. マトニア科 family Matoniaceae C.Presl ヤブレガサウラボシ科 family Dipteridaceae Seward & E.Dale ウラジロ科 family Gleicheniaceae C.Presl フサシダ目 order Schizaeales Schimp. カニクサ科 family Lygodiaceae M.Roem. フサシダ科 family Schizaeaceae Kaulf. アネミア科 family Anemiaceae Link サンショウモ目 order Salviniales Link サンショウモ科 family Salviniaceae Martinov デンジソウ科 family Marsileaceae Mirb. †ヒドロプテリス科 family Hydropteridaceae ヘゴ目 order Cyatheales A.B.Frank in Leunis チルソプテリス科 family Thyrsopteridaceae C.Presl ロクソマ科 family Loxsomataceae C.Presl クルキタ科 family Culcitaceae Pic.Serm. キジノオシダ科 family Plagiogyriaceae Bower タカワラビ科 family Cibotiaceae Korall メタキシア科 family Metaxyaceae Pic.
(亜科所属不明 subfamily incertae sedis) タマシダ科 family Nephrolepidaceae Pic.Serm. ツルキジノオ科 family Lomariopsidaceae Alston ナナバケシダ科 family Tectariaceae Panigrahi ツルシダ科 family Oleandraceae Ching ex Pic.Serm. シノブ科 family Davalliaceae M.R.Schomb. ウラボシ科 family Polypodiaceae J.Presl & C.Presl サジラン亜科 subfamily Loxogrammoideae H.Schneid. in Christenhusz et al. ビカクシダ亜科 subfamily Platycerioideae B.K.Nayar ハカマウラボシ亜科 subfamily Drynarioideae Crabbe, Jermy & Mickel オキナワウラボシ亜科 subfamily Microsoroideae B.K.Nayar エゾデンダ亜科(ウラボシ亜科) subfamily Polypodioideae Sweet ヒメウラボシ亜科 subfamily Grammitidoideae Parris & Sundue genus Synammia C.Presl(亜科所属不明 subfamily incertae sedis)
歴史的分類に関しては「シダ植物」を参照
以下に示す下位分類は、PPG I (2016)により提案されているものに『岩波生物学辞典 第5版』(2013)による化石シダ類を加えたものである。亜科までの分類を示す。和名は主に海老原 (2016)、『岩波生物学辞典 第5版』(2013)および邑田・米倉 (2010)に基づく。各亜綱は以前は綱とされることが多かった。右図は、PPG Iによるシダ植物の系統関係を示した分岐図で、種子植物より下が大葉シダ植物の科を示す。なお、各亜綱間の系統関係(リュウビンタイ科の分岐位置など)は上記に示した他の研究とは異なる。
茎頂分裂組織で複数の葉原基が同時に形成される被子植物の輪生葉とは異なり、トクサ類の輪生葉では茎頂の四面体の茎頂端幹細胞から3面で順次細胞が切り出され、3つの細胞が分裂して葉原基が形成される。1つ1つの娘細胞は時間間隔をあけて形成されるが、葉原基形成はうまく同調して起こる。
マツバラン類では他の大葉シダ植物の葉より単純な構造をした葉状突起という器官を付ける。そのうちイヌナンカクラン属 Tmesipteris では茎に二又に割れた葉状突起を形成し、茎から葉隙を作らずに1本の維管束が伸びる。対しマツバラン属 Psilotum では維管束を持たない葉状突起を付ける<。
薄嚢シダ類の葉は羽葉(うよう、frond)と呼ばれる。これはワラビ巻きから生じ、求頂的に成長するため、求基的に成長する広葉樹の葉とは異なっている。左右相称で背腹性を持ち、葉軸の維管束は上面に向かって開き、葉身は様々な程度に癒合する。また、先端にレンズ型の頂端幹細胞を持ち、カニクサなどでは葉の先端部分が無限成長し羽片を作り続けることから、種子植物より茎的な性質を保持している。