Gymnosspermit ovat planeettamme vanhimpia siemenkasveja. Heillä oli tärkeä rooli villieläinten kehityksessä ja niillä on edelleen merkittävä asema maapallon elämässä. Meille tutut kuusi, mänty, kuusi, tuja, marjakuusi tai lehtikuusi ja vähän tunnettu velvichia, saaga tai ginkgo - kaikki nämä ovat "Gymnosperms" -nimisen ryhmän edustajia. Käsittelemme niiden rakennetta ja toistoa myöhemmin artikkelissa.
Alkuperä ja ikä
Siemensiementen ikä on 350 miljoonaa vuotta. Ne ilmestyivät ylä-devonilla (paleotsooisella kaudella) ja mesotsoisen aikakauden alussa olivat jo saavuttaneet huippunsa. Oletettavasti niiden alkuperä liittyy itiöiden - saniaisten - asteittaiseen kehittymiseen. Heihin verrattuna uusissa kasvilajeissa oli jo munasoluja ja siitepölyjyviä, jotka osallistuivat suoraan siemenen muodostumiseen. Gymnosspermsillä oli useita etuja:
- lisäys tapahtui ilmanvesi osallistuminen;
- siemenkuori ja ravinteiden saanti varmistivat taimen turvallisuuden.
Näistä syistä planeetan viherpeite oli lyhyen ajan kuluttua jo enimmäkseen siemeniä, joiden rakenne ja lisääntyminen vaikuttivat onnistuneeseen uusien alueiden ja ekologisten markkinarakojen kehittymiseen.
Rakennusominaisuudet
Enimmäkseen nimetyt kasvit kasvavat puiden ja pensaiden muodossa, useammin ikivihreinä ja harvemmin lehtipuina. Joskus ne voivat saavuttaa v altavia kokoja (sekvoia, setri). Suurin osa niiden lehdistä on neulamaisia tai suomuisia. Niitä kutsutaan neuloksi ja ne sisältävät hartsikäytäviä.
Puu muodostaa suurimman osan rungosta. Se sisältää onttoja kuolleita soluja, joissa on rei'itetyt seinämät - henkitorvi. Niiden läsnäolo on merkki tälle kasviryhmälle. Niiden kautta vesi virtaa ylöspäin juuresta lehtiin.
Siementen puu sisältää trakeidien lisäksi myös hartsikanavia. Siksi tämän ryhmän kasvien edustajat tunnistetaan helposti tuoksuvasta havupuiden tuoksusta. Hartsi kyllästää puuta, mikä estää sitä lahoamasta. Tästä johtuen havupuiden joukossa on paljon satavuotiaita. Esimerkiksi jotkut sekvoiat ovat noin 3000 vuotta vanhoja.
Siementen tärkein evoluutioetu on lisääntyminen ilman tippuvan kosteuden ja lisääntymiseliminä toimivien muodostumien läsnäoloa.
Siementen lisääntymiselimet
Kukkien puuttuminen on voimistelimen keskeinen ominaisuus. Näiden kasvien lisääntyminen tapahtuu käpyjen tai strobilusten osallistumisen myötä. Nämä muodostelmat on helppo tunnistaa männystä, kuusesta, kuusesta, lehtikuusta ja muista havupuiden edustajista. Niitä voidaan kutsua seksuaalisen lisääntymisen elimille.
Yleensä käpyjä on eri sukupuolta - ne voivat olla uros- ja naaraspuolisia ja sijaita joko samassa kasvissa (yksikotinen) tai eri kasveissa (kaksikotinen), jotka vaihtelevat kooltaan ja väriltään.
urossilmuja kutsutaan mikrostrobiileiksi ja naarassilmuja megastrobiileiksi. Strobila on lyhennetty ja muunneltu verso, jossa sporofyllit sijaitsevat - modifioidut lehdet. Siitepöly kypsyy mikrostrobiileissa. Megastrobileissä - munasolut.
Siementen lisääntymisen ominaisuudet
Yleensä siemensien lisääntymisprosessia tarkastellaan esimerkiksi männyn esimerkissä. Tämä on yksikotinen kasvi, eli uros- ja naaraskäpyt kehittyvät samassa puussa. Ensimmäiset niistä ovat suurempia, punertavan värisiä. Toiset ovat pieniä, vihertäviä tai sinertäviä.
Siementen jalostussuunnitelma on melko yksinkertainen. Kun siitepöly kypsyy mikrostrobiileissa, se roiskuu ulos, leviää tuulen mukana ja voi kulkea pitkiä matkoja. Tätä varten jokainen siitepölyjyvä on varustettu erityisillä laitteilla - siitepölypussilla. Pölyhiukkaset putoavat megastrobiileihin kehittyviin munasoluihin. Näin pölytys tapahtuu.
Yleensä se osuu kevään lopussa tai kesän alussa. pölytettynaaraskäpyt sulkeutuvat, niiden suomut tarttuvat yhteen hartsin kanssa. Hedelmöityminen tapahtuu munasoluissa suljettujen käpyjen sisällä.
Kuinka lannoitus tapahtuu
Munasolun sisällä on naaraspuolinen gametofyytti eli alkiopussi, joka käy läpi useita kypsymisvaiheita. Siitepöly tulee munasolun siitepölyn sisään, se alkaa itää siitepölyputkeen kohti arkegoniumia (kreikkalaisesta kaaresta - "alku", mennyt - "äidin kohtu"). Tämä muodostus sisältää munan. Kaiken kaikkiaan kaksi niistä kehittyy munasolussa, mutta vain yksi hedelmöittyy.
Sillä hetkellä kaksi siittiötä oli jo kypsynyt siitepölyjyvistä ja alkoi liikkua kasvuputkea pitkin. Kun yksi siittiöistä saavuttaa munasolun, hedelmöitys tapahtuu. Toinen siittiö kuolee. Kahden sukusolun fuusion jälkeen muodostuu siemenalkio - tsygootti. Itse munasolu muuttuu siemeneksi. Itäessään se käyttää ravintoaineiden saantia.
Näin siemennesteet lisääntyvät. Tämän prosessin kaavio näkyy valokuvassa.
Ripaatio ja siementen levitys
Hedellytyksen jälkeen siemenen kypsyminen alkaa. Männyssä nämä molemmat prosessit kestävät 2 vuotta. Kypsyessään käpyistä tulee puumaisia ja muuttavat väriä. Vähitellen niiden suomut avautuvat ja siemenet valuvat ulos niistä.
Siemenet eivät muodosta hedelmiä. Mutta levittääkseen suuriinetäisyys, siemenillä on erityisiä mukautuksia - pterygoidisia kalvomaisia kasvuja, joita tuuli kuljettaa helposti.
Jos ulkoiset olosuhteet eivät ole suotuisat itämiselle, siemenet voivat levätä pitkään ennen optimaalisia lämpötilaolosuhteita. Juuri näiden ominaisuuksien ansiosta siemenkasvit pääsivät saavuttamaan suuren määrän lajeja ja leviämään laajoille alueille.
Lajien ja edustajien lukumäärä
Kuvatussa ryhmässä on noin 600-700 lajia. Kaikki eivät ole säilyneet tähän päivään asti, jotkut edustajat ovat olemassa vain fossiilisena. Esimerkki:
- cordaite;
- bennetiitti;
- siemensaniaiset.
Muut edustajat ovat jakautuneet ympäri maapalloa ja kasvavat kaikilla ilmastovyöhykkeillä: eteläisestä trooppisesta (sagopalmut) kylmille pohjoisille leveysasteille (setri, lehtikuusi, kuusi, mänty).
Vanhin siittiöiden edustaja, joka on olemassa tähän päivään asti, on Ginkgo Biloba (biloba). Tätä kasvia kutsutaan eläväksi fossiiliksi, koska se on kasvanut planeetalla mesozoisista ajoista lähtien, mistä on osoituksena lukuisat jäljet muinaisten kivien kerrostumissa.
Evoluutiokehitys
Ensimmäisillä paleotsoisella aikakaudella syntyneillä siittiöillä oli useita etuja, joiden ansiosta ne saivat hallitsevan aseman planeetalla tuolloin. Näitä evoluutionaalisesti uusia ominaisuuksia kutsutaan aromorfooseiksi ja niiden avulla voit saavuttaauusi taso uusien alueiden ja ekologisten markkinarakojen kehittämisessä. Gymnosspersillä on useita ominaisuuksia:
- Lisäys suoritetaan ilman vesiympäristön osallistumista. Tämä mahdollisti suurten alueiden asuttamisen maalla.
- Hedelmöitys tapahtuu munasolun sisällä ja se on suojattu ulkoisilta vaikutuksilta – tällaiset siemenkotien lisääntymisen ominaisuudet varmistavat tulevan kasvin paremman turvallisuuden.
- Siemenen ulkonäkö mahdollisti tulevan alkion suojaamisen (siemenkuori) ja ravinnon (endospermi), mikä puolestaan lisäsi tämän ryhmän kasvien määrää.
Nämä piirteet erottivat heidät esi-isistään - saniaisista. Kasvimaailman evolutionaarisen kehityksen seuraava ja tänään viimeinen vaihe on koppisiementen ilmestyminen.
Siementen merkitys
Siementen roolia voi tuskin yliarvioida. Juuri he täyttävät noin kolmanneksen maailman metsistä, jotka osallistuvat ilmanpuhdistukseen ja jatkuvaan hapen uusimiseen. Lisäksi happea tuottavien kasvien ilmaantuminen ja laaja leviäminen planeetalle on johtanut muiden organismien ilmaantumista, jotka voivat käyttää tätä kaasua hengitykseensä.
Havupuut ovat tärkeimmät puun toimittajat ihmiselämän eri osa-alueille. Tätä raaka-ainetta käytetään aktiivisesti huonekalujen valmistuksessa, rakentamisessa, laivojen tuotannossa ja muilla strategisesti tärkeillä taloudellisen toiminnan aloilla. Kuusen puukuidut ovat erityisen arvokkaita korkealaatuisten papereiden valmistuksessa.
Gymnosspermia käytetään laaj alti lääketieteessä. Erityiset aineet - lähes kaikkien havupuiden erittämät fytonsidit - pystyvät puhdistamaan ilman patogeenisistä mikrobeista. Tästä syystä useimmat sanatoriot ja terveyskeskukset on rakennettu havumetsien alueelle. Tällainen hoito voi merkittävästi lievittää tai poistaa monia keuhkosairauksia.
