Kasvimaailmassa täydellisin ja lukuisin ryhmä on koppisiementen tai kukkivien kasvien osasto. Näihin kuuluvat kaikki kasvit, jotka on varustettu siementen lisääntymiselimellä - kukalla. Kaikkiaan planeetalla on yli 350 tuhatta eri kasvilajia, joista ¾ kuuluu koppisiemenisille. Ne voivat kasvaa helposti vedessä, kuivissa aavikoissa ja peittää arojen maat monivärisellä matolla. Tässä artikkelissa tarkastellaan eri ympäristöolosuhteisiin täydellisesti sopeutuneiden koppisiementen elinkaarta, joita on levinnyt jäiseltä arktiselta Etelämantereelle.
Määritelmä
Angiospermit eli kukkivat kasvit ovat kasveja, joiden siemenen lisääntymiselin on kukka. Näitä ovat yrtit, kukat, pensaat ja puut. Kukat kehittävät uros- ja naarassukusoluja.(sukusolut). Siemenet sijaitsevat munasarjan sisällä, hedelmissä, tästä syystä nimi - koppisiemenet. Kukkien muoto, koko, rakenne ja väri vaihtelevat. Joissakin kasveissa ne ovat tuulen, toisissa hyönteisten pölyttämiä. Kasvukausi on myös erilainen kaikille - muutamasta viikosta (ephemera) satoihin vuosiin (tammi). Kaikilla koppisiemenillä on eri korkeuksia. On monia kasveja, joilla on pystyrunko, mutta on hiipiviä, hiipiviä ja kiipeäviä varsia. Juurijärjestelmä ja lehdet ovat melko erilaisia. Tästä erosta huolimatta koppisiementen elinkaari on selvä. Kaikki kasvit ryhmitellään niiden ominaispiirteiden mukaan. Taksonomian pääkriteeri on kasvien välisen suhteen aste. Kaikki kukkivat kasvit on jaettu kahteen luokkaan - kaksisirkkaisiin ja yksisirkkaisiin.
Niillä on suuri merkitys sekä luonnossa että yksilön elämässä. Jotkut niistä syövät ihmiset, kun taas toiset syötetään koti- ja villieläimille. Kasvisraaka-aineita käytetään eri teollisuudenaloilla. Koristekasveja käytetään maisemointiin, puukasveja rakentamiseen, lääkekasveja perinteisessä ja kansanlääketieteessä.
Koppisiementen kehityssykli
Sukupolvien vaihto on käynnissä. Meioosi tuottaa itiöitä, kun taas sukusolut ovat seurausta mitoosista. Sekä ne että muut muodostuvat kukkaan. Siksi sitä kutsutaan seksuaalisen ja aseksuaalisen lisääntymisen elimeksi. Siitepölyjyvissä (mikroporeissa) muodostuu suuria määriä urossukusoluja, jotka hyönteiset tai tuuli kuljettavatstigma.
Tämä ilmiö sallii koppisiementen pärjätä ilman kelluvia siittiöitä. Kaikissa kehitysvaiheissa sekä alkiot että siittiöt munien kanssa ovat saprofyyttikudosten luotettavan suojan alaisia. Tuloksena on kasviston kukinnan edustajien korkea elinkelpoisuus.
Kukkarakenne
Kopisiementen kiertokulku on gametofyyttien (sukupuolisten) ja sporofyyttien (aseksuaalien) sukupolvien vuorottelu, jota edustaa tavallinen kasvi, joka koostuu varresta, juuresta, lehdistä ja kukasta.
Jälkimmäisen terälehtien teriä ja vihreät verholehdet suojaavat kukan naaraspuolta (emi) ja urospuolta (heteet). Emi sisältää stigman, tyylin ja munasarjan munalla. Heteillä on kyky tuottaa siitepölyä, joka munasarjassa hedelmöittää munasolun. Tämän seurauksena muodostuu siemen. Hedelmä, joka suojaa siementä ja mahdollistaa sen leviämisen, tulee munasarjasta.
Koppisiementen ominaisuudet
Näiden kasvien yksinoikeus on seuraava:
- Kaksinkertainen lannoitus. Yhdestä siemenestä syntyy tsygootti munan kanssa kosketuksen jälkeen. Lisäksi siitä muodostuu alkio. Toisesta muodostuu triploidisolu, joka johtaa myöhemmin ravinteita sisältävän endospermin kehittymiseen.
- Siitepöly siirtyy aluksi emeen leimautumiseen ja edelleen munasolun siitepölyn sisään. Jälkimmäinen on suojattu vaurioilta, koska se on suljettu munasarjan emionteloon.
- Kukan läsnäolo mahdollistaa lisääntymisen siemenillä.
- Naaras gametofyytti on alkiopussi, kun taas urossugatofyytti on siitepölyjyvä. Ne kehittyvät melko nopeasti ja ovat suuresti yksinkertaistettuja, toisin kuin muut kasvit. Toisa alta ne ovat jatkuvassa suojassa ja riippuvaisia sporofyytistä.
- Koppisiementen elinkaarta hallitsee diploidi sporofyytti.
Lajike
Koppisiementen elämänmuotojen ja kokojen monimuotoisuus saa ihmisen mielikuvituksen yllätyksenä. Esimerkiksi Wolffian duckweed pidetään pienimpänä edustajana, sen halkaisija on noin yksi millimetri. Ja toisella puolella - jättiläinen eukalyptus, joka saavuttaa sadan metrin korkeuden. Kukkivien joukossa on siis:
- yrtit;
- pensaat;
- puut;
- pensaat;
- lianas ja muut.
Kolmea ensimmäistä pidetään tärkeimpänä. Pensaat ja puut ovat monivuotisia. Jotkut puulajit voivat elää yli tuhat vuotta. Ruohokasveissa on monia yksivuotisia kasveja. Kasvukauden aikana ne käyvät läpi koppisiementen koko elinkaaren. Lyhyesti sanottuna tätä voidaan kuvata seuraavasti:
- Kasvaa siemenistä.
- Kukka.
- Kasvata siemeniä.
- Kuole pois.
Luontossa on melko paljon monivuotisia ja kaksivuotisia nurmilajeja. Tapauksissa, joissa ne kasvavat paikoissa, joissa talvet ovat kylmiä, vihreä maaosa kuolee kylmänä vuodenaikana. Mukulat tai juurakot jäävät kuitenkin maahan, ja niillä on jonkin verran varaaravinteita. Keväällä kasvista muodostuu uusi vihreä osa. On tärkeää muistaa, että kaksivuotiset kasvit kantavat hedelmää ja kukkivat vasta toisena vuonna, ja sitten kasvi kuolee. Ja monivuotiset kasvit iloitsevat kukinnasta joka vuosi. Tässä on niin erilainen koppisiementen elinikä. Lisäksi kukkivien kasvien joukossa on saprofyyttejä, loisia ja puoliloisia, jotka ovat täysin menettäneet kykynsä fotosyntetisoida.
Tärkeimmät erot koppisiemenisten ja kastosiementen lisääntymisessä
Koppisiementen yksinoikeus on kukka, jossa itiöt ilmestyvät ja kuoriutuvat muodostaen naaras- ja urossukupolven sukusoluineen, ja myös pölytystä, gynogeneesiä ja siementen kehitystä tapahtuu. Koppisiemenissä, gametofyyteissä, siemenet muodostuvat emissä ja heteissä, ei käpyissä, kuten siemenissä. Koppisiemenissä munasolut muodostuvat emeen sisälle, toisin kuin voisiementen. Tämän ansiosta ne ovat turvallisesti piilossa ja suojassa huonoilta ympäristöolosuhteilta. Hedelmöityksen jälkeen munasolusta muodostuu siemen ja hedelmät nousevat emen pohjasta. Seuraava ero on kukkivien kasvien kaksinkertainen lannoitus eli endospermi muodostuu niissä hedelmöityksen jälkeen ja sinisiemenissä ennen hedelmöitystä. Lisäksi vegetatiivinen partenogeneesi tapahtuu vain koppisiemenissä. Siten koppisiementen elinkaari on jonkin verran erilainen kuin kasvimaailman voisiementen.
Ero seksuaalisen ja kasvullisen lisääntymisen välillä
Kukkiville kasveille on ominaista sekä seksuaalinen että kasvullinen lisääntyminen. Ensimmäinen liittyy kukkaan, jotenkoska sitä pidetään lisääntymiselimenä. Sukusolujen fuusion seurauksena muodostuneesta tsygootista kehittyy myöhemmin uuden kasvin alkio.
Ja vegetatiivisella lisääntymismenetelmällä muodostuu uusia edustajia lehtien, versojen, juurien eli kasvullisten elinten uudistumisen vuoksi.
Gymnosperms
Jos ne lisääntyvät, nämä kasvilajit tuottavat siemeniä, eivät itiöitä. Lisäksi ne eivät muodosta hedelmiä, ja niiden siemenet eivät ole suojattuja ja sijaitsevat kartiosuomujen pinnalla. Lehtikuusi, mänty, kuusi ovat tunnetuimpia kasvisiemenisiä. Suurimmaksi osaksi neuloja (neuloja) lehtien sijaan. Isosiemenisten joukossa on havupuita, ja niitä edustavat myös viiniköynnökset, puut ja pensaat. Gymnosperms-osaston yrtit puuttuvat. Kaikki siemenkasvit ovat ikivihreitä monivuotisia kasveja, joilla on pitkä elinikä. Siemenet kehittyvät munasoluista, joiden ihossa on ravinteita, tätä pidetään tärkeänä eduna itiökasveihin verrattuna.
Gymnosperm-kierto
Siementen ja koppisiemenisten elinkaaressa on joitain eroja. Ensimmäisessä hallitsee suvuton sukupolvi, ja gametofyytti kehittyy sporofyyttiin. Tarkastellaanpa yksityiskohtaisemmin voimisiementen kehitystä ikivihreän puun (mänty) esimerkin avulla. Aikuinen kasvi on sporofyytti. Itiöt kypsyvät käpyissä sijaitsevissa ns. itiöissä. Lisäksi uros ja nainen eroavat väriltään: ensimmäinen on keltainen ja toinen punainen ensimmäisenä vuonna. Lopussakeväällä (toukokuussa) ja ensimmäisen kesäkuun alussa urositiöt putoavat talostaan ja siirtyvät tuulen avulla päinvastaisiin käpyihin. Naarasitiöt itävät itiöiden sisällä muodostaen silmun, jossa on kaksi elintä. Juuri niissä tapahtuu munan kehitys, eli kasvu on gametofyytti. Hän on männyn uusi sukupolvi ja samalla tulevan alkion emo-organismi. Miespuolinen gametofyytti on siitepölyä, joka tuottaa siittiöitä.
Ensimmäisenä vuonna molempien sukupuolten sukusolut ovat epäkypsiä, joten hedelmöittymistä ei tapahdu. Naaraskäpyt sulkeutuvat pölytyksen jälkeen, ja niissä kehittyvät uros- ja naarassukusolut ympäri vuoden. Vuotta myöhemmin hedelmöitys tapahtuu naaraspuolisissa vihertävissä ja ruskeanvärisissä käpyissä. Sporofyytin ensimmäinen solu on tsygootti, joka jakautuu ja muodostaa uusista soluista alkion, jossa on juuri ja verso, eli kasvuelimiä. Sen ympärille muodostuu kuori ja ravinteet kerrostuvat. Näin siemen muodostuu naaraskäpyyn. Kolmantena vuonna ne muuttuvat ruskeiksi ja avautuvat. Tämän seurauksena siemenet putoavat maaperään ja itävät, nuori männyn sporofyytti ilmestyy.
Johtopäätös
Yli 350 perhettä, noin kolmetoista tuhatta sukua ja yli kolmesataa tuhatta koppisiementen lajia tunnetaan. Nämä autotrofiset organismit ovat olennainen osa maapallon kuorta.
Kukkivat kasvit hallitsevat voimisiemeniä. Ne mahdollistavat eläinmaailman olemassaolon. On todistettu, että jotkut eläinryhmät syntyivät vasta sen jälkeenMaa oli täynnä koppisiemenisiä. Tämä on kenties ainoa korkeampien kasvien joukossa edustettuna oleva ryhmä, jonka yksilöt pystyivät hallitsemaan uudelleen meriympäristön, eli levien ohella suolavedessä elävät erilaiset kukkivat kasvilajit.
