ANGIOSPERMS: EGENSKABER, KLASSIFICERING, LIVSCYKLUS - BIOLOGI - 2025

De dækfrøede er de mest talrige, forskelligartede og succesfuld gruppe af planter, der bebor planeten. De er kendt som blomstrende planter, da deres mest karakteristiske træk er blomsten.

Udtrykket angiosperm kommer fra de græske ord "angion", der betyder beholder, og fra ordet "sperma", som betyder frø. Derfor betyder navnet angiosperm beholder med frø.

Tulipanfelt (Kilde: John O'Neill, via Wikimedia Commons)

Blomsternes hovedfunktion i disse planter er at producere frugt og frø; frø kan produceres ved selvbestøvelse, krydsbestøvning eller ved ikke-seksuelle begivenheder såsom apomixis.

Angiosperms er en monofyletisk gruppe af karplanter, og det betragtes som en søstergruppe til gymnospermer. Den største forskel mellem angiosperms og gymnosperms er, at ægterne er lukket i æggestokken, som senere bliver frugten.

Angiosperms vokser og dominerer praktisk talt alle regioner på planeten med undtagelse af barskove. Der er angiospermer tilpasset terrestriske, akvatiske og epifytiske levesteder, hvor de tropiske regioner i Sydamerika er de rigeste i disse arter. Kaktus er angiospermer, der er tilpasset til at vokse i ekstremt tørre regioner.

Angiosperm blomster er tæt forbundet med pollinatorer og menes at have udviklet sig parallelt (co-evolution). Pollinatorer har modelleret tilpasningen af ​​planter til ægløsning dækning.

I gruppen af ​​angiospermplanter er der de mest varierende former for planter med meget små repræsentanter, såsom ænderør, der er 1 mm i størrelse, og gigantiske træer som Eucalyptus, der kan måle op til 100 m i højden.

I denne gruppe er de fleste af de plantearter af økonomisk betydning for menneskeheden, hvor majs, hvede, kaffe, kakao, kartoffel skiller sig ud blandt mange andre afgrøder, der er grundlæggende i menneskets kost.

Angiosperms formerer sig seksuelt efter dobbelt befrugtning, der producerer et embryo og en endosperm.

Angiosperms er repræsenteret af mere end 300.000 forskellige arter, groft klassificeret i 450 familier, og det er disse blomstrende planter, der har domineret Jorden i mere end 100 millioner år.

egenskaber

Angiosperms er for det meste fritlevende planter, men der er nogle parasitære og saprofytiske arter. Nogle angiospermer er lianer, der klatrer til toppen af ​​den tropiske regnskov, mens andre er epifytter, der vokser inden for det arboreale lag af skoven.

-Blommen af ​​angiosperms består af tre hvirvler: perianth, androecium og gynoecium.

-Den blosteret er struktureret fra modificerede skyde blade, der skaber blomsterbægeret og Corolla. Calyx er generelt grønt og fotosyntetisk, sammensat af bladformede kegler. Korallen er typisk farverig, prangende, duftende og består af individuelle eller smeltede kronblade.

-Den androecium består af sættet af støvdragere og disse støvdragere er bærere af pollen, hvor de mandlige gametofytter (microgametophytes) findes. Stamdæmperne er de mandlige reproduktionsorganer af blomster.

-Den frugtanlæg består af sættet af frugtblade der danner en eller flere støvvejene. Inde i carpels findes æggestokkene eller mega-sporangia, hvor den kvindelige gametophyte (macrogametophyte) findes. Carpels repræsenterer det kvindelige reproduktive organ af blomster.

Blomsten i angiosperms er biseksuel i langt de fleste arter, det vil sige, at den mandlige og den kvindelige gametophytes findes ikke kun på den samme plante, men også i den samme struktur.

De fleste arter af angiospermer besidder skibe som vand og mineralledende celler, men nogle grupper af basale angiospermer besidder tracheider som ledende celler.

Oprindelse og evolution

Angiosperms optrådte i den nederste kridte for cirka 125 millioner år siden og nåede en høj grad af specialisering i det midterste kridt. Plantefossiler fra det nedre kridt deler karakteristika med eksisterende og i øjeblikket genkendelige grupper.

De seneste forfædre til angiospermer forbliver et mysterium. Den mest almindeligt accepterede hypotese er, at de stammer fra medlemmer af den uddøde gruppe af Pteridiosperms, som vides at være planter med bregne-lignende frø og blade.

Hypotesen om angiosperms oprindelse er baseret på det faktum, at Pteridiosperms havde mandlige reproduktionsstrukturer, der ligner anthers, mens kvindelige strukturer var strukturer, der svarede til karpeller.

Første angiosperms

Blandt dem, der antages at være de tidligste angiospermer, er fossile planter af slægten Archaefructus, der stammer tilbage 130 millioner år. Dette er akvatiske planter, der er relateret til Magnoliaceae, fordi de præsenterer blomster uden en perianth, med karpeller placeret på stamenserne.

Blomsterne af Archaefructus klassificeres af botanikere som meget gamle blomster, forløbere for de aktuelle blomster af angiospermer, men nogle botanikere betragter blomsterne som atypiske, svarende til hvad der observeres i nogle nuværende angiospermer.

Cladist- og paleobotanists botanikere mener, at det er nødvendigt at opdage og beskrive flere fossiler med nye teknikker til at afsløre og løse det udfordrende mysterium om angiosperms oprindelse. Evolutionsanalyser i angiospermer er baseret på nøgleegenskaber såsom symmetri, blomsteregenskaber, palynologi og genomstørrelse.

Planternes genetiske natur er kompleks, og dette har begrænset deres evolutionære forståelse. Molekylære analyser klassificerer imidlertid arterne af Magnoliides-klingen som den mest forældre gruppe af angiospermer.

Angiosperms forfaderblomst er blevet genskabt med biseksuel karakter, radial symmetri, med to eller flere klynger, den separate perianth med udifferentierede bladvægge, androecium med tre let adskilt tykke stamens og gynoecium med fem individuelle spiralkarper.

Blomsterne fra de nuværende angiospermer (eudicotyledons) har cykliske blomster arrangeret af specialiserede hvirvler, skiftevis calyx og corolla. Udholdenhedstrådene i androeciumet er tynde med differentierede antringer og gynoeciumet med ringere tæpper, stilarter og stigmas.

Pollenkornene af angiospermer er en karakter, der har udviklet sig til at have tre eller flere åbninger (tricolpates), som observeret i eudicotyledons, mens man i gymnospermer og Archaefructus observerer pollenkorn med en enkelt åbning (monosulcate).

Klassificering af angiosperms

Den første klassificering af angiospermer blev udført af Linné baseret på det seksuelle planteres plan i 1735, han brugte blomsterpersoner for at skelne mellem grupper af fanerogrammer.

Planter klassificeres i øjeblikket i henhold til APG-systemet (Angiosperm Phylogeny Group). Dette system blev foreslået af et team af adskillige forskere, der foreslog en klassificering, der indeholdt al tilgængelig information om kendte plantefamilier.

APG-systemet bygger adskillelsen af ​​familier baseret på generne af chloroplaster og gener, der koder for ribosomer, da disse gener i organeller har en langsommere mutationsgrad. Mange morfologiske karakterer bruges også, såsom pollenmorfologi.

Det første APG-klassificeringssystem blev offentliggjort i 1998. I øjeblikket er APG-systemet i sin fjerde udgave, der blev offentliggjort i 2016 i Journal Botanical. APG IV anerkender 64 ordrer og 416 forskellige familier i modsætning til de 40 ordrer og 457 familier anerkendt af APG I.

Den nylige klassificering af angiosperms har gruppen "ANITA" (Amborellaceae, Nymphaeales, Illiciaceae, Trimeniaceae og Austrobaileyaceae), som den mest basale, hæver derefter clade Magnoliidae, derefter monocots og til sidst dicots og eudicots.

Angiosperm livscyklus

Som alle spermatofytter har angiospermer en veksling i generationer. Gametophyten udvikler sig fuldstændigt inden for sporophytens reproduktive strukturer, hvilket er en heterosporisk livscyklus.

Angiosperm livscyklusdiagram (Kilde: Angiosperm_life_cycle_diagram.svg: LadyofHats Mariana Ruizderivativt arbejde: Tinymonty via Wikimedia Commons)

Microgametophyte eller mandlig gametophyte

Cyklussen begynder med de kondensatorer, der producerer pollen eller mikrogametofytter. Hver stamen har en anther, der indeholder fire mikrosporangia eller pollensække, inden i hver pollensæk gennemgår stamcellen meiose og producerer fire haploide mikrosporer.

Mikrosporer vokser og udvikler sig til at producere et umodent pollenkorn, der består af en pollenrørcelle og en generativ celle, der vil producere to sædceller. Mikrosporer udvikler sig til at afslutte en ydre væg (exin) og en indvendig væg (intine).

For at afslutte udviklingen af ​​pollenkornet, skal det nå blomstrens modtagelige stigma, når der først er spiring af pollenrøret.

Megagametophyte eller kvindelig gametophyte

Udviklingen af ​​megagametofyten finder sted inden i mega-sporangia, som er en del af ægløsning, som findes inde i æggestokken. Æggestokken kan indeholde en eller flere ægløsning, som hver består af et megasporangium eller en kerne dækket af et integument.

Heltegnerne mødes ved åbningen af ​​stilen eller mikropylen, denne åbning er hvor pollenrøret trænger ind i blomsterne.

Inden for hvert megasporangium fungerer en megasporophyt som en modercelle for megasporerne og gennemgår meiose og danner fire haploide megasporer. Tre af disse megasporer sønderdeles eller degenererer, og megasporen længst fra mikropylen overlever, hvilket bliver megagametofytten.

I de fleste angiospermer producerer den udviklende megagametophyt otte kerner. Fire kerner er grupperet i den nedre og øvre ende. Dernæst migrerer to kerner mod midten. Disse kerner er kendt som polære kerner.

De resterende tre kerner i enderne danner individuelle celler, og de to polære kerner danner en enkelt binucleated celle. Cellen længst væk fra mikropylen vil give anledning til æggecellen, som vil blive flankeret af to kortlivede celler kaldet synergister.

Synergisterne vil deltage i befrugtningsprocessen ved at danne enderne af embryosækken. De andre tre celler placeret i den modsatte ende kaldes antipoder og vil fungere som næringsvæv til æggecellen.

Megametophyten, også kaldet embryosækken, består af otte separate kerner i syv forskellige celler. Inde i embryosækken er det, hvor det allerede befrugtede embryo vil udvikle sig.

Befrugtning

Når stigmaet modtager pollenkornet, stimulerer calciumioner på denne overflade spiringen af ​​pollenrøret i en periode fra et par timer til flere dage. Dette vokser gennem transmissionsstoffet i stilen til en af ​​synergierne.

Når de befinder sig i synergierne, uddriver pollenrøret to sædceller, der glider ind i det, og når de først er der producerer de en dobbelt befrugtning.

En af sædcellerne bevæger sig ind i synergisterne og befrugter den tilstødende ægcelle, hvilket giver anledning til en zygote, der bliver et embryo. Den anden sædcelle kombineres med cellen, der indeholder de to polære kerner, der efter at have gennemgået mitose danner næringsvæv kendt som endosperm.

Når befrugtningsprocessen er afsluttet, fortsætter frømodningsprocessen. Når frøet spirer, vokser og modnes, vil det give anledning til en moden diploid eller polyploid sporophyt, sagde sporophyt, når den udvikler sin blomst, vil den starte cyklussen igen.

Eksempler på angiospermarter

Som nævnt tidligere grupperer angiospermer alle blomstrende planter, som vi kender. Derfor kan valg af eksemplariske arter inden for denne plantedeling være en ikke-så-triviel opgave.

Fra det antropocentriske synspunkt har flere arter af angiospermer stor kommerciel betydning, da de repræsenterer de vigtigste fødekilder for mennesker. Mange arter af slægten Triticum er vigtige for produktionen af ​​spiselige mel rundt om i verden.

Zea mays er et godt eksempel på en anden spiselig art af stor betydning i kultur, historie og gastronomi i en stor del af landene i Mellem- og Sydamerika.

Coffea arabica er en plante med stor kommerciel interesse i verden, da dens korn bruges til produktion af kaffe, et område med stor økonomisk og gastronomisk betydning.

På samme måde er Thebroma cacao en anden eksemplarisk art af blomstrende planter, der er meget værdsat af mænd, og som har forskellige anvendelser. Alle frugter og nødder produceres af træer, hvis arter hører til gruppen af ​​blomstrende planter eller angiospermer.

Roser, tulipaner, solsikker og tusindfryd er alle gode eksempler på planter med kommerciel og kulturel interesse i mange lande på de fem kontinenter af jorden.

Referencer

1. Chase, MW, Christenhusz, MJM, Fay, MF, Byng, JW, Judd, WS, Soltis, DE,… & Stevens, PF (2016). En opdatering af Angiosperm Phylogeny Group-klassificeringen for ordrer og familier af blomstrende planter: APG IV. Botanisk tidsskrift for Linnean Society, 181 (1), 1-20.
2. Lindorf, H., De Parisca, L., & Rodríguez, P. (1985). Botanik Klassificering, struktur og reproduktion.
3. Luis, E., Eguiarte, LE, Castillo, A., & Souza, V. (2003). Molekylær og genomisk udvikling af angiospermer. Interciencia, 28 (3), 141–147.
4. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Planternes biologi. Macmillan. Agiosperms Pg (333-345)
5. Simpson, MG (2010). Plantsystematik. Akademisk presse. Udvikling af blomstrende planter. Pg (121-136).
6. Soltis, DE, Bell, CD, Kim, S., & Soltis, PS (2008). Angiosperms oprindelse og tidlige udvikling. NY Acad. Sci., 1133, 3–25.