- Egenskaber ved spermatofytter
- Habitat
- Klassificering og taksonomi
- nøgenfrøede
- dækfrøede
- Livscyklus og reproduktion
- Generationers veksling
- Blomster
- Eksempler på spermatofytarter
- Evolution af spermatofytter
- - Udvikling af frø
- 1-Heterosporia
- 2-Endosporia
- 3-reduktion i antallet af megasporer
- 4-tilbageholdelse af megaspore
- 5-Udvikling af integumentet
- - Udvikling af pollenkorn
- Pollenrøret
- Referencer
De espermatofitas eller blomstrende planter, også kendt som "frø planter" er en stor monofyletisk slægt af planter tilhørende gruppen af lignofitas (træagtige planter), og som er klassificeret begge dækfrøede (blomsterplanter) som nøgenfrøede (nåletræer og lignende).
Spermatophytter danner en separat gruppe fra ligniofytter takket være det fælles træk ved frøudvikling, som er beskrevet i lærebøger som en "evolutionær nyhed" for gruppen.
Fotografi af et æbletræ, en spermatofytplante (Kilde: W. carter / CC0, via Wikimedia Commons)
Ordet "spermatophyt" betyder bogstaveligt "planter med frø", da det kommer fra de græske ord "sperma", som betyder frø, og "phyton", der betyder plante.
Spermatophytter er en af de vigtigste organismer på jorden, da både angiospermer og gymnospermer er to ekstremt rigelige grupper, der er essentielle for funktionen af praktisk talt alle landlige økosystemer.
Hvis du hurtigt tænker over det, er planter med frø sandsynligvis den mest kendte gruppe for de fleste mennesker, ikke kun fra et ernæringsmæssigt perspektiv (da olier, stivelse og proteiner fås fra frøene fra mange planter), men også fra et landskabssynspunkt.
Spermatophytter er de gigantiske redwoods i Californien, de store og grønne træer i Amazonas regnskov, liljer og roser, ris, havre, majs, hvede og byg blandt tusinder af andre.
Egenskaber ved spermatofytter
- Det vigtigste kendetegn ved spermatofytter eller phanerogams er produktion af frø efter pollinering, det vil sige som et produkt, der er resultatet af fusionen af to kønsceller.
- Det er fotosyntetiske organismer, det vil sige, de har kloroplaster, der indeholder klorofyll, hvorfor de kan omdanne lysenergien fra solens stråler til brugbar kemisk energi.
- Kroppen af disse grøntsager er opdelt i rod, stilk og blade.
- Nogle spermatofytter, angiospermer, producerer blomster og fra disse blomster stammer frugterne, som er dem, der indeholder frøene.
- Gymnospermer producerer ikke blomster, men de har specialiserede strukturer til støtte for frøene.
- De fleste spermatofytter har et veludviklet karvæv, der består af xylemvæv og tracheider.
- De er vidt distribueret over biosfæren, så de optager hundreder af forskellige levesteder.
- De kan have væv med sekundær vækst eller ej.
Habitat
Blomstrende planter (angiosperms) vokser i stort set enhver beboelig region på jorden (undtagen nåletræer) og kan endda dominere nogle akvatiske økosystemer. Derfor er de i stand til at bo:
- Ørkener
- Sletter
- Serranías
- Hav, hav og floder
På lignende måde har gymnospermer, andre frøplanter også stor plastificitet med hensyn til det levested, de kan optage, selvom de er mere begrænset til jordiske og ikke-akvatiske miljøer.
Klassificering og taksonomi
Frøplanter hører til Spermatophyta-divisionen. I denne afdeling er bregnerne grupperet med frø "Pteridosperms", Gymnosperms og Angiosperms.
Frøbregner er en gruppe, der hovedsageligt består af fossile planter, så spermatofytter betragtes ofte som Gymnosperms og Angiosperms.
nøgenfrøede
Kegler af en fyr, en Gymnosperm (Kilde: Sridhar Rao / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons)
Ordet "gymnosperm" betyder "planter med nøgne frø" (gymnos, der betyder "nøgen" og sædceller, som betyder "frø").
Afhængigt af den undersøgelse, der analyseres, er denne gruppe af planter en "ikke-naturlig" gruppe, da dens medlemmer er af paraphyletisk oprindelse, hvilket betyder, at ikke alle har den samme fælles stamfar; eller det er en monofyletisk gruppe, bror til angiospermer.
- Gruppemedlemmerne mødes i denne afdeling, fordi de deler den fælles egenskab (apomorfi) for ikke at producere blomster.
- Derudover har disse planter strukturer kendt som "kegler", nogle kvindelige og en han.
- Frøene er ikke indkapslet inden i en frugts væg efter befrugtning.
- De har rullede blade, nåleformede og rigelige i voksarter.
Gymnospermer er opdelt i følgende linjer:
- Cycadophyta, tænkte afstamningen at være den mest basale
- Ginkgophyta
- Coniferophyta, nåletræer
- Gnetophyta eller Gnetales, undertiden klassificeret i gruppen af nåletræer
dækfrøede
Blomster af Tetradenia riparia, en angiosperm. Conrado / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)
Blomstrende planter er tværtimod en bevist monofyletisk gruppe, der betragtes som en søstergruppe til gymnospermer. De er langt den mest rigelige, forskelligartede og vellykkede gruppe af planter af alle, der omfatter mere end 95% af alle plantearter, der lever i dag.
De er også en af de vigtigste planter for det verdensøkonomiske system, da de ikke kun udnyttes til produktion af fødevarer, men også til udvinding af forskellige typer råvarer.
- Alle angiospermer har blomster, normalt bifil (begge køn i samme blomst).
- Dens frø er indkapslet i en æggestokk, der udvikler sig til en frugt.
- De udviser generelt dobbelt befrugtning.
Angiosperms består af en ekstremt rigelig og forskelligartet gruppe, hvis klassificering er genstand for undersøgelse af mange specialister på området, så der er nogle uoverensstemmelser mellem en klassificering og en anden. Imidlertid er blandt de mest accepterede, at denne gruppe inkluderer clades:
- Amborellales
eller Nymphaeales
- Austrobaileyales
- Magnolider
eller Laurales
eller Magnoliales
eller Canellales
o Piperales
o Monocotyledons
- Petrosavials
- Acorales
- Skeblad-ordenen
- asparges-ordenen
- Dioscoreales
- lilje-ordenen
- skruepalme-ordenen
eller Commelinidos
- Arecales
- Tradescantia-ordenen
- ingefær-ordenen
- Poales
eller Eudicotyledons
- buksbom-ordenen
- Trochodendrales
- Ranunkel-ordenen
- Proteals
- berberidopsidales
- Dillenials
- Gunnera-ordenen
- Nellike-ordenen
- sandeltræ-ordenen
- Stenbræk-ordenen
- Rosides
- Vital
- crossosomatales
- Storkenæb-ordenen
- Myrte-ordenen
- kreosotbusk-ordenen
- Benved-ordenen
- Cucurbitals
- ærteblomstordenen
- Fagales
- barbadoskirsebær-ordenen
- Oxalidal
- Rosales
- Orchards
- korsblomst-ordenen
- katost-ordenen
- sæbetræ-ordenen
- Asterids
- Kornel-ordenen
- Lyng-ordenen
- garryales
- Ensian-ordenen
- læbeblomst-ordenen
- natskyggeordenen
- skærmplante-ordenen
- kristtorn-ordenen
- Kurvblomstordenen
- Kartebolle-ordenen
Livscyklus og reproduktion
Spermatofyternes livscyklus er kendt som "sporisk", hvor sporofytten dominerer og frø produceres, og gametofytten, i modsætning til andre grupper af planter, reduceres inde i ægløsningen eller pollenkornet.
Generationers veksling
Herfra forstås, at alle planter med frø har veksling i generationer, en gametophytic og en anden sporophytic, men gametophyten udvikler sig kun, når planterne når voksen- eller reproduktionsstadiet.
Sporofytterne er de, der bærer de specialiserede strukturer, hvor kvindelige og mandlige gametofytter fremstilles. Mikrosporangia producerer pollenkorn (han), og megasporangia producerer megasporer eller ægløsning (hun).
I nogle tilfælde findes både megasporangium og microsporangium hos forskellige individer eller strukturer (Gymnosperms), men generelt er begge i de fleste planter i den samme struktur kendt som en blomst (Angiosperms).
Blomster
En blomst er en specialiseret struktur for reproduktion og stammer fra stilken som en "forlængelse" af plantens krop.
Megasporangium indeholdt i blomsterne har en "beholder" (æggestokken), der fungerer i modtagelsen af pollenkorn, der er produceret af mikrosporangium (fra den samme blomst eller fra forskellige blomster).
Æggene i æggestokken har alle de nødvendige næringsstoffer til støtte for udviklingen af embryoet, frøet og frugten, en proces, der finder sted efter bestøvning og befrugtning af ægløsningen med et pollenkorn.
De således producerede frø kan spredes på forskellige måder og når de først spirer, danner de en ny sporophyt, der kan gentage livscyklussen.
Eksempler på spermatofytarter
Spermatophytter er ekstremt forskellige planter med meget forskellige livscyklusser, former, størrelser og livsformer.
Til denne gruppe tilhører alle de blomstrende planter, vi kender, praktisk talt alle de planter, vi spiser til mad og de store og majestætiske træer, der udgør skove og jungler, der understøtter dyrenes liv.
- Æblet, typisk for efterårssæsonen i mange sæsonbestemte lande, hører til Malus domestica- arten, det er en del af Magnoliophyta-divisionen og Rosales-ordenen.
- Pinus mugo er en arter af busk fyrretræ, der vokser i Alperne, og hvorfra nogle forbindelser med slimløsende, antiastmatiske og desinfektionsegenskaber udvindes.
- Brødet, som mennesket konsumerer dagligt, er lavet af mel fremstillet af frøene af hvede, en arter af angiosperm, der tilhører slægten Triticum, og som kaldes Triticum aestivum.
Evolution af spermatofytter
Udviklingen af frøplanter er tæt knyttet til udviklingen af to strukturer: frø og pollenkorn.
- Udvikling af frø
Udviklingen af frø er en proces, der fandt sted i flere trin, men den nøjagtige rækkefølge af dem er ikke kendt, og det kan være sket, at to eller flere forekom på samme tid. Dernæst præsenteres "trin" i udviklingen af frø, som nogle forfattere foreslår:
1-Heterosporia
Udtrykket refererer til dannelsen af to typer haploide sporer (med halvdelen af den kromosomale belastning af planten, der gav dem oprindelse) inde i to forskellige sporangia
- Megaspores: stort og lille i antal, produceret af meiose i en struktur kendt som et megasporangium. Hver megaspore udvikler sig inden i den kvindelige gametofyt, hvor archegonia findes.
- Microsporer: de meiotiske produkter fra microsporangium. Mikrosporer stammer fra den mandlige gametophyt, hvor antheridien findes.
Det betragtes som et af de væsentlige “trin” under udviklingen af spermatofytter, fordi forfædres tilstand bestod af homosporium, dvs. produktion af kun en type sporer (lige sporer).
2-Endosporia
Ud over dannelsen af to forskellige typer sporer udviklede spermatofytterne en anden tilstand kendt som endosporia, som består af den komplette udvikling af den kvindelige gametophyt inde i den oprindelige spore væg.
Forfædres tilstand er kendt som "exosporia" og har at gøre med spiringen af sporen og dens vækst som en ekstern gametofyt.
3-reduktion i antallet af megasporer
Frøplanter er kendetegnet ved at producere en enkelt megaspore, en egenskab, der menes at have udviklet sig på to måder.
Oprindeligt måtte de have erhvervet evnen til at reducere antallet af meiose-celler inden i megasporangiumet til kun en; Det er vigtigt at bemærke, at hver af disse celler er kendt som en megasporocyt- eller megaspore-modercelle.
Efter meiose giver en enkelt diploid megasporocyt anledning til 4 haploide megasporer. Tre af disse megasporer "afbrydes", hvilket efterlader en enkelt funktionel megaspore, som stiger i størrelse, hvilket er korreleret med stigningen i størrelse og ernæringsressourcer i megasporangium.
4-tilbageholdelse af megaspore
En af forfædres betingelser eller egenskaber ved spermatofytter er, at megasporen frigøres fra megasporangium, noget der ændrede sig i denne gruppe, da i disse planter holdes megasporen, når den først blev produceret, inde i megasporangium.
Denne nye evolutionære "erhvervelse" blev ledsaget af en reduktion i tykkelsen af megaspore-cellevæggen.
5-Udvikling af integumentet
Mange forfattere betragter dette som en af de sidste begivenheder, der fandt sted under udviklingen af frøplanter. Det er "dækningen" af megasporangium af et specielt væv kaldet integumentet, der omgiver det næsten fuldstændigt med udtryk for den distale ende.
Integumentet vokser fra basen af megasporangium, som i mange tekster kan kaldes nucela.
Fossile poster viser, at integumentet først udviklede sig som to separate lober, men alle frøplanter, der findes i dag, har et integument, der består af en kontinuerlig afdækning, der omgiver kernen bortset fra mikropylen, som er den ekstreme distal.
Mikropylen er indgangsstedet for pollenkorn eller pollenrøret under befrugtningen af megasporen, så den deltager aktivt i denne proces.
- Udvikling af pollenkorn
Udviklingen af frø blev direkte ledsaget af udviklingen af pollenkorn, men hvad er et pollenkorn?
Et pollenkorn er en umoden mandlig endosporisk gametophyte. Endosporiet i disse strukturer udviklede sig på en lignende måde som hvad der skete i frøene, da det involverede udviklingen af den mandlige gametophyt inde i spore væggene.
De er umodne, for når de frigives, er de endnu ikke fuldstændigt differentierede.
I modsætning til andre typer planter, og som diskuteret ovenfor, er pollenkorn meget forskellige fra megasporer. Dette er ekstremt små mandlige gametofytter, der består af et par celler.
Når frigøres fra mikrosporangium, skal pollenkornene transporteres til mikropylen på ægløsningen for at befrugtning kan finde sted. Bestemmelsen af bestøvningen af bestøvningen var anemofil (vindbestøvning).
Når han er i kontakt med æggen, afslutter den mandlige gametophyte sin udvikling ved at dividere ved mitose og differentiere. Herfra vokser et eksosporisk pollenrør (uden for sporen), der fungerer som et organ til absorption af næringsstoffer omkring det sporofytiske væv.
Pollenrøret
Alle frøplanter, der findes i dag, har mandlige gametofytter, der er i stand til at danne et pollenrør kort efter, at de kommer i kontakt med vævet i megasporen (nucelaen). Dannelsen af pollenrøret er kendt som syphonogamy.
Ud over at fungere som et organ til absorption af mad fungerer pollensrøret i afgivelsen af sædceller til ægets "æg".
Referencer
- Merriam-Webster. (Nd). Spermatofytplanter. I Merriam-Webster.com ordbog. Hentet 7. april 2020 fra merriam-webster.com
- Nabors, MW (2004). Introduktion til botanik (nr. 580 N117i). Pearson.
- Simpson, MG (2019). Plantsystematik. Akademisk presse.
- Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Planternes biologi. Macmillan.
- Westoby, M., & Rice, B. (1982). Udvikling af frøplanter og inklusiv egnethed af plantevæv. Evolution, 36 (4), 713-724.