- Spermatofiták jellemzői
- Habitat
- Osztályozás és taxonómia
- nyitvatermők
- A zárvatermők
- Életciklus és szaporodás
- A generációk váltakozása
- Virágok
- Példák a spermatofita fajokra
- Spermatofiták fejlődése
- - A mag fejlődése
- 1-Heterosporia
- 2-Endosporia
- 3-Megaspórák számának csökkentése
- 4-A megaspóra megtartása
- Az integrátum 5-ös evolúciója
- - A pollenszemcsék fejlődése
- A pollencső
- Irodalom
Az espermatofitas vagy virágos növények, más néven "magnövények" egy nagy monofiletikus növényfaj, amely a lignofitas (fás szárú növények) csoportjába tartozik, és amelyeket mindkét ültetvényt (virágos növényt) tornapergőknek (tűlevelűek és hasonlóak).
A spermatofiták külön csoportot képeznek a lignofitáktól, a vetőmagfejlődés közös tulajdonságának köszönhetően, amelyet a tankönyvekben a csoport „evolúciós újdonságának” írnak le.
Fénykép almafáról, spermatofita növényről (Forrás: W. carter / CC0, a Wikimedia Commons segítségével)
A "spermatofita" szó szó szerint azt jelenti, hogy "növények magvakkal", mivel a görög "sperma", ami magot jelent, és a "fiton", ami növényt jelent.
A spermatofiták a földön az egyik legfontosabb organizmus, mivel mind az ókori, mind a tornászok két rendkívül gazdag csoport, amelyek nélkülözhetetlenek gyakorlatilag minden szárazföldi ökoszisztéma működéséhez.
Ha gyorsan gondolkodik, a vetőmagokkal rendelkező növények a legtöbb ember számára valószínűleg a legismertebb csoport, nem csupán táplálkozási szempontból (mivel az olajokat, keményítőket és fehérjéket számos növény magjából nyerik), hanem tájkép szempontjából.
A spermatofiták Kaliforniában az óriás vörösfák, az Amazonas esőerdőjének nagy és leveles fái, liliomok és rózsa, rizs, zab, kukorica, búza és árpa több ezer közül.
Spermatofiták jellemzői
- A spermatofiták vagy a fajgátlatok fő jellemzője a beporzás utáni magtermelés, azaz két nemi sejt összeolvadásakor keletkező termék.
- Ezek fotoszintetikus organizmusok, vagyis kloroplasztokkal rendelkeznek, amelyek klorofilt tartalmaznak, így átalakíthatják a napsugarak fényenergiáját felhasználható kémiai energiává.
- Ezeknek a zöldségeknek a testét gyökérre, szárra és levelekre osztják.
- Egyes spermatofiták, angiospermák virágot termelnek, és ezekből a virágokból származnak a gyümölcsök, amelyek magukat tartalmazzák.
- A gymnosperms nem termel virágot, de speciális struktúrájuk van a magok támoga tására.
- A legtöbb spermatofita jól fejlett érrendszerrel rendelkezik, amely xilem szövetből és tracheidból áll.
- Széles körben elterjedtek a bioszféra között, tehát több száz különböző élőhelyet foglalnak el.
- Lehet, hogy szövetük másodlagos növekedésű, vagy nem.
Habitat
A virágos növények (zsigeri növények) a földön gyakorlatilag bármely életképes régióban növekednek (a tűlevelű erdők kivételével), és akár egyes vízi ökoszisztémákban is uralhatják őket. Ezért képesek lakni:
- Sivatagok
- Sima
- Serranías
- Óceánok, tengerek és folyók
Hasonlóképpen, a gymnosperms, más magnövények is nagy plaszticitással rendelkeznek az általuk elfoglalt élőhely szempontjából, bár ezek inkább a szárazföldi és nem vízi környezetre korlátozódnak.
Osztályozás és taxonómia
A vetőmagok a Spermatophyta osztályba tartoznak. Ebben az osztályban a páfrányokat "Pteridosperms", Gymnosperms és Angiosperms magvakkal csoportosítják.
A magpáfrányok főleg fosszilis növényekből álló csoport, így a spermatofitákat gyakran Gymnosperms és Angiospermsnek tekintik.
nyitvatermők
Fenyőtobozok, Gymnosperm (Forrás: Sridhar Rao / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) a Wikimedia Commons segítségével)
A "gymnosperm" szó jelentése "meztelen magvakkal rendelkező növények" (gymnos, ami "meztelen" és sperma, ami "mag").
Az elemzendő tanulmánytól függően ez a növénycsoport "nem természetes" csoport, mivel tagjai paraphyletikus eredetűek, ami azt jelenti, hogy nem mindegyiknek van ugyanaz a közös őse; vagy egy monofiletikus csoport, az angiperma testvére.
- A csoport tagjai ebben a részlegben találkoznak, mert közös vonásuk (apomorfia), hogy nem termelnek virágot.
- Ezen túlmenően ezeknek a növényeknek „kúpja” néven ismert szerkezete van, néhány nőstény és egy hím.
- A magvakat a megtermékenyítés után nem zárják be a gyümölcs falába.
- Hengerelt levelek, tű alakúak és viaszban gazdagok.
A gymnospermeket a következő származási osztályokra osztjuk:
- A Cycadophyta, a törzs a legalapvetőbb
- Ginkgophyta
- Coniferophyta, tűlevelűek
- Gnetophyta vagy Gnetales, néha tűlevelűek csoportjába sorolva
A zárvatermők
A Tetradenia riparia, egy ültetvény virágja. Conrado / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)
A virágos növények ellenkezőleg bevált monofiletikus csoport, amelyet nővércsoportnak tekintnek a gimnoszpermek számára. Ezek messze a leggazdagabb, legváltozatosabb és legsikeresebb növénycsoportok, amelyek ma az összes növényfaj több mint 95% -át magukban foglalják.
Ezenkívül a világgazdasági rendszer egyik legfontosabb növénye, mivel ezeket nemcsak élelmiszerek előállítására, hanem különféle nyersanyagok kinyerésére használják fel.
- Minden ültetvényben virág van, általában biszexuális (mindkét nem ugyanazon virágban).
- A magokat egy petefészket kapszulázzák, amely gyümölcsré alakul.
- Általában kettős megtermékenyítést mutatnak.
A szüretlen növények rendkívül gazdag és sokszínű csoportot alkotnak, amelynek besorolását számos szakember tanulmányozta, tehát vannak eltérések az osztályozás között. Azonban a legelfogadottabb, hogy ebbe a csoportba tartoznak a kladák:
- Amborellales
vagy Nymphaeales
- Austrobaileyales
- Magnolidok
vagy Laurales
vagy Magnoliales
vagy Canellales
o Piperales
o Egyszikűek
- Petrosavials
- Acorales
- hídőrvirágúak
- asparagales
- jamszgyökérvirágúak
- liliomvirágúak
- csavarpálma-virágúak
vagy Commelinidos
- Arecales
- kommelínavirágúak
- gyömbérvirágúak
- Poales
vagy Eudicotyledons
- puszpángvirágúak
- Trochodendrales
- boglárkavirágúak
- Proteals
- berberidopsidales
- Dillenials
- óriáslapu-virágúak
- szegfűvirágúak
- szantálfavirágúak
- kőtörőfű-virágúak
- Rosides
- Létfontosságú
- crossosomatales
- gólyaorrvirágúak
- mirtuszvirágúak
- királydinnye-virágúak
- kecskerágó-virágúak
- Cucurbitals
- hüvelyesek
- Fagales
- malpighiales
- Oxalidal
- Rosales
- gyümölcsösök
- Brassicales
- mályvavirágúak
- szappanfavirágúak
- asteridae
- somvirágúak
- hangavirágúak
- garryales
- tárnicsvirágúak
- ajakosvirágúak
- Burgonyavirágúak
- ernyősvirágzatúak
- aquifoliales
- asterales
- mácsonyavirágúak
Életciklus és szaporodás
A spermatofiták életciklusát „sporikusnak” nevezik, ahol a sporofiták dominálnak és a magok termelődnek, és a gametofita, más növénycsoportokkal ellentétben, csökken a petesejtben vagy a pollenmagban.
A generációk váltakozása
Ebből következik, hogy minden vetőmaggal rendelkező növények nemzedékeiben váltakoznak, az egyik gametofit és a másik sporofitikus, de a gametofita csak akkor fejlődik ki, amikor a növények felnőttkorba vagy szaporodási stádiumba lépnek.
A sporofiták azok a speciális struktúrák, amelyekben a nőstény és hím gametofiták termelődnek. A mikrosporangia a pollenszemcséket (hím), a megasporangiát pedig a megaspórákat vagy peteéréseket (nőstények) termeli.
Bizonyos esetekben mind a megasporangium, mind a mikrosporangium megtalálható különféle egyénekben vagy struktúrákban (Gymnosperms), de általában a legtöbb növényben mindkettő virágként ismert szerkezetű (Angiosperms).
Virágok
A virág speciális szaporodási struktúra, amely a szárból származik, mint a növény testének "kiterjesztése".
A virágokban található megasporangiumnak van egy "tartálya" (petefészke), amely a mikrosporangium által termelt pollenszemcsék fogadására szolgál (ugyanazon virágból vagy különböző virágokból).
A petefészek petesejtjeiben minden szükséges tápanyag megtalálható az embrió, a vetőmag és a gyümölcs fejlődésében. Ez egy olyan folyamat, amely az ovulus megporzása és a petesejt megporzása után következik be.
Az így előállított vetőmagok különböző módon diszpergálhatók, és csírázásuk után új sporofitát képeznek, amely megismételheti az életciklusot.
Példák a spermatofita fajokra
A spermatofiták rendkívül változatos növények, nagyon különböző életciklusú, alakú, méretű és életmódúak.
Ebbe a csoportba tartozik az összes virágzó növény, amelyet ismerünk, gyakorlatilag az összes növény, amelyet élelmet fogyasztunk, valamint a nagy és fenséges fák, amelyek az erdők és dzsungelök alkotják az állatok életét.
- Az alma, amely számos szezonális országban jellemző az őszi szezonra, a Malus domestica fajhoz tartozik, része a Magnoliophyta osztálynak és a Rosales rendnek.
- A Pinus mugo az Alpokban növekvő cserjésfenyőfaj, amelyből néhány kötőanyagot, antisztmatikus és fertőtlenítő tulajdonságú vegyületet nyernek.
- A kenyeret, amelyet az ember naponta fogyaszt, búzából, a Triticum nemzetségbe tartozó és a Triticum aestivumnak nevezett angiosperm fajból előállított lisztből készítik.
Spermatofiták fejlődése
A vetőmagok fejlődése szorosan kapcsolódik két struktúra fejlődéséhez: vetőmagok és pollenszemcsék.
- A mag fejlődése
A vetőmagok fejlődése több lépésben zajlik, de a pontos sorrend nem ismert, és előfordulhat, hogy kettő vagy több fordult elő egyszerre. Ezután bemutatjuk a vetőmagok fejlődésének "lépéseit", ahogy egyes szerzők javasolják:
1-Heterosporia
A kifejezés kétféle haploid spóra képződésére utal (a növény kromoszómális terhelésének felével, amely eredetüket adta) két különféle sporangián belül
- Megaspórák: nagy és kicsi, meiozis által termelt megasporangium néven ismert szerkezetben. Minden megaspóra a női gametofitában fejlődik ki, amelyben archegonia található.
- Mikrospórák: a mikrosporangió meiotikus termékei. A mikrospórák a hím gametofitából származnak, amelyben az anheridia található.
Ezt tekintik az egyik alapvető „lépésnek” a spermatofiták fejlődése során, mivel az ősi állapot homosporiumból állt, vagyis csak egy típusú spóra képződött (egyenlő spórák).
2-Endosporia
Két különféle spóra képződése mellett a spermatofiták endosporia néven is ismert állapotot fejlesztettek ki, amely a női gametofita teljes kifejlődéséből áll, a spóra eredeti falán belül.
Az ősi állapotot exosporia néven ismerték, és a spóra csírázásával és külső gametofittá történő növekedésével kapcsolatos.
3-Megaspórák számának csökkentése
A magról nevelt növényekre egyetlen megaspóra termelődik, ez a tulajdonság azt feltételezik, hogy kétféleképpen fejlődött ki.
Kezdetben képességet kellett szerezniük arra, hogy a meiózissejtek számát a megasporangiumon belül egyetlenre csökkentsék; Fontos megjegyezni, hogy ezen sejtek mindegyike megasporocita vagy megaspóra anyasejt.
Meiozis után egyetlen diploid megasporocita 4 haploid megaspórát eredményez. Ezek közül a három megaspóra „megszakítja”, és egyetlen funkcionális megaspórát hagy maga után, amelynek mérete növekszik, ami összefüggésben van a megasporangium méretének és tápanyag-forrásainak növekedésével.
4-A megaspóra megtartása
A spermatofiták ősi feltételeinek vagy jellemzőinek egyikeként a megaspórát felszabadítják a megasporangiumból, ami megváltozott ebben a csoportban, mivel ezekben a növényekben a megaspóra, ha egyszer előállították, megmarad a megasporangiumban.
Ezt az új evolúciós "megszerződést" a megaspóra sejtfalának vastagságának csökkentése kísérte.
Az integrátum 5-ös evolúciója
Sok szerző úgy véli, hogy ez az egyik utolsó esemény, amelyre a vetőmagok fejlődése során került sor. Ez a megasporangium "burkolója" egy speciális szövetet, az úgynevezett integument, amely szinte teljes egészében körülveszi, a disztális vég kifejezése.
Az integrátum a megasporangium alapjáról növekszik, amelyet sok szövegben nucela-nak lehet nevezni.
A fosszilis nyilvántartások azt mutatják, hogy az integumentum először két különálló lebenyként fejlődött ki, azonban a mai napig létező összes vetőmagnak van egy folyamatos burkolata, amely a nucela körül van, a mikropile kivételével, amely a szélsőséges disztális.
A mikropile a bejutási hely a pollenszemcsékhez vagy a pollencsőhöz a megaspóra megtermékenyítésekor, tehát aktívan részt vesz ebben a folyamatban.
- A pollenszemcsék fejlődése
A vetőmagok fejlődését közvetlenül a pollenmag fejlődése kísérte, de mi az a pollenmag?
A pollenmag egy éretlen férfi endoszporikus gametofita. Ezekben a struktúrákban az endoszporium hasonlóan fejlődött ki, mint a magokban, mivel a spóra falain belül a hím gametofita fejlődött ki.
Éretlenek, mert amikor elengedik őket, még nem különböznek teljesen egymástól.
Más növénytípusoktól eltérően, és amint azt fentebb tárgyaltuk, a pollenszemcsék nagyon különböznek a megaspóráktól. Ezek rendkívül kicsi hím gametofiták, amelyek néhány sejtből állnak.
A mikroszporangiumból való felszabaduláskor a pollenszemcséket a petesejt mikropilejébe kell szállítani, hogy megtermékenyüljenek. A beporzás ősi jellege anemophil volt (szélporzás).
A petesejttel való érintkezés után a férfi gametofita befejezi fejlődését azáltal, hogy megosztja mitózissal és differenciálja. Ebből egy exosporos pollencső nő (a spórán kívül), amely szervként szolgál a tápanyagok felszívódásához a sporophytic szövetek körül.
A pollencső
Az összes ma létező vetőmagban vannak hím gametofiták, amelyek képesek pollencsövet képezni röviddel azután, hogy érintkezésbe kerültek a megaspóra szövetével (a nucela). A pollencső kialakulását syphonogamy néven ismerték.
Amellett, hogy az élelmiszer felszívódásáért felelős szervként működik, a pollencső a petesejteknek a petesejt "petesejtjébe" történő továbbításában is működik.
Irodalom
- Merriam-Webster. (ND). Virágos növények. A Merriam-Webster.com szótárban. Beolvasva 2020. április 7-én, a merriam-webster.com webhelyről
- Nabors, MW (2004). Bevezetés a botanikába (580 N117i szám). Pearson.
- Simpson, MG (2019). Növényszisztematika. Tudományos sajtó.
- Raven, PH, Evert, RF és Eichhorn, SE (2005). A növények biológiája. Macmillan.
- Westoby, M. és Rice, B. (1982). A vetőmagok fejlődése és a növényi szövetek befogadó képessége. Evolution, 36 (4), 713-724.