Gymnosperms: αναπαραγωγή και δομή. Ιδιαιτερότητες αναπαραγωγής των γυμνοσπερμών

Τα γυμνοσπερμίες είναι τα αρχαιότερα φυτά σπόρων του πλανήτη μας. Διαδραμάτισαν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της άγριας ζωής και συνεχίζουν να κατέχουν σημαντική θέση στη ζωή της Γης. Τα γνωστά έλατα, πεύκα, έλατα, thuja, χήνες ή ιριδίζοντες και τα ελάχιστα γνωστά welwichia, saga ή ginkgo είναι όλοι εκπρόσωποι της ομάδας που ονομάζεται Gymnosperms. Η δομή και ο πολλαπλασιασμός αυτών αναφέρονται στο άρθρο.

Προέλευση και ηλικία

Η ηλικία των gymnosperms είναι 350 εκατομμύρια χρόνια. Εμφανίστηκαν στον Άνω Δέβωνα (Παλαιοζοϊκό) και από την αρχή της Μεσοζωϊκής Εποχής είχαν ήδη φτάσει στο αποκορύφωμά τους. Πιθανώς η προέλευσή τους συνδέεται με τη βαθμιαία εξέλιξη των φερνάνθων. Σε σύγκριση με αυτά, ένα νέο είδος φυτών είχε ήδη ovules και γύρη σπόροι που εμπλέκονται άμεσα στη διαμόρφωση του σπόρου. Υπήρχαν ορισμένα πλεονεκτήματα που διέθεταν τα γυμνόσπερπα:

• Η αναπαραγωγή πραγματοποιήθηκε χωρίς τη συμμετοχή του νερού.
• Το σπερματικό δέρμα και η παροχή θρεπτικών ουσιών παρείχαν την ασφάλεια του βλαστήματος.

Για τους λόγους αυτούς, μετά από λίγο καιρό, η πράσινη κάλυψη του πλανήτη αποτελούσε ήδη κυρίως γυμνοσπερμίες, η δομή και η αναπαραγωγή των οποίων συνέβαλε στην επιτυχή ανάπτυξη νέων περιοχών και οικολογικών θέσεων.

Χαρακτηριστικά της δομής

Γενικά, αυτά τα φυτά αναπτύσσονται με τη μορφή δέντρων και θάμνων, πιο συχνά - αειθαλή, και σπάνια - φυλλοβόλα. Μερικές φορές μπορούν να φτάσουν σε τεράστια μεγέθη (sequoia, κέδρος). Τα φύλλα στη μεγάλη πλειοψηφία τους είναι βελανίδια ή έχουν την εμφάνιση κλίμακας. Ονομάζονται βελόνες πεύκου και περιέχουν ρητινικές διόδους.

Το ξύλο αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του κορμού. Περιέχει κοίλα νεκρά κύτταρα με διάτρητους τοίχους - τραχείδες . Η παρουσία τους είναι χαρακτηριστικό συγκεκριμένο για αυτή την ομάδα φυτών. Είναι μέσω αυτών ότι η ανοδική ροή του νερού από τη ρίζα στα φύλλα συμβαίνει.

Εκτός από τις τραχείδες, το ξύλο των γυμνόσπερμων περιέχει επίσης ρητινώδη περάσματα. Ως εκ τούτου, οι εκπρόσωποι των φυτών αυτής της ομάδας αναγνωρίζονται εύκολα από τη μυρωδιά της κωνοειδούς μυρωδιάς. Η ρητίνη εμποτίζει το ξύλο, το οποίο εμποδίζει την αποσύνθεσή του. Λόγω αυτού, μεταξύ των κωνοφόρων δένδρων υπάρχουν πολλά μακρύς-συκώτια. Για παράδειγμα, η ηλικία ορισμένων sequoas έχει περίπου 3 χιλιάδες χρόνια.

Το πιο σημαντικό εξελικτικό πλεονέκτημα που διαθέτουν τα γυμνοσπερμίες είναι η αναπαραγωγή χωρίς τη συμμετοχή της υγράς στάγδην και η παρουσία σχηματισμών που εκτελούν το ρόλο των αναπαραγωγικών οργάνων.

Αναπαραγωγικά όργανα των γυμνοσπερμών

Η απουσία χρωμάτων είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό που διαθέτουν τα gymnosperms. Η αναπαραγωγή αυτών των φυτών λαμβάνει χώρα με τη συμμετοχή κώνων ή εγκεφαλικών επεισοδίων . Αυτοί οι σχηματισμοί είναι εύκολο να αναγνωριστούν σε πεύκα, ελάτη, έλατο, λάριχο και άλλους εκπροσώπους κωνοφόρων. Μπορούν να ονομάζονται όργανα σεξουαλικής αναπαραγωγής.

Συνήθως τα χτυπήματα είναι διαφορετικά φύλα - μπορούν να είναι αρσενικά και θηλυκά και βρίσκονται είτε σε ένα φυτό (μονοπώλιο), είτε σε διαφορετικά (διώδη), που διαφέρουν σε μέγεθος και χρώμα.

Οι αρσενικοί κώνοι ονομάζονται μικροστρόβιλοι και οι θηλυκοί κώνοι είναι μεγαλοβλάστες . Το Strobila είναι ένα σύντομο και τροποποιημένο βλαστό, στο οποίο βρίσκονται σποροφύλλη - μεταλλαγμένα φύλλα. Σε μικροσυστοιχίες η γύρη ωριμάζει. Στα megastrobils υπάρχει σιμιγδάλι.

Ιδιαιτερότητες της διάδοσης των γυμνοσπερμών

Συνήθως η διαδικασία της αναπαραγωγής των γυμνοσπερμών θεωρείται χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του σκωτσέλου πεύκου. Αυτό το μοναδικό φυτό, δηλαδή αρσενικά και θηλυκά κώνοι, αναπτύσσεται σε ένα δέντρο. Τα πρώτα από αυτά είναι μεγαλύτερα, κοκκινωπά χρώματα. Το δεύτερο - μικρό, πρασινωπό ή γκρι.

Το πρότυπο αναπαραγωγής των γυμνοσπερμών είναι αρκετά απλό. Όταν η γύρη ωριμάζει στο μικροστρόβιλο, εξαπλώνεται, εξαπλώνεται από τον άνεμο και μπορεί να ταξιδέψει σε μεγάλες αποστάσεις. Για να γίνει αυτό, κάθε σπόρος γύρης είναι εξοπλισμένος με ειδικές συσκευές - τσάντες γύρης. Η σκόνη πέφτει στο σιμιγδάλι, εξελίσσεται σε μεγάφωνα. Έτσι γίνεται η επικονίαση.

Συνήθως έρχεται στο τέλος της άνοιξης ή στις αρχές του καλοκαιριού. Οι μολυσμένοι θηλυκοί κώνοι είναι κλειστοί, οι κλίμακες τους κολλημένοι μαζί με ρητίνη. Η γονιμοποίηση συμβαίνει στα ωάρια μέσα στους κλειστούς κώνους.

Πώς γίνεται η διαδικασία γονιμοποίησης

Μέσα στο ωάριο είναι ένα θηλυκό γαμετόφυτο, ή ένας σάκος εμβρύου, ο οποίος προηγείται των διαφόρων σταδίων ωρίμανσης. Η γύρη παίρνει την ωχρότητα πολένσεξ, αρχίζει να βλαστάνει στο σωλήνα γύρης προς την αρχαιολογία (από την ελληνική αρχιτεκτονική - "αρχή", πάει - "μήτρα της μητέρας"). Αυτός ο σχηματισμός περιέχει ένα αυγό. Συνολικά, στο ωάρι τους, αναπτύσσονται δύο, αλλά μόνο ένα γονιμοποιείται.

Μέχρι τη στιγμή που οι κόκκοι γύρης έχουν ήδη ωριμάσει δύο σπερματοζωάρια και άρχισαν να κινούνται κατά μήκος του αναπτυσσόμενου σωλήνα. Όταν ένα από τα σπερματοζωάρια φτάσει στο ωοκύτταρο, λαμβάνει χώρα γονιμοποίηση. Το δεύτερο σπέρμα επίσης πεθαίνει. Μετά τη σύντηξη των δύο σεξουαλικών κυττάρων, σχηματίζεται το φύτρο του σπόρου - ο ζυγώτης. Ο ίδιος ο σπόρος μετασχηματίζεται σε σπόρο. Βλάστηση, θα απολαύσει μια προσφορά θρεπτικών ουσιών.

Έτσι γίνεται η αναπαραγωγή των γυμνοσπερμών. Το σχήμα αυτής της διαδικασίας παρουσιάζεται στη φωτογραφία.

Η ωρίμανση και η διάδοση των σπόρων

Μετά την εμφάνιση της γονιμοποίησης αρχίζει η ωρίμανση του σπόρου. Στους σκωτσέζικους πεύκους και οι δύο αυτές διεργασίες διαρκούν για 2 χρόνια. Η άσφαλση, οι κώνοι είναι λιγνοί και αλλάζουν το χρώμα. Σταδιακά, οι κλίμακες τους ανοίγουν και οι σπόροι απορρέουν από αυτά.

Τα γυμνοσπερμίδια δεν αποτελούν καρπούς. Αλλά για να εξαπλωθούν σε μεγάλες αποστάσεις, οι σπόροι έχουν ειδικές προσαρμογές - φτερωτές μεμβρανώδεις εξελίξεις, εύκολα ανεκτές από τον άνεμο. Εάν οι εξωτερικές συνθήκες δεν συμβάλλουν στη βλάστηση, οι σπόροι μπορούν να παραμείνουν για μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρι να βρεθεί το βέλτιστο καθεστώς θερμοκρασίας. Είναι αυτά τα χαρακτηριστικά που επέτρεψαν στα γυμνοσπερμίες να φτάσουν σε μεγάλο αριθμό ειδών και να εξαπλωθούν σε μεγάλες περιοχές.

Αριθμός ειδών και εκπροσώπων

Η περιγραφόμενη ομάδα έχει περίπου 600-700 είδη. Όλοι δεν έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα, μερικοί εκπρόσωποι υπάρχουν μόνο σε απολιθωμένη μορφή. Για παράδειγμα:

• Cordaite;
• Bentonite;
• Σπέρματα φτέρες.

Οι υπόλοιποι εκπρόσωποι διανέμονται σε ολόκληρη την υδρόγειο και αναπτύσσονται σε όλες τις κλιματικές ζώνες: από τις νότιες τροπικές (φοίνικες σαγκό) μέχρι τα κρύα βόρεια γεωγραφικά πλάτη (κέδρος, λάρυγγα, ερυθρελάτη, πεύκα).

Ο παλαιότερος εκπρόσωπος των gymnosperms, που υπάρχουν μέχρι σήμερα, είναι ο Ginkgo Biloba (bilobate). Αυτό το φυτό ονομάζεται ζωντανό απολίθωμα, καθώς αναπτύσσεται στον πλανήτη από την Μεσοζωική εποχή, όπως αποδεικνύεται από πολλά αποτυπώματα στα ιζήματα των αρχαίων βράχων.

Εξελικτική ανάπτυξη

Τα πρώτα γυμνοσπερμίες που προέκυψαν στην εποχή των Παλαιοζωϊκών είχαν αρκετά πλεονεκτήματα που τους επέτρεψαν τότε να κατέχουν δεσπόζουσα θέση στον πλανήτη. Αυτά τα εξελικτικά νέα χαρακτηριστικά ονομάζονται αρωματοφάγοι και μας επιτρέπουν να φτάσουμε σε ένα νέο επίπεδο στην ανάπτυξη νέων περιοχών και οικολογικών θέσεων. Υπάρχουν πολλά τέτοια χαρακτηριστικά που διαθέτουν τα gymnosperms:

1. Η αναπαραγωγή πραγματοποιείται χωρίς τη συμμετοχή του υδάτινου περιβάλλοντος. Αυτό επέτρεψε τη διευθέτηση μεγάλων εκτάσεων στην ξηρά.
2. Η γονιμοποίηση λαμβάνει χώρα μέσα στην ωοτοκία και προστατεύεται από εξωτερικές επιδράσεις - οι ιδιαιτερότητες της αναπαραγωγής των γυμνοσπερμών εξασφαλίζουν μεγαλύτερη ασφάλεια στο μελλοντικό φυτό.
3. Η εμφάνιση των σπόρων επέτρεψε στο μελλοντικό έμβρυο να εφοδιάζεται με προστατευτικά καλύμματα (δέρμα σπόρου) και με τροφή (endosperm), η οποία με τη σειρά του αύξησε τον αριθμό των φυτών αυτής της ομάδας.

Αυτά τα χαρακτηριστικά τα διακρίνουν από τους προγόνους τους - φτέρες. Το επόμενο και μέχρι σήμερα το τελευταίο στάδιο της εξελικτικής ανάπτυξης του φυτικού κόσμου είναι η εμφάνιση των αγγειόσπερμων.

Η σημασία των γυμνοσπερμών

Ο ρόλος των gymnosperms είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί. Είναι αυτά που γεμίζουν περίπου το ένα τρίτο των δασών του πλανήτη που εμπλέκονται στον καθαρισμό του αέρα και στη συνεχή ανανέωση του οξυγόνου. Επιπλέον, η εμφάνιση και η διαδεδομένη διανομή φυτών που παράγουν μεγάλες ποσότητες οξυγόνου στον πλανήτη έχει οδηγήσει στην εμφάνιση άλλων οργανισμών που είναι σε θέση να χρησιμοποιούν αυτό το αέριο κατά την αναπνοή τους.

Οι κωνοφόροι είναι οι κύριοι προμηθευτές ξύλου για διάφορες σφαίρες της ανθρώπινης ζωής. Αυτή η πρώτη ύλη χρησιμοποιείται ενεργά στην κατασκευή επίπλων, κατασκευών, παραγωγής πλοίων και άλλων στρατηγικά σημαντικών τομέων οικονομικής δραστηριότητας. Οι ίνες από ξύλο ινών είναι ιδιαίτερα πολύτιμες για την παραγωγή χαρτιού υψηλής ποιότητας.

Τα Gymnosperms έχουν βρει ευρεία εφαρμογή στην ιατρική. Ειδικές ουσίες - φυτοντοκτόνα, που απομονώνονται από σχεδόν όλα τα κωνοφόρα δέντρα, είναι σε θέση να καθαρίσουν τον αέρα των παθογόνων. Για το λόγο αυτό, τα περισσότερα ιαματικά λουτρά και κέντρα υγείας είναι χτισμένα στην επικράτεια των κωνοφόρων δασών. Μια τέτοια θεραπεία μπορεί να ανακουφίσει σημαντικά ή να εξαλείψει πολλές πνευμονικές ασθένειες.