Gymnosperms: razmnoževanje in struktura. Posebnosti razmnoževanja gimnazmem

Gymnosperms so najstarejše semenske rastline našega planeta. Igrali so pomembno vlogo pri razvoju prosto živečih živali in še naprej zasedali pomemben položaj v življenju Zemlje. Znani jelki, borovci, jelka, tuje, tisa ali macesen in malo znani welwichia, saga ali ginkgo so vsi predstavniki skupine, imenovane "Gymnosperms". Struktura in množenje teh je obravnavana v članku.

Izvor in starost

Starost gymnosperms je 350 milijonov let. Prikazali so se v zgornjem devonskem (paleozojskem) in na začetku Mesozojska doba že dosegli vrh. Predpostavlja se, da je njihov izvor povezan s postopnim razvojem spornih praproti. V primerjavi z njimi je nova vrsta rastlin že imela ovulje in cvetni prah, ki so neposredno sodelovali pri nastajanju semena. Obstajajo številne prednosti, ki jih imajo gymnosperms:

• reprodukcija je potekala brez sodelovanja vode;
• Semenska skorja in dobava hranilnih snovi sta zagotovili varnost kalija.

Zaradi teh razlogov so po kratkem času zeleni pokrov planeta že večinoma obsegali gimnoperme, katerih struktura in reprodukcija je prispevala k uspešnemu razvoju novih ozemelj in ekoloških niš.

Značilnosti strukture

Na splošno te rastline rastejo v obliki dreves in grmovnic, bolj pogosto - zimzeleni in redko - listavci. Včasih lahko dosežejo velike velikosti (sekvoja, cedra). Listi v veliki večini od njih so zglajeni ali imajo videz lestvic. Imenujejo jih iglice in vsebujejo smolnate tečaje.

Les predstavlja večino prtljažnika. Vsebuje votle mrtve celice z perforiranimi stenami - traheidi. Njihova prisotnost je značilna za to skupino rastlin. Z njimi se zgodi navzgor dotok vode iz korenin v listje.

Poleg traheidov lesa gimnospermov vsebuje tudi smolnate prehode. Zato so predstavniki rastlin te skupine lahko prepoznavni po vonju iglavcev. Smola prepreči les, ki preprečuje njegovo razpadanje. Zaradi tega, med iglavcev zelo veliko stoletnikov. Na primer, starost nekaterih sekvojev znaša približno 3 tisoč let.

Najpomembnejša evolucijska prednost, ki jo imajo gimnazmeme, je razmnoževanje brez udeležbe vlage iz kapljice in prisotnost formacij, ki opravljajo vlogo reproduktivnih organov.

Reprodukcijski organi gimnazmem

Odsotnost barv je ključna značilnost gimnospermov. Reprodukcija teh rastlin nastane s sodelovanjem stožcev, ali stroke. Te formacije je zlahka prepoznati na borovem, smreku, jelu, macesnu in drugih predstavnikih iglavcev. Lahko jih imenujemo organi spolnega razmnoževanja.

Ponavadi so izbokline drugačne - lahko so moški in ženske in se lahko nahajajo na eni strani rastline (monoecious), ali na različnih (dvojno), ki se razlikujejo po velikosti in barvi.

Kličejo se muški stožci mikroskopi, in ženske - megastrobili. Strobila je skrajšana in spremenjeno pobeg, na katerem sporophylls - modificirani listi. V mikrostrukturah cvetni prah dozoreva. V megastrobih je semolina.

Značilnosti reprodukcije gimnazmem

Običajno se pri razmnoževanju gimnozemov razmišlja o borecih Scotsa. Ta enokomorna rastlina, to je moški in ženski stožec, se razvije na enem drevesu. Prva je večja, rdečkasta barva. Druga - majhna, zelenkasta ali siva.

Vzorec razmnoževanja gimnazmem je precej preprost. Ko cvetni prah zori v mikrostrukturi, se izliva, širi z vetrom in lahko potuje na dolge razdalje. Da bi to naredili, je vsako cvetje cvetnega prahu opremljeno s posebnimi napravami - vrečkami s pelodom. Prah pade na zdrob, razvija se na megastrobilah. Tako se izvaja opraševanje.

Običajno pride konec pomladi ali v začetku poletja. Žareče ženske stožci so zaprti, njihove lestvice lepijo skupaj s smolo. Gnojenje se pojavi v ovulah znotraj zaprtih stožcev.

Kako poteka proces gnojenja

Znotraj ovula je ženska gametofit ali zarodek, ki predepridi več stopenj zorenja. Cvetni prah dobi na ovčju pollensekhod, začne se kaliti v cevki cvetnega prahu proti arhegoniji (od grške arhe - "začetek", odšla - "materinska maternica"). Ta nastanek vsebuje jajce. Skupaj se v njihovem ovulu razvijejo dve, le ena je oplojena.

Do takrat, ko so cvetni prah že zoreli dve spermi in se začeli gibati vzdolž rastoče cevi. Ko eden od spermatozoka doseže jajčece, poteka gnojenje. Druga sperma umira. Po fuziji dveh spolnih celic se oblikuje kalček semena - zigota. Seme se preoblikuje v seme. Prižiganje bo uživalo v dobavi hranil.

Tako se pojavi reprodukcija gimnazmem. Shema tega postopka je prikazana na sliki.

Zorenje in širjenje semen

Po oploditvi se začne zorenje semena. Pri boku Scots sta ti procesi traja dve leti. Zorenje, stožec lignified in spremeni barvo. Postopoma se odprejo tehtnice, iz njih se izlivajo semena.

Gymnosperms ne tvorijo sadja. Toda, da bi se razširila na dolge razdalje, imajo semena posebne prilagoditve - krilastih membranskih izrastkov, ki jih lahko veter prenaša. Če zunanji pogoji ne vplivajo na kalitev, se lahko seme dolgo časa počiva, dokler ne nastavi optimalnega temperaturnega režima. Te značilnosti so omogočile, da gimnazme dosežejo veliko število vrst in se razširijo na velika območja.

Število vrst in predstavnikov

Opisana skupina ima okoli 600-700 vrst. Niso vsi preživeli do danes, nekateri predstavniki obstajajo samo v fosilni obliki. Na primer:

• kordait;
• bentonit;
• semena praproti.

Preostali predstavniki so razdeljeni po vsem svetu in rastejo v vseh podnebnih območjih: od južnega tropskega (sago palme) do hladnih severnih zemljepisnih širin (cedra, macesen, smreka, bora).

Najstarejši predstavnik gymnosperms, ki je do danes obstajal, je Ginkgo biloba (bilobate). Ta rastlina se imenuje živi fosil, saj raste na planetu iz mezozojske dobe, kar dokazujejo številni odtisi v sedimentih starih kamnin.

Evolucijski razvoj

Prve gimnosperme izvirajo iz Paleozojska doba, imela številne prednosti, ki so jim v tistem času omogočale prevladujoč položaj na planetu. Te evolucijsko nove lastnosti imenujemo aromorfoze in nam omogočajo, da dosežemo novo raven pri razvoju novih ozemelj in ekoloških niš. Obstaja več takšnih lastnosti, ki jih imajo gymnosperms:

1. Reprodukcija se izvaja brez sodelovanja vodnega okolja. To je omogočilo poravnavo velikih površin na kopnem.
2. Gnojenje poteka znotraj ovipozicije in je zaščiteno pred zunanjimi vplivi - takšne posebnosti razmnoževanja gimnazmemov zagotavljajo večjo varnost prihodnje rastline.
3. Videz semena je omogočil prihodnjem zarodku z zaščitnimi pokrovi (seminalna skorja) in dobavo hrane (endosperma), kar je povečalo število rastlin te skupine.

Te značilnosti so se od njih razlikovale od svojih prednikov - tistih, ki so podobni prahu. Naslednji, in do sedaj zadnji, stopnji evolucijskega razvoja rastlinskega sveta je pojav angiosperma.

Pomen gimnazmeme

Vloga gimnazmem je težko preceniti. Tisti, ki napolnijo približno tretjino gozdov, ki se ukvarjajo s prečiščevanjem zraka, in nenehno obnovo kisika. Poleg tega je pojav in razširjena distribucija rastlin, ki proizvajajo velike količine kisika na planetu, pripeljala do nastanka drugih organizmov, ki lahko med plinom uporabljajo ta plin.

Iglavci so glavni dobavitelji lesa za različne sfere človeškega življenja. Ta surovina se aktivno uporablja pri proizvodnji pohištva, gradbeništvu, proizvodnji ladij in drugih strateško pomembnih področjih gospodarske dejavnosti. Fiber lesna vlakna so še posebej dragocena pri izdelavi kakovostnih papirnatih izdelkov.

Gymnosperms so našli široko uporabo v medicini. Posebne snovi - fitoncidi, izolirani s skoraj vsemi iglavci, lahko prečiščujejo zrak pred patogeni. Zaradi tega je večina sanatorij in zdravilišč zgrajenih na območju iglavcev. Tako zdravljenje lahko bistveno olajša ali odpravi številne pljučne bolezni.