Τα γυμνόσπερμα είναι τα αρχαιότερα φυτά σπόρων του πλανήτη μας. Έπαιξαν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της άγριας ζωής και συνεχίζουν να κατέχουν σημαντική θέση στη ζωή της Γης. Πολύ γνωστά σε εμάς έλατο, πεύκο, έλατο, thuja, πουρνάρι ή πεύκη και ελάχιστα γνωστά velvichia, saga ή ginkgo - όλα αυτά είναι εκπρόσωποι της ομάδας που ονομάζεται "Gymnosperms". Θα εξετάσουμε τη δομή και την αναπαραγωγή τους αργότερα στο άρθρο.
Προέλευση και ηλικία
Τα γυμνόσπερμα είναι 350 εκατομμυρίων ετών. Εμφανίστηκαν στο Άνω Δεβόνιο (Παλαιοζωικό) και στις αρχές της Μεσοζωικής εποχής είχαν ήδη φτάσει στο αποκορύφωμά τους. Προφανώς, η προέλευσή τους συνδέεται με τη σταδιακή εξέλιξη των σπορίων - φτέρων. Σε σύγκριση με αυτά, τα νέα είδη φυτών είχαν ήδη ωάρια και κόκκους γύρης που συμμετείχαν άμεσα στο σχηματισμό του σπόρου. Υπήρχαν μια σειρά από πλεονεκτήματα που είχαν τα γυμνόσπερμα:
- η αναπαραγωγή πραγματοποιήθηκε χωρίςσυμμετοχή στο νερό;
- το κάλυμμα του σπόρου και η παροχή θρεπτικών συστατικών εξασφάλισαν την ασφάλεια του δενδρυλλίου.
Για αυτούς τους λόγους, μετά από σύντομο χρονικό διάστημα, το πράσινο κάλυμμα του πλανήτη ήταν ήδη ως επί το πλείστον γυμνόσπερμα, η δομή και η αναπαραγωγή των οποίων συνέβαλαν στην επιτυχή ανάπτυξη νέων περιοχών και οικολογικών κόγχων.
Χαρακτηριστικά κτιρίου
Κυρίως ονομαζόμενα φυτά αναπτύσσονται με τη μορφή δέντρων και θάμνων, πιο συχνά - αειθαλή και σπάνια - φυλλοβόλα. Μερικές φορές μπορούν να φτάσουν σε τεράστια μεγέθη (sequoia, κέδρος). Η συντριπτική πλειοψηφία των φύλλων τους έχουν σχήμα βελόνας ή έχουν την όψη φολίδων. Ονομάζονται βελόνες και περιέχουν διόδους ρητίνης.
Το ξύλο αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του κορμού. Περιέχει κούφια νεκρά κύτταρα με διάτρητα τοιχώματα – τραχειές. Η παρουσία τους είναι χαρακτηριστικό σημάδι αυτής της ομάδας φυτών. Μέσω αυτών πραγματοποιείται η ανοδική ροή του νερού από τη ρίζα προς τα φύλλα.
Εκτός από τις τραχειίδες, το ξύλο των γυμνόσπερμων περιέχει και ρητινώδεις αγωγούς. Ως εκ τούτου, οι εκπρόσωποι των φυτών αυτής της ομάδας αναγνωρίζονται εύκολα από την αρωματική μυρωδιά των κωνοφόρων. Η ρητίνη εμποτίζει το ξύλο, γεγονός που το εμποδίζει να σαπίσει. Εξαιτίας αυτού, υπάρχουν πολλά αιωνόβια ανάμεσα στα κωνοφόρα δέντρα. Για παράδειγμα, ορισμένες σεκόγια είναι περίπου 3.000 ετών.
Το πιο σημαντικό εξελικτικό πλεονέκτημα που έχουν τα γυμνόσπερμα είναι η αναπαραγωγή χωρίς τη συμμετοχή υγρασίας σταγόνων και την παρουσία σχηματισμών που λειτουργούν ως αναπαραγωγικά όργανα.
Αναπαραγωγικά όργανα γυμνόσπερμων
Η απουσία λουλουδιών είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό που διαθέτουν τα γυμνόσπερμα. Η αναπαραγωγή αυτών των φυτών γίνεται με τη συμμετοχή κώνων, ή στροβίλους. Αυτοί οι σχηματισμοί είναι εύκολο να αναγνωριστούν σε πεύκο, έλατο, έλατο, πεύκη και άλλους εκπροσώπους κωνοφόρων. Μπορούν να ονομαστούν όργανα σεξουαλικής αναπαραγωγής.
Συνήθως οι κώνοι είναι διαφορετικών φύλων - μπορεί να είναι αρσενικοί και θηλυκά και να βρίσκονται είτε στο ίδιο φυτό (μονόοικο) είτε σε διαφορετικά (διοικογενή), που διαφέρουν σε μέγεθος και χρώμα.
Οι αρσενικοί οφθαλμοί ονομάζονται μικροστροβιλοί και οι θηλυκοί οφθαλμοί ονομάζονται μεγαστροβίλοι. Το Strobila είναι ένας βραχύς και τροποποιημένος βλαστός, στον οποίο εντοπίζονται σπορόφυλλα - τροποποιημένα φύλλα. Η γύρη ωριμάζει σε μικροστροβίλους. Σε megastrobils - ωάρια.
Χαρακτηριστικά αναπαραγωγής των γυμνόσπερμων
Συνήθως, η διαδικασία αναπαραγωγής των γυμνόσπερμων εξετάζεται στο παράδειγμα της Πεύκης. Αυτό είναι ένα μονοοικογενές φυτό, δηλαδή αρσενικοί και θηλυκοί κώνοι αναπτύσσονται στο ίδιο δέντρο. Το πρώτο από αυτά είναι μεγαλύτερο, κοκκινωπό χρώμα. Τα δεύτερα είναι μικρά, πρασινωπά ή μπλε.
Το σχήμα αναπαραγωγής των γυμνόσπερμων είναι αρκετά απλό. Όταν η γύρη ωριμάζει σε μικροστροβίλους, χύνεται έξω, εξαπλώνεται από τον άνεμο και μπορεί να ταξιδέψει μεγάλες αποστάσεις. Για να γίνει αυτό, κάθε κόκκος γύρης είναι εξοπλισμένος με ειδικές συσκευές - σάκους γύρης. Τα σωματίδια σκόνης πέφτουν στα ωάρια που αναπτύσσονται στα μεγαστροβιλίδια. Έτσι γίνεται η επικονίαση.
Συνήθως πέφτει στο τέλος της άνοιξης ή στις αρχές του καλοκαιριού. γονιμοποιημένοςθηλυκά χωνάκια κλείνουν, τα λέπια τους κολλάνε μεταξύ τους με ρητίνη. Η γονιμοποίηση συμβαίνει στα ωάρια μέσα στους κλειστούς κώνους.
Πώς γίνεται η γονιμοποίηση
Μέσα στο ωάριο βρίσκεται το θηλυκό γαμετόφυτο, ή εμβρυϊκός σάκος, ο οποίος περνά από διάφορα στάδια ωρίμανσης. Η γύρη εισέρχεται στην είσοδο γύρης του ωαρίου, αρχίζει να φυτρώνει στον γυρεόσωληνα προς το αρχέγονο (από το ελληνικό τόξο - "αρχή", έφυγε - "μήτρα της μητέρας"). Αυτός ο σχηματισμός περιέχει ένα αυγό. Συνολικά, δύο από αυτά αναπτύσσονται στο ωάριο, αλλά μόνο το ένα υποβάλλεται σε γονιμοποίηση.
Εκείνη τη στιγμή, δύο σπερματοζωάρια είχαν ήδη ωριμάσει στον κόκκο γύρης και άρχισαν να κινούνται κατά μήκος του αναπτυσσόμενου σωλήνα. Όταν ένα από τα σπερματοζωάρια φτάσει στο ωάριο, πραγματοποιείται γονιμοποίηση. Το δεύτερο σπέρμα πεθαίνει. Μετά τη σύντηξη δύο γεννητικών κυττάρων, σχηματίζεται ένα έμβρυο σπόρων - ένας ζυγώτης. Το ίδιο το ωάριο μετατρέπεται σε σπόρο. Με τη βλάστηση, θα χρησιμοποιήσει την παροχή θρεπτικών συστατικών.
Έτσι αναπαράγονται τα γυμνόσπερμα. Το σχέδιο αυτής της διαδικασίας φαίνεται στη φωτογραφία.
Ξίψιμο και διασπορά σπόρων
Μετά τη γονιμοποίηση, αρχίζει η ωρίμανση του σπόρου. Στην πεύκη και οι δύο αυτές διαδικασίες διαρκούν 2 χρόνια. Όταν ωριμάσουν, οι κώνοι γίνονται ξυλώδεις και αλλάζουν χρώμα. Σταδιακά, τα λέπια τους ανοίγουν και οι σπόροι ξεχύνονται από αυτά.
Τα γυμνόσπερμα δεν σχηματίζουν καρπούς. Αλλά για να εξαπλωθεί σε μεγάλααπόσταση, οι σπόροι έχουν ειδικές προσαρμογές - πτερυγοειδείς μεμβρανώδεις εκβολές, που μεταφέρονται εύκολα από τον άνεμο.
Εάν οι εξωτερικές συνθήκες δεν είναι ευνοϊκές για τη βλάστηση, ο σπόρος μπορεί να ξεκουραστεί για μεγάλο χρονικό διάστημα πριν από τις βέλτιστες συνθήκες θερμοκρασίας. Ήταν αυτά τα χαρακτηριστικά που επέτρεψαν στα γυμνόσπερμα να φτάσουν σε μεγάλο αριθμό ειδών και να εξαπλωθούν σε μεγάλες περιοχές.
Ο αριθμός των ειδών και των αντιπροσώπων
Η περιγραφόμενη ομάδα έχει περίπου 600-700 είδη. Δεν έχουν επιβιώσει όλοι μέχρι σήμερα, ορισμένοι εκπρόσωποι υπάρχουν μόνο σε απολιθωμένη μορφή. Για παράδειγμα:
- cordaite;
- μπενετίτης;
- φτέρες σπόρων.
Οι υπόλοιποι εκπρόσωποι κατανέμονται σε όλη την υδρόγειο και αναπτύσσονται σε όλες τις κλιματικές ζώνες: από το νότιο τροπικό (φοίνικες sago) έως τα ψυχρά βόρεια γεωγραφικά πλάτη (κέδρος, λάρυξ, έλατο, πεύκο).
Ο αρχαιότερος εκπρόσωπος των γυμνόσπερμων, που υπάρχει μέχρι σήμερα, είναι το Ginkgo Biloba (biloba). Αυτό το φυτό ονομάζεται ζωντανό απολίθωμα, καθώς αναπτύσσεται στον πλανήτη από τη Μεσοζωική εποχή, όπως αποδεικνύεται από πολυάριθμα αποτυπώματα στα κοιτάσματα αρχαίων πετρωμάτων.
Εξελικτική ανάπτυξη
Τα πρώτα γυμνόσπερμα που προέκυψαν στην Παλαιοζωική εποχή είχαν μια σειρά από πλεονεκτήματα που τους επέτρεψαν να αποκτήσουν κυρίαρχη θέση στον πλανήτη εκείνη την εποχή. Αυτά τα εξελικτικά νέα χαρακτηριστικά ονομάζονται αρωματικές και σας επιτρέπουν να φτάσετεένα νέο επίπεδο στην ανάπτυξη νέων περιοχών και οικολογικών θέσεων. Υπάρχουν πολλά τέτοια χαρακτηριστικά που έχουν τα γυμνόσπερμα:
- Η αναπαραγωγή πραγματοποιείται χωρίς τη συμμετοχή του υδάτινου περιβάλλοντος. Αυτό κατέστησε δυνατό τον πληθυσμό μεγάλων περιοχών στην ξηρά.
- Η γονιμοποίηση συμβαίνει μέσα στο ωάριο και προστατεύεται από εξωτερικές επιρροές - τέτοια χαρακτηριστικά αναπαραγωγής των γυμνόσπερμων εξασφαλίζουν μεγαλύτερη ασφάλεια του μελλοντικού φυτού.
- Η εμφάνιση του σπόρου κατέστησε δυνατή την παροχή στο μελλοντικό έμβρυο προστατευτικά καλύμματα (φλοιός σπόρου) και παροχή τροφής (ενδοσπέρμιο), το οποίο, με τη σειρά του, αύξησε τον αριθμό των φυτών αυτής της ομάδας.
Αυτά τα χαρακτηριστικά ήταν που τους ξεχώρισαν από τους προγόνους τους - φτέρες. Το επόμενο, και σήμερα το τελευταίο, στάδιο της εξελικτικής ανάπτυξης του φυτικού κόσμου είναι η εμφάνιση των αγγειόσπερμων.
Έννοια των γυμνόσπερμων
Ο ρόλος των γυμνόσπερμων δύσκολα μπορεί να υπερεκτιμηθεί. Είναι αυτοί που γεμίζουν περίπου το ένα τρίτο των δασών του κόσμου που ασχολούνται με τον καθαρισμό του αέρα και τη συνεχή ανανέωση οξυγόνου. Επιπλέον, η εμφάνιση και η ευρεία κατανομή φυτών που παράγουν οξυγόνο στον πλανήτη έχει οδηγήσει στην εμφάνιση άλλων οργανισμών που μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτό το αέριο στην αναπνοή τους.
Τα κωνοφόρα είναι οι κύριοι προμηθευτές ξύλου για διάφορες σφαίρες της ανθρώπινης ζωής. Αυτή η πρώτη ύλη χρησιμοποιείται ενεργά στην κατασκευή επίπλων, στις κατασκευές, στην παραγωγή πλοίων και σε άλλους στρατηγικά σημαντικούς τομείς οικονομικής δραστηριότητας. Οι ίνες ξύλου ελάτης είναι ιδιαίτερα πολύτιμες για την κατασκευή χαρτιών υψηλής ποιότητας.
Τα γυμνόσπερμα χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική. Ειδικές ουσίες - φυτοκτόνα, που εκκρίνονται από όλα σχεδόν τα κωνοφόρα δέντρα, είναι σε θέση να καθαρίσουν τον αέρα από παθογόνα μικρόβια. Για το λόγο αυτό, τα περισσότερα σανατόρια και θέρετρα υγείας είναι χτισμένα στην επικράτεια των κωνοφόρων δασών. Μια τέτοια θεραπεία μπορεί να ανακουφίσει ή να εξαλείψει σημαντικά πολλές πνευμονικές παθήσεις.
