Gymnosperma ialah tumbuhan benih paling kuno di planet kita. Mereka memainkan peranan penting dalam pembangunan hidupan liar dan terus menduduki kedudukan penting dalam kehidupan Bumi. Terkenal kepada kami cemara, pain, cemara, thuja, yew atau larch dan velvichia, saga atau ginkgo yang kurang dikenali - semua ini adalah wakil kumpulan yang dipanggil "Gymnosperms". Kami akan mempertimbangkan struktur dan pengeluaran semula mereka kemudian dalam artikel.
Asal usul dan umur
Gimnosperma berumur 350 juta tahun. Mereka muncul di Devon Atas (Paleozoik) dan pada permulaan era Mesozoik telah pun mencapai kemuncaknya. Mungkin, asal mereka dikaitkan dengan evolusi beransur-ansur spora - pakis. Berbanding dengan mereka, spesies tumbuhan baru sudah mempunyai ovul dan butiran debunga yang terlibat secara langsung dalam pembentukan benih. Terdapat beberapa kelebihan yang dimiliki gimnosperma:
- pembiakan berlaku tanpapenyertaan air;
- lapisan benih dan bekalan nutrien memastikan keselamatan anak benih.
Atas sebab-sebab ini, selepas masa yang singkat, penutup hijau planet ini kebanyakannya adalah gimnosperma, struktur dan pembiakan yang menyumbang kepada kejayaan pembangunan wilayah baharu dan ceruk ekologi.
Ciri bangunan
Tumbuhan yang kebanyakannya dinamakan tumbuh dalam bentuk pokok dan pokok renek, lebih kerap - malar hijau, dan jarang - daun luruh. Kadang-kadang mereka boleh mencapai saiz yang besar (sequoia, cedar). Sebahagian besar daunnya berbentuk jarum atau mempunyai rupa sisik. Ia dipanggil jarum dan mengandungi saluran resin.
Kayu membentuk sebahagian besar batang. Ia mengandungi sel-sel mati berongga dengan dinding berlubang - trakeid. Kehadiran mereka adalah tanda khusus untuk kumpulan tumbuhan ini. Melalui merekalah aliran air ke atas dari akar ke daun dilakukan.
Selain trakeid, kayu gimnosperma juga mengandungi saluran resin. Oleh itu, wakil tumbuhan kumpulan ini mudah dikenali oleh bau konifer yang wangi. Resin meresapi kayu, yang menghalangnya daripada reput. Disebabkan ini, terdapat banyak centenarian di kalangan pokok konifer. Contohnya, sesetengah sequoia berumur kira-kira 3,000 tahun.
Kelebihan evolusi paling penting yang dimiliki gimnosperma ialah pembiakan tanpa penyertaan kelembapan titisan dan kehadiran formasi yang bertindak sebagai organ pembiakan.
Organ pembiakan gimnosperma
Ketiadaan bunga adalah ciri utama yang dimiliki oleh gimnosperma. Pembiakan tumbuhan ini berlaku dengan penyertaan kon, atau strobilus. Pembentukan ini mudah dikenali pada pain, spruce, fir, larch dan wakil konifer lain. Ia boleh dipanggil organ pembiakan seksual.
Biasanya kon adalah berlainan jantina - ia boleh jantan dan betina dan terletak sama ada pada tumbuhan yang sama (monoecious) atau pada yang berbeza (dioecious), berbeza dari segi saiz dan warna.
Tunas jantan dipanggil microstrobils, dan tunas betina dipanggil megastrobils. Strobila adalah pucuk yang dipendekkan dan diubah suai, di mana sporofil terletak - daun yang diubah suai. Debunga masak dalam mikrostrobil. Dalam megastrobil - ovul.
Ciri-ciri pembiakan gimnosperma
Biasanya, proses pembiakan gimnosperma dipertimbangkan pada contoh pain Scotch. Ini adalah tumbuhan monoecious, iaitu kon jantan dan betina berkembang pada pokok yang sama. Yang pertama adalah lebih besar, berwarna kemerah-merahan. Yang kedua adalah kecil, kehijauan atau kebiruan.
Skim pembiakan gimnosperma agak mudah. Apabila debunga matang dalam mikrostrobil, ia tumpah keluar, merebak melalui angin dan boleh bergerak jauh. Untuk melakukan ini, setiap butiran debunga dilengkapi dengan peranti khas - beg debunga. Zarah habuk jatuh pada ovul yang berkembang pada megastrobil. Beginilah cara pendebungaan berlaku.
Biasanya ia jatuh pada penghujung musim bunga atau awal musim panas. didebungakankon betina rapat, sisiknya melekat bersama damar. Persenyawaan berlaku pada ovul di dalam kon tertutup.
Bagaimana persenyawaan berlaku
Di dalam ovul terdapat gametofit betina, atau kantung embrio, yang melalui beberapa peringkat kematangan. Debunga memasuki pintu masuk debunga ovul, ia mula bercambah ke dalam tiub debunga ke arah archegonium (dari arche Yunani - "permulaan", hilang - "rahim ibu"). Pembentukan ini mengandungi telur. Secara keseluruhan, dua daripadanya berkembang dalam ovul, tetapi hanya satu yang mengalami persenyawaan.
Pada saat itu, dua spermatozoa telah matang dalam butir debunga dan mula bergerak di sepanjang tiub yang semakin meningkat. Apabila salah satu sperma mencapai telur, persenyawaan berlaku. Sperma kedua mati. Selepas gabungan dua sel kuman, embrio benih terbentuk - zigot. Ovul itu sendiri ditukar menjadi benih. Bercambah, ia akan menggunakan bekalan nutrien.
Beginilah cara gimnosperma membiak. Skema proses ini ditunjukkan dalam foto.
Ripitasi dan penyebaran biji
Selepas persenyawaan berlaku, kematangan benih bermula. Di Scotland pain, kedua-dua proses ini berlangsung selama 2 tahun. Apabila masak, kon menjadi berkayu dan bertukar warna. Secara beransur-ansur, sisiknya terbuka, dan biji tumpah keluar daripadanya.
Gimnosperma tidak membentuk buah. Tetapi untuk merebak ke besarjarak, benih mempunyai penyesuaian khas - pertumbuhan membran pterygoid, mudah dibawa oleh angin.
Jika keadaan luaran tidak sesuai untuk percambahan, benih boleh berehat lama sebelum keadaan suhu optimum. Ciri-ciri inilah yang membolehkan gimnosperma mencapai bilangan spesies yang tinggi dan tersebar di kawasan yang luas.
Bilangan spesies dan wakil
Kumpulan yang diterangkan mempunyai kira-kira 600-700 spesies. Tidak semua daripada mereka telah bertahan sehingga hari ini, beberapa wakil hanya wujud dalam bentuk fosil. Contohnya:
- cordaite;
- bennetite;
- pakis benih.
Selebihnya wakil diedarkan di seluruh dunia dan tumbuh di semua zon iklim: dari tropika selatan (tanah sagu) ke latitud utara yang sejuk (cedar, larch, spruce, pain).
Wakil gimnosperma paling kuno, yang wujud sehingga hari ini, ialah Ginkgo Biloba (biloba). Tumbuhan ini dipanggil fosil hidup, kerana ia telah tumbuh di planet ini sejak era Mesozoik, seperti yang dibuktikan oleh banyak kesan dalam deposit batu purba.
Perkembangan evolusi
Gimnosperma pertama yang muncul pada era Paleozoik mempunyai beberapa kelebihan yang membolehkan mereka mengambil kedudukan dominan di planet ini pada masa itu. Ciri-ciri baharu secara evolusi ini dipanggil aromorphoses dan membolehkan anda mencapainyatahap baharu dalam pembangunan wilayah baharu dan relung ekologi. Terdapat beberapa ciri sedemikian yang dimiliki oleh gimnosperma:
- Pembiakan dijalankan tanpa penyertaan persekitaran akuatik. Ini memungkinkan untuk mengisi kawasan yang luas di darat.
- Persenyawaan berlaku di dalam ovul dan dilindungi daripada pengaruh luar - ciri pembiakan gimnosperma sedemikian memastikan keselamatan yang lebih besar bagi tumbuhan masa hadapan.
- Penampilan benih memungkinkan untuk menyediakan embrio masa depan dengan penutup pelindung (kulit biji) dan bekalan makanan (endosperma), yang seterusnya meningkatkan bilangan tumbuhan dalam kumpulan ini.
Ciri-ciri inilah yang membezakan mereka daripada nenek moyang mereka - paku-pakis. Peringkat seterusnya, dan hari ini, peringkat terakhir perkembangan evolusi dunia tumbuhan ialah penampilan angiosperma.
Maksud gimnosperma
Peranan gimnosperma hampir tidak boleh dipandang tinggi. Merekalah yang mengisi kira-kira satu pertiga daripada hutan dunia yang terlibat dalam pembersihan udara dan pembaharuan oksigen yang berterusan. Di samping itu, kemunculan dan pengedaran meluas tumbuhan penghasil oksigen di planet ini telah membawa kepada kemunculan organisma lain yang boleh menggunakan gas ini dalam pernafasan mereka.
Konifer ialah pembekal utama kayu untuk pelbagai bidang kehidupan manusia. Bahan mentah ini digunakan secara aktif dalam pembuatan perabot, pembinaan, pengeluaran kapal dan kawasan aktiviti ekonomi yang penting secara strategik. Gentian kayu cemara amat berharga dalam pembuatan kertas berkualiti tinggi.
Gimnosperma digunakan secara meluas dalam perubatan. Bahan khas - phytoncides, dirembeskan oleh hampir semua pokok konifer, dapat membersihkan udara daripada mikrob patogen. Atas sebab ini, kebanyakan sanatorium dan pusat peranginan kesihatan dibina di wilayah hutan konifer. Terapi sedemikian boleh mengurangkan atau menghapuskan banyak penyakit paru-paru dengan ketara.
