Gymnospermer är de äldsta fröväxterna på vår planet. De spelade en viktig roll i utvecklingen av vilda djur och fortsätter att inta en betydande position i jordens liv. Välkänd för oss gran, tall, gran, tuja, idegran eller lärk och föga kända velvichia, saga eller ginkgo - alla dessa är representanter för gruppen som kallas "Gymnosperms". Vi kommer att överväga deras struktur och reproduktion senare i artikeln.
Ursprung och ålder
Gymnospermierna är 350 miljoner år gamla. De dök upp i övre devon (paleozoikum) och hade redan i början av mesozoikumen nått sin topp. Förmodligen är deras ursprung förknippat med den gradvisa utvecklingen av sporer - ormbunkar. Jämfört med dem hade de nya växtarterna redan ägglossningar och pollenkorn som var direkt involverade i bildandet av fröet. Det fanns ett antal fördelar som gymnospermer hade:
- reproduktion skedde utanvattendeltagande;
- fröskalet och tillförseln av näringsämnen garanterade plantans säkerhet.
Av dessa skäl, efter en kort tid, var planetens gröna hölje redan mestadels gymnospermer, vars struktur och reproduktion bidrog till en framgångsrik utveckling av nya territorier och ekologiska nischer.
Byggnadsfunktioner
De flesta namngivna växter växer i form av träd och buskar, oftare - vintergröna och sällan - lövfällande. Ibland kan de nå enorma storlekar (sequoia, ceder). De allra flesta av deras blad är nålformade eller ser ut som fjäll. De kallas nålar och innehåller hartspassager.
Trä utgör det mesta av stammen. Den innehåller ihåliga döda celler med perforerade väggar - trakeider. Deras närvaro är ett tecken som är specifikt för denna grupp av växter. Det är genom dem som vattenflödet uppåt från roten till löven sker.
Förutom trakeider innehåller träet från gymnospermer även hartskanaler. Därför är representanter för växter i denna grupp lätt att känna igen av den doftande barrdoften. Hartset impregnerar träet, vilket förhindrar att det ruttnar. På grund av detta finns det många hundraåringar bland barrträd. Vissa sequoia är till exempel cirka 3 000 år gamla.
Den viktigaste evolutionära fördelen som gymnospermer har är reproduktion utan deltagande av droppfukt och närvaron av formationer som fungerar som reproduktionsorgan.
Reproduktiva organ hos gymnospermer
Frånvaron av blommor är en nyckelfunktion hos gymnospermer. Reproduktionen av dessa växter sker med deltagande av kottar, eller strobilus. Dessa formationer är lätta att känna igen på tall, gran, gran, lärk och andra representanter för barrträd. De kan kallas organ för sexuell reproduktion.
Vanligtvis är kottarna av olika kön - de kan vara hanar och honor och finns antingen på samma planta (enbo) eller på olika (tvåbo), olika i storlek och färg.
Manliga knoppar kallas mikrostrobiler och honknoppar kallas megastrobiler. Strobila är ett förkortat och modifierat skott, på vilket sporofyller finns - modifierade löv. Pollen mognar i mikrostrobiler. Hos megastrobils - ägglossningar.
Funktioner för reproduktion av gymnospermer
Vanligtvis betraktas processen för reproduktion av gymnospermer i exemplet med tall. Detta är en enhudad växt, det vill säga han- och honkottar utvecklas på samma träd. De första av dem är större, rödaktiga till färgen. De andra är små, grönaktiga eller blåaktiga.
Avelsschemat för gymnospermer är ganska enkelt. När pollen mognar i mikrostrobiler, spills det ut, sprids med vinden och kan resa långa sträckor. För att göra detta är varje pollenkorn utrustad med speciella enheter - pollenpåsar. Dammpartiklar faller på ägglossningarna som utvecklas på megastrobiler. Det är så pollinering sker.
Vanligtvis infaller det i slutet av våren eller i början av sommaren. pollinerashonkottar stänger, deras fjäll håller ihop med harts. Befruktning sker i ägglossningarna inuti de slutna kottarna.
Hur befruktning sker
Inuti ägglosset finns den kvinnliga gametofyten, eller embryosäcken, som går igenom flera stadier av mognad. Pollen kommer in i ägglossets polleningång, det börjar gro in i pollenröret mot archegonium (från den grekiska arche - "början", borta - "mammas livmoder"). Denna formation innehåller ett ägg. Tot alt utvecklas två av dem i ägglossningen, men bara en genomgår befruktning
Vid det ögonblicket hade två spermier redan mognat i pollenkornet och började röra sig längs växtröret. När en av spermierna når ägget sker befruktning. Den andra spermien dör. Efter sammansmältningen av två könsceller bildas ett fröembryo - en zygot. Själva ägglosset omvandlas till ett frö. Grorande kommer den att använda tillförseln av näringsämnen.
Det är så gymnospermer reproducerar sig. Schemat för denna process visas på bilden.
Rivning och fröspridning
Efter att befruktningen har skett börjar mognaden av fröet. I tall varar båda dessa processer i 2 år. När de är mogna blir kottarna träiga och ändrar färg. Gradvis öppnar sig deras fjäll och frön rinner ut ur dem.
Gymnospermer bildar inga frukter. Men för att sprida sig till storaavstånd, fröna har speciella anpassningar - pterygoida membranösa utväxter, lätt att bära av vinden.
Om yttre förhållanden inte är gynnsamma för groning kan fröet vila länge innan de optimala temperaturförhållandena. Det var dessa egenskaper som gjorde att gymnospermerna kunde nå ett stort antal arter och sprida sig över stora områden.
Antalet arter och representanter
Den beskrivna gruppen har cirka 600-700 arter. Inte alla av dem har överlevt till denna dag, vissa representanter finns bara i fossil form. Till exempel:
- cordaite;
- bennetite;
- fröormbunkar.
Resten av representanterna är utspridda över hela jordklotet och växer i alla klimatzoner: från den södra tropen (sagopalmer) till de kalla nordliga breddgraderna (cederträ, lärk, gran, tall).
Den äldsta representanten för gymnospermerna, som finns till denna dag, är Ginkgo Biloba (biloba). Denna växt kallas ett levande fossil, eftersom den har växt på planeten sedan mesozoiken, vilket framgår av många avtryck i avlagringar av gamla stenar.
Evolutionär utveckling
De första gymnospermerna som uppstod under den paleozoiska eran hade ett antal fördelar som gjorde att de kunde ta en dominerande ställning på planeten vid den tiden. Dessa evolutionärt nya funktioner kallas aromorfoser och låter dig nåen ny nivå i utvecklingen av nya territorier och ekologiska nischer. Det finns flera sådana egenskaper som gymnospermer har:
- Reproduktion utförs utan deltagande av vattenmiljön. Detta gjorde det möjligt att befolka stora områden på land.
- Befruktning sker inuti ägglosset och skyddas från yttre påverkan - sådana egenskaper hos reproduktionen av gymnospermer säkerställer större säkerhet för den framtida växten.
- Fröets utseende gjorde det möjligt att förse det framtida embryot med skyddshöljen (fröskal) och en tillgång på mat (fröfrukt), vilket i sin tur ökade antalet växter i denna grupp.
Det var dessa egenskaper som skilde dem från sina förfäder - ormbunkar. Nästa, och idag sista, steget i växtvärldens evolutionära utveckling är uppkomsten av angiospermer.
Betydelsen av gymnospermer
Rollen av gymnospermer kan knappast överskattas. Det är de som fyller ungefär en tredjedel av världens skogar involverade i luftrening och ständig syreförnyelse. Dessutom har uppkomsten och den breda distributionen av syreproducerande växter på planeten lett till uppkomsten av andra organismer som kan använda denna gas i sin andning.
Barrträd är de viktigaste leverantörerna av trä för olika sfärer av mänskligt liv. Detta råmaterial används aktivt vid tillverkning av möbler, konstruktion, fartygsproduktion och andra strategiskt viktiga ekonomiska verksamhetsområden. Granträfibrer är särskilt värdefulla vid tillverkning av högkvalitativt papper.
Gymnospermer används i stor utsträckning inom medicin. Speciella ämnen - fytoncider, som utsöndras av nästan alla barrträd, kan rena luften från patogena mikrober. Av denna anledning är de flesta sanatorier och kurorter byggda på barrskogarnas territorium. Sådan terapi kan avsevärt lindra eller eliminera många lungsjukdomar.
