Informacija

13.3: Sėkliniai augalai – Gimnosėkliai – Biologija

13.3: Sėkliniai augalai – Gimnosėkliai – Biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Pirmieji augalai, kolonizuojantys žemę, greičiausiai buvo glaudžiai susiję su šiuolaikinėmis samanomis (bryofitais) ir, kaip manoma, atsirado maždaug prieš 500 mln. Po jų sekė kepenėlės (taip pat bryofitai) ir primityvūs kraujagysliniai augalai – pterofitai, iš kurių kilę šiuolaikiniai paparčiai. Briofitų ir pterofitų gyvavimo ciklas pasižymi kartų kaita. Norint užbaigti gyvavimo ciklą, reikia vandens, nes vyriškosios lytinės ląstelės turi plaukti prie moteriškų lytinių ląstelių. Patinų gametofitas išskiria spermatozoidus, kurie turi plaukti, varomi savo žvynelių, kad pasiektų ir apvaisintų moteriškąją lytinę ląstą arba kiaušinėlį. Po apvaisinimo zigota subręsta ir išauga į sporofitą, kuris savo ruožtu suformuos sporangijas arba „sporų kraujagysles“, kuriose motininės ląstelės patiria mejozę ir gamina haploidines sporas. Sporų išsiskyrimas tinkamoje aplinkoje sukels daigumą ir naujos kartos gametofitai.

Sėklinių augalų evoliucija

Sėkliniuose augaluose evoliucijos tendencija paskatino dominuojančią sporofitų kartą, kurioje didesnė ir ekologiškai reikšmingesnė rūšis yra diploidinis augalas. Tuo pačiu metu ši tendencija lėmė gametofito dydžio sumažėjimą nuo ryškios struktūros iki mikroskopinio ląstelių sankaupos, uždarytos sporofito audiniuose. Apatiniai kraujagysliniai augalai, tokie kaip samanos ir paparčiai, dažniausiai yra homosporiniai (sukuria tik vienos rūšies sporas). Priešingai, visi sėkliniai augalai arba spermatofitai yra heterosporiniai, sudarydami dviejų tipų sporas: megasporas (moteriškas) ir mikrosporas (vyriškas). Megasporos išsivysto į moteriškus gametofitus, kurie gamina kiaušinėlius, o iš mikrosporų subręsta į vyriškus gametofitus, kurie generuoja spermą. Kadangi gametofitai subręsta sporose, jie nėra laisvai gyvenantys, kaip ir kitų besėklių kraujagyslių augalų gametofitai. Heterosporiniai augalai be sėklų laikomi evoliuciniais sėklinių augalų pirmtakais.

Sėklos ir žiedadulkės – du prisitaikymai prie sausros – išskiria sėklinius augalus nuo kitų (besėklių) kraujagyslių augalų. Abi adaptacijos buvo labai svarbios žemės kolonizacijai. Fosilijos išskiria ankstyviausius sėklinius augalus maždaug prieš 350 milijonų metų. Ankstyviausi patikimi gimnasėklių įrašai datuojami karbono periodu (prieš 359–299 mln. metų). Prieš gimnasėklius buvo pirmtakiai („pirmieji plikasėkliai augalai“). Tai buvo pereinamoji augalų grupė, kuri paviršutiniškai priminė spygliuočius („spygliuočius“), nes gamino medieną iš antrinio kraujagyslių audinių augimo; tačiau jie vis tiek dauginosi kaip paparčiai, išskirdami sporas į aplinką. Mezozojaus epochoje (prieš 251–65,5 mln. metų) kraštovaizdyje dominavo gimnasėkliai. Angiospermai perėmė kreidos periodo vidurį (prieš 145,5–65,5 mln. metų) vėlyvojoje mezozojaus eroje ir nuo tada tapo gausiausia augalų grupe daugumoje sausumos biomų.

Dvi naujoviškos žiedadulkių ir sėklų struktūros leido sėkliniams augalams reprodukcijai ir embrionų vystymuisi nutraukti priklausomybę nuo vandens ir užkariauti sausą žemę. Žiedadulkių grūdeliai perneša vyriškąsias augalo lytines ląsteles. Mažasis haploidas (1n) ląstelės yra padengtos apsauginiu sluoksniu, kuris apsaugo nuo išdžiūvimo (išsausėjimo) ir mechaninių pažeidimų. Žiedadulkės gali nukeliauti toli nuo jas nešiojančio sporofito, platindamos augalo genus ir išvengdamos konkurencijos su kitais augalais. Sėkla suteikia embrionui apsaugą, maitinimą ir mechanizmą, leidžiantį išlaikyti ramybės būseną dešimtis ar net tūkstančius metų, leidžiančią jam išgyventi atšiaurioje aplinkoje ir užtikrinti daigumą, kai augimo sąlygos yra optimalios. Sėklos leidžia augalams išsklaidyti kitą kartą erdvėje ir laike. Turėdami tokius evoliucinius pranašumus, sėkliniai augalai tapo sėkmingiausia ir labiausiai pažįstama augalų grupe.

Gimnastika

Gimnosėkliai („plikos sėklos“) yra įvairi sėklinių augalų grupė ir yra parafiletiniai. Parafiletinės grupės neapima vieno bendro protėvio palikuonių. Gimnosėkliams būdingos plikos sėklos, atskiros moteriškos ir vyriškos lytinės ląstelės, vėjo apdulkinimas ir tracheidės, kurios perneša vandenį ir tirpias medžiagas kraujagyslių sistemoje.

Spygliuočių gyvavimo ciklas

Pušys yra spygliuočiai ir tame pačiame augale nešioja vyriškus ir moteriškus sporofilus. Kaip ir visi gimnasėkliai, pušys yra heterosporinės ir gamina vyriškas mikrosporas bei moteriškas megasporas. Vyriškuose kūgiuose arba kuokšteliuose kūgiuose mikrosporocitai mejozės būdu sukelia mikrosporas. Tada iš mikrosporų išsivysto žiedadulkės. Kiekviename žiedadulkių grūdelyje yra dvi ląstelės: viena generacinė ląstelė, kuri pasiskirstys į du spermatozoidus, ir antroji ląstelė, kuri taps žiedadulkių vamzdelio ląstele. Pavasarį pušys išskiria daug geltonųjų žiedadulkių, kurias neša vėjas. Kai kurie gametofitai nusileis ant moteriško kūgio. Žiedadulkių vamzdelis iš žiedadulkių grūdų auga lėtai, o žiedadulkių grūdo generatyvinė ląstelė mitozės būdu dalijasi į dvi spermatozoidų ląsteles. Viena iš spermatozoidų apvaisinimo procese pagaliau sujungs savo haploidinį branduolį su kiaušialąstės haploidiniu branduoliu.

Moteriškuose kūgiuose arba ovuliaciniuose kūgiuose yra dvi kiaušialąstės vienoje skalėje. Kiekvienoje kiaušialąstėje vienas megasporocitas patiria mejozę. Tik viena išlikusi haploidinė ląstelė išsivystys į moterišką daugialąstį gametofitą, kuris gaubia kiaušinį. Apvaisinimo metu zigota pagimdys embrioną, kuris yra uždengtas motininio augalo audinio sėklos apvalkalu. Tręšimas ir sėklų vystymasis pušyse yra ilgas procesas – po apdulkinimo tai gali užtrukti iki dvejų metų. Susiformavusioje sėkloje yra trijų kartų audiniai: sėklos apvalkalas, kilęs iš pirminio augalo audinio, moteriškasis gametofitas, aprūpinantis maistinėmis medžiagomis, ir pats embrionas. 14.3.1 paveiksle pavaizduotas spygliuočių gyvavimo ciklas.

MENO SUSIJUNGIMAS


14.3.1 pav.: Šiame paveikslėlyje parodytas spygliuočių gyvavimo ciklas.

Kurioje stadijoje susidaro diploidinė zigota?

  1. kai nuo medžio pradeda dygti moteriškasis kūgis
  2. kai susilieja spermos branduolys ir kiaušinėlio branduolys
  3. kai nuo medžio nukrenta sėklos
  4. kai žiedadulkių vamzdelis pradeda augti

KONCEPCIJA VEIKIAME

Peržiūrėkite šį vaizdo įrašą, kad pamatytumėte sėklų auginimo procesą gimnosėkliuose.

Gimnosėklių įvairovė

Šiuolaikiniai gimnasėkliai skirstomi į keturis pagrindinius skyrius ir apima apie 1000 aprašytų rūšių. Coniferophyta, Cycadophyta ir Ginkgophyta yra panašios savo antrinio kambio (ląstelių, kurios sukuria kamieno ar stiebo kraujagyslių sistemą) gamyba ir sėklų vystymosi būdu, tačiau nėra glaudžiai tarpusavyje susijusios filogenetiškai. Gnetofitai laikomi artimiausia gaubtasėkliams grupe, nes gamina tikrąjį ksilemo audinį, kuriame yra ir tracheidų, ir kraujagyslių elementų.

Spygliuočiai

Spygliuočiai yra dominuojantis gimnasėklių prieglobstis, kuriame yra daugiausiai rūšių. Dauguma jų yra aukšti medžiai, kurių lapai yra panašūs į žvynus arba adatas. Plona adatų forma ir jų vaškinė odelė riboja vandens praradimą per transpiraciją. Sniegas lengvai nuslysta nuo spyglių formos lapų, todėl krovinys yra lengvas ir sumažėja šakų lūžimas. Šie prisitaikymai prie šalto ir sauso oro paaiškina spygliuočių vyravimą dideliame aukštyje ir šaltame klimate. Spygliuočiams priskiriami pažįstami visžaliai medžiai, tokie kaip pušys, eglės, eglės, kedrai, sekvojos, ievos (14.3.2 pav.). Kai kurios rūšys yra lapuočių ir rudenį praranda visus lapus. Europinis maumedis ir tamarakas yra lapuočių spygliuočių pavyzdžiai. Daugelis spygliuočių medžių yra nuimami popieriaus masės ir medienos gamybai. Spygliuočių mediena yra primityvesnė nei gaubtasėklių mediena; jame yra tracheidų, bet nėra kraujagyslių elementų ir jis vadinamas „minkšta mediena“.

Cikadai

Cikadai klesti švelnaus klimato sąlygomis ir dažnai painiojami su palmėmis dėl jų didelių sudėtinių lapų formos. Jie neša didelius kūgius ir, neįprastai gimnasėkliams, juos gali apdulkinti vabalai, o ne vėjas. Jie dominavo kraštovaizdyje dinozaurų amžiuje mezozojaus eroje (prieš 251–65,5 mln. metų). Iki šių dienų išliko tik šimtas cikadų rūšių. Galimas jų išnykimas, o kelios rūšys yra saugomos pagal tarptautines konvencijas. Dėl savo patrauklios formos jie dažnai naudojami kaip dekoratyviniai augalai soduose (14.3.3 pav.).


14.3.3 pav.: Šis Encephalartos ferox cikadas pasižymi dideliais kūgiais. (kreditas: Wendy Cutler)

Gingkofitai

Vienintelė išlikusi ginkgofitų rūšis yra Ginkgo biloba (14.3.4 pav.). Jo vėduoklės formos lapai, unikalūs tarp sėklinių augalų, nes turi dvilypį venų raštą, rudenį pagelsta ir nukrenta nuo augalo. Šimtmečius augino budistų vienuoliai Ginkgo biloba, užtikrinant jos išsaugojimą. Sodinama viešose erdvėse, nes yra neįprastai atspari taršai. Vyriški ir moteriški organai yra ant atskirų augalų. Paprastai sodininkai sodina tik vyriškus medžius, nes moteriško augalo išaugintos sėklos turi nemalonų rūstančio sviesto kvapą.

Gnetofitai

Gnetofitai yra artimiausi šiuolaikinių gaubtasėklių giminaičiai ir apima tris nepanašias augalų gentis. Kaip ir gaubtasėkliai, jie turi plačius lapus. Gnetum rūšys dažniausiai yra vynmedžiai atogrąžų ir subtropikų zonose. Vienintelė rūšis Velvicija yra neįprastas, mažai augantis augalas, randamas Namibijos ir Angolos dykumose. Jis gali gyventi iki 2000 metų. Gentis Efedra yra atstovaujama Šiaurės Amerikoje sausose JAV pietvakarių ir Meksikos vietose (13.4.5 pav.). Efedros maži, į žvynus panašūs lapai yra junginio efedrino, kuris medicinoje naudojamas kaip stiprus dekongestantas, šaltinis. Kadangi efedrinas yra panašus į amfetaminus tiek savo chemine struktūra, tiek neurologiniu poveikiu, jį galima naudoti tik receptiniams vaistams. Kaip ir gaubtasėkliai, bet skirtingai nei kiti gimnasėkliai, visų gnetofitų ksileme yra kraujagyslių elementų.

KONCEPCIJA VEIKIAME

Žiūrėkite šį BBC vaizdo įrašą, kuriame aprašomos nuostabios Velvicijos keistenybės.

Santrauka

Gimnosėkliai yra heterosporiniai sėkliniai augalai, kurie gamina plikas sėklas. Jie atsirado anglies periodu (prieš 359–299 mln. metų) ir buvo dominuojanti augalų gyvybė mezozojaus eroje (prieš 251–65,5 mln. metų). Šiuolaikiniai gimnazistai priklauso keturiems skyriams. Coniferophyta skyrius - spygliuočiai - yra vyraujantys sumedėję augalai dideliame aukštyje ir platumose. Cikadai primena palmes ir auga atogrąžų klimato sąlygomis. Gingko biloba yra vienintelė Gingkophyta skyriaus rūšis. Paskutinis skyrius, Gnetophytes, yra įvairi rūšių grupė, kuri gamina indų elementus savo medienoje.

Meno jungtys

14.3.1 pav. Kurioje stadijoje susidaro diploidinė zigota?

A. Kai moteriškasis kūgis pradeda dygti nuo medžio
B. Susiliejus spermos branduoliui ir kiaušinėlio branduoliui
C. Kai nuo medžio nukrenta sėklos
D. Kai žiedadulkių vamzdelis pradeda augti

B. Baigus formuotis žiedadulkių vamzdeliui susidaro diploidinė zigota, kad vyriškasis generatyvinis branduolys (spermatozoidas) galėtų susilieti su patelės kiaušinėliu.

Keli pasirinkimai

Kuris iš šių bruožų būdingas gimnazistams?

A. Augalai neša atviras sėklas ant modifikuotų lapų.
B. Dauginimosi dariniai išsidėstę gėlėje.
C. Po apvaisinimo kiaušidės sustorėja ir susidaro vaisius.
D. Gametofitas yra ilgiausia gyvavimo ciklo fazė.

A

Kokį prisitaikymą turi sėkliniai augalai, be sėklos, kurios nėra besėkliuose augaluose?

A. gametofitai
B. kraujagyslinis audinys
C. žiedadulkės
D. chlorofilas

C

Nemokamas atsakymas

Kokios yra keturios šiuolaikinės gimnazistų grupės?

Keturios šiuolaikinės gimnasėklių grupės yra Coniferophyta, Cycadophyta, Gingkophyta ir Gnetophyta.

Žodynėlis

kūgis
ovuliacinis strobilus ant gimnasėklių, kuriame yra kiaušialąsčių
spygliuočių
dominuojantis gimnasėklių skyrius, kuriame yra daugiausiai rūšių
cikadas
atogrąžų klimato zonose augančių ir palmes primenančių gimnasėklių skyrius
gingkofitas
Gimnosėklių padalijimas su viena gyva rūšimi Gingko biloba, medis vėduoklės formos lapais
gnetofitas
įvairių morfologinių savybių turinčių gimnasėklių, kurie gamina kraujagyslių elementus sumedėjusiuose audiniuose, skyrius
gimnastika
sėklinis augalas su plikomis sėklomis (sėklos išskleidžiamos ant modifikuotų lapų arba kūgiuose)
megasporocitas
megasporos motininė ląstelė; didesnė spora, kuri heterosporiniame augale išdygsta į moterišką gametofitą
mikrosporocitas
mažesnė spora, kuri heterosporiniame augale gamina vyrišką gametofitą

13.3: Sėkliniai augalai – Gimnosėkliai – Biologija

Šio skyriaus pabaigoje galėsite atlikti šiuos veiksmus:

  • Apibūdinkite dvi pagrindines naujoves, kurios leido sėkliniams augalams daugintis be vandens
  • Paaiškinkite, kada pirmą kartą pasirodė sėkliniai augalai ir kada gimnosėkliai tapo dominuojančia augalų grupe
  • Aptarkite žiedadulkių grūdų ir sėklų paskirtį
  • Apibūdinkite gaubtasėklių, nešančių žiedus ir vaisius, reikšmę

Pirmieji žemę kolonizuojantys augalai greičiausiai buvo susiję su šiuolaikinių samanų (bryofitų) protėviais, kurie, kaip manoma, atsirado maždaug prieš 500 mln. Po jų sekė kepenėlės (taip pat bryofitai) ir primityvūs kraujagysliniai augalai – pterofitai, iš kurių kilę šiuolaikiniai paparčiai. Briofitų ir pterofitų gyvavimo ciklas pasižymi kartų kaita, kuris taip pat eksponuojamas gimnasėkliuose ir gaubtasėkliuose. Tačiau tai, kas išskiria bryofitus ir pterofitus nuo gimnasėklių ir gaubtasėklių, yra jų reprodukcinis vandens poreikis. Bryofito ir pterofito gyvavimo ciklo užbaigimui reikalingas vanduo, nes vyriškasis gametofitas išsiskiria susmulkinta sperma, kuri turi plaukti, kad pasiektų ir apvaisintų patelės lytinę ląstą arba kiaušinėlį. Po apvaisinimo zigota vyksta ląstelių dalijimuisi ir išauga į a diploidinis sporofitas, kurios savo ruožtu suformuos sporangijas arba “sporų kraujagysles.” Sporangijose motininės ląstelės patiria mejozę ir gamina haploidines sporas. Sporų išleidimas tinkamoje aplinkoje sukels daigumą ir naujos kartos gametofitus.

Sėkliniuose augaluose evoliucijos tendencija paskatino dominuojančią sporofitų kartą, kartu su atitinkamais gametofito dydžio sumažėjimu nuo pastebimos struktūros iki mikroskopinio ląstelių sankaupos, uždarytos sporofito audiniuose. Tuo tarpu apatinių kraujagyslių augalai, tokie kaip samanos ir paparčiai, dažniausiai yra homosporinis (gamina tik vienos rūšies sporas), yra visi sėkliniai augalai arba spermatofitai heterosporinis, gaminantis dviejų tipų sporas: megasporas (moteriškas) ir mikrosporas (vyriškas). Megasporos išsivysto į moteriškus gametofitus, kurie gamina kiaušinėlius, o iš mikrosporų subręsta į vyriškus gametofitus, kurie generuoja spermą. Kadangi gametofitai subręsta sporose, jie nėra laisvai gyvenantys, kaip ir kitų besėklių kraujagyslių augalų gametofitai.

Protėvių heterosporiniai besėkliai augalai, atstovaujami šiuolaikinių augalų, tokių kaip spygliuočių samanos Selaginella, yra laikomi sėklinių augalų evoliuciniais pirmtakais. Gyvenimo cikle Selaginella, tiek vyriškos, tiek moteriškos sporangijos vystosi tame pačiame į stiebą panašiame strobile. Kiekviename vyriškame sporangiume mejozės būdu susidaro kelios mikrosporos. Kiekviena mikrospora sukuria mažą antheridiumas esantis sporų dėžutėje. Kai jis vystosi, jis išsiskiria iš strobilus ir susidaro daug žiuželinių spermatozoidų, kurie vėliau palieka sporų korpusą. Moteriškoje sporangijoje viena megasporos motininė ląstelė patiria mejozę, kad susidarytų keturios megasporos. Gametofitai vystosi kiekvienoje megasporoje, kurią sudaro audinių masė, kuri vėliau maitins embrioną, ir keletas archegonijų. Moteriškas gametofitas gali likti megasporangium sporos sienelės liekanose tol, kol įvyks apvaisinimas ir pradės vystytis embrionas. Šis embriono ir maistinių ląstelių derinys šiek tiek skiriasi nuo sėklos struktūros, nes endospermas sėkloje susidaro iš vienos ląstelės, o ne iš kelių ląstelių.

Tiek sėklos, tiek žiedadulkės skiria sėklinius augalus nuo besėklių kraujagyslių augalų. Šios naujoviškos struktūros leido sėkliniams augalams sumažinti arba panaikinti priklausomybę nuo vandens, kad būtų apvaisintos gametos ir vystantis embrionas, ir užkariauti sausą žemę. Žiedadulkės yra vyriškos lyties gametofitai, kuriuose yra augalo spermatozoidų (gametų). Mažasis haploidas (1n) ląstelės yra padengtos apsauginiu sluoksniu, kuris apsaugo nuo išdžiūvimo (išsausėjimo) ir mechaninių pažeidimų. Žiedadulkės gali nukeliauti toli nuo savo pirminio sporofito, platindamos augalo genus. Sėklos suteikia embrionų apsaugą, maitinimą ir mechanizmą, leidžiantį išlaikyti ramybės būseną dešimtis ar net tūkstančius metų, užtikrinant, kad dygimas gali vykti esant optimalioms augimo sąlygoms. Todėl sėklos leidžia augalams paskleisti kitą kartą tiek erdvėje, tiek laike. Turėdami tokius evoliucinius pranašumus, sėkliniai augalai tapo sėkmingiausia ir labiausiai pažįstama augalų grupe.

Abi adaptacijos išplėtė žemių kolonizaciją, kurią pradėjo briofitai ir jų protėviai. Fosilijos išskiria ankstyviausius sėklinius augalus maždaug prieš 350 milijonų metų. Pirmieji patikimi gimnosėklių atsiradimo duomenys datuojami Pensilvanijos laikotarpiu, maždaug prieš 319 milijonų metų ((pav.)). Prieš gimdosėklius augo progimnosėkliai – pirmieji plikasėkliai augalai, kurie atsirado maždaug prieš 380 mln. Progimnosėkliai buvo pereinamoji augalų grupė, kuri paviršutiniškai priminė spygliuočius (spygliuočius), nes gamino medieną iš antrinio kraujagyslių audinių augimo, tačiau vis tiek dauginosi kaip paparčiai, išskirdami sporas į aplinką. Bent kai kurios rūšys buvo heterosporinės. Progymnosėkliai, kaip ir išnykę Archeopteris (nepainioti su senovės paukščiu Archeopteriksas), dominavo vėlyvojo devono laikotarpio miškuose. Tačiau iki ankstyvojo (triaso, apie 240 MYA) ir vidurinio (juros periodo, apie 205 MYA) mezozojaus eros kraštovaizdyje vyravo tikrieji gimnasėkliai. Kreidos periodo viduryje (apie 100 MYA) angiosėkliai aplenkė gimnasėklius vėlyvojoje mezozojaus epochoje ir šiandien yra gausiausia ir biologiškai įvairesnė augalų grupė daugumoje sausumos biomų.

Figūra 1. Augalų laiko juosta. Įvairios augalų rūšys išsivystė skirtingais laikais. (kreditas: Jungtinių Valstijų geologijos tarnyba) Paveikslas pakeistas iš šaltinio.

Gimnosėklių evoliucija

Fosilinis augalas Elkinsia polymorpha, Devono periodo – maždaug prieš 400 milijonų metų – papartis yra laikomas ankstyviausiu iki šiol žinomu sėkliniu augalu.Sėkliniai paparčiai ((Paveikslas)) išaugino sėklas išilgai savo šakų, struktūrose, vadinamose kauliukais, kurie uždarė ir apsaugojo kiaušialąstę – moterišką gametofitą ir susijusius audinius, kurie apvaisinimo metu virsta sėkla. Sėklinių augalų, primenančių šiuolaikinius medžių paparčius, anglies periodo anglių pelkėse gausėjo ir tapo įvairesnių.

2 pav. Sėklinis paparčio lapas. Šis suakmenėjęs lapas yra iš Glossopteris, sėklinio paparčio, ​​klestėjusio permo amžiuje (prieš 290–240 mln. metų). (kreditas: D.L. Schmidt, USGS)

Fosiliniai įrašai rodo, kad pirmieji gimnasėkliai (progymnosėkliai) greičiausiai atsirado paleozojaus eroje, vidurio devono laikotarpiu: maždaug prieš 390 mln. Ankstesni Misisipės ir Pensilvanijos laikotarpiai buvo drėgni ir juose dominavo milžiniški paparčiai. Tačiau kitas Permo laikotarpis buvo sausas, o tai suteikė dauginimosi pranašumą sėkliniams augalams, kurie yra geriau prisitaikę išgyventi sausus laikotarpius. Ginkgoales, gimnasėklių grupė, turinti tik vieną išlikusią rūšį - the Ginkgo biloba -buvo pirmieji gimnasėkliai, atsiradę žemutiniame juros periode. Gimnosėkliai išsiplėtė mezozojaus epochoje (maždaug prieš 240 milijonų metų), išstumdami paparčius kraštovaizdyje ir per šį laiką pasiekę didžiausią įvairovę. Juros periodas buvo toks pat cikadų (į palmes panašių gimnosėklių) amžius, kaip ir dinozaurų amžius. Ginkgoales ir labiau pažįstami spygliuočiai taip pat nuspalvino kraštovaizdį. Nors gaubtasėkliai (žydintys augalai) yra pagrindinė augalų gyvenimo forma daugumoje biomų, gimnasėkliai vis dar dominuoja kai kuriose ekosistemose, pvz., taigoje (borealiniuose miškuose) ir aukštesniuose kalnų miškuose ((pav.)) dėl prisitaikymo prie šalčio. ir sausomis augimo sąlygomis.

3 pav. Spygliuočiai. Šiame borealiniame miške (taigos) auga žemai esantys augalai ir spygliuočiai. (kreditas: L.B. Brubaker, NOAA)

Sėklos ir žiedadulkės kaip evoliucinis prisitaikymas prie sausos žemės

Briofitų ir paparčių sporos yra haploidinės ląstelės, priklausomos nuo drėgmės, kad sparčiai vystytųsi daugialąsčiai gametofitai. Sėkliniuose augaluose moteriškąjį gametofitą sudaro vos kelios ląstelės: kiaušinėlis ir kai kurios pagalbinės ląstelės, įskaitant endospermą gaminančią ląstelę, kuri palaikys embriono augimą. Po kiaušinėlio apvaisinimo diploidinė zigota gamina embrioną, kuris išaugs į sporofitą, kai sėkla sudygs. Sandėliavimo audinys, skirtas palaikyti embriono augimą, ir apsauginis apvalkalas suteikia sėkloms puikų evoliucinį pranašumą. Keli sukietėjusio audinio sluoksniai neleidžia išdžiūti ir išlaisvina embrioną nuo nuolatinio vandens tiekimo. Be to, sėklos lieka ramybės būsenoje, kurią sukelia išdžiūvimas ir hormonas abscizino rūgštis— kol susidarys palankios sąlygos augti. Nepriklausomai nuo to, ar jas pučia vėjas, plūduriuoja ant vandens, ar jas nuneša gyvūnai, sėklos yra išsibarsčiusios besiplečiančiame geografiniame diapazone, taip išvengiant konkurencijos su motininiu augalu.

Žiedadulkių grūdeliai ((pav.)) yra vyriškos lyties gametofitai, kuriuose yra vos kelios ląstelės ir jas platina vėjas, vanduo arba gyvūnų apdulkintojas. Visa struktūra yra apsaugota nuo išdžiūvimo ir gali pasiekti moteriškus organus nepriklausant nuo vandens. Pasiekęs moterišką gametofitą, žiedadulkės užaugina vamzdelį, kuris į kiaušinėlio ląstelę pateks vyriškąjį branduolį. Šiuolaikinių gimnazdžių ir visų gaubtasėklių spermatozoidams trūksta žvynelių, tačiau cikaduose, Ginkmedis, ir kitų primityvių gimnasėklių, spermatozoidai vis dar yra judrūs ir naudoja žvynelius, kad nuplauktų iki patelės gametos, tačiau jie patenka į patelės gametofitą, uždarytą žiedadulkių grūdelyje. Žiedadulkės auga arba patenka į apvaisinimo kamerą, kur judrūs spermatozoidai išleidžiami ir nuplaukia nedideliu atstumu iki kiaušinėlio.

4 pav. Žiedadulkių fosilijos. Šios suakmenėjusios žiedadulkės yra iš Buckbean pelkės šerdies, esančios Jeloustouno nacionaliniame parke, Vajominge. Žiedadulkės padidėja 1054 kartus. (kreditas: R.G. Baker, USGS masto juostos duomenys iš Matto Russello)

Angiospermų evoliucija

Maždaug 200 milijonų metų nuo gimnasėklių atsiradimo iki žydinčių augalų suteikia mums tam tikrą dėkingumą už evoliucinius eksperimentus, kurie galiausiai davė gėlių ir vaisių. Angiosperms („sėkla inde“) išaugina gėlę, kurioje yra vyriškos ir (arba) moteriškos reprodukcinės struktūros. Fosiliniai įrodymai ((pav.)) rodo, kad žydintys augalai pirmą kartą pasirodė maždaug prieš 125 milijonus metų žemutinėje kreidoje (mezozojaus eros pabaigoje), o vidurinėje kreidoje greitai įvairavo maždaug prieš 100 milijonų metų. Ankstesnių gaubtasėklių pėdsakų yra nedaug. Iš Juros periodo geologinės medžiagos išgautos suakmenėjusios žiedadulkės priskiriamos gaubtasėkliams. Kai kuriose ankstyvosiose kreidos uolienose matyti aiškūs lapų įspaudai, primenantys gaubtasėklių lapus. Įpusėjus kreidai, stulbinantis įvairių žydinčių augalų skaičius yra iškasenų rekordas. Tą patį geologinį laikotarpį taip pat žymi daugybė šiuolaikinių vabzdžių grupių atsiradimo, o tai rodo, kad apdulkinantys vabzdžiai vaidino pagrindinį vaidmenį žydinčių augalų evoliucijoje.

Nauji lyginamosios genomikos ir paleobotanikos (senųjų augalų tyrimo) duomenys atskleidė gaubtasėklių evoliuciją. Nors gaubtasėkliai atsirado po gimnasėklių, greičiausiai jie nėra kilę iš gimnasėklių protėvių. Vietoj to, gaubtasėkliai sudaro seserinį kladą (rūšį ir jos palikuonis), kuris išsivystė lygiagrečiai su gimnasėkliais. Dvi naujoviškos gėlių ir vaisių struktūros rodo patobulintą reprodukcijos strategiją, kuri padėjo apsaugoti embrioną, kartu didinant genetinį kintamumą ir diapazoną. Šiuo metu nėra sutarimo dėl gaubtasėklių kilmės. Paleobotanikai ginčijasi, ar gaubtasėkliai išsivystė iš mažų sumedėjusių krūmų, ar buvo susiję su tropinių žolių protėviais. Abu požiūriai remiasi kladistiniais ir vadinamaisiais sumedėjusiais magnolio hipotezė– tai leidžia manyti, kad ankstyvieji gaubtasėklių protėviai buvo krūmai kaip šiuolaikinės magnolijos – taip pat pateikia molekulinių biologinių įrodymų.

Primityviausiu gyvu gaubtasėkliu laikomas Amborella trichopoda, nedidelis augalas, kilęs iš Naujosios Kaledonijos atogrąžų miškų, salos pietinėje Ramiojo vandenyno dalyje. genomo analizė A. trichopoda parodė, kad jis yra susijęs su visais esamais žydinčiais augalais ir priklauso seniausiai patvirtintai gaubtasėklių šeimos medžio šakai. Branduolinis genomas rodo senovės viso genomo dubliavimosi įrodymus. Mitochondrijų genomas yra didelis ir daugiachromosominis, jame yra elementų iš kelių kitų rūšių mitochondrijų genomų, įskaitant dumblius ir samanas. Kai kurios kitos gaubtasėklių grupės, vadinamos baziniais gaubtasėkliais, laikomos turinčiomis protėvių bruožus, nes anksti atsišakodavo nuo filogenetinio medžio. Dauguma šiuolaikinių gaubtasėklių pagal lapų ir embrionų struktūrą yra klasifikuojami kaip vienaląsčiai arba eudikotai. Baziniai gaubtasėkliai, tokie kaip vandens lelijos, savo prigimtimi laikomi labiau protėviais, nes turi vienodų morfologinių bruožų ir vienaląsčiams, ir eudikotėms.

5 pav. Fikuso įspaudas. Šis lapo atspaudas rodo Ficus speciosissima, gaubtasėkį, klestėjusį kreidos periodu. (kreditas: W. T. Lee, USGS)

Gėlės ir vaisiai kaip evoliucinis prisitaikymas

Angiospermai savo lytines ląsteles gamina atskiruose organuose, kurie dažniausiai būna gėlėje. Tiek apvaisinimas, tiek embriono vystymasis vyksta anatominėje struktūroje, kuri užtikrina stabilią lytinio dauginimosi sistemą, daugiausia apsaugotą nuo aplinkos svyravimų. Žydintys augalai, turintys apie 300 000 rūšių, yra pati įvairiausia žemėje po vabzdžių, kurių yra apie 1 200 000 rūšių. Gėlės būna įvairių dydžių, formų, spalvų, kvapų ir kompozicijų. Dauguma gėlių turi abipusį apdulkintoją, o išskirtinės gėlių savybės atspindi apdulkinimo agento prigimtį. Ryšys tarp apdulkintojo ir gėlių savybių yra vienas iš puikių koevoliucijos pavyzdžių.

Po kiaušinėlio apvaisinimo kiaušialąstė išauga į sėklą. Aplinkiniai kiaušidės audiniai sustorėja, išsivysto į vaisius, kurie apsaugos sėklą ir dažnai užtikrins jos pasklidimą plačiame geografiniame diapazone. Ne visi vaisiai visiškai išsivysto iš kiaušidės, tokie „netikri vaisiai” arba pseudokarpai, išsivysto iš audinių, esančių šalia kiaušidės. Kaip ir gėlės, vaisiai gali labai skirtis savo išvaizda, dydžiu, kvapu ir skoniu. Pomidorai, žalieji pipirai, kukurūzai ir avokadai yra vaisių pavyzdžiai. Kartu su žiedadulkėmis ir sėklomis vaisiai taip pat veikia kaip sklaidos agentai. Kai kuriuos gali nunešti vėjas. Daugelis vilioja gyvūnus, kurie valgys vaisius ir išskirs sėklas per savo virškinimo sistemą, o vėliau sėklas deda į kitą vietą. Kopūstai yra padengti standžiais, užkabintais spygliais, kurie gali įsikibti į kailį (ar drabužius) ir prikabinti gyvūną dideliais atstumais. Prie iniciatyvaus šveicarų žygeivio George'o de Mestralio aksominių kelnių prilipusios gurkšnelės įkvėpė jo išradimą kilpą ir užsegimą, kurį jis pavadino Velcro.

Evoliucijos jungtis

Filogenetinių medžių kūrimas analizuojant DNR sekų derinimą

Visi gyvi organizmai demonstruoja santykių modelius, kilusius iš jų evoliucijos istorijos. Filogenija yra mokslas, apibūdinantis santykinius organizmų ryšius, atsižvelgiant į protėvių ir palikuonių rūšis. Filogenetiniai medžiai, tokie kaip augalų evoliucijos istorija, parodyta (Pav.), yra į medį panašios šakojimosi diagramos, vaizduojančios šiuos ryšius. Rūšys aptinkamos šakų galuose. Kiekvienas šakojimo taškas, vadinamas mazgu, yra taškas, kuriame viena taksonominė grupė (taksonas), pavyzdžiui, rūšis, išsiskiria į dvi ar daugiau rūšių.

6 pav. Augalų filogenezija. Šis filogenetinis medis parodo augalų evoliucinius ryšius.

Filogenetiniai medžiai buvo sukurti siekiant apibūdinti ryšius tarp rūšių nuo pirmojo medžio, pasirodžiusio Darvino epochoje, eskizo. Rūšių kilmė. Tradiciniai metodai apima homologinių anatominių struktūrų ir embriono vystymosi palyginimą, darant prielaidą, kad glaudžiai susiję organizmai turi anatominių savybių, atsirandančių embriono vystymosi metu. Kai kurie požymiai, kurie išnyksta suaugusiam žmogui, yra embrione, pavyzdžiui, ankstyvas žmogaus embrionas turi postanalinę uodegą, kaip ir visi Phylum Chordata nariai. Fosilijų įrašų tyrimas rodo tarpinius etapus, kurie susieja protėvių formą su jos palikuonimis. Tačiau daugelis klasifikavimo metodų, pagrįstų vien iškastiniais įrašais, yra netikslūs ir gali būti interpretuojami įvairiais būdais. Kadangi pastaraisiais metais buvo tobulinami ir tobulinami molekulinės biologijos ir kompiuterinės analizės įrankiai, susiformavo naujos kartos medžių kūrimo metodai. Pagrindinė prielaida yra ta, kad esminių baltymų arba RNR struktūrų, tokių kaip ribosomų RNR, genai yra iš prigimties konservuoti, nes mutacijos (DNR sekos pokyčiai) gali pakenkti organizmo išlikimui. DNR iš mažų gyvų organizmų ar fosilijų mėginių gali būti amplifikuota polimerazės grandininė reakcija (PGR) ir sekvenuojama, nukreipta į genomo sritis, kurios greičiausiai bus išsaugotos tarp rūšių. DNR derinimo analizei dažnai pasirenkami genai, koduojantys 18S ribosominę RNR iš mažo subvieneto ir plastido genų.

Gavus dominančias sekas, jos palyginamos su esamomis sekomis duomenų bazėse, pvz., „GenBank“, kurią tvarko Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. Yra keletas skaičiavimo įrankių, leidžiančių suderinti ir analizuoti sekas. Sudėtingos kompiuterinės analizės programos nustato sekos tapatumo arba homologijos procentą. Sekos homologija gali būti naudojama norint įvertinti evoliucinį atstumą tarp dviejų DNR sekų ir atspindėti laiką, praėjusį nuo tada, kai genai atsiskyrė nuo bendro protėvio. Molekulinė analizė sukėlė revoliuciją filogenetiniuose medžiuose. Kai kuriais atvejais buvo patvirtinti ankstesni morfologinių tyrimų rezultatai: pavyzdžiui, patvirtinantys Amborella trichopoda kaip primityviausias žinomas gaubtasėkis. Tačiau kai kurios grupės ir santykiai buvo pertvarkyti dėl DNR analizės.

Skyriaus santrauka

Sėkliniai augalai atsirado maždaug prieš milijoną metų, karbono periodu. Dvi pagrindinės naujovės buvo sėklos ir žiedadulkės. Sėklos apsaugo embrioną nuo išdžiūvimo ir aprūpina jį maistinėmis medžiagomis, kad palaikytų ankstyvą sporofito augimą. Sėklos taip pat yra pritaikytos atidėti daigumą, kol augimo sąlygos bus optimalios. Žiedadulkės leidžia sėkliniams augalams daugintis, kai nėra vandens. Sėklinių augalų gametofitai susitraukė, o sporofitai tapo ryškiomis struktūromis, o diploidinė stadija tapo ilgiausia gyvavimo ciklo faze.

Gimnosėkliuose, kurie atsirado sausesniu permo laikotarpiu ir tapo dominuojančia grupe per triasą, žiedadulkes išsklaidė vėjas, o jų plikosios sėklos išsivystė strobilio sporofiluose. Angiosperms neša ir gėles, ir vaisius. Gėlės išplečia apdulkinimo galimybes, ypač vabzdžių, kurie išsivystė kartu su žydinčiais augalais. Vaisiai suteikia papildomą apsaugą embrionui jo vystymosi metu, taip pat padeda pasklisti sėkloms. Angiospermai atsirado mezozojaus eroje ir tapo dominuojančia augalų gyvybe antžeminėse buveinėse.


Įvadas į spermatofitus

The spermatofitai, kuris reiškia „sėkliniai augalai“, yra vieni svarbiausių organizmų Žemėje. Gyvenimą sausumoje, kaip mes žinome, daugiausia formuoja sėklinių augalų veikla. Dirvožemis, miškai ir maistas yra trys ryškiausi šios grupės produktai.

Sėkliniai augalai tikriausiai yra labiausiai žinomi daugumai žmonių, kitaip nei samanos, kepenys, asiūkliai ir daugelis kitų besėklių augalų, kurie dėl savo dydžio ar nepastebimos išvaizdos yra nepastebimi. Daugelis sodinukų yra dideli arba puošnūs. Spygliuočiai yra sėkliniai augalai, tarp kurių yra pušys, eglės, kukmedis, raudonmedis ir daugelis kitų didelių medžių. Kita pagrindinė sėklinių augalų grupė yra žydintys augalai, įskaitant augalus, kurių žiedai yra puikūs, taip pat daug augalų su retesniais žiedais, pavyzdžiui, ąžuolai, žolės ir palmės.

Norėdami sužinoti daugiau apie spermatofitus, spustelėkite toliau esančius mygtukus.

Galite naršyti giliau į Spermatofitų grupes pasirinkę Sistematika!

Norėdami gauti informacijos apie internete kataloguotų augalų kolekcijas arba vaizdų, kontrolinių sąrašų ir duomenų bazių, išbandykite mūsų botanikos kolekcijų katalogų sąrašą.


13.3: Sėkliniai augalai – Gimnosėkliai – Biologija

Norint peržiūrėti šį turinį, reikalinga J o VE prenumerata. Galėsite matyti tik pirmas 20 sekundžių.

„JoVE“ vaizdo grotuvas suderinamas su HTML5 ir „Adobe Flash“. Senesnėse naršyklėse, kurios nepalaiko HTML5 ir H.264 vaizdo kodeko, vis tiek bus naudojamas „Flash“ vaizdo grotuvas. Rekomenduojame atsisiųsti naujausią „Flash“ versiją čia, tačiau palaikome visas 10 ir naujesnes versijas.

Jei tai nepadeda, praneškite mums.

Sėkmingiausia pagrindinė grupė – sėkliniai augalai – apima beveik 400 000 rūšių. Patys sėkliniai augalai yra suskirstyti į dvi grupes – pirmoji yra gimnasėkliai, kurie daugiausia yra spygliuočiai, bet taip pat apima tokius augalus kaip cikadai ar ginkmedžiai.

Antroji grupė yra gaubtasėkliai, kuriems priklauso daugiau nei 90 procentų žinomų augalų rūšių, įskaitant magnolijus ir kitus žydinčius medžius, visus vaisius ir žydinčius augalus.

Kaip sėkliniai augalai, ir gimnasėkliai, ir gaubtasėkliai turi keletą pagrindinių savybių. Pirma, jų gyvenimo cikluose vyrauja sporofito stadija. Antra, jie turi mikroskopinius gametofitus, kurie sudaro haploidines lytines ląsteles, įskaitant moteriškas lytines ląsteles, vadinamas ovulėmis, kurios paprastai yra tokiose struktūrose kaip kūgiai ar kiaušidės, kad jas apsaugotų ir maitintų.

Vyriškos lytinės ląstelės, vadinamos žiedadulkių grūdeliais, susidaro atskirose struktūrose ir lengvai išsklaido aplinkos metodus, pavyzdžiui, vėją ar gyvūnus, kad galėtų susidurti ir apvaisinti moteriškąsias lytines ląsteles.

Galiausiai, apvaisintos, šios dabar diploidinės struktūros sudaro sėklas – struktūras, kuriose yra maisto būsimam daigui.

Čia prasideda giminių skirtumai – nors gimnasėklių ir sėklų sėklos paprastai laikomos kūgiuose arba žvynuose, kurie yra atviri orui arba gyvūnams, kad galėtų pasklisti, o gaubtasėkliai gali duoti vaisius, supančius arba pritvirtintus prie jų sėklų.

Vaisiuose yra viena ar daugiau sėklų, todėl sėklos pasklinda. Pavyzdžiui, gyvūnai gali suėsti vaisius ir palikti teritoriją, prieš išleisdami sėklas, kurios dažnai lieka nepažeistos.

Arba vaisiai gali padėti sėkloms plūduriuoti, skristi ar užkabinti gyvūną į galutinę paskirties vietą.

Kad ir koks būtų pasklidimo būdas, kai sėklos pasiekia dygimo vietą, kita klasifikacija išskiria skirtingas sėklinių augalų linijas – sėklaskilčių skaičių. Skilčialapiai yra sėklos dalis, kuri dygstant sudaro embrioninį lapą ar lapus.

Gimnosėkliai vadinami daugiaskilčiais ir dažniausiai turi nuo 8 iki 20 plius šių embrioninių lapų, kurie gali augti rato pavidalu aplink embrioninį stiebą.

Kita vertus, dauguma gaubtasėklių turi vieną arba du sėklaskilčius ir, remiantis šiuo skaičiumi, yra priskiriami vienalkilčiams arba dviskilčiams, ir šis skirtumas matomas jau nuo pradinės sėklos.

Eudikotų pavyzdžiai yra ąžuolai ir rožės, o vienaląsčiai – žolės, orchidėjos ir kukurūzai.

Be sėklaskilčių, vienaląsčius nuo eudikotų skiria dar keletas požymių. Pavyzdžiui, šaknų išsidėstymas, kurios paprastai yra šaknų arba pluoštinių šaknų sistemos, arba kraujagyslinis audinys stiebuose, kuris eudikotuose yra žieduotas, o vienaląsčiuose yra išsibarstę.

Be to, eudikotų lapų gyslos sudaro į tinklą panašią struktūrą, o vienaląsčiams augalams lygiagrečiai išsidėstę, o eudikotėse žiedų organai vystosi keturių–penkių segmentuose, o vienaląsčiuose – po tris.

Apskritai, šios daugybės ir įvairios sėklinių augalų adaptacijos leido jiems tapti dominuojančia augmenija Žemėje.

34.4: Įvadas į sėklinius augalus

Dauguma augalų yra sėkliniai augalai, kuriems būdingos sėklos, žiedadulkės ir sumažėję gametofitai. Sėkliniams augalams priskiriami gimnasėkliai ir gaubtasėkliai.

Gimnosėkliai ir spygliuočiai, ginkmedis, gnetofitai ir spygliuočiai paprastai sudaro kūgius. Žiedadulkių spurguose yra vyriškų gametofitų. Kiaušialąsčių kūgiuose yra moteriškų gametofitų, o apvaisinus susidaro atviros sėklos.

Angiosperms, pati įvairiausia ir visur esanti sausumos augalų grupė, formuoja žiedus ir vaisius. Kaip ir gimnasėklių spurgai, taip ir gaubtasėklių žiedai ir vaisiai leidžia lytiškai daugintis.

Gėlės palengvina žiedadulkių sklaidą. Vaisingose ​​gėlių struktūrose ir žiedynuose yra atitinkamai vyriškų ir moteriškų gametofitų. Vaisiai palengvina sėklų sklaidą, dažnai susidaro po to, kai žiedai išskiria žiedadulkes. Kai sėklos vystosi iš apvaisintų gėlės kiaušialąsčių, kiaušidės sienelė sustorėja ir susidaro vaisiai, kuriuose yra sėklų.

Angiospermai istoriškai buvo suskirstyti į vienaskilčius arba dviskilčius, atsižvelgiant į jų sėklaskilčių ir sėklų lapų skaičių. Tačiau, remiantis genetiniais įrodymais, dauguma rūšių, klasikiniu būdu laikomų dviskilčiais, dabar vadinamos eudikotais. Ankštiniai augalai (pvz., pupelės) ir dauguma žinomų žydinčių medžių (pvz., ąžuolai) yra eudikotai.

Kiti buvę dviskilčiai priklauso vienai iš keturių mažų giminių. Trys iš šių & mdashAmborella, vandens lelijos ir žvaigždanyžius bei jų giminaičiai laikomi baziniais gaubtasėkliais dėl ankstyvo jų skirtumo nuo protėvių gaubtasėklių. Ketvirtoje grupėje & mdashthe magnoliids & mdash yra tūkstančiai rūšių, įskaitant magnolijas.

Vienaląsčių augalų pavyzdžiai yra orchidėjos, žolės, palmės, kukurūzai, ryžiai ir kviečiai. Be sėklaskilčių skaičiaus, vienaląsčius nuo eudikočių skiria ir kitos savybės. Vienaląsčių lapų gyslos paprastai yra lygiagrečios, o eudikotėse – kaip tinklinės. Stiebuose kraujagyslinis audinys dažnai išsibarstę vienaląsčiais, o eudikotėse – žiedinis. Kitaip nei eudikotai, vienaląsčiai paprastai neturi pirminės šaknies. Žiedadulkių grūdai paprastai turi vieną angą vienaląsčiuose ir tris angas eudikotuose. Galiausiai, gėlių organai dažnai randami trijų vienaląsčių ir keturių ar penkių kartotiniai eudikotuose.

Coenas, Olivier ir Enrico Magnani. 2018. &bdquoSėklų sluoksnio storis angiospermų evoliucijoje.&ldquo Ląsteliniai ir molekuliniai gyvybės mokslai 75 (14): 2509&ndash18. [Šaltinis]

Linkies, Ada, Kai Graeber, Charles Knight ir Gerhard Leubner-Metzger. 2010. &bdquoSėklų evoliucija.&ldquo Naujasis fitologas 186 (4): 817&ndash31. [Šaltinis]


6.4 Peržiūrėkite paruoštas angiospermų skaidres

  1. Lelija dulkinė (6.9 pav.)
    • Identifikuokite: dulkinę, mikrosporangiją, žiedadulkių grūdelius su vamzdeliu ir generatyviniais branduoliais. Skaidrės viduryje esanti struktūra yra lelijos kiaušidės. Dulkiniai yra aplink kiaušidę.
  2. Lelijos žiedadulkės su subrendusiomis žiedadulkėmis (6.10 pav.)
    • Identifikuokite: žiedadulkių grūdus, vamzdelio ląstelę su branduoliu, generatyvinę ląstelę su branduoliu
  3. Lelijų žiedadulkių vamzdeliai (6.11 pav.)
    • Identifikuokite: sigmos audinį, žiedadulkių vamzdelius
  4. Lelijos kiaušidės (6.12 pav.)
    • Identifikuokite: kiaušides, kiaušialąstes, moteriškus gametofitus (embriono maišelį). Jei šios skaidrės nėra, galite stebėti lelijos kiaušidę „Lily anther x.s“. skaidrė.
  5. Tilia 2 metų senumo stiebas (6.13 pav.)
  6. Capsella sėklos (6.14 pav.)
    • Identifikuokite: embrioną, skilčialapius, šaknies galiuką, ūglio galiuką

6.10 pav. Lelijos dulkinis su subrendusiomis žiedadulkėmis.

6.11 pav.: Lelijų žiedadulkių vamzdeliai.

6.13 pav.: Tilia 2 metų stiebas

6.14 pav.: Capsella sėklos.


13.3: Sėkliniai augalai – Gimnosėkliai – Biologija

Mechel Golenberke: Mano pirmoji svetainė

Biologija II &ndash 22 skyrius Planas: Įvadas į augalus

22.1 Kas yra augalas ir 22.2 Besėkliai augalai

Apibūdinkite, kokie augalai turi išgyventi

Apibūdinkite, kaip vystosi pirmieji augalai

Paaiškinkite kartų kaitos procesą

Išsiaiškinkite žaliųjų dumblių savybes

Apibūdinkite briofitų adaptacijas

Paaiškinkite kraujagyslių audinio svarbą

atsakykite į klausimus vaizdo įraše ir perkelkite į laboratorijos lentelę, kad gautumėte atsakymus

Laboratorijos: dumblių ir augalų bryofitų ir paparčių palyginimas

Atskirkite vienaląstes, siūlines ir kolonijines organizacijos formas.

Raskite ir atpažinkite įvairių rūšių dumblių chloroplastus, fiksatorius ir pirenoidus.

Išnagrinėkite nekraujagyslinių augalų pavyzdį: kepenėles

Nustatyti ir ištirti kepenėlių dalių struktūrą ir funkcijas

Išnagrinėkite nekraujagyslinių augalų pavyzdį: samanas

Nustatyti ir ištirti kepenėlių dalių struktūrą ir funkcijas

Stebėkite reprodukcines struktūras samanose

Stebėkite samanų gyvavimo ciklą

Parodykite sfagninių samanų gebėjimą sugerti

Išnagrinėkite kraujagyslių augalų pavyzdį: paparčius

Nustatyti ir ištirti paparčio dalių struktūrą ir funkcijas

Paaiškinkite paparčių dauginimosi modelį

22.3 Sėkliniai augalai &ndash Gimnosėkliai

1. Biology Junction Gimnosperms & amp Angiosperms (BE KLAUSIMŲ VADOVAS) (124 skaidrės) (tik 1–41 Gimnosėkliai)

atsakykite į klausimus vaizdo įraše ir perkelkite į laboratorijos lentelę, kad gautumėte atsakymus

Apibūdinkite sėklinių augalų reprodukcines adaptacijas

Nustatykite gimnasėklių dauginimosi struktūras

Gymnosperm reprodukcijos laboratorija

1. Gymnosperms reprodukcinės struktūros Lab

Apibūdinti bendruosius gimnasėklių požymius

Suprasti gimnasėklių gyvavimo ciklus

Nustatyti reikšmingus įvairių gimnasėklių gyvavimo ciklų ypatumus ir nurodyti ypatingą evoliucinę svarbą

Gebėti atskirti reprezentatyvius kiekvienos grupės organizmus: pušį, cikadą, ginkmedį, efedrą ir velviciją.

22.4 Žydintys augalai ir angiospermų reprodukcinės struktūros

1. Biology Junction Gymnosperms & amp Angiosperms (BE KLAUSIMŲ VADOVAS) (124 skaidrės) (tik 42-124 Angiosperms)


Karjeros ryšys

Etnobotanikas Santykinai nauja etnobotanikos sritis tiria tam tikros kultūros ir regiono vietinių augalų sąveiką. Sėkliniai augalai turi didelę įtaką kasdieniam žmogaus gyvenimui. Augalai yra ne tik pagrindinis maisto ir vaistų šaltinis, bet ir daro įtaką daugeliui kitų visuomenės aspektų – nuo ​​drabužių iki pramonės. Gydomosios augalų savybės buvo pripažintos anksti žmonių kultūrose. Nuo 1900-ųjų vidurio sintetinės cheminės medžiagos pradėjo išstumti augalines priemones.

Farmakognozija yra farmakologijos šaka, kurioje pagrindinis dėmesys skiriamas vaistams, pagamintiems iš natūralių šaltinių. Dėl didžiulės globalizacijos ir industrializacijos gali būti, kad daug žmonių žinių apie augalus ir jų gydomuosius tikslus išnyks kartu su juos puoselėjusiomis kultūromis. Čia ateina etnobotanikai. Kad sužinotų ir suprastų augalų naudojimą konkrečioje kultūroje, etnobotanikas turi įgyti žinių apie augalų gyvenimą ir suprasti bei vertinti įvairias kultūras ir tradicijas. Amazonės miške auga neįtikėtina augalijos įvairovė ir jis laikomas nepanaudotu vaistinių augalų ištekliu, tačiau tiek ekosistemai, tiek jos vietinėms kultūroms gresia išnykimas.

Kad taptų etnobotaniku, žmogus turi įgyti plačių augalų biologijos, ekologijos ir sociologijos žinių. Tiriami ir renkami ne tik augalų egzemplioriai, bet ir su jais susijusios istorijos, receptai ir tradicijos. Etnobotanikai į augalus žiūri ne tik kaip į biologinius organizmus, kuriuos reikia tirti laboratorijoje, bet kaip į neatsiejamą žmogaus kultūros dalį. Molekulinės biologijos, antropologijos ir ekologijos suartėjimas etnobotanikos sritį paverčia tikrai daugiadisciplininiu mokslu.


Gnetum: paplitimas, buveinė ir santykiai | Gnetales

Gnetum, atstovaujama apie 40 rūšių, yra tik tropiniuose ir drėgnuose pasaulio regionuose. Beveik visos rūšys, išskyrus G. microcarpum, aptinkamos žemiau 1500 metrų virš jūros lygio. Iš Indijos pranešta apie penkias rūšis (Gnetum contractum, G. gnemon, G. montanum, G. ula ir G. latifolium) (13.1 pav.). Gnetum ula yra dažniausiai pasitaikanti rūšis Indijoje.

Pasak Bhardwaj (1957), įvairios Gnetum rūšys Indijoje aptinkamos šiuose regionuose:

Tai sumedėjęs alpinistas, turintis šakas su patinusiais mazgais. Jis randamas Vakarų Ghatuose netoli Khandalos, Keralos, Nilgirio miškuose, Andhra Pradešo Godavari rajone ir Orisoje.

Skanus krūmas, augantis Keraloje, Nilgiri Hills ir Coonoor Tamil Nadu.

Krūminis augalas, rastas Asame (Naga-Hills, Golaghat ir Sibsagar).

Alpinistas lygiomis, lieknomis šakomis, išsipūtęs ties mazgais. Jis randamas Asame, Sikime ir kai kuriose Orisos dalyse.

Andamanų ir Nikobarų salose rastas alpinistas.

2. Gnetumo įprotis:

Dauguma Gnetum rūšių yra alpinistai, išskyrus kelis krūmus ir medžius. G. trinerve, matyt, yra parazitinė. Ant pagrindinio augalo stiebo yra dviejų tipų šakos, t.y. riboto augimo ir neriboto augimo šakos. Kiekvienoje šakoje yra mazgų ir intemodes Kelių rūšių Gnetum stiebas yra artikuliuotas

Laipiojančių rūšių riboto augimo arba trumpų ūglių šakos paprastai būna nešakos ir turi lapijos lapus. Lapai (9-10) išsidėstę dekusatinėmis poromis (13.2 pav.). Jie dažnai guli vienoje plokštumoje, todėl šaka atrodo kaip plunksnuotas lapas. Lapai yra dideli ir ovalūs, su visu kraštu ir tinkleliu, kaip ir dviskilčių lapuose. Taip pat yra keletas suragėjusių lapų.

3. Gnetumo anatomija:

I) šaknis:

Jauna šaknis (13.3 pav.) turi keletą sluoksnių krakmolu užpildytos parenchiminės žievės, kurios ląstelės yra didelės ir daugiakampio kontūro. Išsiskiria endoderminis sluoksnis. Kasparinės juostelės matomos endodermos ląstelėse. Endodermis seka 4-6 sluoksnių periciklą. Šaknys yra diarchas ir eksarchas. Nedidelis pirminio ksilemo kiekis, matomas jaunose šaknyse, po antrinio augimo tampa nebeatskiriamas.

Antrinis augimas yra normalaus tipo. Senosiose šaknyse yra ištisinė medienos zona (13.4 pav.). Jį sudaro tracheidai, kraujagyslės ir ksilemo parenchima. Tracheidėse yra vienarūšių apvadų duobės kartu su Sanio strypais.

Laivai turi paprastas arba mažas daugiasluoksnes duobes. Kai kurie ksilemo elementai turi krakmolo grūdelius. Sanio strypų induose paprastai nėra. Floemą sudaro sieto ląstelės ir floemo parenchima.

Ii) jaunas stiebas:

Jaunas stiebas skersinėje dalyje yra maždaug apskrito kontūro ir panašus į tipišką dviskiltį stiebą. Jis lieka apsuptas vieno sluoksnio epidermio, kuris yra storai apskritas ir susideda iš stačiakampių ląstelių. Kai kuriose epidermio ląstelėse yra papilių ataugų. Yra įdubusios stomos.

Žievę sudaro išorinė 5-7 ląstelių storio chlorenchiminė sritis, vidurinė kelių ląstelių storio parenchiminė sritis ir vidinė 2-4 ląstelių storio sklerenchiminė sritis. Endodermio ir periciklo regionai nėra labai aiškiai atskirti. Jauname stiebe žiedu išsidėstę keli jungtiniai, kolateraliniai, atviri ir endarchiniai kraujagyslių ryšuliai (13.5 pav.).

Ksilemas susideda iš tracheito ir kraujagyslių. Indų buvimas yra gaubtasėklis. Protoksilemo elementai yra spiraliniai arba žiediniai, o metaksilemas rodo apvalias duobutes. Floemą sudaro sieto ląstelės ir floemo parenchima.

Jauno stiebo centre yra platus šerdis, susidedantis iš daugiakampių, parenchiminių ląstelių.

(iii) Senas stiebas:

Seni Gnetum stiebai rodo antrinį augimą. G. gnemon antrinis augimas yra normalus, kaip matyti ir dviskilčiuose. Tačiau daugumoje rūšių (pvz., G. ula, G. africanum ir kt.) yra anamolinis antrinis augimas.

Pirminis kambis yra trumpalaikis, t.y. trumpalaikis. Antrinis kambis įvairiose žievės dalyse vystosi vienas po kito einančių žiedų pavidalu (13.6 pav.). Pirmasis kambis nupjauna antrinį ksilemą į vidų ir antrinį floemą į išorę. Šis kambis nustoja veikti po kurio laiko.

Kitas kambis išsiskiria išilgai atokiausio antrinio floemo regiono, ir tas pats procesas kartojamas. Vėlesniuose etapuose vienoje pusėje susidaro daugiau antrinio ksilemo, kitoje – mažiau, todėl medienoje susidaro ekscentriniai ksilemo ir floemo žiedai.

Šio tipo ekscentrinė mediena yra būdingas gaubtasėkliams būdingas bruožas. Peridermas yra plonas ir vystosi iš išorinės žievės. Jame taip pat yra lęšių. Žievėje taip pat yra chlorenchvmatinių ir parenchiminių audinių kartu su daugybe sklereidų.

Senuose stiebuose antrinė mediena susideda iš tracheidų ir indų. Tracheidų radialinėse sienelėse yra ribojamos duobės, o kraujagyslėse yra paprastos duobės. Taip pat dažnai pastebimi pereinamojo laikotarpio etapai (13.7 pav.), kurių galinėje kraujagyslės dalyje yra nuo vienos iki kelių perforacijų.

Tangentiniame išilginiame stiebo pjūvyje (T.L.S) (13.8 pav.) matosi medienos ksilemas ir meduliniai spinduliai. Tiek radialinėse, tiek tangentinėse sienose yra ribojamų duobių. Meduliniai spinduliai yra vienarūšiai arba daugiasluoksniai ir susideda iš daugiakampių parenchiminių ląstelių. Jos yra valties formos (13.8 pav.), o plotis svyruoja nuo 2 iki daugelio celiu. Floemo sieto ląstelėse yra įstrižos ir perforuotos sieto plokštės.

Iv) lapai:

Iš vidaus Gnetum lapai taip pat primena dviskiltį lapą. Abiejuose paviršiuose jį riboja storai apskrito epidermio sluoksnis. Stomatai yra pasiskirstę visame apatiniame paviršiuje, išskyrus venas. Mezofilas paprastai skirstomas į vieno sluoksnio palisadą ir gerai išsivysčiusią kempinę parenchimą.

Pastarąjį sudaro daug laisvai supakuotų ląstelių. Daug žvaigždiškai išsišakojusių sklereidų yra šalia apatinio epidermio, kempinės parenchimos. Lapo vidurinėje dalyje yra daug akmeninių ląstelių ir latekso vamzdelių.

Iškilioje vidurio briaunelės srityje yra keletas arkos arba kreivės pavidalo kraujagyslių ryšulių (13.9 pav.). Iš pat floemo ribų yra storasienių akmeninių ląstelių žiedas. Kiekvienas kraujagyslių pluoštas yra sujungtas ir papildomas.

Kiekvieno kraujagyslių pluošto ksilemas yra nukreiptas į viršutinį paviršių, o floema - į apatinį paviršių. Ksilemą sudaro tracheidai, kraujagyslės ir ksilemo parenchima, o floemą sudaro sieto ląstelės ir floemo parenchima.

4. Gnetum dauginimasis:

Gnetumas yra dvinamis. Reprodukciniai organai yra suskirstyti į gerai išvystytus kūgius arba strobilius. Šie kūgiai yra suskirstyti į žiedynus, dažniausiai žiedynus. Kartais kūgiai yra galinėje padėtyje.

Kūgis susideda iš kūgio ašies, kurios apačioje yra dvi priešingos ir giminingos šluostės. Mazgai ir tarpmazgiai yra kūgio ašyje. Ant mazgų yra apvalių šluotelių kekės. Jie yra išdėstyti vienas virš kito, kad sudarytų kupolus arba antkaklius (13.10 pav.). Šiose apykaklėse yra gėlių. Kelios viršutinės G. gnemon apykaklės gali būti sumažintos ir yra sterilios.

Vyriškas kūgis ir vyriška gėlė:

Vyriškos gėlės yra išdėstytos apibrėžtais žiedais virš kiekvieno apykaklės vyriškojo kūgio ašies mazguose. Žiedų skaičius svyruoja tarp 3-6. Vyriškos gėlės žieduose išsidėsčiusios pakaitomis. Virš vyriškų gėlių žiedų yra nutrūkusių kiaušialąsčių arba netobulų moteriškų žiedų žiedas.

Kiekvienoje vyriškoje gėlėje yra dvi vientisos šluotelės, kurios sudaro žiedlapį (13.11 pav.). Du vienašakiai dulkiniai lieka pritvirtinti prie trumpo kotelio, esančio perianthoje. Subrendus, kai dulkiniai yra paruošti atsiskyrimui, stiebas pailgėja, o žiedadulkės išlenda iš periantų apvalkalo. Gnetum gnemon kartais matosi keli (2-3) žiedai susiliejantys (13.12 pav.).

Vyriškos gėlės raida (13.13, 13.14 pav.):

Labai jaunuose kūgiuose tam tikros ląstelės po kiekvienu apykakle tampa meristematinėmis. Jie dalijasi pakartotinai ir suformuoja nedidelę į kuprą panašią ataugą. Tam tikros ląstelės, esančios viršutinėje šios žiedinės ataugos pusėje, pradeda diferencijuotis į kiaušialąsčių inicialus. Jie išsivysto į abortuojančias kiaušialąstes, kurios sudaro viršutinį žiedą. Šios žiedinės ataugos apatinės pusės ląstelės sudaro vyriškos gėlės pradą.

Centrinė ląstelių pagalvė susidaro pakartotinai dalijantis vyriškojo žiedo pradmenyje. Ši pagalvėlė yra apsupta apskrito apvalkalo, vadinamo periantu. Į apvalkalą panašus periantas tik iš dalies apgaubia į centrinę pagalvėlę panašią masę. Išsivysčius įdubimui ar įpjovai centrinėje masėje, dvi skiltys skiriasi ir vėliau išsivysto į dvi dulkinių skilteles.

Daugelio padalijimų pagalba šios centrinės ląstelių masės bazinė dalis pradeda diferencijuotis į kotelį. Šis stiebas pailgėja ir stumia dulkinių skilteles į išorinę pusę. Kiekviena dulkinio skiltelė lieka apsupta epidermio sluoksnio ir kelių sienelių sluoksnių, kurie supa mikrosporangumą. Vidinis sienelės sluoksnis, gaubiantis sporogeninį audinį, yra žinomas kaip tapetum.

Sporogeninės ląstelės atsilaisvina, susitraukia, suapvalėja ir virsta sporinėmis motininėmis ląstelėmis. Mikrosporų formavimosi procese besivystančioms mikrosporoms naudojamas juostelė ir du sienelių sluoksniai. Sporų motininės ląstelės patiria mejozę ir galiausiai susidaro sporų tetradai.

Epidermio ląstelėse susidaro būdingi radialiniai sustorėjimai. Jie padeda pašalinti mikrosporangiją. Mikrosporos yra ornamentuotos.

Moteriškas kūgis:

Moteriški kūgiai yra panašūs į vyriškus kūgius, išskyrus kai kuriuos tam tikrus aspektus. Virš kiekvieno apykaklės yra vienas 4-10 moteriškų žiedų arba kiaušialąsčių žiedas (13.15 pav.). Tik iš kelių kiaušialąsčių išsivysto subrendusios sėklos (13.15B pav.).

Jaunų kūgių išorinis skirtumas tarp moteriškų ir vyriškų kūgių beveik nesiskiria. Visos kiaušialąstės jaunos yra vienodo dydžio, tačiau vėliau kai kurios iš jų padidėja ir išsivysto į subrendusias sėklas. Visos kiaušialąstės niekada nesubręsta į sėklas.

Kiaušialąstė arba moteriška gėlė:

Kiekviena kiaušialąstė (13 pav. 16) susideda iš branduolio, apsupto trijų apvalkalų. Branduolys susideda iš centrinės ląstelių masės. Vidinis vokas pailgėja už vidurinio voko, sudarydamas mikropilarinį vamzdelį arba stilių. Branduolys turi moterišką gametofitą. Gnetum kiaušialąstėje branduolinio snapelio nėra.

Dviejuose išoriniuose apvalkaluose yra stomatozės, sklereidų ir laticiferinių ląstelių. Madhulata (1960) pastebėjo, kad G. gnemon iš išorinio vidinio apvalkalo epidermio susidaro apskritas apvadas. Tačiau Thoday (1921) pastebėjo antrojo tokio ratlankio susidarymą aukštesniame lygyje. G. uloje esančios kiaušialąstės yra stiebuotos.

Nenormalūs kūgiai:

Thompsonas (1960) ir Madhulata (1960) pranešė apie daugiau nei vieną kiaušialąsčių žiedą Gnetum gnemon vyriškuose kūgiuose. Keletas darbuotojų, įskaitant Maheshwari (1953), pastebėjo G. gnemon ir G. ula moteriškuose kūgiuose spirale išdėstytas apykakles.

Pearson (1912) pranešė apie kai kuriuos G. buchholzianum kūgius, turinčius tik du antkaklius. Retai apatinėse vyriškų kūgių apykaklėse yra viena ar dvi vaisingos kiaušialąstės, o įprastos vyriškos gėlės yra viršutinėse to paties kūgio apykaklėse.

Trijų vokų morfologinė prigimtis:

Daugelis skirtingų darbuotojų pateikė keletą skirtingų nuomonių apie trijų apvalkalų, supančių branduolį, morfologinį pobūdį.

Keletas iš jų yra paminėti žemiau:

(i) Pasak Strasburgerio (1872), trys branduolio apvalkalai yra sluoksniai, atsirandantys dėl vieno apvalkalo diferenciacijos.

(ii) Baccari (1877) manė, kad išorinis vokas yra periantas, o du vidiniai vokai yra vientisi.

(iii) Van Tieghem (1869) du vidinius vokus laikė integumentais, o išorinį - kiaušidėmis arba jai analogiškus.

(iv) Tačiau, pasak Lignier ir Tison (1912), du išoriniai apvalkalai sudaro periantą, o vidinis apvalkalas prilygsta angiosperminei kiaušidei. Vasilis (1959) taip pat pritarė Lignier ir Tison (1912) požiūriui Gnetum ula atveju.

Mega-sporangiumas, mega-sporogenezė ir patelės gametofitas:

Ant žiedinio meristeminio žiedo išsiskiria nuo keturių iki dešimties kiaušialąsčių pradmenų. Šis žiedas vystosi po kiekvienu moteriškojo kūgio apykakle taip pat, kaip ir vyriškojo kūgio. Kiaušialąstės pradas dalijasi ir vėl dalijasi keletą kartų, kad susidarytų ląstelių masė.

Visi trys moteriškos gėlės apvalkalai išsivysto aplink šią ląstelių masę. Vidinis trečiasis apvalkalas lieka susiliejęs su branduoliu prie pagrindo, o jo viršutinė dalis lieka laisva ir sudaro ilgą mikropilarinį vamzdelį arba ‘stilius“.

Jaunomis sąlygomis branduolyje išskiriamas išorinis epidermio sluoksnis. Vėliau po epidermiu išsivysto dvi ar keturios archesporinės ląstelės. Archesporinės ląstelės dalijasi perikliniškai, sudarydamos išorines pirmines ’ parietalines ląsteles ir vidines sporogenines ląsteles. Pirminės parietalinės ląstelės ir epidermio sluoksnis keletą kartų dalijasi perikliniškai ir antikliniškai, todėl susidaro masyvus branduolys.

Sporogeninės ląstelės dalijasi ir vėl dalijasi, sudarydamos megasporines motinines ląsteles, kurios lieka išsidėsčiusios linijinėmis eilėmis. Visos megasporų motininės ląstelės gali dalytis redukciniu būdu ir sudaryti tetrasporinius embrionų maišelius, tačiau galiausiai visos, išskyrus vieną, išsigimsta.

Moteriškame gametofite susidaro net nuo 256 (Gnetum gnemon) iki 1500 (G. ula) laisvųjų branduolių, centre paliekant vakuolę (13.18 pav.). Moteriškas gametofitas vystosi tetrasporiškai. Jis yra platesnis link mikropilo galo ir siaurėja link chalazalinio galo.

Branduoliai šalia chalazalinio galo yra apsupti ląstelių sienelių, o esantys link mikropilo galo lieka laisvi. Taigi gametofitas yra iš dalies ląstelinis ir iš dalies branduolinis. Gnetume archegonijų nėra.

Kai kurie branduoliai, esantys šalia mikropilo galo, pradeda veikti kaip kiaušinio branduoliai. Pasak Swamy (1973), vienintelis vienabranduolės ląstelės branduolys arba vienas iš daugiabranduolių ląstelės branduolių padidėja ir veikia kaip G. ula kiaušinėlis. Branduolinio snapo Gnetum nėra.

Megasporos motininė ląstelė dalijasi redukciniu būdu ir motininėje ląstelėje sudaro keturis laisvus haploidinius branduolius. Gnetum niekada nesusidaro megasporų tetradai.

Mikrosporangija ir mikrosporogenezė:

Mikrosporangumo vystymąsi (13.19 pav.) galima tirti tik jaunuose dulkiniuose. Žemiau epidermio sluoksniu išskiriamos dvi archesporinės ląstelės (13.19A pav.). Archesporinės ląstelės dalijasi ir vėl dalijasi suformuodamos daugialąstį archesporumą (13.19B pav.). Išorinis archesporiumo sluoksnis dalijasi perikliniškai, sudarydamas išorinį parietalinių ląstelių sluoksnį ir vidinį sporogeninių ląstelių sluoksnį (13 pav. .19C).

Parietalinės ląstelės formuoja sienelės sluoksnius ir juostinį sluoksnį periklininiu dalijimu (13.19D pav.). Sporogeninės ląstelės tam tikru netaisyklingo dalijimosi būdu virsta mikrosporinėmis motininėmis ląstelėmis. Juostelinės ląstelės vėliau tampa dvibranduolės (13.19D pav., E). Mikrosporų motininės ląstelės dalijasi redukciniu būdu, sudarydamos haploidines mikrosporas.

Ankstesniuose etapuose mikrosporos gali būti išsidėsčiusios izošališkai, dekusatu arba tetraedriniu būdu. Viena šalia kitos esančios sienelės ląstelės ir juostelinės ląstelės išsigimsta ir galiausiai išyra. Epidermio ląstelės tampa storos, supjaustomos ir radialiai pailgėja.

Šiose ląstelėse taip pat susidaro daug skaidulinių sustorėjimų (13.19H pav.). Gnetum ula ir G. gnemon vidiniame epidermio paviršiuje yra mažų rutuliškų darinių. Dulkiniai išsiskleidžia išilgai dvigubos mažų ląstelių eilės, kuri tęsiasi nuo galo link pagrindo.

Patinas Gametofitas:

Žiedadulkių grūdeliai arba mikrosporos yra maždaug sferinio kontūro. Jie yra vienabranduoliai ir lieka apsupti storo ir spygliuoto eksino bei plonos vidaus. Subrendusios žiedadulkės išsiskiria trijų branduolių stadijoje. Tai apima protalinį branduolį, vamzdelio branduolį ir generatyvinį branduolį (13.20 pav., Viršutinė) Gnetum Africanism ir G. gnemon pagal Pearson (1912, 1914).

Ši trijų branduolių stadija pasiekiama iš pradžių padalijus mikrosporos branduolį mitotiškai į dvi dalis, o po to vėl padalijus vieną iš jų. Tolesnis vystymasis turi įtakos tik žiedadulkių kameroje. Intine išeina plyšus eksine ir suformuoja žiedadulkių vamzdelį.

Vamzdžio branduolys migruoja į žiedadulkių vamzdelį. Generatyvusis branduolys taip pat turi tą patį kelią ir vamzdelyje dalijasi į dvi nelygias vyriškas gametas. Protalijos branduolys nepatenka į žiedadulkių vamzdelį.

Thompsonas (1916) išsakė nuomonę, kad vyriškame gametofite protalinė ląstelė visai nesusidaro (13.20 pav., Vidurio). Mikrosporos branduolys dalijasi į vamzdelio branduolį ir generatyvinę ląstelę. Pastaroji dalijasi į stiebo ląstelę ir kūno ląstelę. Vamzdžio branduolys ir kūno ląstelė patenka į žiedadulkių vamzdelį, kur kūno ląstelė dalijasi į dvi lygias vyriškas gametas.

Pagal Negi ir Madhulata (1957) mikrosporos branduolys Gnetum gnemon ir G. ula dalijasi į mažą lęšinę ląstelę ir didelę ląstelę (13.20 pav., Apatinė). Lęšinė ląstelė nedalyvauja tolesniame vystymesi ir galiausiai išnyksta.

Kitas didelis branduolys dalijasi į vamzdelio branduolį ir generatyvinę ląstelę, kurios abi patenka į vamzdelį. Generacinė ląstelė vamzdelyje dalijasi į dvi lygias vyriškas lytines ląsteles. Šiose rūšyse niekada nesusidaro stiebo ląstelė.

Apdulkinimas:

Vėjas padeda nunešti žiedadulkes iki kiaušialąstės mikropilarinio vamzdelio. Mikropilarinis vamzdelis išskiria skysčio lašą, kuriame tam tikros žiedadulkių grūdeliai įsipainioja ir pasiekia žiedadulkių kamerą. Branduolio ląstelės, esančios žemiau žiedadulkių kameros, yra pilnos krakmolo.

Tręšimas:

Apvaisinimą Gnetum tyrė tik keli darbuotojai. Vasilis (1959) tyrinėjo šį reiškinį G. uloje. Apvaisinimo metu žiedadulkių vamzdelis prasiskverbia pro patelės gametofito membraną visai šalia tankiai citoplazminių ląstelių grupės. Žiedadulkių vamzdelio galiukas sprogsta ir vyriškos ląstelės išsiskiria. Viena iš vyriškų ląstelių patenka į kiaušialąstę.

Vyriški ir moteriški branduoliai, kurį laiką pagulėję vienas šalia kito, susilieja vienas su kitu ir sudaro zigotą. Pasak Swamy (1973), vieninteliai zigotą identifikuojantys bruožai yra sferinė forma ir tanki citoplazma. Abi žiedadulkių vamzdelio vyriškos lyties ląstelės gali išlikti funkcionalios, jei šalia žiedadulkių vamzdelio yra du kiaušinėliai.

Endospermas:

Visuose gimnosėkliuose, išskyrus Gnetum, prieš apvaisinimą išsivysto ląstelinis endospermas (13.21 pav.). Gnetum ląstelėse formuojasi, nors ir prasideda prieš apvaisinimą, dalis gametofito apvaisinimo metu lieka laisvo branduolio.

Po apvaisinimo moteriškame gametofite prasideda sienelių formavimasis taip, kad citoplazma suskirstoma į daugybę skyrių. Kiekviename iš šių skyrių yra daug branduolių (13.21C pav.).

Visi vieno skyriaus branduoliai susilieja ir sudaro vieną branduolį. Sienos formavimas prasideda nuo pagrindo ir tęsiasi aukštyn. Gnetum sienelės formavimasis labai skiriasi. Tik apatinė gametofito dalis gali tapti ląsteline, likusią viršutinę dalį palikdama laisvą branduolį. Kartais visas gametofitas gali tapti ląsteliniu.

Kai kuriais atvejais viršutinė dalis gali tapti ląstelė, o ne apatinė dalis. Kartais ląstelė gali tapti tik vidurinė dalis, o dar kitais atvejais sienelės gali visai nesusiformuoti. Tačiau Gnetum nėra būdingo trigubo gaubtasėklių susiliejimo.

Embrionas:

Embriono vystymąsi keliose Gnetum rūšyse tyrė daug skirtingų darbuotojų, įskaitant Lotsy (1899), Coulter (1908) ir Thompson (1916), tačiau šių vokerių pateiktos detalės yra labai įvairios.

Maheshwari ir Vasil (1961) teigė, kad visuose gaubtasėkliuose pirmąjį zigotos dalijimąsi lydi sienelės formavimasis, tačiau visuose gimnosėkliuose, išskyrus Sequoia sempervirens, tai yra laisvo branduolio zigotos dalijimasis. Šiuo atžvilgiu Gnetum sudaro ryšį tarp gimnasėklių ir gaubtasėklių, parodydamas tiek laisvo branduolio, tiek ląstelių dalijimąsi.

Thompsonas (1916) manė, kad susidaro dviląstis pro-embrionas (13.22 pav. A). Iš kiekvienos iš šių dviejų ląstelių susidaro vamzdelis, vadinamas suspensoriu (13.22B pav.). Dabar branduolys dalijasi ir vienas iš dviejų branduolių dalijasi laisvai ir sudaro keturis branduolius. Embrionas susitvarko šiais keturiais branduoliais (13.22C pav., D). Kitame didesniame branduolyje nėra dalijimosi.

Madhulata (1960) dirbo prie zigotos vystymosi Gnetum gnemon. Anot jos, gametofite gali išsivystyti 2-4, o kartais iki 12 zigotų, iš kurių paprastai vienas išlieka funkcionuojantis. Iš zigotos dažniausiai išsivysto viena arba kartais 2-3 mažos vamzdinės ataugos.

Tik vienas iš šių vamzdelių gauna branduolį ir išgyvena, o likę vamzdeliai suyra ir netrukus miršta. Išlikusi atauga pailgėja, išsišakoja ir per endospermo tarpląstelines erdves auga į skirtingas puses. Visi pirminiai pakabos vamzdeliai paprastai lieka suvynioti vienas aplink kitą.

Gnetum gnemon pirminio suspensoriaus vamzdelio gale nupjaunama maža ląstelė. Netrukus jis dalijasi iš pradžių skersai, o paskui išilgai ir susidaro į keturias ląsteles. Dabar vyksta netaisyklingas dalijimasis, sudarydamas ląstelių grupę. Kai kurios iš šių ląstelių dalijasi ir pailgėja, kad susidarytų antrinis suspensorius (13.23 pav.). Likusios ląstelės gale sudaro embriono masę.

Gnetum ula vamzdelio gale nupjaunama maža ląstelė, vadinama savita ląstele. Ši savotiška ląstelė greitai dalijasi ir suformuoja ląstelių grupę. Iš šios ląstelių grupės skiriasi antrinis suspensorius ir embriono masė (13.24 pav.). Iki to laiko vamzdžio sienelė pradeda storėti.

Kad ir koks būtų embrioninės masės ir antrinio suspensoriaus formavimosi modelis, pirmosios ląstelės yra mažos, kompaktiškos, tankios citoplazmoje ir išsivysto į embrionui tinkamas, o pastarosios (ty antrinio suspensoriaus) ląstelės yra plonasienės. , vienabranduolė ir labai vakuolizuota.

Pirminiai ir antriniai suspensoriai padeda stumti embrioną į endospermą. Netrukus embrioninės masės galiuko srityje susidaro stiebo galiukas su dviem šoniniais sėklalizdžiais. Priešingoje pusėje išvystykite šaknies galiuką su šaknies dangteliu.

Susiformavus stiebo ir šaknų galiukams, susidaro lesyklėlė (13.25 pav.). Tiektuvas yra į iškilimą panaši struktūra, esanti tarp šaknų ir stiebo galiukų. Taigi, stiebo galiukas, du skilčialapiai, tiektuvas, šaknies viršūnė ir šaknies dangtelis yra subrendusio embriono dalys.

Sėkla:

Gnetum sėklos (13.26 pav.) yra ovalios arba pailgos formos, nuo žalios iki raudonos spalvos. Jis lieka apsuptas trijų sluoksnių apvalkalo, kuris gaubia embrioną ir endospermą. Išorinis apvalkalas yra mėsingas ir susideda iš parenchiminių ląstelių. Tai suteikia sėklai spalvą.

Vidurinis apvalkalas yra kietas, apsauginis ir sudarytas iš trijų sluoksnių, ty išorinio parenchiminių ląstelių sluoksnio, palisadinių ląstelių vidurio ir vidinės pluoštinės srities. Vidinis vokas yra parenchiminis. Išsišakoję kraujagyslių ryšuliai kerta visus tris apvalkalus.

Sėklų daigumas:

Daigumas yra epigealinio tipo (13.27 pav.). Skilčialapiai išstumiami iš sėklos. Hipokotilė pailgėja, ir tai ištraukia sėklaskilčias iš dirvos. Pirmuosius žalius augalo lapus suformuoja skilčialapiai. Pirmoji žalumynų lapų pora susidaro vystantis spygliuočiams. Patvarus tiektuvas yra iki labai vėlyvos sėklos stadijos.

5. Gnetum santykiai:

Gnetum ir kiti gimnosėkliai:

Gnetum turi keletą panašumų su gimnosėkliais, todėl galiausiai buvo įtrauktas į šią grupę.

Žemiau paminėtos kai kurios Gnetum ir kitų gimnosėklių būdingos savybės:

1. Mediena su tracheidėmis su apvaduotomis duobėmis.

2. Nėra sieto vamzdelių ir papildomų elementų.

3. Nuogų kiaušialąsčių buvimas.

4. Vaisiaus formavimosi nebuvimas, nes nėra kiaušidės.

5. Anemofilinis apdulkinimo tipas.

6. Protalalinės ląstelės vystymasis.

8. Cycadeoidea wielandii kūgio žiedkočio kraujagyslinio aprūpinimo panašumas į vieną Gnetum žiedą.

9. Gnetum ir Bennetites kiaušialąstės bazinės dalies sandaros panašumas.

Gnetum ir angiospermai:

Svarbiausią poziciją Gnetum paskyrė mokslininkai, diskutuodami apie gaubtasėklių kilmę. Gnetales ir gaubtasėkliai kilę iš paprasto stiebo, vadinamo “Hemi-angiosperm”.

Thompsonas (1916) manė, kad Gnetum ir gaubtasėklių protėviai buvo artimi giminaičiai. Kai kurie kiti darbuotojai išaugo teigdami, kad Gnetum iš tikrųjų priklauso gaubtasėkliams. Hagerup (1934) parodė glaudų ryšį tarp Gnetales ir Piperaceae.

Gražioje monografijoje apie Gnetumą Maheshwari ir Vasil (1961) teigė, kad “Gnetum iš esmės tebėra filogenetinis galvosūkis. Tai gimnosėklis, tačiau turi keletą stiprių gaubtasėklių savybių”.

Toliau paminėti kai kurie Gnetum ir gaubtasėklių panašumai:

1. Bendras daugelio Gnetum rūšių sporofito įprotis panašus į gaubtasėklius.

2. Gnetum lapų tinklinė vena yra gaubtasėklis.

3. Kraujagyslių buvimas ksileme vėlgi yra gaubtasėklis.

4. Aiški tunika ir ūglių viršūnių korpuso konfigūracija būdinga ir Gnetum, ir gaubtasėkliams.

5. Gnetum strobiliai daug labiau panašūs į gaubtasėklius nei bet kuris gimnasėklis

6. Gnetales mikropilinį vamzdelį galima palyginti su gaubtasėklių stiliumi, nes abu atlieka daugmaž panašias funkcijas.

7. Tetrasporinis moteriškojo gametofito vystymasis vėlgi priartina Gnetum prie gaubtasėklių.

8. Archegonijos nebuvimas vėl daug suartina Gnetum ir gaubtasėklius.

9. Gnetum embriono dviskiltis priartina jį prie dviskilčių.

Gnetum, Ephedra panašumai ir Velvicija:

Visos trys Gnetales gentys turi šiuos panašumus:

(2) Indai antrinėje medienoje,

(3) Panaši perforacinių plokščių struktūra ir išsivystymas jų induose

(4) Panašus Gnetalio jų kraujagyslių vystymosi būdas, t. y. ištirpsta toras ir apribotų duobių vidurinė lamelė

(5) Beveik panaši jų sieto ląstelių struktūra ir floemo parenchima

(6) Spiraliniai arba žiediniai elementai jų protoksileme

(7) Jų žiedų išsidėstymas kombinuotuose strobiliuose

(10) Vyriškos stiebo gėlės su sinangijomis, sudarytos iš 1–6 ar daugiau sporangijų

(11) Beveik nuosekli jų mikrosporangijų sienelės struktūra

(12) Besparnės žiedadulkės

(14) Kiaušialąstės, apsuptos keliais apvalkalais, kurie įvairiai interpretuojami kaip sluoksniai arba apvadai


30 sk. – Sėklinių augalų kortelių peržiūra

Kas, be sėklų, būdinga visiems sėkliniams augalams?

______ yra embrionas ir jo aprūpinimas maistu, apsuptas apsaugine danga.

A sėkla yra embrionas ir jo aprūpinimas maistu, apsuptas apsaugine danga.

Prieš _____ milijonus metų, kai buvo auginami maistui skirti sėkliniai augalai (kviečiai, kukurūzai, bananai)

360 prieš milijonus metų, kai buvo auginami maistui skirti sėkliniai augalai (kviečiai, kukurūzai, bananai).

13 prieš tūkstantį metų.

Sėkla yra daugialąstelė struktūra, sudaryta iš wh 3 struktūrų?

Sėkla yra daugialąstelinė struktūra, sudaryta iš:

Embrionas (2n naujos kartos)

Mitybinis audinys (haploidas gimnastikoje, triploidas angionijoje)

Sėklos apvalkalas (iš kiaušialąstės dangos -> motinos audinys = 2n)

Sėkloje maistas tiekiamas iš _______ (gametofito / sporofito) ir yra __________ (haploidas / diploidas)

Sėkloje maistas tiekiamas iš gametofitas ir yra haploidas.

Pastaba: gaubtasėkliai turi triploidinį (3n) maisto šaltinį.

T/F: dauguma sėklinių augalų gametofitų yra mikroskopiniai

dauguma sėklinių augalų gametofitų yra mikroskopiniai

Sporofitai yra dominuojanti karta

Sumažėjęs gametofitų kiekis sėkliniuose augaluose išsivysto iš ______ viduje ______, esančių pirminiame sporofite.

Sumažėję gametofitai sėkliniuose augaluose išsivysto iš sporos viduje sporangijos, esančios pirminiame sporofite.

Sėklinių augalų gametofitai yra heterosporiniai. Ką tai rodo, kur jie rasti ir kaip jie atrodo?

kiekvienos lyties gametofitai atrodo skirtingai / randami skirtingose ​​vietose

megasporangija → _______ → ______ (patinas) gametofitas

mikrosporangija → ______ → _______ (patinas) gametofitas

megasporangija → megasporosMoteris gametofitas

mikrosporangija → mikrosporosPatinas gametofitas

_________ yra sporofito audinio sluoksnis, kuris apgaubia ir apsaugo megasporangiumą.

The integumentas yra sporofitinio audinio sluoksnis, kuris gaubia ir apsaugo megasporangiumą.

Neapvaisinta gimnastikos kiaušialąstė susideda iš ________, _________, ir _________. Moteriškas gametofitas išsivysto iš ________ ir gamina kiaušinius.

Neapvaisinta gimnastikos kiaušialąstė susideda iš integumentas, megasporaniumas, ir megaspora. Moteriškas gametofitas išsivysto iš megaspora ir gamina kiaušinius.

Nurodytas struktūras pažymėkite pridedamoje neapvaisintos kiaušialąstės paveikslėlyje.

Mikrospora taip pat vadinama ___________ ir turi sienelę, pagamintą iš __________, kuri apgaubia ir apsaugo _______ (fe/patino) gametofitą.

Mikrospora taip pat vadinama a žiedadulkių grūdai, o siena pagaminta iš sporopoleninas, kuris apgaubia ir apsaugo Patinas gametofitas.

Apdulkinimas yra ______ perkėlimas į sėklinio augalo dalį, kurioje yra ______.

Apdulkinimas yra perdavimas žiedadulkės į tą sėklinio augalo dalį, kurioje yra kiaušialąstė.

Po sudygimo ir apvaisinimo gimnosėklio kiaušialąstė išsivysto į _____, kurią sudaro _______ (gameto/sporofito) embrionas, jo maisto šaltinis ir _______________.

Po sudygimo ir apvaisinimo gimnosėklio kiaušialąstė išsivysto į a sėkla kuri susideda iš sporofitas embrionas, jo maisto šaltinis ir a apsauginis paltas

Pažymėkite struktūras apvaisintoje kiaušialąstėje.

Pažymėkite struktūras pritvirtintoje gimnosėklos sėkloje.

Palyginkite ir kontrastuokite sporas su sėklomis.

Sėklų danga yra daugialąstelė, suteikia daugiau apsaugos

Sėklos turi laikomą maistą, gali išgyventi ilgiau nei sporos

Gimnosėkliai, dar žinomi kaip "plikos sėklos", turi sėklų, kurios nėra uždarytos _______. Vietoj to, jų sėklos yra veikiamos ant modifikuotų lapų, vadinamų _______, wh typ formos kūgiai vadinami ________.

Gimnosėkliai, dar žinomi kaip "plikos sėklos", turi sėklų, kurios nėra uždarytos kiaušidės. Vietoj to, jų sėklos yra veikiamos ant modifikuotų lapų, vadinamų sporofilai, wh typ formos kūgiai vadinami strobili.

Pušys yra gimnasėkliai. Pati pušis yra _______ (sporo/gametofitas).

Pušys yra gimnasėkliai. Pati pušis yra sporofitas.

_________ yra į žvynus panašios struktūros, supakuotos į kūgius. Kiaušialąstės spurgai (dar žinomas kaip _________) yra dideli, o žiedadulkių spurgai (dar žinomas kaip _________) yra maži.

Sporangija yra į žvynus panašios struktūros, supakuotos į kūgius. Kiaušialąstės spurgai (dar žinomas kaip megasporangija) yra dideli, o žiedadulkių spurgai (dar žinomas kaip mikrosporangija) yra maži.

Mikrosporocitai dalijasi pagal ______ (mejozė/mitozė), gaminančios _______ (haploidines/diploidines) mikrosporas, kurios patenka į ________.

Mikrosporocitai dalijasi pagal mejozė gaminant haploidas mikrosporos, wh dev į žiedadulkių grūdai.

Gymnosperm dygimo metu, _________ formuojasi, auga link (mikro/megasporangium).

_________ (mikro/megasporocitas) praeina per ______ (mejozę/mitozę), gamindamas _______ (dvi/keturias/šešias) haploidines ląsteles.

Viena ląstelė išgyvena ir tampa _________ (mikro/megaspora), o viduje vystosi _______ (sporo/gametofitas).

Gymnosperm dygimo metu, žiedadulkių vamzdelis formų, auga link megasporangija.

The megasporocitas eina per mejozė gaminant keturi haploidinės ląstelės.

Viena ląstelė išgyvena, tapdama megaspora, ir gametofitas vystosi viduje.

Maždaug prieš kiek metų (ir kokiu laikotarpiu) pirmą kartą atsirado gimnasėklių?

Prieš 305 milijonus metų (anglies) – pirmieji iškastiniai gimnasėkliai aptiko, kad gimnasėkliai išsiskyrė nuo gaubtasėklių.


Papildomi failai

1 papildomas failas: S1 pav.

Aiškinamieji linijų brėžiniai, rodantys šakojimosi modelį Cosmosperma polyloba. Santrumpos: st, kamienas pr, pirminis rachis sr, antrinis rachis tr, tretinis rachis. (a) Stiebas, pirminės ir antrinės rachizės ir bazinė tretinio rachio dalis 1h pav. (b) Dvišakės pirminės, dvi antrinės ir tretinės, turinčios galutinį smaigalį ir kūginius dyglius, 6c pav. (c) antriniai spygliuočiai su alternatyviais tretiniais spygliuočiais, galutinėmis viršūnėlėmis ir kūginiais dygliukais 6b pav. (d) dvišakės pirminės spygliuolės, dvi antrinės ir alternatyvios tretinės su galutinėmis viršūnėlėmis ir kūginiais dygliukais 4a pav. (TIFF 2282 kb)

2 papildomas failas: S2 pav.

Interpretaciniai linijiniai brėžiniai, kuriuose pavaizduotas gniūžtės ir viršutinės viršūnės Cosmosperma polyloba. Santrumpos tokios pačios kaip S1 paveiksle. (a) Dvišakios pirminės, dvi antrinės ir vienos tretinės su 11 galutinių viršūnių 6a pav. (b-e) Galutinė viršūnė atitinkamai 6 pav. (c, rodyklė kairėn), 6 (c, rodyklė dešinėn), 6 (b, rodyklė) ir 4 (c) pav. Labai išpjaustyti ir plokštieji spygliuočiai pakaitomis išsidėstę išilgai ketvirčio rachio. (TIFF 2025 kb)

3 papildomas failas: S3 pav.

Aiškinamasis linijos brėžinys, kuriame pavaizduoti sinangiatiniai žiedadulkių organai ant derlingų ašių Cosmosperma polyloba. (a) Anizotominės vaisingos rachizės su galiniais žiedadulkių organais 7a pav. Kūginiai dygliukai retai išsidėstę palei vaisingus dyglius negausiai. (b, c) Du žiedadulkių organų nudegimo etapai atitinkamai 7d, e pav. (TIFF 1395 kb)


Žiūrėti video įrašą: Augalai jaunystei (Sausis 2023).