Gymnosperms: reprodukce a struktura. Zvláštnosti reprodukce gymnospermů

Gymnospermy jsou nejstaršími semennými rostlinami naší planety. Hrají důležitou roli ve vývoji divoké zvěře a nadále zaujímají významnou pozici v životě Země. Dobře známe smrk, borovice, jedle, zerav, tisy nebo modřín a málo známý Welwitschia, sága nebo ginkgo - všichni členové skupiny, nazvané „gymnosperms“. Struktura a násobení je popsáno v článku.

Původ a věk

Věk gymnospermů je 350 milionů let. Objevili se v horní devonské (paleozoické) a na začátku Mezozoická éra dosáhli svého vrcholu. Předpokládá se, že jejich původ je spojen s postupným vývojem sporu - kapradin. V porovnání s nimi již nový druh rostlin již měl ovuly a pylová zrna, které se přímo podílely na tvorbě osiva. Tam bylo mnoho výhod, které gymnosperms vlastnil:

• reprodukce probíhala bez účasti vody;
• Seminární kůra a přísun živin zajišťují bezpečnost klíčky.

Z tohoto důvodu, krátce nato vegetační pokryv planety již tvoří velkou část nahosemenných rostlin, strukturu a reprodukci, které přispěly k úspěšnému rozvoji nových oblastí a ekologických výklenků.

Vlastnosti konstrukce

Tyto rostliny obecně rostou ve formě stromů a keřů, častěji - stálezelené a zřídka opadavé. Někdy mohou dosáhnout obrovských velikostí (sekoia, cedr). Listy v drtivé většině z nich jsou vroubkované nebo mají vzhled váhy. Jsou nazývány jehly a obsahují pryskyřičné kursy.

Dřevo tvoří většinu kmene. Obsahuje duté, mrtvé buňky s děrovanými stěnami - tracheidy. Jejich přítomnost je charakteristická pro tuto skupinu rostlin. Prostřednictvím nich dochází k vzestupu toku vody z kořene k listům.

Vedle tracheidů obsahuje dřevo gymnospermů i pryskyřičná průchody. Proto jsou zástupci rostlin této skupiny snadno rozpoznatelní díky vůni jehličnatého pachu. Pryskyřice impregnuje dřevo, což brání jeho rozpadu. Kvůli tomu patří mezi jehličnatých stromů velmi mnoho sté výročí. Například věk některých sekvencí činí zhruba 3 tisíce let.

Nejdůležitější výhodou je, že evoluční nahosemenné - reprodukce bez kondenzované vlhkosti a přítomnosti útvary, které se chovají jako reprodukčních orgánů.

Reprodukční orgány gymnospermů

Absence barev je klíčovým rysem gymnospermů. Reprodukce těchto rostlin probíhá za účasti kuželek, nebo strobal. Tyto formace jsou snadno rozpoznatelné na borovém, smrku, jedle, modřínu a dalších zástupcích jehličnanů. Mohou být nazývány orgány sexuální reprodukce.

Obvykle jsou hrbolky různé - mohou být samci a samice a mohou být umístěny buď na jednom rostliny (monoecious), nebo na jiném (dioecious), lišící se velikostí a barvou.

Mužské kužele jsou volány mikrostrobky, a ženy - megastrobili. Strobila je zkrácená a modifikované útěk, na kterém sporofily - modifikované listy. V mikrostroblích dozrává pyl. V megastrobilech je krupice.

Vlastnosti reprodukce gymnospermů

Obvykle je v případě skotské borovice zvažován proces reprodukce gymnospermů. Tato monoecious rostlina, to je, mužské a ženské kužele vyvíjí na jednom stromu. První z nich jsou větší, načervenalé barvy. Druhý - malý, zelený nebo šedý.

Vzor reprodukce gymnospermů je poměrně jednoduchý. Když se pyly dozrávají v mikrostrobilu, rozlévají se, šíří se větrem a mohou cestovat na velké vzdálenosti. K tomu je každé zrno pylu vybaveno speciálními zařízeními - pytle na pele. Prach padá na krupici, vyvíjí se na megastrobilah. Tak dochází k opylování.

Obvykle to přichází na konci jara nebo začátku léta. Znečištěné samičky jsou uzavřeny, jejich váhy jsou slepeny spolu s pryskyřicí. Hnojení se vyskytuje ve ovulech uvnitř uzavřených kuželů.

Jak probíhá proces hnojení

Uvnitř vajíčka je samice gametofyt nebo embryo vak, který předchází několik stupňů zrání. Pyl dostane na pyltsevhod vajíčko, začíná přerůstat pylové láčky směrem k zárodečník (z řeckého oblouk - „začátek“, pryč - „děložní“). Tato forma obsahuje vajíčko. Celkově se v ovule rozvinou dva, ale pouze jeden je oplodněn.

V době, kdy pylové zrniny již zralé dvě spermie a začaly se pohybovat po rostoucí trubici. Když jedno spermie dosáhne vajíčka, dochází k hnojení. Druhá spermie umírá. Po fúzi obou pohlavních buněk se tvoří zárodky semen - zygota. Samotné semeno je přeměněno na semeno. Klíčení, bude mít zásobu živin.

Tak vzniká reprodukce gymnospermů. Schéma tohoto procesu je zobrazeno na fotografii.

Zrání a rozšiřování osiva

Po oplodnění se začíná zrání semen. U skotských borovic oba tyto procesy trvají dva roky. Zrání, kuželky jsou lignifikované a mění barvu. Postupně se jejich váhy otevřou a semena se z nich vylučují.

Gymnospermy nevytvářejí ovoce. Ale aby se mohly šířit na dlouhé vzdálenosti, mají semena zvláštní úpravy - křídlové jako membránové výrůstky, snadno snášené větrem. Pokud vnější podmínky nepomáhají klíčení, může semeno po dlouhou dobu odpočívat, dokud nenastane optimální teplotní režim. Právě tyto vlastnosti umožňovaly gymnospermům dosáhnout vysokého počtu druhů a rozšířily se o velké plochy.

Počet druhů a zástupců

Popsaná skupina má asi 600-700 druhů. Ne všechny z nich přežily až dodnes, někteří zástupci existují pouze ve fosilních formách. Například:

• cordait;
• bentonit;
• semenné kapradiny.

Zbytek zástupců se rozkládá po celém světě a roste ve všech klimatických oblastech: od jižního tropického (ságo palmy) až po studené severní šířky (cedr, smrad, smrk, borovice).

Nejstarším představitelem gymnospermů, které existují dodnes, je Ginkgo Biloba (bilobate). Tato rostlina se nazývá živoucí fosílie, protože roste na světě s druhohor, o čemž svědčí četné otisky v sedimentech starých hornin.

Evoluční vývoj

Vznikají první gymnospermy Paleozoická éra, měla řadu výhod, které jim v té době umožnily získat dominantní postavení na planetě. Tyto evolučně nové vlastnosti se nazývají aromorfy a umožňují dosáhnout nové úrovně ve vývoji nových území a ekologických výklenků. Existuje několik takových rysů, které mají gymnospermy:

1. Reprodukce se provádí bez účasti vodního prostředí. To umožnilo usídlit velké plochy na zemi.
2. Oplodnění dochází v rámci vajíčko a je chráněn před vnějšími vlivy - zejména takové reprodukční nahosemenných zajistit větší bezpečnost budoucího závodu.
3. Vznik embrya osiva je možné zajistit budoucnost krytu (testa) a výkonovou rezervou (endospermu), který na oplátku zvýšil počet rostlin skupiny.

Tyto vlastnosti je odlišovaly od jejich předků - kapradinovitých. Dalším a dosud posledním stupněm evolučního vývoje rostlinného světa je vzhled angiospermů.

Význam gymnospermů

Úloha gymnospermů je obtížné přeceňovat. Právě oni naplní asi třetinu lesů, které se podílejí na čištění vzduchu a neustálém obnovování kyslíku. Dále, vzhled a rozšířený v rostlinné říši, čímž vzniká velké množství kyslíku, což vede k objevení se jiných organismů, které jsou schopné použití tohoto plynu v procesu dýchání.

Jehličnaté jsou hlavními dodavateli dřeva pro různé oblasti lidského života. Tato surovina se aktivně používá při výrobě nábytku, výstavbě, výrobě lodí a dalších strategicky důležitých oblastech hospodářské činnosti. Vlákna z vláknitého dřeva jsou zvláště cenná při výrobě kvalitních druhů papíru.

Gymnospermy nalezly široké uplatnění v medicíně. Speciální látky - phytoncides, izolované téměř všemi jehličnatými stromy, jsou schopny očistit vzduch od patogenů. Z tohoto důvodu jsou většina sanatoria a zdravotních středisek postavena na území jehličnatých lesů. Taková terapie může významně zmírnit nebo odstranit mnoho plicních onemocnění.