Gymnosperms: Definice, příklady a reprodukce

Gymnospermy jsou rostliny bez květů, které produkují kužely a semena. Termín gymnosperm doslova znamená „nahé semeno“, protože semena gymnospermu nejsou uzavřena uvnitř vaječníku. Spíše sedí na povrchu listových struktur zvaných listeny. Gymnospermy jsou vaskulární rostliny subkingdomu Embyophyta a zahrnují jehličnany, cykasy, ginkgo a gnetofyty. Mezi nejznámější příklady těchto dřevinných keřů a stromů patří borovice, smrky, jedle a ginkgo. Gymnosperms jsou hojné v mírný les a boreal forest biomy s druhy, které mohou tolerovat vlhké nebo suché podmínky.

Na rozdíl od angiospermy, gymnospermy neprodukují květiny ani ovoce. Oni jsou věřil být první vaskulární rostliny zabírat zemi objevovat se v Triassic období asi 245-208 milióny roky. Vývoj a cévní systém schopný transportu vody v celé rostlině umožnil kolonizaci gymnospermu. Dnes existuje více než tisíc druhů gymnospermů patřících do čtyř hlavních divizí: Coniferophyta, Cycadophyta, Ginkgophyta, a Gnetophyta.

Coniferophyta divize obsahuje

jehličnany, které mají mezi gymnospermy největší rozmanitost druhů. Většina jehličnany jsou stále zelené (ponechávají si své listy po celý rok) a zahrnují některé z největších, nejvyšších a nejstarších stromů na planetě. Příklady jehličnanů zahrnují borovice, sekvoje, jedle, hemlock a smrky. Jehličnany jsou důležitým ekonomickým zdrojem dřeva a výrobků, jako je papír, které jsou vyvinuty ze dřeva. Gymnospermové dřevo je považováno za měkké dřevo, na rozdíl od tvrdého dřeva některých angiospermů.

Slovo jehličnan znamená “kužel-nositel”, zřetelná charakteristika obyčejná jehličnany. Kužely obsahují samčí a samičí reprodukční struktury jehličnanů. Většina jehličnanů je jednodomý, což znamená, že mužské i ženské kužely lze nalézt na stejném stromě.

Další snadno identifikovatelnou vlastností jehličnanů je jejich jehla listy. Různé jehličnaté rodiny, jako Pinaceae (borovice) a Cupressaceae (cypřiši), se liší typem přítomných listů. Borovice mají podél stonku jednotlivé listy podobné jehličím nebo nepořádky na listech. Cypresses mají ploché, měřítko-jako listy podél stonků. Ostatní jehličnany rodu Agathis mají silné, eliptické listy a jehličnany rodu Nageia mají široké, ploché listy.

Jehličnany jsou nápadným členem lesního biomasu tajgy a mají přizpůsobení pro život v chladném prostředí borealských lesů. Vysoký trojúhelníkový tvar stromů umožňuje snáze padat sníh z větví a brání jim v prasknutí pod tíhou ledu. Ihličnany jehličnanů mají na povrchu listu také voskový povlak, který pomáhá zabránit ztrátě vody v suchém klimatu.

Cycadophyta rozdělení gymnosperms zahrnuje cycads. Cycady se nacházejí v tropických lesích a subtropických oblastech. Tyto stálezelené rostliny mají listovou strukturu připomínající peří a dlouhé stonky, které rozkládají velké listy na hustý dřevěný kmen. Na první pohled se mohou cykasy podobat palmám, ale nesouvisí. Tyto rostliny mohou žít mnoho let a mají pomalý růstový proces. Například dlaň krále Sága může trvat až 50 let, než dosáhne 10 stop.

Na rozdíl od mnoha jehličnanů produkují cycadové stromy pouze samčí kužely (produkují pyl) nebo ženské kužely (produkují ovuly). Samice kuželů produkujících kužely produkují semena pouze tehdy, pokud je muž v blízkosti. Cycady spoléhají hlavně na hmyz pro opylení a zvířata pomáhají rozptýlit jejich velká, barevná semena.

Ginkgo biloba jsou jedinými rostlinami, které přežily Ginkgophyta rozdělení gymnospermů. Dnes jsou rostliny pěstované ginkgo přirozeně pěstovány výhradně v Číně. Ginkgo mohou žít tisíce let a jsou charakterizovány listnatými listy listnatého tvaru, které se na podzim mění na žluté. Ginkgo biloba jsou poměrně velké, nejvyšší stromy dosahují 160 stop. Starší stromy mají silné kmeny a hluboké kořeny.

Ginkgo se daří v dobře prosluněných oblastech, které dostávají hodně vody a mají dostatek půdy. Stejně jako cycady produkují rostliny ginkgo buď samčí nebo samičí kužely a mají spermie, které používají flagella plavat směrem k vajíčku v ženském vajíčku. Tyto odolné stromy jsou odolné vůči ohni, škůdcům a chorobám a produkují chemikálie, o nichž se předpokládá, že mají léčivou hodnotu, včetně několika flavinoidy a terpeny s antioxidačními, protizánětlivými a antimikrobiálními vlastnostmi.

Divize gymnospermu Gnetophyta má malý počet druhů (65) nalezených ve třech rodech: Ephedro, Gnetum, a Welwitschia. Mnoho druhů z rodu Ephedro jsou keře, které se nacházejí v pouštních oblastech Ameriky nebo ve vysokých a chladných oblastech himálajských hor v Indii. Určitý Ephedro Druhy mají léčivé vlastnosti a jsou zdrojem dekongesivního efedrinu. Ephedro druhy mají štíhlé stonky a listy podobné měřítku.

Gnetum druhy obsahují některé keře a stromy, ale většinou jsou to lesní révy, které lezou kolem jiných rostlin. Obývají tropické deštné pralesy a mají široké, ploché listy, které se podobají listům kvetoucích rostlin. Samčí a samičí reprodukční kužely jsou obsaženy na samostatných stromech a často připomínají květiny, i když nejsou. Struktura vaskulární tkáně těchto rostlin je také podobná struktuře kvetoucí rostliny.

Welwitschia má jediný druh, W. mirabilis. Tyto rostliny žijí pouze v africké poušti Namibie. Jsou velmi neobvyklé v tom, že mají velký stonek, který zůstává blízko země, dva velké klenuté listy, které se během růstu rozpadají na jiné listy, a velký hluboký kořen. Tato rostlina odolává extrémnímu teplu pouště při teplotách 50 ° C (122 ° F) a nedostatku vody (1–10 cm ročně). mužský W. mirabilis kužely jsou jasně zbarvené a mužské i ženské kužely obsahují nektar, který přitahuje hmyz.

V životním cyklu gymnospermu se rostliny střídají mezi sexuální fází a asexuální fází. Tento typ životního cyklu je známý jako střídání generací. K produkci gamet dochází v sexuální fázi nebo generace gametofytů cyklu. Výtrusy jsou vyráběny v asexuální fázi nebo generace sporofytů. Na rozdíl od nevaskulární rostliny, dominantní fáze životního cyklu rostlin u vaskulárních rostlin je generace sporophtye.

V gymnospermech je sporofyt rostlin rozpoznáván jako převážná část samotné rostliny, včetně kořenů, listů, stonků a kuželů. buňky rostlinných sporofytů jsou diploid a obsahují dvě kompletní sady chromozomy. Sporophyte je zodpovědný za výrobu haploid spory procesem redukční dělení buněk. Spóry obsahující jednu úplnou sadu chromozomů se vyvinou v haploid gametyfyty. Rostlinné gametofyty produkují muže a ženy gamety které se spojí při opylení a vytvoří nový diploidní zygota. Zygota zraje do nového diploidního sporofytu, čímž je cyklus dokončen. Gymnospermy tráví většinu svého životního cyklu ve fázi sporofytů a generace gametofytů je pro přežití zcela závislá na generaci sporofytů.

Ženské gamety (megaspory) jsou produkovány ve strukturách gametofytů zvaných archegonie nachází se v ovulovaných kužele. Mužské gamety (mikropóry) se vyrábějí v roce 2005 pyl šišky a vyvinout se v pylová zrna. Některé druhy gymnospermu mají samčí a samičí kužele na stejném stromě, zatímco jiné mají oddělené samčí nebo samičí kužele produkující stromy. Aby opylení proběhlo, musí se gamety navzájem dotýkat. K tomu obvykle dochází přenosem větru, zvířat nebo hmyzu.

Oplodnění v gymnospermech dochází, když se pylová zrna dotýkají samičích vajíček a klíčí. Spermie se dostanou do vajíčka uvnitř vajíčka a oplodní vajíčko. U jehličnanů a gnetofytů spermatické buňky nemají bičíky a musí dosáhnout vajíčka vytvořením a pylová trubice. V cycads and ginkgoes, flagellated spermie plavou k vajíčku pro oplodnění. Po oplodnění se výsledný zygota vyvíjí v semenech gymnospermu a vytváří nový sporofyt.

Asaravala, Manish, et al. "Triasové období: tektonika a paleoklima." Tektonika triasu, University of Califonia Museum of Paleontology, www.ucmp.berkeley.edu/mesozoic/triassic/triassictect.html.

Frazer, Jennifer. "Jsou Cycads sociální rostliny?" Vědecká americká blogová síť16. října 2013, blogs.scientificamerican.com/artful-amoeba/are-cycads-social-plants/.

Pallardy, Stephen G. "Woody Plant Body." Fyziologie dřevin, 20. května 2008, s. 9–38., Doi: 10,016 / b978-012088765-1,50003-8.

Wagner, Armin, et al. "Lignifikace a manipulace s ligninem v jehličnanech." Pokroky v botanickém výzkumu, sv. 61, 8. června 2012, str. 37–76., Doi: 10,016 / b978-0-12-416023-1,00002-1.