Gymnospermer er de ældste frøplanter på vores planet. De spillede en vigtig rolle i udviklingen af dyreliv og fortsætter med at indtage en betydelig position i jordens liv. Velkendt for os gran, fyr, gran, thuja, taks eller lærk og lidet kendt velvichia, saga eller ginkgo - alle disse er repræsentanter for gruppen kaldet "Gymnosperms". Vi vil overveje deres struktur og reproduktion senere i artiklen.
Oprindelse og alder
Gymnospermerne er 350 millioner år gamle. De dukkede op i det øvre devon (Paleozoikum) og havde allerede i begyndelsen af den mesozoiske æra nået deres højdepunkt. Formentlig er deres oprindelse forbundet med den gradvise udvikling af sporer - bregner. Sammenlignet med dem havde de nye plantearter allerede æg og pollenkorn, der var direkte involveret i dannelsen af frøet. Gymnospermer havde en række fordele:
- gengivelse fandt sted udenvanddeltagelse;
- frøskallen og tilførsel af næringsstoffer sikrede frøplantens sikkerhed.
Af disse grunde, efter kort tid, var planetens grønne dæksel allerede for det meste gymnospermer, hvis struktur og reproduktion bidrog til den succesrige udvikling af nye territorier og økologiske nicher.
Bygningsfunktioner
De fleste navngivne planter vokser i form af træer og buske, oftere - stedsegrønne og sjældent - løvfældende. Nogle gange kan de nå store størrelser (sequoia, cedertræ). Langt de fleste af deres blade er nåleformede eller har udseende af skæl. De kaldes nåle og indeholder harpikspassager.
Træ udgør det meste af stammen. Den indeholder hule døde celler med perforerede vægge - tracheider. Deres tilstedeværelse er et tegn specifikt for denne gruppe af planter. Det er gennem dem, at den opadgående strøm af vand fra roden til bladene udføres.
Ud over tracheider indeholder træet af gymnospermer også harpikskanaler. Derfor genkendes repræsentanter for planter i denne gruppe let af den duftende nåletræsduft. Harpiksen imprægnerer træet, hvilket forhindrer det i at rådne. På grund af dette er der mange hundredårige blandt nåletræer. For eksempel er nogle sequoiaer omkring 3.000 år gamle.
Den vigtigste evolutionære fordel, som gymnospermer har, er reproduktion uden deltagelse af drypfugt og tilstedeværelsen af formationer, der fungerer som reproduktive organer.
Reproduktive organer hos gymnospermer
Fraværet af blomster er en nøglefunktion, som gymnospermer besidder. Reproduktionen af disse planter sker med deltagelse af kegler eller strobilus. Disse formationer er nemme at genkende på fyr, gran, gran, lærk og andre repræsentanter for nåletræer. De kan kaldes seksuelle reproduktionsorganer.
Sædvanligvis er koglerne af forskelligt køn - de kan være han- og hunkøn og placeres enten på den samme plante (enbolig) eller på forskellige (tvebo), forskellige i størrelse og farve.
Hanknopper kaldes mikrostrobiler, og hunknopper kaldes megastrobiler. Strobila er et forkortet og modificeret skud, hvorpå sporophyller er placeret - modificerede blade. Pollen modnes i mikrostrobiler. Hos megastrobiler - ægløsninger.
Funktioner ved reproduktion af gymnospermer
Norm alt betragtes processen med reproduktion af gymnospermer på eksemplet med skovfyr. Dette er en monoecious plante, dvs. han- og hunkegler udvikler sig på det samme træ. De første af dem er større, rødlige i farven. De andre er små, grønlige eller blålige.
Avlsplanen for gymnospermer er ret enkel. Når pollen modnes i mikrostrobiler, spildes det ud, spredes med vinden og kan rejse lange afstande. For at gøre dette er hvert pollenkorn udstyret med specielle enheder - pollenposer. Støvpartikler falder på æggene, der udvikler sig på megastrobiler. Sådan foregår bestøvning.
Sædvanligvis falder det i slutningen af foråret eller begyndelsen af sommeren. bestøvethunkegler lukker, deres skæl klæber sammen med harpiks. Befrugtning sker i æggene inde i de lukkede kogler.
Hvordan befrugtning sker
Inde i ægløsningen er den kvindelige gametofyt, eller embryosæk, som gennemgår flere stadier af modning. Pollen kommer ind i ægløsningens pollenindgang, det begynder at spire ind i pollenrøret mod archegonium (fra den græske arche - "begyndelse", væk - "moders livmoder"). Denne formation indeholder et æg. I alt udvikles to af dem i ægløsningen, men kun én gennemgår befrugtning
På det tidspunkt var to spermatozoer allerede blevet modnet i pollenkornet og begyndte at bevæge sig langs vækstrøret. Når en af sædcellerne når ægget, sker befrugtningen. Den anden sperm dør. Efter fusionen af to kønsceller dannes et frøembryo - en zygote. Selve ægløsningen omdannes til et frø. Spirende vil den bruge forsyningen af næringsstoffer.
Det er sådan gymnospermer formerer sig. Skemaet for denne proces er vist på billedet.
Ripning og frøspredning
Efter befrugtning har fundet sted, begynder frøets modning. I skovfyr varer begge disse processer i 2 år. Når de er modne, bliver koglerne træagtige og skifter farve. Gradvist åbner deres skæl, og frø løber ud af dem.
Gymnospermer danner ikke frugter. Men for at sprede sig til storeafstand, frøene har specielle tilpasninger - pterygoide membranøse udvækster, let båret af vinden.
Hvis ydre forhold ikke er gunstige for spiring, kan frøet hvile i lang tid før de optimale temperaturforhold. Det var disse egenskaber, der gjorde det muligt for gymnospermerne at nå et stort antal arter og spredte sig over store områder.
Antallet af arter og repræsentanter
Den beskrevne gruppe har omkring 600-700 arter. Ikke alle af dem har overlevet til denne dag, nogle repræsentanter eksisterer kun i fossil form. For eksempel:
- cordaite;
- bennetite;
- frøbregner.
Resten af repræsentanterne er fordelt over hele kloden og vokser i alle klimazoner: fra det sydlige tropiske område (sagopalmer) til de kolde nordlige breddegrader (cedertræ, lærk, gran, fyr).
Den ældste repræsentant for de gymnospermer, som eksisterer den dag i dag, er Ginkgo Biloba (biloba). Denne plante kaldes et levende fossil, da den har vokset på planeten siden mesozoikum-æraen, hvilket fremgår af adskillige aftryk i aflejringer af gamle klipper.
Evolutionær udvikling
De første gymnospermer, der opstod i den palæozoiske æra, havde en række fordele, der gjorde det muligt for dem at indtage en dominerende position på planeten på det tidspunkt. Disse evolutionært nye funktioner kaldes aromorphoses og giver dig mulighed for at nået nyt niveau i udviklingen af nye territorier og økologiske nicher. Der er flere sådanne funktioner, som gymnospermer har:
- Reproduktion udføres uden deltagelse af vandmiljøet. Dette gjorde det muligt at befolke store områder på land.
- Befrugtning sker inde i ægløsningen og er beskyttet mod ydre påvirkninger - sådanne træk ved reproduktionen af gymnospermer sikrer større sikkerhed for den fremtidige plante.
- Frøets udseende gjorde det muligt at forsyne det fremtidige embryo med beskyttende dæksler (frøskræl) og en forsyning af mad (endosperm), hvilket igen øgede antallet af planter i denne gruppe.
Det var disse træk, der adskilte dem fra deres forfædre - bregner. Det næste, og i dag det sidste, stadie i den evolutionære udvikling af planteverdenen er fremkomsten af angiospermer.
Betydning af gymnospermer
Rollen af gymnospermer kan næppe overvurderes. Det er dem, der fylder omkring en tredjedel af verdens skove involveret i luftrensning og konstant iltfornyelse. Derudover har fremkomsten og den brede fordeling af iltproducerende planter på planeten ført til fremkomsten af andre organismer, der kan bruge denne gas i deres respiration.
Nåletræer er de vigtigste leverandører af træ til forskellige sfærer af menneskelivet. Dette råmateriale bruges aktivt til fremstilling af møbler, byggeri, skibsproduktion og andre strategisk vigtige områder af økonomisk aktivitet. Grantræfibre er særligt værdifulde ved fremstilling af papir af høj kvalitet.
Gymnospermer er meget udbredt i medicin. Særlige stoffer - phytoncider, udskilt af næsten alle nåletræer, er i stand til at rense luften fra patogene mikrober. Af denne grund er de fleste sanatorier og kursteder bygget på nåleskovens område. Sådan terapi kan væsentligt lindre eller eliminere mange lungesygdomme.
