Spermatophyta: reikšmė, pavyzdžiai ir spermatofitų tipai – išsamus ir išsamus vadovas

Kas yra spermatofitai arba spermatofitai?

Spermatophyta, žinomi kaip spermatofitai, fanerogamai arba sėkliniai augalai, sudaro sėklas duodančių kraujagyslių augalų supergrupę. Jie yra pati įvairiausia ir dominuojanti grupė Augalų karalystėje, gerokai lenkianti kitas augalų grupes įvairove ir biologine sėkme dėl sėklos evoliucijos – struktūros, kuri leido jiems išplisti praktiškai į visas sausumos ekosistemas.

Terminas spermatofitas kilęs iš graikiškų žodžių „sperma“ (sėkla) ir fitonas (augalas). Todėl jo tiesioginė reikšmė yra sėkliniai augalaiŠi adaptacija yra labai svarbi, nes sėkla apsaugo embrioną ir leidžia kaupti maistines medžiagas, palengvindama plitimą ir išlikimą įvairiose aplinkose.

The spermatofitai Jie skiriasi nuo kitų augalų grupių, pvz. pteridofitai (paparčiai ir panašūs), nes jie gamina tik sporas. Taigi, sėklos žymėjo didžiulį evoliucinį šuolį, leisdamos jiems kolonizuoti sausą, atšiaurią aplinką, kur jų protėvių priklausomybė nuo vandens dauginimuisi juos ribojo.

Reikėtų pažymėti, kad mokslinėje literatūroje ši grupė dar vadinama fanerogamų (dėl akivaizdaus reprodukcinių organų matomumo) arba Sifonogaminiai embriofitai (dėl žiedadulkių vamzdelio buvimo apvaisinimo metu).

Bendros spermatofitų charakteristikos

The spermatofitai Jie pasižymi daugybe savybių, kurios juos išskiria ir pavertė juos dominuojančia augalų karalystės grupe:

• Sėklų buvimasJo dauginimasis vyksta per sėklas – sudėtingas struktūras, kuriose saugomas embrionas ir maistinių medžiagų rezervas, apsuptas apsauginiu apvalkalu.
• Jie turi gerai išvystytus kraujagyslių audiniusKsilemas ir floemas, skirti vandeniui, mineralams ir išsiskyrusiems syvams pernešti, įgaunantys įvairių formų ir prisitaikymų.
• Kartų kaitaKaip ir visi kraujagyslių augalai, jie turi gametofitą ir sporofitą, tačiau spermatofituose gametofitas yra labai sumažintas ir apsaugotas sėklos bei žiedadulkių struktūroje.
• ApdulkinimasVyriškasis gametofitas (žiedadulkių grūdelis) vėjo, vandens arba gyvūnų pernešamas į moterišką darinį, kur auga žiedadulkių vamzdelis, pernešantis spermatozoidus į kiaušialąstę.
• FlorGaubtasėkliuose žiedas yra svarbiausia reprodukcinė adaptacija, o gimnasėkliuose, nors tikro žiedo nėra, reprodukcinės struktūros yra gerai diferencijuotos.
• Sporofitinis dominavimasSporofitas yra matoma ir dominuojanti fazė, organizuota specializuotuose audiniuose ir organuose (šaknyse, stiebe, lapuose).
• Sausumos aplinkos kolonizacijaSėklos dėka spermatofitai kolonizavo aplinką nuo dykumų iki arktinės aplinkos.

Be to, jie pasižymi neįtikėtina gyvybės formų, dydžių ir ekologinių adaptacijų įvairove – nuo ​​milžiniškų medžių iki mažyčių žolinių augalų.

Spermatofitų evoliucija ir kilmė

Spermatofitų evoliucijos istoriją žymi sėklos atsiradimas ir gametofito redukcija. Manoma, kad ši grupė kilo iš linijų, lignofitai Devono periodo pabaigoje medienos gamyba ir pažastų šakojimas jau egzistavo. Sumedėjusio audinio ir heterosporų (diferencijuotų mikrosporų ir megasporų) išsivystymas buvo esminiai ankstesni etapai.

Pirmosios susijusios fosilijos yra vadinamosios progimnospermų ir kai kurie „sėkliniai paparčiai“, kurie demonstruoja evoliucinį perėjimą prie šiuolaikinių sėklinių augalų. Megasporos išlikimas ir visiškas moteriškojo gametofito išsivystymas sėklapėdėje, apsaugotoje apvalkalu, buvo būtinas.

Spermatofitų sėkmė slypi sėkloje kaip išsklaidymo ir išlikimo organe, bei gebėjime tapti nepriklausomiems nuo vandens apvaisinimui dėl vėjo ar gyvūnų apdulkinimo.

Spermatofitų klasifikacija ir pagrindinės grupės

Spermatofitai daugiausia skirstomi į dvi didelės grupės: gimnospermai y angiospermaiKiekviena iš šių grupių pasižymi tam tikromis adaptacijomis ir savybėmis:

1. Gymnosperms:
   • Jie apima tokius augalus kaip cikadai, ginkmedžiai, spygliuočiai y gnetofitai, visi su plikos sėklos (neįdėta į vaisius).
   • Reprodukcinės struktūros paprastai yra kūgeliai arba strobilai.
   • Jie vyrauja šaltoje arba vidutinio klimato aplinkoje. Pavyzdžiai: Pinus (pušis), Ginkmedžio, Cikadai.
2. Angiospermos:
   • Jie sudaro pačią įvairiausią grupę, kurioje yra šimtai tūkstančių rūšių.
   • Jiems būdingas gaminimas gėlės y vaisiai (kurie supa sėklą).
   • Jie yra suskirstyti į Vienaskilčiai (gemalinis lapas) ir dviskilčiai (du embrioniniai lapai).
   • Jie dominuoja daugumoje dabartinių ekosistemų ir apima daugumą auginamų ir dekoratyvinių augalų.

Kitos klasifikavimo sistemos

Kai kurios sistemos siūlo tolesnius suskirstymus, atsižvelgdamos į išnykusias grupes (pvz., pteridospermos) ir filogenetines interpretacijas, pagrįstas morfologinėmis ir molekulinėmis savybėmis. Tačiau šiuo metu plačiausiai pripažįstamas skirstymas į gimnastikos ir gaubtasėklius.

Morfologinės ir anatominės savybės

Spermatofitai pateikia labai pažangi augalų organizacijasu gerai diferencijuotais organais ir specializuotais audiniais:

• Šaknis: Organas, kuris fiksuoja ir sugeria vandenį bei mineralus iš dirvožemio. Jis gali būti aksonomorfinis, fascikulinis, napiformis arba atsitiktinis, ir daugelyje rūšių jis kaupia atsargines medžiagas.
• Stiebas: Augalo ašis, laikanti lapus, žiedus ir vaisius. Ji gali būti žolinė, sumedėjusi, mėsinga, epigealinė (antžeminė) arba hipogealinė (požeminė).
• Lakštai: Pagrindinis fotosintezės organas, vykdantis dujų mainus ir evapotranspiraciją. Jie būna įvairių formų, dydžių ir prisitaikymo, priklausomai nuo aplinkos ir funkcijos.
• Gėlės: Gaubtasėkliams būdingas dauginimosi organas, sudarytas iš taurėlapių, vainiklapių, kuokelių ir piestelių/kilimų. Plikasėklių dauginimosi struktūros yra kankorėžiai arba strobulai.
• Sėklos: Apvaisinimo produktas, juose yra embrionas ir atsarginiai audiniai, apsupti apsauginiu (-iais) dangalu (-ais).
• Vaisiai: Tik gaubtasėkliuose; iš kiaušidės gauta struktūra, kuri apsaugo ir palengvina sėklų sklaidą.

Šie organai išsivystė skirtingai, priklausomai nuo grupės, ekologinės funkcijos ir aplinkos sąlygų.

Spermatofitų gyvavimo ciklas

Spermatofitų biologiniam ciklui būdingas kartų kaita tarp sporofito (diploidinio ir dominantinio) ir gametofito (haploidinio ir redukuoto):

1. Sporofitas sporas gamina mejozės būdu. Šios sporos yra dviejų tipų: mikrosporos (vyras) ir megasporos (moteris).
2. Mikrosporos sukelia žiedadulkių grūdeliai (vyriškasis gametofitas), o megasporos duoda pradžią moteriškas gametofitas (esantis kiaušinio viduje).
3. Apdulkinimo metu žiedadulkės pernešamos į purką (gaubtasėkliuose) arba mikropilę (plikasėkliuose).
4. Per žiedadulkių vamzdelis, spermatozoidas pasiekia oosferą ir įvyksta apvaisinimas.
5. Gauta zigota transformuojasi į embrionas Apsupta maistinių audinių ir padengta vienu ar keliais apvalkalais, sudarančiais sėklą.
6. Tinkamomis sąlygomis sėkla sudygsta ir iš jos išauga naujas suaugęs sporofitas.

Šis ciklas leidžia embrionui išgyventi net ir nepalankiomis sąlygomis, o tai yra vienas iš spermatofitų sėkmės raktų.

Spermatophyta įvairovė ir pavyzdžiai

La spermatofitų įvairovė Jis milžiniškas, jame aprašyta daugiau nei 270,000 XNUMX rūšių, įskaitant medžius, krūmus, žoleles, vijoklinius augalus, vandens ir sausumos augalus:

„Gymnosperms“ pavyzdžiai

• pinus pinea (akmeninė pušis)
• Abies alba (baltoji eglė)
• Ginkmedžio (vienintelė dabartinė rūšis savo grupėje)
• ephedra fragilis (Viduržemio jūros efedra)
• Cycas revoluta (sago palmė)

Angiospermų pavyzdžiai

• Rosa spp. (rožių krūmai)
• Zelandijos majai (kukurūzai)
• Solanum lycopersicum (pomidoras)
• Quercus ilex (akmeninis ąžuolas)
• Orchidaceae (orchidėjos)
• Nymphaea alba (baltoji vandens lelija)

Tai tik keli simboliniai pavyzdžiai, iliustruojantys didžiulę spermatofitų formų, ekologinių funkcijų ir ekonominių bei kultūrinių pritaikymų įvairovę.

Gymnospermų ir angiospermų palyginimas

Abi grupės dalijasi sėklų gamyba, tačiau skiriasi keliais pagrindiniais aspektais:

Pagrindinių organų struktūra ir funkcija

Šaknis

La šaknis Jis yra būtinas vandens ir mineralų įsisavinimui. Jis turi sugeriančius plaukelius ir gali kaupti maistines medžiagas. Yra aksonomorfinės, fascikulinės, napiforminės ir atsitiktinės šaknys.

Stiebas

El stiebas Jis palaiko augalą, praleidžia vandenį ir maistines medžiagas bei leidžia formuoti šakas ir lapus. Jis gali būti žolinis, sumedėjęs, mėsingas, vijoklinis arba augantis po žeme, priklausomai nuo rūšies ir prisitaikymo prie aplinkos.

Lapai

Jie yra pagrindiniai fotosintezės organai. Jie turi daug formų, funkcijų ir modifikacijų: nuo vandens kaupimo mėsinguose lapuose iki jų apsaugos kaip spyglių ir lapų, kurie virsta laipiojimo ūseliais.

Gėlių ir reprodukcinės struktūros

La gėlė Jis būdingas tik gaubtasėkliams ir susideda iš taurėlapių, vainiklapių, kuokelių ir piestelių. Plikasėkliuose reprodukcinę funkciją atlieka reprodukciniai kūgeliai su mikrosporofilais (vyriški) ir makrosporofilais (moteriški).

Spermatophyta ekologinė ir ekonominė svarba

• Pagrindinis deguonies ir maisto šaltinisSpermatofitų augalai sudaro daugumos maisto grandinių pagrindą tiek sausumos, tiek vandens ekosistemose.
• Jie suteikia buveinę ir pastogę nesuskaičiuojamai daugybei gyvūnų rūšių ir kitų organizmų.
• Jie reguliuoja vandens ir anglies ciklą.
• Ekonominė svarbaŠiai grupei priklauso dauguma žemės ūkio kultūrų, vaismedžių, dekoratyvinių, miškininkystės ir vaistinių augalų.
• naudingų medžiagųMediena, popierius, pluoštai, dervos, eteriniai aliejai ir daugelis kitų natūralių produktų yra gaunami iš spermatofitų rūšių.

Pasaulinis pasiskirstymas ir įvairovė

The Spermatofita Jie paplitę visoje planetoje – nuo ​​šalčiausių regionų iki sausiausių dykumų. Yra vandens, sausumos, epifitinių ir rūšių, prisitaikiusių prie visų tipų ekologinių nišų.

Kai kurie ekosistemų, kuriose vyrauja spermatofitai, pavyzdžiai yra vidutinio klimato miškai, atogrąžų miškai, savanos, pievos, dykumos, tundros ir miesto aplinka.

Šių organizmų pasaulinis paplitimas, jų gebėjimas prisitaikyti ir evoliucionuoti bei įvairios reprodukcinės ir morfologinės strategijos yra veiksniai, užtikrinę jų ilgalaikę sėkmę.

Pagrindinės grėsmės ir apsaugos strategijos

• Buveinių praradimas dėl miškų naikinimo, intensyvios žemdirbystės, urbanizacijos ir klimato kaitos.
• Invazinės rūšys kurios išstumia vietines rūšis.
• Pernelyg didelis išnaudojimas miško, dekoratyvinių ir vaistinių rūšių.
• Užteršimas ir ekologinių ciklų pakitimai.

Siekiant apsaugoti spermatofitų ir su jais susijusių ekosistemų biologinę įvairovę, buvo sukurtos tokios apsaugos strategijos kaip saugomų teritorijų kūrimas, sėklų bankų kūrimas, ekologinis atkūrimas ir aplinkosauginis švietimas.

Įdomūs faktai ir įdomybės apie spermatozoidus

• Gaubtasėkliai išvystė sudėtingus koevoliucijos mechanizmus su savo apdulkintojais, išvystydami specializuotus žiedus, kurie pritraukia vabzdžius, paukščius ir žinduolius.
• Kai kurių rūšių sėklos yra pritaikytos skleisti vėjo, vandens, gyvūnų ir net mechaninio sprogimo būdu.
• Didžiausia žinoma sėkla yra jūrų kokoso (coco de mer) sėkla.seišelinė lodoicė maldivica), kuris gali sverti iki 20 kg.
• Daugelis rūšių yra būtinos tradicinei ir šiuolaikinei medicinai dėl alkaloidų, flavonoidų ir kitų bioaktyviųjų junginių gamybos.

Papildomi pavyzdžiai ir praktinis pritaikymas

Maisto spermatofitai

• Kviečiai, ryžiai, kukurūzaiSvarbiausi pasaulio mitybos komponentai.
• Bulvės, pomidorai, ankštiniai augalai ir vaisiai pavyzdžiui, obuoliai, bananai ir braškės, yra vieni iš labiausiai auginamų ir vartojamų gaubtasėklių.

Dekoratyviniai ir kraštovaizdžio spermatofitai

• Tulpės, rožės, orchidėjos, lelijosAugalai, auginami dėl ryškių ir kvapnių žiedų.
• Pavėsį suteikiantys medžiai ir gyvatvorėsĄžuolai, klevai, kiparisai, eglės ir laurai.

Svarba pramonėje

• Puikūs miškai statybai, instrumentams ir menui (raudonmedis, tikmedis, ąžuolas).
• Popierius ir pluoštaiMedvilnė (Gossypium), linai, kanapės.
• Eteriniai ir aromatiniai aliejaiLevandos, eukaliptas, cinamonas.