نباتات الأوعية الدموية: التعريف والتصنيف والخصائص والأمثلة

التعرف على أنواع عديدة من النباتات الوعائية أهم مما تعتقد.

على سبيل المثال ، تبدو جميع سرخس فيدلهيد متشابهة بالنسبة للعين غير المدربة ، لكن الخصائص المميزة تميز بينًا لذيذًا سرخس النعام من السرخس السرخس يعتقد أنه يحتوي على مواد مسرطنة. تشترك النباتات الوعائية - وفي بعض الحالات غريبة - في تكيفات توفر ميزة تطورية.

النباتات الوعائية تسمى "نباتات أنبوبية" القصبة الهوائية. أنسجة الأوعية الدموية في النباتات تتكون من نسيج، وهي أنابيب تشارك في نقل المياه ، و اللحاء، وهي خلايا أنبوبية توزع الطعام على الخلايا النباتية. وتشمل الخصائص المميزة الأخرى السيقان والجذور والأوراق.

نباتات الأوعية الدموية أكثر تعقيدًا من النباتات غير الوعائية الموروثة. نباتات الأوعية الدموية لها نوع من "السباكة" الداخلية التي تنقل منتجات البناء الضوئيوالماء والمغذيات والغازات. جميع أنواع النباتات الوعائية هي نباتات أرضية (برية) لا توجد في المناطق الأحيائية للمياه العذبة أو المياه المالحة.

يتم تعريف نباتات الأوعية الدموية أيضًا على أنها حقيقيات النواة، مما يعني أن لديهم نواة مرتبطة بالغشاء ، مما يميزهم عن البكتيريا بدائية النواة والعتائق. تحتوي نباتات الأوعية الدموية على أصباغ ضوئية وسليلوز لدعمها

لقرون ، استخدم العلماء النبات التصنيف، أو أنظمة التصنيف ، لتحديد وتعريف وتجميع النباتات. في اليونان القديمة ، كان أسلوب أرسطو في التصنيف يعتمد على مدى تعقيد الكائنات الحية.

تم وضع البشر في قمة "سلسلة الوجود العظيمة" أسفل الملائكة والآلهة. جاءت الحيوانات بعد ذلك ، ونزلت النباتات إلى حلقات منخفضة من السلسلة.

في القرن الثامن عشر ، عالم النبات السويدي كارل لينيوس أدركت أن هناك حاجة إلى طريقة تصنيف عالمية للدراسة العلمية للنباتات والحيوانات في العالم الطبيعي. قام لينيوس بتعيين كل نوع من الأنواع ذات الحدين اللاتيني واسم الجنس.

كما قام بتجميع الكائنات الحية حسب الممالك والأوامر. تمثل النباتات الوعائية وغير الوعائية مجموعتين فرعيتين كبيرتين داخل المملكة النباتية.

تحتاج النباتات والحيوانات المعقدة إلى نظام وعائي للعيش. على سبيل المثال ، يشمل نظام الأوعية الدموية في جسم الإنسان الشرايين والأوردة والشعيرات الدموية التي تشارك في عملية التمثيل الغذائي والتنفس. لقد استغرقت النباتات البدائية الصغيرة ملايين السنين لتطوير أنسجة الأوعية الدموية ونظام الأوعية الدموية.

لأن النباتات القديمة لم يكن لديها نظام الأوعية الدموية ، كان مداها محدودًا. تطورت النباتات ببطء الأنسجة الوعائية واللحاء والخشب. تنتشر نباتات الأوعية الدموية اليوم أكثر من النباتات غير الوعائية لأن الأوعية الدموية توفر ميزة تطورية.

يعود تاريخ أول سجل أحفوري للنباتات الوعائية إلى نبات بوغي يسمى كوكسونيا الذي عاش قبل 425 مليون سنة خلال العصر السيلوري. لأن كوكسونيا انقرضت ، ودراسة خصائص النبات تقتصر على تفسيرات السجل الأحفوري. كوكسونيا كان لها سيقان ولكن بدون أوراق أو جذور ، على الرغم من أنه يعتقد أن بعض الأنواع قد طورت أنسجة وعائية لنقل المياه.

دعا النباتات غير الوعائية البدائية بريوفيت تتكيف مع كونها نباتات برية في المناطق التي توجد فيها رطوبة كافية. نباتات مثل الكبد و نباتات زهقرنية تفتقر إلى الجذور أو الأوراق أو السيقان أو الزهور أو البذور الفعلية.

على سبيل المثال، خفقت السرخس ليست سرخسًا حقيقيًا لأنها تمتلك فقط جذعًا ضوئيًا خالي من الأوراق يتفرع إلى سبورانجيا للتكاثر. نباتات وعائية بدون بذور مثل نادي الطحالب و ذيل الحصان جاء بعد ذلك في العصر الديفوني.

تظهر البيانات الجزيئية والسجلات الأحفورية ذلك البذور عاريات البذور تطورت مثل أشجار الصنوبر والتنوب والجنك ملايين السنين قبل كاسيات البذور مثل الأشجار عريضة الأوراق ؛ النطاق الزمني المحدد هو موضع نقاش.

لا تحتوي عاريات البذور على أزهار أو ثمار ؛ تتشكل البذور على أسطح الأوراق أو القشور داخل أكواز الصنوبر. على نقيض ذلك، كاسيات البذور تحتوي على أزهار وبذور محاطة بالمبيض.

تشمل الأجزاء المميزة للنباتات الوعائية الجذور والسيقان والأوراق والأنسجة الوعائية (نسيج الخشب واللحاء). تلعب هذه الأجزاء عالية التخصص دورًا مهمًا في بقاء النبات. يختلف ظهور هذه الهياكل في نباتات البذور اختلافًا كبيرًا حسب الأنواع و تخصص.

الجذور: تصل هذه من جذع النبات إلى الأرض بحثًا عن الماء والمغذيات. تمتص وتنقل الماء والغذاء والمعادن عبر أنسجة الأوعية الدموية. تحافظ الجذور أيضًا على استقرار النباتات وثباتها بشكل آمن ضد الرياح العاتية التي يمكن أن تطيح بالأشجار.

تتنوع أنظمة الجذر وتتكيف مع تكوين التربة ومحتوى الرطوبة. تمتد الجذور العميقة في الأرض لتصل إلى الماء. تعتبر أنظمة الجذور الضحلة أفضل للمناطق التي تتركز فيها العناصر الغذائية في الطبقة العليا من التربة. عدد قليل من النباتات مثل نباتات الأوركيد تنمو على نباتات أخرى وتستخدم جذور الهواء لامتصاص الماء والنيتروجين في الغلاف الجوي.

زيليمالانسجة: يحتوي هذا على أنابيب مجوفة تنقل الماء والمغذيات والمعادن. تحدث الحركة في اتجاه واحد من الجذور إلى الساق والأوراق وجميع أجزاء النبات الأخرى. يحتوي Xylem على جدران خلوية صلبة. يمكن حفظ نسيج الخشب في السجل الأحفوري ، مما يساعد في تحديد أنواع النباتات المنقرضة.

نسيج اللحاء: هذا ينقل نواتج التمثيل الضوئي في جميع أنحاء الخلايا النباتية. تحتوي الأوراق على خلايا تحتوي على البلاستيدات الخضراء التي تستخدم طاقة الشمس لإنتاج جزيئات سكر عالية الطاقة تُستخدم في عملية التمثيل الغذائي للخلايا أو تُخزن كنشا. تشكل النباتات الوعائية قاعدة هرم الطاقة. يتم نقل جزيئات السكر في الماء في كلا الاتجاهين لتوزيع الطعام حسب الحاجة.

اوراق اشجار: تحتوي على أصباغ ضوئية تعمل على تسخير طاقة الشمس. الأوراق العريضة لها مساحة سطح واسعة لأقصى قدر من التعرض لأشعة الشمس. ومع ذلك ، فإن الأوراق الرفيعة والضيقة المغطاة بقشرة شمعية (طبقة خارجية شمعية) أكثر فائدة في المناطق القاحلة حيث يمثل فقدان الماء مشكلة أثناء النتح. تحتوي بعض هياكل الأوراق والسيقان على أشواك وأشواك لتحذير الحيوانات.

يمكن تصنيف أوراق النبات على أنها ميكروفيلس أو الضخم. على سبيل المثال ، إبرة الصنوبر أو نصل العشب عبارة عن خيط واحد من نسيج الأوعية الدموية يسمى microphyll. على النقيض من ذلك ، فإن megaphylls عبارة عن أوراق ذات عروق متفرعة أو الأوعية الدموية داخل الورقة. الامثله تشمل الأشجار المتساقطة والنباتات المزهرة المورقة.

يتم تجميع نباتات الأوعية الدموية وفقًا لكيفية تكاثرها. على وجه التحديد ، يتم تصنيف الأنواع المختلفة من النباتات الوعائية حسب ما إذا كانت تنتج جراثيم أو بذورًا لصنع نباتات جديدة. تطورت النباتات الوعائية التي تتكاثر بالبذور بدرجة عالية نسيج متخصص التي ساعدتهم على الانتشار في جميع أنحاء الأرض.

منتجي البوغ: يمكن أن تتكاثر النباتات الوعائية عن طريق الأبواغ تمامًا كما تفعل العديد من النباتات غير الوعائية. ومع ذلك ، فإن الأوعية الدموية الخاصة بهم تجعلهم مختلفين بشكل واضح عن النباتات الأكثر بدائية المنتجة للأبواغ التي تفتقر إلى هذا النسيج الوعائي. تشمل الأمثلة على منتجي الأبواغ الوعائية السرخس وذيل الحصان وطحلب النادي.

منتجي البذور: تنقسم النباتات الوعائية التي تتكاثر بالبذور إلى عاريات البذور وكاسيات البذور. تنتج عاريات البذور ، مثل أشجار الصنوبر ، والتنوب ، والطقس ، والأرز ما يسمى بالبذور "العارية" غير المغلقة في المبيض. غالبية النباتات والأشجار المزهرة والحاملة للفاكهة هي الآن كاسيات البذور.

تشمل أمثلة منتجي البذور الوعائية البقوليات والفواكه والزهور والشجيرات وأشجار الفاكهة وأشجار القيقب.

منتجي بوغ الأوعية الدموية مثل ذيل الحصان تتكاثر من خلال تغيير الأجيال في دورة حياتهم. أثناء ال مرحلة البوغة ثنائية الصبغة، تتشكل الأبواغ على الجانب السفلي من النبات المنتجة للأبواغ. يطلق نبات الطور البوغي جراثيم تصبح مشيجية إذا هبطوا على سطح رطب.

Gametophytes عبارة عن نباتات تكاثرية صغيرة ذات هياكل ذكورية وأنثوية تنتج حيوانات منوية أحادية الصيغة الصبغية تسبح إلى البويضة أحادية العدد في التركيب الأنثوي للنبات. نتائج التسميد في الجنين ثنائي الصبغة الذي ينمو إلى نبات ثنائي الصبغة جديد. عادةً ما تنمو النباتات المشيمية بالقرب من بعضها البعض ، مما يتيح الإخصاب المتبادل.

يحدث انقسام الخلايا الإنجابية عن طريق الانقسام الاختزالي في نبات بوغي ، مما يؤدي إلى أبواغ أحادية العدد تحتوي على نصف كمية المادة الوراثية في النبات الأم. الجراثيم تقسم الانقسام المتساوي وتنضج إلى نباتات مشيجية ، وهي نباتات صغيرة تنتج بويضة وحيوانات منوية أحادية الصيغة الصبغية الانقسام المتساوي. عندما تتحد الأمشاج ، فإنها تشكل زيجوتات ثنائية الصبغيات تنمو إلى نبات بوغي الانقسام المتساوي.

على سبيل المثال ، المرحلة المهيمنة من حياة سرخس استوائي - هذا النبات الكبير الجميل الذي يزدهر في الأماكن الدافئة والرطبة - هو الطور البوغي ثنائي الصيغة الصبغية. تتكاثر السرخس عن طريق تكوين أبواغ أحادية الخلية أحادية الخلية عبر الانقسام الاختزالي على الجانب السفلي من السعف. تعمل الرياح على تشتيت الجراثيم خفيفة الوزن على نطاق واسع.

تنقسم الأبواغ عن طريق الانقسام ، وتشكل نباتات حية منفصلة تسمى الطور المشيجي التي تنتج ذكورًا و الأمشاج الأنثوية التي تندمج وتصبح ملقحات ثنائية الصبغيات صغيرة يمكن أن تنمو لتصبح سرخس ضخم الانقسام المتساوي.

النباتات الوعائية المنتجة للبذور ، وهي فئة تشمل 80 في المائة من جميع النباتات على الأرض، تنتج الزهور والبذور بغطاء واقي. العديد من الاستراتيجيات الإنجابية الجنسية واللاجنسية ممكنة. يمكن أن تشمل الملقحات الرياح والحشرات والطيور والخفافيش التي تنقل حبوب اللقاح من العضو الآخر (التركيب الذكري) للزهرة إلى وصمة العار (الهيكل الأنثوي).

في النباتات المزهرة ، يكون جيل الطور المشيجي مرحلة قصيرة العمر تحدث داخل أزهار النبات. يمكن للنباتات التلقيح الذاتي أو التلقيح المتبادل مع النباتات الأخرى. يزيد التلقيح المتبادل من التباين في عدد النباتات. تنتقل حبوب اللقاح عبر أنبوب حبوب اللقاح إلى المبيض حيث يحدث الإخصاب ، وتنمو بذرة يمكن تغليفها في ثمرة.

على سبيل المثال ، تعتبر بساتين الفاكهة والأقحوان والفاصوليا أكبر عائلات من كاسيات البذور. تنمو بذور العديد من كاسيات البذور داخل فاكهة أو لبًا وقائيًا ومغذيًا. القرع فاكهة صالحة للأكل مع لب وبذور لذيذة ، على سبيل المثال.

القصبة الهوائية (نباتات الأوعية الدموية) مناسبة تمامًا للبيئة الأرضية على عكس أبناء عمومتهم البحريين الذين لم يتمكنوا من العيش خارج المياه. عرضت أنسجة نبات الأوعية الدموية المزايا التطورية على النباتات البرية غير الوعائية.

أدى نظام الأوعية الدموية إلى الأثرياء تنويع الأنواع لأن النباتات الوعائية يمكن أن تتكيف مع الظروف البيئية المتغيرة. في الواقع ، هناك ما يقرب من 352000 نوع كاسيات البذور من مختلف الأشكال والأحجام التي تغطي الأرض.

تنمو النباتات غير الوعائية عادةً بالقرب من الأرض للوصول إلى العناصر الغذائية. تسمح الأوعية الدموية للنباتات والأشجار بالنمو أطول بكثير لأن نظام الأوعية الدموية يوفر a آلية النقل لتوزيع الغذاء والماء والمعادن بنشاط في جميع أنحاء جسم النبات. توفر الأنسجة الوعائية ونظام الجذر الاستقرار وهيكل محصن يدعم ارتفاعًا لا مثيل له في ظل ظروف النمو المثلى.

يمتلك الصبار أنظمة وعائية تكيفية للاحتفاظ بالمياه بكفاءة وترطيب الخلايا الحية للنبات. الأشجار الضخمة في الغابات المطيرة مدعومة الجذور الداعمة في قاعدة جذعها يمكن أن تنمو حتى 15 قدمًا. بالإضافة إلى توفير الدعم الهيكلي ، تزيد جذور الدعامة من مساحة السطح لامتصاص العناصر الغذائية.

تلعب النباتات الوعائية دورًا محوريًا في الحفاظ على التوازن البيئي. تعتمد الحياة على الأرض على النباتات لتوفير الغذاء والموئل. تحافظ النباتات على الحياة من خلال العمل كمصارف لثاني أكسيد الكربون وإطلاق الأكسجين في الماء والهواء. وعلى العكس من ذلك ، فإن إزالة الغابات وزيادة مستويات التلوث تؤثر على المناخ العالمي ، مما يؤدي إلى فقدان الموائل وانقراض الأنواع.

تشير سجلات الحفريات إلى أن الأخشاب الحمراء - المنحدرة من الصنوبريات - كانت موجودة كنوع منذ أن حكمت الديناصورات الأرض خلال العصر الجوراسي. ال نيويورك بوستذكرت في يناير 2019 ، للتخفيف من آثار غازات الدفيئة ، قامت مجموعة بيئية مقرها في سان زرع فرانسيسكو شتلات الخشب الأحمر المستنسخة من جذوع الخشب الأحمر القديمة الموجودة في أمريكا والتي نمت إلى 400 قدم طويل. وفقا ل بريد، يمكن لهذه الأخشاب الحمراء الناضجة إزالة أكثر من 250 طنًا من ثاني أكسيد الكربون.