Cévnaté rostliny: Definice, klasifikace, charakteristiky a příklady

Učení o mnoha typech cévnatých rostlin je důležitější, než si myslíte.

Například kapradiny fiddlehead vypadají stejně jako netrénované oko, ale charakteristické vlastnosti odlišují chutné pštrosí kapradina od a kapradina kapradina předpokládá se, že obsahuje karcinogeny. Cévnaté rostliny mají společné - a v některých případech zvláštní - adaptace, které poskytují evoluční výhodu.

Cévnaté rostliny se nazývají „trubkovité rostliny“ tracheofyty. Cévní tkáň v rostlinách se skládá z xylem, což jsou trubky zapojené do vodní dopravy a phloem, což jsou tubulární buňky, které distribuují potravu do rostlinných buněk. Mezi další charakteristické vlastnosti patří stonky, kořeny a listy.

Cévnaté rostliny jsou složitější než předkové nevaskulární rostliny. Cévnaté rostliny mají druh vnitřního „instalatérství“, které přepravuje produkty fotosyntéza, voda, živiny a plyny. Všechny typy cévnatých rostlin jsou suchozemské (suchozemské) rostliny, které se nenacházejí ve sladkovodních nebo slaných biomech.

Cévnaté rostliny jsou také definovány jako eukaryoty, což znamená, že mají jádro vázané na membránu, které je odděluje od prokaryotických bakterií a archea. Cévnaté rostliny mají na podporu fotosyntetické pigmenty a celulózu buněčné stěny. Stejně jako všechny rostliny jsou vázány na místo; nemohou uprchnout, když přijdou hladoví býložravci a hledají jídlo.

Po staletí vědci používali rostlinu taxonomienebo klasifikační systémy k identifikaci, definování a seskupení rostlin. Ve starověkém Řecku byla Aristotelova metoda klasifikace založena na složitosti organismů.

Lidé byli umístěni na vrchol „Velkého řetězce bytí“ těsně pod anděly a božstva. Na řadě byla zvířata a rostliny byly zařazeny do spodních článků řetězu.

V 18. století švédský botanik Carl Linné uznal, že pro vědecké studium rostlin a živočichů v přírodním světě je nutná univerzální metoda klasifikace. Linné přidělil každému druhu latinský binomický druh a název rodu.

Také seskupil živé organismy podle království a řádů. Cévní a nevaskulární rostliny představují dvě velké podskupiny v rostlinné říši.

Složité rostliny a zvířata potřebují k životu cévní systém. Například vaskulární systém lidského těla zahrnuje tepny, žíly a kapiláry zapojené do metabolismu a dýchání. Malým primitivním rostlinám trvalo miliony let, než si vyvinuly cévní tkáň a cévní systém.

Protože staré rostliny neměly cévní systém, jejich rozsah byl omezený. U rostlin se pomalu vyvinula cévní tkáň, floém a xylem. Cévnaté rostliny dnes převládají více než nevaskulární rostliny, protože vaskularita nabízí evoluční výhodu.

První fosilní záznam cévnatých rostlin pochází z doby, kdy se jmenoval sporofyt Cooksonia který žil kolem Před 425 miliony let během období siluru. Protože Cooksonia je zaniklý, studium charakteristik rostliny se omezuje na interpretace fosilních záznamů. Cooksonia měl stonky, ale žádné listy ani kořeny, ačkoli se předpokládá, že u některých druhů se vyvinula vaskulární tkáň pro transport vody.

Primitivní nevaskulární rostliny zvané mechorosty přizpůsobeno tomu, aby byly suchozemské rostliny v oblastech, kde byla dostatečná vlhkost. Rostliny jako játrovky a hornworts chybí skutečné kořeny, listy, stonky, květiny nebo semena.

Například, metla kapradiny nejsou skutečné kapradiny, protože mají pouze bezlistý fotosyntetický kmen, který se kvůli reprodukci větví do sporangií. Bezsemenné cévnaté rostliny jako klubové mechy a přesličky přišel v devonském období.

Molekulární data a fosilní záznamy to ukazují nesoucí semeno gymnospermy jako borovice, smrk a ginkgo se vyvinuly miliony let před krytosemennými rostlinami jako listnaté stromy; přesný časový rozsah je diskutován.

Gymnospermy nemají květiny ani plody; semena se tvoří na povrchu listů nebo šupinách uvnitř šišek. Naproti tomu krytosemenné rostliny mít květiny a semena uzavřená ve vaječnících.

Mezi charakteristické části cévnatých rostlin patří kořeny, stonky, listy a cévní tkáň (xylem a floém). Tyto vysoce specializované součásti hrají zásadní roli v přežití rostlin. Vzhled těchto struktur v semenných rostlinách se velmi liší podle druhů a výklenek.

Kořeny: Ty sahají od stonku rostliny do země při hledání vody a živin. Absorbují a transportují vodu, jídlo a minerály prostřednictvím cévních tkání. Kořeny také udržují rostliny stabilní a bezpečně ukotvené proti větru, který může svrhnout stromy.

Kořenové systémy jsou rozmanité a přizpůsobené složení půdy a obsahu vlhkosti. Taprooty sahají hluboko do země, aby dosáhly vody. Mělké kořenové systémy jsou lepší pro oblasti, kde jsou živiny koncentrovány v horní vrstvě půdy. Několik rostlin jako epifytové orchideje rostou na jiných rostlinách a pomocí kořenů vzduchu absorbují atmosférickou vodu a dusík.

Xylemtkáň: To má duté trubky, které přepravují vodu, živiny a minerály. Pohyb probíhá v jednom směru od kořenů ke stonku, listím a všem ostatním částem rostliny. Xylem má pevné buněčné stěny. Xylem lze uchovat ve fosilním záznamu, který pomáhá při identifikaci vyhynulých druhů rostlin.

Floemová tkáň: To přenáší produkty fotosyntézy do rostlinných buněk. Listy mají buňky s chloroplasty, které využívají sluneční energii k výrobě vysokoenergetických molekul cukru, které se používají pro buněčný metabolismus nebo se ukládají jako škrob. Cévnaté rostliny tvoří základ energetické pyramidy. Molekuly cukru ve vodě jsou transportovány v obou směrech a podle potřeby distribuují potravu.

Listy: Obsahují fotosyntetické pigmenty, které využívají sluneční energii. Široké listy mají široký povrch pro maximální vystavení slunečnímu světlu. Tenké, úzké listy pokryté voskovou kutikulou (voskovitá vnější vrstva) jsou však výhodnější v suchých oblastech, kde je ztráta vody během transpirace problémem. Některé listové struktury a stonky mají trny a trny, které varují zvířata.

Listy rostliny lze klasifikovat jako mikrofyly nebo megafyly. Například jehličí nebo stéblo trávy je jediný řetězec vaskulární tkáně nazývaný mikrofyll. Naproti tomu megafyly jsou listy s rozvětvenými žilkami nebo vaskularitou v listu. Mezi příklady patří listnaté stromy a listnaté kvetoucí rostliny.

Cévnaté rostliny jsou seskupeny podle toho, jak se množí. Konkrétně se různé druhy cévnatých rostlin klasifikují podle toho, zda produkují spory nebo semena pro výrobu nových rostlin. Cévnaté rostliny, které se množí semenem, se velmi vyvinuly specializovaná tkáň to jim pomohlo šířit se po celé zemi.

Výrobci spór: Cévnaté rostliny se mohou množit spory stejně jako mnoho jiných než cévnatých rostlin. Jejich vaskularita je však viditelně liší od primitivnějších rostlin produkujících spory, kterým tato vaskulární tkáň chybí. Mezi příklady výrobců vaskulárních spór patří kapradiny, přesličky a klubové mechy.

Výrobci semen: Cévnaté rostliny, které se množí semenem, se dále dělí na gymnospermy a krytosemenné rostliny. Gymnospermy jako borovice, jedle, tis a cedry produkují takzvaná „nahá“ semena, která nejsou uzavřena ve vaječníku. Většina kvetoucích plodonosných rostlin a stromů jsou nyní krytosemenné rostliny.

Mezi příklady producentů vaskulárních semen patří luštěniny, ovoce, květiny, keře, ovocné stromy a javory.

Producenti vaskulárních spór mají rádi přesličky reprodukovat prostřednictvím střídání generací v jejich životním cyklu. Během fáze diploidního sporofytuse na spodní straně rostliny produkující spory tvoří spory. Rostlina sporofytů uvolňuje spory, které se stanou gametofyty pokud přistanou na vlhkém povrchu.

Gametofyty jsou malé reprodukční rostliny s mužskými a ženskými strukturami, které produkují haploidní spermie, které plavou k haploidnímu vejci v ženské struktuře rostliny. Výsledkem oplodnění je a diploidní embryo která vyroste v novou diploidní rostlinu. Gametofyty obvykle rostou blízko sebe, což umožňuje křížové oplodnění.

K dělení reprodukčních buněk dochází redukční dělení buněk ve sporofytu, což má za následek haploidní spory, které obsahují o polovinu více genetického materiálu v mateřské rostlině. Spory se dělí mitóza a dozrávají do gametofytů, což jsou malé rostliny, které produkují haploidní vejce a spermie mitóza. Když se gamety spojí, vytvářejí diploidní zygoty, které vyrůstají do sporofytů mitóza.

Například dominantní životní etapa tropická kapradina - ta velká, krásná rostlina, které se daří na teplých a vlhkých místech - je diploidní sporofyt. Kapradiny se množí tvorbou jednobuněčných haploidních spor prostřednictvím meiózy na spodní straně listů. Vítr široce rozptyluje lehké spory.

Spory se dělí mitózou a tvoří oddělené živé rostliny zvané gametofyty, které produkují samce a ženské gamety, které se slučují a stávají se drobnými diploidními zygoty, z nichž se mohou vyvinout obrovské kapradiny mitóza.

Cévnaté rostliny produkující semena, kategorie, která zahrnuje 80 procent všech rostlin na Zemi, produkují květiny a semena s ochranným obalem. Existuje mnoho sexuálních a nepohlavních reprodukčních strategií. Mezi opylovače patří vítr, hmyz, ptáci a netopýři, kteří přenášejí pylová zrna z prašníku (mužské struktury) květu na stigma (ženská struktura).

U kvetoucích rostlin je generace gametofytů krátkodobé stádium, které probíhá v květinách rostliny. Rostliny se mohou opylovat nebo křížově opylovat jinými rostlinami. Křížové opylování zvyšuje rozdíly v populaci rostlin. Pylová zrna se pohybují pylovou trubicí do vaječníku, kde dochází k oplodnění, a vyvine se semeno, které může být zapouzdřeno v plodu.

Například orchideje, sedmikrásky a fazole jsou největší rodiny krytosemenných rostlin. Semena mnoha krytosemenných rostlin rostou v ochranném, výživném ovoci nebo buničině. Dýně jsou jedlé plody, například s lahodnou dužinou a semeny.

Tracheofyty (cévnaté rostliny) se dobře hodí pro suchozemské prostředí, na rozdíl od svých předků mořských bratranců, kteří nemohli žít mimo vodu. Nabídka cévnatých rostlinných tkání evoluční výhody přes nevaskulární suchozemské rostliny.

Cévní systém dal vzniknout bohatým druhová diverzifikace protože cévnaté rostliny se mohly přizpůsobit měnícím se podmínkám prostředí. Ve skutečnosti jich je přibližně 352 000 druhů krytosemenných rostlin různých tvarů a velikostí pokrývající Zemi.

Nevaskulární rostliny obvykle rostou blízko země, aby získaly přístup k živinám. Vaskularita umožňuje rostlinám a stromům růst mnohem výše protože cévní systém poskytuje a transportní mechanismus pro aktivní distribuci potravy, vody a minerálů v těle rostliny. Vaskulární tkáň a kořenový systém poskytují stabilitu a opevněnou strukturu, která podporuje bezkonkurenční výšku za optimálních podmínek růstu.

Kaktusy mají adaptivní vaskulární systémy, které účinně zadržují vodu a hydratují živé buňky rostliny. Obrovské stromy v deštném pralese jsou podepřeny opěrné kořeny u kořene jejich kmene, který může dorůst až 15 stop. Kromě poskytnutí strukturální podpory zvětšují kořeny výztuhy povrchovou plochu pro vstřebávání živin.

Cévnaté rostliny hrají klíčovou roli při udržování ekologické rovnováhy. Život na Zemi závisí na tom, aby rostliny poskytovaly potravu a stanoviště. Rostliny udržují život tím, že působí jako poklesy oxidu uhličitého a uvolňováním kyslíku do vody a vzduchu. Naopak odlesňování a zvýšené úrovně znečištění ovlivňují globální klima, což vede ke ztrátě stanovišť a vyhynutí druhů.

Fosilní záznamy naznačují, že sekvoje - pocházející z jehličnanů - existovaly jako druhy, protože dinosauři vládli Zemi během jury. The New York Posthlášeno v lednu 2019, že ke zmírnění účinků skleníkových plynů vytvořila ekologická skupina se sídlem v San Francisco zasadil sekvoje sazenic naklonovaných ze starých pařezů v Americe, které rostly na 400 stop vysoký. Podle Pošta, tyto zralé sekvoje dokázaly odstranit přes 250 tun oxidu uhličitého.