Gefäßpflanzen: Definition, Klassifizierung, Eigenschaften und Beispiele

Lernen Sie die vielen Arten von Gefäßpflanzen ist wichtiger, als Sie vielleicht denken.

Fiddlehead Farne zum Beispiel sehen für das ungeübte Auge alle gleich aus, aber charakteristische Merkmale zeichnen einen leckeren Straußenfarn von einem Adlerfarn vermutlich krebserregend. Gefäßpflanzen weisen gemeinsame – und in einigen Fällen eigentümliche – Anpassungen auf, die einen evolutionären Vorteil bieten.

Gefäßpflanzen werden „Röhrenpflanzen“ genannt Tracheophyten. Gefäßgewebe in Pflanzen besteht aus xylem, bei denen es sich um Rohre handelt, die am Wassertransport beteiligt sind, und phloem, die Röhrenzellen sind, die Nahrung an Pflanzenzellen verteilen. Andere definierende Merkmale sind Stängel, Wurzeln und Blätter.

Gefäßpflanzen sind komplexer als nicht-vaskuläre Pflanzen der Vorfahren. Gefäßpflanzen haben eine Art interne „Rohrleitung“, die Produkte von. transportiert Photosynthese, Wasser, Nährstoffe und Gase. Alle Arten von Gefäßpflanzen sind terrestrische (Land-) Pflanzen, die nicht in Süß- oder Salzwasserbiomen vorkommen.

Gefäßpflanzen werden auch definiert als Eukaryoten, das heißt, sie haben einen membrangebundenen Zellkern, der sie von den prokaryontischen Bakterien und Archaeen unterscheidet. Gefäßpflanzen haben photosynthetische Pigmente und Zellulose zur Unterstützung Zellwände. Wie alle Pflanzen sind sie ortsgebunden; sie können nicht fliehen, wenn hungrige Pflanzenfresser auf der Suche nach einer Mahlzeit vorbeikommen.

Seit Jahrhunderten verwenden Gelehrte Pflanzen Taxonomie, oder Klassifikationssysteme, um Pflanzen zu identifizieren, zu definieren und zu gruppieren. Im antiken Griechenland basierte die Klassifikationsmethode des Aristoteles auf der Komplexität der Organismen.

Die Menschen wurden an die Spitze der „Großen Kette des Seins“ direkt unterhalb von Engeln und Gottheiten gestellt. Als nächstes kamen Tiere und Pflanzen wurden zu den unteren Gliedern der Kette verbannt.

Im 18. Jahrhundert schwedischer Botaniker Carl von Linné erkannte, dass für die wissenschaftliche Erforschung von Pflanzen und Tieren in der Natur eine universelle Klassifizierungsmethode erforderlich ist. Linnaeus ordnete jeder Art einen lateinischen binomialen Art- und Gattungsnamen zu.

Er gruppierte auch lebende Organismen nach Königreichen und Orden. Gefäßpflanzen und nichtvaskuläre Pflanzen stellen zwei große Untergruppen innerhalb des Pflanzenreichs dar.

Komplexe Pflanzen und Tiere brauchen ein Gefäßsystem zum Leben. Zum Gefßsystem des menschlichen Körpers gehören zum Beispiel Arterien, Venen und Kapillaren, die an Stoffwechsel und Atmung beteiligt sind. Es dauerte Millionen von Jahren, bis kleine primitive Pflanzen Gefäßgewebe und ein Gefäßsystem entwickelten.

Da alte Pflanzen kein Gefäßsystem hatten, war ihre Reichweite begrenzt. Pflanzen entwickelten langsam Gefäßgewebe, Phloem und Xylem. Gefäßpflanzen sind heute häufiger als nicht-vaskuläre Pflanzen, da die Vaskularität einen evolutionären Vorteil bietet.

Der erste Fossiliennachweis von Gefäßpflanzen geht auf einen Sporophyten namens. zurück Cooksonia das lebte ungefähr Vor 425 Millionen Jahren während der Silurzeit. weil Cooksonia ausgestorben ist, beschränkt sich das Studium der Eigenschaften der Pflanze auf die Interpretation von Fossilien. Cooksonia hatte Stängel, aber keine Blätter oder Wurzeln, obwohl angenommen wird, dass einige Arten Gefäßgewebe für den Wassertransport entwickelt haben.

Primitive nichtvaskuläre Pflanzen genannt Moosen als Landpflanzen in Gebieten mit ausreichender Feuchtigkeit angepasst. Pflanzen wie z Lebermoose und Hornkraut fehlen tatsächliche Wurzeln, Blätter, Stängel, Blüten oder Samen.

Beispielsweise, verquirlen Farne sind keine echten Farne, weil sie lediglich einen blattlosen, photosynthetischen Stamm haben, der sich zur Fortpflanzung in Sporangien verzweigt. Kernlose Gefäßpflanzen sowie Vereinsmoose und Schachtelhalme kam als nächstes in der Devon-Zeit.

Molekulare Daten und Fossilienfunde zeigen das samentragend Gymnospermen wie Kiefern, Fichten und Ginkgos haben sich Millionen von Jahren vor Angiospermen wie Laubbäumen entwickelt; Die genaue Zeitspanne ist umstritten.

Gymnospermen haben keine Blüten oder Früchte; Samen bilden sich auf Blattoberflächen oder Schuppen in Tannenzapfen. Im Gegensatz, Angiospermen haben Blüten und Samen, die in Eierstöcken eingeschlossen sind.

Charakteristische Teile von Gefäßpflanzen sind Wurzeln, Stängel, Blätter und Gefäßgewebe (Xylem und Phloem). Diese hochspezialisierten Teile spielen eine entscheidende Rolle für das Überleben der Pflanzen. Das Aussehen dieser Strukturen in Samenpflanzen unterscheidet sich stark je nach Art und Nische.

Wurzeln: Diese reichen auf der Suche nach Wasser und Nährstoffen vom Stängel der Pflanze in den Boden. Sie absorbieren und transportieren Wasser, Nahrung und Mineralien über das Gefäßgewebe. Wurzeln halten die Pflanzen auch stabil und sicher verankert gegen Winde, die Bäume umstürzen können.

Wurzelsysteme sind vielfältig und an Bodenzusammensetzung und Feuchtigkeitsgehalt angepasst. Pfahlwurzeln reichen tief in den Boden, um Wasser zu erreichen. Flache Wurzelsysteme eignen sich besser für Gebiete, in denen Nährstoffe in der oberen Bodenschicht konzentriert sind. Ein paar Pflanzen wie Epiphyten-Orchideen wachsen auf anderen Pflanzen und verwenden Luftwurzeln, um atmosphärisches Wasser und Stickstoff aufzunehmen.

XylemGewebe: Dieser hat Hohlrohre, die Wasser, Nährstoffe und Mineralien transportieren. Die Bewegung erfolgt in eine Richtung von den Wurzeln zum Stängel, den Blättern und allen anderen Teilen der Pflanze. Xylem hat starre Zellwände. Xylem kann im Fossilienbestand konserviert werden, was bei der Identifizierung ausgestorbener Pflanzenarten hilft.

Phloemgewebe: Dadurch werden die Produkte der Photosynthese durch die Pflanzenzellen transportiert. Blätter haben Zellen mit Chloroplasten, die die Sonnenenergie nutzen, um energiereiche Zuckermoleküle herzustellen, die für den Zellstoffwechsel verwendet oder als Stärke gespeichert werden. Gefäßpflanzen bilden die Basis der Energiepyramide. Zuckermoleküle im Wasser werden in beide Richtungen transportiert, um die Nahrung nach Bedarf zu verteilen.

Blätter: Diese enthalten photosynthetische Pigmente, die die Energie der Sonne nutzen. Breite Blätter haben eine große Oberfläche für maximale Sonneneinstrahlung. Jedoch sind dünne, schmale Blätter, die mit einer wachsartigen Kutikula (einer wachsartigen äußeren Schicht) bedeckt sind, in trockenen Gebieten vorteilhafter, in denen der Wasserverlust während der Transpiration ein Problem darstellt. Einige Blattstrukturen und Stängel haben Stacheln und Dornen, um Tiere vor Tieren zu warnen.

Blätter einer Pflanze können klassifiziert werden als Mikrophylle oder Megaphylle. Zum Beispiel ist eine Kiefernnadel oder ein Grashalm ein einzelner Strang von Gefäßgewebe, der als Mikrophyll bezeichnet wird. Im Gegensatz dazu sind Megaphylle Blätter mit verzweigten Adern oder Vaskularität innerhalb des Blattes. Beispiele beinhalten Laubbäume und blättrige Blütenpflanzen.

Gefäßpflanzen werden nach ihrer Vermehrung gruppiert. Insbesondere werden die verschiedenen Arten von Gefäßpflanzen danach klassifiziert, ob sie Sporen oder Samen produzieren, um neue Pflanzen zu bilden. Gefäßpflanzen, die sich durch Samen vermehren, entwickelten sich hoch Spezialgewebe das half ihnen, sich im ganzen Land auszubreiten.

Sporenproduzenten: Gefäßpflanzen können sich durch Sporen vermehren, genau wie viele nicht-vaskuläre Pflanzen. Ihre Vaskularität unterscheidet sie jedoch sichtbar von primitiveren sporenproduzierenden Pflanzen, denen dieses Gefäßgewebe fehlt. Beispiele für vaskuläre Sporenproduzenten umfassen Farne, Schachtelhalme und Keulenmoose.

Saatguthersteller: Gefäßpflanzen, die sich durch Samen vermehren, werden weiter in Gymnospermen und Angiospermen unterteilt. Gymnospermen wie Kiefern, Tanne, Eibe und Zedern produzieren sogenannte „nackte“ Samen, die nicht in einem Fruchtknoten eingeschlossen sind. Die Mehrheit der blühenden, fruchttragenden Pflanzen und Bäume sind heute Angiospermen.

Beispiele für vaskuläre Samenproduzenten umfassen Hülsenfrüchte, Früchte, Blumen, Sträucher, Obstbäume und Ahornbäume.

Gefäßsporenproduzenten wie Schachtelhalme reproduzieren durch Generationenwechsel in ihrem Lebenszyklus. Während der diploides Sporophytenstadium, Sporen bilden sich auf der Unterseite der sporenbildenden Pflanze. Die Sporophytenpflanze setzt Sporen frei, die zu werden Gametophyten wenn sie auf einer feuchten Oberfläche landen.

Gametophyten sind kleine Fortpflanzungspflanzen mit männlichen und weiblichen Strukturen, die haploide Spermien produzieren, die zum haploiden Ei in der weiblichen Struktur der Pflanze schwimmen. Düngung führt zu a diploider Embryo die zu einer neuen diploiden Pflanze heranwächst. Gametophyten wachsen normalerweise eng zusammen, was eine gegenseitige Befruchtung ermöglicht.

Die reproduktive Zellteilung erfolgt durch Meiose in einem Sporophyten, was zu haploiden Sporen führt, die halb so viel genetisches Material der Mutterpflanze enthalten. Die Sporen teilen sich durch Mitose und reifen zu Gametophyten, bei denen es sich um winzige Pflanzen handelt, die haploide Ei- und Spermien produzieren Mitose. Wenn sich Gameten vereinigen, bilden sie diploide Zygoten, die über. zu Sporophyten heranwachsen Mitose.

Zum Beispiel die dominierende Lebensphase der of tropischer Farn – diese große, schöne Pflanze, die an warmen, feuchten Orten gedeiht – ist der diploide Sporophyt. Farne vermehren sich, indem sie einzellige haploide Sporen über Meiose auf der Unterseite der Wedel bilden. Der Wind zerstreut die leichten Sporen weit.

Sporen teilen sich durch Mitose und bilden getrennte lebende Pflanzen, die Gametophyten genannt werden, die männliche und weibliche Gameten, die verschmelzen und zu winzigen diploiden Zygoten werden, die zu massiven Farnen heranwachsen können Mitose.

Samenproduzierende Gefäßpflanzen, eine Kategorie, die einschließt 80 Prozent aller Pflanzen auf der Erde, produzieren Blüten und Samen mit einer schützenden Hülle. Viele sexuelle und asexuelle Fortpflanzungsstrategien sind möglich. Zu den Bestäubern können Wind, Insekten, Vögel und Fledermäuse gehören, die Pollenkörner von der Anthere (der männlichen Struktur) einer Blüte auf eine Narbe (die weibliche Struktur) übertragen.

Bei Blütenpflanzen ist die Gametophytengeneration ein kurzlebiges Stadium, das innerhalb der Blüten der Pflanze stattfindet. Pflanzen können sich selbst bestäuben oder mit anderen Pflanzen kreuzbestäuben. Fremdbestäubung erhöht die Variation in der Pflanzenpopulation. Pollenkörner wandern durch den Pollenschlauch zum Eierstock, wo die Befruchtung stattfindet, und es entwickelt sich ein Samen, der in einer Frucht eingeschlossen sein kann.

Orchideen, Gänseblümchen und Bohnen sind beispielsweise die größten Familien der Angiospermen. Die Samen vieler Angiospermen wachsen in einer schützenden, nährenden Frucht oder Fruchtfleisch. Kürbisse sind zum Beispiel essbare Früchte mit köstlichem Fruchtfleisch und Samen.

Tracheophyten (Gefäßpflanzen) sind gut für die terrestrische Umgebung geeignet, im Gegensatz zu ihren angestammten Meeresverwandten, die nicht außerhalb des Wassers leben konnten. Gefäßpflanzengewebe angeboten evolutionäre Vorteile über nichtvaskuläre Landpflanzen.

Aus einem Gefäßsystem entstand reich Artenvielfalt weil Gefäßpflanzen sich an veränderte Umweltbedingungen anpassen könnten. Tatsächlich gibt es ungefähr 352.000 Arten von Angiospermen unterschiedlicher Form und Größe, die die Erde bedecken.

Nichtvaskuläre Pflanzen wachsen typischerweise in Bodennähe, um Nährstoffe zu erhalten. Vaskularität lässt Pflanzen und Bäume viel höher wachsen weil das Gefäßsystem eine Transportmechanismus zur aktiven Verteilung von Nahrung, Wasser und Mineralien im gesamten Pflanzenkörper. Gefäßgewebe und ein Wurzelsystem sorgen für Stabilität und eine verstärkte Struktur, die eine beispiellose Höhe unter optimalen Wachstumsbedingungen unterstützt.

Kakteen haben adaptive Gefäßsysteme, um Wasser effizient zu speichern und lebende Zellen der Pflanze zu hydratisieren. Riesige Bäume im Regenwald werden gestützt von Strebepfeiler Wurzeln an der Basis ihres Stammes, der bis zu 15 Fuß wachsen kann. Neben der strukturellen Unterstützung erhöhen Strebepfeiler die Oberfläche für die Aufnahme von Nährstoffen.

Gefäßpflanzen spielen eine zentrale Rolle bei der Erhaltung des ökologischen Gleichgewichts. Das Leben auf der Erde hängt von Pflanzen ab, die Nahrung und Lebensraum bieten. Pflanzen erhalten das Leben, indem sie als Kohlendioxidsenken fungieren und Sauerstoff in Wasser und Luft abgeben. Umgekehrt wirken sich Entwaldung und erhöhte Umweltverschmutzung auf das globale Klima aus, was zum Verlust von Lebensräumen und zum Aussterben von Arten führt.

Fossile Aufzeichnungen deuten darauf hin, dass Mammutbäume – von Nadelbäumen abstammen – als Spezies existiert haben, seit Dinosaurier die Erde während der Jurazeit beherrschten. Das New Yorker Postgemeldet im Januar 2019, dass eine Umweltgruppe mit Sitz in San Francisco pflanzte Mammutbaumsetzlinge, die aus alten Mammutbaumstümpfen geklont wurden, die in Amerika gefunden wurden und bis zu 400 Fuß hoch wurden hoch. Laut der Post, könnten diese reifen Mammutbäume über 250 Tonnen Kohlendioxid entfernen.