Αγγειακά φυτά: Ορισμός, Ταξινόμηση, Χαρακτηριστικά & Παραδείγματα

Μαθαίνοντας για τους πολλούς τύπους αγγειακά φυτά είναι πιο σημαντικό από ό, τι νομίζετε.

Για παράδειγμα, οι φτέρες fiddlehead μοιάζουν με το ανεκπαίδευτο μάτι, αλλά διακριτικά χαρακτηριστικά ξεχωρίζουν ένα νόστιμο φτέρη στρουθοκαμήλου από ένα φτερή φτέρη πιστεύεται ότι περιέχει καρκινογόνα. Τα αγγειακά φυτά έχουν κοινές - και σε ορισμένες περιπτώσεις περίεργες - προσαρμογές που παρέχουν εξελικτικό πλεονέκτημα.

Τα αγγειακά φυτά ονομάζονται «φυτά σωλήνων» τραχειόφυτα. Αγγειακός ιστός στα φυτά αποτελείται από ξυλέμ, οι οποίοι είναι σωλήνες που εμπλέκονται στη μεταφορά νερού, και φλόμη, τα οποία είναι σωληνοειδή κύτταρα που διανέμουν τρόφιμα σε φυτικά κύτταρα. Άλλα καθοριστικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν μίσχους, ρίζες και φύλλα.

Τα αγγειακά φυτά είναι πιο περίπλοκα από τα προγονικά μη αγγειακά φυτά. Τα αγγειακά φυτά έχουν έναν τύπο εσωτερικού «υδραυλικού» που μεταφέρει προϊόντα φωτοσύνθεση, νερό, θρεπτικά συστατικά και αέρια. Όλοι οι τύποι αγγειακών φυτών είναι χερσαία (ξηρά) φυτά που δεν βρίσκονται σε βιομάδες γλυκού νερού ή αλμυρού νερού.

Τα αγγειακά φυτά ορίζονται επίσης ως ευκαρυωτικά, που σημαίνει ότι έχουν έναν πυρήνα συνδεδεμένο με μεμβράνη, που τους ξεχωρίζει από τα προκαρυωτικά βακτήρια και την αρχαία. Τα αγγειακά φυτά έχουν φωτοσυνθετικές χρωστικές και κυτταρίνη για στήριξη κυτταρικά τοιχώματα. Όπως όλα τα φυτά, είναι δεσμευμένα στο χώρο. Δεν μπορούν να φύγουν όταν έρχονται πεινασμένα φυτοφάγα ψάχνοντας ένα γεύμα.

Για αιώνες, οι μελετητές χρησιμοποιούν φυτό ταξινομία, ή συστήματα ταξινόμησης, για τον προσδιορισμό, τον ορισμό και την ομαδοποίηση εγκαταστάσεων. Στην αρχαία Ελλάδα, η μέθοδος ταξινόμησης του Αριστοτέλη βασίστηκε στην πολυπλοκότητα των οργανισμών.

Οι άνθρωποι τοποθετήθηκαν στην κορυφή της «Μεγάλης Αλυσίδας του Όντος» ακριβώς κάτω από τους αγγέλους και τις θεότητες. Τα ζώα ήρθαν στη συνέχεια, και τα φυτά υποβιβάστηκαν σε χαμηλότερους συνδέσμους της αλυσίδας.

Τον 18ο αιώνα, Σουηδός βοτανολόγος Carl Linnaeus αναγνώρισε ότι απαιτείται μια καθολική μέθοδος ταξινόμησης για επιστημονική μελέτη φυτών και ζώων στον φυσικό κόσμο. Ο Linnaeus έδωσε σε κάθε είδος ένα λατινικό διωνυμικό είδος και ένα όνομα γένους.

Ομαδοποίησε επίσης τους ζωντανούς οργανισμούς κατά βασίλεια και τάξεις. Τα αγγειακά και μη αγγειακά φυτά αντιπροσωπεύουν δύο μεγάλες υποομάδες εντός του βασικού φυτού.

Τα σύνθετα φυτά και ζώα χρειάζονται ένα αγγειακό σύστημα για να ζήσουν. Για παράδειγμα, το αγγειακό σύστημα του ανθρώπινου σώματος περιλαμβάνει αρτηρίες, φλέβες και τριχοειδή αγγεία που εμπλέκονται στο μεταβολισμό και την αναπνοή. Χρειάστηκαν μικρά πρωτόγονα φυτά εκατομμύρια χρόνια για την ανάπτυξη αγγειακού ιστού και αγγειακού συστήματος.

Επειδή τα αρχαία φυτά δεν είχαν αγγειακό σύστημα, το εύρος τους ήταν περιορισμένο. Τα φυτά εξελίχθηκαν αργά αγγειακούς ιστούς, φλόμη και ξυλή. Τα αγγειακά φυτά είναι πιο διαδεδομένα σήμερα από τα μη αγγειακά φυτά, επειδή η αγγειακότητα προσφέρει ένα εξελικτικό πλεονέκτημα.

Το πρώτο αρχείο απολιθωμάτων αγγειακών φυτών χρονολογείται από ένα σπορόφυτο που ονομάζεται Κουκσονία που έζησε περίπου Πριν από 425 εκατομμύρια χρόνια κατά τη διάρκεια της Σιλουρίας. Επειδή Κουκσονία έχει εξαφανιστεί, η μελέτη των χαρακτηριστικών του φυτού περιορίζεται στις ερμηνείες των ορυκτών αρχείων. Κουκσονία είχε στελέχη, αλλά δεν είχαν φύλλα ή ρίζες, αν και ορισμένα είδη πιστεύεται ότι έχουν αναπτύξει αγγειακό ιστό για μεταφορά νερού.

Πρωτόγονα μη αγγειακά φυτά που ονομάζονται βρυόφυτα προσαρμόζεται σε χερσαία φυτά σε περιοχές όπου υπήρχε επαρκής υγρασία. Φυτά όπως συκώτι και κέρατα στερούνται πραγματικών ριζών, φύλλων, στελεχών, λουλουδιών ή σπόρων.

Για παράδειγμα, χτυπάμε φτέρες δεν είναι αληθινές φτέρες επειδή έχουν απλώς ένα άφυλλο, φωτοσυνθετικό στέλεχος που διακλαδίζεται σε σποράγγια για αναπαραγωγή. Αγγειακά φυτά χωρίς σπόρους όπως βρύα κλαμπ και αλογουρές ήρθε στη συνέχεια στην περίοδο των Devonian.

Τα μοριακά δεδομένα και τα απολιθώματα δείχνουν ότι φέρουν σπόρους γυμναστικά σπέρματα όπως τα πεύκα, η ερυθρελάτη και τα ginkgoes εξελίχθηκαν εκατομμύρια χρόνια πριν από τα αγγειόσπερμα όπως τα πλατάνια. συζητείται το ακριβές χρονικό διάστημα.

Τα Gymnosperms δεν έχουν λουλούδια ή καρποφορούν. οι σπόροι σχηματίζονται σε επιφάνειες φύλλων ή ζυγαριές μέσα σε κουκουνάρια. Σε αντίθεση, αγγειοσπερμίες έχετε λουλούδια και σπόρους εγκλεισμένους στις ωοθήκες.

Στα χαρακτηριστικά μέρη των αγγειακών φυτών περιλαμβάνονται οι ρίζες, τα στελέχη, τα φύλλα και ο αγγειακός ιστός (ξύλλεμο και φλόμη). Αυτά τα εξαιρετικά εξειδικευμένα μέρη παίζουν κρίσιμο ρόλο στην επιβίωση των φυτών. Η εμφάνιση αυτών των δομών σε φυτά σπόρων διαφέρει σημαντικά από είδος και κόγχη.

Ρίζες: Αυτά φτάνουν από το στέλεχος του φυτού στο έδαφος αναζητώντας νερό και θρεπτικά συστατικά. Απορροφούν και μεταφέρουν νερό, τρόφιμα και μέταλλα μέσω αγγειακών ιστών. Οι ρίζες διατηρούν επίσης τα φυτά σταθερά και αγκυρωμένα με ασφάλεια έναντι των ανέμων που μπορούν να ανατρέψουν τα δέντρα.

Τα συστήματα ρίζας είναι διαφορετικά και προσαρμόζονται στη σύνθεση του εδάφους και την υγρασία. Οι βάτραχοι εκτείνονται βαθιά στο έδαφος για να φτάσουν στο νερό. Τα ρηχά συστήματα ρίζας είναι καλύτερα για περιοχές όπου τα θρεπτικά συστατικά συγκεντρώνονται στο ανώτερο στρώμα του εδάφους. Μερικά φυτά αρέσουν ορχιδέες επιφύτων αναπτύσσονται σε άλλα φυτά και χρησιμοποιούν ρίζες αέρα για να απορροφούν ατμοσφαιρικό νερό και άζωτο.

Ξυλέμιστός: Αυτό έχει κοίλους σωλήνες που μεταφέρουν νερό, θρεπτικά συστατικά και μέταλλα. Η κίνηση λαμβάνει χώρα κατά μία κατεύθυνση από τις ρίζες προς το στέλεχος, τα φύλλα και όλα τα άλλα μέρη του φυτού. Το Xylem έχει άκαμπτα κυτταρικά τοιχώματα. Το Xylem μπορεί να διατηρηθεί στο αρχείο απολιθωμάτων, το οποίο βοηθά στον εντοπισμό εξαφανισμένων φυτικών ειδών.

Ιστός φλομής: Αυτό μεταφέρει τα προϊόντα της φωτοσύνθεσης σε όλα τα φυτικά κύτταρα. Τα φύλλα έχουν κύτταρα με χλωροπλάστες που χρησιμοποιούν την ενέργεια του ήλιου για να παράγουν μόρια σακχάρου υψηλής ενέργειας που χρησιμοποιούνται για τον μεταβολισμό των κυττάρων ή αποθηκεύονται ως άμυλο. Τα αγγειακά φυτά αποτελούν τη βάση της ενεργειακής πυραμίδας. Τα μόρια ζάχαρης στο νερό μεταφέρονται και προς τις δύο κατευθύνσεις για να διανείμουν τρόφιμα όπως απαιτείται.

Φύλλα: Περιέχουν φωτοσυνθετικές χρωστικές ουσίες που αξιοποιούν την ενέργεια του ήλιου. Τα πλατιά φύλλα έχουν μεγάλη επιφάνεια για μέγιστη έκθεση στο ηλιακό φως. Ωστόσο, τα λεπτά, στενά φύλλα που καλύπτονται με κηρώδη επιδερμίδα (ένα κηρώδες εξωτερικό στρώμα) είναι πιο πλεονεκτικά σε άνυδρες περιοχές όπου η απώλεια νερού είναι πρόβλημα κατά τη διαπνοή. Ορισμένες δομές φύλλων και στελέχη έχουν αγκάθια και αγκάθια για να προειδοποιούν τα ζώα.

Τα φύλλα ενός φυτού μπορούν να ταξινομηθούν ως μικροφύλλες ή μεγαφυλλια. Για παράδειγμα, μια βελόνα πεύκου ή μια λεπίδα από γρασίδι είναι ένας μονός κλώνος αγγειακού ιστού που ονομάζεται μικροφύλλη. Αντίθετα, τα megaphylls είναι φύλλα με διακλαδισμένες φλέβες ή αγγειακότητα εντός του φύλλου. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν φυλλοβόλα δέντρα και φυλλώδη ανθοφόρα φυτά.

Τα αγγειακά φυτά ομαδοποιούνται ανάλογα με τον τρόπο αναπαραγωγής τους. Συγκεκριμένα, οι διάφοροι τύποι αγγειακών φυτών ταξινομούνται ανάλογα με το εάν παράγουν σπόρια ή σπόρους για την παραγωγή νέων φυτών. Τα αγγειακά φυτά που αναπαράγονται από σπόρους εξελίχθηκαν σε μεγάλο βαθμό εξειδικευμένος ιστός που τους βοήθησαν να εξαπλωθούν σε όλη τη γη.

Παραγωγοί σπορίων: Τα αγγειακά φυτά μπορούν να αναπαραχθούν με σπόρια όπως κάνουν πολλά μη αγγειακά φυτά. Ωστόσο, η αγγειακότητά τους τα κάνει ορατά διαφορετικά από τα πιο πρωτόγονα φυτά που παράγουν σπόρια που δεν διαθέτουν αυτόν τον αγγειακό ιστό. Παραδείγματα παραγωγών αγγειακών σπορίων περιλαμβάνουν φτέρες, αλογουρά και βρύα κλαμπ.

Παραγωγοί σπόρων: Τα αγγειακά φυτά που αναπαράγονται με σπόρους χωρίζονται περαιτέρω στα γυμνοσπερμικά και στα αγγειοσπερμεία. Γυμνόσποροι όπως πεύκα, έλατα, yew και κέδροι παράγουν τους λεγόμενους «γυμνούς» σπόρους που δεν περικλείονται σε μια ωοθήκη. Η πλειονότητα των ανθοφόρων, οπωροφόρων φυτών και δέντρων είναι τώρα αγγειόσπερμοι.

Παραδείγματα αγγειακών παραγωγών σπόρων περιλαμβάνουν όσπρια, φρούτα, λουλούδια, θάμνους, οπωροφόρα δέντρα και σφενδάμνου.

Οι παραγωγοί αγγειακών σπόρων αρέσουν αλογουρές αναπαραγωγή μέσω αλλαγή γενεών στον κύκλο ζωής τους. Κατά τη διάρκεια της διπλοειδές στάδιο σποροφύτωνσχηματίζονται σπόρια στην κάτω πλευρά του φυτού που παράγει σπόρια. Το φυτό σποροφυτών απελευθερώνει σπόρια που θα γίνουν γαμετόφυτα εάν προσγειωθούν σε υγρή επιφάνεια.

Τα γαμετόφυτα είναι μικρά αναπαραγωγικά φυτά με αρσενικές και θηλυκές δομές που παράγουν απλοειδές σπέρμα που κολυμπούν στο απλοειδές αυγό στη γυναικεία δομή του φυτού. Η γονιμοποίηση έχει ως αποτέλεσμα α διπλοειδές έμβρυο που μεγαλώνει σε ένα νέο διπλοειδές φυτό. Τα γαμετόφυτα συνήθως αναπτύσσονται κοντά μεταξύ τους, επιτρέποντας τη διασταυρούμενη γονιμοποίηση.

Η αναπαραγωγική κυτταρική διαίρεση εμφανίζεται από μύωση σε ένα σπορόφυτο, με αποτέλεσμα απλοειδή σπόρια που περιέχουν το ήμισυ του γενετικού υλικού στο μητρικό φυτό. Τα σπόρια χωρίζονται από μίτωσις και ωριμάζουν σε γαμετόφυτα, τα οποία είναι μικροσκοπικά φυτά που παράγουν απλοειδή αυγά και σπέρμα μίτωσις. Όταν οι γαμήτες ενώνονται, σχηματίζουν διπλοειδείς ζυγώτες που αναπτύσσονται σε σπορόφυτα μέσω μίτωσις.

Για παράδειγμα, το κυρίαρχο στάδιο της ζωής του τροπική φτέρη - αυτό το μεγάλο, όμορφο φυτό που ευδοκιμεί σε ζεστά, υγρά μέρη - είναι το διπλοειδές σπορόφυτο. Οι φτέρες αναπαράγονται σχηματίζοντας μονοκύτταρα απλοειδή σπόρια μέσω meiosis στην κάτω πλευρά των φύλλων. Ο άνεμος διασκορπίζει ευρέως τα ελαφριά σπόρια.

Τα σπόρια διαιρούνται με μίτωση, σχηματίζοντας ξεχωριστά ζωντανά φυτά που ονομάζονται γαμετόφυτα που παράγουν αρσενικά και γυναικείες γαμέτες που συγχωνεύονται και γίνονται μικροσκοπικοί διπλοειδείς ζυγώτες που μπορούν να αναπτυχθούν σε τεράστιες φτέρες μίτωσις.

Αγγειακά φυτά που παράγουν σπόρους, μια κατηγορία που περιλαμβάνει 80 τοις εκατό όλων των φυτών στη Γη, παράγουν λουλούδια και σπόρους με προστατευτικό κάλυμμα. Πολλές σεξουαλικές και ασεξουαλικές αναπαραγωγικές στρατηγικές είναι δυνατές. Οι επικονιαστές μπορούν να περιλαμβάνουν άνεμο, έντομα, πουλιά και νυχτερίδες που μεταφέρουν κόκκους γύρης από τον ανθήρα (την αρσενική δομή) ενός λουλουδιού σε ένα στίγμα (τη γυναικεία δομή).

Στα ανθοφόρα φυτά, η παραγωγή γαμετόφυτων είναι ένα βραχύβιο στάδιο που λαμβάνει χώρα μέσα στα άνθη του φυτού. Τα φυτά μπορούν να αυτο-επικονιαστούν ή να σταυρωθούν με άλλα φυτά. Η διασταύρωση αυξάνει τη διακύμανση του πληθυσμού των φυτών. Οι κόκκοι γύρης μετακινούνται μέσω του σωλήνα γύρης προς την ωοθήκη όπου λαμβάνει χώρα η γονιμοποίηση και αναπτύσσεται ένας σπόρος που μπορεί να εγκλωβιστεί σε έναν καρπό.

Για παράδειγμα, οι ορχιδέες, οι μαργαρίτες και τα φασόλια είναι οι μεγαλύτερες οικογένειες αγγειόσπερμων. Οι σπόροι πολλών αγγειοσπερμάτων αναπτύσσονται μέσα σε ένα προστατευτικό, θρεπτικό φρούτο ή πολτό. Οι κολοκύθες είναι βρώσιμα φρούτα με νόστιμο πολτό και σπόρους, για παράδειγμα.

Τραχειόφυτα (αγγειακά φυτά) είναι κατάλληλα για το επίγειο περιβάλλον σε αντίθεση με τα προγονικά θαλάσσια ξαδέλφια τους που δεν μπορούσαν να ζήσουν έξω από το νερό. Προσφέρεται αγγειακός φυτικός ιστός εξελικτικά πλεονεκτήματα πάνω από μη αγγειακά φυτά.

Ένα αγγειακό σύστημα προκάλεσε πλούσιο διαφοροποίηση ειδών επειδή τα αγγειακά φυτά θα μπορούσαν να προσαρμοστούν στις κατάλληλες μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν περίπου 352.000 είδη αγγειοσπερμάτων διαφόρων σχημάτων και μεγεθών που καλύπτουν τη Γη.

Τα μη μυϊκά φυτά συνήθως αναπτύσσονται κοντά στο έδαφος για πρόσβαση σε θρεπτικά συστατικά. Το αγγειακό επιτρέπει στα φυτά και τα δέντρα να μεγαλώνουν πολύ ψηλότερα επειδή το αγγειακό σύστημα παρέχει ένα μηχανισμός μεταφοράς για ενεργή διανομή τροφίμων, νερού και μετάλλων σε όλο το σώμα του φυτού. Ο αγγειακός ιστός και το ριζικό σύστημα παρέχουν σταθερότητα και ενισχυμένη δομή που υποστηρίζει απαράμιλλο ύψος υπό βέλτιστες συνθήκες ανάπτυξης.

Οι κάκτοι έχουν προσαρμοστικά αγγειακά συστήματα για να συγκρατούν αποτελεσματικά το νερό και να ενυδατώνουν τα ζωντανά κύτταρα του φυτού. Τεράστια δέντρα στο τροπικό δάσος στηρίζονται από ρίζες στήριξης στη βάση του κορμού τους που μπορεί να αυξηθεί στα 15 πόδια. Εκτός από την παροχή δομικής υποστήριξης, οι ρίζες της στήριξης αυξάνουν την επιφάνεια για την απορρόφηση θρεπτικών ουσιών.

Τα αγγειακά φυτά διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στη διατήρηση της οικολογικής ισορροπίας. Η ζωή στη Γη εξαρτάται από τα φυτά που παρέχουν τροφή και βιότοπο. Τα φυτά διατηρούν τη ζωή ενεργώντας ως καταβόθρες διοξειδίου του άνθρακα και απελευθερώνοντας οξυγόνο στο νερό και τον αέρα. Αντίθετα, η αποψίλωση των δασών και τα αυξημένα επίπεδα ρύπανσης επηρεάζουν το παγκόσμιο κλίμα, οδηγώντας σε απώλεια ενδιαιτημάτων και εξαφάνισης ειδών.

Τα απολιθώματα δείχνουν ότι τα κοκκινομάλλα - που προέρχονται από κωνοφόρα - υπήρχαν ως είδος από τότε που οι δεινόσαυροι κυβέρνησαν τη Γη κατά τη διάρκεια της ιουρασικής περιόδου ο Νέα Υόρκηέχουν αναφερθεί τον Ιανουάριο του 2019 ότι, για τον μετριασμό των επιπτώσεων των αερίων του θερμοκηπίου, μια περιβαλλοντική ομάδα που εδρεύει στο Σαν Το Φρανσίσκο φυτεύτηκε δενδρύλλια redwood που κλωνοποιήθηκαν από αρχαία κολοβώματα redwood που βρέθηκαν στην Αμερική και αυξήθηκαν στα 400 πόδια ψηλός. Σύμφωνα με την Θέση, αυτά τα ώριμα redwoods θα μπορούσαν να απομακρύνουν πάνω από 250 τόνους διοξειδίου του άνθρακα.