Učenje o mnogim vrstama vaskularne biljke je važnije nego što možda mislite.
Na primjer, svi papratnjaci izgledaju slično neobučenom oku, ali prepoznatljive karakteristike izdvajaju ukusan ukus nojeva paprat od bracken paprat za koje se vjeruje da sadrže karcinogene tvari. Vaskularne biljke imaju uobičajene - i u nekim slučajevima neobične - prilagodbe koje pružaju evolucijsku prednost.
Definicija vaskularnih biljaka
Vaskularne biljke su "biljke cijevi" tzv traheofiti. Vaskularno tkivo u biljkama se sastoji od ksilem, koje su cijevi uključene u transport vode, i lika, koje su cjevaste stanice koje distribuiraju hranu biljnim stanicama. Ostale značajke koje definiraju uključuju stabljike, korijenje i lišće.
Vaskularne biljke složenije su od ne-vaskularnih biljaka predaka. Vaskularne biljke imaju vrstu unutarnjeg "vodovoda" koji prevozi proizvode fotosinteza, voda, hranjive tvari i plinovi. Sve vrste vaskularnih biljaka su kopnene (kopnene) biljke koje se ne mogu naći u slatkim ili slanim biomima.
Vaskularne biljke su također definirane kao eukarioti, što znači da imaju membranu vezanu jezgru, što ih izdvaja od prokariontskih bakterija i arheja. Vaskularne biljke imaju fotosintetske pigmente i celulozu za potporu stanične stijenke. Kao i sve biljke, one su vezane za mjesto; ne mogu pobjeći kad naiđu gladni biljojedi koji traže obrok.
Kako se klasificiraju vaskularne biljke?
Stoljećima su učenjaci koristili biljke taksonomijaili klasifikacijski sustavi za identificiranje, definiranje i grupiranje biljaka. U drevnoj Grčkoj Aristotelova metoda klasifikacije temeljila se na složenosti organizama.
Ljudi su bili smješteni na vrh "Velikog lanca bića" odmah ispod anđela i božanstava. Sljedeće su bile životinje, a biljke su spuštene na donje karike lanca.
U 18. stoljeću švedski botaničar Carl Linnaeus prepoznao je da je univerzalna metoda klasifikacije potrebna za znanstveno proučavanje biljaka i životinja u prirodnom svijetu. Linnaeus je svakoj vrsti dodijelio latinsko binomsko ime vrste i roda.
Također je grupirao žive organizme po kraljevstvima i redovima. Vaskularne i nevaskularne biljke predstavljaju dvije velike podskupine unutar biljnog carstva.
Vaskularni vs. Nesvaskularne biljke
Složenim biljkama i životinjama je potreban vaskularni sustav za život. Na primjer, krvožilni sustav ljudskog tijela uključuje arterije, vene i kapilare uključene u metabolizam i disanje. Malim primitivnim biljkama trebali su milijuni godina da razviju krvožilno tkivo i krvožilni sustav.
Budući da drevne biljke nisu imale krvožilni sustav, njihov je domet bio ograničen. Biljke su polako evoluirale vaskularno tkivo, floem i ksilem. Vaskularne biljke danas su rasprostranjenije od nevaskularnih biljaka jer vaskularnost nudi evolucijsku prednost.
Evolucija vaskularnih biljaka
Prvi fosilni zapis vaskularnih biljaka datira iz sporofita zvanog Cooksonia koja je živjela otprilike Prije 425 milijuna godina tijekom silurskog razdoblja. Jer Cooksonia je izumrlo, proučavanje karakteristika biljke ograničeno je na interpretacije fosilnih zapisa. Cooksonia imao stabljike, ali nije imao lišće ili korijenje, iako se vjeruje da su neke vrste razvile krvožilno tkivo za transport vode.
Primitivne nevaskularne biljke tzv briofiti prilagođena su kopnenim biljkama u područjima u kojima je bilo dovoljno vlage. Biljke poput jetrenjače i hornworts nedostaju stvarni korijeni, lišće, stabljike, cvjetovi ili sjeme.
Na primjer, umutiti paprat nisu prave paprati, jer imaju samo fotosintetsku stabljiku bez lišća koja se za razmnožavanje grana u sporangije. Vaskularne biljke bez sjemena kao što su klupske mahovine i preslice došao sljedeći u devonskom razdoblju.
Molekularni podaci i fosilni zapisi to pokazuju sjemenski golosjemenjače kao što su borovi, smreka i ginko evoluirali su milijunima godina prije kritosjemenjača poput stabala širokog lišća; raspravlja se o točnom vremenskom rasponu.
Golosjemenjače nemaju cvijeće niti daju plod; sjeme se stvara na površini lišća ili ljuskama unutar borovih češera. Po kontrastu, kritosemenke imaju cvjetove i sjemenke zatvorene u jajnicima.
Karakteristični dijelovi vaskularnih biljaka
Karakteristični dijelovi vaskularnih biljaka uključuju korijenje, stabljike, lišće i vaskularno tkivo (ksilem i floem). Ti visoko specijalizirani dijelovi igraju presudnu ulogu u preživljavanju biljaka. Pojava ovih struktura u sjemenskim biljkama uvelike se razlikuje po vrstama i niša.
Korijenje: Oni dopiru od stabljike biljke do zemlje u potrazi za vodom i hranjivim sastojcima. Oni apsorbiraju i prenose vodu, hranu i minerale kroz vaskularna tkiva. Korijeni također održavaju biljke stabilnim i sigurno usidrenim protiv puhanja vjetra koji može srušiti drveće.
Korijenski sustavi su raznoliki i prilagođeni su sastavu tla i sadržaju vlage. Suzani korijeni protežu se duboko u zemlju da bi dosegli vodu. Plitki korijenski sustav bolji je za područja gdje su hranjive tvari koncentrirane u gornjem sloju tla. Nekoliko biljaka poput orhideje epifita rastu na drugim biljkama i koriste korijene zraka za upijanje atmosferske vode i dušika.
Ksilemtkivo: U njemu su šuplje cijevi koje prevoze vodu, hranjive sastojke i minerale. Kretanje se događa u jednom smjeru od korijena do stabljike, lišća i svih ostalih dijelova biljke. Xylem ima krute stanične stijenke. Ksilem se može sačuvati u fosilnim zapisima, što pomaže u identificiranju izumrlih biljnih vrsta.
Tkivo floema: Time se proizvodi fotosinteze transportiraju kroz biljne stanice. Lišće ima stanice s kloroplastima koje koriste sunčevu energiju za stvaranje visokoenergetskih molekula šećera koje se koriste za metabolizam stanica ili se pohranjuju kao škrob. Vaskularne biljke čine osnovu energetske piramide. Molekule šećera u vodi transportiraju se u oba smjera kako bi se hrana distribuirala po potrebi.
Lišće: Sadrže fotosintetske pigmente koji koriste sunčevu energiju. Široko lišće ima široku površinu za maksimalno izlaganje sunčevoj svjetlosti. Međutim, tanki, uski listovi prekriveni voštanom kutikulom (voštani vanjski sloj) povoljniji su u sušnim područjima gdje gubitak vode predstavlja problem tijekom transpiracije. Neke strukture lišća i stabljike imaju bodlje i bodlje koje upozoravaju životinje.
Listovi biljke mogu se klasificirati kao mikrofili ili megafili. Na primjer, borova igla ili vlati trave jedan je pramen krvožilnog tkiva koji se naziva mikrofil. Suprotno tome, megafili su listovi s razgranatim žilama ili vaskularnošću unutar lista. Primjeri uključuju listopadno drveće i lisnate cvjetnice.
Vrste vaskularnih biljaka s primjerima
Vaskularne biljke grupiraju se prema načinu razmnožavanja. Konkretno, razne vrste vaskularnih biljaka klasificiraju se prema tome proizvode li spore ili sjeme za stvaranje novih biljaka. Vaskularne biljke koje se razmnožavaju sjemenom vrlo su se razvile specijalizirano tkivo koja im je pomogla da se rašire po zemlji.
Proizvođači spora: Vaskularne biljke mogu se razmnožavati sporama jednako kao i mnoge nevaskularne biljke. Međutim, njihova vaskularnost čini ih vidljivo drugačijima od primitivnijih biljaka koje proizvode spore kojima nedostaje to vaskularno tkivo. Primjeri proizvođača vaskularnih spora uključuju paprati, preslice i mahovine.
Proizvođači sjemena: Vaskularne biljke koje se razmnožavaju sjemenom dalje se dijele na golosjemenjače i kritosemenke. Gimnosperme poput borova, jele, tise i cedrova daju takozvane "gole" sjemenke koje nisu zatvorene u jajniku. Većina cvjetnih, plodonosnih biljaka i drveća sada su kritosemenke.
Primjeri vaskularnih proizvođača sjemena uključuju mahunarke, voće, cvijeće, grmlje, voćke i javor.
Karakteristike proizvođača spora
Proizvođači vaskularnih spora poput preslice razmnožavati kroz izmjena generacija u njihovom životnom ciklusu. Tijekom diploidni stadij sporofita, spore nastaju na donjoj strani postrojenja za proizvodnju spora. Biljka sporofit oslobađa spore koje će postati gametofiti ako slete na vlažnu površinu.
Gametofiti su male reproduktivne biljke s muškim i ženskim strukturama koje proizvode haploidne sperme koje plivaju do haploidnog jajašca u ženskoj strukturi biljke. Rezultat gnojidbe je a diploidni zametak koja izraste u novu diploidnu biljku. Gametofiti obično rastu usko jedan uz drugi, omogućujući unakrsnu oplodnju.
Podjela reproduktivnih stanica dolazi do mejoza u sporofitu, što rezultira haploidnim sporama koje sadrže upola manje genetskog materijala u matičnoj biljci. Spore se dijele po mitoza i sazrijevaju u gametofite, malene biljke koje proizvode haploidno jajašce i spermu mitoza. Kada se gamete ujedine, tvore diploidne zigote koje putem njih prerastaju u sporofite mitoza.
Na primjer, dominantni stadij života u tropska paprat - ta velika, lijepa biljka koja uspijeva na toplim, vlažnim mjestima - je diploidni sporofit. Paprat se razmnožava stvaranjem jednoćelijskih haploidnih spora putem mejoze na donjoj strani listova. Vjetar široko raspršuje lagane spore.
Spore se dijele mitozom, tvoreći zasebne žive biljke zvane gametofiti koje proizvode mužjake i ženske spolne stanice koje se stapaju i postaju sitne diploidne zigote koje do danas mogu prerasti u masivne paprati mitoza.
Karakteristike vaskularnih proizvođača sjemena
Vaskularne biljke koje proizvode sjeme, kategorija koja uključuje 80 posto svih biljaka na Zemlji, proizvode cvijeće i sjeme sa zaštitnim pokrivačem. Moguće su mnoge seksualne i aseksualne reproduktivne strategije. Oprašivači mogu obuhvaćati vjetar, insekte, ptice i šišmiše koji prenose peludna zrna iz prašnika (muška struktura) cvijeta u stigmu (ženska struktura).
U biljkama koje cvjetaju generacija gametofita kratkotrajna je faza koja se odvija unutar cvjetova biljke. Biljke se mogu samoprašiti ili unakrsno oprašivati s drugim biljkama. Unakrsno oprašivanje povećava razlike u biljnoj populaciji. Peludna zrnca kreću se kroz peludnu cijev do jajnika gdje dolazi do oplodnje i razvija se sjeme koje može biti inkapsulirano u plod.
Na primjer, orhideje, tratinčice i grah najveće su obitelji kritosemenki. Sjeme mnogih kritosemenki raste unutar zaštitnog, hranjivog voća ili pulpe. Bundeve su, na primjer, jestivo voće s ukusnom pulpom i sjemenkama.
Prednosti vaskularnosti biljaka
Traheofiti (vaskularne biljke) dobro su pogodne za kopneni okoliš za razliku od njihovih morskih rođaka predaka koji nisu mogli živjeti izvan vode. Ponuđena vaskularna biljna tkiva evolucijske prednosti nad nesvaskularnim kopnenim biljkama.
Krvožilni sustav dao je bogatstvo diverzifikacija vrsta jer bi se vaskularne biljke mogle prilagoditi prilagodljivim uvjetima okoliša. Zapravo ih ima otprilike 352 000 vrsta kritosemenki različitih oblika i veličina koje prekrivaju Zemlju.
Nesvaskularne biljke obično rastu blizu tla kako bi pristupile hranjivim tvarima. Vaskularnost omogućava biljkama i drveću da rastu puno više jer krvožilni sustav pruža a transportni mehanizam za aktivnu distribuciju hrane, vode i minerala po biljnom tijelu. Vaskularno tkivo i korijenski sustav pružaju stabilnost i utvrđenu strukturu koja podržava neusporedivu visinu u optimalnim uvjetima uzgoja.
Kaktusi imaju prilagodljive krvožilne sustave za učinkovito zadržavanje vode i hidrataciju živih stanica biljke. Ogromna stabla u prašumi poduprta su korijeni kontrafora u podnožju njihova debla koje može narasti do 15 stopa. Osim što pružaju strukturnu potporu, potporni korijeni povećavaju površinu za upijanje hranjivih sastojaka.
Prednosti ekosustava vaskularnosti
Vaskularne biljke igraju ključnu ulogu u održavanju ekološke ravnoteže. Život na Zemlji ovisi o biljkama koje osiguravaju hranu i stanište. Biljke održavaju život djelujući kad ugljikov dioksid tone i ispuštajući kisik u vodu i zrak. Suprotno tome, krčenje šuma i povećana razina zagađenja utječu na globalnu klimu, što dovodi do gubitka staništa i izumiranja vrsta.
Fosilni zapisi sugeriraju da crveno drvo - nastalo od četinjača - postoji kao vrsta otkako su dinosauri vladali Zemljom tijekom jurskog razdoblja. The New York Postizvijestio u siječnju 2019. godine, da bi ublažila učinke stakleničkih plinova, ekološka skupina sa sjedištem u San Francisco je posadio mladice crvenog drveta klonirane od prastarih panjeva crvenog drveta pronađenih u Americi i narasle na 400 metara visok. Prema Objavi, ove zrele sekvoje mogle bi ukloniti preko 250 tona ugljičnog dioksida.