צמחי כלי דם: הגדרה, סיווג, מאפיינים ודוגמאות

לימוד על סוגים רבים של צמחי כלי דם חשוב ממה שאתה עשוי לחשוב.

למשל, שרכים של כינור ראש נראים דומים לעין הלא מאומנת, אך מאפיינים ייחודיים מייחדים טעים שרך יען מ שרך הברקן האמינו כי הם מכילים חומרים מסרטנים. לצמחי כלי דם יש הסתגלות שכיחה - ובמקרים מסוימים מוזרה - המספקת יתרון אבולוציוני.

צמחי כלי דם הם "צמחי שפופרת" המכונים טרכאופיטים. רקמת כלי דם בצמחים מורכב מ עֵצָה, שהם צינורות המעורבים בהובלת מים, ו פלואם, שהם תאים צינוריים המפיצים מזון לתאי הצמח. מאפיינים מגדירים אחרים כוללים גבעולים, שורשים ועלים.

צמחי כלי דם מורכבים יותר מצמחים שאינם בכלי הדם הקדומים. לצמחי כלי דם יש סוג של "אינסטלציה" פנימית המעבירה מוצרים של פוטוסינתזה, מים, חומרים מזינים וגזים. כל סוגי צמחי כלי הדם הם צמחים יבשתיים (יבשתיים) שאינם נמצאים במים מתוקים או במים מלוחים.

צמחי כלי דם מוגדרים גם כ אקריוטים, כלומר יש להם גרעין קשור קרום, שמבדיל אותם מהחיידקים הפרוקריוטים והארכאים. לצמחי כלי הדם יש פיגמנטים פוטוסינתטיים ותאית לתמיכה קירות התא. כמו כל הצמחים, הם קשורים למקום; הם לא יכולים לברוח כאשר אוכלי עשב רעבים באים לחפש ארוחה.

במשך מאות שנים חוקרים השתמשו בצמח טקסונומיה, או מערכות סיווג, לזיהוי, הגדרה וקיבוץ צמחים. ביוון העתיקה, שיטת הסיווג של אריסטו התבססה על מורכבותם של אורגניזמים.

בני אדם הוצבו בראש "שרשרת ההוויה הגדולה" ממש מתחת למלאכים ואלוהויות. בעלי חיים הגיעו אחר כך, וצמחים הועברו לחוליות התחתונות של השרשרת.

במאה ה -18, בוטנאי שוודי קרל לינאוס הכיר בכך שיש צורך בשיטת סיווג אוניברסלית לצורך מחקר מדעי של צמחים ובעלי חיים בעולם הטבע. לינאוס הקצה לכל מין מינים בינומיים לטיניים ושם סוג.

הוא גם קיבץ אורגניזמים חיים לפי ממלכות וסדרים. צמחי כלי דם ולא כלי דם מייצגים שתי תת-קבוצות גדולות בממלכת הצמחים.

צמחים ובעלי חיים מורכבים זקוקים למערכת כלי דם כדי לחיות. למשל, מערכת כלי הדם בגוף האדם כוללת עורקים, ורידים ונימים המעורבים בחילוף החומרים ובנשימה. לקח צמחים פרימיטיביים קטנים מיליוני שנים לפתח רקמת כלי דם ומערכת כלי דם.

מכיוון שלצמחים קדומים לא הייתה מערכת כלי דם, הטווח שלהם היה מוגבל. צמחים התפתחו אט אט רקמת כלי דם, פלואם וצילם. צמחי כלי דם נפוצים כיום יותר מצמחים שאינם כלי דם מכיוון שכלי הדם מציעים יתרון אבולוציוני.

התיעוד המאובן הראשון של צמחי כלי הדם מתוארך לספורופיט שנקרא קוקסוניה שחי בערך לפני 425 מיליון שנה בתקופת סילור. כי קוקסוניה נכחד, לימוד מאפייני הצמח מוגבל לפרשנויות של מאובנים. קוקסוניה היו בעלי גבעולים אך לא היו להם עלים או שורשים, אם כי יש מינים שמאמינים שפיתחו רקמת כלי דם להובלת מים.

צמחים פרימיטיביים שאינם כלי דם נקראים בריופיטים מותאם להיות צמחים יבשתיים באזורים בהם הייתה לחות מספקת. צמחים כגון כבד כבד ו hornworts חסרים שורשים, עלים, גבעולים, פרחים או זרעים ממשיים.

לדוגמה, להקציף שרכים אינם שרכים אמיתיים מכיוון שיש להם רק גבעול חסר עלים ופוטוסינתטי שמתפצל לספורנגיה להתרבות. צמחי כלי דם ללא זרעים כמו טחבי מועדון ו זנב סוס הגיעה הבאה בתקופה הדבונית.

נתונים מולקולריים ורשומות מאובנים מראים זאת נושאת זרעים התעמלות כמו אורנים, אשוח וגינקגו התפתחו מיליוני שנים לפני אנגיפרפרמות כמו עצים רחבי עלים; על טווח הזמן המדויק מתלבטים.

לגימנספרם אין פרחים או נושא פרי; זרעים נוצרים על משטחי עלים או קשקשים בתוך קונוסי אורן. בניגוד, אנגיוספרמים יש פרחים וזרעים סגורים בשחלות.

חלקים אופייניים לצמחי כלי הדם כוללים שורשים, גבעולים, עלים ורקמות כלי דם (קסיל ופלום). חלקים מיוחדים אלה ממלאים תפקיד קריטי בהישרדות הצמח. המראה של מבנים אלה בצמחי זרע שונה מאוד לפי המינים גוּמחָה.

שורשים: אלה מגיעים מגזע הצמח לאדמה בחיפוש אחר מים וחומרי מזון. הם סופגים ומעבירים מים, מזון ומינרלים דרך רקמות כלי הדם. שורשים גם שומרים על צמחים יציבים ומעוגנים היטב מפני רוחות נושבות שיכולות להפיל עצים.

מערכות השורש מגוונות ומותאמות להרכב הקרקע ולתכולת הלחות. שורשי הברז משתרעים עמוק באדמה כדי להגיע למים. מערכות שורש רדודות טובות יותר לאזורים שבהם חומרים מזינים מרוכזים בשכבה העליונה של האדמה. כמה צמחים כמו סחלבים אפיפיטים גדלים על צמחים אחרים ומשתמשים בשורשי אוויר לספיגת מים וחנקן אטמוספריים.

עֵצָהרִקמָה: יש לזה צינורות חלולים שמעבירים מים, חומרים מזינים ומינרלים. התנועה מתרחשת בכיוון אחד מהשורשים לגבעול, העלים וכל שאר חלקי הצמח. לקסילם קירות תאים נוקשים. ניתן לשמור על הקסילם בתיעוד המאובנים, המסייע בזיהוי מיני צמחים שנכחדו.

רקמת פלואם: זה מעביר את תוצרי הפוטוסינתזה לאורך תאי הצמח. בעלים יש תאים עם כלורופלסטים המשתמשים באנרגיית השמש כדי ליצור מולקולות סוכר בעלות אנרגיה גבוהה המשמשות לחילוף חומרים של תאים או מאוחסנות כעמילן. צמחי כלי דם מהווים את הבסיס של פירמידת האנרגיה. מולקולות סוכר במים מועברות לשני הכיוונים כדי להפיץ מזון לפי הצורך.

משאיר: אלה מכילים פיגמנטים פוטוסינתטיים הרוסמים את אנרגיית השמש. לעלים רחבים שטח פנים רחב לחשיפה מקסימאלית לאור השמש. עם זאת, עלים צרים ודקים המכוסים בציפורן שעווה (שכבה חיצונית שעווה) מועילים יותר באזורים צחיחים שבהם אובדן מים מהווה בעיה במהלך הזרימה. בחלק ממבני העלים והגבעולים יש קוצים וקוצים כדי להזהיר בעלי חיים.

ניתן לסווג עלים של צמח כ מיקרופילים אוֹ מגאפיליות. לדוגמא, מחט אורן או להב דשא הם קווצה אחת של רקמת כלי דם הנקראת מיקרופיל. לעומת זאת, מגאפילים הם עלים עם ורידים מסתעפים או כלי דם בתוך העלה. דוגמאות מכילות עצים נשירים וצמחים פורחים עלים.

צמחי כלי דם מקובצים על פי אופן ההתרבות שלהם. באופן ספציפי, הסוגים השונים של צמחי כלי הדם מסווגים לפי שהם מייצרים נבגים או זרעים לייצור צמחים חדשים. צמחי כלי דם המתרבים על ידי זרעים התפתחו מאוד רקמות מיוחדות זה עזר להם להתפשט ברחבי הארץ.

מפיקי נבגים: צמחי כלי דם יכולים להתרבות באמצעות נבגים בדיוק כפי שעושים צמחים לא-וסקולריים רבים. עם זאת, כלי הדם שלהם הופכים אותם לשונים באופן ניכר מצמחים פרימיטיביים יותר המייצרים נבגים חסרי רקמת כלי הדם. דוגמאות ליצרני נבגי כלי דם כוללים שרכים, זנב סוס וטחבי מועדונים.

יצרני זרעים: צמחי כלי דם המתרבים על ידי זרעים מחולקים עוד יותר לגימנספרמטים ואנגיוספרמים. גימנספרמט כגון עצי אורן, אשוח, טקסוס וארזים מייצרים מה שנקרא זרעים "עירומים" שאינם סגורים בשחלה. רוב הצמחים והעצים הפורחים, מניבים פרי הם כיום אנגיוספרמים.

דוגמאות ליצרני זרעי כלי דם כוללים קטניות, פירות, פרחים, שיחים, עצי פרי ועצי אדר.

יצרני נבגי כלי דם אוהבים זנב סוס להתרבות דרך שינוי דורות במחזור החיים שלהם. במהלך שלב ספורופיטים דיפלואידי, נוצרים נבגים בחלקו התחתון של הצמח המייצר נבגים. צמח הספורופיטים משחרר נבגים שיהפכו gametophytes אם הם נוחתים על משטח לח.

גמטופיטים הם צמחי רבייה קטנים עם מבנים זכריים ונקביים המייצרים זרע פלואידי השוחה אל ביצית הפלואיד במבנה הנקבי של הצמח. תוצאות ההפריה א עובר דיפלואידי שגדל לצמח דיפלואידי חדש. Gametophytes בדרך כלל גדלים קרוב זה לזה, ומאפשרים הפריה צולבת.

חלוקת תאי הרבייה מתרחשת על ידי מיוזה בספורופיט, וכתוצאה מכך נבגים הפלואידים המכילים מחצית כמות החומר הגנטי בצמח האם. הנבגים מתחלקים על ידי מיטוזה ולהתבגר לגמטופיטים, שהם צמחים זעירים המייצרים ביצה פלואידית וזרע מיטוזה. כשמתאחדים גימטריות הם יוצרים זיגוטות דיפלואידיות שצומחות לספורופיטים דרך מיטוזה.

לדוגמא, השלב השולט בחייו של שרך טרופי - אותו צמח גדול ויפה שמשגשג במקומות חמים ורטובים - הוא הספורופיט הדיפלואידי. שרכים מתרבים על ידי יצירת נבגים פלואידים חד תאיים באמצעות מיוזה בצד התחתון של הכריכות. הרוח מפיצה באופן נרחב את הנבגים הקלים.

נבגים מתחלקים על ידי מיטוזה ויוצרים צמחים חיים נפרדים הנקראים גמטופיטים המייצרים זכר ו גימטריות נקבות שמתמזגות והופכות לזיגוטות דיפלואידיות זעירות שיכולות לצמוח לשרכים מסיביים על ידי מיטוזה.

צמחי כלי דם המייצרים זרעים, קטגוריה הכוללת 80 אחוז מכל הצמחים על פני כדור הארץ, לייצר פרחים וזרעים עם כיסוי מגן. אסטרטגיות רבייה מיניות ולא מיניות אפשריות. מאביקים יכולים לכלול רוח, חרקים, עופות ועטלפים המעבירים גרגרי אבקה מהאנתר (המבנה הגברי) של פרח לסטיגמה (מבנה הנקבה).

בצמחים פורחים, דור הגמטופיטים הוא שלב קצר מועד המתרחש בתוך פרחי הצמח. צמחים יכולים להאביק את עצמם או להאביק צולבים עם צמחים אחרים. האבקה צולבת מגדילה את השונות באוכלוסיית הצמחים. גרגרי אבקה עוברים דרך צינור האבקה לשחלה שם מתרחשת הפרייה, ומתפתח זרע שעלול להיות מכוסה בפרי.

לדוגמא, סחלבים, חינניות ושעועית הם המשפחות הגדולות ביותר של אנגיוספרמים. זרעי אנגיוספרמים רבים צומחים בתוך פרי או עיסת הגנה ומזין. דלעת הם פרי מאכל עם עיסת זרעים טעימה, למשל.

טרכאופיטים (צמחי כלי דם) מתאימים היטב לסביבה הארצית בניגוד לבני דודיהם הימיים הקדומים שלא יכלו לחיות מחוץ למים. מוצעות רקמות צמחי כלי דם יתרונות אבולוציוניים מעל צמחי קרקע שאינם כלי דם.

מערכת כלי דם הולידה עשירים גיוון מינים מכיוון שצמחי כלי הדם יכולים להסתגל לתאים סביבתיים משתנים. למעשה, יש בערך 352,000 מינים של אנגיוספרמים בצורות ובגדלים שונים המכסים את כדור הארץ.

צמחים לא כלי דם בדרך כלל צומחים קרוב לקרקע כדי לגשת לחומרים מזינים. כלי הדם מאפשרים לצמחים ולעצים לגדול הרבה יותר מכיוון שמערכת כלי הדם מספקת א מנגנון תחבורה להפצה אקטיבית של מזון, מים ומינרלים בגוף הצמח. רקמת כלי הדם ומערכת שורשים מספקים יציבות ומבנה מבוצר התומך בגובה שאין שני לו בתנאי גידול אופטימליים.

לקקטוסים יש מערכות כלי דם מסתגלות לשמירה יעילה על מים ולהרטיב תאים חיים של הצמח. עצים ענקיים ביערות הגשם מונחים על ידי שורשי תומך בבסיס תא המטען שלהם שיכול לגדול עד 15 מטר. בנוסף למתן תמיכה מבנית, שורשי התומכים מגדילים את שטח הפנים לספיגת חומרים מזינים.

צמחי כלי דם ממלאים תפקיד מרכזי בשמירה על האיזון האקולוגי. החיים על פני כדור הארץ תלויים בצמחים כדי לספק מזון ובית גידול. צמחים מקיימים חיים על ידי פעולה כשקעים דו תחמוצת הפחמן ועל ידי שחרור חמצן למים ולאוויר. לעומת זאת, כריתת יערות ורמות זיהום מוגברות משפיעות על האקלים העולמי, מה שמוביל לאובדן הכחדת בתי הגידול והמינים.

מתיעוד מאובנים עולה כי עץ הסקויה - שמקורו בעצי מחט - התקיים כמין מאז שדינוזאורים שלטו על כדור הארץ בתקופת היורה. ה ניו יורק פוסטדיווח בינואר 2019, כדי להקל על ההשפעות של גזי החממה, קבוצה סביבתית שבסיסה בסן פרנסיסקו שתל שתילי עצי סקוור משובטים מגזעי עצי סקוור עתיקים שנמצאו באמריקה שגדלו עד 400 מטר גובה. על פי הודעה, עצי הסקויה הבוגרים הללו עלולים להסיר מעל 250 טון פחמן דו חמצני.