צמח: הגדרה, אבולוציה, טקסונומיה

צמחים הם כמה מצורות החיים העתיקות ביותר על פני כדור הארץ. בין אם הם צמחים מקורה, צמחים בגינת הבית שלך, צמחים מקומיים באזור שלך או צמחים טרופיים, הם משתמשים בפיגמנט כלורופיל לתפוס את האנרגיה של השמש להכין אוכל.

של ה שש ממלכות מסווגים את כל האורגניזמים בטקסונומיה, צמחים נמצאים, כפי שאתה מנחש, בממלכת הכוכבים. צמחים הם אחד היצרנים העיקריים של חמצן באטמוספירה.

צמחים הם אורגניזמים רב תאיים, אוקריוטים שצומחים מעוברים. צמחים משתמשים בפיגמנט הירוק כלורופיל כדי ללכוד את אור השמש. בתורם, צמחים משתמשים באנרגיית השמש כדי לייצר סוכרים, עמילנים ופחמימות אחרות כמזון.

הם משתמשים גם באנרגיה זו למטרות מטבוליות אחרות. צמחים נחשבים פוטו אוטוטרופימכיוון שהם יכולים להכין אוכל בעצמם.

אחד המאפיינים הבולטים של צמחים הוא שהם אינם יכולים לנוע כמו חיות וחיידקים. בגלל שלהם חוסר יכולת לצאת ממיקומם הנוכחי, צמחים לא יכולים לעבור דירה בנסיבות קשות.

זו הסיבה שטיפול בצמחים קשה ותלוי באנשים כדי להשיג את כמות האור (שמש מלאה, אור בינוני וכו '), מפלסי מים ותנאים סביבתיים אחרים כדי לצמחים לשגשג. אופי הישיבה שלהם מחייב את הצמחים לפתח התאמות כדי להתמודד עם סביבתם.

לצמחים גבול נוקשה לתאים שלהם, הנקרא a דופן תא. בתוך התא יש מרכז גדול vacuole ו plasmodesmata. פלסמודסמטה הם חורים קטנים שדרכם מים וחומרים מזינים יכולים לרכז את התא באמצעות דיפוזיה.

מאפיינים אחרים של תאי צמח כוללים: גַרעִין, מיטוכונדריה ואחר אברונים. דופן התא עשויים מתאית, שניהם נוקשים יחסית אך עם גמישות מסוימת.

צמחים קיימים ברחבי העולם, למעט החלקים העמוקים של האוקיאנוס, מדבריות צחיחים במיוחד וחלקים מהקוטב.

צמחי העולם כוללים ללא זרעים צמחים שאינם כלי דם, ללא זרעים צמחי כלי דם וצמחים עם זרעים.

צמחים הם יצורים חיים וחברים בפלנטת הממלכה. הם מסווגים על סמך אם הם מפיצים נוזלים לצמחים שאינם כלי דם או כלי דם.

צמחי כלי דם מכילים מערכת זרימת דם, באמצעות מבנה שנקרא עֵצָה להובלת חומרים מזינים ומים ברחבי הצמח. ב צמחים שאינם כלי דם, מבנה מסוג זה אינו קיים. זו הסיבה שצמחים שאינם כלי דם דורשים מקורות לחות נגישים בקלות על מנת לשרוד.

צמחים מתרבים באופן שונה גם מאורגניזמים אחרים תוך שימוש חילופי דורות. צמחים דיפלואידים או ספורופיטים להתחיל את התפתחותם בצמח הפלואידי או gametophyte שלב. גודלן של צורות שונות אלה הוא אחד המאפיינים המסייעים להבחין בין צמחים שאינם כלי דם וסקולריים.

צמחים שאינם כלי דם או בריופיטים כוללים טחבים, כבד כבד וקרניים. לצמחים שאינם כלי דם אין פרחים או זרעים; במקום זאת הם מתרבים באמצעות נבגים. בבריופיטים החלק הספורופיטים של הצמח קטן, והגמטופיט הוא החלק השולט בצמח.

צמחים שאינם כלי דם נוטים לצמוח נמוך ואינם בעלי מערכות שורש אמיתיות. צמחים שאינם כלי דם צומחים לאורך הקרקע, מכסים סלעים ומצע אחר.

צמחי היבשה פיתחו התאמות שונות לשכיחות או מחסור במים בסביבתם. במקרה של צמחים שאינם כלי דם, הנטייה להתייבש יכולה להגן. זה נקרא סובלנות התייבשות. טחבים וכבד הכבד יכולים להתאושש מהתייבשות בפרק זמן קצר.

בניגוד לצמחים שאינם כלי דם, צמחי כלי דם מכילים עֵצָה ו פלואם, מבנים המשמשים להובלת נוזלים וחומרים מזינים בכל גוף הצמח. צמחי כלי דם מכונים גם טרכאופיטים.

גם צמחי כלי דם מייצרים זרעים ופרחים, למרות שחלקם כן מייצרים נבגים. ה פטרידופיטים יש ספורופיטים שממשיכים להיות צמחים עצמאיים.

זרעונים הם צמחי הזרע. הם מהווים את רוב הצמחים. אלה מאופיינים בצורות קטנות של גמטופיטים.

לצמחי כלי הדם יש שיטות משלהם לאגירת מים ולהתמודדות עם אובדן מים. לצמחים בשרניים, למשל, יש רקמות המתנפחות ואוגרות מים בסביבות צחיחות. דוגמאות לסוקולנטים כוללות צמחי קקטוסים ואגבה.

לצמחי כלי הדם יש גם כימיקלים ומבנים מותאמים כמו קוצים כדי להרתיע מאורגניזמים אחרים לאכול אותם.

ניתן לסווג עוד צמחי כלי דם על פי שכיחות הזרעים. צמחי כלי דם ללא זרעים כוללים שרכים וזנב סוס. צמחים ללא זרעים מעדיפים מיקומים לחים ומתרבים באמצעות נבגים, בדומה לצמחים שאינם כלי דם.

צמחי כלי דם עם זרעים מחולקים לעצי מחט (התעמלות) וצמחים פורחים או מניבים פרי. מחטניים להחזיק זרעים עירומים בקונוסים ואינם מייצרים פרי או פרחים. עצי מחט כוללים אורנים, אשוחים, ארזים וגינקו.

נקראים צמחי זרעים בעלי פרחים או פרי המכסים את זרעיהם אנגיוספרמים. כיום, אנגיוספרמות שולטות בעולם הצומח.

דוגמאות לצמחי כלי דם כוללים עשבים, עצים, שרכים וכל צמח עם פרחים.

צמחים התפתחו לאורך זמן וכללו מאפיינים פיזיים מתקדמים יותר, שיטות רבייה, זרעים ופרחים. מי שלומד את התפתחות הצמחים נקרא פליובוטניסטים.

אצות ירוקות דרבן את התפתחות הצמחים. לאורגניזמים של אצות ירוקות אין ציפורני עור שעווה או קירות תאים כמו צמחים מתקדמים יותר.

חרופיטים, הידועים בשמם הנפוץ של אצות ירוקות, נבדלו גם מצמחים מתקדמים יותר בכך שהם בעלי מנגנונים שונים לחלוקת תאים. הם חיו בעיקר במים. דיפוזיה שימשה את האצות היטב למסירת חומרים מזינים. (האצות החד תאיות אינן נחשבות לצמחים).

חושבים שהתנועה מהמים לארץ מחייבת דרכים להתמודד עם התייבשות. פירוש הדבר היה היכולת לפזר נבגים באוויר, למצוא דרכים להישאר זקופות ומחוברות למצעים, וליצור שיטות ללכידת אור שמש להכנת אוכל. גישה לאור שמש רב יותר על ידי הימצאות ביבשה הייתה יתרון.

נושא נוסף שצמחים נאלצו להתמודד איתו היה חוסר ציפה שנמצא מחוץ למים. זה הצריך גבעולים ומבנים אחרים להרים את הצמח. היה צריך לפתח גם התאמות מגן להתמודד עם קרינה אולטרה סגולה.

ההתאמות העיקריות של צמחי קרקע, או עוברים, כוללים את שינוי הדורות, הספורנגיום (ליצירת נבגים), האנתרידיום (יצרן תאים הפלואידי) ומריסטם apical עבור יורה ושורשים. שינוי הדורות כרוך בצמחים בשלבים הפלואידים ודיפלואידים במחזור חייהם.

צמחים ללא זרעים משתמשים באנתרידיום הזכר לשחרור זרע. אלה שוחים לארכגוניה הנשית כדי להפרות את הביצה. בצמחי זרעים, אִבקָה לקחת על עצמו את תפקיד הרבייה.

צמחים שאינם כלי דם הפחיתו את השלבים הספורופיטים. בצמחי כלי דם, לעומת זאת, שלב הגמטופיטים נפוץ.

הסתגלו גם עיבודים אחרים. לדוגמא, צמחי זרעים אינם זקוקים למים רבים כמו הצמחים הפרימיטיביים יותר. המריסטם הפסגה מכיל טיפ המארח תאים המתחלקים במהירות כדי להגדיל את אורכו. משמעות הדבר היא כי יורה יכול להגיע טוב יותר לשמש, והשורשים יכולים לגשת טוב יותר לחומרים מזינים ולמים בקרקע.

הסתגלות נוספת, לציפורן השעווה על עלי הצמח, סייעה במניעת אובדן מים. סטומטה, או נקבוביות, שפותחו על מנת לאפשר לגזים ומים להיכנס ולצאת מהמפעל.

התקופה הפליאוזואית בישרה את עליית הצמחים. עידן זה מתואר לתקופות הגיאולוגיות הקמבריאניות, האורדוביות, הסילוריות, הדבוניות, הפחמניות והפרמניות.

צמחי קרקע קיימים מאז התקופה האורדובית, לפני כמעט 500 מיליון שנה. תיעוד המאובנים חושף את ציפורני העין, הנבגים והתאים של אותם צמחי היבשה הראשונים. צמחים מודרניים הגיעו סביב תקופת סילוריאן המאוחרת.

נחשבים כי כבד הכבד היה הדוגמה המוקדמת ביותר לצמחי יבשה. זה נובע בין השאר מהעובדה שהם צמח היבשה היחיד ללא סטומטה.

צמחים התפתחו בהגנה על עוברים לפני מבנה כלי הדם. השינוי העיקרי של צמחים להפוך לכלי הדם היה אחריו התפתחות זרעים ופרחים.

התקופה הדבונית (לפני כ -410 מיליון שנה) בישרה את המגוון העצום של צמחי כלי הדם הדומים יותר לנוף המודרני. בריופיטים מוקדמים רבים התקיימו משטחי בוץ רטובים.

הימצאות ביבשה נתנה לצמחים גישה טובה יותר לפחמן דו חמצני. הצמחייה המוגברת של הדבונים הובילה לחמצן אטמוספרי גדול יותר. זה עזר לעלייה בסופו של דבר של בעלי חיים על הנוף, שנזקקו לחמצן כדי לנשום.

במהלך תקופה זו נכנסו כמה צמחים מערכות יחסים סימביוטיות עם פטריות. זה סייע לשורשי הצמחים.

בתקופת הסילור, התרחשה מעבר לגבעולים וענפים בצמחים. זה איפשר לצמחים לגדול גבוה יותר כדי להגיע ליותר אור. בתורו, גבעולים גבוהים יותר דרשו מבנים נוקשים יותר עד שלבסוף התפתחו גזעים.

צמח כלי דם מוקדם מתקופתו היה קוקסוניה. לצמח זה לא היו עלים, אך הוא נשא שקי נבגים בקצות הגבעולים.

תקופה זו הניבה עדויות משמעותיות להתפתחויות מתיעוד המאובנים שלה. כמה צמחי כלי דם מוקדמים אחרים כללו זוסטרופילופיטה (קודמי המועדונים) ו Rhyniophyta (קודמיו של טרימרופיטופיטה וצמחים עלים אחרים).

סביר להניח שלא היו להם שורשים ועלים אמיתיים, ודומים יותר לטחבים. בעוד שרוב אלה היו צמחים בעלי גידול נמוך, טרימרופיטים גדלו לפעמים כמטר.

שרכים, זנב סוס, צמחי זרעים ועצים החלו לקבל עדיפות במהלך שנת ה תקופת פחמן, לפני כ -300 מיליון שנה. זנב סוס (קלמיטים) אפילו הגיע לגובה של כמה מטרים.

דלתות וביצות טרופיות של התקופה הפחמנית אירחו צמחים ויערות חדשים. יערות ביצות אלה נרקבו ובסופו של דבר נוצרו לתוך מקורות פיקדונות הפחם ברחבי העולם.

צמחי הזרע המוקדמים ביותר, או התעמלות, שפותח גם במהלך הפחמן. עצי מחט, שרכים (פסרוניוס) ושרכים של זרעים (נוירופטריס) גדל ביערות הפחם של תקופה זו. חרקים גדולים ודו-חיים שגשגו בין היערות החדשים הללו.

ברגע שהחיות הגיעו ליבשה, לצמחים היו טורפים. התאמות נוספות של צמחים שפותחו להגנה עצמית. צמחים פיתחו מולקולות אורגניות מורכבות שגרמו להם לטעם רע לבעלי חיים; חלקם אפילו גרמו לצמחים להיות רעילים. לעומת זאת, צמחים אחרים התפתחו יחד עם בעלי חיים שעזרו להם להאביק או לפזר את פירותיהם וזרעיהם.

המוקדם תקופת הקרטיקון (לפני כ -130 מיליון שנה) ראתה עליית מחטניים, צמחים וצמחים דומים, שרכים עצים ושרכים קטנים. תקופות הקרטיקון והיורה היו עדים לשליטה של ​​התעמלות כזו. אנגיוספרמים ראשונים, או צמחים פורחים, התעוררו במהלך הקרטיקון. דוגמה אחת היא זו של Silvianthemum suecicum (סוג עתיק של סקספראג ').

ברגע שצמחים פורחים השתלטו על הנוף הפרהיסטורי, הם הפכו במהרה לצמחים המצליחים ביותר. הם גוונו במהירות מהאזורים הטרופיים והתפשטו ברחבי העולם על ידי הפליאוגן, פרק זמן המקיף את התקופה השלישית המוקדמת (לפני כ- 50 מיליון שנה). כיום 250,000 מתוך 300,000 מיני הצמחים הם אנגיוספרמים.

במהלך הפליאוגן קמו מינים חדשים רבים כמו מנגרובים, מגנוליה ו היברטיה. בשלב זה מספר הציפורים והיונקים גדל באופן משמעותי. בשלב זה צמחי העולם דמו מאוד לזו של העידן המודרני.

הגנטופיטים היו ההתעמלות האחרונה הגדולה שהגיעה. במהלך הניאוגן, או החלק האחרון של תקופת השלישון, הופיע דשא. בסופו של דבר אזורים מיוערים השתנו יחד עם האקלים, ואזורי סוואנה החלו להופיע.