სისხლძარღვთა მცენარეები: განმარტება, კლასიფიკაცია, მახასიათებლები და მაგალითები

გაეცანით მრავალ ტიპს სისხლძარღვოვანი მცენარეები უფრო მნიშვნელოვანია ვიდრე იფიქრებთ.

მაგალითად, fiddlehead ferns ყველა ერთნაირად გამოიყურება გაუნათლებელი თვალისთვის, მაგრამ გამორჩეული მახასიათებლებით გამოირჩევა გემრიელი სირაქლემას გვიმრა დან დამწვარი გვიმრა ითვლება, რომ შეიცავს კანცეროგენებს. სისხლძარღვთა მცენარეებს აქვთ საერთო - და ზოგიერთ შემთხვევაში თავისებური - ადაპტაცია, რომელიც უზრუნველყოფს ევოლუციურ უპირატესობას.

სისხლძარღვთა მცენარეები არის "მილის მცენარეები" ტრაქეოფიტები. სისხლძარღვთა ქსოვილი მცენარეებში შედგება ქსილემა, რომლებიც წყლის ტრანსპორტში მონაწილე მილებია და ფლოემი, რომლებიც tubular უჯრედებია, რომლებიც ანაწილებენ საკვებს მცენარეულ უჯრედებში. სხვა განმსაზღვრელ მახასიათებლებში შედის ღეროები, ფესვები და ფოთლები.

სისხლძარღვოვანი მცენარეები უფრო რთულია, ვიდრე წინაპრების არავასკულური მცენარეები. სისხლძარღვთა მცენარეებს აქვთ შიდა "სანტექნიკის" ტიპი, რომელიც ტრანსპორტირებს პროდუქტებს ფოტოსინთეზი, წყალი, საკვები ნივთიერებები და გაზები. სისხლძარღვოვანი მცენარეების ყველა ტიპი ხმელეთის (სახმელეთო) მცენარეებია, რომლებიც მტკნარი ან მარილიანი წყლის ბიომებში არ გვხვდება.

სისხლძარღვოვანი მცენარეები ასევე განისაზღვრება, როგორც ეუკარიოტები, რაც ნიშნავს, რომ მათ აქვთ გარსით შეკრული ბირთვი, რაც მათ გამოყოფს პროკარიოტული ბაქტერიებისა და არქეებისგან. სისხლძარღვთა მცენარეებს აქვთ ფოტოსინთეზური პიგმენტები და ცელულოზა უჯრედის კედლები. როგორც ყველა მცენარე, ისინიც ადგილთან არიან მიბმული; მათ არ შეუძლიათ გაქცევა, როდესაც მშიერი ბალახოვანი ცხოველები მოდიან და ჭამენ საჭმელს.

საუკუნეების განმავლობაში მეცნიერები იყენებდნენ მცენარეს ტაქსონომია, ან კლასიფიკაციის სისტემები, მცენარეების იდენტიფიცირების, განსაზღვრისა და დაჯგუფების მიზნით. ძველ საბერძნეთში არისტოტელეს კლასიფიკაციის მეთოდი ემყარებოდა ორგანიზმების სირთულეს.

ადამიანები მოთავსდნენ "ყოფნის დიდი ჯაჭვის" ზედა ნაწილში, ანგელოზებისა და ღვთაებების ქვემოთ. შემდეგ ცხოველები მოვიდნენ და მცენარეები ჯაჭვის ქვედა რგოლებში გადაინაცვლეს.

მე -18 საუკუნეში, შვედი ბოტანიკოსი კარლ ლინეუსი აღიარა, რომ საჭიროა კლასიფიკაციის უნივერსალური მეთოდი ბუნებრივი სამყაროს მცენარეებისა და ცხოველების სამეცნიერო შესწავლისთვის. Linnaeus- მა თითოეულ სახეობას მიანიჭა ლათინური ბინომური სახეობა და გვარის სახელი.

მან ასევე დააჯგუფა ცოცხალი ორგანიზმები სამეფოებისა და ბრძანებების მიხედვით. სისხლძარღვთა და არავასკულარული მცენარეები წარმოადგენენ მცენარეთა სამეფოს ორ დიდ ქვეჯგუფს.

რთულ მცენარეებსა და ცხოველებს სჭირდებათ სისხლძარღვთა სისტემა. მაგალითად, ადამიანის სხეულის სისხლძარღვთა სისტემა მოიცავს არტერიებს, ვენებსა და კაპილარებს, რომლებიც მონაწილეობენ მეტაბოლიზმსა და სუნთქვაში. მილიონი წლები დასჭირდა მცირე პრიმიტიულ მცენარეებს სისხლძარღვთა ქსოვილისა და სისხლძარღვთა სისტემის შესაქმნელად.

იმის გამო, რომ ძველ მცენარეებს არ ჰქონდათ სისხლძარღვთა სისტემა, მათი სპექტრი შეზღუდული იყო. მცენარეებმა ნელა განვითარდნენ სისხლძარღვოვანი ქსოვილი, ფლოემა და ქსილემა. სისხლძარღვოვანი მცენარეები დღეს უფრო გავრცელებულია, ვიდრე არა სისხლძარღვოვანი მცენარეები, რადგან სისხლძარღვობა გთავაზობთ ევოლუციურ უპირატესობას.

სისხლძარღვოვანი მცენარეების პირველი ნამარხი ჩანაწერი თარიღდება სპოროფიტით, რომელსაც ე.წ. კუკსონია რომ ცხოვრობდა დაახლოებით 425 მილიონი წლის წინ სილური პერიოდის განმავლობაში. რადგან კუკსონია გადაშენდა, მცენარის მახასიათებლების შესწავლა შემოიფარგლება ნამარხი ჩანაწერების ინტერპრეტაციით. კუკსონია ჰქონდა ფუძე, მაგრამ არ ჰქონდა ფოთლები და ფესვები, თუმცა ზოგიერთ სახეობად ითვლება სისხლძარღვოვანი ქსოვილი წყლის ტრანსპორტირებისთვის.

პრიმიტიული არავასკულური მცენარეები ე.წ. ბრიოფიტები ადაპტირებული იყო მიწის მცენარეები იმ ადგილებში, სადაც საკმარისი ტენიანობა იყო. მცენარეები, როგორიცაა ღვიძლის მცენარეები და რქოვანი მცენარეები არ გააჩნიათ რეალური ფესვები, ფოთლები, ღეროები, ყვავილები ან თესლი.

Მაგალითად, ათქვიფეთ გვიმრები არ არის ჭეშმარიტი გვიმრა, რადგან მათ მხოლოდ უფოთლო, ფოტოსინთეზური ღერო აქვთ, რომელიც მრავლდება სპოგრანგიაში გამრავლებისთვის. თესლიანი სისხლძარღვოვანი მცენარეები როგორიცაა კლუბის ხავსები და ცხენის კუდები შემდეგ მოვიდა დევონიის პერიოდში.

მოლეკულური მონაცემები და ნამარხი ჩანაწერები აჩვენებს ამას თესლის მომტანი ტანვარჯიშები როგორიცაა ფიჭვები, ნაძვები და გინგგო მილიონობით წლამდე განვითარდა ანგიოსპერმამდე, როგორიცაა ფოთლოვანი ხეები; დროის ზუსტ მონაკვეთზე განიხილება.

ტანვარჯიშებს არ აქვთ ყვავილები და არ ატარებენ ნაყოფს; თესლი ქმნის ფოთლის ზედაპირებს ან სასწორებს ფიჭვის გირჩების შიგნით. Კონტრასტით, ანგიოსპერმებს ყვავილები და თესლი აქვთ საკვერცხეებში.

სისხლძარღვოვანი მცენარეების დამახასიათებელ ნაწილებში შედის ფესვები, ღეროები, ფოთლები და სისხლძარღვოვანი ქსოვილი (ქსილემა და ფლოემი). ეს მაღალ სპეციალიზებული ნაწილები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მცენარეთა გადარჩენაში. ამ სტრუქტურების გამოჩენა სათესლე მცენარეებში მნიშვნელოვნად განსხვავდება სახეობებისა და ნიშა.

Ფესვები: ეს მცენარე მცენარის ღეროდან მიაღწევს მიწას წყლისა და საკვები ნივთიერებების ძიებაში. ისინი სისხლძარღვთა ქსოვილების საშუალებით აღიქვამენ და ტრანსპორტირებენ წყალს, საკვებს და მინერალებს. ფესვები ასევე ინარჩუნებს მცენარეთა სტაბილურობას და საიმედოდ მიჯაჭვულობას ქარისგან, რომელსაც ხეების გადაცემა შეუძლია.

ძირეული სისტემები მრავალფეროვანია და ადაპტირებულია ნიადაგის შემადგენლობისა და ტენიანობის შემცველობაზე. თუთიყუში მიწის სიღრმეში ვრცელდება და წყალს აღწევს. არაღრმა ფესვთა სისტემები უკეთესია იმ ადგილებში, სადაც საკვები ნივთიერებები კონცენტრირებულია ნიადაგის ზედა ფენაში. რამდენიმე მცენარე მოსწონს ეპიფიტური ორქიდეები იზრდებიან სხვა მცენარეებზე და იყენებენ ჰაერის ფესვებს ატმოსფერული წყლისა და აზოტის შესაწოვად.

ქსილემიქსოვილი: ამას აქვს ღრუ მილები, რომლებიც ტრანსპორტირებენ წყალს, საკვებ ნივთიერებებს და მინერალებს. მოძრაობა ხდება ერთი მიმართულებით ფესვებიდან ღერომდე, ფოთლებამდე და მცენარის ყველა სხვა ნაწილამდე. ქსილემს აქვს ხისტი უჯრედის კედლები. კსილემის დაცვა შესაძლებელია ნაშთების ჩანაწერებში, რაც ხელს უწყობს გადაშენებული მცენარეების სახეობების იდენტიფიკაციას.

ფლომის ქსოვილი: ეს გადააქვს ფოტოსინთეზის პროდუქტებს მთელ მცენარეთა უჯრედებში. ფოთლებს აქვთ უჯრედები ქლოროპლასტებით, რომლებიც იყენებენ მზის ენერგიას მაღალენერგეტიკული შაქრის მოლეკულების შესაქმნელად, რომლებიც გამოიყენება უჯრედების მეტაბოლიზმისთვის ან ინახება სახამებლის სახით. სისხლძარღვოვანი მცენარეები ქმნიან ენერგეტიკული პირამიდის ფუძეს. წყალში შაქრის მოლეკულები ტრანსპორტირდება ორივე მიმართულებით, რომ განაწილდეს საკვები, როგორც საჭიროა.

ფოთლები: ეს შეიცავს ფოტოსინთეზულ პიგმენტებს, რომლებიც მზის ენერგიას აყენებს. ფართო ფოთლებს აქვთ ფართო ზედაპირი მზის სხივების მაქსიმალური ზემოქმედებისათვის. ამასთან, ცვილისებრი კუტიკლით (ცვილის გარე გარსით) დაფარული თხელი, ვიწრო ფოთლები უფრო ხელსაყრელია მშრალ ადგილებში, სადაც წყლის დაკარგვა პრობლემაა ტრანსპირაციის დროს. ზოგი ფოთლის სტრუქტურას და ღეროს აქვს ხერხემალი და ეკალი ცხოველების გასაფრთხილებლად.

მცენარის ფოთლები შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც მიკროფილები ან მეგაფილები. მაგალითად, ფიჭვის ნემსი ან ბალახის დანა არის სისხლძარღვთა ქსოვილის ერთი ძაფი, რომელსაც მიკროფილს უწოდებენ. ამის საპირისპიროდ, მეგაფილები არის ფოთლები, რომელთაც აქვთ ტოტი ვენებით ან სისხლძარღვებით. მაგალითები მოიცავს ფოთლოვანი ხეები და ფოთლოვანი ყვავილოვანი მცენარეები.

სისხლძარღვთა მცენარეები დაჯგუფებულია იმის მიხედვით, თუ როგორ მრავლდებიან ისინი. კერძოდ, სხვადასხვა ტიპის სისხლძარღვოვანი მცენარეები კლასიფიცირდება იმის მიხედვით, აწარმოებენ თუ არა ისინი სპორებს ან თესლებს ახალი მცენარეების დასამზადებლად. სისხლძარღვოვანი მცენარეები, რომლებიც მრავლდებიან თესლით, ძლიერ განვითარდა სპეციალიზებული ქსოვილი რაც მათ დაეხმარა მთელ ქვეყანაში გავრცელებაში.

სპორების მწარმოებლები: სისხლძარღვთა მცენარეებს შეუძლიათ სპორებით გამრავლება ისევე, როგორც ბევრ არავასკულურ მცენარეს. ამასთან, მათი სისხლძარღვობა აშკარად განსხვავდება უფრო პრიმიტიული სპოროპროდუქციის მცენარეებისაგან, რომელთაც არ აქვთ სისხლძარღვოვანი ქსოვილი. სისხლძარღვთა სპორების მწარმოებელთა მაგალითებია გვიმრები, ცხენის კუდები და კლუბის ხავსი.

თესლის მწარმოებლები: სისხლძარღვოვანი მცენარეები, რომლებიც მრავლდებიან თესლით, შემდეგ იყოფა ტანვარჯიშებად და ანგიოსპერმებად. ტანვარჯიშები, როგორიცაა ფიჭვნარი, ნაძვი, უხი და კედარი, წარმოქმნის ეგრეთ წოდებულ "შიშველ" თესლებს, რომლებიც საკვერცხეში არ არის ჩასმული. ყვავილოვანი, ხილის მომცემი მცენარეებისა და ხეების უმრავლესობა ახლა ანგიოსპერმია.

სისხლძარღვთა თესლის მწარმოებელთა მაგალითებია პარკოსნები, ხილი, ყვავილები, ბუჩქები, ხეხილი და ნეკერჩხლის ხეები.

სისხლძარღვთა სპორების მწარმოებლებს მოსწონთ ცხენის კუდები რეპროდუცირება მეშვეობით თაობების შეცვლა მათი ცხოვრების ციკლში. დროს დიპლოიდური სპოროფიტის ეტაპი, სპორები წარმოიქმნება სპორების წარმომქმნელი მცენარის ქვედა მხარეს. სპოროფიტი მცენარე გამოყოფს სპორებს, რომლებიც გახდებიან გამეტოფიტები თუ ისინი ნესტიან ზედაპირზე დაეშვებიან.

გამეტოფიტები არის პატარა რეპროდუქციული მცენარეები მამაკაცისა და ქალის სტრუქტურებით, რომლებიც წარმოქმნიან ჰაპლოიდურ სპერმატოზოიდებს, რომლებიც ცურავენ ჰაპლოიდურ კვერცხუჯრედამდე მცენარის ქალის სტრუქტურაში. განაყოფიერების შედეგია ა დიპლოიდური ემბრიონი რომ გადაიზარდოს ახალ დიპლოიდურ მცენარედ. გამეტოფიტები, როგორც წესი, იზრდება მჭიდროდ, რაც საშუალებას იძლევა ჯვარედინი განაყოფიერება.

რეპროდუქციული უჯრედების დაყოფა ხდება მეიოზი სპოროფიტში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ჰაპლოიდური სპორები, რომლებიც შეიცავს ნახევარ მეტ გენეტიკურ მასალას მშობელ მცენარეში. სპორები იყოფა მიტოზი და სექსუალურ gametophytes, რომლებიც პატარა მცენარეები, რომლებიც წარმოქმნის haploid კვერცხის და სპერმის მიერ მიტოზი. გამეტების გაერთიანებისას ისინი ქმნიან დიპლოიდურ ზიგოტებს, რომლებიც სპოროფიტებად იქცევიან მიტოზი.

მაგალითად, ცხოვრების დომინანტი ეტაპი ტროპიკული გვიმრა - ეს დიდი, ლამაზი მცენარე, რომელიც ხარობს თბილ, სველ ადგილებში - არის დიპლოიდური სპოროფიტი. გვიმრა მრავლდება ერთუჯრედული ჰაპლოიდური სპორების წარმოქმნით მეიოზის საშუალებით ნაპირების ქვედა მხარეს. ქარი ფართოდ ფარავს მსუბუქ სპორებს.

სპორები იყოფა მიტოზით, წარმოქმნის ცალკეულ ცოცხალ მცენარეებს, რომლებსაც გამეტოფიტებს უწოდებენ და წარმოქმნიან მამრობით და მდედრობითი გამაები, რომლებიც ერწყმიან და იქცევიან პატარა დიპლოიდურ ზიგოტებად, რომლებიც შეიძლება გადაიზარდოს მასიურ გვიმრებად მიტოზი.

თესლის წარმომქმნელი სისხლძარღვოვანი მცენარეები, კატეგორია, რომელიც მოიცავს დედამიწაზე არსებული ყველა მცენარის 80 პროცენტი, აწარმოეთ ყვავილები და თესლები დამცავი საფარით. შესაძლებელია მრავალი სექსუალური და უსქესო რეპროდუქციული სტრატეგია. დამბინძურებლებში შეიძლება შედიოდეს ქარი, მწერები, ფრინველები და ღამურები, რომლებიც ყვავილის მტვრისგან (მამრობითი სტრუქტურა) გადააქვთ მტვრის მარცვლებს სტიგმაზე (ქალის სტრუქტურაში).

ყვავილოვან მცენარეებში გამემოფიტის თაობა არის ხანმოკლე ეტაპი, რომელიც ხდება მცენარის ყვავილებში. მცენარეებს შეუძლიათ თვითდამტვერვა ან ჯვარედინი დამტვერვა სხვა მცენარეებთან ერთად. ჯვარედინი დამტვერვა ზრდის მცენარეთა პოპულაციის ვარიაციას. Pollen მარცვალი გადადის pollen მილის საკვერცხეში, სადაც ხდება განაყოფიერება, და ვითარდება თესლი, რომელიც შეიძლება მოთავსდეს ნაყოფში.

მაგალითად, ორქიდეები, გვირილები და ლობიო ანგიოსპერმების უდიდესი ოჯახია. მრავალი ანგიოსპერმის თესლი იზრდება დამცავი, მკვებავი ხილის ან რბილობის შიგნით. მაგალითად, გოგრა საკვები ხილია, გემრიელი რბილობითა და თესლით.

ტრაქეოფიტები (სისხლძარღვოვანი მცენარეები) კარგად შეეფერება ხმელეთის გარემოს, მათი წინაპრების საზღვაო ბიძაშვილებისგან განსხვავებით, რომლებსაც წყლის გარეთ ცხოვრება არ შეეძლოთ. სისხლძარღვთა მცენარეების ქსოვილები შესთავაზა ევოლუციური უპირატესობები არა სისხლძარღვთა მიწის მცენარეებზე.

სისხლძარღვთა სისტემამ მდიდარი წარმოშვა სახეობების დივერსიფიკაცია რადგან სისხლძარღვოვანი მცენარეები შეიძლება მოერგოს ცვალებად გარემო პირობებს. სინამდვილეში, დაახლოებით არსებობს 352,000 სახეობა სხვადასხვა ფორმისა და ზომის ანგიოსპერმებისა, რომლებიც დედამიწას ფარავს.

არა სისხლძარღვოვანი მცენარეები, როგორც წესი, ნიადაგთან ახლოს იზრდებიან საკვები ნივთიერებების მისაღებად. სისხლძარღვობა საშუალებას აძლევს მცენარეებსა და ხეებს ბევრად მოიზარდონ რადგან სისხლძარღვთა სისტემა უზრუნველყოფს ა სატრანსპორტო მექანიზმი მცენარის მთელ სხეულში საკვების, წყლისა და მინერალების აქტიურად განაწილებისთვის. სისხლძარღვთა ქსოვილი და ფესვთა სისტემა უზრუნველყოფს სტაბილურობასა და გამაგრებულ სტრუქტურას, რომელიც უზრუნველყოფს შეუდარებელ სიმაღლეს ზრდის ოპტიმალურ პირობებში.

კაქტუსებს აქვთ ადაპტაციური სისხლძარღვოვანი სისტემები წყლის ეფექტურად შესანარჩუნებლად და მცენარის ცოცხალი უჯრედების დასატენიანებლად. ტროპიკულ ტყეებში უზარმაზარი ხეები იკვებება საყრდენი ფესვები მათი საბარგულის ძირას, რომელიც შეიძლება 15 მეტრამდე გაიზარდოს. სტრუქტურული დახმარების გარდა, საყრდენი ფესვები ზრდის ზედაპირს საკვები ნივთიერებების შთანთქმისთვის.

სისხლძარღვოვანი მცენარეები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ეკოლოგიური ბალანსის შენარჩუნებაში. დედამიწაზე ცხოვრება დამოკიდებულია მცენარეებზე, რომ უზრუნველყონ საკვები და ჰაბიტატი. მცენარეები სიცოცხლეს ინარჩუნებენ ნახშირორჟანგის ნიჟარების როლში და წყალსა და ჰაერში ჟანგბადის გამოყოფით. და პირიქით, ტყეების გაჩეხვა და დაბინძურების გაზრდილი დონე გავლენას ახდენს გლობალურ კლიმატზე, რაც იწვევს ჰაბიტატის დაკარგვას და სახეობების გადაშენებას.

ნაშთების ჩანაწერების თანახმად, წითელი ხეები - წიწვოვანი მცენარეების წარმოშობა - არსებობდა როგორც სახეობა მას შემდეგ, რაც დინოზავრები მართავდნენ დედამიწას იურული პერიოდის განმავლობაში. New York Postიტყობინება 2019 წლის იანვარში, სათბურის გაზების ეფექტის შესამსუბუქებლად, გარემოს დაცვის ჯგუფი სან ფრანცისკომ დარგა წითელი ხის ნერგები, რომლებიც კლონირებულია ამერიკაში აღმოჩენილი უძველესი წითელი მერქნისგან, რომელიც 400 მეტრამდე გაიზარდა მაღალი თანახმად პოსტი, ამ სექსუალურ წითელ მერქნებს შეუძლია 250 ტონაზე მეტი ნახშირორჟანგის ამოღება.