ქარხანა: განმარტება, ევოლუცია, ტაქსონომია

მცენარეები დედამიწაზე ცხოვრების უძველესი ფორმაა. იქნება ეს დახურული მცენარეები, მცენარეები თქვენს სახლში, ბაღში მცენარეები ან ტროპიკული მცენარეები, ისინი იყენებენ პიგმენტს ქლოროფილი საკვების დასამზადებლად მზის ენერგიის აღება.

იმ ექვსი სამეფო ყველა ორგანიზმის კლასიფიცირება ტაქსონომიაში, მცენარეები, როგორც თქვენ წარმოიდგინეთ, სამეფო პლანტაშია. მცენარეები ატმოსფეროში ჟანგბადის ერთ-ერთი მთავარი მწარმოებელია.

მცენარეები არიან მრავალუჯრედიანი, ეუკარიოტული ორგანიზმები ემბრიონებიდან რომ იზრდება. მცენარეები იყენებენ მწვანე პიგმენტს ქლოროფილს მზის სხივების დასაპყრობად. თავის მხრივ, მცენარეები იყენებენ მზის ენერგიას საკვებად შაქრის, სახამებლისა და სხვა ნახშირწყლების დასამზადებლად.

ისინი ამ ენერგიას სხვა მეტაბოლური მიზნებისთვისაც იყენებენ. განიხილება მცენარეები ფოტოავტოტროპიული, რადგან მათ საკუთარი საჭმლის მომზადება შეუძლიათ.

მცენარეთა ერთ-ერთი გამორჩეული თვისება ის არის, რომ მათ არ შეუძლიათ მოძრაობა, როგორც ცხოველები და ბაქტერიები. მათი გამო მათი ამჟამინდელი მდებარეობიდან გადაადგილების შეუძლებლობა, მცენარეები რთულ ვითარებაში ვერ გადაადგილდებიან.

ამიტომ მცენარეთა მოვლა რთულია და დამოკიდებულია იმაზე, რომ ადამიანები მიიღებენ სინათლის რაოდენობას (სრული მზე, საშუალო სინათლე და ა.შ.), წყლის დონე და სხვა გარემო პირობები მცენარეთა აყვავებისთვის. მათი უმოძრაო ხასიათი საჭიროებს მცენარეთა ადაპტაციის განვითარებას, რათა გაუმკლავდნენ თავიანთ გარემოცვას.

მცენარეებს აქვთ მკაცრი საზღვარი უჯრედებთან, ე.წ. უჯრედის კედელი. უჯრედის შიგნით არის დიდი ცენტრალური ვაკუოლი და პლაზმოდემა. პლაზმოდესმატები პატარა ხვრელებია, რომელთა საშუალებით წყალს და საკვებ ნივთიერებებს დიფუზიის გზით უჯრედის ცენტრში მოყვანა შეუძლიათ.

მცენარეთა უჯრედების სხვა მახასიათებლებში შედის ა ბირთვი, მიტოქონდრია და სხვა ორგანელები. უჯრედის კედელი დამზადებულია ცელულოზისგან, რომელიც ორივე შედარებით ხისტია, მაგრამ აქვს გარკვეული მოქნილობა.

მცენარეები მთელ მსოფლიოში არსებობს, გარდა ოკეანის ღრმა ნაწილების, უკიდურესად მშრალი უდაბნოებისა და არქტიკის ნაწილების.

მსოფლიოს მცენარეებში შედის თესლი არა სისხლძარღვოვანი მცენარეები, თესლიანი სისხლძარღვოვანი მცენარეები და მცენარეები თესლით.

მცენარეები ცოცხალი არსებებია და Kingdom Plantae- ს წევრები არიან. ისინი კლასიფიცირდება იმის მიხედვით, ცირკულირებენ ისინი სითხეებს არა სისხლძარღვოვან ან სისხლძარღვოვან მცენარეებში.

სისხლძარღვოვანი მცენარეები შეიცავს სისხლის მიმოქცევის სისტემას, სტრუქტურის გამოყენებით, რომელსაც ე.წ. ქსილემა საკვებ ნივთიერებებსა და წყალს მთელ მცენარეთა გადასაზიდად შიგნით არა სისხლძარღვოვანი მცენარეები, ამ ტიპის სტრუქტურა არ არსებობს. სწორედ ამიტომ, არა სისხლძარღვოვანი მცენარეები საჭიროებენ ტენიანობის ადვილად მისადგომ წყაროებს გადარჩენისთვის.

მცენარეები სხვა ორგანიზმებისგან განსხვავებულად მრავლდებიან, იყენებენ თაობათა მონაცვლეობა. დიპლოიდური მცენარეები ან სპოროფიტები დაიწყოს მათი განვითარება ჰაპლოიდურ მცენარეში ან გამეტოფიტი ფაზა ამ სხვადასხვა ფორმის ზომა არის ერთ-ერთი მახასიათებელი, რომელიც ხელს უწყობს არა სისხლძარღვოვანი და სისხლძარღვოვანი მცენარეების გამოყოფას.

არა სისხლძარღვოვანი მცენარეები ან ბრიოფიტები მოიცავს ხავსებს, ღვიძლის მცენარეებსა და რქოვანებს. არა სისხლძარღვოვან მცენარეებს არ აქვთ ყვავილები და თესლი; ამის ნაცვლად, ისინი მრავლდებიან სპორების საშუალებით. ბრიოფიტებში მცენარის სპოროფიტი მცირეა, გამეტოფიტი კი მცენარის დომინანტი ნაწილია.

არა სისხლძარღვოვანი მცენარეები დაბალი ზრდისაა და არ ფლობენ ნამდვილ ფესვთა სისტემებს. არა სისხლძარღვოვანი მცენარეები იზრდება მიწის გასწვრივ, დაფარავს ქანებს და სხვა სუბსტრატს.

მიწის მცენარეებმა შეიმუშავეს სხვადასხვა ადაპტაცია მიმდებარე ტერიტორიაზე წყლის გავრცელების ან ნაკლებობისთვის. არა სისხლძარღვოვანი მცენარეების შემთხვევაში, გაშრობის ტენდენცია შეიძლება იყოს დამცავი. ამას ეწოდება საშრობი ტოლერანტობა. ხავსი და ღვიძლის მცენარეები შეიძლება აღდგეს გამოშრობიდან მოკლე დროში.

არა სისხლძარღვოვანი მცენარეებისგან განსხვავებით, სისხლძარღვოვანი მცენარეები შეიცავს ქსილემა და ფლოემი, სტრუქტურები, რომლებიც გამოიყენება მცენარეთა მთელ სხეულში სითხეებისა და საკვები ნივთიერებების ტრანსპორტირებისთვის. სისხლძარღვოვანი მცენარეები ასევე მოიხსენიება როგორც ტრაქეოფიტები.

სისხლძარღვოვანი მცენარეები ასევე აწარმოებენ თესლი და ყვავილები, თუმცა ზოგი მათგანი სპორებსაც გამოიმუშავებს. პტერიდოფიტები აქვთ სპოროფიტები, რომლებიც დამოუკიდებელ მცენარეებად იქცევიან.

სპერმატოფიტები სათესლე მცენარეებია. ისინი მცენარეთა უმეტესობას შეადგენენ. ეს ხასიათდება მცირე გამეტოფიტის ფორმებით.

სისხლძარღვთა მცენარეებს აქვთ წყლის შენახვისა და წყლის დაკარგვასთან გამკლავების საკუთარი მეთოდები. მაგალითად, წვნიან მცენარეებს აქვთ ქსოვილები, რომლებიც შუპდება და წყალს ინახავს მშრალ გარემოში. Succulents- ის მაგალითებია cacti და agave მცენარეები.

სისხლძარღვთა მცენარეებს ასევე აქვთ ადაპტირებული ქიმიკატები და სტრუქტურები, როგორიცაა ხერხემალი, რათა სხვა ორგანიზმებმა არ შეაჩერონ ისინი.

სისხლძარღვოვანი მცენარეების შემდგომი კატეგორიზაცია შესაძლებელია თესლის გავრცელების მიხედვით. უთესლო სისხლძარღვოვან მცენარეებში შედის გვიმრა და ცხენის კუდი. უთესლო მცენარეები ამჯობინებენ ტენიან ადგილებს და მრავლდებიან სპორების საშუალებით, არა სისხლძარღვოვანი მცენარეების მსგავსი.

სისხლძარღვოვანი მცენარეები თესლით იყოფა წიწვოვნებად (ტანვარჯიშები) და ყვავილოვანი ან ხილის მომცემი მცენარეები. წიწვოვანი მცენარეები გააჩნიათ შიშველი თესლი გირჩებში და არ აწარმოებენ ხილს ან ყვავილებს. წიწვოვან მცენარეებში შედის ფიჭვები, ნაძვები, კედრები და გინგგო.

თესლის მცენარეებს, რომლებსაც აქვთ ყვავილები ან ნაყოფი დაფარავს თესლს, ეწოდება ანგიოსპერმებს. დღეს ანგიოსპერმები დომინირებენ მცენარეულ სამყაროში.

სისხლძარღვოვანი მცენარეების მაგალითებია ბალახები, ხეები, გვიმრები და ნებისმიერი მცენარე ყვავილებით.

დროთა განმავლობაში მცენარეები განვითარდა და მოიცავდა უფრო მოწინავე ფიზიკურ მახასიათებლებს, გამრავლების მეთოდებს, თესლებსა და ყვავილებს. მათ, ვინც შეისწავლის მცენარეთა ევოლუციას, ე.წ. პალეობოტანისტები.

მწვანე წყალმცენარეებმა ხელი შეუწყო მცენარეთა ევოლუციას. მწვანე წყალმცენარეების ორგანიზმებს არ აქვთ ცვილის კუტიკულები ან უჯრედის კედლები, როგორც უფრო მოწინავე მცენარეები.

ქაროფიტები, რომლებიც ცნობილია მწვანე წყალმცენარეების საერთო სახელწოდებით, ასევე განსხვავდებოდა უფრო მოწინავე მცენარეებისგან, უჯრედების დაყოფის სხვადასხვა მექანიზმებით. ისინი ძირითადად წყალში ცხოვრობდნენ. დიფუზია წყალმცენარეებს კარგად ემსახურებოდა საკვები ნივთიერებების მიწოდებისთვის. (ის წყალმცენარეები, რომლებიც ერთუჯრედიანია, მცენარეებად არ ითვლება.)

ფიქრობენ, რომ წყლიდან მიწაზე გადაადგილებამ საჭირო გახადა საშრობი გამკლავების გზები. ეს გულისხმობდა სპორების ჰაერში გაფანტვის შესაძლებლობას, თავდაყირა დგომისა და სუბსტრატებზე მიბმის გზების პოვნას და მზის სხივის აღების მეთოდების შექმნას საკვების მიღების მიზნით. ხმელეთზე ყოფნით მზის მეტ შუქზე წვდომა ხელსაყრელი აღმოჩნდა.

კიდევ ერთი საკითხი, რომელიც მცენარეებს უნდა შეეჩინათ, წყლის ნაკლებობა იყო. ამისათვის საჭიროა ღეროები და სხვა სტრუქტურები მცენარის ასამაღლებლად. ასევე უნდა შემუშავებულიყო დამცავი ადაპტაციები ულტრაიისფერი გამოსხივების საწინააღმდეგოდ.

მიწის მცენარეების მთავარი ადაპტაცია, ან ემბრიოფიტებიმოიცავს თაობების შეცვლას, სპონორგიუმს (სპორების წარმოქმნისთვის), ანტერიდიუმს (ჰაპლოიდური უჯრედების გამომუშავებას) და აპიკალურ მერისტემას გასროლებისა და ფესვებისთვის. თაობების შეცვლა იწვევს სიცოცხლის ციკლში მცენარეებს, რომლებსაც აქვთ ჰაპლოიდური და დიპლოიდური ეტაპები.

უთესლო მცენარეები იყენებენ მამრობით ანტერიდიუმს სპერმის გასათავისუფლებლად. ისინი ქალთა არქეგონიაში ცურავენ კვერცხუჯრედის განაყოფიერებისთვის. სათესლე მცენარეებში pollen აიღებენ გამრავლების როლს.

არა სისხლძარღვთა მცენარეებმა შეამცირეს სპოროფიტის სტადიები. სისხლძარღვთა მცენარეებში, გამეტოფიტის ეტაპია გავრცელებული.

სხვა ადაპტაციებიც გაჩნდა. მაგალითად, სათესლე მცენარეებს არ სჭირდებათ იმდენი წყალი, როგორც უფრო პრიმიტიულ უთესლო მცენარეებს. აპიკალური მერისტემი შეიცავს წვერს, რომელიც მასპინძლობს სწრაფად გამყოფ უჯრედებს მისი სიგრძის გასაზრდელად. ეს ნიშნავს, რომ ყლორტებს უკეთესად შეუძლიათ მიიღონ მეტი მზის სხივები, ხოლო ფესვებს უკეთესად მიუწვდებათ ხელი საკვებ ნივთიერებებსა და წყალში.

კიდევ ერთი ადაპტაცია, ცვილისებრი კუტიკალი მცენარეთა ფოთლებზე, ხელს უშლის წყლის დაკარგვას. სტომატა, ან ფორები, განვითარებული, რათა გაზები და წყალი შევიდნენ და გამოვიდნენ ქარხანაში.

პალეოზოური ეპოქა აცხადებს მცენარეთა აღმავლობას. ეს ეპოქა გამოიკვეთა გეოლოგიური დროის კამბრიულ, ორდოვიკურ, სილურულ, დევონიურ, კარბონულ და პერმიან პერიოდებში.

მიწის მცენარეები არსებობდა ორდოვიკური პერიოდის შემდეგ, თითქმის 500 მილიონი წლის წინ. ნაშთების ჩანაწერში ვლინდება პირველი მიწის მცენარეების კუტიკულები, სპორები და უჯრედები. თანამედროვე მცენარეები გვიან სილურულ პერიოდში შემოვიდა.

ითვლება, რომ ღვიძლის მცენარეები მიწის მცენარეების ადრეული მაგალითი იყო. ეს ნაწილობრივ განპირობებულია იმით, რომ ისინი ერთადერთი მიწის მცენარეა, რომელთაც არ აქვთ სტომატები.

მცენარეებმა განავითარეს ემბრიონის დაცვა სისხლძარღვთა სტრუქტურის დაწყებამდე. მცენარეთა ძირითადი ცვლა სისხლძარღვოვანი გახდეს, რასაც მალე მოჰყვა თესლისა და ყვავილების განვითარება.

დევონიური პერიოდი (დაახლოებით 410 მილიონი წლის წინ) აცხადებს სისხლძარღვოვანი მცენარეების უზარმაზარ მასივს, რომლებიც უფრო ჰგავს თანამედროვე ლანდშაფტს. მრავალი ადრეული ბრიოფიტი სველ ტალახებზე ცხოვრობდა.

ხმელეთზე ყოფნამ მცენარეებს ნახშირორჟანგზე უკეთესი წვდომა მისცა. დევონიანის გაზრდილმა მცენარეულობამ ატმოსფერული ჟანგბადი გამოიწვია. ეს დაეხმარა ცხოველების საბოლოოდ აღზევებაზე, რომლებსაც ჟანგბადი სჭირდებოდათ სუნთქვისთვის.

ამ ხნის განმავლობაში, ზოგიერთი მცენარე შემოვიდა სიმბიოტიკური ურთიერთობები სოკოებით. ეს ხელს უწყობდა მცენარეთა ფესვებს.

სილურული პერიოდის განმავლობაში მცენარეებში მოხდა ცვლილება ღეროებისა და ტოტებისკენ. ეს საშუალებას აძლევდა მცენარეთა ზრდას, უფრო მეტი შუქის მისაღწევად. თავის მხრივ, მაღალ ღეროებს უფრო მკაცრი კონსტრუქციები ესაჭიროებოდა, სანამ ჩემოდნები საბოლოოდ განვითარდებოდა.

მისი პერიოდის ადრეული სისხლძარღვოვანი მცენარე იყო კუკსონია. ამ მცენარეს არ ჰქონდა ფოთლები, მაგრამ მას ატარებდა სპოროვანი ტომრები ღეროების ბოლოებზე.

ამ პერიოდმა მნიშვნელოვან მტკიცებულებებს აჩვენა მისი ნამარხი ნაშთებიდან. ზოგიერთი სხვა ადრეული სისხლძარღვოვანი მცენარეა ზოსტეროფილილოფიტა (კლუბის წინამორბედები) და რინიოფიტა (წინამორბედები ტრიმეროფიტოფიტა და სხვა ფოთლოვანი მცენარეები).

მათ სავარაუდოდ არ ჰქონდათ ნამდვილი ფესვები და ფოთლები და უფრო წააგავდნენ ხავსებს. მიუხედავად იმისა, რომ მათი უმეტესობა დაბალი მზარდი მცენარეები იყო, ტრიმეროფიტები ზოგჯერ მეტრამდეც იზრდებოდა.

გვიმრები, ცხენის კუდები, სათესლე მცენარეები და ხეები უპირატესობას ანიჭებდნენ დროს ნახშირბადის პერიოდი, დაახლოებით 300 მილიონი წლის წინ. Horsetails (კალამიტები) რამდენიმე მეტრს მიაღწია კიდეც.

ნახშირბადის პერიოდის დელტასები და ტროპიკული ჭაობები მასპინძლობდნენ ახალ მცენარეებსა და ტყეებს. ეს ჭაობის ტყეები გაფუჭდა და საბოლოოდ ჩამოყალიბდა ნახშირის საბადოებში.

ადრეული სათესლე მცენარეები, ან ტანვარჯიშები, განვითარდა ნახშირწყლების დროსაც. წიწვოვანი ხე, გვიმრა (ფსარონიუსი) და თესლის გვიმრები (ნეიროპტერი) ამ ეპოქის ნახშირის ტყეებში გაიზარდა. დიდი მწერები და ამფიბიები ხარობდნენ ამ ახალ ტყეებს შორის.

მას შემდეგ, რაც ცხოველები ხმელეთზე ჩამოვიდნენ, მცენარეებს ჰყავდათ მტაცებლები. მცენარეთა შემდგომი ადაპტაცია შეიმუშავა თვითდასაცავად. მცენარეებმა შეიმუშავეს რთული ორგანული მოლეკულები, რაც მათ ცხოველების გემოზე ცუდად აყენებს; ზოგმა მცენარეებიც კი ტოქსიკური გახადა. ამის საპირისპიროდ, სხვა მცენარეები თანაარსებობდნენ ცხოველებთან, რაც მათ ხილისა და თესლის განაწილებაში ან განაწილებაში ეხმარებოდა.

Ადრე ცარცის პერიოდი (დაახლოებით 130 მილიონი წლის წინ) მოხდა წიწვოვანი მცენარეების, ციკადების და მსგავსი მცენარეების, ხეების გვიმრებისა და პატარა გვიმრების ზრდა. ცარცის და იურული პერიოდები შეესწავლათ ასეთი ტანვარჯიშების დომინირებას. პირველი ანგიოსპერმი ან ყვავილოვანი მცენარეები წარმოიშვა ცარცის პერიოდში. ერთი მაგალითია ის Silvianthemum suecicum (საქსიფრაგის უძველესი ტიპი).

მას შემდეგ, რაც აყვავებული მცენარეები პრეისტორიულ ლანდშაფტს დაეუფლა, ისინი სწრაფად გახდნენ ყველაზე წარმატებული მცენარეები. ისინი სწრაფად დივერსიფიცირებულნი იყვნენ ტროპიკული ტერიტორიებიდან და გავრცელდნენ მთელს მსოფლიოში პალეოგენური პერიოდის განმავლობაში, რომელიც მოიცავს ადრეულ მესამედურ პერიოდს (დაახლოებით 50 მილიონი წლის წინ). დღეისათვის 300 000 მცენარეთა 250 000 ანგიოსპერმია.

პალეოგენის პერიოდში გაჩნდა მრავალი ახალი სახეობა, როგორიცაა მანგროვები, მაგნოლია და სხვა ჰიბბერტია. ამ დროისთვის ფრინველებისა და ძუძუმწოვრების რიცხვი მნიშვნელოვნად გაიზარდა. ამ ეტაპზე მსოფლიოს მცენარეები ძალიან ჰგავდა თანამედროვე ეპოქის მცენარეებს.

გნეტოფიტები ბოლო ძირითადი ტანვარჯიშები იყვნენ, რომლებიც ჩამოვიდნენ. ნეოგენის, ანუ მესამე პერიოდის უკანასკნელი ნაწილის პერიოდში ბალახი გამოჩნდა. საბოლოოდ, ტყიანი რეგიონები კლიმატთან ერთად შეიცვალა და სავანეს ტერიტორიები გამოჩნდა.