Asinsvadu augi: definīcija, klasifikācija, raksturojums un piemēri

Uzzināt par daudzajiem asinsvadu augi ir svarīgāka, nekā jūs domājat.

Piemēram, fiddlehead papardes visi izskatās vienādi neapmācītai acij, bet atšķirīgās īpašības izceļ garšīgu strausa paparde no a bracken papardes domājams, ka tie satur kancerogēnus. Asinsvadu augiem ir kopīgas un dažos gadījumos savdabīgas adaptācijas, kas nodrošina evolūcijas priekšrocības.

Asinsvadu augi ir “cauruļu augi”, kurus sauc traheofīti. Asinsvadu audi augos sastāv no ksilēma, kas ir caurules, kas iesaistītas ūdens transportā, un flīms, kas ir cauruļveida šūnas, kas izplata pārtiku augu šūnām. Citi raksturīgie raksturlielumi ir kātiņi, saknes un lapas.

Asinsvadu augi ir sarežģītāki nekā senču nemaskulārie augi. Asinsvadu augiem ir sava veida iekšējā “santehnika”, kas transportē fotosintēze, ūdens, barības vielas un gāzes. Visi asinsvadu augu veidi ir sauszemes (zemes) augi, kas nav sastopami saldūdens vai sālsūdens biomos.

Asinsvadu augi tiek definēti arī kā eikarioti, kas nozīmē, ka viņiem ir ar membrānu saistīts kodols, kas tos atšķir no prokariotu baktērijām un arhejām. Asinsvadu augiem ir fotosintētiski pigmenti un celuloze

Gadsimtiem ilgi zinātnieki ir izmantojuši augu taksonomijavai klasifikācijas sistēmas, lai identificētu, definētu un grupētu augus. Senajā Grieķijā Aristoteļa klasifikācijas metode balstījās uz organismu sarežģītību.

Cilvēki tika novietoti “Lielās būtnes ķēdes” augšgalā tieši zem eņģeļiem un dievībām. Dzīvnieki nāca pēc tam, un augi tika novirzīti uz ķēdes apakšējiem posmiem.

18. gadsimtā zviedru botāniķis Karls Linnē atzina, ka augu un dzīvnieku zinātniskai izpētei dabas pasaulē ir nepieciešama universāla klasifikācijas metode. Linnaeus katrai sugai piešķīra latīņu binomālo sugu un ģints nosaukumu.

Viņš arī grupēja dzīvos organismus pēc valstībām un pasūtījumiem. Asinsvadu un bezvaskulārie augi augu valstībā pārstāv divas lielas apakšgrupas.

Sarežģītiem augiem un dzīvniekiem dzīvošanai nepieciešama asinsvadu sistēma. Piemēram, cilvēka ķermeņa asinsvadu sistēmā ietilpst artērijas, vēnas un kapilāri, kas iesaistīti metabolismā un elpošanā. Maziem primitīviem augiem vajadzēja miljoniem gadu, lai izveidotu asinsvadu audus un asinsvadu sistēmu.

Tā kā senajiem augiem nebija asinsvadu sistēmas, to diapazons bija ierobežots. Augi lēnām attīstījās asinsvadu audos, flēmā un ksilēmā. Asinsvadu augi mūsdienās ir izplatītāki nekā bezvaskulāri augi, jo vaskularitāte piedāvā evolūcijas priekšrocības.

Pirmais asinsvadu augu fosilais ieraksts datēts ar tā saukto sporofītu Cooksonia kas dzīvoja apmēram Silūra periodā pirms 425 miljoniem gadu. Tā kā Cooksonia ir izmiris, pētot auga īpašības, aprobežojas ar fosilā ieraksta interpretācijām. Cooksonia bija kāti, bet bez lapām vai saknēm, lai gan tiek uzskatīts, ka dažām sugām ir izveidojušies asinsvadu audi ūdens transportēšanai.

Primitīvos bezvaskulāros augus sauc bryophytes pielāgoti zemes augiem vietās, kur bija pietiekami daudz mitruma. Augi, piemēram, aknu zāles un hornworts trūkst faktisko sakņu, lapu, kātu, ziedu vai sēklu.

Piemēram, noslaucīt papardes nav īstas papardes, jo tām ir tikai bez lapām fotosintētisks kāts, kas pavairošanai sazarojas sporangijās. Bezsēklas asinsvadu augi piemēram, kluba sūnas un kosa nāca nākamais devona periodā.

Molekulārie dati un fosilie ieraksti to parāda sēklas gymnosperms piemēram, priedes, egle un ginkgo, kas attīstījās miljoniem gadu, pirms stenokardis, piemēram, platlapu koki; tiek apspriests precīzs laika posms.

Gymnosperms nav ziedu vai augļu; sēklas veidojas uz lapu virsmām vai zvīņām priežu čiekuru iekšpusē. Turpretī, stenokardijas ir ziedi un sēklas, kas ieslēgtas olnīcās.

Raksturīgās asinsvadu augu daļas ietver saknes, kātiņus, lapas un asinsvadu audus (ksilēmu un flēmu). Šīm ļoti specializētajām daļām ir izšķiroša loma augu izdzīvošanā. Šo struktūru izskats sēklu augos ļoti atšķiras pēc sugām un niša.

Saknes: Tie no auga kāta nonāk zemē, meklējot ūdeni un barības vielas. Viņi absorbē un transportē ūdeni, pārtiku un minerālvielas caur asinsvadu audiem. Saknes arī uztur augus stabilus un droši noenkurotus pret pūšamo vēju, kas var sagāzt kokus.

Sakņu sistēmas ir dažādas un pielāgotas augsnes sastāvam un mitruma saturam. Taproots sniedzas dziļi zemē, lai sasniegtu ūdeni. Seklās sakņu sistēmas ir labāk piemērotas apgabaliem, kur barības vielas koncentrējas augsnes augšējā slānī. Daži augi patīk epifītu orhidejas augt uz citiem augiem un izmantot gaisa saknes, lai absorbētu atmosfēras ūdeni un slāpekli.

Ksilemsaudi: Tam ir dobas caurules, kas transportē ūdeni, barības vielas un minerālvielas. Kustība notiek vienā virzienā no saknēm līdz kātam, lapām un visām pārējām auga daļām. Xylem ir stingras šūnu sienas. Ksilēmu var saglabāt fosilajā uzskaitē, kas palīdz identificēt izmirušās augu sugas.

Flīma audi: Tas fotosintēzes produktus transportē pa visām augu šūnām. Lapās ir šūnas ar hloroplastiem, kas izmanto saules enerģiju, lai izveidotu augstas enerģijas cukura molekulas, kuras izmanto šūnu metabolismam vai uzglabā kā cieti. Asinsvadu augi veido enerģijas piramīdas pamatu. Cukura molekulas ūdenī tiek transportētas abos virzienos, lai pēc vajadzības sadalītu pārtiku.

Lapas: Tie satur fotosintētiskos pigmentus, kas izmanto saules enerģiju. Plašām lapām ir plaša virsma, lai maksimāli pakļautu saules gaismai. Tomēr plānas, šauras lapas, kas pārklātas ar vaska kutikulu (vaskains ārējais slānis), ir izdevīgākas sausās vietās, kur ūdens zudumi ir problēma transpirācijas laikā. Dažām lapu konstrukcijām un kātiem ir muguriņas un ērkšķi, lai brīdinātu dzīvniekus.

Augu lapas var klasificēt kā mikrofilmas vai megafilas. Piemēram, priežu skuja vai zāles asmens ir viena asinsvadu audu virkne, ko sauc par mikrofilu. Turpretim megafilas ir lapas ar zarojošām vēnām vai vaskularitāti lapas iekšienē. Piemēri ietver lapu koki un lapu ziedoši augi.

Asinsvadu augi tiek sagrupēti pēc to vairošanās veida. Konkrēti, dažādus asinsvadu augu tipus klasificē pēc tā, vai tie rada sporas vai sēklas, lai iegūtu jaunus augus. Asinsvadu augi, kas vairojas ar sēklām, ļoti attīstījās specializēti audi kas viņiem palīdzēja izplatīties pa visu zemi.

Sporu ražotāji: Asinsvadu augi var atveidot sporas tieši tāpat, kā to dara daudzi bezvaskulāri augi. Tomēr to vaskularitāte padara tos redzami atšķirīgus no primitīvākiem sporu ražojošiem augiem, kuriem trūkst šo asinsvadu audu. Asinsvadu sporu ražotāju piemēri ir papardes, kosa un nūjas sūnas.

Sēklu ražotāji: Asinsvadu augi, kas pavairo ar sēklām, tālāk tiek iedalīti vingrošanas un spermas sēklās. Sporta zāles, piemēram, priedes, egle, īve un ciedri, rada tā sauktās “kailās” sēklas, kas nav ieslēgtas olnīcā. Lielākā daļa ziedošu, augļus nesošu augu un koku tagad ir zemes dziedzeru spermas.

Asinsvadu sēklu ražotāju piemēri ir pākšaugi, augļi, ziedi, krūmi, augļu koki un kļavas.

Asinsvadu sporu ražotājiem patīk kosa pavairot caur paaudžu maiņa viņu dzīves ciklā. Laikā diploīda sporofīta stadija, sporu veidojošā auga apakšpusē veidojas sporas. Sporofītu augs atbrīvo sporas, kas kļūs gametofīti ja viņi nolaižas uz mitras virsmas.

Gametofīti ir mazi reproduktīvie augi ar vīriešu un sieviešu struktūrām, kas ražo haploīdu spermu, kas peld uz haploīdu olu auga sievietes struktūrā. Apaugļošanas rezultātā a diploīds embrijs kas izaug par jaunu diploīdu augu. Gametofīti parasti aug tuvu viens otram, ļaujot apaugļot.

Reproduktīvo šūnu dalīšanās notiek līdz mejoze sporofītā, kā rezultātā rodas haploīdās sporas, kas satur pusi mazāk ģenētiskā materiāla pie vecāku auga. Sporas dalās ar mitoze un nobriest par gametofītiem, kas ir mazi augi, kas līdz ar to ražo haploīdu olšūnu un spermu mitoze. Apvienojoties gametām, tās veido diploīdus zigotus, kas izaug sporofīti mitoze.

Piemēram, tropiskā paparde - tas lielais, skaistais augs, kas plaukst siltās, mitrās vietās, ir diploīdais sporofīts. Papardes vairojas, veidojot vienšūnu haploīdās sporas, izmantojot mejozi, apakšlapā. Vējš plaši izkliedē vieglas sporas.

Sporas dalās ar mitozi, veidojot atsevišķus dzīvus augus, kurus sauc par gametofītiem, kas ražo vīriešu un sieviešu dzimumšūnas, kas saplūst un kļūst par sīkām diploīdām zigotām, kuras līdz ar to var izaugt par masveida papardēm mitoze.

Sēklu audzēšanas asinsvadu augi, kategorija, kas ietver 80 procenti no visiem augiem uz Zemes, ražo ziedus un sēklas ar aizsargpārklājumu. Ir iespējamas daudzas seksuālās un bezdzimuma reproduktīvās stratēģijas. Apputeksnētāji var būt vējš, kukaiņi, putni un sikspārņi, kas ziedputekšņu graudus pārnes no zieda putekšņa (vīriešu struktūra) uz stigmu (sievietes struktūra).

Ziedošos augos gametofītu paaudze ir īslaicīgs posms, kas notiek auga ziedos. Augi var pašapputes vai savstarpēji apputeksnēties ar citiem augiem. Krusteniskā apputeksnēšana palielina augu populācijas variācijas. Putekšņu graudi pārvietojas caur ziedputekšņu cauruli uz olnīcu, kur notiek apaugļošanās, un attīstās sēkla, kas var būt iekapsulēta augļos.

Piemēram, orhidejas, margrietiņas un pupiņas ir vislielākās angiospermu ģimenes. Daudzu stenokardiju sēklas aug aizsargājošā, barojošā augļā vai mīkstumā. Ķirbji ir ēdami augļi, piemēram, ar garšīgu mīkstumu un sēklām.

Traheofīti (asinsvadu augi) ir labi piemēroti sauszemes videi atšķirībā no viņu senču jūras brālēniem, kuri nevarēja dzīvot ārpus ūdens. Piedāvāti asinsvadu augu audi evolūcijas priekšrocības virs nevaskulāriem zemes augiem.

Asinsvadu sistēma radīja bagātību sugu dažādošana jo asinsvadu augi varētu pielāgoties mainīgajiem vides apstākļiem. Patiesībā tādu ir aptuveni 352 000 sugu dažādu formu un izmēru stenokardiju, kas aptver Zemi.

Bezvaskulāri augi parasti aug tuvu zemei, lai piekļūtu barības vielām. Vaskularitāte ļauj augiem un kokiem izaugt daudz garākiem jo asinsvadu sistēma nodrošina a transporta mehānisms pārtikas, ūdens un minerālvielu aktīvai izplatīšanai visā augu ķermenī. Asinsvadu audi un sakņu sistēma nodrošina stabilitāti un stiprinātu struktūru, kas optimālos augšanas apstākļos atbalsta nepārspējamu augstumu.

Kaktusiem ir adaptīvas asinsvadu sistēmas, lai efektīvi noturētu ūdeni un mitrinātu augu dzīvās šūnas. Milzīgi koki lietus mežā tiek atbalstīti balsta saknes viņu bagāžnieka pamatnē, kas var izaugt līdz 15 pēdām. Papildus strukturālā atbalsta nodrošināšanai, balstu saknes palielina barības vielu absorbcijas virsmu.

Asinsvadu augiem ir galvenā loma ekoloģiskā līdzsvara uzturēšanā. Dzīve uz Zemes ir atkarīga no augiem, lai nodrošinātu pārtiku un dzīvotni. Augi uztur dzīvību, darbojoties kā oglekļa dioksīda izlietnes un izdalot skābekli ūdenī un gaisā. Un otrādi, mežu izciršana un paaugstināts piesārņojuma līmenis ietekmē globālo klimatu, kā rezultātā tiek zaudēti dzīvotnes un sugas.

Fosilie ieraksti liecina, ka sarkanie koki, kas cēlušies no skujkokiem, pastāv kā suga, kopš dinozauri valdīja uz Zemes juras periodā. The New York Postziņots 2019. gada janvārī, ka, lai mazinātu siltumnīcefekta gāzu ietekmi, vides grupa, kas atrodas San Fransisko iestādīja sarkankoku stādus, kas klonēti no seniem Amerikā atrastiem koku celmiem, kuri pieauga līdz 400 pēdām garš. Saskaņā ar Ziņa, šie nobriedušie sarkanie koki varētu noņemt vairāk nekā 250 tonnas oglekļa dioksīda.