Gymnospermen: definitie, levenscyclus, typen en voorbeelden

Het Koninkrijk Plantae is in het domein van Eukarya, wat betekent dat alle planten zijn eukaryoten met eukaryote cellen. Organismen binnen het koninkrijk Plantae worden ook gedefinieerd en geclassificeerd als hebbende chlorofyl, met cellulose in hun celwanden en niet uit zichzelf bewegend.

De classificaties houden daar echter niet op. Planten worden verder ingedeeld in subgroepen op basis van hun samenstelling en hoe ze zich voortplanten.

Hoe ze zich voortplanten, is onderverdeeld in twee algemene klassen: zaaddragend en niet-zaaddragend. De zaaddragende planten worden vervolgens verdeeld in: angiospermen en gymnospermen.

De eerste splitsing in plantenclassificatie is of planten vasculaire systemen hebben (ook wel vaatplanten genoemd) en die welke those geen vasculaire systemen hebben. Van daaruit worden vaatplanten opgesplitst in twee groepen op basis van hun voortplantingsstructuren: zaad planten en niet-zaaddragende planten.

Degenen die geen zaden maken, zijn planten zoals:

• Mos.
• Varens.

Zaadplanten zijn de andere categorie die verder kan worden onderverdeeld in welke soorten zaden ze maken en hoe die zaden worden gehuisvest. De grote meerderheid van vasculaire plantensoorten (ongeveer 94 procent) zijn wat bekend staat als bedektzadigen, dit zijn bloeiende planten die zaden in fruit of bloemen huisvesten.

De andere groep zaaddragende planten wordt genoemd gymnospermen.

Gymnospermen zijn vasculaire landplanten die zaden gebruiken als hun voortplantingsstructuren, waarbij die zaden verschijnen als "kale" of "naakte zaden". Dit betekent dat in tegenstelling tot in bloei of vruchtvorming bedektzadigen, zijn de voortplantingsstructuren op gymnospermen niet ingekapseld in een beschermende eierstok. Ze zijn letterlijk "naakt" en worden meestal gevonden in kegels.

Wetenschappers hebben het fossielenbestand gebruikt om een ​​tijdlijn te maken van de evolutie van gymnospermen. Ze geloven dat zaadvarens ongeveer 400 miljoen jaar geleden voor het eerst zijn geëvolueerd. Uit deze zaadvarens zijn gymnospermen ontstaan.

Het eerste bewijs van gymnospermen ontstond tijdens het midden Devoon in het Paleozoïcum, ongeveer 390 miljoen jaar geleden. Na de eerste evolutie van de planten bracht de Perm-periode drogere omstandigheden met zich mee. Dit gaf zaadplanten zoals de nieuw ontwikkelde gymnospermen een evolutionair voordeel ten opzichte van andere niet-zaaddragende planten, waardoor ze zich snel konden verspreiden en diversifiëren.

Terwijl gymnospermen de aarde gedurende het Mesozoïcum bleven domineren, ontstonden angiospermen en haalde snel gymnospermen in als de dominante planten nadat de angiospermen ongeveer 125 miljoen jaar evolueerden geleden.

De meeste naaktzadigensoorten hebben enkele of alle van de volgende eigenschappen (samen met hun gebrek aan bloemen/fruit):

• Naaldachtige bladeren.
• Wintergroen blad.
• Schaalachtige bladeren/kegels.
• Meestal houtachtig.

De levenscyclus van een gewone naaktzadigen, een conifeer, is een voorbeeld van een algemene levenscyclus van naaktzadigen. Hoewel deze levenscyclus kan worden gegeneraliseerd naar de meeste gymnospermen, gebruiken niet alle gymnospermen kegeltjes. Maar aangezien een grote meerderheid dat wel doet, is dat het meest gebruikte voorbeeld.

Sporofyt en gametofyt fasen. Net als andere planten planten naaktzadigen zich voort via een afwisseling van generaties. Dit betekent dat er twee verschillende fasen zijn die elkaar afwisselen: de sporendragende fase (sporofyt) en de gameet-dragende fase (gametofyt). Bij gymnospermen duurt de sporofytfase langer; met andere woorden, de plant bevindt zich meestal in de sporofytfase.

Volwassen sporofytplanten die zowel de diploïde mannelijke kegels als de diploïde vrouwelijke / ovulatiekegels op dezelfde plant dragen, worden aangeduid als eenhuizig planten. Sommige gymnospermen maken echter slechts één van die soorten kegels op elke plant. Die heten tweehuizig planten.

Mannelijke / pollenkegels zijn meestal kleiner dan vrouwelijke / ovulatiekegels. Stuifmeelkegels zijn meestal ook lager bij de grond dan ovulatiekegels wanneer ze zich op dezelfde plant bevinden. Elk van de kegeltypes heeft: sporofylen, dit zijn bladeren die sporen bevatten. Mannelijke kegels hebben microsporen terwijl vrouwelijke kegels hebben megasporen.

Om het wat simpeler te zeggen, kegels en cellen in de gametofytfase groeien en worden weergegeven op een volwassen en volledig gevormde plant in de sporofytfase.

Gameten creatie. Van die twee soorten sporen worden haploïde gameten geproduceerd via meiosis. Wanneer dit gebeurt, bevinden die gameten/kegels waarin ze zich bevinden, zich in de gametofytfase. Tijdens de mannelijke/vrouwelijke gametofytfase, haploïde gameet cellen worden geproduceerd door beide kegeltjes om sperma-/stuifmeelkorrels te creëren in de mannelijke kegeltjes van de microsporen, en eieren in de ovulatiekegels van de megasporen.

Voortplanting en bevruchting. Gymnospermen zijn uniek van angiospermen in hun bestuivingsproces omdat ze bijna uitsluitend afhankelijk zijn van wind en andere natuurlijke fenomenen om stuifmeel te verspreiden en eieren te bevruchten. Soms kunnen insecten ook als bestuivers fungeren. Terwijl stuifmeel via de wind wordt verspreid, blijven de eitjes aan de plant vastzitten tot ze bevrucht worden.

Wanneer de stuifmeelkorrels de juiste ovulatiekegel bereiken, zal de vrouwelijke kegel vaak "sluiten". Terwijl de kegel is gesloten vormen de stuifmeelkorrels stuifmeelbuisjes die het stuifmeel/sperma rechtstreeks naar de eicellen brengen om te bevruchten hen.

Eenmaal bevrucht, a diploïde zygote wordt gevormd binnen de eicel van die vrouwelijke kegel. Dit ontwikkelt zich dan verder tot een embryo in de eicel, ook wel het zaad genoemd. Zodra dit gebeurt, worden de zaden verspreid via:

• Wind.
• Water.
• Van de plant vallen.
• Andere natuurlijke gebeurtenissen.

Als het zaad neemt, ontkiemt en groeit, zal het een sporofytplant vormen en zal de cyclus en de afwisseling van generaties doorgaan.

Hoewel gymnospermen slechts 6 procent van alle vaatplanten uitmaken, zijn er wereldwijd nog steeds meer dan 1.000 soorten gymnospermen. Deze soorten kunnen worden onderverdeeld in vier algemene klassen, bekend als divisies, van levende naaktzadigen:

• Coniferophyta.
• Cycadophyta.
• Ginkgophyta.
• Gnetofyta.

Elke groep heeft specifieke kenmerken, samen met de algemene kenmerken die alle levende naaktzadigen delen.

Coniferophyta staan ​​bekend onder de meer algemene naam coniferen. Coniferophyta zijn de meest voorkomende vorm van levende gymnospermen, met 588 individuele soorten. Deze gymnospermen zijn houtachtige planten met naaldachtige bladeren, zijn bijna altijd groenblijvend en hebben kegels met hun zaden. Bijna alle coniferen zijn bomen.

Ze worden beschouwd als planten van "zacht hout", en de meeste zijn eenhuizig, dus zowel mannelijke/pollenkegels als vrouwelijke/ovulatiekegels zitten aan dezelfde boom.

Binnen de coniferengroep van planten zijn specifieke coniferen die in verschillende geslachten bij elkaar zijn gegroepeerd. De grootste is het geslacht Pinus, die bestaat uit dennen. Er zijn 232 soorten binnen de Pinus geslacht inclusief pijnbomen zoals de rode den, bristlecone den, witte den enzovoort. Andere coniferen zijn lariksbomen, die tot het geslacht behoren Larix; sparren, die in het geslacht zijn Picea; en sparren, die in het geslacht zijn Abies.

Podocarps zijn de op een na grootste coniferengroep met 147 soorten voornamelijk tropische bomen. De cipresgroep heeft 141 soorten die bekend staan ​​om hun zeer schaalachtige bladeren en geschubde kegels. De rest van de coniferen zijn gevarieerd en verschillend, inclusief planten zoals:

• Araucaria's.
• Taxus bomen.
• Jeneverbessen.
• Sequoia's.
• De kustsequoia.

Terwijl sommige planten in de Pinus geslacht zijn te vinden in tropische en woestijnklimaten, de meerderheid wordt gevonden in gematigde en koude en boszware omgevingen zoals het taiga-bioom en gematigde bossen.

Cycadophyta zijn ook beter bekend als: cycaden. In tegenstelling tot de Pinus planten, worden cycaden meestal gevonden in tropische bossen en subtropische gebieden.

Ze zijn bijna altijd groenblijvend, hebben een lage gestalte en hebben veerachtige bladeren. Hoewel velen erg op palmbomen lijken, zijn ze niet echt gerelateerd aan palmen. Het zijn tweehuizige kegeldragende planten, wat betekent dat ze mannelijke/pollenkegels of vrouwelijke kegels produceren (niet beide).

Hoewel er momenteel 10 geslachten en ongeveer 355 soorten cycads zijn waarvan bekend is dat ze tegenwoordig bestaan, zijn enkele van de meest bekende voorbeelden:

• Koning sagopalm.
• Encephalartos horridus.
• Stangeria eriopus.
• Dioon edule.
• Kartonnen handpalm.

Miljoenen jaren geleden was Ginkgophyta de dominante niet-bloeiende plantensoort op aarde. Alle soorten behalve één zijn nu echter uitgestorven. De enige overgebleven soort in de Ginkgophyta-plantenafdeling is de ginkgo biloba-boom, die ook bekend staat als de haarmosboom.

Deze bomen zijn alleen inheems in China, maar zijn nu over de hele wereld geplant en gecultiveerd. Het zijn enkele van de meest duurzame bomen die momenteel bestaan. Ze zijn brandwerend, ongediertebestendig en ziektebestendig. Het is geen wonder dat ze duizenden jaren leven!

Ginkgo's zijn tweehuizig, wat betekent dat ze mannelijke/pollenkegels of vrouwelijke kegels produceren, niet beide. Hun bladeren zijn kenmerkend twee- of meerlobbig en waaierachtig.

Naast ginkgo's is Gnetophyta de op een na kleinste/minst diverse van de gymnospermen. Met 96 soorten van deze soort kan het verder worden onderverdeeld in drie geslachten:

1. Ephedra met 65 soorten.
2. Gnetum met ~30 soorten.
3. Welwitschia met slechts 1 soort.

Ephedra.Ephedra zijn bijna allemaal struiken of struikachtige planten, en ze zijn te vinden in woestijnen of in de hoge bergen. Deze planten hebben kleine, schaalachtige bladeren. Het kleine formaat van de schaalachtige bladeren wordt beschouwd als een aanpassing aan de droge omgeving die helpt bij het vasthouden van water.

In tegenstelling tot veel van de andere geslachten van gymnospermen, kunnen deze planten eenhuizig of tweehuizig zijn. Ze zijn door de geschiedenis heen gebruikt als kruidengeneesmiddelen en om het medicijn efedrine te maken. Hier zijn een paar voorbeelden van veel voorkomende soorten:

• Californië gezamenlijke spar.
• Groene Mormoonse thee.
• Ephedra sinica.
• e. fragilis, ook wel joint pine genoemd.

Gnetum.Gnetum kunnen kleine struiken/bomen zijn, vergelijkbaar met Ephedra, maar het zijn meestal houtachtige wijnstokachtige planten die bestaan ​​door op andere bomen/planten te klimmen. Ze komen vooral voor in tropische regenwouden en andere tropische klimaten; ze zijn inheems in Afrika, Zuid-Amerika en delen van Azië.

Ze hebben platte, grote bladeren en zijn eenhuizig (zowel mannelijke/pollenkegels als vrouwelijke kegels zitten op dezelfde plant). Veel mensen verwarren deze planten met angiospermen omdat ze bloemen lijken te hebben. Deze "bloemen" zijn echter eigenlijk slechts kegels die op bloemen lijken.

Enkele van de meest voorkomende soorten zijn:

• Gnetum africanum.
• Melinjo.
• Gnetum latifolium.
• Gnetum macrostachyum.

Welwitschia. Ten slotte is het geslacht Welwitschia. De laatste van de levende naaktzadigen in de Welwitschia geslacht is de soort Welwitschia mirabilis.

Deze soort komt alleen voor in de Namibwoestijn in Afrika. Volwassen planten bestaan ​​uit twee bladeren die bestaan ​​en groeien vanaf het begin van hun leven tot hun einde; ze vallen niet af, werpen of vervangen zichzelf niet. Ze groeien gewoon door zoals de plant doet.

Het leeft in de woestijn en is aangepast aan de droge en hete omgeving om goed te overleven bij hoge temperaturen en weinig water. De bladeren zijn leerachtig en zien er gescheurd uit. Net als ginkgo's zijn deze planten duurzaam en kunnen ze meer dan 1500 jaar oud worden. gelijk aan de gerelateerde Gnetum, de Welwitschia kegels lijken bloemachtig met de mannelijke/pollenkegels een zalmroze kleur en de vrouwelijke kegels een blauwgroene kleur.

Een ander uniek kenmerk van deze gymnospermen is dat bestuiving sterk afhankelijk is van insecten in plaats van afhankelijk te zijn van de wind zoals de meeste andere soorten gymnospermen. De bloemachtige kegels en nectar die door de pollenkegels worden geproduceerd, helpen insecten aan te trekken voor bestuiving. Welwitschia is de meest unieke van de naaktzadigen omdat het veel gevarieerde kenmerken heeft, een uniek groeipatroonpatroon en interessante kruisingen en gedeelde eigenschappen met angiospermen.

Gerelateerde artikelen aan Gymnospermen:

• Vergelijk bloeiende planten en coniferen
• Wat hebben Pinus-bomen nodig om te overleven?
• Zaadplanten: hoofdonderdelen van een zaadje
• Zaden, zaadkegels en sporen: voor- en nadelen