Vaskulære planter: Definisjon, klassifisering, egenskaper og eksempler

Lære om de mange typene karplanter er viktigere enn du kanskje tror.

For eksempel ser fiddlehead bregner ut som det utrente øye, men særegne egenskaper skiller velsmakende ut strutsebregne fra en bracken bregne antas å inneholde kreftfremkallende stoffer. Vaskulære planter har vanlige - og i noen tilfeller særegne - tilpasninger som gir en evolusjonær fordel.

Vaskulære planter kalles "rørplanter" trakeofytter. Vaskulært vev i planter består av xylem, som er rør involvert i vanntransport, og phloem, som er rørformede celler som distribuerer mat til planteceller. Andre definerende egenskaper inkluderer stengler, røtter og blader.

Vaskulære planter er mer komplekse enn forfedre ikke-vaskulære planter. Vaskulære planter har en type indre "avløp" som transporterer produkter av fotosyntese, vann, næringsstoffer og gasser. Alle typer karplanter er terrestriske (land) planter som ikke finnes i ferskvanns- eller saltvannsbiomer.

Vaskulære planter er også definert som eukaryoter

I århundrer har forskere brukt planter taksonomi, eller klassifiseringssystemer, for å identifisere, definere og gruppere planter. I det gamle Hellas var Aristoteles klassifiseringsmetode basert på kompleksiteten til organismer.

Mennesker ble plassert på toppen av "Den store kjeden av å være" rett under engler og guddommer. Dyr kom neste gang, og planter ble forvist til kjedenes nedre ledd.

På 1700-tallet svensk botaniker Carl Linné erkjente at det var nødvendig med en universell klassifiseringsmetode for vitenskapelig studie av planter og dyr i den naturlige verden. Linné tildelte hver art en latinsk binomial art og slektsnavn.

Han grupperte også levende organismer etter riker og ordener. Vaskulære og ikke-vaskulære planter representerer to store undergrupper i planteriket.

Komplekse planter og dyr trenger et vaskulært system for å leve. For eksempel inkluderer det vaskulære systemet i menneskekroppen arterier, vener og kapillærer involvert i metabolisme og respirasjon. Det tok små primitive planter millioner av år å utvikle vaskulært vev og et vaskulært system.

Fordi gamle planter ikke hadde et vaskulært system, var rekkevidden deres begrenset. Planter utviklet seg sakte vaskulært vev, floem og xylem. Vaskulære planter er mer utbredt i dag enn ikke-vaskulære planter fordi vaskularitet gir en evolusjonær fordel.

Den første fossile registreringen av karplanter dateres tilbake til en sporofytt som heter Cooksonia som levde omtrent 425 millioner år siden i løpet av den siluriske perioden. Fordi Cooksonia er utryddet, å studere plantens egenskaper er begrenset til fossile rekordtolkninger. Cooksonia hadde stengler, men ingen blader eller røtter, selv om det antas at noen arter har utviklet karvev for vanntransport.

Primitive ikke-karplanter kalt bryophytes tilpasset å være landplanter i områder der det var tilstrekkelig fuktighet. Planter som liverworts og hornworts mangler faktiske røtter, blader, stengler, blomster eller frø.

For eksempel, visp bregner er ikke ekte bregner fordi de bare har en bladløs, fotosyntetisk stamme som forgrener seg til sporangia for reproduksjon. Frøfrie karplanter som for eksempel klubbmoser og hestehaler kom neste i Devonian-perioden.

Molekylære data og fossile poster viser det frøbærende gymnospermer som furu, gran og ginkgo utviklet seg millioner av år før angiospermer som bredbladstrær; den nøyaktige tidsperioden er diskutert.

Gymnospermer har ikke blomster eller bærer frukt; frø dannes på bladflater eller skjell inne i kongler. Derimot, angiospermer har blomster og frø innelukket i eggstokkene.

Karakteristiske deler av karplanter inkluderer røtter, stengler, blader og vaskulært vev (xylem og phloem). Disse høyt spesialiserte delene spiller en kritisk rolle i planteoverlevelsen. Utseendet til disse strukturene i frøplanter varierer veldig etter art og nisje.

Røtter: Disse når fra stammen av planten og ned i bakken på jakt etter vann og næringsstoffer. De absorberer og transporterer vann, mat og mineraler via karvev. Røtter holder også planter stabile og sikkert forankret mot blåserende vind som kan velte trær.

Rotsystemene er forskjellige og tilpasset jordssammensetning og fuktighetsinnhold. Taproots strekker seg dypt ned i bakken for å nå vann. Grunne rotsystemer er bedre for områder der næringsstoffer er konsentrert i det øvre jordlaget. Noen få planter som epifyt orkideer vokse på andre planter og bruke luftrøtter for å absorbere atmosfærisk vann og nitrogen.

Xylemvev: Dette har hule rør som transporterer vann, næringsstoffer og mineraler. Bevegelse skjer i en retning fra røttene til stammen, bladene og alle andre deler av planten. Xylem har stive cellevegger. Xylem kan bevares i fossilregistreringen, som hjelper til med å identifisere utdøde plantearter.

Floemvev: Dette transporterer produktene fra fotosyntese gjennom planteceller. Bladene har celler med kloroplaster som bruker solens energi til å lage høyenergiske sukkermolekyler som brukes til cellemetabolisme eller lagres som stivelse. Vaskulære planter utgjør basen til energipyramiden. Sukkermolekyler i vann transporteres i begge retninger for å distribuere mat etter behov.

Blader: Disse inneholder fotosyntetiske pigmenter som utnytter solens energi. Brede blader har et stort overflateareal for maksimal eksponering for sollys. Imidlertid er tynne, smale blader dekket med en voksaktig neglebånd (et voksaktig ytre lag) mer fordelaktig i tørre områder der vanntap er et problem under transpirasjon. Noen bladstrukturer og stengler har pigger og torner for å advare dyr.

Blader av en plante kan klassifiseres som mikrofyller eller megafyller. For eksempel er en furunål eller gresstrå en enkelt streng av vaskulært vev som kalles en mikrofyll. Derimot er megafyller blader med forgrenende vener eller vaskularitet i bladet. Eksempler inkluderer løvtrær og grønne blomstrende planter.

Vaskulære planter er gruppert etter hvordan de reproduserer. Spesielt klassifiseres de forskjellige typene karplanter etter om de produserer sporer eller frø for å lage nye planter. Vaskulære planter som reproduserer av frø, utviklet seg høyt spesialisert vev som hjalp dem med å spre seg over hele landet.

Sporeprodusenter: Vaskulære planter kan reprodusere av sporer akkurat som mange ikke-vaskulære planter gjør. Vaskulariteten deres gjør dem imidlertid synlig forskjellige fra mer primitive sporeproduserende planter som mangler det vaskulære vevet. Eksempler på vaskulærsporeprodusenter inkluderer bregner, hestehaler og klubbmoser.

Frøprodusenter: Vaskulære planter som reproduserer seg av frø er videre delt inn i gymnospermer og angiospermer. Gymnospermer som furutrær, gran, barlind og sedertre produserer såkalte "nakne" frø som ikke er innelukket i en eggstokk. Flertallet av blomstrende, fruktbærende planter og trær er nå angiospermer.

Eksempler på vaskulære frøprodusenter inkluderer belgfrukter, frukt, blomster, busker, frukttrær og lønnetrær.

Vaskulærsporeprodusenter liker hestehaler reprodusere gjennom endring av generasjoner i deres livssyklus. I løpet av diploid sporofyttstadium, dannes det spor på undersiden av det sporeproduserende anlegget. Sporofyttplanten frigjør sporer som vil bli gametofytter hvis de lander på en fuktig overflate.

Gametofytter er små reproduksjonsplanter med mannlige og kvinnelige strukturer som produserer haploide sædceller som svømmer til det haploide egget i kvinnens struktur av planten. Gjødsling resulterer i en diploid embryo som vokser til en ny diploid plante. Gametofytter vokser vanligvis tett sammen, noe som muliggjør kryssbefruktning.

Reproduktiv celledeling skjer ved meiose i en sporofytt, noe som resulterer i haploide sporer som inneholder halvparten så mye genetisk materiale ved moderplanten. Sporene deler seg med mitose og modnes til gametofytter, som er små planter som produserer haploide egg og sæd mitose. Når kjønnsceller forenes, danner de diploide zygoter som vokser til sporofytter via mitose.

For eksempel den dominerende livsfasen av tropisk bregne - den store, vakre planten som trives på varme, våte steder - er den diploide sporofytten. Ferns reproduserer seg ved å danne encellede haploide sporer via meiose på undersiden av bladene. Vinden sprer lett de lette sporene.

Sporer deler seg med mitose, og danner separate levende planter som kalles gametofytter som produserer hann og kvinnelige kjønnsceller som smelter sammen og blir små diploide zygoter som kan vokse til massive bregner mitose.

Frøproduserende karplanter, en kategori som inkluderer 80 prosent av alle planter på jorden, produsere blomster og frø med et beskyttende deksel. Mange seksuelle og aseksuelle reproduksjonsstrategier er mulige. Pollinatorer kan inkludere vind, insekter, fugler og flaggermus som overfører pollenkorn fra anther (mannstrukturen) til en blomst til et stigma (kvinnestrukturen).

I blomstrende planter er gametofyttgenerasjonen et kortvarig stadium som finner sted innenfor plantens blomster. Planter kan selvbestøve eller krysse pollinere med andre planter. Kryssbestøvning øker variasjonen i plantebestanden. Pollenkorn beveger seg gjennom pollenrøret til eggstokken der befruktning skjer, og det utvikler seg et frø som kan være innkapslet i en frukt.

For eksempel er orkideer, tusenfryd og bønner de største familiene av angiospermer. Frøene til mange angiospermer vokser i en beskyttende, nærende frukt eller masse. Gresskar er spiselig frukt med deilig masse og frø, for eksempel.

Trakeofytter (karplanter) er godt egnet for det terrestriske miljøet i motsetning til deres forfedres marine fettere som ikke kunne leve utenfor vann. Vaskulære plantevev tilbys evolusjonære fordeler over ikke-vaskulære landplanter.

Et vaskulært system ga opphav til rike artsdiversifisering fordi karplanter kan tilpasse seg endrede miljøforhold. Faktisk er det omtrent 352 000 arter av angiospermer av forskjellige former og størrelser som dekker jorden.

Ikke-vaskulære planter vokser vanligvis nær bakken for å få tilgang til næringsstoffer. Vaskularitet lar planter og trær vokse mye høyere fordi karsystemet gir en transportmekanisme for aktiv distribusjon av mat, vann og mineraler gjennom hele plantelegemet. Karsvev og et rotsystem gir stabilitet og en forsterket struktur som støtter enestående høyde under optimale vekstforhold.

Kaktuser har adaptive vaskulære systemer for effektivt å beholde vann og hydrere levende celler i planten. Store trær i regnskogen er støttet av støtte røtter ved foten av kofferten som kan vokse til 15 fot. I tillegg til å gi strukturell støtte, øker støtterøttene overflaten for å absorbere næringsstoffer.

Vaskulære planter spiller en sentral rolle for å opprettholde økologisk balanse. Livet på jorden er avhengig av planter for å skaffe mat og habitat. Planter opprettholder livet ved å fungere som karbondioksid synker og ved å slippe oksygen ut i vannet og luften. Omvendt påvirker avskoging og økte nivåer av forurensning det globale klimaet, noe som fører til tap av habitat og utryddelse av arter.

Fossile opptegnelser antyder at redwoods - avstammet fra bartrær - har eksistert som en art siden dinosaurer styrte jorden i jura-perioden. De New York Postrapporterte i januar 2019 at, for å redusere effekten av klimagasser, en miljøkonsern med base i San Francisco plantet redwood-frøplanter klonet fra gamle redwood-stubber som ble funnet i Amerika og vokste til 400 fot høy. Ifølge Post, kan disse modne skogvedene fjerne 250 tonn karbondioksid.