Rośliny naczyniowe: definicja, klasyfikacja, charakterystyka i przykłady

Poznawanie wielu rodzajów rośliny naczyniowe jest ważniejszy niż myślisz.

Na przykład, wszystkie paprocie fiddlehead wyglądają podobnie dla niewprawnego oka, ale charakterystyczne cechy wyróżniają smaczną paproć strusia od paproć paprociowa uważa się, że zawiera substancje rakotwórcze. Rośliny naczyniowe mają wspólne – aw niektórych przypadkach osobliwe – adaptacje, które zapewniają ewolucyjną przewagę.

Rośliny naczyniowe to „rośliny rurkowe” zwane tracheofity. Tkanka przewodząca w roślinach składa się z ksylem, które są rurkami używanymi do transportu wody, oraz łyko, które są komórkami kanalikowymi, które rozprowadzają pokarm do komórek roślinnych. Inne cechy charakterystyczne to łodygi, korzenie i liście.

Rośliny naczyniowe są bardziej złożone niż rośliny nienaczyniowe przodków. Rośliny naczyniowe mają rodzaj wewnętrznej „hydrauliki”, która transportuje produkty fotosynteza, woda, składniki odżywcze i gazy. Wszystkie rodzaje roślin naczyniowych to rośliny lądowe (lądowe), których nie można znaleźć w biomach słodkowodnych lub słonowodnych.

Rośliny naczyniowe są również definiowane jako eukarionty, co oznacza, że ​​mają jądro związane z błoną, co odróżnia je od bakterii prokariotycznych i archeonów. Rośliny naczyniowe mają do dyspozycji pigmenty fotosyntetyczne i celulozę ściany komórkowe. Jak wszystkie rośliny, są one związane z miejscem; nie mogą uciec, gdy głodni roślinożercy przychodzą w poszukiwaniu posiłku.

Od wieków uczeni stosowali roślinę taksonomialub systemy klasyfikacji, w celu identyfikacji, zdefiniowania i pogrupowania roślin. W starożytnej Grecji metoda klasyfikacji Arystotelesa opierała się na złożoności organizmów.

Ludzie zostali umieszczeni na szczycie „Wielkiego Łańcucha Bytu” tuż pod aniołami i bóstwami. Następnie pojawiły się zwierzęta, a rośliny zostały zepchnięte na dolne ogniwa łańcucha.

W XVIII wieku szwedzki botanik Karol Linneusz uznał, że do naukowego badania roślin i zwierząt w świecie przyrody potrzebna jest uniwersalna metoda klasyfikacji. Linneusz przypisał każdemu gatunkowi łacińską nazwę dwumianową i rodzajową.

Pogrupował także żywe organizmy według królestw i zakonów. Rośliny naczyniowe i nienaczyniowe reprezentują dwie duże podgrupy w królestwie roślin.

Złożone rośliny i zwierzęta potrzebują do życia układu naczyniowego. Na przykład układ naczyniowy ludzkiego ciała obejmuje tętnice, żyły i naczynia włosowate zaangażowane w metabolizm i oddychanie. Małe prymitywne rośliny potrzebowały milionów lat, aby rozwinąć tkankę naczyniową i układ naczyniowy.

Ponieważ starożytne rośliny nie miały układu naczyniowego, ich zasięg był ograniczony. Rośliny powoli wyewoluowały tkankę naczyniową, łyko i ksylem. Rośliny naczyniowe są dziś bardziej rozpowszechnione niż rośliny nienaczyniowe, ponieważ unaczynienie oferuje przewagę ewolucyjną.

Pierwszy zapis kopalny roślin naczyniowych pochodzi z sporofitu zwanego Cooksonia który żył w okolicy 425 milionów lat temu w okresie syluru. Dlatego Cooksonia jest wymarły, badanie cech rośliny ogranicza się do interpretacji zapisów kopalnych. Cooksonia miały łodygi, ale nie miały liści ani korzeni, chociaż uważa się, że niektóre gatunki wykształciły tkankę naczyniową do transportu wody.

Prymitywne rośliny nienaczyniowe zwane mszaki przystosowany do bycia roślinami lądowymi na obszarach o wystarczającej wilgotności. Rośliny takie jak wątrobowce i hornworts brak rzeczywistych korzeni, liści, łodyg, kwiatów lub nasion.

Na przykład, trzepaczka paproci nie są prawdziwymi paprociami, ponieważ mają jedynie bezlistną, fotosyntetyczną łodygę, która rozgałęzia się w zarodnie w celu rozmnażania. Bezpestkowe rośliny naczyniowe Jak na przykład mchy klubowe i skrzypy następna była w okresie dewonu.

Dane molekularne i zapisy kopalne pokazują, że nasienne nagonasienne takie jak sosny, świerki i miłorzęby wyewoluowały miliony lat przed okrytonasiennymi, takimi jak drzewa szerokolistne; dokładny przedział czasowy jest przedmiotem dyskusji.

Nagonasienne nie mają kwiatów ani nie owocują; nasiona tworzą się na powierzchni liści lub łuskach wewnątrz szyszek sosny. Natomiast okrytozalążkowe mieć kwiaty i nasiona zamknięte w jajnikach.

Charakterystyczne części roślin naczyniowych to korzenie, łodygi, liście oraz tkanka naczyniowa (ksylem i łyko). Te wysoce wyspecjalizowane części odgrywają kluczową rolę w przetrwaniu roślin. Wygląd tych struktur w roślinach nasiennych różni się znacznie w zależności od gatunku i nisza.

Korzenie: Sięgają one od łodygi rośliny do ziemi w poszukiwaniu wody i składników odżywczych. Pochłaniają i transportują wodę, żywność i minerały przez tkanki naczyniowe. Korzenie utrzymują również rośliny stabilnie i bezpiecznie zakotwiczone przed wiejącymi wiatrami, które mogą przewracać drzewa.

Systemy korzeniowe są zróżnicowane i dostosowane do składu gleby i wilgotności. Korzenie palowe sięgają głęboko w ziemię, aby dotrzeć do wody. Płytkie systemy korzeniowe są lepsze na obszarach, gdzie składniki odżywcze są skoncentrowane w górnej warstwie gleby. Kilka roślin lubi storczyki epifitowe rosną na innych roślinach i wykorzystują korzenie powietrzne do wchłaniania wody i azotu z powietrza.

Ksylemtkanka: Ma puste rurki, które transportują wodę, składniki odżywcze i minerały. Ruch odbywa się w jednym kierunku od korzeni do łodygi, liści i wszystkich innych części rośliny. Xylem ma sztywne ściany komórkowe. Ksylem można zachować w zapisie kopalnym, co pomaga w identyfikacji wymarłych gatunków roślin.

Tkanka floemowa: To transportuje produkty fotosyntezy przez komórki roślinne. Liście mają komórki z chloroplastami, które wykorzystują energię słoneczną do wytwarzania wysokoenergetycznych cząsteczek cukru, które są wykorzystywane do metabolizmu komórkowego lub przechowywane jako skrobia. Podstawę piramidy energetycznej stanowią rośliny naczyniowe. Cząsteczki cukru w ​​wodzie są transportowane w obu kierunkach, aby w razie potrzeby rozprowadzić żywność.

Odchodzi: Zawierają one fotosyntetyczne pigmenty, które wykorzystują energię słoneczną. Szerokie liście mają dużą powierzchnię, co zapewnia maksymalną ekspozycję na światło słoneczne. Jednak cienkie, wąskie liście pokryte woskowatym naskórkiem (woskowata warstwa zewnętrzna) są korzystniejsze w suchych obszarach, gdzie utrata wody jest problemem podczas transpiracji. Niektóre struktury liści i łodygi mają kolce i ciernie, które ostrzegają przed zwierzętami.

Liście rośliny można sklasyfikować jako mikrofile lub megafile. Na przykład igła sosnowa lub źdźbło trawy to pojedyncze pasmo tkanki naczyniowej zwane mikrofilem. Natomiast megafile to liście z rozgałęzionymi żyłkami lub unaczynieniem wewnątrz liścia. Przykłady zawierają drzewa liściaste i liściaste rośliny kwitnące.

Rośliny naczyniowe są pogrupowane według sposobu rozmnażania. W szczególności różne typy roślin naczyniowych są klasyfikowane według tego, czy wytwarzają zarodniki, czy nasiona, aby stworzyć nowe rośliny. Rośliny naczyniowe, które rozmnażają się przez nasiona, wyewoluowały w wysokim stopniu specjalistyczna tkanka które pomogły im rozprzestrzenić się po całej ziemi.

Producenci zarodników: Rośliny naczyniowe mogą rozmnażać się przez zarodniki, tak jak robi to wiele roślin nienaczyniowych. Jednak ich unaczynienie wyraźnie odróżnia je od bardziej prymitywnych roślin wytwarzających zarodniki, które nie mają tej tkanki naczyniowej. Przykładami producentów zarodników naczyniowych są paprocie, skrzypy i mchy klubowe.

Producenci nasion: Rośliny naczyniowe, które rozmnażają się przez nasiona, dzieli się dalej na nagonasienne i okrytonasienne. Nagonasienne, takie jak sosny, jodły, cisy i cedry, wytwarzają tak zwane „nagie” nasiona, które nie są zamknięte w jajniku. Większość kwitnących, owocujących roślin i drzew to obecnie rośliny okrytozalążkowe.

Przykładami producentów nasion naczyniowych są rośliny strączkowe, owoce, kwiaty, krzewy, drzewa owocowe i klony.

Producenci zarodników naczyniowych, tacy jak skrzypy rozmnażać się przez zmiana pokoleń w ich cyklu życia. Podczas diploidalne stadium sporofitu, zarodniki tworzą się na spodzie rośliny produkującej zarodniki. Roślina sporofitu uwalnia zarodniki, które stają się gametofity jeśli wylądują na wilgotnej powierzchni.

Gametofity to małe rośliny reprodukcyjne o męskich i żeńskich strukturach, które wytwarzają haploidalne plemniki, które przepływają do haploidalnego jaja w żeńskiej strukturze rośliny. Wynikiem nawożenia jest a zarodek diploidalny która wyrasta na nową diploidalną roślinę. Gametofity zazwyczaj rosną blisko siebie, umożliwiając krzyżowe zapłodnienie.

Podział komórek rozrodczych następuje przez mejoza w sporoficie, w wyniku czego powstają haploidalne zarodniki, które zawierają o połowę mniej materiału genetycznego w roślinie macierzystej. Zarodniki dzielą się przez mitoza i dojrzewają do gametofitów, które są maleńkimi roślinami wytwarzającymi haploidalne jaja i plemniki przez mitoza. Kiedy gamety łączą się, tworzą diploidalne zygoty, które przez to rosną w sporofity mitoza.

Na przykład dominujący etap życia paproć tropikalna – ta duża, piękna roślina, która rośnie w ciepłych, wilgotnych miejscach – to diploidalny sporofit. Paprocie rozmnażają się, tworząc jednokomórkowe haploidalne zarodniki poprzez mejozę na spodzie liści. Wiatr szeroko rozprasza lekkie zarodniki.

Zarodniki dzielą się przez mitozę, tworząc oddzielne żywe rośliny zwane gametofitami, które wytwarzają samce i żeńskie gamety, które łączą się i stają się małymi diploidalnymi zygotami, które mogą wyrosnąć w masywne paprocie przez mitoza.

Rośliny naczyniowe produkujące nasiona, kategoria, która obejmuje 80 procent wszystkich roślin na Ziemi, produkują kwiaty i nasiona w osłonie ochronnej. Możliwych jest wiele strategii rozrodu seksualnego i bezpłciowego. Zapylacze mogą obejmować wiatr, owady, ptaki i nietoperze, które przenoszą ziarna pyłku z pylnika (struktura męska) kwiatu na znamię (struktura żeńska).

W roślinach kwitnących wytwarzanie gametofitów jest krótkotrwałym etapem, który odbywa się w kwiatach rośliny. Rośliny mogą samozapylić się lub zapylić krzyżowo z innymi roślinami. Zapylenie krzyżowe zwiększa zmienność populacji roślin. Ziarna pyłku przemieszczają się przez łagiewkę pyłkową do jajnika, gdzie następuje zapłodnienie i rozwija się nasiono, które może być otoczone w owocu.

Na przykład storczyki, stokrotki i fasola to największe rodziny okrytozalążkowych. Nasiona wielu roślin okrytonasiennych rosną w ochronnym, odżywczym owocu lub miąższu. Na przykład dynie to jadalne owoce z pysznym miąższem i nasionami.

Tracheofity (rośliny naczyniowe) są dobrze przystosowane do środowiska lądowego, w przeciwieństwie do swoich przodków morskich kuzynów, którzy nie mogli żyć poza wodą. Oferowane naczyniowe tkanki roślinne zalety ewolucyjne nad nienaczyniowymi roślinami lądowymi.

Układ naczyniowy dał początek bogatym dywersyfikacja gatunkowa ponieważ rośliny naczyniowe mogą dostosowywać się do zmieniających się warunków środowiskowych. W rzeczywistości istnieje około 352 000 gatunków roślin okrytonasiennych o różnych kształtach i rozmiarach pokrywających Ziemię.

Rośliny nienaczyniowe zazwyczaj rosną blisko ziemi, aby uzyskać dostęp do składników odżywczych. Unaczynienie pozwala roślinom i drzewom rosnąć znacznie wyżej ponieważ układ naczyniowy zapewnia mechanizm transportowy do aktywnego rozprowadzania pokarmu, wody i minerałów w całym ciele rośliny. Tkanka naczyniowa i system korzeniowy zapewniają stabilność i wzmocnioną strukturę, która zapewnia niezrównaną wysokość w optymalnych warunkach wzrostu.

Kaktusy mają adaptacyjne układy naczyniowe, które skutecznie zatrzymują wodę i nawadniają żywe komórki rośliny. Ogromne drzewa w lesie deszczowym są podparte przez korzenie przyporowe u podstawy pnia, który może wzrosnąć do 15 stóp. Oprócz zapewniania wsparcia strukturalnego, korzenie przyporowe zwiększają powierzchnię do wchłaniania składników odżywczych.

Rośliny naczyniowe odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu równowagi ekologicznej. Życie na Ziemi zależy od roślin, które dostarczają pożywienia i siedliska. Rośliny podtrzymują życie, działając jak pochłaniacze dwutlenku węgla i uwalniając tlen do wody i powietrza. Odwrotnie, wylesianie i zwiększony poziom zanieczyszczenia wpływają na globalny klimat, prowadząc do utraty siedlisk i wyginięcia gatunków.

Zapisy kopalne sugerują, że sekwoje – pochodzące od drzew iglastych – istniały jako gatunek od czasów, gdy dinozaury rządziły Ziemią w okresie jurajskim. Poczta w Nowym Jorkuzgłoszone w styczniu 2019 r., aby złagodzić skutki gazów cieplarnianych, grupa ekologiczna z siedzibą w San Francisco zasadził sadzonki sekwoi sklonowane ze starożytnych pni sekwoi znalezionych w Ameryce, które rosły do ​​400 stóp wysoki. Według Poczta, te dojrzałe sekwoje mogą usunąć ponad 250 ton dwutlenku węgla.