Plante vasculare: definiție, clasificare, caracteristici și exemple

Aflarea despre numeroasele tipuri de plante vasculare este mai important decât ai putea crede.

De exemplu, ferigile cu cap de lăutărie seamănă toate cu ochiul neantrenat, dar caracteristicile distinctive deosebesc un gustos feriga de struț dintr-o feriga bracken despre care se crede că conține agenți cancerigeni. Plantele vasculare au adaptări comune - și, în unele cazuri, specifice - care oferă un avantaj evolutiv.

Plantele vasculare sunt numite „plante tubulare” traheofite. Tesut vascular în plante este alcătuit din xilem, care sunt tuburi implicate în transportul pe apă și floem, care sunt celule tubulare care distribuie alimentele către celulele plantei. Alte caracteristici definitorii includ tulpini, rădăcini și frunze.

Plantele vasculare sunt mai complexe decât plantele nonvasculare ancestrale. Plantele vasculare au un tip de „instalații sanitare” interne care transportă produse de fotosinteză, apă, substanțe nutritive și gaze. Toate tipurile de plante vasculare sunt plante terestre (terestre) care nu se găsesc în biomi de apă dulce sau de apă sărată.

Plantele vasculare sunt, de asemenea, definite ca eucariote, ceea ce înseamnă că au un nucleu legat de membrană, care îi diferențiază de bacteriile procariote și archaea. Plantele vasculare au pigmenți fotosintetici și celuloză de susținut pereții celulari. Ca toate plantele, ele sunt legate de loc; nu pot fugi atunci când erbivorii flămânzi vin să caute o masă.

De secole, savanții au folosit plante taxonomie, sau sisteme de clasificare, pentru identificarea, definirea și gruparea plantelor. În Grecia antică, metoda de clasificare a lui Aristotel se baza pe complexitatea organismelor.

Oamenii erau așezați în vârful „Marelui Lanț al Ființei” chiar sub îngeri și zeități. Animalele au venit apoi, iar plantele au fost retrogradate pe verigile inferioare ale lanțului.

În secolul al XVIII-lea, botanist suedez Carl Linnaeus a recunoscut că era necesară o metodă universală de clasificare pentru studiul științific al plantelor și animalelor din lumea naturală. Linnaeus a atribuit fiecărei specii o specie binomială latină și un nume de gen.

De asemenea, el a grupat organismele vii după regate și ordine. Plantele vasculare și non-vasculare reprezintă două subgrupuri mari în cadrul regnului plantelor.

Plantele și animalele complexe au nevoie de un sistem vascular pentru a trăi. De exemplu, sistemul vascular al corpului uman include artere, vene și capilare implicate în metabolism și respirație. Au fost necesare mici plante primitive de milioane de ani pentru a dezvolta țesut vascular și un sistem vascular.

Deoarece plantele antice nu aveau un sistem vascular, raza lor de acțiune era limitată. Plantele au evoluat lent țesutul vascular, floemul și xilemul. Plantele vasculare sunt mai răspândite astăzi decât plantele non-vasculare, deoarece vascularizația oferă un avantaj evolutiv.

Prima înregistrare fosilă a plantelor vasculare datează de la un sporofit numit Cooksonia care a trăit în jur Acum 425 de milioane de ani în perioada Siluriană. pentru că Cooksonia este dispărută, studierea caracteristicilor plantei se limitează la interpretările înregistrărilor fosile. Cooksonia au tulpini, dar nu au frunze sau rădăcini, deși se crede că unele specii au dezvoltat țesut vascular pentru transportul pe apă.

Plantele primitive nevasculare numite briofite adaptate pentru a fi plante terestre în zonele în care era suficientă umiditate. Plante precum ficatele și hornworts nu au rădăcini reale, frunze, tulpini, flori sau semințe.

De exemplu, amestecați ferigi nu sunt adevărate ferigi deoarece au doar o tulpină fotosintetică fără frunze care se ramifică în sporangii pentru reproducere. Plante vasculare fără semințe ca mușchi de club și coada calului a urmat în perioada Devoniană.

Datele moleculare și înregistrările fosile arată că semințe gimnosperme precum pinii, molidul și ginkgo-urile au evoluat cu milioane de ani înainte de angiosperme, cum ar fi copacii cu frunze late; intervalul de timp exact este dezbătut.

Gimnospermele nu au flori sau dau roade; semințele se formează pe suprafețele frunzelor sau solzi în interiorul conurilor de pin. În contrast, angiosperme au flori și semințe închise în ovare.

Părțile caracteristice ale plantelor vasculare includ rădăcini, tulpini, frunze și țesut vascular (xilem și floem). Aceste părți extrem de specializate joacă un rol critic în supraviețuirea plantelor. Aspectul acestor structuri la plantele de sămânță diferă foarte mult în funcție de specie și nişă.

Rădăcini: Acestea ajung de la tulpina plantei în pământ în căutare de apă și substanțe nutritive. Ei absorb și transportă apă, alimente și minerale prin țesuturile vasculare. Rădăcinile păstrează, de asemenea, plantele stabile și ancorate în siguranță împotriva vânturilor suflante care pot răsturna copacii.

Sistemele radiculare sunt diverse și adaptate la compoziția solului și la conținutul de umiditate. Rădăcinile de bază se extind adânc în pământ pentru a ajunge la apă. Sistemele radiculare superficiale sunt mai bune pentru zonele în care substanțele nutritive sunt concentrate în stratul superior al solului. Câteva plante ca. orhidee epifite crește pe alte plante și folosește rădăcinile aerului pentru a absorbi apa și azotul atmosferic.

Xylemțesut: Acesta are tuburi goale care transportă apă, substanțe nutritive și minerale. Mișcarea are loc într-o direcție de la rădăcini la tulpină, frunze și toate celelalte părți ale plantei. Xylemul are pereți celulari rigizi. Xilemul poate fi păstrat în evidența fosilelor, care ajută la identificarea speciilor de plante dispărute.

Țesutul floemului: Aceasta transportă produsele fotosintezei în celulele vegetale. Frunzele au celule cu cloroplaste care folosesc energia soarelui pentru a produce molecule de zahăr cu energie ridicată care sunt utilizate pentru metabolismul celular sau stocate ca amidon. Plantele vasculare alcătuiesc baza piramidei energetice. Moleculele de zahăr din apă sunt transportate în ambele direcții pentru a distribui alimentele după cum este necesar.

Frunze: Acestea conțin pigmenți fotosintetici care valorifică energia soarelui. Frunzele largi au o suprafață largă pentru o expunere maximă la lumina soarelui. Cu toate acestea, frunzele subțiri și înguste acoperite cu o cuticulă cerată (un strat exterior ceros) sunt mai avantajoase în zonele aride în care pierderea de apă este o problemă în timpul transpirației. Unele structuri de frunze și tulpini au spini și spini pentru a avertiza animalele.

Frunzele unei plante pot fi clasificate ca microfile sau megafile. De exemplu, un ac de pin sau o firă de iarbă este un singur fir de țesut vascular numit microfilă. În schimb, megafilele sunt frunze cu vene ramificate sau vascularizație în interiorul frunzei. Exemplele includ foioase și plante cu flori cu frunze.

Plantele vasculare sunt grupate în funcție de modul în care se reproduc. Mai exact, diferitele tipuri de plante vasculare sunt clasificate în funcție de producerea de spori sau semințe pentru a produce plante noi. Plantele vasculare care se reproduc prin semințe au evoluat foarte mult țesut specializat care i-a ajutat să se răspândească pe tot pământul.

Producători de spori: Plantele vasculare se pot reproduce prin spori la fel ca multe plante non-vasculare. Cu toate acestea, vascularizația lor le face vizibil diferite de plantele mai primitive producătoare de spori, cărora le lipsește acel țesut vascular. Exemple de producători de spori vasculari includ ferigi, cozi de cal și mușchi de club.

Producători de semințe: Plantele vasculare care se reproduc prin semințe sunt împărțite în continuare în gimnosperme și angiosperme. Gimnospermele, cum ar fi pinii, bradul, tisul și cedrii produc așa-numitele semințe „goale” care nu sunt închise într-un ovar. Majoritatea plantelor și copacilor care înfloresc fructe sunt acum angiosperme.

Exemple de producători de semințe vasculare includ leguminoase, fructe, flori, arbuști, pomi fructiferi și arțari.

Producătorilor de spori vasculari le place coada calului reproduce prin alterarea generațiilor în ciclul lor de viață. In timpul stadiu sporofit diploid, se formează spori pe partea inferioară a plantei producătoare de spori. Planta sporofită eliberează spori care vor deveni gametofite dacă aterizează pe o suprafață umedă.

Gametofitele sunt plante de reproducere mici, cu structuri masculine și feminine, care produc spermatozoizi haploizi care înoată până la oul haploid din structura feminină a plantei. Fertilizarea are ca rezultat o embrion diploid care crește într-o nouă plantă diploidă. Gametofitele cresc de obicei aproape una de alta, permițând fertilizarea încrucișată.

Diviziunea celulară reproductivă are loc prin meioză într-un sporofit, rezultând spori haploizi care conțin jumătate din materialul genetic la planta părinte. Sporii se împart la mitoză și se maturizează în gametofite, care sunt plante minuscule care produc ovule haploide și spermatozoizi mitoză. Când gametii se unesc, formează zigote diploide care cresc în sporofite prin mitoză.

De exemplu, etapa dominantă a vieții din ferigă tropicală - acea plantă mare și frumoasă care se dezvoltă în locuri calde și umede - este sporofitul diploid. Ferigile se reproduc formând spori haploizi unicelulari prin meioză pe partea inferioară a frunzelor. Vântul dispersează pe scară largă sporii ușori.

Sporii se divid prin mitoză, formând plante vii separate numite gametofite care produc mascul și gameti feminini care se îmbină și devin mici zigote diploide care pot crește în ferigi masive până la mitoză.

Plante vasculare producătoare de semințe, categorie care include 80 la sută din toate plantele de pe Pământ, produc flori și semințe cu un înveliș protector. Sunt posibile multe strategii de reproducere sexuală și asexuată. Polenizatorii pot include vântul, insectele, păsările și liliecii care transferă boabele de polen din antera (structura masculină) a unei flori într-un stigmat (structura feminină).

La plantele cu flori, generația de gametofite este o etapă de scurtă durată care are loc în interiorul florilor plantei. Plantele se pot autopoleniza sau poleniza încrucișat cu alte plante. Polenizarea încrucișată crește variația populației de plante. Boabele de polen se deplasează prin tubul polenic către ovar unde are loc fertilizarea și se dezvoltă o sămânță care poate fi încapsulată într-un fruct.

De exemplu, orhideele, margaretele și fasolea sunt cele mai mari familii de angiosperme. Semințele multor angiosperme cresc într-un fruct sau pulpă protectoare, hrănitoare. Dovlecii sunt fructe comestibile cu pulpă și semințe delicioase, de exemplu.

Traheofite (plantele vasculare) sunt potrivite pentru mediul terestru spre deosebire de verii lor ancestrali marini care nu ar putea trăi în afara apei. Țesuturi de plante vasculare oferite avantaje evolutive peste plantele terestre nevasculare.

Un sistem vascular a dat naștere la bogat diversificarea speciilor deoarece plantele vasculare s-ar putea adapta la condițiile de mediu în schimbare. De fapt, există aproximativ 352.000 de specii a angiospermelor de diferite forme și dimensiuni care acoperă Pământul.

Plantele non-vasculare cresc de obicei aproape de sol pentru a accesa substanțele nutritive. Vascularizația permite plantelor și copacilor să crească mult mai înalți deoarece sistemul vascular asigură o mecanism de transport pentru distribuirea activă a alimentelor, a apei și a mineralelor pe tot corpul plantei. Țesutul vascular și sistemul radicular oferă stabilitate și o structură fortificată care susține înălțimea fără egal în condiții optime de creștere.

Cactușii au sisteme vasculare adaptive pentru reținerea eficientă a apei și hidratarea celulelor vii ale plantei. Copacii uriași din pădurea tropicală sunt susținuți de rădăcini de contrafort la baza trunchiului lor care poate crește până la 15 picioare. În plus față de furnizarea de suport structural, rădăcinile contrafortului măresc suprafața pentru absorbția nutrienților.

Plantele vasculare joacă un rol esențial în menținerea echilibrului ecologic. Viața pe Pământ depinde de plante pentru a oferi hrană și habitat. Plantele susțin viața acționând ca scufundări de dioxid de carbon și eliberând oxigen în apă și aer. În schimb, defrișările și nivelurile crescute de poluare afectează climatul global, ducând la pierderea habitatului și a dispariției speciilor.

Înregistrările fosile sugerează că secuiile - descendente din conifere - au existat ca specie de când dinozaurii au condus Pământul în perioada jurasică. New York Postraportat în ianuarie 2019 că, pentru a atenua efectele gazelor cu efect de seră, un grup de mediu cu sediul în San Francisco a plantat puieți de rășinoase clonați din butuci de vechi rășinoase găsite în America, care au crescut la 400 de picioare înalt. In conformitate cu Post, aceste sequoia mature ar putea elimina peste 250 de tone de dioxid de carbon.