Cievne rastliny: Definícia, klasifikácia, charakteristiky a príklady

Dozvedieť sa o mnohých druhoch cievnaté rastliny je dôležitejšie, ako si možno myslíte.

Napríklad kapradiny fiddlehead vyzerajú rovnako ako netrénované oko, ale charakteristické vlastnosti ich odlišujú od chutných pštrosia papraď od a kapradinová papraď obsahuje karcinogény. Cievnaté rastliny majú bežné - a v niektorých prípadoch zvláštne - adaptácie, ktoré poskytujú evolučnú výhodu.

Cievne rastliny sa nazývajú „rúrkové rastliny“ tracheofyty. Cievne tkanivo v rastlinách sa skladá z xylem, čo sú rúrky zapojené do vodnej dopravy a floém, čo sú tubulárne bunky, ktoré distribuujú potravu do rastlinných buniek. Medzi ďalšie charakteristické vlastnosti patria stonky, korene a listy.

Cievne rastliny sú zložitejšie ako pôvodné nevaskulárne rastliny. Cievne rastliny majú typ vnútorného „vodovodu“, ktorý prepravuje produkty z fotosyntéza, voda, živiny a plyny. Všetky druhy cievnatých rastlín sú suchozemské (suchozemské) rastliny, ktoré sa nenachádzajú v sladkovodných alebo slaných biomoch.

Cievne rastliny sú tiež definované ako eukaryoty, čo znamená, že majú jadro viazané na membránu, ktoré ich odlišuje od prokaryotických baktérií a archaeí. Cievne rastliny majú na podporu fotosyntetické pigmenty a celulózu bunkové steny. Rovnako ako všetky rastliny sú viazané na určité miesto; nemôžu utiecť, keď prídu hladné bylinožravce hľadať jedlo.

Vedci po stáročia používali rastlinu taxonómiaalebo klasifikačné systémy na identifikáciu, definíciu a zoskupenie rastlín. V starovekom Grécku bola Aristotelova metóda klasifikácie založená na zložitosti organizmov.

Ľudia boli umiestnení na vrchol „Veľkého reťazca bytia“ tesne pod anjelov a božstvá. Na rad prišli zvieratá a rastliny boli zaradené do dolných článkov reťaze.

V 18. storočí švédsky botanik Carl Linné uznala, že na vedecké štúdium rastlín a živočíchov v prírodnom svete je potrebná univerzálna metóda klasifikácie. Linné priradil každému druhu latinský dvojčlen a druhový názov.

Živé organizmy tiež zoskupoval podľa kráľovstiev a rádov. Cievne a nevaskulárne rastliny predstavujú dve veľké podskupiny v rámci rastlinnej ríše.

Komplexné rastliny a zvieratá potrebujú pre život cievny systém. Napríklad vaskulárny systém ľudského tela zahŕňa tepny, žily a kapiláry zapojené do metabolizmu a dýchania. Malým primitívnym rastlinám trvalo milióny rokov, kým si vytvorili vaskulárne tkanivo a cievny systém.

Pretože starodávne rastliny nemali cievny systém, ich rozsah bol obmedzený. Z rastlín sa pomaly vyvíjalo vaskulárne tkanivo, floém a xylém. Cievne rastliny dnes prevládajú viac ako nevaskulárne rastliny, pretože vaskularita ponúka evolučnú výhodu.

Prvý fosílny záznam cievnatých rastlín sa datuje do obdobia nazývaného sporofyt Cooksonia ktorý žil asi Pred 425 miliónmi rokov počas obdobia silúru. Pretože Cooksonia vyhynul, štúdium charakteristík rastliny sa obmedzuje na interpretácie fosílnych záznamov. Cooksonia mal stonky, ale nemal listy alebo korene, hoci sa predpokladá, že u niektorých druhov sa vytvorilo vaskulárne tkanivo na transport vody.

Primitívne nevaskulárne rastliny tzv machorasty prispôsobené na to, aby boli rastlinami v oblastiach, kde bola dostatočná vlhkosť. Rastliny ako napr pečeňovky a hornworts chýbajú skutočné korene, listy, stonky, kvety alebo semená.

Napríklad metla papradie nie sú skutočné papradie, pretože majú iba bezlistú fotosyntetickú stonku, ktorá sa kvôli reprodukcii vetví do sporangií. Cievne rastliny bez semien ako napr klubové machy a prasličky prišiel ďalší v devónskom období.

Ukazujú to molekulárne údaje a fosílne záznamy rodiaci gymnospermy ako borovice, smrek a ginko sa vyvinuli milióny rokov predtým, ako krytosemenné rastliny ako listnaté stromy; diskutuje sa o presnom časovom rozpätí.

Gymnospermy nemajú kvety ani neprinášajú ovocie; semená sa tvoria na povrchoch listov alebo na šupinách vo vnútri šišiek. Naopak, krytosemenné rastliny mať kvety a semená uzavreté vo vaječníkoch.

Medzi charakteristické časti cievnatých rastlín patria korene, stonky, listy a cievne pletivo (xylém a floém). Tieto vysoko špecializované časti hrajú rozhodujúcu úlohu pri prežití rastlín. Vzhľad týchto štruktúr v semenných rastlinách sa veľmi líši podľa druhov a nika.

Korene: Tie siahajú od stonky rastliny do zeme pri hľadaní vody a živín. Absorbujú a transportujú vodu, jedlo a minerály cez vaskulárne tkanivá. Korene tiež udržiavajú rastliny stabilné a bezpečne ukotvené proti vanúcim vetrom, ktoré môžu zvrhnúť stromy.

Koreňové systémy sú rozmanité a prispôsobené zloženiu pôdy a obsahu vlhkosti. Taproots siahajú hlboko do zeme, aby dosiahli vodu. Plytké koreňové systémy sú lepšie pre oblasti, kde sú živiny koncentrované v hornej vrstve pôdy. Niekoľko rastlín ako epifytové orchidey rastú na iných rastlinách a pomocou koreňov vzduchu absorbujú atmosférickú vodu a dusík.

Xylemtkanivo: Má duté trubice, ktoré prepravujú vodu, živiny a minerály. Pohyb sa vyskytuje v jednom smere od koreňov po stonku, listy a všetky ostatné časti rastliny. Xylem má pevné bunkové steny. Xylem možno zachovať vo fosílnom zázname, ktorý pomáha pri identifikácii vyhynutých druhov rastlín.

Floemové tkanivo: Takto sa prenášajú produkty fotosyntézy do rastlinných buniek. Listy majú bunky s chloroplastmi, ktoré využívajú slnečnú energiu na výrobu vysokoenergetických molekúl cukru, ktoré sa používajú na bunkový metabolizmus alebo sa ukladajú ako škrob. Cievne rastliny tvoria základ energetickej pyramídy. Molekuly cukru vo vode sa transportujú v oboch smeroch, aby sa potrava distribuovala podľa potreby.

Listy: Obsahujú fotosyntetické pigmenty, ktoré využívajú slnečnú energiu. Široké listy majú široký povrch pre maximálne vystavenie slnečnému žiareniu. Tenké, úzke listy pokryté voskovou kutikulou (voskovitá vonkajšia vrstva) sú však výhodnejšie v suchých oblastiach, kde je strata vody pri transpirácii problémom. Niektoré listové štruktúry a stonky majú tŕne a tŕne, ktoré varujú zvieratá.

Listy rastliny možno klasifikovať ako mikrofyly alebo megafyly. Napríklad borovicová ihla alebo steblo trávy je jediný prameň vaskulárneho tkaniva, ktorý sa nazýva mikrofyl. Naproti tomu megafyly sú listy s rozvetvenými žilami alebo vaskularitou v liste. Príklady zahŕňajú listnaté stromy a listnaté kvitnúce rastliny.

Cievne rastliny sú zoskupené podľa toho, ako sa množia. Konkrétne sa rôzne druhy cievnatých rastlín klasifikujú podľa toho, či produkujú spóry alebo semená na výrobu nových rastlín. Cievne rastliny, ktoré sa množia semenami, sa vyvinuli vysoko špecializované tkanivo ktoré im pomohli šíriť sa po celej zemi.

Výrobcovia spór: Cievne rastliny sa môžu množiť spórami rovnako ako mnoho iných ako vaskulárne rastliny. Ich vaskularita ich však viditeľne odlišuje od primitívnejších rastlín produkujúcich spóry, ktorým toto vaskulárne tkanivo chýba. Príklady výrobcov vaskulárnych spór zahŕňajú paprade, prasličky a klubové machy.

Výrobcovia semien: Cievne rastliny, ktoré sa množia semenami, sa ďalej delia na gymnospermy a krytosemenné rastliny. Gymnospermy ako borovica, jedľa, tis a céder vytvárajú takzvané „nahé“ semená, ktoré nie sú uzavreté vo vaječníku. Väčšina kvitnúcich ovocných rastlín a stromov sú dnes krytosemenné rastliny.

Medzi príklady producentov vaskulárnych semien patria strukoviny, ovocie, kvety, kry, ovocné stromy a javory.

Výrobcovia vaskulárnych spór majú radi prasličky reprodukovať prostredníctvom striedanie generácií v ich životnom cykle. Počas štádium diploidného sporofytu, na spodnej strane rastliny produkujúcej spóry sa tvoria spóry. Rastlina sporofytu uvoľňuje spóry, ktoré sa stanú gametofyty ak dopadnú na vlhký povrch.

Gametofyty sú malé reprodukčné rastliny s mužskými a ženskými štruktúrami, ktoré produkujú haploidné spermie, ktoré plávajú k haploidnému vajíčku v ženskej štruktúre rastliny. Výsledkom hnojenia je a diploidné embryo z ktorej vyrastie nová diploidná rastlina. Gametofyty zvyčajne rastú blízko seba a umožňujú krížové hnojenie.

Rozdelenie reprodukčných buniek nastáva do meióza vo sporofyte, výsledkom čoho sú haploidné spóry, ktoré obsahujú o polovicu viac genetického materiálu v materskej rastline. Spóry sa delia mitóza a dozrievajú v gametofyty, čo sú malé rastliny, ktoré produkujú haploidné vajíčko a spermie mitóza. Keď sa gaméty spoja, vytvárajú diploidné zygoty, ktoré prerastajú do sporofytov mitóza.

Napríklad dominantná životná etapa tropická papraď - tá veľká, krásna rastlina, ktorej sa darí na teplých a vlhkých miestach - je diploidný sporofyt. Paprade sa množia tvorbou jednobunkových haploidných spór prostredníctvom meiózy na spodnej strane listov. Ľahký výtrus vietor veľmi rozptýli.

Spóry sa delia mitózou a vytvárajú samostatné živé rastliny nazývané gametofyty, ktoré produkujú samcov a samičie pohlavné bunky, ktoré sa spájajú a stávajú sa z nich malé diploidné zygoty, z ktorých môžu vyrásť obrovské papradie mitóza.

Cievne rastliny produkujúce semená, do ktorej patrí aj táto kategória 80 percent všetkých rastlín na Zemi, produkujú kvety a semená s ochranným krytom. Možných je veľa sexuálnych a nepohlavných reprodukčných stratégií. Medzi opeľovače môže patriť vietor, hmyz, vtáky a netopiere, ktoré prenášajú peľové zrná z prašníka (mužská štruktúra) kvetu na stigmu (ženská štruktúra).

V kvitnúcich rastlinách je generácia gametofytov krátkodobým štádiom, ktoré sa odohráva v kvetoch rastliny. Rastliny sa môžu opeľovať alebo krížom opeľovať s inými rastlinami. Krížové opeľovanie zvyšuje variácie v populácii rastlín. Peľové zrná sa pohybujú cez peľovú trubicu na vaječník, kde dochádza k oplodneniu, a vzniká semeno, ktoré môže byť zapuzdrené v plode.

Napríklad orchidey, sedmokrásky a fazuľa sú najväčšou čeľaďou krytosemenných rastlín. Semená mnohých krytosemenných rastlín rastú v ochrannom, výživnom ovocí alebo dužine. Tekvica je jedlé ovocie, napríklad s lahodnou dužinou a semenami.

Tracheofyty (cievnaté rastliny) sú vhodné pre suchozemské prostredie na rozdiel od ich morských príbuzných predkov, ktorí nemohli žiť mimo vody. Ponúkané tkanivá cievnych rastlín evolučné výhody nad nevaskulárnymi suchozemskými rastlinami.

Cievny systém dal vzniknúť bohatým druhová diverzifikácia pretože cievnaté rastliny sa dokázali prispôsobiť meniacim sa podmienkam prostredia. V skutočnosti ich je približne 352 000 druhov krytosemenných rastlín rôzneho tvaru a veľkosti pokrývajúcich Zem.

Nevaskulárne rastliny typicky rastú blízko zeme, aby získali prístup k živinám. Vaskularita umožňuje rastom rastlín a stromov oveľa vyššie pretože cievny systém poskytuje a transportný mechanizmus na aktívnu distribúciu potravy, vody a minerálov v tele rastliny. Cievne tkanivo a koreňový systém poskytujú stabilitu a spevnenú štruktúru, ktorá podporuje bezkonkurenčnú výšku za optimálnych rastových podmienok.

Kaktusy majú adaptívne vaskulárne systémy na účinné zadržiavanie vody a hydratáciu živých buniek rastliny. Obrovské stromy v dažďovom pralese sú podopreté oporné korene v spodnej časti kmeňa, ktorý môže dorásť do 15 stôp. Korene podpery okrem poskytnutia štrukturálnej podpory zväčšujú plochu pre absorpciu živín.

Cievnaté rastliny zohrávajú kľúčovú úlohu pri udržiavaní ekologickej rovnováhy. Život na Zemi závisí od rastlín, ktoré im poskytujú potravu a biotop. Rastliny udržujú život tým, že pôsobia ako poklesy oxidu uhličitého a uvoľňovaním kyslíka do vody a vzduchu. Naopak, odlesňovanie a zvýšené úrovne znečistenia ovplyvňujú globálnu klímu, čo vedie k strate biotopov a vyhynutiu druhov.

Fosílne záznamy naznačujú, že sekvoje - pochádzajúce z ihličnanov - existujú ako druhy, odkedy dinosaury vládli na Zemi počas jury. The New York Posthlásené v januári 2019, že na zmiernenie účinkov skleníkových plynov vytvorila environmentálna skupina so sídlom v San Francisco vysadil stromčeky sekvoje naklonované zo starých pne sekvoja nájdených v Amerike, ktoré dorástli do výšky 400 stôp vysoký. Podľa Príspevok, tieto zrelé sekvoje mohli odstrániť viac ako 250 ton oxidu uhličitého.