Vaskulära växter: definition, klassificering, egenskaper och exempel

Lär dig om de många typerna av kärlväxter är viktigare än du kanske tror.

Till exempel ser fiddlehead ormbunkar likadana ut för det otränade ögat, men distinkta egenskaper skiljer ut en god struts ormbunke från en bracken ormbunke tros innehålla cancerframkallande ämnen. Kärlväxter har vanliga - och i vissa fall märkliga - anpassningar som ger en evolutionär fördel.

Kärlväxter kallas "rörväxter" trakeofyter. Kärlvävnad i växter består av xylem, som är rör involverade i vattentransport, och floem, som är rörformiga celler som distribuerar mat till växtceller. Andra definierande egenskaper inkluderar stjälkar, rötter och löv.

Vaskulära växter är mer komplexa än förfädernas icke-vaskulära växter. Kärlväxter har en typ av inre "VVS" som transporterar produkter av fotosyntes, vatten, näringsämnen och gaser. Alla typer av vaskulära växter är markbundna (land) växter som inte finns i sötvatten- eller saltvattenbiomer.

Kärlväxter definieras också som eukaryoter, vilket betyder att de har en membranbunden kärna, som skiljer dem från de prokaryota bakterierna och arken. Kärlväxter har fotosyntetiska pigment och cellulosa att stödja

I århundraden har forskare använt växt taxonomieller klassificeringssystem för att identifiera, definiera och gruppera växter. I det antika Grekland baserades Aristoteles klassificeringsmetod på organismernas komplexitet.

Människor placerades högst upp i den ”stora kedjan av varelsen” strax under änglar och gudar. Djur kom därefter och växter förflyttades till kedjans nedre länkar.

På 1700-talet, svensk botaniker Carl Linné erkände att en universell klassificeringsmetod behövdes för vetenskaplig undersökning av växter och djur i den naturliga världen. Linné tilldelade varje art en latinsk binomial art och släktnamn.

Han grupperade också levande organismer efter riken och ordningar. Vaskulära och icke-vaskulära växter representerar två stora undergrupper inom växtriket.

Komplexa växter och djur behöver ett kärlsystem för att leva. Till exempel inkluderar det vaskulära systemet i människokroppen artärer, vener och kapillärer som är involverade i metabolism och andning. Det tog små primitiva växter miljontals år att utveckla kärlvävnad och ett kärlsystem.

Eftersom gamla växter inte hade ett kärlsystem var deras utbredning begränsat. Växter utvecklades långsamt vaskulär vävnad, floem och xylem. Vaskulära växter är vanligare idag än icke-vaskulära växter eftersom vaskularitet erbjuder en evolutionär fördel.

Den första fossila registreringen av kärlväxter går tillbaka till en sporofyt som kallas Cooksonia som levde ungefär 425 miljoner år sedan under den siluriska perioden. Därför att Cooksonia är utdöd, studerar växtens egenskaper begränsas till tolkningar av fossila register. Cooksonia hade stjälkar men inga löv eller rötter, även om vissa arter tros ha utvecklat kärlvävnad för vattentransport.

Primitiva icke-vaskulära växter kallas bryophytes anpassad till att vara landväxter i områden där det fanns tillräcklig fukt. Växter som liverworts och hornworts saknar verkliga rötter, löv, stjälkar, blommor eller frön.

Till exempel, vispa ormbunkar är inte sanna ormbunkar eftersom de bara har en lövlös, fotosyntetisk stam som förgrenas till sporangier för reproduktion. Fröfria kärlväxter Till exempel klubbmossor och hästsvans kom nästa i Devonian-perioden.

Molekylär data och fossila register visar det fröbärande gymnospermer som tallar, gran och ginkgoes utvecklades miljontals år innan angiospermer som bredbladiga träd; den exakta tidsperioden debatteras.

Gymnospermer har inte blommor eller bär frukt; frön bildas på bladytor eller fjäll i kottar. Däremot angiospermer har blommor och frön inneslutna i äggstockarna.

Karakteristiska delar av kärlväxter inkluderar rötter, stjälkar, löv och kärlvävnad (xylem och phloem). Dessa mycket specialiserade delar spelar en avgörande roll för växtöverlevnad. Utseendet på dessa strukturer i utsäde växter varierar mycket efter art och nisch.

Rötter: Dessa sträcker sig från plantans stam till marken på jakt efter vatten och näringsämnen. De absorberar och transporterar vatten, mat och mineraler via kärlvävnader. Rötter håller också växter stabila och säkert förankrade mot vindar som kan störta träd.

Rotsystemen är olika och anpassade till jordens sammansättning och fuktinnehåll. Taproots sträcker sig djupt ner i marken för att nå vatten. Grunt rotsystem är bättre för områden där näringsämnen är koncentrerade i det övre lagret av jorden. Några växter som epifyt orkidéer växa på andra växter och använda luftrötter för att absorbera atmosfäriskt vatten och kväve.

Xylemvävnad: Detta har ihåliga rör som transporterar vatten, näringsämnen och mineraler. Rörelse sker i en riktning från rötterna till stammen, löven och alla andra delar av växten. Xylem har styva cellväggar. Xylem kan bevaras i fossilregistret, vilket hjälper till att identifiera utdöda växtarter.

Floemvävnad: Detta transporterar fotosyntesprodukter genom växtceller. Bladen har celler med kloroplaster som använder solens energi för att skapa högenergisockermolekyler som används för cellmetabolism eller lagras som stärkelse. Kärlväxter utgör basen för energipyramiden. Sockermolekyler i vatten transporteras i båda riktningarna för att distribuera mat efter behov.

Löv: Dessa innehåller fotosyntetiska pigment som utnyttjar solens energi. Breda löv har en bred yta för maximal exponering för solljus. Men tunna, smala löv täckta med en vaxartad nagelband (ett vaxartat yttre skikt) är mer fördelaktiga i torra områden där vattenförlust är ett problem under transpiration. Vissa bladstrukturer och stjälkar har ryggar och taggar för att varna djur.

Blad av en växt kan klassificeras som mikrofyll eller megafyller. Till exempel är en tallnål eller grässtrå en enda tråd av kärlvävnad som kallas en mikrofyll. Däremot är megafyller blad med grenande vener eller vaskularitet i bladet. Exempel inkluderar lövträd och lummiga blommande växter.

Kärlväxter är grupperade efter hur de reproducerar sig. Specifikt klassificeras de olika typerna av kärlväxter av huruvida de producerar sporer eller frön för att skapa nya växter. Kärlväxter som reproducerar av frö utvecklades mycket specialvävnad som hjälpte dem att sprida sig över hela landet.

Sporproducenter: Kärlväxter kan reproducera sig genom sporer precis som många icke-kärlväxter gör. Men deras vaskularitet gör dem synligt annorlunda från mer primitiva sporproducerande växter som saknar den kärlvävnaden. Exempel på kärlsporproducenter inkluderar ormbunkar, hästsvansar och klubbmossor.

Fröproducenter: Kärlväxter som reproducerar med frö delas vidare in i gymnospermer och angiospermer. Gymnospermer som tallar, gran, idegran och cedrar producerar så kallade "nakna" frön som inte är inneslutna i en äggstock. Majoriteten av blommande, fruktbärande växter och träd är nu angiospermer.

Exempel på kärlproducenter inkluderar baljväxter, frukt, blommor, buskar, fruktträd och lönnträd.

Vaskulärsporproducenter gillar hästsvans reproducera igenom förändring av generationer i deras livscykel. Under diploid sporofytstadium, bildas sporer på undersidan av den sporproducerande anläggningen. Sporofytväxten släpper sporer som kommer att bli gametofyter om de landar på en fuktig yta.

Gametofyter är små reproduktionsväxter med manliga och kvinnliga strukturer som producerar haploida spermier som simmar till haploida ägget i kvinnans kvinnliga struktur. Befruktning resulterar i en diploid embryo som växer till en ny diploid växt. Gametofyter växer vanligtvis nära varandra, vilket möjliggör korsbefruktning.

Reproduktiv celldelning sker med meios i en sporofyt, vilket resulterar i haploida sporer som innehåller hälften så mycket genetiskt material vid moderplantan. Sporerna delar med mitos och mognar till gametofyter, som är små växter som producerar haploida ägg och spermier mitos. När könsorgan förenas bildar de diploida zygoter som växer till sporofyter via mitos.

Till exempel det dominerande stadiet i livet för tropisk ormbunke - den stora, vackra växten som trivs på varma, våta platser - är den diploida sporofyten. Ferns reproducerar genom att bilda encelliga haploida sporer via meios på undersidan av blad. Vinden sprider allmänt de lätta sporerna.

Sporer delar sig med mitos och bildar separata levande växter som kallas gametofyter som producerar han- och kvinnliga könsceller som smälter samman och blir små diploida zygoter som kan växa till massiva ormbunkar mitos.

Fröproducerande vaskulära växter, en kategori som inkluderar 80 procent av alla växter på jorden, producera blommor och frön med ett skyddande skydd. Många sexuella och asexuella reproduktiva strategier är möjliga. Pollinerare kan inkludera vind, insekter, fåglar och fladdermöss som överför pollenkorn från en blomma (den manliga strukturen) till en stigma (den kvinnliga strukturen).

I blommande växter är gametofytgenerationen ett kortlivat stadium som äger rum i växtens blommor. Växter kan självbestämma eller korsbestämma med andra växter. Korsbestämning ökar variationen i växtpopulationen. Pollenkorn rör sig genom pollenröret till äggstocken där befruktning sker, och ett frö utvecklas som kan vara inkapslat i en frukt.

Till exempel är orkidéer, prästkragar och bönor de största familjerna av angiospermer. Frön från många angiospermer växer i en skyddande, närande frukt eller massa. Pumpor är till exempel ätbar frukt med utsökt massa och frön.

Trakeofyter (kärlväxter) är väl lämpade för den markbundna miljön till skillnad från deras förfäder marina kusiner som inte kunde leva utanför vatten. Vaskulär vävnad erbjuds evolutionära fördelar över icke-vaskulära markväxter.

Ett kärlsystem gav upphov till rika arts diversifiering eftersom kärlväxter skulle kunna anpassas till förändrade miljöförhållanden. Faktum är att det finns ungefär 352 000 arter av angiospermer av olika former och storlekar som täcker jorden.

Icke-vaskulära växter växer vanligtvis nära marken för att få tillgång till näringsämnen. Vaskularitet tillåter växter och träd att växa mycket längre eftersom kärlsystemet ger en transportmekanism för att aktivt distribuera mat, vatten och mineraler genom hela växtkroppen. Kärlvävnad och ett rotsystem ger stabilitet och en förstärkt struktur som stöder oöverträffad höjd under optimala odlingsförhållanden.

Kaktusar har adaptiva kärlsystem för att effektivt behålla vatten och hydrera levande celler i växten. Stora träd i regnskogen stöds av stödjande rötter vid basen av bagageutrymmet som kan växa till 15 fot. Förutom att ge strukturellt stöd ökar stödrötterna ytan för att absorbera näringsämnen.

Kärlväxter spelar en avgörande roll för att upprätthålla den ekologiska balansen. Livet på jorden beror på att växter ger mat och livsmiljöer. Växter upprätthåller livet genom att fungera som koldioxid sjunker och genom att släppa ut syre i vattnet och luften. Omvänt påverkar avskogning och ökade nivåer av föroreningar det globala klimatet, vilket leder till förlust av livsmiljöer och utrotning av arter.

Fossila register antyder att redwoods - härstammande från barrträd - har funnits som en art sedan dinosaurier styrde jorden under Juraperioden. De New York Postrapporterad i januari 2019 att, för att mildra effekterna av växthusgaser, en miljökoncern baserad i San Francisco planterade trädträdsplantor klonade från gamla redwoodstubbar som hittades i Amerika som växte till 400 fot lång. Enligt Posta, dessa mogna lövträd kan ta bort över 250 ton koldioxid.