BRYOFĪTI: RAKSTUROJUMS, FILOĢENĒZE, KLASIFIKĀCIJA, REPRODUKCIJA - BIOLOĢIJA - 2025

Sūnu vai sūnas, kas pazīstams arī kā sūnas ir nonvascular mazi augi mitrā vidē un uz dažādām virsmām, piemēram, akmeņiem, augsnes, ceļasomas, among others. Ir zināmas apmēram 24 000 sugas, un, pateicoties spējai paciest plašu temperatūru diapazonu, tās tiek izplatītas arktiskajos, tropiskajos un pat tuksnešos.

Vēsturiski šī grupa ir iedalīta trīs galvenajās grupās: aknu kārpiņas, ragveida vistas un sūnas. Pašlaik šī klasifikācija tiek uzskatīta par parafītisku, jo antoceroti ir vairāk saistīti ar asinsvadu augiem, nevis ar pārējiem bryophytes.

Avots: Marie Čcheidzeová, no Wikimedia Commons

Bryofīti, tāpat kā augi, satur vairākus pigmentus, piemēram, hlorofilu, karotīnus un ksantofilus. Tās dzīves cikls ietver paaudžu maiņas procesu, ko sauc par gametofītu un sporofītu.

Katra paaudze atšķiras no otras hromosomu skaita, formas un funkcijas ziņā. Viņiem ir arī aseksuāla reprodukcija, izmantojot jaunveidošanās un sadrumstalotības procesus.

Sakarā ar jutīgumu bryophytes ir noderīgi aizsargājamās teritorijās, jo tie darbojas kā gaisa piesārņojuma vides indikators.

Daudzas reizes, pateicoties morfoloģiskajai līdzībai, dažas aļģes vai ķērpjus nepareizi sauc par “sūnām”. Tāpat literatūrā ļoti brīvi izmantoti termini "sūnas" un "bryophyte". Stingri sakot, sūnas vai bryophytes ir klade, kas neietver aknu misas un antoceras.

Vispārīgais raksturojums

Botāniķi savus pētījuma organismus sadala divās lielās sauszemes augu grupās: bryophytes vai bez asinsvadu augi un tracheophytes vai vascular augi.

Bryophytes raksturo mazi izmēri un aug ļoti iesaiņotās struktūrās, kas atgādina spilvenu vai spilvenu. Mēs atrodam tos uz dažādu veidu klintīm un baļķiem uz zemes un kā epifītus uz meža kokiem.

Visi bryophytes ir ekoloģiski noturīgi, un fāze, kas veic fotosintēzes procesus, ir haptoīds gametofīts. Sporofīta fāze ir diploīda un aug kā nesazarots stublājs un gala sporādija. To raksturo īslaicīga pastāvēšana un uztura apsvērumu dēļ dzīvs, kas noenkurots ar gametofītu.

Morfoloģiski tā struktūras var līdzināties asinsvadu auga struktūrai. Gametofītā var atšķirt rizoīdus un mazas asas "lapas". Tomēr tie atšķiras no tiem ar dažām īpašībām.

Kaut arī brifītiem trūkst patiesu asinsvadu audu, kas ir atbildīgi par cukuru un citu barības vielu transportēšanu, tiem ir homoloģiskas struktūras, ko sauc par hidroīdiem. Šie augi nekad neveido ksilēmu - sakārtotus vadītspējīgus audus, kas ir atbildīgi par sāļu un ūdens pārvadāšanu asinsvadu augos.

Biotops

Bryofītiem ir relatīvi plašs vides tolerances līmenis. Viņi var dzīvot un attīstīties siltā un mērenā vidē, mitrā vai ēnainā vidē. Tos var atrast arī purvos.

Īpaša suga ir Sphagnum ģints vai kūdras sūnas, kas aptver 1% no visas pasaules virsmas. Starp tās īpatnībām ir milzīga ūdens daudzuma aizturēšana no 20 līdz 30 reizēm.

Filogēnija

Filoģenēze, kurā ietilpst augi ar stomātu, ir sadalīta divās lielās zarās, viena noved pie augiem ar sākotnējiem stublājiem - anterofītiem -, savukārt otra ved uz augiem ar ļoti efektīvām vadīšanas sistēmām.

Šī pēdējā grupa ir pazīstama kā hemitracheophytes, un tajā ietilpst brofīti vai sūnas ar rudimentāru vadīšanas sistēmu un traheofīti, kas ietver asinsvadu augus, kuriem ir patiesi vadošie trauki.

Tā kā brifītu filoģenēze gadu gaitā ir mainījusies, mēs izveidosim aprakstu, pamatojoties uz laika shēmu:

Vēsturiskā perspektīva

Trīs zināmās bryophytes paaudzes ir aknu kārpiņas, ragi un sūnas. Saistība starp viņiem daudzus gadus nebija zināma, un tas bija viens no vissvarīgākajiem jautājumiem augu evolūcijas bioloģijā.

Daudzas no izvirzītajām hipotēzēm ietvēra dažādus koka izkārtojumus, parasti apsverot brofītus kā trīs no iepriekšminētajām monofiliskajām līnijām.

Daži autori ieteica, ka aknu vate ir citu embriju māsu grupa, bet citi ierosināja antocerotes kā māsu grupu.

Bryofīti iepriekš tika uzskatīti par vienotu patvērumu, kas atradās starpstāvoklī starp aļģēm un asinsvadu augiem.

Pašreizējās filoģēnijas

Molekulārā bioloģija un jaudīgu datorprogrammu esamība ir radījusi revolūciju filoģenēžu rekonstrukcijā, ļaujot analizēt milzīgu datu daudzumu. Tādējādi filoģenēzes, kas iegūtas, izmantojot morfoloģiskās rakstzīmes, var atbalstīt.

Pašlaik ir izdarīti dažādi secinājumi. Tagad ir pieņemts, ka trīs pieminētās brifītu grupas satur trīs evolucionāri atsevišķas līnijas.

Izmantojot genoma un sekvences datu strukturālās iezīmes, tika konstatēts, ka antoceroti ir vistuvākie traheofītiem.

Klasifikācija

Bryophyte sugas iedala trīs phyla: Marchantiophyta (aknu kārpas), Bryophyta (sūnas) un Anthocerotophyta (antoceroti). Kā apspriests, tie neveido monofilētisku grupu - grupu, kurā ir jaunākais kopīgais sencis un visi tā pēcnācēji - tāpēc tie pārstāv zināmu pakāpi embriju attīstībā.

No trim grupām sūnām ir vislielākā daudzveidība - līdz šim ir atzītas vairāk nekā 15 000 sugu.

Aknu

Aknas parasti apdzīvo tropiskos Amerikas apgabalus. Tās izmērs ir mazs, lai gan dažas sugas var sasniegt 30 cm. Protonema ir globose, gametofīts ir vienkāršs vai ar gaisa kameru vērsts talluss.

"Lapas" ir sakārtotas trīs kolonnās un sadalītas vairāk nekā divās daivās bez vidējās vēnas. Viņiem nav stomātu, un viņiem ir īpašas organellas, ko sauc par eļļas ķermeņiem.

Anthocerotes

Viņiem raksturīga globāla protoneme, gametofīta forma ir vienkārša talija. Viņi uzrāda plastid un pirinoiodes.

Sūnas

Sūnas ir kosmopolītiska grupa, kas sadalīta trīs kārtās: Bryales, Sphagnales un Andraeales. Protonema ir pavedienveida, un "lapu" izvietojums ir spirālveida un ar vidējas vēnas klātbūtni. Tajā nav īpašu organellu.

Atšķirībā no iepriekšējām grupām, rizoīds ir brūns un sastāv no vairākām šūnām. Stomata atrodas sporophyte kapsulā, kas ir sarežģīta ar operculum, theca un kaklu.

Pavairošana

Bryofītiem ir dzīves cikls, kas ietver divas paaudzes: gametofītu un sporofītu. Gametofīta pirmā šūna ir spora, kas dīgstot kļūst par struktūru ar šķiedru, lamināru, globālu izskatu, ko cita starpā sauc par protonemu.

Protoneme

Protonema ir piestiprināta pie zemes ar piedēkļiem, kuriem trūkst hlorofila, ko sauc par rizoīdiem. Asns veidojas no protonemas, kas, savukārt, rada sarežģītu gametofītu.

Šī struktūra ir dzīves cikla haploīdā fāze, un to raksturo mazs, saplacināts vai foliozs talluss. Dažos gadījumos morfoloģiski tas atgādina pavedienu aļģes.

Pirmajā gadījumā tallijs ir lobota lente, kas sazarojas divās daļās un izmanto rhizoīdus, lai noenkurotu sevi pie pamatnes. Turpretī, ja tallijs ir foliozs, struktūru veido ass, kas atgādina kātu, un no tā rodas lapas. Tāpat kā saplacinātajā talalī, foliozi ar rhizoīdiem piestiprina pie pamatnes.

Lai arī ir struktūras, kas atgādina asinsvadu augu stublājus, lapas un saknes, bryofītos nav trauku, un šie orgāni ir vienkāršāki.

Vēl viena atšķirība ir saistīta ar hromosomu piešķīrumu, gametofīts ir haploīds, kamēr augos lapas, saknes un citi ir diploīdi.

Gametofīts

Gametofīts ražo struktūras aseksuāli, kaut arī tam ir arī seksuālie orgāni. Aseksuāla reprodukcija notiek caur tallusa pumpuriem vai fragmentiem. Ja šīs struktūras atrodas reģionos, kur ir labvēlīgi vides apstākļi, tie spēs attīstīt protonu un jaunu gametofītu.

Līdzīgi dzimumorgāni ir zināmi kā arhegonijas (pudeles formas sieviešu orgāns) un antheridia (globāli vīriešu orgāni), un tie var atrasties atšķirīgi.

Taloīdos gametofītos dzimumorgāni ir atrodami auga iekšpusē. Daži bryophytes var būt viencilvēki, bet citi - dvīņi.

Vīriešu dzimuma orgāni ražo šūnu tipu ar divām flagellas, ko sauc par anterozoīdiem. Ūdens klātbūtne ir būtiska, lai apaugļošanās notiktu, jo spermatozoīdi var izmantot savas flagellas, lai peldētu nelielus attālumus. Tā notiek seksuāla reprodukcija.

Sporofīts

Attīstoties oosfērai, šūnas, kas atrodas arhegonija kaklā, izzūd, un to saturs tiek atbrīvots ar virsotnes plīsumu. Anterozoīdi tiek izraidīti, un tikai viens no tiem var atvērt oosfēras apvalku. Šajā brīdī veidojas pirmā diploīdā struktūra: sporofīts.

Sporofīts attīstās, daloties šūnās, līdz veidojas pēda un pārējās šūnas veido sporofīta orgānus. Arhegonija vēdera šūnas rada struktūru, ko sauc par kaliptru.

Salīdzinot ar gametofītu, sporofīts ir īslaicīgs, un struktūra nav tik interesanta un pievilcīga kā gametofīts.

Iepriekš aprakstītais dzīves cikls ir diezgan līdzīgs trīs bryophytes grupās, izņemot to, ka dažas struktūras atšķiras pēc morfoloģijas un izvietojuma.

Atsauces

1. Crandall - Stotler, B. (2018). Bryofīti. Ilinoisas dienvidu universitātes Augu bioloģijas katedra, Karbondale. Atgūts no: http://bryophytes.plant.siu.edu/bryojustified.html
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Ielūgums uz bioloģiju. Makmillans.
3. Delgadillo, C. (1990). Bryofītu rokasgrāmata. Unam.
4. Laikā HJ (1979). Bryophytes dzīves stratēģijas: iepriekšējs pārskats. Lindberģija, 2. – 18.
5. Mišlers, BD, un Čērčils, SP (1984). Kladistiska pieeja “brinofītu” filoģenēzijai. Brittonia, 36 (4), 406–424.
6. Nickrent, DL, Parkinsons, CL, Palmer, JD, un Duff, RJ (2000). Sauszemes augu multigēna filoģenēze, īpaši atsaucoties uz brifītiem un agrākajiem sauszemes augiem. Molekulārā bioloģija un evolūcija, 17 (12), 1885–1895.
7. Qiu, YL, Li, L., Wang, B., Chen, Z., Knoop, V., Groth - Malonek, M.,… & Estabrook, GF (2006). No filoģenomiskajiem pierādījumiem visdziļākās sauszemes augu atšķirības. Nacionālās zinātņu akadēmijas raksti, 103 (42), 15511–15516.