SPERMATOFĪTI VAI FALANGAS: RAKSTURLIELUMI, KLASIFIKĀCIJA, EVOLŪCIJA - BIOLOĢIJA - 2025

Par espermatofitas vai ziedēšanas augiem, kas pazīstams arī kā "augu sēklas" ir lielisks monophyletic celma augiem, kas pieder grupai lignofitas (kokaugu), un kas ir klasificēti gan segsēkļu (ziedaugu), kā kailsēkļu ( skujkoki un tamlīdzīgi).

Spermatofīti veido atsevišķu grupu no lignofītiem, pateicoties kopējai sēklu attīstības iezīmei, kas mācību grāmatās aprakstīta kā grupas “evolūcijas jaunums”.

Ābeles, spermatofīta auga fotogrāfija (Avots: W. carter / CC0, izmantojot Wikimedia Commons)

Vārds "spermatophyte" burtiski nozīmē "augi ar sēklām", jo tas nāk no grieķu vārdiem "sperma", kas nozīmē sēklu, un "phyton", kas nozīmē augu.

Spermatofīti ir viens no vissvarīgākajiem organismiem uz Zemes, jo gan segsēkļi, gan ģimnāzijas ir divas ārkārtīgi bagātīgas grupas, kas ir būtiskas praktiski visu sauszemes ekosistēmu funkcionēšanai.

Ātri domājot, augi ar sēklām lielākajai daļai cilvēku, iespējams, ir vispazīstamākā grupa ne tikai no uztura viedokļa (jo eļļas, cietes un olbaltumvielas tiek iegūtas no daudzu augu sēklām), bet arī no ainavas viedokļa.

Spermatofīti ir tūkstošiem citu Kalifornijas milzu sarkano koku, Amazones lietus mežu lielie un lapu koki, lilijas un rozes, rīsi, auzas, kukurūza, kvieši un mieži.

Spermatofītu raksturojums

- Spermatofītu vai falangamu galvenā īpašība ir sēklu rašanās pēc apputeksnēšanas, tas ir, kā produkts, kas rodas divu dzimuma šūnu saplūšanas rezultātā.

- Tie ir fotosintētiski organismi, tas ir, tiem ir hloroplasti, kas satur hlorofilu, tāpēc viņi var pārvērst saules staru gaismas enerģiju izmantojamā ķīmiskajā enerģijā.

- Šo dārzeņu ķermenis ir sadalīts saknēs, stublājā un lapās.

- Daži spermatofīti, sīpolaugi, rada ziedus, un no šiem ziediem rodas augļi, kas satur sēklas.

- Gymnosperms nerada ziedus, bet tām ir īpašas struktūras sēklu atbalstam.

- Lielākajai daļai spermatofītu ir labi attīstīti asinsvadu audi, kas sastāv no ksilēma audiem un traheīdiem.

- Tie ir plaši izplatīti biosfērā, tāpēc tie aizņem simtiem dažādu dzīvotņu.

- Viņiem var būt audi ar sekundāru augšanu vai nav.

Biotops

Ziedoši augi (angiosperms) aug praktiski jebkurā apdzīvojamā reģionā uz zemes (izņemot skujkoku mežus) un var pat dominēt dažās ūdens ekosistēmās. Tāpēc viņi var apdzīvot:

- tuksneši

- līdzenums

- Serranías

- Okeāni, jūras un upes

Tāpat arī ģints ģints augiem un citiem sēklu augiem ir liela plastika attiecībā uz biotopu, kurā tie var atrasties, kaut arī tie ir vairāk ierobežoti uz sauszemes un sauszemes vidēm.

Klasifikācija un taksonomija

Sēklu augi pieder Spermatophyta nodaļai. Šajā nodaļā papardes tiek grupētas ar sēklām "Pteridosperms", Gymnosperms un Angiosperms.

Sēklu papardes ir grupa, kas sastāv galvenokārt no fosiliem augiem, tāpēc spermatofītus bieži uzskata par Gymnosperms un Angiosperms.

Gymnosperms

Priedes čiekuri, vingrošanas spole (Avots: Sridhar Rao / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), izmantojot Wikimedia Commons)

Vārds "gymnosperm" nozīmē "augi ar kailām sēklām" (gymnos, kas nozīmē "kails" un sperma, kas nozīmē "sēkla").

Atkarībā no analizējamā pētījuma šī augu grupa ir “nedabiska” grupa, jo tās locekļi ir parafiletiālas izcelsmes, kas nozīmē, ka ne visiem ir viens un tas pats kopējais sencis; vai arī tā ir monofiliska grupa, augļaugi.

- Grupas locekļi tiekas šajā nodaļā, jo viņiem ir kopīga iezīme (apomorfija) neveidot ziedus.

- Turklāt šiem augiem ir struktūras, kas pazīstamas kā “čiekuri”, dažas mātītes un viens tēviņš.

- Pēc apaugļošanas sēklas nav iekapsulētas augļa sieniņās.

- tām ir ruļļotas lapas, adatas formas un bagātīgas vaskos.

Gymnosperms tiek iedalītas šādās sugās:

- Cycadophyta , pamatlīniju uzskatīja par visbiežāko

- Ginkgophyta

- Skujkoki , skujkoki

- Gnetophyta vai Gnetales, dažreiz klasificējamas skujkoku grupā

Sēklinieki

Tetradenia riparia, sīpola, ziedi. Conrado / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Ziedoši augi, gluži pretēji, ir pierādīta monofiliska grupa, kas tiek uzskatīta par māsu grupu vingrošanas augiem. Tie ir līdz šim visbagātīgākā, daudzveidīgākā un veiksmīgākā augu grupa no visiem, kas satur vairāk nekā 95% no visām mūsdienās dzīvajām augu sugām.

Tie ir arī viens no vissvarīgākajiem augiem pasaules ekonomikas sistēmā, jo tos izmanto ne tikai pārtikas ražošanai, bet arī dažādu veidu izejvielu ieguvei.

- Visiem sīpolu augiem ir ziedi, parasti divdzimumu (abi dzimumi ir vienā un tajā pašā ziedā).

- Tās sēklas ir iekapsulētas olnīcā, no kuras veidojas auglis.

- Parasti tiem ir divkārša mēslošana.

Sēklasaugi sastāv no ārkārtīgi bagātīgas un daudzveidīgas grupas, kuras klasifikācija ir daudzu nozares speciālistu izpētes objekts, tāpēc pastāv dažas neatbilstības starp vienu un to pašu klasifikāciju. Tomēr viens no vispieņemtākajiem ir tas, ka šajā grupā ietilpst klades:

- Amborellales

vai Nymphaeales

- Austrobaileyales

- magnolīdi

vai Laurales

vai magnolijas

vai Canellales

o Piperales

o viendīgļlapu

• Petrosavial
• Acorales
• Alismatales
• Sparģeļi
• Dioscoreales
• Lilijas
• Pandales

vai Commelinidos

• Teritorijas
• Commelinales
• Zingiberales
• Poļi

vai Eudicotyledons

• Buxales
• Trochodendrales
• Ranunculales
• Zāles
• Berberidopsidales
• Dillenial
• Gunnerales
• Kariofilijas
• Santalales
• Saxifragales
• Rosīdi
• Vitāli
• Crossosomatales
• Geraniales
• Mirtas
• Zigofilijas
• Ceralras
• Kukurbitāļi
• Fabales
• Fagales
• Malpighiales
• Oksalīds
• Rosales
• Augļu dārzi
• Pūtītes
• Malvales
• Sapindales
• Asterīdi
• Cornales
• Erikāles
• Garryales
• Gentianales
• Lamiales
• Solanales
• Apiales
• Aquifoliales
• Asterales
• Dipsacales

Dzīves cikls un reprodukcija

Spermatofītu dzīves cikls ir pazīstams kā “sporisks”, kurā dominē sporofīts un tiek ražotas sēklas, un gametofīts, atšķirībā no citām augu grupām, ir samazināts olšūnas vai ziedputekšņu graudu iekšpusē.

Paaudžu maiņa

No tā saprotams, ka visiem augiem ar sēklām ir paaudžu maiņa, viens gametofītisks un otrs sporofītisks, bet gametofīts attīstās tikai tad, kad augi sasniedz pilngadību vai reproduktīvo stadiju.

Sporofīti ir tie, kas veic specializētās struktūras, kurās tiek ražoti sieviešu un vīriešu gametofīti. Mikrosporanģija rada ziedputekšņu graudus (vīriešu kārtas) un megasporanģija rada megasporas vai olšūnas (sievietes).

Dažos gadījumos gan megasporangium, gan mikrosporangium ir sastopami dažādos indivīdos vai struktūrās (Gymnosperms), bet parasti lielākajā daļā augu abi ir vienā struktūrā, ko sauc par ziedu (Angiosperms).

Ziedi

Zieds ir specializēta reprodukcijas struktūra, kas rodas no stublāja kā auga ķermeņa "pagarinājums".

Ziedos esošajam megasporangiumam ir "trauks" (olnīca), kas darbojas, saņemot putekšņu graudus, kurus ražo mikrosporanģija (no tā paša zieda vai no dažādiem ziediem).

Olšūnās esošajās olšūnās ir visas nepieciešamās barības vielas, lai atbalstītu embriju, sēklu un augļus - process, kas notiek pēc olšūnas apputeksnēšanas un apaugļošanas ar ziedputekšņu graudiem.

Šādi iegūtās sēklas var izkliedēt ar dažādiem līdzekļiem un, tiklīdz tās dīgst, veido jaunu sporofītu, kas var atkārtot dzīves ciklu.

Spermatofītu sugu piemēri

Spermatofīti ir ārkārtīgi dažādi augi ar ļoti atšķirīgu dzīves ciklu, formu, izmēru un dzīves veidu.

Šai grupai pieder visi mums zināmie ziedošie augi, praktiski visi augi, ko mēs patērējam pārtikai, un dižie un majestātiskie koki, kas veido mežus un džungļus, kas uztur dzīvnieku dzīvību.

- Ābols, kas raksturīgs rudens sezonai daudzās sezonālās valstīs, pieder pie Malus domestica sugas , tas ir daļa no Magnoliophyta dalījuma un Rosales kārtas.

- Pinus mugo ir krūmu priežu suga, kas aug Alpos un no kuras iegūst dažus savienojumus ar atkrēpošanas, antiastēmisku un dezinficējošu īpašību.

- Maizi, ko cilvēks patērē katru dienu, gatavo ar miltiem, kas ražoti no kviešu sēklām, kas ir Triticum ģints angiospermas suga un ko sauc par Triticum aestivum .

Spermatofītu evolūcija

Sēklu augu evolūcija ir cieši saistīta ar divu struktūru attīstību: sēklām un ziedputekšņu graudiem.

- Sēklu evolūcija

Sēklu evolūcija ir process, kas notika vairākos posmos, bet precīza to secība nav zināma, un var būt noticis, ka divas vai vairākas notika vienlaikus. Tālāk tiek parādīti sēklu evolūcijas “soļi”, kā ierosina daži autori:

1-Heterosporija

Šis termins attiecas uz divu veidu haploīdu sporu veidošanos divu dažādu sporanģiju veidā (ar pusi no auga hromosomu slodzes, kas tām radusies)

- Megaspores: lielu un mazu, ko ražo meioze struktūrā, kas pazīstama kā megasporangium. Katra megaspora attīstās sievietes gametofītā, kurā atrodamas arhegonijas.

- Mikrosporas: mikrosporanģijas mejozes produkti. Mikrosporas rodas no vīriešu gametofīta, kurā atrodamas anteridijas.

Tas tiek uzskatīts par vienu no būtiskajiem “posmiem” spermatofītu evolūcijas laikā, jo senču stāvokli veidoja homosporijs, tas ir, tikai viena veida sporu (vienādu sporu) veidošanās.

2-Endosporija

Papildus divu dažādu tipu sporu veidošanai spermatofīti attīstīja vēl vienu stāvokli, kas pazīstams kā endosporija, kas sastāv no sieviešu gametofīta pilnīgas attīstības sākotnējā sporas sieniņā.

Senču stāvoklis ir pazīstams kā "exosporia", un tas ir saistīts ar sporas dīgšanu un tās augšanu kā ārēju gametofītu.

3-Megasporu skaita samazināšana

Augiem ar sēklām ir raksturīga viena megaspora - raksturīga pazīme, kas, domājams, attīstījusies divos veidos.

Sākotnēji viņiem bija jāiegūst spēja samazināt šūnu skaitu, kas cieš no meiosis megasporangiumā, līdz vienam; Ir svarīgi atzīmēt, ka katra no šīm šūnām ir pazīstama kā megasporocītu vai megasporu mātes šūna.

Pēc mejozes viens diploīds megasporocīts rada 4 haploīdas megasporas. Trīs no šīm megasporām "pārtrauc", atstājot vienu funkcionālu megasporu, kuras izmērs palielinās, un tas ir saistīts ar lieluma un barības resursu palielināšanos megasporangiumā.

4-Megasporas saglabāšana

Viens no spermatofītu nosacījumiem vai senču īpašībām ir tas, ka megaspora tiek atbrīvota no megasporanģijas, kas šajā grupā mainījās, jo šajos augos megaspora, reiz saražota, tiek saglabāta megasporangiumā.

Šo jauno evolūcijas "iegūšanu", savukārt, pavadīja megasporas šūnas sienas biezuma samazināšanās.

5-integrāta evolūcija

Daudzi autori to uzskata par vienu no pēdējiem notikumiem, kas notika sēklu augu evolūcijas laikā. Tas ir megasporanbija "pārklājums" ar īpašu salveti, ko sauc par integumentu, un tas gandrīz pilnībā ieskauj to ar distālā gala izpausmi.

Intelekts aug no megasporanģijas pamatnes, kuru daudzos tekstos var saukt par nucela.

Fosiliju uzskaites dati liecina, ka pamatne vispirms attīstījās kā divas atsevišķas daivas, tomēr visiem šodien augošajiem sēklu augiem ir kopums, kas sastāv no nepārtraukta apvalka, kas apņem nūciņu, izņemot mikropilu, kas ir galējā distālais.

Mikropilē ir ieejas vieta ziedputekšņu graudiem vai ziedputekšņu caurulītei megasporas apaugļošanas laikā, tāpēc tā aktīvi piedalās šajā procesā.

- Putekšņu graudu evolūcija

Sēklu evolūciju tieši pavadīja ziedputekšņu graudu evolūcija, bet kas ir ziedputekšņu graudi?

Ziedputekšņu grauds ir nenobriedis vīriešu endosporiskais gametofīts. Šajās struktūrās esošais endosporijs attīstījās līdzīgi tam, kas notika sēklās, jo tas ietvēra vīriešu gametofīta attīstību sporas sienās.

Viņi ir nenobrieduši, jo pēc atbrīvošanas tie vēl nav pilnībā diferencēti.

Atšķirībā no citiem augu veidiem un kā jau iepriekš tika runāts, ziedputekšņu graudi ļoti atšķiras no megasporām. Tie ir ārkārtīgi mazi vīriešu gametofīti, kas sastāv no dažām šūnām.

Atbrīvojoties no mikrosporanģijas, ziedputekšņu graudi jāpārvadā uz olšūnas mikropileju, lai varētu notikt apaugļošanās. Apputeksnēšanas senču raksturs bija anemophilic (apputeksnēšana ar vēja palīdzību).

Pēc saskares ar olšūnu vīriešu gametofīts pabeidz savu attīstību, dalot to ar mitozi un diferencējot. No tā aug eksospora putekšņu caurule (ārpus sporas), kas darbojas kā orgāns barības vielu absorbcijai ap sporofītiskajiem audiem.

Ziedputekšņu caurule

Visiem sēklu augiem, kas mūsdienās pastāv, ir vīriešu gametofīti, kas īstermiņā pēc saskares ar megasporas audiem (nūciņu) spēj veidot putekšņu cauruli. Ziedputekšņu caurules veidošanās ir pazīstama kā sifonogamija.

Papildus tam, ka tas darbojas kā pārtikas absorbcijas orgāns, ziedputekšņu caurule darbojas arī spermas šūnu piegādē uz olšūnas "olu".

Atsauces

1. Meriamijs-Vebsters. (nd). Spermatofīts. Merriam-Webster.com vārdnīcā. Saņemts 2020. gada 7. aprīlī no vietnes merriam-webster.com
2. Nabors, MW (2004). Ievads botānikā (Nr. 580 N117i). Pīrsons.
3. Simpsons, MG (2019). Augu sistemātika. Akadēmiskā prese.
4. Raven, PH, Evert, RF un Eichhorn, SE (2005). Augu bioloģija. Makmillans.
5. Vestobijs, M., un Rīss, B. (1982). Sēklu augu evolūcija un iekļaujoša augu audu piemērotība. Evolution, 36 (4), 713-724.