A gymnospermiumok a legősibb magokbolygónk növényei. Fontos szerepet játszottak az élő természet fejlődésében, és továbbra is jelentős helyet foglalnak el a Föld életében. A jól ismert lucfenyő, fenyő, fenyő, tuja, tiszafa vagy vörösfenyő és a kevéssé ismert velichia, saga vagy ginkgo mind a "Gymnosperms" nevű csoport képviselői. Felépítésüket és reprodukciójukat a cikk későbbi részében vizsgáljuk meg.
Származás és életkor
A tornászok kora 350 millió év.A felső devonban (paleozoikumban) jelentek meg, és a mezozoikum korszakának kezdetére már elérte a legfőbb idejét. Feltehetőleg eredetük a spóraszárnyak fokozatos fejlődésével függ össze. Velük összehasonlítva az új növényfajoknak már voltak petesejtjei és pollenszemcséi, amelyek közvetlenül részt vettek a mag kialakulásában. A tornatermelőknek számos előnye volt:
- a szaporodás a víz részvétele nélkül zajlott;
- a maghéj és a tápanyagellátás biztosította a palánta megőrzését.
Ezen okok miatt rövid idő után zöldA bolygó fedezete már többnyire tornaterem volt, amelyek felépítése és reprodukciója hozzájárult az új területek és ökológiai fülkék sikeres fejlődéséhez.
Strukturális jellemzők
Alapvetően ezek a növények nőnek befák és cserjék formája, gyakrabban örökzöld és ritkán lombhullató. Néha hatalmas méreteket érhetnek el (sequoia, cédrus). Leveleik túlnyomó többsége acularis vagy pikkelyes megjelenésű. Tűnek hívják őket, és gyanta járatokat tartalmaznak.
A csomagtartó nagy részét a fa alkotja. Perforált falú üreges elhalt sejteket tartalmaz - tracheidák... Jelenlétük e növénycsoportra jellemző sajátosság. Rajtuk keresztül hajtják végre a gyökérből a levelekbe emelkedő vízáramlást.
A tracheidák mellett a gymnosperm fa tartalmazgyanta átjárók is. Ezért e csoport növényeinek képviselői illatos tűlevelű szaguk alapján könnyen felismerhetők. A gyanta áthatja a fát, ami megakadályozza a bomlást. Emiatt a tűlevelűek között nagyon sok százéves. Például egyes szekvenciák körülbelül 3 ezer évesek.
A gymnospermák legfontosabb evolúciós előnye a cseppnedvesség részvétele nélküli szaporodás és a reproduktív szervként működő formációk jelenléte.
Gymnospermák reprodukciós szervei
A virágok hiánya kulcsfontosságú jellemző, hogy a tornatermelők rendelkeznek. Ezeknek a növényeknek a szaporodása kúpok részvételével történik, ill stroboszkóp... Ezek a képződmények könnyen felismerhetők fenyőn, lucfenyőn, fenyőn, vörösfenyőn és más tűlevelűeken. Nevezhetjük a nemi szaporodás szerveinek.
A kúpok általában heteroszexuálisak - lehetnek hím és nőstények, és ugyanazon a növényen (egyszikűek) vagy különböző (kétlaki) találhatók, méretük és színük eltér.
Férfi dudorokat hívnak mikrobakokés nők - megasztrobilok... A Strobila egy rövidített és módosított hajtás, amelyen található sporofillok - módosított levelek. A pollen mikrostrobilában érik. A megasztrobilák petesejteket tartalmaznak.
A gymnospermák reprodukciójának jellemzői
Általában a gymnospermák reprodukciójának folyamataaz erdei fenyő példáján. Ez egy egynövényes növény, vagyis ugyanazon a fán hím és nőstény kúp fejlődik. Közülük az első nagyobb, vöröses színű. A második kicsi, zöldes vagy szürke-szürke.
A gymnospermák reprodukciós sémájaelég egyszerű. Amikor a pollen mikrostrobilisban érlelődik, kiömlik, a szél által terjed és nagy távolságokat képes megtenni. Ehhez az egyes pollenszemeket speciális eszközökkel - virágporzsákokkal - látják el. A porrészecskék a megasztrobilon fejlődő petesejtekre kerülnek. Így történik a beporzás.
Általában késő tavasszal vagy nyár elején esik. A beporzott női kúpok zárva vannak, pikkelyeiket gyantával összeragasztják. A megtermékenyítés a zárt kúpok belsejében lévő petesejtekben történik.
Hogyan zajlik a megtermékenyítés folyamata?
Az ovulában található a női gametofita,vagy egy embriózsák, amely az érés több szakaszán halad előre. A pollen bejut a petesejt pollenbevezetésébe, nőni kezd a pollencsőbe az archegonia felé (a görög boltívtől - "kezdet", elment - "anyaméh"). Ez a képződés tartalmaz egy petesejtet. Összesen kettő fejlődik ki a petesejtben, de csak egy megy megtermékenyítésen.
Addigra a pollenszem már kettőt érettspermiumot, és mozgatni kezdte a növekvő csövet. Amikor az egyik sperma eléri a petesejtet, megtermékenyítés történik. A második sperma elhal. Két nemi sejt egyesülése után egy mag embrió képződik - egy zigóta. Maga az ovula magzá alakul. Csírázva fel fogja használni a tápanyagellátást.
Így szaporodnak a gymnospermák. Ennek a folyamatnak a diagramja látható a fényképen.
A magok érése és terjesztése
A megtermékenyítés utánmegkezdődik a magérés. Az erdeifenyőben mindkét folyamat 2 évig tart. Éréskor a kúpok lignifikálnak és megváltoztatják a színüket. Fokozatosan megnyílnak pikkelyeik, és magok ömlenek ki belőlük.
A tornatermelők nem teremnek gyümölcsöt. De a nagy távolságra való elterjedés érdekében a magoknak speciális adaptációik vannak - pterygoid membrános kinövések, amelyeket a szél könnyen hordoz.
A fajok és a képviselők száma
A leírt csoport körülbelül 600-700 fajt tartalmaz. Nem mindegyik maradt fenn a mai napig, egyes képviselők csak fosszilis formában léteznek. Például:
- cordait;
- bennetite;
- magpáfrányok.
A többi képviselő elosztva vana földgömbön, és minden éghajlati övezetben nő: a déli trópusi (szágó pálmák) és a hideg északi szélességi fokok (cédrus, vörösfenyő, lucfenyő, fenyő) között.
A tornászok legősibb képviselője,a mai napig létezik, - Ginkgo Biloba (biloba). Ezt a növényt élő kövületnek nevezik, mivel a mezozoikum kora óta növekszik a bolygón, amit az ősi kőzetek lerakódásaiban található számos lenyomat bizonyít.
Evolúciós fejlődés
Az első gymnospermák, amelyek a paleozoikumban keletkeztekkorszakban számos előnnyel rendelkezett, amelyek lehetővé tették számukra, hogy abban az időben meghatározó pozíciót töltsenek be a bolygón. Ezeket az evolúciós új funkciókat aromorfózisoknak nevezzük, és új szint elérését teszik lehetővé új területek és ökológiai fülkék fejlődésében. A tornatermelőknek számos ilyen jellemzője van:
- A sokszorosítás a vízi környezet részvétele nélkül történik. Ez lehetővé tette nagy területek betelepítését a szárazföldön.
- A megtermékenyítés az petesejt belsejében zajlik, és védve van a külső behatásoktól - a gymnospermák reprodukciójának ilyen jellemzői biztosítják a leendő növény nagyobb biztonságát.
- A mag megjelenése lehetővé tette, hogy a jövőbeni embriót védőborítókkal (maghéj) és táplálék-ellátással (endospermium) biztosítsák, ami viszont megnövelte e csoport növényeinek számát.
Ezek a tulajdonságok különböztették meg őket páfrányszerű őseiktől. A növényvilág evolúciós fejlődésének következő, és ma az utolsó szakasza az orrszívók megjelenése.
A gymnospermák értéke
A gymnospermák szerepét aligha lehet túlbecsülni.A világ erdőinek mintegy harmadát töltik meg, részt vesznek a légtisztításban és az oxigén folyamatos megújításában. Ezenkívül a bolygón a nagy mennyiségű oxigént termelő növények megjelenése és elterjedése más olyan szervezetek megjelenéséhez vezetett, amelyek képesek ezt a gázt a légzésük során felhasználni.
A tűlevelűek a fa fő szállítóiaz emberi élet különböző területei. Ezt az alapanyagot aktívan használják bútorgyártásban, építésben, hajók gyártásában és a gazdasági tevékenység egyéb stratégiailag fontos területein. A fenyőfa szálak különösen értékesek a kiváló minőségű papírminőség gyártásában.
A gymnospermeket széles körben használják az orvostudományban.Speciális anyagok - fitoncidek, amelyeket szinte az összes tűlevelű fa kiválaszt, képesek megtisztítani a levegőt a kórokozó mikrobáktól. Emiatt a legtöbb szanatórium és gyógyüdülőhely a tűlevelű erdők területén épül. Az ilyen terápia számos tüdőbetegséget jelentősen enyhíthet vagy megszüntethet.
