התעמלות הם הזרע הקדום ביותרצמחים של הפלנטה שלנו. הם מילאו תפקיד חשוב בפיתוח של חיות בר ולהמשיך לתפוס מקום משמעותי בחיי כדור הארץ. אשוחית, אורן, אשוח, thuja, yew או לגש, ו velvichia קטן, סאגה או גינקו, אשר ידועים לנו, הם כל נציגי הקבוצה בשם "Gymnosperms". המבנה וההעתקה של אותם אנו רואים עוד במאמר.
מוצא וגיל
גיל של gymnosperms - 350 מיליון שנה.הם הופיעו העליון דבוני (Paleozoic) ועל ידי תחילתו של עידן Mesozoic כבר הגיעו לשיא שלהם. יש להניח שמקורם קשור להתפתחות הדרגתית של שרכים נבגים. בהשוואה אליהם, מינים חדשים של צמחים כבר היו ovules ו אבקה גרגרים מעורב ישירות היווצרות של זרע. היו כמה יתרונות שהיו בידי ההתעמלות:
- רבייה התרחשה ללא השתתפות מים;
- קליפת הזרעים ואספקת החומרים המזינים הבטיחו את בטיחות השתיל.
מסיבות אלו, לאחר זמן קצר הירוקכיסוי כדור הארץ היה כבר בעיקר ג'מנוספרמים, שמבנהם ורבייתם תרמו לפיתוח מוצלח של טריטוריות חדשות ונישות אקולוגיות.
תכונות מבניות
רוב הצמחים הללו גדלים פנימהצורה של עצים ושיחים, לעתים קרובות יותר - ירוק עד, ולעתים רחוקות - נשירים. לפעמים הם יכולים להגיע לגדלים עצומים (סקויה, ארז). רובם המכריע של העלים שלהם הם בצורת מחט או בעלי מראה של קשקשים. הם נקראים מחטים ומכילים מעברי שרף.
עץ מהווה את רוב תא המטען. הוא מכיל תאים מתים חלולים עם קירות מחוררים - טראכאידים. הנוכחות שלהם היא סימן ספציפי לקבוצת צמחים זו. דרכם מתבצעת זרימת המים כלפי מעלה מהשורש לעלים.
בנוסף לטרכאידים, העץ של הגימנוספרמים מכילגם מעברי שרף. לכן, נציגי צמחים מקבוצה זו מזוהים בקלות על ידי ריח מחטניים ריחני. השרף מחדיר את העץ, מה שמונע ממנו להירקב. בשל כך, ישנם הרבה בני מאה בין עצים מחטניים. לדוגמה, גילם של כמה סקוויות הוא בערך בן שלושת אלפים שנה.
היתרון האבולוציוני החשוב ביותר שיש לג'מנוספרמים הוא רבייה ללא השתתפות של לחות בטפטוף ונוכחות של תצורות הפועלות כאברי רבייה.
איברי רבייה של ג'מנוספרמים
היעדר פרחים הוא תכונה מרכזית שיש לגמנוספרמים. רבייה של צמחים אלה מתרחשת בהשתתפות קונוסים, או סטרובילוס. קל לזהות תצורות אלה על אורן, אשוח, אשוח, לגש ונציגים אחרים של עצי מחט. הם יכולים להיקרא איברים של רבייה מינית.
בדרך כלל החרוטים הם ממינים שונים - הם יכולים להיות זכר ונקבה וממוקמים על אותו צמח (חד-ביתי) או על שונים (דו-ביתיים), שונים בגודל ובצבע.
בליטות זכר נקראות מיקרוסטרובילים, ונקבה - מגסטרובילים. Strobila הוא יורה מקוצר ושונה, שעליו ממוקמים ספורופילים - עלים שהשתנו. אבקה מבשילה במיקרוסטרובילים. במגהסטרובילים - ביציות.
תכונות של רבייה של גימנוספרמים
בדרך כלל תהליך רבייה של ג'מנוספרמיםשקול את הדוגמה של אורן סקוטי. זהו צמח חד ביתי, כלומר חרוטים זכר ונקבה מתפתחים על אותו עץ. הראשונים שבהם גדולים יותר, בצבע אדמדם. השני - קטן, ירקרק או אפור.
ערכת רבייה של ג'מנוספרמיםפשוט מספיק. כאשר אבקה מבשילה במיקרוסטרובילים, היא נשפכת החוצה, מתפשטת ברוח ויכולה לעבור מרחקים ארוכים. לשם כך, כל גרגר אבקה מצויד במכשירים מיוחדים - שקיות אבקה. חלקיקי אבק נופלים על הביציות המתפתחות על מגסטרובילים. כך מתרחשת האבקה.
זה מתרחש בדרך כלל בסוף האביב או בתחילת הקיץ. קונוסים נקבות מואבקים נסגרים, קשקשיהם נדבקים יחד עם שרף. ההפריה מתרחשת בביציות בתוך הקונוסים הסגורים.
כיצד מתבצע תהליך ההפריה?
בתוך הביצית נמצא הגמטופיט הנשי.או שק העובר, שעובר תחילה מספר שלבי התבגרות. אבקה נכנסת לכניסת האבקה של הביצית, היא מתחילה לנבוט לתוך צינור האבקה לכיוון הארכיגוניום (מהקשת היוונית - "התחלה", נעלם - "רחם האם"). תצורה זו מכילה ביצה. בסך הכל, שניים מהם מתפתחים בביצית, אך רק אחד עובר הפריה.
עד אז, שנייםזרע והחל לנוע לאורך צינור הגידול. כאשר אחד מהזרעונים מגיע לביצית, מתרחשת הפריה. הזרע השני מת. לאחר איחוי שני תאי נבט, נוצר עובר זרע - זיגוטה. הביצית עצמה הופכת לזרע. בהנבטה, הוא ישתמש באספקת חומרים מזינים.
כך מתרבים הגימנוספרמים. התוכנית של תהליך זה מוצגת בתמונה.
התבגרות ופיזור זרעים
לאחר ההפריה,הזרע מתחיל להתבגר. באורן כפוי, שני התהליכים הללו נמשכים שנתיים. כאשר הם בשלים, הקונוסים הופכים לעציים ומשנים את צבעם. בהדרגה, הקשקשים שלהם נפתחים, וזרעים נשפכים מהם.
הגימנוספרמים אינם יוצרים פירות. אבל על מנת להתפשט למרחקים ארוכים, יש לזרעים מכשירים מיוחדים - צמחים קרומיים פטריגואידים, הנישאים בקלות על ידי הרוח.
מספר מינים ונציגים
הקבוצה המתוארת כוללת כ-600-700 מינים. לא כולם שרדו עד היום, חלק מהנציגים קיימים רק בצורת מאובנים. לדוגמה:
- קורדייט;
- בנטייט;
- שרכים זרעים.
הנציגים הנותרים מפוזרים לאורך כל הדרךהגלובוס וגדלים בכל אזורי האקלים: מהדרום הטרופי (דקלי הסאגו) ועד לקווי הרוחב הצפוניים הקרים (ארז, לגש, אשוח, אורן).
הנציג העתיק ביותר של הגימנוספרמים,הקיים עד היום - גינקו בילובה (בילובה). צמח זה נקרא מאובן חי, שכן הוא גדל על פני כדור הארץ מאז עידן המזוזואיקון, כפי שמעידים טביעות רבות במרבצים של סלעים עתיקים.
התפתחות אבולוציונית
הגימנוספרמים הראשונים שצמחו בתקופת הפליאוזואיקוןעידן, היו לו מספר יתרונות שאפשרו להם לתפוס עמדה דומיננטית על הפלנטה באותה תקופה. תכונות חדשות אבולוציונית אלו נקראות ארומרופזות ומאפשרות הגעה לרמה חדשה בפיתוח של טריטוריות חדשות ונישות אקולוגיות. ישנן מספר תכונות כאלה שיש לגימנוספרמים:
- הרבייה מתבצעת ללא השתתפות הסביבה המימית. זה איפשר לאכלס שטחים נרחבים ביבשה.
- הפריה מתרחשת בתוך הביצית ומוגנת מפני השפעות חיצוניות - תכונות כאלה של רבייה של ג'מנוספרמים מבטיחות בטיחות רבה יותר של הצמח העתידי.
- הופעת הזרע אפשרה לספק לעובר העתידי כיסויי הגנה (מעיל זרעים) ואספקת מזון (אנדוספרם), אשר בתורו הגדילו את מספר הצמחים בקבוצה זו.
תכונות אלה הן שהבדילות אותם מאבותיהם - שרכים. השלב הבא, ועד היום האחרון, בהתפתחות האבולוציונית של עולם הצומח הוא הופעת האנגיוספרמים.
הערך של הגימנוספרמים
בקושי ניתן להפריז בתפקידם של הג'מנוספרמים.הם אלו שממלאים כשליש מהיערות בעולם המעורבים בטיהור אוויר ובחידוש מתמשך של חמצן. בנוסף, הופעתם והתפוצה הנרחבת של צמחים מייצרי חמצן על פני כדור הארץ הביאה להופעתם של אורגניזמים אחרים שיכולים להשתמש בגז זה בנשימה שלהם.
מחטניים - הספקים העיקריים של עץ עבורתחומים שונים בחיי האדם. חומר גלם זה משמש באופן פעיל בייצור רהיטים, בנייה, ייצור ספינות ועוד תחומים חשובים מבחינה אסטרטגית של פעילות כלכלית. סיבי עץ אשוח הם בעלי ערך במיוחד בייצור של ציוני נייר באיכות גבוהה.
הגימנוספרמים מצאו שימוש נרחב ברפואה.חומרים מיוחדים - phytoncides, המופרשים כמעט על ידי כל העצים המחטניים, מסוגלים לטהר את האוויר מחיידקים פתוגניים. מסיבה זו, רוב בתי ההבראה ואתרי הבריאות בנויים על שטח של יערות מחטניים. טיפול כזה יכול להקל באופן משמעותי או להעלים מחלות ריאה רבות.
