Nagonasienne są najstarszymi nasionamirośliny naszej planety. Odegrali ważną rolę w rozwoju żywej przyrody i nadal zajmują znaczącą pozycję w życiu Ziemi. Dobrze znane nam świerki, sosny, jodły, tuja, cisy czy modrzewi oraz mało znane welwici, saga czy miłorząb to przedstawiciele grupy zwanej „nagonasiennymi”. W dalszej części artykułu rozważymy ich budowę i reprodukcję.
Pochodzenie i wiek
Wiek nagonasiennych wynosi 350 milionów lat.Pojawiły się w górnym dewonie (paleozoiku) i na początku ery mezozoicznej osiągnęły już swój szczyt. Przypuszczalnie ich pochodzenie wiąże się ze stopniową ewolucją zarodników - paproci. W porównaniu z nimi nowe gatunki roślin miały już zalążki i ziarna pyłku, które były bezpośrednio zaangażowane w formowanie się nasion. Nagonasienne miały wiele zalet:
- rozmnażanie odbyło się bez udziału wody;
- okrywa nasienna i zaopatrzenie w składniki odżywcze zapewniały zachowanie sadzonki.
Z tych powodów po krótkim czasie zielonyPokrywę planety stanowiły już głównie rośliny nagonasienne, których struktura i rozmnażanie przyczyniły się do pomyślnego rozwoju nowych terytoriów i nisz ekologicznych.
Cechy strukturalne
Zasadniczo te rośliny rosnąforma drzew i krzewów, częściej zimozielona, rzadziej liściasta. Czasami osiągają ogromne rozmiary (sekwoja, cedr). Zdecydowana większość ich liści jest igiełkowa lub ma wygląd łusek. Nazywa się je igłami i zawierają pasaże żywiczne.
Większość pnia stanowi drewno. Zawiera puste w środku martwe komórki z perforowanymi ścianami - tchawice... Ich obecność jest cechą charakterystyczną dla tej grupy roślin. To przez nich odbywa się wznoszący przepływ wody od korzenia do liści.
Oprócz cewek zawiera drewno nagozalążkowetakże pasaże żywiczne. Dlatego przedstawiciele roślin z tej grupy są łatwo rozpoznawalni po ich pachnącym zapachu iglastym. Żywica impregnuje drewno, co zapobiega jego gniciu. Z tego powodu wśród drzew iglastych jest wielu stulatków. Na przykład niektóre sekwoje mają około 3 tysięcy lat.
Najważniejszą zaletą ewolucyjną nagonasiennych jest rozmnażanie bez udziału wilgoci kroplowej i obecności formacji, które działają jako narządy rozrodcze.
Narządy rozrodcze roślin nagonasiennych
Brak kwiatów jest kluczową cechą roślin nagonasiennych. Rozmnażanie tych roślin odbywa się przy udziale szyszek lub stroboskop... Formacje te są łatwe do rozpoznania na sosnach, świerkach, jodłach, modrzewiu i innych drzewach iglastych. Można je nazwać narządami rozmnażania płciowego.
Zwykle szyszki są heteroseksualne - mogą być męskie i żeńskie i znajdować się na tej samej roślinie (jednopienne) lub na różnych (dwupienne), różniące się rozmiarem i kolorem.
Nazywa się męskie guzy mikrostrobilei kobiety - megastrobils... Strobila to skrócony i zmodyfikowany pęd, na którym się znajdują sporofile - zmodyfikowane liście. Pyłek dojrzewa w mikrostrobili. Megastrobile zawierają zalążki.
Cechy rozmnażania nagonasiennych
Zwykle proces rozmnażania nagonasiennychrozważane na przykładzie sosny zwyczajnej. Jest to roślina jednopienna, to znaczy szyszki męskie i żeńskie rozwijają się na tym samym drzewie. Pierwsze z nich są większe, czerwonawe. Drugie są małe, zielonkawe lub szaro-szare.
Schemat rozmnażania nagonasiennychwystarczająco proste. Kiedy pyłek dojrzewa w mikrostrobilisie, wylewa się, rozprzestrzenia przez wiatr i może przemieszczać się na duże odległości. W tym celu każde ziarno pyłku jest wyposażone w specjalne urządzenia - worki na pyłki. Cząsteczki kurzu dostają się do zalążków rozwijających się na megastrobilu. Tak zachodzi zapylanie.
Zwykle przypada późną wiosną lub wczesnym latem. Zapylane szyszki żeńskie są zamknięte, ich łuski są sklejone żywicą. Zapłodnienie odbywa się w zalążkach wewnątrz zamkniętych szyszek.
Jak przebiega proces zapłodnienia?
W zalążku znajduje się żeński gametofit,lub worek zarodkowy, który wcześniej przechodzi przez kilka etapów dojrzewania. Pyłek dostaje się do przewodu pyłkowego zalążka, zaczyna rosnąć do łagiewki pyłkowej w kierunku archegonii (od greckiego arche - „początek”, odszedł - „łono matki”). Ta formacja zawiera komórkę jajową. W sumie dwa z nich rozwijają się w zalążku, ale tylko jeden przechodzi zapłodnienie.
W tym czasie ziarno pyłku dojrzało już dwa razyplemniki i zaczęły poruszać się wzdłuż rosnącej rurki. Kiedy jeden z plemników dotrze do komórki jajowej, następuje zapłodnienie. Drugi plemnik umiera. Po połączeniu dwóch komórek płciowych powstaje zarodek nasienny - zygota. Sam zalążek przekształca się w nasiono. Kiełkując, wykorzysta zapasy składników odżywczych.
Tak rozmnażają się nagonasienne. Schemat tego procesu przedstawiono na zdjęciu.
Dojrzewanie i rozprzestrzenianie się nasion
Po zapłodnieniuzaczyna się dojrzewanie nasion. U sosny zwyczajnej oba te procesy trwają 2 lata. Dojrzewając, szyszki zdrewniały i zmieniają kolor. Stopniowo ich łuski się otwierają i wysypują się z nich nasiona.
Nagonasienne nie produkują owoców. Ale aby rozprzestrzeniać się na duże odległości, nasiona mają specjalne adaptacje - błoniaste wyrostki pterygoidów, łatwo przenoszone przez wiatr.
Liczba gatunków i przedstawicieli
Opisywana grupa obejmuje około 600-700 gatunków. Nie wszystkie z nich przetrwały do dziś, niektórzy przedstawiciele istnieją tylko w postaci kopalnej. Na przykład:
- kordait;
- bennetyt;
- paprocie nasienne.
Reszta przedstawicieli jest rozprowadzana przez cały czaskuli ziemskiej i rosną we wszystkich strefach klimatycznych: od południowych tropików (palmy sagowe) do zimnych północnych szerokości geograficznych (cedr, modrzew, świerk, sosna).
Najstarszy przedstawiciel nagonasiennych,istniejące do dziś, - Ginkgo Biloba (biloba). Roślina ta nazywana jest żywą skamieniałością, ponieważ rośnie na planecie od epoki mezozoicznej, o czym świadczą liczne odciski w złożach starożytnych skał.
Rozwój ewolucyjny
Pierwsze nagonasienne, które pojawiły się w paleozoikuera posiadała szereg zalet, które pozwoliły im w tym czasie zajmować dominującą pozycję na planecie. Te nowe ewolucyjne cechy nazywane są aromorfozami i pozwalają osiągnąć nowy poziom w rozwoju nowych terytoriów i nisz ekologicznych. Istnieje kilka takich cech, które mają nagonasienne:
- Rozmnażanie odbywa się bez udziału środowiska wodnego. Umożliwiło to zaludnienie dużych obszarów na lądzie.
- Zapłodnienie odbywa się wewnątrz zalążka i jest chronione przed wpływami zewnętrznymi - takie cechy rozmnażania nagonasiennych zapewniają większe bezpieczeństwo przyszłej rośliny.
- Pojawienie się nasion umożliwiło zaopatrzenie przyszłego zarodka w osłony ochronne (płaszcz nasienny) oraz zaopatrzenie w składniki pokarmowe (bielmo), co z kolei zwiększyło liczebność roślin z tej grupy.
To właśnie te cechy odróżniały ich od ich paprociopodobnych przodków. Kolejnym, a dziś ostatnim etapem ewolucyjnego rozwoju świata roślin jest pojawienie się roślin okrytozalążkowych.
Wartość nagonasiennych
Trudno przecenić rolę nagonasiennych.To oni wypełniają około jednej trzeciej światowych lasów, uczestnicząc w oczyszczaniu powietrza i ciągłej odnowie tlenu. Ponadto pojawienie się i powszechne rozmieszczenie na planecie roślin produkujących duże ilości tlenu doprowadziło do pojawienia się innych organizmów zdolnych do wykorzystania tego gazu w procesie ich oddychania.
Drzewa iglaste są głównymi dostawcami drewna do produkcji drewnaróżne sfery życia ludzkiego. Surowiec ten jest aktywnie wykorzystywany do produkcji mebli, konstrukcji, produkcji statków i innych strategicznie ważnych dziedzin działalności gospodarczej. Włókna świerkowe są szczególnie cenne w produkcji wysokiej jakości gatunków papieru.
Nagonasienne są szeroko stosowane w medycynie.Substancje specjalne - fitoncydy, wydzielane przez prawie wszystkie drzewa iglaste, są w stanie oczyścić powietrze z drobnoustrojów chorobotwórczych. Z tego powodu większość sanatoriów i uzdrowisk powstaje na terenie lasów iglastych. Taka terapia może znacznie złagodzić lub wyeliminować wiele chorób płuc.
