22.5: Гнетофіти та хвойні

Last updated

Oct 24, 2022
Save as PDF
- 2.4: Кікади і гінкгос
- 22.6: Використання дихотомного ключа

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Гнетофіти (приблизно 70 збережених видів)

Гнетофіти представляють анатомічно і генетично складну для класифікації групу. Вони мають кілька спільних ознак з покритонасінними рослинами, такі як елементи судин у ксилемі, подвійне запліднення та покриття над їх насінням (докладніше про це в лабораторіях 21 та 22). Навіть їх листя покритонасінні, з сітчастим жилкою. Однак ці риси конвергентно розвиваються, що означає, що покритонасінні та гнітофіти кожен еволюціонував ці риси окремо. Генетично останні дослідження поставили гнітофітів як сестринську групу до Pinaceae (сімейство соснових) у хвойних. Це означало б, що сосни, ялини та ялини більш тісно пов'язані з дивними гнітофітами, такими як ефедра, ніж з іншими хвойними породами, такими як краснолісся, кедри та тихоокеанський тис. Однак справжня природа цих еволюційних відносин залишається каламутною і суперечливою.

Покритонасінні ознаки: елементи судин, подвійне запліднення, плодоподібні яйцеклітини
дводомні. Жіночі рослини мають покриті яйцеклітини, в той час як у чоловічих рослин є пилкові шишки.
Листя ксерофітні з протилежним розташуванням
В першу чергу комахи запилюються; яскраво забарвлені насіння розсіюються птахами

Спостерігайте за зразками гнітофітів, наявними в лабораторії. Зробіть нотатки та креслення функцій, які допоможуть вам розпізнати цю групу в наведеному нижче просторі:

Хвойні (приблизно 600 збережених видів)

Хвойні - найбільш багата на види родовід голонасінних рослин. З викопних записів, ми вважаємо, що було понад 20 000 видів хвойних дерев. Однак їх різноманітність зменшилася разом з динозаврами. Як обговорювалося в інтродукції, ці дивовижні рослини являють собою одні з найдавніших, найвищих і наймасивніших організмів на планеті. Хоча в даний час мало різноманітності, ці дивовижні рослини складають 30% лісів Землі. Хвойні мають такі характеристики:

Однодомні. Рослини виробляють як чоловічі, так і жіночі стробіли на одному і тому ж рослині.
Вітер запилюється крилатим пилком
Ксерофітні листя з низьким співвідношенням площі поверхні до обсягу. Перш за все вічнозелені, але деякі види листяні (наприклад, світанок червоне дерево та модрина).

Примітка

В даний час Pinaceae є найбільшим сімейством хвойних, тому багато наших прикладів для цієї групи голонасінних будуть з типу роду Pinus (сосни).

Життєвий цикл сосни

У життєвому циклі сосни сосна - спорофіт. Оскільки сосни однодомні, один спорофіт буде виробляти як мікростробілі, так і мегастробілі. Мікрогаметофіти утворюються всередині мікроспорангії мікростробилуса, або пилкового конуса. Всі ці структури є диплоїдними. Всередині мікроспорангія є мікроспороцити, диплоїдні клітини, які піддаються мейозу, щоб стати гаплоїдними гаметофітами.

Малюнок $\PageIndex{1}$ : Мікроспорангіум в пилковому конусі

Мікрогаметофіт у голонасінних - це чотириклітинне крилате пилкове зерно. У межах пилкового зерна можна розрізнити генеративну клітину та ядро трубчастої клітини. Дві проталіальні клітини не видно під мікроскопом. По обидва боки від пилкового зерна виникають дві вухоподібні структури. Ці повітряні мішки можуть допомогти зорієнтувати пилкове зерно до яйцеклітини.

Малюнок $\PageIndex{3}$ : Довгий розріз Megastrobilus

Аналогічно мегастробілус, або насіннєвий конус, містить диплоїдні мегаспороцити, які виробляються в межах мегаспорангія. Кожен мегаспороцит піддається мейозу. Однак, на відміну від мікроспороцитів, тільки одна з чотирьох клітин виживе, щоб розвинутися в мегамегаметофіт, а інші три загинуть.

Мегаметофіт входить до складу яйцеклітини і містить (зазвичай) дві архегонії, кожна з яких має всередині яйцеклітину. Мегаметофіт затримується всередині мегаспорангія, який стає нуклетою. Навколишні нуцелюли - покриви, які спочатку суцільні з яйцевидної шкалою і має невеликий отвір, зване мікропилом.

Малюнок $\PageIndex{4}$ : Крупним планом сосни яйцеклітини довгий розділ

Зерно пилку буде транспортуватися на вітрі і, якщо пощастить, приземлиться на насіннєвий конус. Насіннєвий конус має краплю цукристої рідини, яку він виділяє, потім втягує пилок у напрямку до яйцеклітини. Це стимулює трубчасту клітину проростати пилкову трубку, тоді як генеративна клітина ділиться мітозом, утворюючи дві сперми. Ці сперматозоїди рухаються по пилковій трубці, через мікропіл, і в архегоній, де один запліднить яйцеклітину. Коли відбувається запліднення, мікропіл закривається і покриви стають насіннєвою оболонкою.

Зигота буде рости і розвиватися як ембріон, живиться тканиною мегамегаметофіта, а також нуцелюлою. Якщо подивитися в довгій ділянці соснового насіння, можна побачити оперативну пам'ять ембріона і SAM. Насіння буде розсіяне вітром або тваринами і проросте, щоб знову перерости в диплоїдну сосну.

Діаграма життєвого циклу сосни

Позначте діаграму життєвого циклу сосни вище жирним шрифтом із розділу «Життєвий цикл сосни». Вкажіть, де відбувається запліднення та мейоз. Намалюйте і позначте стрілки, щоб позначити мітоз. Виберіть інший колір для представлення гаплоїдних і диплоїдних тканин.

Лист сосни

У лабораторії Leaf Anatomy ви дізналися про анатомію листя і познайомилися з концепцією ксерофітних листя. Одним із прикладів у тій лабораторії ксерофітних листя була хвоя сосни. На зображенні нижче ви можете побачити поперечний переріз через соснову голку. Позначте такі ознаки: ксилема, флоем, переливання тканини, ендодерміс, мезофіл, гіподерма, епідерміс та кутикула.

Малюнок $\PageIndex{8}$ : Перетин соснової голки

Три великі отвори, які ви бачите на аркуші вище, - це смоляні канали. Вони проводять густу, липку сполуку, яка називається смолою, яка допомагає в обороні рослин. Від чого смола в хвої може допомогти соснам захиститися? Поясніть свої міркування.

Малюнок $\PageIndex{9}$ : Затонула стома

На зображенні вище показано крупним планом затонулу стому. Позначте мезофіл, захисні клітини, стому, гіподерму, епідерміс та кутикулу.

Як затонулі продихи допомагають листю зменшити втрати води?

Автори та атрибуція

Template:ContribCCBotanyLabM