ยิมโนสเปิร์มเป็นพืชที่มีเมล็ดที่เก่าแก่ที่สุดในโลกของเรา พวกเขามีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสัตว์ป่าและยังคงครองตำแหน่งสำคัญในชีวิตของโลกต่อไป ที่รู้จักกันดีสำหรับเรา โก้เก๋, สน, เฟอร์, ทูจา, ต้นยูหรือต้นสนชนิดหนึ่งและ velvichia, saga หรือแปะก๊วยที่รู้จักกันน้อย - ทั้งหมดนี้เป็นตัวแทนของกลุ่มที่เรียกว่า "Gymnosperms" เราจะพิจารณาโครงสร้างและการทำซ้ำในบทความต่อไป
ต้นกำเนิดและอายุ
ยิมโนสเปิร์มมีอายุ 350 ล้านปี พวกเขาปรากฏตัวใน Upper Devonian (Paleozoic) และเมื่อต้นยุค Mesozoic มาถึงจุดสูงสุดแล้ว สันนิษฐานได้ว่าต้นกำเนิดของพวกมันเกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการของสปอร์ - เฟิร์นอย่างค่อยเป็นค่อยไป เมื่อเทียบกับพวกมัน พืชชนิดใหม่มีออวุลและละอองเรณูที่เกี่ยวข้องโดยตรงในการก่อตัวของเมล็ด มีข้อดีหลายประการที่ยิมโนสเปิร์มมี:
- การสืบพันธุ์เกิดขึ้นโดยไม่มีการมีส่วนร่วมทางน้ำ
- เปลือกหุ้มเมล็ดและสารอาหารที่ให้มาทำให้กล้าไม้ปลอดภัย
ด้วยเหตุผลเหล่านี้ หลังจากช่วงเวลาสั้นๆ ที่ปกคลุมสีเขียวของดาวเคราะห์นั้นส่วนใหญ่เป็นพืชยิมโนสเปิร์ม โครงสร้างและการสืบพันธุ์ซึ่งมีส่วนทำให้การพัฒนาดินแดนใหม่และช่องนิเวศวิทยาประสบความสำเร็จ
สิ่งปลูกสร้าง
พืชที่มีชื่อส่วนใหญ่จะเติบโตในรูปแบบของต้นไม้และพุ่มไม้ บ่อยขึ้น - เขียวชอุ่มตลอดปี และไม่ค่อยผลัดใบ บางครั้งพวกเขาสามารถไปถึงขนาดใหญ่ (ซีควาญา, ซีดาร์) ใบส่วนใหญ่เป็นรูปเข็มหรือมีลักษณะเป็นเกล็ด พวกเขาเรียกว่าเข็มและมีทางเดินเรซิน
ไม้ประกอบขึ้นเป็นลำต้นส่วนใหญ่ ประกอบด้วยเซลล์ตายกลวงที่มีผนังเป็นรูพรุน - หลอดลม การปรากฏตัวของพวกเขาเป็นสัญญาณเฉพาะสำหรับพืชกลุ่มนี้ ผ่านพวกมันแล้วน้ำไหลขึ้นจากรากถึงใบ
นอกจากหลอดลมแล้ว ไม้ของต้นยิมโนสเปิร์มยังมีท่อเรซินด้วย ดังนั้นตัวแทนของพืชในกลุ่มนี้จึงรับรู้ได้ง่ายจากกลิ่นต้นสนที่หอมกรุ่น เรซินชุบไม้ซึ่งป้องกันไม่ให้เน่าเปื่อย ด้วยเหตุนี้จึงมีต้นไม้ต้นสนจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น ต้นซีคัวยาบางตัวมีอายุประมาณ 3,000 ปี
ข้อได้เปรียบเชิงวิวัฒนาการที่สำคัญที่สุดของยิมโนสเปิร์มคือการสืบพันธุ์โดยไม่อาศัยความชื้นหยดและการมีอยู่ของรูปร่างที่ทำหน้าที่เป็นอวัยวะสืบพันธุ์
อวัยวะสืบพันธุ์ของอสุจิ
การขาดดอกไม้เป็นคุณสมบัติสำคัญที่พืชน้ำอสุจิครอบครอง การสืบพันธุ์ของพืชเหล่านี้เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของกรวยหรือสโตรบิลัส การก่อตัวเหล่านี้ง่ายต่อการจดจำบนต้นสน, โก้เก๋, เฟอร์, ต้นสนชนิดหนึ่งและตัวแทนอื่น ๆ ของพระเยซูเจ้า สามารถเรียกได้ว่าเป็นอวัยวะสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ
โดยปกติโคนจะมีเพศต่างกัน - พวกมันสามารถเป็นตัวผู้และตัวเมีย และตั้งอยู่บนต้นไม้เดียวกัน (แยกกัน) หรือบนต้นไม้ที่แตกต่างกัน (ต่างหาก) ซึ่งมีขนาดและสีต่างกัน
ตูมตัวผู้เรียกว่าไมโครสโตรบิลและตูมตัวเมียเรียกว่าเมกะสโตรบิล Strobila เป็นหน่อที่สั้นและดัดแปลงซึ่งมีสปอโรฟิลล์อยู่ - ใบไม้ดัดแปลง ละอองเรณูทำให้สุกใน microstrobiles ในเมกะสโตรบิล - ออวุล
คุณสมบัติการสืบพันธุ์ของต้นยิมโนสเปิร์ม
โดยปกติ กระบวนการขยายพันธุ์ของต้นยิมโนสเปิร์มถือเป็นตัวอย่างของต้นสนสก๊อตช์ นี่เป็นพืชเดี่ยวเช่น โคนตัวผู้และตัวเมียพัฒนาบนต้นไม้ต้นเดียวกัน อันแรกมีขนาดใหญ่กว่าและมีสีแดง อันที่สองมีขนาดเล็ก สีเขียวหรือสีน้ำเงิน
รูปแบบการผสมพันธุ์ของต้นยิมโนสเปิร์มนั้นค่อนข้างง่าย เมื่อละอองเรณูเติบโตเต็มที่ในไมโครสโตรบิล มันจะทะลักออกมา กระจายไปตามลม และสามารถเดินทางได้ในระยะทางไกล ในการทำเช่นนี้ละอองเรณูแต่ละเม็ดมีอุปกรณ์พิเศษ - ถุงละอองเรณู อนุภาคฝุ่นตกบนออวุลที่พัฒนาบนเมกะสโตรบิล นี่คือวิธีการผสมเกสรที่เกิดขึ้น
มักจะตกตอนปลายฤดูใบไม้ผลิหรือต้นฤดูร้อน ผสมเกสรโคนตัวเมียปิด เกล็ดของมันเกาะติดกับเรซิน การปฏิสนธิเกิดขึ้นในออวุลภายในโคนปิด
การปฏิสนธิเกิดขึ้นได้อย่างไร
ภายในออวุลมีไฟโตไฟเพศเมียหรือถุงเอ็มบริโอซึ่งต้องผ่านการเจริญเติบโตหลายขั้นตอน ละอองเรณูเข้าสู่ทางเข้าเรณูของออวุลมันเริ่มงอกเข้าไปในท่อเรณูไปทางอาร์เคโกเนียม การก่อตัวนี้มีไข่ โดยรวมแล้ว พวกมันพัฒนาในออวุล 2 ตัว แต่มีเพียงหนึ่งตัวที่ได้รับการปฏิสนธิ
ในตอนนั้นเอง อสุจิสองตัวก็เจริญเต็มที่ในเมล็ดเกสรและเริ่มเคลื่อนตัวไปตามท่อที่กำลังเติบโต เมื่อสเปิร์มตัวใดตัวหนึ่งไปถึงไข่จะเกิดการปฏิสนธิ อสุจิตัวที่สองตาย หลังจากการหลอมรวมของเซลล์สืบพันธุ์สองเซลล์ ตัวอ่อนของเมล็ดพืชจะเกิดขึ้น - ไซโกต ออวุลเองจะถูกแปลงเป็นเมล็ด การงอกจะใช้แหล่งสารอาหาร
นี่คือวิธีที่ต้นยิมโนสเปิร์มขยายพันธุ์ โครงร่างของกระบวนการนี้แสดงในรูปภาพ
ฉีกและกระจายเมล็ด
หลังจากปฏิสนธิแล้ว เมล็ดจะเริ่มสุก ในต้นสนสกอต กระบวนการทั้งสองนี้มีอายุการใช้งาน 2 ปี เมื่อสุก โคนจะกลายเป็นไม้และเปลี่ยนสี ตาชั่งค่อยๆ เปิดออก เมล็ดพืชก็ทะลักออกมา
ยิมโนสเปิร์มไม่เกิดผล แต่เพื่อจะขยายวงกว้างออกไประยะ เมล็ดมีการดัดแปลงพิเศษ - pterygoid ผลพลอยได้เป็นเยื่อหุ้ม ลมพัดง่าย
หากสภาพภายนอกไม่เอื้อต่อการงอก เมล็ดสามารถพักได้นานก่อนสภาวะอุณหภูมิที่เหมาะสม คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ต้นยิมโนสเปิร์มเข้าถึงสปีชีส์จำนวนมากและกระจายไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่
จำนวนสายพันธุ์และตัวแทน
กลุ่มที่บรรยายมีประมาณ 600-700 สายพันธุ์ ไม่ใช่ทุกคนที่รอดมาได้จนถึงทุกวันนี้ ตัวแทนบางคนมีอยู่ในรูปแบบฟอสซิลเท่านั้น ตัวอย่างเช่น:
- cordaite;
- เบนเน็ตต์;
- เมล็ดเฟิร์น
ตัวแทนที่เหลือกระจายไปทั่วโลกและเติบโตในเขตภูมิอากาศทั้งหมด: จากเขตร้อนทางตอนใต้ (ต้นสาคู) ไปจนถึงละติจูดเหนือที่หนาวเย็น (ซีดาร์, ต้นสนชนิดหนึ่ง, โก้เก๋, สน)
ตัวแทนที่เก่าแก่ที่สุดของต้นยิมโนสเปิร์มซึ่งมีมาจนถึงทุกวันนี้คือแปะก๊วย biloba (biloba) พืชชนิดนี้ถูกเรียกว่าฟอสซิลที่มีชีวิต เนื่องจากมีการเติบโตขึ้นบนโลกตั้งแต่สมัยมีโซโซอิก ซึ่งเห็นได้จากรอยประทับมากมายในแหล่งสะสมของหินโบราณ
การพัฒนาเชิงวิวัฒนาการ
ยิมโนสเปิร์มตัวแรกที่เกิดขึ้นในยุค Paleozoic มีข้อดีหลายประการที่ทำให้พวกเขาครองตำแหน่งที่โดดเด่นบนโลกใบนี้ในขณะนั้น คุณลักษณะใหม่ที่มีวิวัฒนาการเหล่านี้เรียกว่า aromorphoses และช่วยให้คุณเข้าถึงระดับใหม่ในการพัฒนาดินแดนใหม่และช่องนิเวศวิทยา มีคุณสมบัติดังกล่าวหลายประการที่ gymnosperms มี:
- การสืบพันธุ์จะดำเนินการโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของสิ่งแวดล้อมทางน้ำ ทำให้สามารถเติมพื้นที่ขนาดใหญ่บนบกได้
- การปฏิสนธิเกิดขึ้นภายในออวุลและได้รับการปกป้องจากอิทธิพลภายนอก - คุณสมบัติดังกล่าวของการสืบพันธุ์ของต้นยิมโนสเปิร์มช่วยให้พืชในอนาคตมีความปลอดภัยมากขึ้น
- การปรากฏตัวของเมล็ดทำให้ตัวอ่อนในอนาคตมีเกราะป้องกัน (เปลือกเมล็ด) และแหล่งอาหาร (เอนโดสเปิร์ม) ซึ่งจะทำให้จำนวนพืชในกลุ่มนี้เพิ่มขึ้น
คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้พวกเขาแตกต่างจากบรรพบุรุษของพวกเขา - เฟิร์น ขั้นต่อไปและในวันนี้ ขั้นตอนสุดท้ายของการพัฒนาวิวัฒนาการของโลกพืชคือการปรากฏตัวของพืชชั้นสูง
ความหมายของยิมโนสเปิร์ม
บทบาทของต้นยิมโนสเปิร์มแทบจะไม่สามารถประเมินค่าสูงไปได้เลย พวกเขาคือผู้ที่เติมเต็มป่าประมาณหนึ่งในสามของโลกที่เกี่ยวข้องกับการฟอกอากาศและการสร้างออกซิเจนอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ การเกิดขึ้นและการกระจายอย่างกว้างขวางของพืชที่ผลิตออกซิเจนบนโลกได้นำไปสู่การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่สามารถใช้ก๊าซนี้ในการหายใจได้
ต้นสนเป็นซัพพลายเออร์หลักของไม้สำหรับชีวิตมนุษย์ที่หลากหลาย วัตถุดิบนี้ถูกใช้อย่างแข็งขันในการผลิตเฟอร์นิเจอร์ การก่อสร้าง การผลิตเรือ และด้านอื่นๆ ที่สำคัญเชิงกลยุทธ์ของกิจกรรมทางเศรษฐกิจเส้นใยไม้สปรูซมีคุณค่าอย่างยิ่งในการผลิตกระดาษคุณภาพสูง
ยิมโนสเปิร์มมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์ สารพิเศษ - phytoncides ที่หลั่งออกมาจากต้นสนเกือบทั้งหมดสามารถฟอกอากาศจากจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคได้ ด้วยเหตุนี้สถานพักฟื้นและรีสอร์ทเพื่อสุขภาพส่วนใหญ่จึงถูกสร้างขึ้นบนอาณาเขตของป่าสน การบำบัดดังกล่าวสามารถบรรเทาหรือกำจัดโรคปอดจำนวนมากได้อย่างมีนัยสำคัญ