ANGIOSPERMS: OMINAISUUDET, LUOKITTELU, ELINKAARI - BIOLOGIA - 2026

Koppisiemenisistä ovat lukuisia, monipuolinen ja menestyksekäs joukko kasveja, jotka elävät maapallolla. Ne tunnetaan kukkivia kasveja, koska niiden erottuvin piirre on kukka.

Termi angiosperm tulee kreikan sanoista "angion", joka tarkoittaa astiaa, ja sanasta "sperma", joka tarkoittaa siemeniä. Siksi nimi angiosperm tarkoittaa siemeniä.

Tulppaanikenttä (Lähde: John O'Neill, Wikimedia Commonsin kautta)

Kukkien päätehtävä näissä kasveissa on tuottaa hedelmiä ja siemeniä; siemenet voidaan tuottaa itsepölyttämällä, ristipölyttämällä tai ei-seksuaalisilla tapahtumilla, kuten apomixis.

Angiosperms ovat monofiilinen ryhmä verisuonikasveja, ja sitä pidetään sisarryhmänä gymnosperms. Tärkein ero angiospermien ja gymnospermien välillä on se, että munasolut sulkeutuvat munasarjaan, josta myöhemmin tulee hedelmä.

Siipikasvit kasvavat ja hallitsevat käytännöllisesti katsoen kaikilla planeetan alueilla havumetsiä lukuun ottamatta. Siellä on angiospermejä, jotka on mukautettu maa-, vesi- ja epifyyttisiin elinympäristöihin, ja Etelä-Amerikan trooppiset alueet ovat näiden lajien rikkaimpia. Kaktus ovat ansiosiemeniä, jotka ovat sopeutuneet kasvamaan erittäin kuivilla alueilla.

Angiosperm-kukat liittyvät läheisesti pölyttäjiin, ja niiden uskotaan kehittyneen samanaikaisesti (yhdessä kehittyneet). Pölyttäjät ovat mallinneet kasvien sopeutumisen munasolujen peittoon.

Siirrettävien kasvien ryhmässä on kaikkein vaihtelevaimpia kasvien muotoja, joissa on hyvin pieniä edustajia, kuten duckweed, joiden koko on 1 mm, ja jättimäisiä puita, kuten Eucalyptus, jotka voivat olla kooltaan jopa 100 m korkeita.

Tähän ryhmään kuuluvat useimmat ihmiskunnalle taloudellisesti merkittävistä kasvilajeista, joissa maissi, vehnä, kahvi, kaakao, peruna erottuvat monien muiden ihmisten ruokavaliossa tärkeiden kasvien joukosta.

Angiospermit lisääntyvät seksuaalisesti kaksinkertaisen hedelmöityksen jälkeen, mikä tuottaa alkion ja endospermin.

Angiosoita edustaa yli 300 000 erilaista lajia, jotka luokitellaan karkeasti 450 perheeseen, ja juuri nämä kukkivat kasvit ovat hallinneet maata yli 100 miljoonaa vuotta.

ominaisuudet

Angiosolut ovat suurimmaksi osaksi vapaasti eläviä kasveja, mutta joitakin loisia ja saprofyyttisiä lajeja on. Jotkut angiospermit ovat lianoja, jotka kiipeävät trooppisen sademetsän huipulle, kun taas toiset ovat epipyyttejä, jotka kasvavat metsän arboreaalisessa kerroksessa.

-The kukka angiosperms koostuu kolmesta kierteisiä: perianth, androecium ja gynoecium.

- Perianth on rakennettu muokattuista ampumalehdistä, jotka luovat kukka- ja korolokan. Verhiö on yleensä vihreää ja fotosynteettistä, koostuen lehdenmuotoisista paloista. Korolla on tyypillisesti värikäs, näyttävä, tuoksuva ja koostuu yksittäisistä tai sulatuista terälehdistä.

-The androecium koostuu joukko heteitä ja nämä heteet ovat kantajia siitepölyä, jossa uros gametophytes (microgametophytes) löytyy. Varsinaiset ovat miesten kukinnan lisääntymiselimiä.

-The gynoecium koostuu joukko carpels, jotka muodostavat yhden tai useamman pistils. Mattojen sisällä on munasarjat tai megasuprangia, joista löytyy naispuolisia gametofyyttejä (makrogametofyyttiä). Carpels edustavat kukkia naisten lisääntymiselimessä.

Kasvustoissa oleva kukka on biseksuaali suurimmassa osassa lajeja, ts. Uros- ja naaraspuolisia gametofyyttejä ei löydy vain samasta kasvista, vaan myös samasta rakenteesta.

Suurimmalla osalla angiospermien lajeista on verisuonia vettä ja mineraaleja johtavina soluina, mutta joissakin peruskudosryhmien ryhmissä trakeidet ovat johtavia soluja.

Alkuperä ja kehitys

Angiosperms ilmestyi alempaan liitukaariin noin 125 miljoonaa vuotta sitten ja saavutti korkean erikoistumisasteen keskiraskassa. Alemman liitukauden kasvien fossiileilla on ominaispiirteitä olemassa olevien ja tällä hetkellä tunnistettavien ryhmien kanssa.

Angiospermien viimeisimmät esi-isät ovat edelleen mysteeri. Yleisimmin hyväksytty hypoteesi on, että ne ovat peräisin Pteridiospermien sukupuuttoon sammunneen ryhmän jäsenistä, joiden tiedetään olevan kasveja, joissa on saniaisia ​​siemeniä ja lehtiä.

Hypoteesi angiospermien alkuperästä perustuu siihen tosiseikkaan, että Pteridiospermsillä oli miesten lisääntymisrakenteita, jotka olivat samanlaisia ​​kuin porot, kun taas naispuoliset rakenteet olivat samanlaisia ​​kuin carpels.

Ensimmäiset angiospermit

Niistä, joita pidetään varhaisimpana sieninä, ovat Archaefructus-suvun fossiiliset kasvit, juontavat juurensa 130 miljoonaa vuotta. Nämä ovat vesikasveja, jotka liittyvät Magnoliaceae-eläimeen, koska ne esittelevät kukkia ilman perianthia, ja mattoilla sijaitsevat matot.

Kasvitieteilijät ovat luokitelleet Archaefructuksen kukat hyvin muinaisiksi kukiksi, nykyisten ruokasienten esiasteiksi. Kuitenkin jotkut kasvitieteilijät pitävät kukkia epätyypillisinä, samanlaisia ​​kuin joissakin nykyisissä angiospermissä.

Kladistien ja paleobotanistien kasvitieteilijöiden mielestä on välttämätöntä löytää ja kuvata enemmän fossiileja uusilla tekniikoilla angiospermien alkuperän haastavan mysteerin purkamiseksi ja ratkaisemiseksi. Angiospermien evoluutioanalyysit perustuvat avainominaisuuksiin, kuten symmetria, kukkaominaisuudet, palynologia ja genomikoko.

Kasvien geneettinen luonne on monimutkainen ja tämä on rajoittanut niiden evoluutio-ymmärrystä. Kuitenkin molekyylianalyysit luokittelevat Magnoliides-kladin lajit kaikkein esi-ikäisimmäksi siipikarjan ryhmäksi.

Angiospermien esikukki on luotu biseksuaalisella luonteella, radiaalisella symmetrialla, kahdella tai useammalla pyöreällä, erillinen perianth erottelemattomilla tepalsilla, androecium kolmella hiukan erotetulla paksulla täkillä ja gynoecium viidellä erillisellä kierrematolla.

Nykyisten angiospermien kukissa (eudikokoiset kukat) on sykliset kukat, jotka on järjestänyt erikoistunut kuori, vuorotellen kukka ja korolla. Androeciumin kestävyysfilamentit ovat ohuita eriytetyillä poroilla ja gynoecium alempien mattojen, tyylien ja stigmien kanssa.

Angiospermien siitepölyjyvät ovat hahmo, joka on kehittynyt siten, että niissä on kolme tai useampia aukkoja (trikolopaatit), kuten eudokuvioissa havaitaan, kun taas kuntosalinpermeissä ja Archaefructus-siitepölyjyvässä havaitaan yksi aukko (monosulkaatti).

Angiospermien luokittelu

Ensimmäisen luokiteltujen siemenkasvien luokituksen suoritti Linnaeus kasvien seksuaalijärjestelmän perusteella vuonna 1735, hän käytti kukkamerkkejä erottaakseen phanerogrammien ryhmät.

Kasvit luokitellaan tällä hetkellä APG-järjestelmän (Angiosperm Phylogeny Group) mukaan. Tätä järjestelmää ehdotti lukuisten tutkijoiden ryhmä, joka ehdotti luokitusta, joka sisälsi kaiken saatavilla olevan tiedon tunnetuista kasviperheistä.

APG-järjestelmä rakentaa perheiden erottelun kloroplastien geenien ja ribosomeja koodaavien geenien perusteella, koska näillä organellien geeneillä on hitaampi mutaatioaste. Käytetään myös monia morfologisia merkkejä, kuten siitepölyn morfologiaa.

Ensimmäinen APG-luokitusjärjestelmä julkaistiin vuonna 1998. APG-järjestelmä on tällä hetkellä neljäs painos, joka julkaistiin vuonna 2016 Journal Botanical -lehdessä. APG IV tunnustaa 64 tilausta ja 416 erilaista perhettä verrattuna APG I: n tunnustamiin 40 tilaukseen ja 457 perheeseen.

Äskettäin annettujen ruokasienten luokituksessa ryhmä "ANITA" (Amborellaceae, Nymphaeales, Illiciaceae, Trimeniaceae ja Austrobaileyaceae) nostaa alkeisimpana, sitten nostaa Magnoliidae-kladon, sitten yksisarvit ja lopulta kaksisarvot ja eudikot.

Angiospermin elinkaari

Kuten kaikki spermatofyytit, angiospermillä on sukupolvien vaihto. Gamofyytti kehittyy kokonaan sporofyytin lisääntymisrakenteissa, tämä on heterosporinen elinkaari.

Angiosperm-elinkaarikaavio (Lähde: Angiosperm_life_cycle_diagram.svg: LadyofHats Mariana Ruizderivative työ: Tinymonty Wikimedia Commonsin kautta)

Mikrogametofyytti tai uros gametophyte

Jakso alkaa siitepölyillä, jotka tuottavat siitepölyä tai mikrogametofyyttejä. Jokaisessa vatsassa on anteri, joka sisältää neljä mikrosporangiaa tai siitepölypussia, jokaisessa siitepölypussi kantasolussa tapahtuu meioosi ja tuotetaan neljä haploidista mikrosorua.

Mikrosporut kasvavat ja kehittyvät tuottamaan epäkypsää siitepölyjyvää, joka koostuu siitepölyputken solusta ja generatiivisesta solusta, joka tuottaa kaksi siittiösolua. Mikrosporit kehittyvät ulkoseinän (exin) ja sisäseinän (intine) täydentämiseksi.

Siitepölyjyvän kehityksen lopettamiseksi sen on saavutettava kukan vastaanottava leima, kun siitepölyputken itäminen tapahtuu.

Megametokyytti tai naispuolinen gametophyte

Megagametofyyttikehitys tapahtuu mega-sporangian sisällä, jotka ovat osa munasarjoista, joita löytyy munasarjasta. Munasarja voi sisältää yhden tai useamman munasolun, joista kukin koostuu megasporangiumista tai nucelleista, jotka on peitetty yhtenäisellä osalla.

Integroitumiset kohtaavat tyylin tai mikropyylin aukossa. Tämä aukko on silloin, kun siitepölyputki tunkeutuu kukille.

Kummassakin megasporangiumissa megasporofyytti toimii emäsoluna mega-itiöille ja käy läpi meioosin, muodostaen neljä haploidia megasporia. Kolme näistä megasporista hajoaa tai rappeutuu ja mikropyylistä kauimpana oleva megaspoori säilyy, josta tulee megagametofyytti.

Useimmissa hermosoluissa kehittyvä megagametokyytti tuottaa kahdeksan ydintä. Neljä ydintä on ryhmitelty ala- ja yläpäähän. Seuraavaksi kaksi ydintä kulkevat kohti keskustaa. Nämä ytimet tunnetaan polaarisina ytiminä.

Loput kolme ydintä päissä muodostavat yksittäiset solut ja kaksi polaarista ydintä muodostavat yhden binukleoidun solun. Mikropyylistä kauimpana oleva solu tuottaa munasolun, jota reunustavat kaksi lyhytikäistä solua, nimeltään synergistit.

Synergistit osallistuvat hedelmöitysprosessiin muodostamalla alkion pussin päät. Kolmea muuta vastakkaisessa päässä sijaitsevaa solua kutsutaan antipodoiksi ja ne toimivat ravintokudoksena munasolulle.

Megametofyytti, jota kutsutaan myös alkionpussiksi, koostuu kahdeksasta erillisestä ytimestä seitsemässä eri solussa. Alkionpussin sisällä on jo jo hedelmöitetty alkio kehittyy.

lannoitus

Kun leima on vastaanottanut siitepölyjyvän, tällä pinnalla olevat kalsiumionit stimuloivat siitepölyn putken itämistä muutamasta tunnista useisiin päiviin. Tämä kasvaa tyylin välityskudoksen kautta yhdeksi synergiaetuksi.

Synergioiden sisällä siitepölyputki karkottaa kaksi siemennestettä, jotka liukuvat siihen, ja tuotettuaan ne kaksinkertaisen hedelmöityksen.

Yksi spermasoluista siirtyy synergisteihin ja hedelmöittää viereistä munasolua, jolloin syntyy tsygootti, josta tulee alkio. Toinen siittiösolu yhdistyy kahden polaarisen ytimen sisältävään soluun, joka mitoosin läpikäynnin jälkeen muodostaa ravintokudoksen, jota kutsutaan endospermiksi.

Hedelmöitysprosessin päätyttyä siementen kypsytysprosessi jatkuu. Kun siemen itää, kasvaa ja kypsyy, se antaa kypsän diploidisen tai polyploidisen sporofyytin, sanoi sporophyte, kun se kehittää kukkaansa, se aloittaa syklin uudelleen.

Esimerkkejä piikkisistä lajeista

Kuten aiemmin mainittiin, ruokasolut ryhmittelevät kaikki tunnetut kukinnan kasvit. Siksi esimerkinomaisten lajien valitseminen kasvien alajaosta voi olla ei-niin-triviaali tehtävä.

Antropokestrisestä näkökulmasta monilla angiospermillä on suuri kaupallinen merkitys, koska ne edustavat ihmisen tärkeimpiä ravintolähteitä. Monet Triticum-suvun lajit ovat välttämättömiä syötävien jauhojen tuottamiseksi ympäri maailmaa.

Zea mays on hyvä esimerkki muista syötävistä lajeista, joilla on suuri merkitys suuren osan Keski- ja Etelä-Amerikan maiden kulttuurista, historiasta ja gastronomiasta.

Coffea arabica on kasvi, jolla on paljon kaupallista mielenkiintoa maailmassa, koska sen jyviä käytetään kahvin tuotantoon. Alueella on suuri taloudellinen ja gastronominen merkitys.

Samalla tavoin Thebroma cacao on toinen esimerkki kukkien kasveista, joita miehet arvostavat ja joilla on erilaisia ​​käyttötapoja. Kaikkia hedelmiä ja pähkinöitä tuottavat puut, joiden lajit kuuluvat kukkasien tai angiospermien ryhmään.

Ruusut, tulppaanit, auringonkukka ja päivänkakkara ovat hyviä esimerkkejä kasveista, joilla on kaupallista ja kulttuurista kiinnostusta monissa maissa viidellä maanosalla.

Viitteet

1. Chase, MW, Christenhusz, MJM, Fay, MF, Byng, JW, Judd, WS, Soltis, DE,… ja Stevens, PF (2016). Päivitys Angiosperm Phylogeny Group -luokituksesta kukinnan kasvien tilauksille ja perheille: APG IV. Linnean Society -yhtiön kasvitieteellinen lehti, 181 (1), 1 - 20.
2. Lindorf, H., De Parisca, L., ja Rodríguez, P. (1985). Kasvitieteiden luokittelu, rakenne ja lisääntyminen.
3. Luis, E., Eguiarte, LE, Castillo, A., & Souza, V. (2003). Angiospermien molekyylin ja genomin kehitys. Interciencia, 28 (3), 141–147.
4. Raven, PH, Evert, RF ja Eichhorn, SE (2005). Kasvien biologia. Macmillan. Agiosperms Pg (333-345)
5. Simpson, MG (2010). Kasvien systematiikka. Akateeminen lehdistö. Kukkivien kasvien kehitys. Pg (121 - 136).
6. Soltis, DE, Bell, CD, Kim, S., ja Soltis, PS (2008). Angiospermien alkuperä ja varhainen kehitys. NY Acad. Sei., 1133, 3–25.