Charakterystyka mchów i innych roślin nienaczyniowych
Antagain / E+ / Getty Images
Główna cecha odróżniająca rośliny nienaczyniowe od innych roślin Królestwo Plantae to brak tkanki naczyniowej. Tkanka naczyniowa składa się z naczyń zwanych ksylem oraz łyko . Naczynia z ksylemem transportują wodę i minerały w całej roślinie, podczas gdy naczynia z łykiem transportują cukier (produkt fotosynteza ) i inne składniki odżywcze w całej roślinie. Brak cech, takich jak wielowarstwowy naskórek czy kora, oznacza, że rośliny nienaczyniowe nie rosną bardzo wysoko i zazwyczaj pozostają nisko nad ziemią. W związku z tym nie potrzebują systemu naczyniowego do transportu wody i składników odżywczych. Metabolity i inne składniki odżywcze są przenoszone między komórkami iw ich obrębie przez osmozę, dyfuzję i przepływ cytoplazmatyczny. Strumieniowanie cytoplazmatyczne to ruch cytoplazmy w komórkach w celu transportu składników odżywczych, organelli i innych materiałów komórkowych.
Odróżnia się również rośliny nienaczyniowe od roślin naczyniowych (rośliny kwitnące, nagonasienne , paprocie , itp.) przez brak struktur, które normalnie są związane z roślinami naczyniowymi. W roślinach nienaczyniowych brakuje prawdziwych liści, łodyg i korzeni. Zamiast tego rośliny te mają struktury podobne do liści, łodyg i korzeni, które działają podobnie do liści, łodyg i korzeni. Na przykład mszaki zazwyczaj mają podobne do włosów włókna zwane ryzoidy które, podobnie jak korzenie, pomagają utrzymać roślinę w miejscu. Bryophytes mają również ciało podobne do liścia, zwane a plecha .
Inną cechą roślin nienaczyniowych jest to, że w cyklu życia występują naprzemiennie między fazami płciowymi i bezpłciowymi. Faza lub generacja gametofitu to faza płciowa i faza, w której gamety są produkowane. Męskie plemniki są unikalne wśród roślin nienaczyniowych, ponieważ mają dwie wici, które pomagają w ruchu. Pokolenie gametofitów pojawia się jako zielona, liściasta roślinność, która pozostaje przytwierdzona do podłoża lub innej powierzchni wzrostu. Faza sporofitów to faza bezpłciowa i faza, w której zarodniki są produkowane. Sporofity zwykle pojawiają się jako długie łodygi z kapeluszami zawierającymi zarodniki na końcu. Sporofity wystają z gametofitu i pozostają do niego przyczepione. Rośliny nienaczyniowe spędzają większość czasu w fazie gametofitowej, a sporofit jest całkowicie zależny od gametofitu w zakresie odżywiania. Dzieje się tak, ponieważ fotosynteza zachodzi w gametoficie roślinnym.
Mchy
Auscape / UIG / Getty Images
Mchy są najliczniejszymi z typów roślin nienaczyniowych. Sklasyfikowany w dziale roślin Bryophyta , mchy to małe, gęste rośliny, które często przypominają zielone dywany roślinności. Mchy występują w różnych biomy lądowe w tym arktyczna tundra i lasy tropikalne. Rozwijają się na wilgotnych obszarach i mogą rosnąć na skałach, drzewach, wydmach, betonie i lodowcach. Mchy odgrywają ważną rolę ekologiczną, pomagając zapobiegać erozji, wspomagając obieg składników odżywczych i służąc jako źródło izolacji.
Mchy pobierają składniki odżywcze z otaczającej je wody i gleby poprzez wchłanianie. Mają też wielokomórkowe włókna przypominające włosy, zwane ryzoidy które utrzymują je mocno osadzone na ich rosnącej powierzchni. Mchy są autotrofami i produkują żywność przez fotosyntezę. Fotosynteza zachodzi w zielonym ciele rośliny zwanej plecha . Mchy również mają szparki , które są ważne dla wymiany gazowej potrzebnej do pozyskania dwutlenku węgla do fotosyntezy.
Reprodukcja w mchach
Ralph Clevenger / Corbis Documentary / Getty Images
Cykl życiowy mchu charakteryzuje się naprzemiennym pokoleniem, które składa się z fazy gametofitowej i fazy sporofitowej. Mchy rozwijają się z kiełkowania haploidalny zarodniki uwalniane z sporofitu rośliny. Mech sporofit składa się z długiej łodygi lub struktury przypominającej łodygę zwanej a szczecina z kapsułką na końcu. Kapsułka zawiera zarodniki roślin, które w okresie dojrzewania uwalniane są do otaczającego środowiska. Zarodniki są zazwyczaj przenoszone przez wiatr. Jeśli zarodniki osiedlą się w obszarze o odpowiedniej wilgotności i oświetleniu, wykiełkują. Rozwijający się mech początkowo pojawia się jako cienka masa zielonych włosków, które ostatecznie dojrzewają w przypominającej liście roślinę lub gametofor .
Gametofor reprezentuje dojrzały gametofit, ponieważ wytwarza męskie i żeńskie narządy płciowe oraz gamety. Męskie narządy płciowe wytwarzają plemniki i są nazywane anterydia , podczas gdy żeńskie narządy płciowe produkują jaja i są nazywane archegonia . Woda to „niezbędnik”nawożeniewystąpić. Plemniki muszą dopłynąć do archegonii, aby zapłodnić jaja. Zapłodnione jaja stają się diploidalnymi sporofitami, które rozwijają się i wyrastają z archegonii. W torebce sporofitu, w wyniku mejozy, powstają haploidalne zarodniki. Po dojrzeniu kapsułki otwierają się, uwalniając zarodniki i cykl się powtarza. Mchy spędzają większość czasu w dominującej fazie cyklu życiowego gametofitu.
Mchy są również zdolne dorozmnażanie bezpłciowe. Gdy warunki stają się surowe lub środowisko jest niestabilne, rozmnażanie bezpłciowe pozwala mchom szybciej się rozmnażać. Rozmnażanie bezpłciowe w mchach odbywa się poprzez fragmentację i rozwój gemmae. Podczas fragmentacji kawałek ciała rośliny odrywa się i ostatecznie przekształca się w inną roślinę. Rozmnażanie poprzez tworzenie klejnotów to kolejna forma fragmentacji. Klejnoty to komórki, które są zawarte w krążkach podobnych do miseczek (kubeczkach) utworzonych przez tkankę roślinną w ciele rośliny. Klejnoty są rozpraszane, gdy krople deszczu wpadają do miseczek i zmywają je z rośliny macierzystej. Gemmy, które osiedlają się na odpowiednich dla wzrostu obszarach, rozwijają ryzoidy i dojrzewają do nowych roślin mchowych.
Wątrobowce
Jean-Yves Grospas / Biosphoto / Getty Images
Wątrobowce są roślinami nienaczyniowymi, które są sklasyfikowane w dziale Marchantiophyta . Ich nazwa pochodzi od przypominającego płatek wyglądu ich zielonego ciała roślinnego ( plecha ), który wygląda jak płaty wątroba . Istnieją dwa główne rodzaje wątrobowców. Liściaste wątrobowce bardzo przypominają mchy ze strukturami podobnymi do liści, które wystają w górę z podstawy rośliny. Taloza wątrobowa pojawiają się jako maty zielonej roślinności o płaskich, przypominających wstęgi strukturach rosnących blisko ziemi. Gatunki wątrobowców są mniej liczne niż mchy, ale można je znaleźć w prawie każdym biomie lądowym. Choć częściej spotykane w siedliskach tropikalnych, niektóre gatunki żyją w środowiskach wodnych, pustynie i biomy tundry. Wątrobowce zasiedlają obszary o słabej, lekkiej i wilgotnej glebie.
Podobnie jak wszystkie mszaki, wątrobowce nie mają tkanki naczyniowej i pozyskują składniki odżywcze i wodę poprzez wchłanianie i dyfuzję. Wątrobowce również mają ryzoidy (włókna podobne do włosów), które działają podobnie do korzeni, ponieważ utrzymują roślinę w miejscu. Wątrobowce są autotrofami, które wymagają światła do wytworzenia pożywienia w procesie fotosyntezy. W przeciwieństwie do mchów i rogatek, wątrobowce nie mają aparatów szparkowych, które otwierają się i zamykają, aby uzyskać dwutlenek węgla potrzebny do fotosyntezy. Zamiast tego mają komory powietrzne pod powierzchnią wzgórza z małymi porami, które umożliwiają wymianę gazową. Ponieważ pory te nie mogą się otwierać i zamykać jak aparaty szparkowe, wątrobowce są bardziej podatne na wysychanie niż inne mszaki.
Rozmnażanie w wątrobowcach
Auscape / UIG / Getty Images
Podobnie jak inne mszaki, wątrobowce wykazują przemianę pokoleń. Faza gametofitowa jest fazą dominującą, a sporofit jest całkowicie zależny od gametofitu w zakresie odżywiania. Gametofit roślinny to plecha , który wytwarza męskie i żeńskie narządy płciowe. Męskie antheridia produkują plemniki, a żeńskie archegonie produkują jajeczka. W niektórych wątrobowcach talozowych archegonia rezyduje w strukturze w kształcie parasola zwanej an archegoniofor .
Do rozmnażania płciowego potrzebna jest woda, ponieważ plemniki muszą dopłynąć do archegonii, aby zapłodnić jajeczka. Zapłodnione jajo rozwija się w zarodek, który rośnie, tworząc sporofit roślinny. Sporofit składa się z kapsułki, w której znajdują się zarodniki i szczecina (krótka łodyga). Kapsułki zarodników przymocowane do końców szczeciny zwisają pod parasolowatym archegonioforem. Po uwolnieniu z kapsułki zarodniki są przenoszone przez wiatr w inne miejsca. Kiełkujące zarodniki rozwijają się w nowe rośliny wątrobowców. Wątrobowce mogą również rozmnażać się bezpłciowo poprzez fragmentację (roślina rozwija się z kawałka innej rośliny) i tworzenie klejnotów. Klejnoty to komórki przyczepione do powierzchni roślin, które mogą odrywać się i tworzyć nowe pojedyncze rośliny.
Hornworts
Magda Turzańska / Science Photo Library / Getty Images
Hornworts są mszaki z dywizji Anthocerotophyta . Te nienaczyniowe rośliny mają spłaszczony, przypominający liść korpus ( plecha ) o długich, cylindrycznych strukturach, które wyglądają jak rogi wystające z plechy. Hornworts można znaleźć na całym świecie i zazwyczaj rozwijają się w siedliskach tropikalnych. Te małe rośliny rosną w środowiskach wodnych, a także w wilgotnych, zacienionych siedliskach lądowych.
Hornworts różnią się od mchów i wątrobowców tym, że ich komórki roślinne mają jedną chloroplast na komórkę. Komórki mchu i wątrobowców zawierają wiele chloroplastów na komórkę. Te organelle są miejscami fotosyntezy w roślinach i innych organizmach fotosyntetycznych. Podobnie jak wątrobowce, hornworts są jednokomórkowe ryzoidy (włókna podobne do włosów), które utrzymują roślinę w miejscu. Ryzoidy w mchach są wielokomórkowe. Niektóre hornworts mają niebiesko-zielony kolor, który można przypisać koloniom sinic (fotosyntezy bakteria ), które żyją w plechach roślinnych.
Reprodukcja w Hornworts
Hermann Schachner / Wikimedia Commons / Domena publiczna
Hornworts w swoim cyklu życiowym występują na przemian w fazie gametofitowej i fazie sporofitowej. Plecha to gametofit roślinny, a łodygi w kształcie rogów to sporofity roślinne. Męskie i żeńskie narządy płciowe ( antheridia i archegonia ) są produkowane głęboko w gametoficie. Plemniki wytwarzane w męskich antheridia przepływają przez wilgotne środowisko, aby dotrzeć do jaj w archegoni żeńskiej.
Po zapłodnieniu z archegonii wyrastają ciała zawierające zarodniki. Te sporofity w kształcie rogów wytwarzają zarodniki, które są uwalniane, gdy sporofit rozdziela się od wierzchołka do podstawy w miarę wzrostu. Sporofit zawiera również komórki zwane pseudo-jeźli które pomagają w rozproszeniu zarodników. Po rozproszeniu zarodników kiełkujące zarodniki rozwijają się w nowe rośliny hornwort.
Podsumowanie kluczowych punktów
- Rośliny nienaczyniowe lub mszaki , to rośliny pozbawione układu naczyniowego. Nie mają kwiatów, liści, korzeni ani łodyg i przechodzą między fazami rozrodu płciowego i bezpłciowego.
- Podstawowe podziały mszaków to Bryophyta (mchy), Hapatophyta (wątrobowce) i Anthocerotophyta (rogatki).
- Ze względu na brak tkanki naczyniowej, rośliny nienaczyniowe zazwyczaj pozostają blisko ziemi i znajdują się w wilgotnym środowisku. Są zależne od wody, która transportuje plemniki do zapłodnienia.
- Zielone ciało mszaka jest znane jako plecha , oraz cienkie włókna, zwane ryzoidy , pomagają utrzymać roślinę w miejscu.
- Plecha to roślina gametofit i wytwarza męskie i żeńskie narządy płciowe. Roślina sporofit zawiera zarodniki, które po wykiełkowaniu rozwijają się w nowe rośliny.
- Najliczniejsze z mszaków to mchy . Te małe, gęste maty roślinności często porastają skały, drzewa, a nawet lodowce.
- 'Bryophytes, Hornworts, Liverwort i Mchy - informacje o roślinach australijskich.' Australijskie Narodowe Ogrody Botaniczne — botaniczny portal internetowy , www.anbg.gov.au/bryophyte/index.html.
- Schofield, Wilfred Borden. – Briofit. Encyklopedia Britannica , Encyclopaedia Britannica, Inc., 9 stycznia. 2017, www.britannica.com/roślina/bryophyte.