KAPALI TOHUMLULAR: ÖZELLIKLER, SINIFLANDIRMA, YAŞAM DÖNGÜSÜ - BIYOLOJI - 2025

Angiospermleri gezegende yaşayan bitkilerin çoğu, çok sayıda farklı ve başarılı bir gruptur. En ayırt edici özellikleri çiçek olduğu için çiçekli bitkiler olarak bilinirler.

Angiosperm terimi, kap anlamına gelen Yunanca "angion" kelimelerinden ve tohum anlamına gelen "sperma" kelimesinden gelir. Bu nedenle, anjiyosperm adı, tohum kabı anlamına gelir.

Lale alanı (Kaynak: John O'Neill, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Bu bitkilerde çiçeklerin temel işlevi meyve ve tohum üretmektir; tohumlar kendi kendine tozlaşma, çapraz tozlaşma veya apomiksis gibi cinsel olmayan olaylarla üretilebilir.

Kapalı tohumlu bitkiler, monofiletik bir vasküler bitkiler grubudur ve açık tohumluların kardeş grubu olarak kabul edilir. Kapalı tohumlular ve açık tohumlular arasındaki temel fark, yumurtalıkların yumurtalık içinde yer almasıdır ve bu yumurtalık daha sonra meyve haline gelir.

Kapalı tohumlular, iğne yapraklı ormanlar hariç, gezegenin neredeyse tüm bölgelerinde büyür ve hakim olur. Karasal, sucul ve epifitik habitatlara adapte edilmiş anjiyospermler vardır ve Güney Amerika'nın tropikal bölgeleri bu türler bakımından en zengin olanlardır. Kaktüsler, aşırı derecede kurak bölgelerde büyümeye adapte edilmiş anjiyospermlerdir.

Kapalı tohumlu çiçekler, tozlayıcılarla yakından ilişkilidir ve paralel olarak evrimleştikleri (birlikte evrimleştikleri) düşünülmektedir. Tozlayıcılar, bitkilerin yumurtlama örtüsüne adaptasyonunu modelledi.

Kapalı tohumlu bitkiler grubu içinde, 1 mm büyüklüğünde su mercimeği gibi çok küçük temsilcilerle ve 100 m yüksekliğe kadar ölçebilen Okaliptüs gibi devasa ağaçlar ile çok değişken bitki türleri bulunmaktadır.

Bu grupta, insan beslenmesinde temel olan diğer birçok mahsulün arasında mısır, buğday, kahve, kakao, patatesin öne çıktığı, insanlık için ekonomik öneme sahip bitki türlerinin çoğu bulunmaktadır.

Kapalı tohumlu bitkiler, bir embriyo ve bir endosperm üreten çift döllenmeden sonra cinsel olarak çoğalırlar.

Kapalı tohumlu bitkiler, kabaca 450 aileye sınıflandırılmış 300.000'den fazla farklı türle temsil edilir ve 100 milyon yıldan fazla bir süredir Dünya'ya hakim olan bu çiçekli bitkilerdir.

karakteristikleri

Kapalı tohumlu bitkiler çoğunlukla serbest yaşayan bitkilerdir, ancak bazı parazitik ve saprofitik türler vardır. Bazı kapalı tohumlu bitkiler tropikal yağmur ormanlarının tepesine tırmanan lianalardır, diğerleri ise ormanın ağaçsı katmanında büyüyen epifitlerdir.

: Angiospermlerde -The çiçek üç whorls oluşur periant , Androecium ve dışı organın .

-The periant kalikse ve corolla oluşturmak modifiye ateş yapraklardan yapılandırılmıştır. Kaliks genellikle yeşil ve fotosentetiktir, yaprak şeklindeki çanak çömleklerden oluşur. Corolla tipik olarak renkli, gösterişli, hoş kokuludur ve tek tek veya kaynaşmış yapraklardan oluşur.

-The Androecium organlarındaki kümesinden oluşmaktadır ve bu erkek organ erkek gametofitler (microgametophytes) bulunan polen taşıyıcılarıdır. Stamenler, çiçeklerin erkek üreme organlarıdır.

Alınmış dişi organ , bir ya da daha fazla pistil oluşturan carpels grubu oluşur. Karpellerin içinde, dişi gametofitin (makrogametofit) bulunduğu yumurtalıklar veya mega sporangia bulunur. Karpeller, çiçeklerin dişi üreme organını temsil eder.

Kapalı tohumlu çiçeklerdeki çiçek türlerin büyük çoğunluğunda biseksüeldir, yani erkek ve dişi gametofitler sadece aynı bitkide değil aynı yapıda da bulunur.

Çoğu anjiyosperm türünün su ve mineral ileten hücreler olarak damarları vardır, ancak bazı bazal anjiyosperm gruplarında iletken hücreler olarak trakeidler bulunur.

Kökeni ve evrim

Kapalı tohumlular, Alt Kretase'de yaklaşık 125 milyon yıl önce ortaya çıktı ve Orta Kretase'de yüksek derecede uzmanlaşmaya ulaştı. Alt Kretase'deki bitki fosilleri, mevcut ve şu anda tanınabilir gruplarla aynı özelliklere sahiptir.

Kapalı tohumluların en son ataları bir sır olarak kalmaya devam ediyor. En yaygın kabul gören hipotez, bunların eğrelti otu benzeri tohumlar ve yapraklara sahip bitkiler olduğu bilinen soyu tükenmiş Pteridiosperm grubunun üyelerinden kaynaklandıklarıdır.

Kapalı tohumlu bitkilerin kökeni hipotezi, Pteridiospermlerin anterlere benzer erkek üreme yapılarına sahip olduğu, dişi yapıların ise karpellere eşdeğer yapılar olduğu gerçeğine dayanmaktadır.

İlk kapalı tohumlular

En eski anjiyospermler olduğu düşünülenlerin arasında Archaefructus cinsinin 130 milyon yıl öncesine ait fosil bitkileri var. Bunlar, Magnoliaceae ile ilgili su bitkileridir, çünkü bunlar, organlarında bulunan karpeller ile bir periant olmadan çiçekler sunarlar.

Archaefructus'un çiçekleri, botanikçiler tarafından çok eski çiçekler olarak sınıflandırılır, anjiyospermlerin mevcut çiçeklerinin öncüleri, ancak bazı botanikçiler çiçekleri, bazı mevcut anjiyospermlerde gözlemlenene benzer şekilde atipik olarak kabul eder.

Cladist ve paleobotanistler botanikçiler, anjiyospermlerin kökeninin zorlu gizemini açıklığa kavuşturmak ve çözmek için yeni tekniklerle daha fazla fosili keşfetmenin ve tanımlamanın gerekli olduğuna inanıyorlar. Kapalı tohumlu bitkilerdeki evrimsel analizler simetri, çiçek özellikleri, palinoloji ve genom boyutu gibi temel özelliklere dayanır.

Bitkilerin genetik yapısı karmaşıktır ve bu onların evrimsel anlayışlarını sınırlamıştır. Bununla birlikte, moleküler analizler, Magnoliides sınıfının türlerini, anjiyospermlerin en atasal grubu olarak sınıflandırır.

Kapalı tohumluların atalarından kalma çiçeği, biseksüel karakter, radyal simetri, iki veya daha fazla sarmal ile, farklı olmayan tepelerle ayrı periant, üç hafifçe ayrılmış kalın organlı androecium ve beş ayrı spiral karpel ile gynoecium ile yeniden yaratıldı.

Mevcut anjiyospermlerin (ekikotiledonlar) çiçekleri, kaliks ve korolla dönüşümlü olarak özel sarmallar tarafından düzenlenmiş döngüsel çiçeklere sahiptir. Androecium'un dayanıklılık lifleri, farklılaşmış anterlerle incedir ve gynoecium, alt karpeller, stigmalar ve stigmalar ile incedir.

Kapalı tohumluların polen taneleri, ekotiledonlarda görüldüğü gibi üç veya daha fazla açıklığa (trikolpatlar) sahip olacak şekilde evrimleşmiş bir karakterdir; buna karşın tek bir açıklığa sahip gymnospermlerde ve Archaefructus polen tanelerinde (monosülkat) gözlenir.

Kapalı tohumluların sınıflandırılması

Kapalı tohumluların ilk sınıflandırması, Linnaeus tarafından 1735 yılında Bitkilerin Cinsel Sistemine göre yapıldı, o fanerogram grupları arasında ayrım yapmak için çiçek karakterlerini kullandı.

Bitkiler şu anda APG sistemine (Angiosperm Phylogeny Group) göre sınıflandırılmaktadır. Bu sistem, bilinen bitki aileleri hakkında mevcut tüm bilgileri içeren bir sınıflandırma öneren çok sayıda araştırmacının oluşturduğu bir ekip tarafından önerildi.

APG sistemi, organellerdeki bu genlerin daha yavaş bir mutasyon oranına sahip olması nedeniyle, kloroplastların genlerine ve ribozomları kodlayan genlere dayanarak ailelerin ayrılmasını sağlar. Polen morfolojisi gibi birçok morfolojik karakter de kullanılır.

İlk APG sınıflandırma sistemi 1998'de yayınlandı. Şu anda APG sistemi, 2016'da Journal Botanical'da yayınlanan dördüncü baskısında. APG IV, APG I tarafından tanınan 40 sipariş ve 457 aileye karşılık 64 siparişi ve 416 farklı aileyi tanır.

En son anjiyosperm sınıflandırması, en bazal olarak "ANITA" (Amborellaceae, Nymphaeales, Illiciaceae, Trimeniaceae ve Austrobaileyaceae) grubuna sahiptir, daha sonra Magnoliidae cinsini, sonra monokotları ve son olarak dikotları ve ekikotları yükseltir.

Anjiyosperm yaşam döngüsü

Tüm spermatofitler gibi, anjiyospermlerin de bir nesil değişimi vardır. Gametofit, tamamen sporofitin üreme yapıları içinde gelişir, bu heterosporik bir yaşam döngüsüdür.

Angiosperm yaşam döngüsü diyagramı (Kaynak: Angiosperm_life_cycle_diagram.svg: LadyofHats Mariana Ruiz türev çalışması: Wikimedia Commons aracılığıyla Tinymonty)

Microgametophyte veya erkek gametofit

Döngü, polen veya mikrogametofit üreten organlarla başlar. Her bir erkek erkekte dört mikrosporangia veya polen kesesi içeren bir anter vardır, her polen kesesi içinde kök hücre mayozdan geçer ve dört haploid mikrospor üretir.

Mikrosporlar, bir polen tüp hücresi ve iki sperm hücresi üretecek bir üretici hücreden oluşan olgunlaşmamış bir polen tanesi üretmek için büyür ve gelişir. Mikrosporlar bir dış duvarı (exin) ve bir iç duvarı (intine) tamamlamak için gelişir.

Polen tanesinin gelişimini bitirmek için, polen tüpünün çimlenmesi gerçekleştiğinde çiçeğin alıcı damgasına ulaşması gerekir.

Megagametofit veya dişi Gametofit

Megagametofit gelişimi, yumurtalık içinde bulunan yumurtaların bir parçası olan mega-sporangia içinde gerçekleşir. Yumurtalık, her biri bir megasporanjiyumdan veya bir bütünle kaplanmış nukelden oluşan bir veya daha fazla ovül içerebilir.

Bütünleşmeler stilin veya mikropilin açılışında buluşur, bu açıklık polen tüpünün çiçeklere nüfuz ettiği yerdir.

Her megasporangium içinde bir megasporofit, mega sporlar için bir ana hücre görevi görür ve dört haploid megaspor oluşturarak mayoz bölünür. Bu megasporlardan üçü parçalanır veya dejenere olur ve mikropilden en uzaktaki megaspor hayatta kalır ve bu da megagametofit haline gelir.

Çoğu anjiyospermde, gelişen megagametofit sekiz çekirdek üretir. Alt ve üst uçlarda dört çekirdek gruplanmıştır. Daha sonra iki çekirdek merkeze doğru göç eder. Bu çekirdekler, polar çekirdekler olarak bilinir.

Uçlarda kalan üç çekirdek, ayrı hücreler oluşturur ve iki polar çekirdek, tek bir iki çekirdekli hücre oluşturur. Mikropilden en uzaktaki hücre, sinerjist adı verilen iki kısa ömürlü hücre tarafından çevrelenecek olan yumurta hücresine yol açacaktır.

Sinerjistler, embriyo kesesinin uçlarını oluşturarak döllenme sürecinde görev alacaklardır. Karşı uçta bulunan diğer üç hücreye antipod denir ve yumurta hücresi için besleyici doku görevi görür.

Embriyo kesesi olarak da adlandırılan megametofit, yedi farklı hücrede sekiz ayrı çekirdekten oluşur. Embriyo kesesinin içi, zaten döllenmiş embriyonun gelişeceği yerdir.

dölleme

Stigma polen tanesini aldıktan sonra, bu yüzeydeki kalsiyum iyonları polen tüpünün birkaç saatten birkaç güne kadar değişen bir süre boyunca çimlenmesini uyarır. Bu, stilin aktarım dokusuyla sinerjilerden birine doğru büyür.

Polen tüpü, sinerjinin içinde bulunduğu için, içine kayan iki sperm hücresini dışarı atar ve orada bir kez çift döllenme üretirler.

Sperm hücrelerinden biri sinerjistlere girer ve komşu yumurta hücresini dölleyerek embriyo haline gelen bir zigota yol açar. İkinci sperm hücresi, mitoza girdikten sonra endosperm olarak bilinen besleyici doku oluşturan iki kutuplu çekirdek içeren hücre ile birleşir.

Gübreleme işlemi bittikten sonra tohum olgunlaşma süreci devam eder. Tohum filizlendiğinde, büyüdüğünde ve olgunlaştığında olgun bir diploid veya poliploid sporofite yol açacaktır, söz konusu sporofit, çiçeğini geliştirirken döngüyü yeniden başlatacaktır.

Anjiyosperm türlerinin örnekleri

Daha önce de belirtildiği gibi, kapalı tohumlular bildiğimiz tüm çiçekli bitkileri gruplandırır. Bu nedenle, bu bitki altbölümünde örnek türler seçmek o kadar da önemsiz olmayan bir görev olabilir.

İnsan merkezli bakış açısına göre, birçok kapalı tohumlu bitki türü, insanın ana besin kaynaklarını temsil ettikleri için ticari açıdan büyük öneme sahiptir. Triticum cinsinin birçok türü, dünya çapında yenilebilir unların üretimi için gereklidir.

Zea mays, Orta ve Güney Amerika ülkelerinin büyük bir kısmının kültürü, tarihi ve gastronomisinde büyük öneme sahip başka bir yenilebilir türün güzel bir örneğidir.

Coffea arabica, tahıllarının ekonomik ve gastronomik açıdan büyük önemi olan kahve üretiminde kullanıldığı için dünyada ticari olarak büyük ilgi gören bir bitkidir.

Aynı şekilde Thebroma kakao, erkekler tarafından çok beğenilen ve çeşitli kullanımları olan bir başka çiçekli bitki örneği türüdür. Tüm meyveler ve sert kabuklu yemişler, türleri çiçekli bitkiler veya kapalı tohumlular grubuna ait olan ağaçlar tarafından üretilir.

Güller, laleler, ayçiçekleri ve papatyalar, dünyanın beş kıtasındaki birçok ülkede ticari ve kültürel ilgi gören bitkilere güzel örneklerdir.

Referanslar

1. Chase, MW, Christenhusz, MJM, Fay, MF, Byng, JW, Judd, WS, Soltis, DE,… & Stevens, PF (2016). Çiçekli bitki türleri ve familyaları için Angiosperm Filogenisi Grubu sınıflandırmasının bir güncellemesi: APG IV. Linnean Topluluğu Botanik Dergisi, 181 (1), 1-20.
2. Lindorf, H., De Parisca, L. ve Rodríguez, P. (1985). Botanik Sınıflandırması, yapısı ve üreme.
3. Luis, E., Eguiarte, LE, Castillo, A. ve Souza, V. (2003). Kapalı tohumluların Moleküler ve Genomik Evrimi. Interciencia, 28 (3), 141–147.
4. Raven, PH, Evert, RF ve Eichhorn, SE (2005). Bitkilerin biyolojisi. Macmillan. Agiospermler Pg (333-345)
5. Simpson, MG (2010). Bitki sistematiği. Akademik basın. Çiçekli Bitkilerin Evrimi. Sf (121-136).
6. Soltis, DE, Bell, CD, Kim, S. ve Soltis, PS (2008). Kapalı tohumluların Kökeni ve Erken Evrimi. NY Acad. Sci., 1133, 3–25.