SPERMATOFITLER VEYA FANEROGAMLAR: ÖZELLIKLER, SINIFLANDIRMA, EVRIM - BIYOLOJI - 2024

Espermatofitas aynı zamanda "tohumlu bitkiler" olarak bilinen veya çiçekli bitkiler, (lignofitas grubundan (odunsu bitkiler) ve buna ait olan bitkilerin büyük bir monofiletik soy açıktohumlu hem kapalı-tohumlu (çiçekli bitkiler) olarak sınıflandırılır olan iğne yapraklılar ve benzeri).

Ders kitaplarında grup için "evrimsel bir yenilik" olarak tanımlanan tohum gelişiminin ortak özelliği sayesinde spermatofitler lignofitlerden ayrı bir grup oluşturur.

Bir elma ağacının, bir spermatofit bitkisinin fotoğrafı (Kaynak: W. carter / CC0, Wikimedia Commons aracılığıyla)

"Spermatofit" kelimesi, Yunanca tohum anlamına gelen "sperma" ve bitki anlamına gelen "phyton" kelimesinden geldiği için "tohumlu bitkiler" anlamına gelir.

Spermatofitler dünyadaki en önemli organizmalardan biridir, çünkü hem kapalı tohumlular hem de açık tohumlular, pratik olarak tüm karasal ekosistemlerin işleyişi için gerekli olan son derece bol iki gruptur.

Hızlıca düşünürseniz, tohumlu bitkiler muhtemelen çoğu insan için en tanıdık gruptur, sadece beslenme açısından değil (çünkü yağlar, nişastalar ve proteinler birçok bitkinin tohumlarından elde edilir), aynı zamanda manzara açısından.

Spermatofitler, Kaliforniya'nın dev sekoyaları, Amazon yağmur ormanlarının büyük ve yapraklı ağaçları, zambaklar ve güller, pirinç, yulaf, mısır, buğday ve arpadır.

Spermatofitlerin özellikleri

- Spermatofitlerin veya fanerogamların temel özelliği tozlaşmadan sonra yani iki cinsiyet hücresinin füzyonundan kaynaklanan bir ürün olarak tohum üretimidir.

- Fotosentetik organizmalardır, yani klorofil içeren kloroplastları vardır, bu nedenle güneş ışınlarından gelen ışık enerjisini kullanılabilir kimyasal enerjiye dönüştürebilmektedirler.

- Bu sebzelerin gövdesi kök, gövde ve yaprak olmak üzere ikiye ayrılır.

- Bazı spermatofitler, anjiyospermler çiçek üretir ve bu çiçeklerden, tohumları içeren meyveler çıkar.

- Gymnospermler çiçek üretmezler, ancak tohumları desteklemek için özel yapılara sahiptirler.

- Çoğu spermatofit, ksilem dokusu ve trakeidlerden oluşan iyi gelişmiş bir vasküler dokuya sahiptir.

- Biyosfer üzerinde geniş bir şekilde dağılmışlardır, bu nedenle yüzlerce farklı habitatta bulunurlar.

- İkincil büyüme gösteren veya olmayan dokuları olabilir.

Yetişme ortamı

Çiçekli bitkiler (kapalı tohumlular) yeryüzündeki hemen hemen her yaşanabilir bölgede (iğne yapraklı ormanlar hariç) büyür ve hatta bazı su ekosistemlerine hâkim olabilir. Bu nedenle, yaşayabilirler:

- Çöller

- Ovalar

- Serranías

- Okyanuslar, denizler ve nehirler

Benzer şekilde, cimnospermler, diğer tohumlu bitkiler de karasal ve sucul olmayan ortamlarla daha sınırlı olmalarına rağmen işgal edebilecekleri habitat açısından büyük bir plastisiteye sahiptir.

Sınıflandırma ve taksonomi

Tohumlu bitkiler Spermatophyta bölümüne aittir. Bu bölümde eğrelti otları "Pteridosperms" tohumları, Gymnospermler ve Kapalı tohumlular ile gruplanır.

Tohum eğrelti otları, esas olarak fosil bitkilerden oluşan bir gruptur, bu nedenle spermatofitler genellikle Gymnospermler ve Kapalı tohumlular olarak kabul edilir.

Gymnospermler

Çam kozalakları, bir Gymnosperm (Kaynak: Sridhar Rao / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0), Wikimedia Commons aracılığıyla)

"Gymnosperm" kelimesi "çıplak tohumlu bitkiler" anlamına gelir ("çıplak" anlamına gelen gymnos ve "tohum" anlamına gelen sperm).

Analiz edilen çalışmaya bağlı olarak, bu bitki grubu "doğal olmayan" bir gruptur, çünkü üyeleri parafiletik kökenlidir, yani hepsinin aynı ortak ataya sahip olmadığı anlamına gelir; ya da monofiletik bir gruptur, anjiyospermlerin kardeşi.

- Grubun üyeleri, çiçek üretmeme ortak özelliğini (apomorphy) paylaştıkları için bu bölümde buluşur.

- Ayrıca bu bitkilerin bir kısmı dişi biri erkek olmak üzere "koni" olarak bilinen yapıları vardır.

- Tohumlar, döllenmeden sonra meyvenin duvarı içinde sarmalanmaz.

- Yaprakları kıvrık, iğne şeklinde ve bol mum içerirler.

Gymnospermler aşağıdaki soylara ayrılır:

- Cycadophyta , soyun en temel olduğu düşünülen soy

- Ginkgophyta

- Coniferophyta , iğne yapraklılar

- Gnetophyta veya Gnetales, bazen iğne yapraklılar grubunda sınıflandırılır

Kapalı tohumlular

Bir anjiyosperm olan Tetradenia riparia'nın çiçekleri. TARAFINDAN Conrado / CC (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Çiçekli bitkiler, aksine, kanıtlanmış bir monofiletik gruptur ve cimnospermlerin kardeş grubu olarak kabul edilir. Bunlar, günümüzde yaşayan tüm bitki türlerinin% 95'inden fazlasını oluşturan, en bol, çeşitli ve başarılı bitki grubudur.

Aynı zamanda dünya ekonomik sistemi için en önemli tesislerden biridir, çünkü sadece gıda üretimi için değil, aynı zamanda çeşitli hammaddelerin çıkarılması için de kullanılırlar.

- Tüm anjiyospermlerin çiçekleri vardır, genellikle biseksüel (aynı çiçekte her iki cinsiyet).

- Tohumları, meyveye dönüşen bir yumurtalık içinde kapsüllenir.

- Genellikle çift döllenme gösterirler.

Kapalı tohumlu bitkiler, son derece bol ve çeşitli bir grup oluşturur ve bu gruptaki sınıflandırma, alandaki birçok uzmanın çalışma konusu olduğundan, bir sınıflandırma ile diğeri arasında bazı farklılıklar vardır. Bununla birlikte, en çok kabul edilenler arasında, bu grubun aşağıdaki sınıfları içermesidir:

- Amborellales

veya Nymphaeales

- Austrobaileyales

- Magnolürler

veya Laurales

veya Magnoliales

veya Canellales

o Boru hatları

o Monokotiledonlar

• Petrosavials
• Acorales
• Alismatales
• Kuşkonmaz
• Dioscoreales
• Liliales
• Pandanales

veya Commelinidos

• Arecales
• Commelinales
• Zingiberales
• Poales

veya Ekikotiledon

• Buxales
• Trokodendraller
• ranunculales
• Proteals
• Berberidopsidales
• Dillenials
• Gunnerales
• Caryophyllales
• Santalales
• Saxifragales
• Rosides
• Hayati
• Crossosomatales
• Geraniales
• Myrtales
• Zygophyllales
• Celastrales
• Kabakgiller
• Masallar
• Fagales
• Malpighiales
• Oksalidal
• Rosales
• Meyve bahçeleri
• Brassicales
• Malvales
• sapindales
• Asteridler
• Cornales
• Ericales
• Garryales
• Gentianales
• lamiales
• Solanales
• Apiales
• Aquifoliales
• asterales
• Dipsacales

Yaşam döngüsü ve üreme

Spermatofitlerin yaşam döngüsü, sporofitin baskın olduğu ve tohumların üretildiği ve gametofitin, diğer bitki gruplarından farklı olarak, yumurta veya polen tanesi içinde azaldığı "sporik" olarak bilinir.

Nesillerin değişimi

Buradan, tohumları olan tüm bitkilerin, bir gametofitik ve diğeri sporofitik olmak üzere nesil değişimine sahip olduğu, ancak gametofitin yalnızca bitkiler yetişkinliğe veya üreme aşamasına ulaştığı zaman geliştiği anlaşılmaktadır.

Sporofitler, dişi ve erkek gametofitlerin üretildiği özel yapıları taşıyanlardır. Mikrosporangia, polen taneleri (erkek) üretir ve megasporangia, megasporları veya ovülleri (dişi) üretir.

Bazı durumlarda, hem megasporangium hem de mikrosporangium farklı bireylerde veya yapılarda (Gymnospermler) bulunur, ancak genellikle çoğu bitkide her ikisi de çiçek (Angiosperms) olarak bilinen aynı yapıdadır.

Çiçekler

Çiçek, üreme için özel bir yapıdır ve bitkinin gövdesinin bir "uzantısı" olarak gövdeden ortaya çıkar.

Çiçeklerde bulunan megasporangium, mikrosporangium (aynı çiçekten veya farklı çiçeklerden) tarafından üretilen polen tanelerinin alınmasında işlev gören bir "konteynere" (yumurtalık) sahiptir.

Yumurtalık içindeki yumurtalar, embriyonun, tohumun ve meyvenin gelişimini desteklemek için gerekli tüm besin maddelerine sahiptir; bu süreç, bir polen tanesi tarafından yumurtanın döllenmesi ve döllenmesinden sonra meydana gelir.

Bu şekilde üretilen tohumlar farklı yollarla dağıtılabilir ve filizlendikten sonra yaşam döngüsünü tekrarlayabilen yeni bir sporofit oluşturabilir.

Spermatofit türlerinin örnekleri

Spermatofitler, çok farklı yaşam döngüleri, şekilleri, boyutları ve yaşam tarzları olan çok çeşitli bitkilerdir.

Bu gruba, bildiğimiz tüm çiçekli bitkiler, neredeyse yemek için tükettiğimiz tüm bitkiler ve hayvanların yaşamını destekleyen ormanları ve ormanları oluşturan büyük ve görkemli ağaçlar dahildir.

- Pek çok mevsimlik ülkede sonbahar mevsimine özgü elma, Malus domestica türüne aittir , Magnoliophyta bölünmesi ve Rosales takımının bir parçasıdır.

- Pinus mugo , Alpler'de yetişen ve balgam söktürücü, antiastmatik ve dezenfektan özelliklere sahip bazı bileşiklerin çıkarıldığı bir çalı çamı türüdür.

- İnsanın günlük olarak tükettiği ekmek, Triticum cinsine ait ve Triticum aestivum adı verilen bir anjiyosperm türü olan buğday tohumlarından üretilen unlarla yapılır .

Spermatofitlerin evrimi

Tohumlu bitkilerin evrimi, iki yapının evrimiyle yakından ilgilidir: tohumlar ve polen taneleri.

- Tohumların evrimi

Tohumların evrimi, birkaç adımda meydana gelen bir süreçtir, ancak bunların tam sırası bilinmemektedir ve aynı anda iki veya daha fazla meydana gelmiş olabilir. Daha sonra, bazı yazarların önerdiği gibi tohumların evriminin "adımları" sunulmuştur:

1-Heterosporia

Terim, iki farklı sporangia içinde iki tür haploid sporun (kökeni veren bitkinin kromozomal yükünün yarısı ile) oluşumunu ifade eder.

- Megasporlar: megasporangium olarak bilinen bir yapıda mayoz bölünme tarafından üretilen irili ufaklı sayıdadır. Her megaspor, archegonia'nın bulunduğu dişi gametofitin içinde gelişir.

- Mikrosporlar: mikrosporangiumun mayotik ürünleri. Mikrosporlar, anteridinin bulunduğu erkek gametofitten kaynaklanır.

Spermatofitlerin evrimi sırasında temel "adımlardan" biri olarak kabul edilir, çünkü atalardan kalma durum homosporiumdan, yani sadece bir tür sporun (eşit sporlar) üretilmesinden oluşur.

2-Endosporia

İki farklı spor türünün oluşumuna ek olarak, spermatofitler, sporun orijinal duvarı içinde dişi gametofitin tamamen gelişmesinden oluşan endosporia olarak bilinen başka bir durum geliştirdiler.

Atadan kalma durum "exosporia" olarak bilinir ve sporun çimlenmesi ve harici bir gametofit olarak büyümesiyle ilgilidir.

3-Megaspor sayısında azalma

Tohum bitkileri, iki şekilde geliştiği düşünülen bir özellik olan tek bir megaspor üreterek karakterize edilir.

Başlangıçta, megasporangium içindeki mayoz hücrelerinin sayısını sadece bire indirgeme becerisine sahip olmaları gerekiyordu; Bu hücrelerin her birinin bir megasporosit veya megaspor ana hücre olarak bilindiğine dikkat etmek önemlidir.

Mayozdan sonra, tek bir diploid megasporosit, 4 haploid megaspor oluşturur. Bu megasporlardan üçü, megasporangium'daki boyut ve beslenme kaynaklarındaki artışla ilişkili olan, boyut olarak artan tek bir işlevsel megaspor bırakarak "iptal" eder.

4-Megasporun tutulması

Spermatofitlerin atalarının koşullarından veya özelliklerinden biri, megasporun megasporangiumdan salınmasıdır, bu grupta değişen bir şey, çünkü bu bitkilerde megaspor üretildikten sonra megasporangium içinde tutulur.

Bu yeni evrimsel "edinim" e sırayla megaspor hücre duvarının kalınlığında bir azalma eşlik etti.

5-Bütünleşmenin evrimi

Birçok yazar, bunun tohumlu bitkilerin evrimi sırasında meydana gelen son olaylardan biri olduğunu düşünüyor. Megasporangium'un, onu neredeyse tamamen çevreleyen, distal ucun ifadesiyle bütünlük adı verilen özel bir doku ile "örtülmesidir".

Bütünleşme, birçok metinde nucela olarak adlandırılabilecek megasporangium tabanından büyür.

Fosil kayıtları, bütünleşmenin ilk önce iki ayrı lob olarak evrimleştiğini göstermektedir, ancak günümüzde var olan tüm tohum bitkileri, en uç nokta olan mikropil dışında, çekirdeği çevreleyen sürekli bir örtüden oluşan bir bütünleşmeye sahiptir. distal.

Mikropil, megasporun döllenmesi sırasında polen tanelerinin veya polen tüpünün giriş yeridir, bu nedenle bu sürece aktif olarak katılır.

- Polen tanelerinin evrimi

Tohumların evrimine doğrudan polen tanelerinin evrimi eşlik etti, ancak polen tanesi nedir?

Bir polen tanesi, olgunlaşmamış bir erkek endosporik gametofittir. Bu yapılardaki endosporium, sporun duvarları içinde erkek gametofitin gelişimini içerdiği için tohumlarda olana benzer şekilde gelişti.

Olgunlaşmamışlardır çünkü serbest bırakıldıklarında henüz tam olarak farklılaşmamışlardır.

Diğer bitki türlerinin aksine ve yukarıda tartışıldığı gibi, polen taneleri megasporlardan çok farklıdır. Bunlar, birkaç hücreden oluşan son derece küçük erkek gametofitlerdir.

Mikrosporangiumdan salındığında, polen taneleri döllenmenin gerçekleşmesi için yumurtanın mikropiline taşınmalıdır. Tozlaşmanın atalarından kalma karakteri anemofilikti (rüzgarla tozlaşma).

Erkek gametofit, yumurtayla temas ettiğinde mitoza bölünerek ve farklılaşarak gelişimini tamamlar. Bundan, sporofitik doku etrafındaki besinlerin emilimi için bir organ görevi gören bir ekzosporik polen tüpü (sporun dışında) büyür.

Polen tüpü

Günümüzde var olan tüm tohum bitkileri, megasporun (nucela) dokusuyla temasa geçtikten kısa bir süre sonra bir polen tüpü oluşturabilen erkek gametofitlere sahiptir. Polen tüpünün oluşumu sifonogami olarak bilinir.

Polen tüpü, gıdanın emilmesi için bir organ görevi görmesinin yanı sıra, sperm hücrelerinin yumurtanın "yumurtasına" verilmesinde görev yapar.

Referanslar

1. Merriam Webster. (Nd). Spermatofit. Merriam-Webster.com sözlüğünde. 7 Nisan 2020 tarihinde merriam-webster.com adresinden alındı
2. Nabors, MW (2004). Botaniğe giriş (No. 580 N117i). Pearson.
3. Simpson, MG (2019). Bitki sistematiği. Akademik basın.
4. Raven, PH, Evert, RF ve Eichhorn, SE (2005). Bitkilerin biyolojisi. Macmillan.
5. Westoby, M. ve Rice, B. (1982). Tohumlu bitkilerin evrimi ve bitki dokularının kapsayıcı uygunluğu. Evrim, 36 (4), 713-724.