efekty uczenia się
- Zidentyfikuj główne cechy mszaków
mszaki są grupą roślin, które są najbliższymi zachowanymi krewnymi wczesnych roślin lądowych. Pierwsze mszaki (wątrobowce) pojawiły się najprawdopodobniej w okresie ordowiku, około 450 milionów lat temu. Ze względu na brak ligniny i innych odpornych struktur prawdopodobieństwo powstania skamieniałości mszaków jest raczej niewielkie., Przetrwały niektóre zarodniki chronione sporopoleniną i przypisuje się je wczesnym mszakom. Jednak w okresie Sylurii rośliny naczyniowe rozprzestrzeniły się na kontynentach. Ten przekonujący fakt jest używany jako dowód na to, że rośliny nie naczyniowe musiały poprzedzić okres Sylurski.
ponad 25 000 gatunków mszaków żyje w siedliskach głównie wilgotnych, choć niektóre żyją na pustyniach. Stanowią główną florę niegościnnych środowisk, takich jak tundra, gdzie ich niewielkie rozmiary i tolerancja na osuszanie oferują wyraźne korzyści., Zazwyczaj brakuje im ligniny i nie mają rzeczywistych tracheidów (komórki ksylemowe wyspecjalizowane do przewodzenia wody). Zamiast tego woda i składniki odżywcze krążą wewnątrz wyspecjalizowanych komórek przewodzących. Chociaż termin nie-tracheofitowy jest dokładniejszy, mszaki są powszechnie nazywane roślinami nienaczyniowymi.
u mszaków wszystkie widoczne narządy wegetatywne—w tym fotosyntetyczne struktury podobne do liści, talia, łodyga i kłącze zakotwiczające roślinę w podłożu-należą do haploidalnego organizmu lub gametofitu. Sporofit jest ledwo zauważalny., Gamety utworzone przez mszaki pływają z wiciówką, podobnie jak gamety w kilku tracheofitach. Sporangium-wielokomórkowa struktura płciowa-występuje u mszaków i nie występuje w większości glonów. Zarodek mszaków pozostaje również przywiązany do rośliny macierzystej, która chroni i odżywia ją. Jest to cecha charakterystyczna dla roślin lądowych.
mszywioły dzielą się na trzy filie: wątrobowce lub Hepaticophyta, hornworts lub Anthocerotophyta i mchy lub prawdziwe Bryophyta.,
wątrobowce
wątrobowce (Hepaticophyta) są uważane za rośliny najbliżej spokrewnione z przodkiem, który przeniósł się na ląd. Wątrobowce skolonizowały wszystkie lądowe siedliska na Ziemi i zróżnicowały się do ponad 7000 istniejących gatunków(ryc. 1).
Rysunek 1. Ten rysunek z 1904 roku pokazuje różnorodność form Hepaticophyta.
Rysunek 2. Larwa wątrobowa, Lunularia cruciata, wyświetla swój płat, płaski talus., Organizm na zdjęciu znajduje się w stadium gametofitu, ale nie wyprodukował jeszcze gametangii. Lunularia gametophytes wytwarzają półksiężycowate gemmae (kręte), które zawierają bezpłciowe zarodniki. Małe białe kropki na powierzchni talii to Pory powietrzne.
płaty wątrobowe tworzą płaski płat, z płatami, które mają niejasne podobieństwo do płatów wątroby, jak widać na rysunku 2. Otwory w talii, które umożliwiają przepływ gazów, mogą być obserwowane w wątrobowcach. Nie są to jednak aparaty szparkowe, ponieważ nie otwierają się aktywnie i nie zamykają pod wpływem działania komórek strażniczych., Zamiast tego Tal pobiera wodę na całej swojej powierzchni i nie ma naskórka, aby zapobiec wysuszeniu, co wyjaśnia ich preferowane wilgotne siedliska.
Rysunek 3 przedstawia cykl życia wątrobowca płat. Zarodniki haploidalne kiełkują w spłaszczone Talli przymocowane do podłoża przez cienkie, jednokomórkowe włókna. Struktury podobne do łodyg (gametofory) wyrastają z talii i przenoszą gametangię męską i żeńską, które mogą rozwijać się na oddzielnych, pojedynczych roślinach lub na tej samej roślinie, w zależności od gatunku. Wiotkie gamety męskie rozwijają się w obrębie anteridii (gametangia męska)., Gamety żeńskie rozwijają się w obrębie archegonii (gametangii żeńskiej). Po uwolnieniu gamety męskie pływają z pomocą wici do archegonium i następuje zapłodnienie. Zygota wyrasta na małą sporofitę zawartą jeszcze w archegonium. Diploidalna zygota da początek, w wyniku mejozy, następnej generacji haploidalnych zarodników, które mogą być rozpowszechniane przez wiatr lub wodę. U wielu wątrobowców dyspersja zarodników jest ułatwiona przez elatery-długie pojedyncze komórki, które nagle zmieniają kształt, gdy wysychają i wyrzucają sąsiednie zarodniki z torebki zarodnika.,
rośliny wątrobowców mogą również rozmnażać się bezpłciowo, przez łamanie „gałęzi” lub rozprzestrzenianie się fragmentów liści zwanych gemmae. W tym drugim typie reprodukcji gemmae-małe, nienaruszone, kompletne kawałki roślin, które są wytwarzane w kubku na powierzchni talu – są wypryskiwane z kubka przez krople deszczu. Gemmae następnie lądują w pobliżu i rozwijają się w gametofity.
Rysunek 3.Przedstawiono cykl życia typowej wątrobówki płatowej., Obraz ten przedstawia wątrobę, w której anteridia i archegonia są wytwarzane na oddzielnych gametofitach. (kredyt: modyfikacja pracy Mariana Ruiz Villareal)
Hornworts
Rysunek 4. Hornworts wyrastają wysokie i smukłe sporofity. (kredyt: modyfikacja pracy Jason Hollinger)
hornworts (Anthocerotophyta) należą do szerokiej grupy mszaków. Skolonizowały różne siedliska na lądzie, choć nigdy nie są daleko od źródła wilgoci., Krótki, niebiesko-zielony gametofit jest dominującą fazą cyklu życia rogów. Wąski, rurkowaty sporofit jest cechą charakterystyczną grupy. Sporofity wyłaniają się z macierzystego gametofitu i rosną przez całe życie rośliny (ryc. 4).
szparki pojawiają się w rogach i są obfite na sporofitach. Komórki fotosyntetyczne w talii zawierają pojedynczy chloroplast. Komórki merystemu u podstawy rośliny dzielą się i dodają do jej wysokości., Wiele hornworts nawiązać symbiotyczne relacje z cyjanobakterii, które usuwają azot ze środowiska.
cykl życia rogów (ryc. 5) przebiega według ogólnego schematu przemian pokoleń. Gametofity rosną jako płaskie tal na glebie z osadzoną gametangią. Flagellowane plemniki pływają do archegonii i zapłodniają jaja. Zygota rozwija się w długą i smukłą sporofitę, która ostatecznie rozdziela się, uwalniając zarodniki. Cienkie komórki zwane pseudoelaterami otaczają zarodniki i pomagają je dalej w środowisku., W przeciwieństwie do elaterów obserwowanych u skrzyp, pseudoelatery hornwort są strukturami jednokomórkowymi. Zarodniki haploidalne kiełkują i dają początek nowej generacji gametofitów.
Rysunek 5. Pokazana jest zmienność generacji w rogownicach. (kredyt: modyfikacja pracy przez „Smith609” / Wikimedia Commons na podstawie oryginalnej pracy Mariana Ruiz Villareal)
mchy
mchy są najliczniejszą z roślin nie naczyniowych. Skatalogowano ponad 10 000 gatunków mchów., Ich siedliska różnią się od tundry, gdzie są główną roślinnością, do zaników lasów tropikalnych. W tundrze płytkie kłącza mchów pozwalają im przymocować się do podłoża bez penetracji zamarzniętej gleby. Mchy spowalniają erozję, przechowują wilgoć i składniki odżywcze gleby oraz zapewniają schronienie małym zwierzętom, a także pokarm dla większych roślinożerców, takich jak wół piżmowy. Mchy są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenie powietrza i są używane do monitorowania jakości powietrza., Są również wrażliwe na sole miedzi, więc sole te są częstym składnikiem związków wprowadzanych do obrotu w celu wyeliminowania mchów z trawników.
mchy tworzą drobne gametofity, które są dominującą fazą życia. Zielone, płaskie struktury z prostym śródpleczem-przypominającym prawdziwe liście, ale pozbawionym szparek i tkanki naczyniowej – są przymocowane spiralnie do centralnej łodygi. Mchy mają szpary tylko na sporofitach. Woda i składniki odżywcze są wchłaniane bezpośrednio przez struktury liściowe gametofitu. Niektóre mchy mają małe gałęzie., Prymitywny system przewodzący wodę i składniki odżywcze biegnie po łodydze gametofita, ale nie rozszerza się na liście. Dodatkowo mchy są zakotwiczone w podłożu-czy to gleba, skała, czy dachówka – przez wielokomórkowe kłącza, prekursory korzeni. Pochodzą one z podstawy gametofitu, ale nie są główną drogą absorpcji wody i minerałów. Brak prawdziwego systemu korzeniowego wyjaśnia, dlaczego tak łatwo jest wyrwać mchy z pnia drzewa. Mchy zajmują więc pozycję progową między innymi mszakami a roślinami naczyniowymi., Cykl życia mchu przebiega według schematu przemian pokoleń, jak pokazano na rysunku 6.
Rysunek 6. Ilustracja ta pokazuje cykl życia mchów. (kredyt: modyfikacja pracy przez Mariana Ruiz Villareal)
Rysunek 7. Sporofit mchu. Zdjęcie przedstawia długie, smukłe łodygi, zwane setae, połączone z kapsułkami mchu Thamnobryum alopecurum. Operculum i pozostałości kalyptry są widoczne w niektórych kapsułkach., (źródło: modyfikacja pracy Hermanna Schachnera)
najbardziej znaną strukturą jest haploidalny gametofit, który kiełkuje z haploidalnego zarodnika i tworzy najpierw protonemę-Zwykle plątaninę jednokomórkowych włókien, które obejmują ziemię. Komórki zbliżone do merystemu wierzchołkowego aktywnie dzielą się i tworzą gametofor, składający się z fotosyntetycznej łodygi i struktur przypominających liście. Gametangia męskie i żeńskie rozwijają się na wierzchołkach odrębnych gametoforów., Anteridia (męskie organy) wytwarzają wiele plemników, podczas gdy archegonia (żeńskie organy) tworzą pojedyncze jajo u podstawy (venter) struktury w kształcie kolby. Archegonium wytwarza substancje wabiące i podczas zapłodnienia plemniki płyną w dół szyi do otworu wentylacyjnego i łączą się z jajkiem wewnątrz archegonium. Zygota, chroniona przez archegonium, rozdziela się i wyrasta na sporofitę, przyczepioną jeszcze stopą do gametofitu.
sporofit mchu jest zależny od gametofitu pod względem składników odżywczych., Smukła seta (liczba mnoga, setae), jak widać na rysunku 7, zawiera komórki rurkowe, które przenoszą składniki odżywcze z podstawy sporofitu (stopy) do sporangium lub kapsułki.
komórki macierzyste zarodników w sporangium ulegają mejozie w celu wytworzenia haploidalnych zarodników. Sporofity mają kilka cech, które chronią rozwijające się zarodniki i pomagają w ich rozproszeniu. Kalyptra, pochodząca ze ścian archegonium, pokrywa sporangium. Struktura zwana operculum znajduje się na końcu torebki zarodników., Calyptra i operculum odpadają, gdy zarodniki są gotowe do rozproszenia. Perystom, tkanka wokół ujścia kapsułki, składa się z trójkątnych, ściśle dopasowanych jednostek, takich jak małe ” zęby.”Perystom otwiera się i zamyka, w zależności od poziomu wilgoci, i okresowo uwalnia zarodniki.
pytanie praktyczne
które z poniższych stwierdzeń dotyczących cyklu życia mchu jest fałszywe?
- dojrzały gametofit jest haploidalny.
- sporofity wytwarzają haploidalne zarodniki.
- pąki calyptry tworzą dojrzały gametofit.,
- zygota znajduje się w komorze wentylacyjnej.
Podsumowując: mszaki
beznasienne rośliny są małe, a gametofit jako dominujący etap cyklu życia. Bez układu naczyniowego i korzeni absorbują wodę i składniki odżywcze na wszystkich odsłoniętych powierzchniach. Łącznie znane jako mszaki, trzy główne grupy obejmują wątrobowce, rogowce i mchy., Wątrobowce są najbardziej prymitywnymi roślinami i są blisko spokrewnione z pierwszymi roślinami lądowymi. Hornworts rozwinęły aparaty szparkowe i posiadają pojedynczy chloroplast na komórkę. Mchy mają proste komórki przewodzące i są przymocowane do podłoża przez kłącza. Kolonizują trudne siedliska i mogą odzyskać wilgoć po wyschnięciu. Sporangium mchu jest złożoną strukturą, która umożliwia uwalnianie zarodników z dala od rośliny macierzystej.
Try It
Contribute!
popraw tę stronę więcej