عاريات البذور هي أقدم نباتات البذور على كوكبنا. لقد لعبوا دورًا مهمًا في تطوير الحياة البرية واستمروا في احتلال مكانة مهمة في حياة الأرض. معروف لنا جيدًا شجرة التنوب أو الصنوبر أو التنوب أو الثوجا أو الطقسوس أو الصنوبر وغير المعروف القليل من Velvichia أو الملحمة أو الجنكة - كل هؤلاء ممثلون عن مجموعة تسمى "عاريات البذور". سننظر في هيكلها واستنساخها لاحقًا في المقالة.
الأصل والعمر
عاريات البذور عمرها 350 مليون سنة. ظهرت في العصر الديفوني الأعلى (الباليوزويك) وبحلول بداية حقبة الدهر الوسيط قد وصلت بالفعل إلى ذروتها. من المفترض أن أصلهم مرتبط بالتطور التدريجي للجراثيم - السرخس. مقارنةً بهم ، كان للأنواع النباتية الجديدة بالفعل بويضات وحبوب لقاح تشارك بشكل مباشر في تكوين البذور. كان هناك عدد من المزايا التي تتمتع بها عاريات البذور:
- حدث الاستنساخ بدونالمشاركة المائية ؛
- غلاف البذرة وإمدادها بالمواد المغذية يضمن سلامة الشتلات.
لهذه الأسباب ، بعد وقت قصير ، كان الغطاء الأخضر للكوكب بالفعل في الغالب من عاريات البذور ، والتي ساهم هيكلها وتكاثرها في التطوير الناجح لمناطق جديدة ومنافذ بيئية.
ميزات البناء
تنمو النباتات المسماة في الغالب على شكل أشجار وشجيرات ، وغالبًا - دائمة الخضرة ، ونادرًا - نفضية. في بعض الأحيان يمكن أن تصل إلى أحجام ضخمة (سيكويا ، أرز). الغالبية العظمى من أوراقها على شكل إبرة أو لها مظهر قشور. يطلق عليهم الإبر وتحتوي على ممرات الراتنج.
الخشب يشكل معظم الجذع. يحتوي على خلايا ميتة مجوفة ذات جدران مثقبة - القصبات الهوائية. وجودهم هو علامة خاصة بهذه المجموعة من النباتات. من خلالهم يتم تنفيذ التدفق الصاعد للمياه من الجذر إلى الأوراق.
بالإضافة إلى القصبات ، يحتوي خشب عاريات البذور أيضًا على قنوات الراتنج. لذلك ، يمكن التعرف بسهولة على ممثلي نباتات هذه المجموعة من خلال الرائحة الصنوبرية العطرة. يشرب الراتنج الخشب مما يمنعه من التعفن. نتيجة لهذا ، هناك الكثير من المعمرين بين الأشجار الصنوبرية. على سبيل المثال ، بعض سيكويا يبلغ عمرها حوالي 3000 سنة.
أهم ميزة تطورية تتمتع بها عاريات البذور هي التكاثر دون مشاركة الرطوبة بالتنقيط ووجود تكوينات تعمل كأعضاء تناسلية.
الأعضاء التناسلية لعاريات البذور
عدم وجود الزهور هو سمة أساسية تمتلكها عاريات البذور. يحدث تكاثر هذه النباتات بمشاركة الأقماع أو الستروبيلوس. من السهل التعرف على هذه التكوينات على الصنوبر والتنوب والتنوب والصنوبر وممثلي الصنوبريات الآخرين. يمكن أن يطلق عليها أعضاء التناسل الجنسي.
عادة ما تكون المخاريط من جنسين مختلفين - يمكن أن تكون من الذكور والإناث وتقع إما على نفس النبات (أحادي المسكن) أو على نباتات مختلفة (ثنائية المسكن) ، تختلف في الحجم واللون.
تسمى براعم الذكور microstrobils ، وتسمى البراعم الأنثوية megastrobils. Strobila عبارة عن نبتة مختصرة ومعدلة ، توجد عليها sporophylls - أوراق معدلة. ينضج حبوب اللقاح في الميكروستروبيلز. في ميغاستروبيلز - البويضات.
ميزات تكاثر عاريات البذور
عادة ، تعتبر عملية تكاثر عاريات البذور في مثال الصنوبر الاسكتلندي. هذا نبات أحادي المسكن ، أي أن المخاريط الذكرية والأنثوية تتطور على نفس الشجرة. أولهم أكبر ولونه ضارب إلى الحمرة. والثاني صغير ، مخضر أو مزرق.
مخطط تربية عاريات البذور بسيط للغاية. عندما ينضج حبوب اللقاح في الميكروستروبيل ، فإنه ينسكب وينتشر بفعل الرياح ويمكن أن يسافر لمسافات طويلة. للقيام بذلك ، تم تجهيز كل حبة حبوب اللقاح بأجهزة خاصة - أكياس حبوب اللقاح. تسقط جزيئات الغبار على البويضات التي تتطور على الكائنات الحية الضخمة. هذه هي الطريقة التي يحدث بها التلقيح.
عادة ما يقع في نهاية الربيع أو بداية الصيف. تلقيحتقترب المخاريط الأنثوية ، وتلتصق حراشفها بالراتنج. يحدث الإخصاب في البويضات داخل الأقماع المغلقة.
كيف يحدث الإخصاب
يوجد داخل البويضة الطور المشيجي الأنثوي ، أو كيس الجنين ، والذي يمر بعدة مراحل من النضج. يدخل حبوب اللقاح مدخل حبوب اللقاح للبويضة ، ويبدأ في الإنبات في أنبوب حبوب اللقاح باتجاه الأركونيوم (من القوس اليوناني - "البداية" ، ذهب - "رحم الأم"). هذا التكوين يحتوي على بيضة. في المجموع ، يتطور اثنان منهم في البويضة ، لكن واحدًا فقط يخضع للإخصاب.
بحلول تلك اللحظة ، كان حيوانان منويان قد نضجا بالفعل في حبوب اللقاح وبدأت في التحرك على طول الأنبوب المتنامي. عندما يصل أحد الحيوانات المنوية إلى البويضة ، يحدث الإخصاب. يموت الحيوان المنوي الثاني. بعد اندماج خليتين من الخلايا الجرثومية ، يتم تكوين جنين بذرة - زيجوت. يتم تحويل البويضة نفسها إلى بذرة. إنباتها ، وسوف تستخدم إمدادات المغذيات.
هكذا تتكاثر عاريات البذور. مخطط هذه العملية موضح في الصورة
النضج وتشتت البذور
بعد حدوث الإخصاب ، يبدأ نضج البذرة. في الصنوبر الاسكتلندي ، تستمر هاتان العمليتان لمدة عامين. عندما تنضج ، تصبح الأقماع خشبية وتغير لونها. تدريجيًا ، تنفتح قشورها وتنسكب البذور منها.
عاريات البذور لا تشكل ثمارًا. ولكن لكي تنتشر بشكل كبيرالمسافة ، البذور لها تكيفات خاصة - نواتج غشائية جناحية ، تحملها الرياح بسهولة.
إذا كانت الظروف الخارجية غير مواتية للإنبات ، يمكن للبذرة أن تستريح لفترة طويلة قبل ظروف درجة الحرارة المثلى. كانت هذه الميزات هي التي سمحت لعاريات البذور بالوصول إلى عدد كبير من الأنواع والانتشار على مساحات واسعة.
عدد الانواع و الممثلين
تحتوي المجموعة الموصوفة على حوالي 600-700 نوع. لم ينج كل منهم حتى يومنا هذا ، بعض الممثلين موجودون فقط في شكل أحفوري. على سبيل المثال:
- كوردايت ؛
- بينتيت ؛
- بذور السرخس.
يتم توزيع بقية الممثلين في جميع أنحاء العالم وتنمو في جميع المناطق المناخية: من المناطق الاستوائية الجنوبية (نخيل الساغو) إلى خطوط العرض الشمالية الباردة (الأرز ، الصنوبر ، التنوب ، الصنوبر).
أقدم ممثل لعاريات البذور ، والذي يوجد حتى يومنا هذا ، هو الجنكة بيلوبا (بيلوبا). يُطلق على هذا النبات اسم الحفرية الحية ، حيث كان ينمو على الكوكب منذ حقبة الدهر الوسيط ، كما يتضح من العديد من البصمات في رواسب الصخور القديمة.
التطور التطوري
عاريات البذور الأولى التي نشأت في عصر الباليوزويك كان لها عدد من المزايا التي سمحت لها بأخذ موقع مهيمن على الكوكب في ذلك الوقت. تسمى هذه الميزات التطورية الجديدة بالروائح وتسمح لك بالوصول إليهامستوى جديد في تطوير مناطق جديدة ومنافذ بيئية. هناك العديد من الميزات التي تمتلكها عاريات البذور:
- يتم التكاثر بدون مشاركة البيئة المائية. هذا جعل من الممكن ملء مساحات كبيرة على الأرض.
- يحدث الإخصاب داخل البويضة وهو محمي من التأثيرات الخارجية - تضمن ميزات تكاثر عاريات البذور قدرًا أكبر من الأمان للنبات المستقبلي.
- ظهور البذرة جعل من الممكن تزويد الجنين المستقبلي بأغطية واقية (قشر البذور) وإمدادات من الغذاء (السويداء) ، مما أدى بدوره إلى زيادة عدد النباتات في هذه المجموعة.
كانت هذه الميزات التي ميزتهم عن أسلافهم - السرخس. المرحلة التالية ، واليوم الأخيرة ، من التطور التطوري لعالم النبات هي ظهور كاسيات البذور.
معنى عاريات البذور
لا يمكن المبالغة في تقدير دور عاريات البذور. إنهم هم الذين يملئون حوالي ثلث غابات العالم التي تشارك في تنقية الهواء وتجديد الأكسجين المستمر. بالإضافة إلى ذلك ، أدى ظهور النباتات المنتجة للأكسجين وانتشارها على كوكب الأرض إلى ظهور كائنات أخرى يمكنها استخدام هذا الغاز في التنفس.
الصنوبريات هي المورد الرئيسي للخشب لمختلف مجالات حياة الإنسان. تُستخدم هذه المواد الخام بنشاط في صناعة الأثاث والبناء وإنتاج السفن وغيرها من المجالات ذات الأهمية الاستراتيجية للنشاط الاقتصادي.تعتبر ألياف خشب التنوب ذات قيمة خاصة في صناعة الأوراق عالية الجودة.
عاريات البذور تستخدم على نطاق واسع في الطب. المواد الخاصة - المبيدات النباتية ، التي تفرزها جميع الأشجار الصنوبرية تقريبًا ، قادرة على تنقية الهواء من الميكروبات المسببة للأمراض. لهذا السبب ، فإن معظم المصحات والمنتجعات الصحية مبنية على أراضي الغابات الصنوبرية. يمكن لمثل هذا العلاج أن يخفف أو يقضي بشكل كبير على العديد من أمراض الرئة.
