معلومة

25.4 هـ: أهمية النباتات الوعائية الخالية من البذور - علم الأحياء

25.4 هـ: أهمية النباتات الوعائية الخالية من البذور - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

توفر النباتات الوعائية الخالية من البذور العديد من الفوائد للحياة في النظم البيئية ، بما في ذلك الغذاء والمأوى وللإنسان والوقود والأدوية.

أهداف التعلم

  • اشرح الأدوار المفيدة للنباتات الوعائية الخالية من البذور

النقاط الرئيسية

  • توفر الطحالب وحشيشة الكبد الغذاء والمأوى للكائنات الحية الأخرى في البيئات القاحلة أو المعادية.
  • يمكن تحديد مستوى التلوث في البيئة من خلال اختفاء الطحالب التي تمتص الملوثات بالرطوبة عبر أسطحها بالكامل.
  • يتم استخدام الطحالب المجففة كمورد متجدد للوقود.
  • تمنع السرخس تآكل التربة ، وتعزز تكوين التربة السطحية ، وتعيد النيتروجين إلى الموائل المائية عن طريق إيواء البكتيريا الزرقاء ، وصنع نباتات منزلية جيدة ، وتستخدم كغذاء وعلاجات طبية.
  • تم ترسيب الفحم ، وهو مصدر رئيسي للوقود ومساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري ، بواسطة النباتات الوعائية الخالية من البذور في العصر الكربوني.

الشروط الاساسية

  • مؤشر حيوي: أي نوع يعمل كمؤشر بيولوجي لصحة البيئة
  • دستور الأدوية: كتاب رسمي يصف الأدوية أو غيرها من المواد الدوائية وخاصة استعمالها وتحضيرها وتنظيمها
  • الطحالب: أي من الطحالب المختلفة الموزعة على نطاق واسع ، من جنس الطحالب ، والتي تتحلل ببطء لتشكل الخث ؛ غالبا ما تستخدم للوقود

أهمية النباتات الوعائية الخالية من البذور

غالبًا ما تكون الطحالب وحشائش الكبد هي أول الكائنات الدقيقة التي تستعمر منطقة ما ، سواء في التعاقب الأولي (حيث يتم تسوية الأرض العارية لأول مرة بواسطة الكائنات الحية) أو في تتابع ثانوي (حيث تظل التربة سليمة بعد حدث كارثي قضى على العديد من الكائنات الحية). الأنواع الموجودة). تحمل جراثيمها الرياح أو الطيور أو الحشرات. بمجرد إنشاء الطحالب وحشيشة الكبد ، فإنها توفر الغذاء والمأوى للأنواع الأخرى. في بيئة معادية ، مثل التندرا حيث يتم تجميد التربة ، تنمو الطحالب بشكل جيد لأنها لا تمتلك جذورًا ويمكن أن تجف وترطيب بسرعة بمجرد توفر المياه مرة أخرى. توجد الطحالب في قاعدة السلسلة الغذائية في منطقة التندرا الأحيائية. تعتمد العديد من الأنواع ، من الحشرات الصغيرة إلى ثيران المسك والرنة ، على الطحالب في الغذاء. في المقابل ، تتغذى الحيوانات المفترسة على الحيوانات العاشبة ، وهي المستهلك الأساسي. تشير بعض التقارير إلى أن الطحالب تجعل التربة أكثر قابلية للاستعمار من قبل النباتات الأخرى. نظرًا لأنها تقيم علاقات تكافلية مع البكتيريا الزرقاء المثبتة للنيتروجين ، فإن الطحالب تعيد ملء التربة بالنيتروجين.

في نهاية القرن التاسع عشر ، لاحظ العلماء أن الأشنات والطحالب أصبحت نادرة بشكل متزايد في المناطق الحضرية والضواحي. نظرًا لأن الطحالب ليس لديها نظام جذر لامتصاص الماء والمغذيات ، ولا طبقة بشرة تحميها من الجفاف ، فإن الملوثات في مياه الأمطار تخترق أنسجتها بسهولة ؛ تمتص الرطوبة والمواد المغذية من خلال أسطحها المكشوفة بالكامل. لذلك ، فإن الملوثات الذائبة في مياه الأمطار تخترق أنسجة النبات بسهولة ولها تأثير أكبر على الطحالب مقارنة بالنباتات الأخرى. يمكن اعتبار اختفاء الطحالب مؤشراً بيولوجياً لمستوى التلوث في البيئة.

تساهم السرخس في البيئة من خلال تعزيز تجوية الصخور ، وتسريع تكوين التربة السطحية ، وإبطاء التعرية عن طريق نشر الجذور في التربة. سرخس الماء من الجنس أزولا تأوي البكتيريا الزرقاء المثبتة للنيتروجين وتستعيد هذه المغذيات المهمة إلى الموائل المائية.

لعبت النباتات الخالية من البذور دورًا تاريخيًا في حياة الإنسان من خلال استخدامها كأدوات ووقود وطب. الطحالب المجففة ، الطحالب، يستخدم عادة كوقود في بعض أجزاء أوروبا ويعتبر موردا متجددا. الطحالب تزرع المستنقعات مع شجيرات التوت البري والتوت. إن قدرة Sphagnum على الاحتفاظ بالرطوبة تجعل الطحالب مكيفًا شائعًا للتربة. يستخدم بائعو الزهور كتل Sphagnum للحفاظ على الرطوبة لترتيبات الأزهار.

السعف الجذاب للسراخس يجعلها نبات الزينة المفضل. لأنها تزدهر في الإضاءة المنخفضة ، فهي مناسبة تمامًا كنباتات منزلية. الأهم من ذلك ، أن fiddleheads هي طعام ربيعي تقليدي للأمريكيين الأصليين في شمال غرب المحيط الهادئ وهي مشهورة كطبق جانبي في المطبخ الفرنسي. سرخس عرق السوس ، بوليبوديوم جليسريزا، هو جزء من النظام الغذائي للقبائل الساحلية في شمال غرب المحيط الهادئ ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى حلاوة جذورها. له طعم عرق السوس الخفيف ويعمل كمُحلي. يظهر الجذور أيضًا في دستور الأدوية للأمريكيين الأصليين لخصائصه الطبية ويستخدم كعلاج لالتهاب الحلق.

ومع ذلك ، فإن التأثير الأكبر للنباتات الوعائية الخالية من البذور على حياة الإنسان يأتي من أسلافها المنقرضة. أدت طحالب النوادي الطويلة وذيل الحصان والسراخس الشبيهة بالأشجار التي ازدهرت في غابات المستنقعات في العصر الكربوني إلى رواسب كبيرة من الفحم في جميع أنحاء العالم. قدم الفحم مصدرًا وفيرًا للطاقة خلال الثورة الصناعية ، والتي كان لها عواقب وخيمة على المجتمعات البشرية ، بما في ذلك التقدم التكنولوجي السريع ونمو المدن الكبيرة ، فضلاً عن تدهور البيئة. لا يزال الفحم مصدرًا رئيسيًا للطاقة ومساهمًا رئيسيًا في ظاهرة الاحتباس الحراري.


الآن يجب أن يكون لديك فهم جيد لمزايا وتحديات النباتات التي تعيش على الأرض. يجب أن تعلم أيضًا أن النباتات غير الوعائية لا تحتوي على أنسجة أو بذور وعائية ، ومع ذلك ، فهي تحتوي على بشرة شمعية وثغور وجنين محمي. قدم لك البرنامج التعليمي الأخير نباتات الأوعية الدموية الخالية من البذور ، والتي بالإضافة إلى بشرة شمعية وثغور ، لديها أوعية دموية متطورة. الآن سوف ندرس وظيفة الأنسجة الوعائية في النباتات الوعائية الخالية من البذور. بنهاية هذا البرنامج التعليمي ، يجب أن يكون لديك فهم عملي لما يلي:

  • تطور النباتات الوعائية الخالية من البذور
  • أهمية أنسجة الأوعية الدموية
  • مزايا الطور البوغي المهيمن
  • دورة حياة النباتات الوعائية الخالية من البذور
  • المجموعات الثلاث (lycophytes و sphenophytes و pterophytes) للنباتات الخالية من البذور

النباتات غير الوعائية بدون بذور

كما يشير اسم هذه المجموعة ، فإن النباتات في هذا النسب لا تحتوي على أنسجة وعائية (أو إذا كانت موجودة ، فهي منخفضة للغاية). نظرًا لأنها تفتقر إلى الأوعية الدموية الكبيرة ، فإن النباتات في هذه السلالة تكون صغيرة الحجم بشكل عام ، وتفتقر إلى دعم بنيوي كبير ، وتنمو بالقرب من الأرض في المناطق الرطبة ، وتفتقر إلى الخلايا الموصلة للماء. تطورت النباتات أولاً في بيئات كانت انتقالية بين الأرض والبحر ، وعلى الرغم من أن النباتات الحديثة غير الوعائية تعتمد على الماء لإكمال دورات حياتها ، إلا أنها قادرة على تحمل فترات الجفاف الطويلة. تشمل النباتات غير الوعائية الطحالب ، وحشيشة الكبد ، والنباتات الزهقرنية.


لا تحتوي النباتات في قسم Psilophyta للنباتات الوعائية الخالية من البذور على أوراق أو جذور حقيقية وهي أبسط نباتات وعائية. ينتمي السرخس الخفاقي (Psilotum spp.) إلى هذا التقسيم وموطنه الأصلي فلوريدا ومناطق استوائية أخرى.

الوردة هي وردة بأي اسم آخر ، لكن هل تنمو بالبذور أم بطريقة أخرى؟ قد يبدو الأمر وكأنه تناقض لفظي بالنسبة إلى بستاني مبتدئ ، لكن العديد من أنواع النباتات تتكاثر بوسائل أخرى غير النمو وإصدار نسخ صغيرة من نفسها. بعض النباتات الخالية من البذور لاجنسية ويمكن أن تنتج دون أي مساعدة ، لكنها تميل إلى عدم السفر بعيدًا لأنها تستخدم المنطقة المجاورة لإنشاء المزيد من الأنواع. وتشمل هذه الطحالب الدائرية وحشيشة الكبد. تنتج نباتات البذور الجراثيم عن طريق التكاثر الجنسي. الفرق بين الجراثيم والبذور وفير. الأبواغ هي أحادية العدد وحيدة الخلية ، مما يعني أن لديها مجموعة واحدة فقط من الكروموسومات. كل أنواع نباتات البذور عبارة عن وعائي ، مما يعني أن الأوراق تحتفظ بالماء في أنسجة النبات. تنمو نباتات الألغاز الهندية جيدًا في الماء وكذلك بالقرب من الماء ، وتتكاثر بسرعة.


25.4 هـ: أهمية النباتات الوعائية الخالية من البذور - علم الأحياء

النباتات الوعائية ، أو القصبة الهوائية ، هي المجموعة المهيمنة والأكثر بروزًا من نباتات الأرض. أكثر من 260000 نوع من القصبة الهوائية تمثل أكثر من 90 في المائة من الغطاء النباتي على الأرض و 8217. تشرح العديد من الابتكارات التطورية نجاحها وقدرتها على الانتشار إلى جميع الموائل.

قد تكون الطحالب قد نجحت في الانتقال من موطن مائي إلى أرض ، لكنها لا تزال تعتمد على الماء للتكاثر ، وتمتص الرطوبة والمواد المغذية من خلال سطح الطور المشيجي. عدم وجود جذور لامتصاص الماء والمعادن من التربة ، وكذلك نقص الخلايا الموصلة المعززة ، يحد من الطحالب إلى أحجام صغيرة. على الرغم من أنها قد تعيش في ظروف جافة بشكل معقول ، إلا أنها لا تستطيع التكاثر وتوسيع نطاق موطنها في حالة عدم وجود الماء. من ناحية أخرى ، يمكن للنباتات الوعائية أن تحقق ارتفاعات هائلة ، وبالتالي تتنافس بنجاح على الضوء. تصبح أعضاء التمثيل الضوئي أوراقًا ، وتنقل الخلايا الشبيهة بالأنابيب أو الأنسجة الوعائية الماء والمعادن والكربون الثابت في جميع أنحاء الكائن الحي.

في النباتات الوعائية الخالية من البذور ، تكون البوغة ثنائية الصبغة هي المرحلة السائدة في دورة الحياة. الطور المشيجي هو الآن كائن حي غير واضح ، لكنه لا يزال مستقلاً. خلال تطور النبات ، هناك انعكاس واضح للأدوار في المرحلة السائدة من دورة الحياة. لا تزال النباتات الوعائية الخالية من البذور تعتمد على الماء أثناء الإخصاب ، حيث يجب أن تسبح الحيوانات المنوية على طبقة من الرطوبة للوصول إلى البويضة. تفسر هذه الخطوة في التكاثر سبب تواجد السراخس وأقاربها بكثرة في البيئات الرطبة.

أنسجة الأوعية الدموية: الزيلم واللحاء

تعود الحفريات الأولى التي تظهر وجود أنسجة الأوعية الدموية إلى العصر السيلوري ، منذ حوالي 430 و # 160 مليون سنة. يُظهر الترتيب الأبسط للخلايا الموصلة نمطًا من نسيج الخشب في المركز محاطًا باللحاء. Xylem هو النسيج المسؤول عن التخزين والنقل لمسافات طويلة للمياه والمغذيات ، وكذلك نقل عوامل النمو القابلة للذوبان في الماء من أعضاء التوليف إلى الأعضاء المستهدفة. يتكون النسيج من خلايا موصلة تعرف باسم القصبات وأنسجة حشو داعمة تسمى الحمة. تدمج الخلايا الموصلة في نسيج الخشب مركب اللجنين المركب في جدرانها ، وبالتالي توصف بالخلايا الخشنة. اللجنين نفسه عبارة عن بوليمر معقد غير منفذ للماء ويمنح قوة ميكانيكية لأنسجة الأوعية الدموية. بفضل جدرانها الخلوية الصلبة ، توفر خلايا نسيج الخشب الدعم للنبات وتسمح له بتحقيق ارتفاعات مذهلة. تتمتع النباتات الطويلة بميزة انتقائية من خلال قدرتها على الوصول إلى ضوء الشمس غير المصفى وتشتيت جراثيمها أو بذورها بعيدًا ، وبالتالي توسيع نطاقها. من خلال النمو أعلى من النباتات الأخرى ، تلقي الأشجار الطويلة بظلالها على النباتات الأقصر وتحد من المنافسة على المياه والمغذيات الثمينة في التربة.

اللحاء هو النوع الثاني من الأنسجة الوعائية التي تنقل السكريات والبروتينات والمواد المذابة الأخرى في جميع أنحاء النبات. تنقسم خلايا اللحاء إلى عناصر غربالية (خلايا موصلة) وخلايا تدعم عناصر الغربال. تشكل أنسجة الخشب واللحاء معًا نظام الأوعية الدموية للنباتات.

الجذور: دعم النبات

لم يتم حفظ الجذور بشكل جيد في سجل الحفريات. ومع ذلك ، يبدو أن الجذور ظهرت في وقت متأخر من التطور أكثر من أنسجة الأوعية الدموية. يمثل تطوير شبكة واسعة من الجذور ميزة جديدة مهمة لنباتات الأوعية الدموية. ربطت جذور نباتية رقيقة الطحالب بالركيزة ، لكن هذه الخيوط الواهية إلى حد ما لم توفر مرساة قوية للنبات كما أنها لم تمتص كميات كبيرة من الماء والمغذيات. في المقابل ، الجذور ، مع نظام الأنسجة الوعائي البارز ، تنقل المياه والمعادن من التربة إلى باقي النبات. تعمل الشبكة الواسعة من الجذور التي تخترق عمق التربة للوصول إلى مصادر المياه أيضًا على استقرار الأشجار من خلال العمل كصابورة أو مرساة. تقيم غالبية الجذور علاقة تكافلية مع الفطريات ، وتشكل الفطريات الفطرية ، والتي تفيد النبات عن طريق زيادة المساحة السطحية لامتصاص الماء ومعادن التربة والمغذيات.

أوراق ، سبوروفيل ، وستروبيلي

ابتكار ثالث يميز النباتات الوعائية الخالية من البذور. بالتزامن مع بروز البوغ وتطور أنسجة الأوعية الدموية ، أدى ظهور الأوراق الحقيقية إلى تحسين كفاءتها في التمثيل الضوئي. تلتقط الأوراق المزيد من ضوء الشمس مع زيادة مساحة سطحها عن طريق استخدام المزيد من البلاستيدات الخضراء لاحتجاز الطاقة الضوئية وتحويلها إلى طاقة كيميائية ، والتي تُستخدم بعد ذلك لإصلاح ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى كربوهيدرات. يتم تصدير الكربوهيدرات إلى بقية النبات عن طريق الخلايا الموصلة لأنسجة اللحاء.

يشير وجود نوعين من التشكل إلى أن الأوراق تطورت بشكل مستقل في عدة مجموعات من النباتات. النوع الأول من الأوراق هو microphyll ، أو & # 8220little leaf ، & # 8221 الذي يعود تاريخه إلى 350 & # 160 مليون سنة في أواخر العصر السيلوري. الميكروفيل صغير وله نظام وعائي بسيط. وريد واحد غير متفرع & # 8212a حزمة من الأنسجة الوعائية مصنوعة من نسيج الخشب واللحاء & # 8212 تتدفق عبر مركز الورقة. قد يكون نشأ الميكروفيل من تسطيح الفروع الجانبية ، أو من sporangia التي فقدت قدراتها الإنجابية. توجد الميكروفيلز في طحالب النادي وربما سبقت تطور النبتات الضخمة ، أو & # 8220 كبيرة الأوراق & # 8221 ، وهي أوراق أكبر بنمط من الأوردة المتفرعة. على الأرجح ظهرت Megaphylls بشكل مستقل عدة مرات خلال مسار التطور. تشير شبكات الأوردة المعقدة الخاصة بهم إلى أن العديد من الفروع قد تكون قد اندمجت في عضو مسطح ، مع ملء الفجوات بين الفروع بأنسجة التمثيل الضوئي.

بالإضافة إلى التمثيل الضوئي ، تلعب الأوراق دورًا آخر في حياة النباتات. مخاريط الصنوبر ، والسعف الناضجة من السرخس ، والزهور كلها سبوروفيل & # 8212 الأوراق التي تم تعديلها هيكليًا لتحمل البوغ. ستروبيلي هي هياكل شبيهة بالمخروط تحتوي على سبورانجيا. وهي بارزة في الصنوبريات وتعرف باسم مخاريط الصنوبر.

السرخس ونباتات الأوعية الدموية الأخرى الخالية من البذور

بحلول أواخر العصر الديفوني ، طورت النباتات أنسجة وعائية وأوراق محددة جيدًا وأنظمة جذر. مع هذه المزايا ، زادت النباتات في الطول والحجم. خلال الفترة الكربونية ، غطت غابات المستنقعات من طحالب النادي وذيل الحصان & # 8212 بعض العينات التي وصلت إلى أكثر من 30 مترًا (100 قدمًا) & # 8212 معظم الأرض. أدت هذه الغابات إلى ظهور رواسب الفحم الواسعة التي أعطت اسمها الكربوني. في النباتات الوعائية الخالية من البذور ، أصبحت البوغة هي المرحلة المهيمنة في دورة الحياة.

لا يزال الماء مطلوبًا لتخصيب النباتات الوعائية الخالية من البذور ، ويفضل معظمهم بيئة رطبة. تشمل القصبات الهوائية الحديثة التي لا تحتوي على بذور طحالب النادي ، وذيل الحصان ، والسراخس ، والسراخس المخفوقة.

Phylum Lycopodiophyta: Club Mosses

طحالب النادي ، أو شعبة Lycopodiophyta ، هي أقدم مجموعة من النباتات الوعائية الخالية من البذور. سيطروا على المناظر الطبيعية للكربونيفروس ، ونمت إلى أشجار عالية وشكلت غابات مستنقعات كبيرة. تعد طحالب النادي الحالية من النباتات الضئيلة دائمة الخضرة تتكون من ساق (قد تكون متفرعة) و microphylls ([رابط]). تتكون فصيلة Lycopodiophyta من ما يقرب من 1200 نوع ، بما في ذلك الحشيش الريشي (Isoetales) ، طحالب النادي (ليكوبودياليس) ، وطحلب سبايك (سيلاجينيلاليس) ، وليس أي منها طحالب أو طحالب حقيقية.

تتبع Lycophytes نمط تناوب الأجيال التي شوهدت في الطحالب ، باستثناء أن البوغ هي المرحلة الرئيسية في دورة الحياة. لا تعتمد النباتات المشيمية على البوغ من أجل المغذيات. تتطور بعض الطور المشيجي تحت الأرض وتشكل ارتباطات جذرية مع الفطريات. في طحالب النادي ، يؤدي النبات البوغي إلى ظهور sporophylls مرتبة في هياكل شبيهة بالمخروط ، والتي تعطي الطبقة اسمها. يمكن أن تكون Lycophytes متجانسة أو غير متجانسة.

في طحالب النادي مثل ليكوبوديوم كلافاتوم، sporangia مرتبة في مجموعات تسمى ستروبيلي. (الائتمان: كوري زانكر)

Phylum Monilophyta: فئة Equisetopsida (ذيل الحصان)

تنتمي ذيل الحصان والسراخس والسراخس إلى فصيلة Monilophyta ، مع وجود ذيل الحصان في فئة Equisetopsida. جنس واحد التوازن هو الناجي من مجموعة كبيرة من النباتات المعروفة باسم Arthrophyta ، والتي أنتجت أشجارًا كبيرة وغابات مستنقعات كاملة في منطقة الكربونيفيروس. توجد النباتات عادة في البيئات الرطبة والمستنقعات ([رابط]).

يزدهر ذيل الحصان في المستنقع. (الائتمان: ميريام فيلدمان)

يتميز جذع ذيل الحصان بوجود مفاصل أو عقد ، ومن هنا جاء اسم Arthrophyta (arthro- = "Joint" -phyta = "plant"). تخرج الأوراق والفروع على شكل زهور من المفاصل المتباعدة بشكل متساوٍ. لا تساهم الأوراق على شكل إبرة بشكل كبير في عملية التمثيل الضوئي ، حيث يحدث معظمها في الجذع الأخضر ([رابط]).

يمكن ملاحظة الأوراق الرقيقة التي تنشأ عند المفاصل في نبات ذيل الحصان. تم استخدام ذيل الحصان مرة واحدة كفرش للغسيل ولُقّب بفرش التنظيف. (الائتمان: ميريام فيلدمان)

تتجمع السيليكا في خلايا البشرة ، مما يساهم في تصلب نباتات ذيل الحصان. السيقان الجوفية المعروفة باسم الجذور تثبت النباتات على الأرض. ذيل الحصان في العصر الحديث هو مثلي وينتج مشيجيات ثنائية الجنس.

فيلوم مونيلوفيتا: فئة Psilotopsida (خفقت السرخس)

في حين أن معظم السراخس تشكل أوراقًا كبيرة وجذورًا متفرعة ، إلا أن السراخس المخفوقة ، فئة Psilotopsida ، تفتقر إلى كل من الجذور والأوراق ، وربما فقدت بسبب الاختزال. يحدث التمثيل الضوئي في سيقانها الخضراء ، وتتشكل مقابض صفراء صغيرة عند طرف جذع الفرع وتحتوي على البوغ. واعتبرت السرخس المخفوقة من النباتات الزاحفة المبكرة. ومع ذلك ، يشير تحليل الحمض النووي المقارن الأخير إلى أن هذه المجموعة ربما فقدت كلًا من أنسجة الأوعية الدموية والجذور من خلال التطور ، وترتبط ارتباطًا وثيقًا بالسراخس.

خفقت السرخس نودوم Psilotum لها سيقان خضراء واضحة مع سبورانجيا على شكل مقبض. (الائتمان: Forest & amp Kim Starr)

Phylum Monilophyta: فئة Psilotopsida (السرخس)

مع سعفها الكبير ، تعتبر السراخس أكثر النباتات الوعائية الخالية من البذور التي يمكن التعرف عليها بسهولة. تعتبر أكثر النباتات الوعائية الخالية من البذور تقدمًا وتتميز بخصائص لوحظت بشكل شائع في نباتات البذور. يعيش أكثر من 20000 نوع من السرخس في بيئات تتراوح من المناطق الاستوائية إلى الغابات المعتدلة. على الرغم من أن بعض الأنواع تعيش في البيئات الجافة ، إلا أن معظم السرخس يقتصر على الأماكن الرطبة والمظللة. ظهرت السرخس في السجل الأحفوري خلال العصر الديفوني وتوسعت خلال العصر الكربوني.

المرحلة المهيمنة في دورة حياة السرخس هي الطور البوغي ، والذي يتكون من أوراق مركبة كبيرة تسمى السعف. تؤدي السعف دورًا مزدوجًا فهي أعضاء التمثيل الضوئي التي تحمل أيضًا الأعضاء التناسلية. قد يتم دفن الساق تحت الأرض كجذمور ، حيث تنمو الجذور العرضية لامتصاص الماء والمغذيات من التربة أو قد تنمو فوق الأرض كجذع في سرخس الأشجار ([الرابط]). الأعضاء العرضية هي تلك التي تنمو في أماكن غير معتادة ، مثل الجذور التي تنمو من جانب الساق.

يمكن أن تنمو بعض عينات هذا النوع من الأشجار قصيرة السرخس طويل القامة. (الائتمان: Adrian Pingstone)

يتم لف طرف سعفة السرخس النامية في مجعد أو كمان ([رابط]أ و [رابط]ب). تنفتح Fiddleheads مع تطور السعفة.

Croziers ، أو fiddleheads ، هي نصائح سعف السرخس. (الائتمان أ: تعديل العمل بواسطة كوري زانكر الائتمان ب: تعديل العمل بواسطة ميريام فيلدمان)

تم توضيح دورة حياة السرخس في [رابط].

تظهر دورة حياة السرخس هذه تناوب الأجيال مع مرحلة البوغ المهيمن. (الائتمان "السرخس": تعديل العمل بواسطة Cory Zanker Credit "gametophyte": تعديل العمل بواسطة "Vlmastra" / ويكيميديا ​​كومنز)

أي من العبارات التالية خاطئة عن دورة حياة السرخس؟

  1. ينتج Sporangia جراثيم أحادية العدد.
  2. ينمو الطور البوغي من طور مشيجي.
  3. الطور البوغي هو ثنائي الصيغة الصبغية والنمط المشيجي أحادي العدد.
  4. تتشكل الأبواغ على الجانب السفلي من الطور المشيجي.

لمشاهدة رسم متحرك لدورة حياة السرخس ولاختبار معلوماتك ، انتقل إلى موقع الويب.

تنتج معظم السراخس نفس النوع من الجراثيم وبالتالي فهي مثلي الجنس. الطور البوغي ثنائي الصيغة الصبغية هو المرحلة الأكثر وضوحًا في دورة الحياة. على الجانب السفلي من سعفها الناضج ، تتشكل sori (المفرد ، sorus) على شكل مجموعات صغيرة حيث تتطور sporangia ([link]).

تظهر صوري على شكل نتوءات صغيرة على الجانب السفلي من سعفة السرخس. (الائتمان: ميريام فيلدمان)

داخل القشرة ، يتم إنتاج الجراثيم عن طريق الانقسام الاختزالي ويتم إطلاقها في الهواء. تلك التي تهبط على ركيزة مناسبة تنبت وتشكل نبتًا مشيجيًا على شكل قلب ، والذي يرتبط بالأرض بواسطة جذور خيطية رقيقة ([رابط]).

يظهر هنا طور بوغي صغير (الجزء العلوي من الصورة) ونمط مشيجي على شكل قلب (الجزء السفلي من الصورة). (الائتمان: تعديل العمل بواسطة "Vlmastra" / ويكيميديا ​​كومنز)

ويؤوي الطور المشيجي غير الواضح كلا من الذعر الجنسي. تسبح الحيوانات المنوية ذات الجلد المنطلق من الأنثيريديوم على سطح مبلل إلى الأركونيوم ، حيث يتم تخصيب البويضة. ينمو البويضة الملقحة حديثًا إلى نبت بوغي ينبثق من الطور المشيجي وينمو بالانقسام إلى الجيل التالي من الطور البوغي.

مصمم المناظر الطبيعية عند النظر إلى صالات الزهور والنوافير المجهزة جيدًا في أراضي القلاع الملكية والمنازل التاريخية في أوروبا ، كان من الواضح أن الحدائق والمبدعين # 8217 يعرفون أكثر من الفن والتصميم. كانوا أيضًا على دراية ببيولوجيا النباتات التي اختاروها. تصميم المناظر الطبيعية له أيضًا جذور قوية في تقليد الولايات المتحدة & # 8217. من الأمثلة البارزة على التصميم الكلاسيكي الأمريكي المبكر مونتايسلو: ملكية توماس جيفرسون & # 8217s الخاصة. من بين اهتماماته العديدة ، حافظ جيفرسون على شغفه القوي بعلم النبات. يمكن أن يشتمل تخطيط المناظر الطبيعية على مساحة خاصة صغيرة ، مثل أماكن التجمع العام في حديقة الفناء الخلفي ، مثل سنترال بارك في مدينة نيويورك أو مخطط مدينة بأكملها ، مثل تصميم Pierre L & # 8217Enfant & # 8217s في واشنطن العاصمة.

سيقوم مصمم المناظر الطبيعية بتخطيط المساحات العامة التقليدية & # 8212 مثل الحدائق النباتية والمتنزهات والحرم الجامعي والحدائق والتطورات الأكبر & # 8212 وكذلك المناطق الطبيعية والحدائق الخاصة. إن استعادة الأماكن الطبيعية التي تجاوزها التدخل البشري ، مثل الأراضي الرطبة ، تتطلب أيضًا خبرة مصمم المناظر الطبيعية.

مع هذه المجموعة من المهارات الضرورية ، يتضمن تعليم مصمم المناظر الطبيعية & # 8217s خلفية صلبة في علم النبات وعلوم التربة وعلم أمراض النبات وعلم الحشرات والبستنة. مطلوب أيضًا الدورات الدراسية في برامج الهندسة المعمارية والتصميم لإكمال الدرجة. يعتمد التصميم الناجح للمناظر الطبيعية على معرفة واسعة بمتطلبات نمو النبات ، مثل الضوء والظل ، ومستويات الرطوبة ، وتوافق الأنواع المختلفة ، والتعرض لمسببات الأمراض والآفات. سوف تزدهر الطحالب والسراخس في منطقة مظللة ، حيث توفر النوافير رطوبة الصبار ، من ناحية أخرى ، لن تحقق نتائج جيدة في تلك البيئة. يجب أن يؤخذ النمو المستقبلي للنباتات الفردية في الاعتبار ، لتجنب الازدحام والمنافسة على الضوء والمغذيات. ظهور الفضاء مع مرور الوقت هو أيضا مصدر قلق. يجب أن تكون الأشكال والألوان والبيولوجيا متوازنة من أجل مساحة خضراء جيدة الصيانة ومستدامة. يمتزج الفن والعمارة وعلم الأحياء في مشهد مصمم بشكل جميل ومنفذ.

تم تصميم هذه الحدود ذات المناظر الطبيعية في حرم الكلية من قبل الطلاب في قسم البستنة وتنسيق الحدائق بالكلية. (الائتمان: ميريام فيلدمان)

أهمية النباتات الوعائية الخالية من البذور

غالبًا ما تكون الطحالب وحشيشة الكبد هي أول الكائنات الدقيقة التي تستعمر منطقة ما ، سواء في التتابع الأولي & # 8212 حيث يتم تسوية الأرض العارية لأول مرة بواسطة الكائنات الحية & # 8212 أو في تتابع ثانوي ، حيث تظل التربة سليمة بعد حدث كارثي قضى على العديد من الكائنات الحية. الأنواع الموجودة. تحمل جراثيمها الرياح أو الطيور أو الحشرات. بمجرد تكوين الطحالب وحشيشة الكبد ، فإنها توفر الغذاء والمأوى للأنواع الأخرى. في بيئة معادية ، مثل التندرا حيث يتم تجميد التربة ، تنمو الطحالب بشكل جيد لأنها لا تمتلك جذورًا ويمكن أن تجف وترطيب سريعًا بمجرد توفر المياه مرة أخرى. توجد الطحالب في قاعدة السلسلة الغذائية في منطقة التندرا الأحيائية. العديد من الأنواع # 8212 من الحشرات الصغيرة إلى ثيران المسك والرنة & # 8212 تعتمد على الطحالب في الغذاء. في المقابل ، تتغذى الحيوانات المفترسة على الحيوانات العاشبة ، وهي المستهلك الأساسي. تشير بعض التقارير إلى أن الطحالب تجعل التربة أكثر قابلية للاستعمار من قبل النباتات الأخرى. نظرًا لأنها تقيم علاقات تكافلية مع البكتيريا الزرقاء المثبتة للنيتروجين ، فإن الطحالب تعيد ملء التربة بالنيتروجين.

في نهاية القرن التاسع عشر ، لاحظ العلماء أن الأشنات والطحالب أصبحت نادرة بشكل متزايد في المناطق الحضرية والضواحي. نظرًا لأن الطحالب ليس لديها نظام جذر لامتصاص الماء والمغذيات ، ولا طبقة بشرة تحميها من الجفاف ، فإن الملوثات الموجودة في مياه الأمطار تخترق أنسجتها بسهولة ، فهي تمتص الرطوبة والمواد المغذية من خلال أسطحها المكشوفة بالكامل. لذلك ، فإن الملوثات الذائبة في مياه الأمطار تخترق أنسجة النبات بسهولة ولها تأثير أكبر على الطحالب مقارنة بالنباتات الأخرى. يمكن اعتبار اختفاء الطحالب مؤشرا بيولوجيا لمستوى التلوث في البيئة.

تساهم السرخس في البيئة من خلال تعزيز تجوية الصخور ، وتسريع تكوين التربة السطحية ، وإبطاء التعرية عن طريق نشر الجذور في التربة. سرخس الماء من الجنس أزولا تأوي البكتيريا الزرقاء المثبتة للنيتروجين وتستعيد هذه المغذيات المهمة إلى الموائل المائية.

لعبت النباتات الخالية من البذور دورًا تاريخيًا في حياة الإنسان من خلال استخدامها كأدوات ووقود وطب. الطحالب المجففة ، الطحالب، يستخدم عادة كوقود في بعض أجزاء أوروبا ويعتبر موردا متجددا. الطحالب تُزرع المستنقعات ([رابط]) بشجيرات التوت البري والتوت. قدرة الطحالب للاحتفاظ بالرطوبة يجعل الطحالب مكيفًا شائعًا للتربة. يستخدم باعة الزهور كتل من الطحالب للحفاظ على الرطوبة لتنسيقات الأزهار.

Sphagnum acutifolium يتم تجفيفه من الخث الطحالب ويمكن استخدامه كوقود. (الائتمان: كين جولدينج)

السعف الجذاب للسراخس يجعلها نبات الزينة المفضل. لأنها تزدهر في الإضاءة المنخفضة ، فهي مناسبة تمامًا كنباتات منزلية. الأهم من ذلك ، أن fiddleheads هي طعام ربيعي تقليدي للأمريكيين الأصليين في شمال غرب المحيط الهادئ ، وهي مشهورة كطبق جانبي في المطبخ الفرنسي. سرخس عرق السوس ، بوليبوديوم جليسيريزا ، هو جزء من النظام الغذائي للقبائل الساحلية في شمال غرب المحيط الهادئ ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى حلاوة جذورها. له طعم عرق السوس الخفيف ويعمل كمُحلي. يظهر الجذمور أيضًا في دستور الأدوية للأمريكيين الأصليين لخصائصه الطبية ويستخدم كعلاج لالتهاب الحلق.

انتقل إلى هذا الموقع لمعرفة كيفية التعرف على أنواع السرخس بناءً على كمانهم.

ومع ذلك ، فإن التأثير الأكبر للنباتات الوعائية الخالية من البذور على حياة الإنسان يأتي من أسلافها المنقرضة. أدت طحالب النوادي الطويلة وذيل الحصان والسراخس الشبيهة بالأشجار التي ازدهرت في غابات المستنقعات في العصر الكربوني إلى رواسب كبيرة من الفحم في جميع أنحاء العالم. قدم الفحم مصدرًا وفيرًا للطاقة خلال الثورة الصناعية ، والتي كان لها عواقب وخيمة على المجتمعات البشرية ، بما في ذلك التقدم التكنولوجي السريع ونمو المدن الكبيرة ، فضلاً عن تدهور البيئة. لا يزال الفحم مصدرًا رئيسيًا للطاقة ومساهمًا رئيسيًا في ظاهرة الاحتباس الحراري.

ملخص القسم

تتكون أنظمة الأوعية الدموية من نسيج الخشب ، الذي ينقل الماء والمعادن ، وأنسجة اللحاء التي تنقل السكريات والبروتينات. مع تطور نظام الأوعية الدموية ، ظهرت أوراق لتعمل كأعضاء كبيرة في التمثيل الضوئي ، وجذور للوصول إلى المياه من الأرض. الأوراق الصغيرة غير المعقدة هي microphylls. الأوراق الكبيرة ذات الأنماط الوريدية هي أضلاع ضخمة. الأوراق المعدلة التي تحمل sporangia هي sporophylls. يتم ترتيب بعض أنواع السبوروفيل في هياكل مخروطية تسمى ستروبيلي.

تشمل النباتات الوعائية الخالية من البذور الطحالب ، وهي أكثر أنواع السراخس بدائية ، والتي فقدت أوراقها وجذورها عن طريق التطور الاختزالي وذيل الحصان والسراخس. السرخس هي المجموعة الأكثر تقدمًا من النباتات الوعائية الخالية من البذور. تتميز بأوراق كبيرة تسمى السعف وهياكل صغيرة تحتوي على sporangia تسمى sori ، والتي توجد على الجانب السفلي من السعف.

تلعب الطحالب دورًا أساسيًا في توازن النظم البيئية ، فهي من الأنواع الرائدة التي تستعمر البيئات العارية أو المدمرة وتجعل من الممكن حدوث التعاقب. فهي تساهم في إثراء التربة وتوفر المأوى والمغذيات للحيوانات في البيئات المعادية. يمكن استخدام الطحالب والسراخس كوقود وخدمة أغراض الطهي والطبية والزخرفية.

اتصالات فنية

[رابط] أي من العبارات التالية خاطئة عن دورة حياة السرخس؟


25.4 هـ: أهمية النباتات الوعائية الخالية من البذور - علم الأحياء

مجموعة لا تصدق من النباتات الخالية من البذور تسكن المناظر الطبيعية الأرضية. تنمو الطحالب على جذوع الأشجار ، وتعرض ذيل الحصان ([رابط]) سيقانها المفصلية وأوراقها الطويلة على أرضية الغابة. ومع ذلك ، فإن النباتات الخالية من البذور لا تمثل سوى جزء صغير من النباتات في بيئتنا. قبل ثلاثمائة مليون سنة ، سيطرت النباتات الخالية من البذور على المناظر الطبيعية ونمت في غابات المستنقعات الهائلة في العصر الكربوني. خلقت أجسامهم المتحللة رواسب كبيرة من الفحم الذي نستخرجه اليوم.

نباتات بدون بذور مثل ذيل الحصان (التوازن sp.) تزدهر في البيئات الرطبة المظللة تحت مظلة الشجرة حيث يكون الجفاف نادر الحدوث. (الائتمان: جيري كيرخارت)

الطحالب

الطحالب ، مجموعة غير رسمية للنباتات غير الوعائية ، هي أقرب الأقارب الباقية للنباتات الأرضية المبكرة. ظهرت الطحالب الأولى على الأرجح في العصر الأوردوفيشي ، منذ حوالي 490 مليون سنة. بسبب نقص اللجنين & # 8212 البوليمر الصلب في جدران الخلايا في سيقان النباتات الوعائية & # 8212 وغيرها من الهياكل المقاومة ، فإن احتمال تكوين الطحالب للحفريات ضئيل نوعًا ما ، على الرغم من اكتشاف بعض الجراثيم المكونة من سبوروبولينين التي تُعزى إلى الطحالب المبكرة. بحلول العصر السيلوري (قبل 440 مليون سنة) ، انتشرت النباتات الوعائية في جميع أنحاء القارات. تستخدم هذه الحقيقة كدليل على أن النباتات غير الوعائية يجب أن تكون قد سبقت العصر السيلوري.

هناك أكثر من 20000 نوع من الطحالب ، والتي تزدهر في الغالب في الموائل الرطبة ، على الرغم من أن بعضها ينمو في الصحاري. إنها تشكل النباتات الرئيسية للبيئات غير المضيافة مثل التندرا ، حيث يوفر صغر حجمها وتحملها للجفاف مزايا مميزة. ليس لديهم الخلايا المتخصصة التي تنقل السوائل الموجودة في النباتات الوعائية ، ويفتقرون عمومًا إلى اللجنين. في الطحالب ، يدور الماء والمغذيات داخل الخلايا الموصلة المتخصصة. على الرغم من أن الاسم nontracheophyte أكثر دقة ، إلا أن الطحالب يشار إليها عادة بالنباتات غير الوعائية.

في نبات الطحالب ، تنتمي جميع الأعضاء الخضرية الواضحة إلى الكائن أحادي الصيغة الصبغية ، أو الطور المشيجي. البوغة ثنائية الصبغية بالكاد يمكن ملاحظتها. الأمشاج المكونة من الطحالب تسبح باستخدام الأسواط. sporangium ، التركيب التناسلي الجنسي متعدد الخلايا ، موجود في الطحالب. يبقى الجنين أيضًا مرتبطًا بالنبات الأم الذي يغذيه. هذه سمة من سمات نباتات الأرض.

تنقسم الطحالب إلى ثلاثة أقسام (في النباتات ، يتم استخدام المستوى التصنيفي & # 8220division & # 8221 بدلاً من الشعبة): الكبد ، أو Marchantiophyta the hornworts ، أو Anthocerotophyta والطحالب ، أو Bryophyta الحقيقية.

ليفروورتس

يمكن النظر إلى ليفروورتس (مارشانتيوفيتا) على أنها النباتات الأكثر ارتباطًا بالسلف الذي انتقل إلى الأرض. استعمرت نباتات الكبد العديد من الموائل على الأرض وتنوعت إلى أكثر من 6000 نوع موجود ([رابط]أ). تشكل بعض الطور المشيمية هياكل خضراء فصيصية ، كما هو موضح في [الرابط]ب. الشكل مشابه لفصوص الكبد ، ومن ثم فهو يوفر أصل الاسم الشائع الذي يطلق على الانقسام ، ويمكن ملاحظة الفتحات التي تسمح بحركة الغازات في حشيشة الكبد. ومع ذلك ، فهذه ليست ثغورًا ، لأنها لا تفتح وتغلق بنشاط. يمتص النبات الماء على سطحه بالكامل ولا يحتوي على بشرة لمنع الجفاف.

(أ) يُظهر رسم عام 1904 لحشيشة الكبد تنوع أشكالها. (ب) عشبة الكبد ، لونولاريا كروشياتا، يعرض ثاليته الفصوص المسطحة. الكائن الحي في الصورة في مرحلة المشيمة.

نباتات زهقرنية

استعمرت نباتات الزهقرنية (Anthocerotophyta) مجموعة متنوعة من الموائل على الأرض ، على الرغم من أنها ليست بعيدة عن مصدر للرطوبة. هناك حوالي 100 نوع موصوف من نباتات الزهقرنية. المرحلة السائدة في دورة حياة نباتات الزهقرنية هي الطور المشيجي القصير ذو اللون الأزرق والأخضر. الطور البوغي هو السمة المميزة للمجموعة. إنه هيكل طويل وضيق يشبه الأنبوب ينبثق من الطور المشيجي الأصل ويحافظ على النمو طوال عمر النبات ([رابط]).

تنمو نباتات الزهقرنية نبات بوغي طويل ونحيل. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة جيسون هولينجر)

تظهر الثغور في نباتات الزهقرنية وتوجد بكثرة في النبات البوغي. تحتوي الخلايا الضوئية في القبة على بلاستيدات خضراء واحدة. تستمر خلايا Meristem في قاعدة النبات في الانقسام وتزيد من ارتفاعها. تقيم العديد من نباتات الزهقرن علاقات تكافلية مع البكتيريا الزرقاء التي تعمل على تثبيت النيتروجين من البيئة.

الطحالب

تم فهرسة أكثر من 12000 نوع من الطحالب. تختلف موائلها من التندرا ، حيث تشكل الغطاء النباتي الرئيسي ، إلى الغابات الاستوائية. In the tundra, their shallow rhizoids allow them to fasten to a substrate without digging into the frozen soil. They slow down erosion, store moisture and soil nutrients, and provide shelter for small animals and food for larger herbivores, such as the musk ox. Mosses are very sensitive to air pollution and are used to monitor the quality of air. The sensitivity of mosses to copper salts makes these salts a common ingredient of compounds marketed to eliminate mosses in lawns ([link]).

This green feathery gametophyte of the moss has reddish-brown sporophytes growing upward. (credit: "Lordgrunt"/Wikimedia Commons)

Mosses form diminutive gametophytes, which are the dominant phase of the lifecycle. Green, flat structures—resembling true leaves, but lacking vascular tissue—are attached in a spiral to a central stalk. The plants absorb water and nutrients directly through these leaf-like structures. Some primitive traits of green algae, such as flagellated sperm, are still present in mosses that are dependent on water for reproduction. Other features of mosses are clearly adaptations to dry land. For example, stomata are present on the stems of the sporophyte. Additionally, mosses are anchored to the substrate—whether it is soil, rock, or roof tiles—by multicellular rhizoids . These structures are precursors of roots. They originate from the base of the gametophyte, but are not the major route for the absorption of water and minerals. The lack of a true root system explains why it is so easy to rip moss mats from a tree trunk. The moss lifecycle follows the pattern of alternation of generations as shown in [link]. The most familiar structure is the haploid gametophyte, which germinates from a haploid spore. The male gametophyte (the antheridium) produces many sperm, whereas the archegonium (the female gametophyte) forms a single egg. At fertilization, the sperm swims down the neck to the venter and unites with the egg inside the archegonium. The zygote, protected by the archegonium, divides and grows into a sporophyte, still attached by its foot to the gametophyte.

This illustration shows the life cycle of mosses. (الائتمان: تعديل العمل لماريانا رويز فيلاريال)

Which of the following statements about the moss life cycle is false?

  1. The mature gametophyte is haploid.
  2. The sporophyte produces haploid spores.
  3. The calyptra buds to form a mature gametophyte.
  4. The zygote is housed in the venter.

Vascular Plants

The vascular plants are the dominant and most conspicuous group of land plants. There are about 275,000 species of vascular plants, which represent more than 90 percent of Earth’s vegetation. Several evolutionary innovations explain their success and their spread to so many habitats.

Vascular Tissue: Xylem and Phloem

The first fossils that show the presence of vascular tissue are dated to the Silurian period, about 430 million years ago. The simplest arrangement of conductive cells shows a pattern of xylem at the center surrounded by phloem. Xylem is the tissue responsible for long-distance transport of water and minerals, the transfer of water-soluble growth factors from the organs of synthesis to the target organs, and storage of water and nutrients.

A second type of vascular tissue is phloem , which transports sugars, proteins, and other solutes through the plant. Phloem cells are divided into sieve elements, or conducting cells, and supportive tissue. Together, xylem and phloem tissues form the vascular system of plants.

الجذور: دعم النبات

Roots are not well preserved in the fossil record nevertheless, it seems that they did appear later in evolution than vascular tissue. يمثل تطوير شبكة واسعة من الجذور ميزة جديدة مهمة لنباتات الأوعية الدموية. Thin rhizoids attached the bryophytes to the substrate. Their rather flimsy filaments did not provide a strong anchor for the plant neither did they absorb water and nutrients. In contrast, roots, with their prominent vascular tissue system, transfer water and minerals from the soil to the rest of the plant. The extensive network of roots that penetrates deep in the ground to reach sources of water also stabilizes trees by acting as ballast and an anchor. The majority of roots establish a symbiotic relationship with fungi, forming mycorrhizae. In the mycorrhizae, fungal hyphae grow around the root and within the root around the cells, and in some instances within the cells. This benefits the plant by greatly increasing the surface area for absorption.

Leaves, Sporophylls, and Strobili

A third adaptation marks seedless vascular plants. Accompanying the prominence of the sporophyte and the development of vascular tissue, the appearance of true leaves improved photosynthetic efficiency. Leaves capture more sunlight with their increased surface area.

In addition to photosynthesis, leaves play another role in the life of the plants. Pinecones, mature fronds of ferns, and flowers are all sporophylls —leaves that were modified structurally to bear sporangia. Strobili are structures that contain the sporangia. They are prominent in conifers and are known commonly as cones: for example, the pine cones of pine trees.

Seedless Vascular Plants

Bryophytes may have been successful at the transition from an aquatic habitat to land, but they are still dependent on water for reproduction, and absorb moisture and nutrients through the gametophyte surface. The lack of roots for absorbing water and minerals from the soil, as well as a lack of reinforced conducting cells, limits bryophytes to small sizes. على الرغم من أنها قد تعيش في ظروف جافة بشكل معقول ، إلا أنها لا تستطيع التكاثر وتوسيع نطاق موطنها في حالة عدم وجود الماء. من ناحية أخرى ، يمكن للنباتات الوعائية أن تحقق ارتفاعات هائلة ، وبالتالي تتنافس بنجاح على الضوء. Photosynthetic organs become leaves, and pipe-like cells or vascular tissues transport water, minerals, and fixed carbon throughout the organism.

By the Late Devonian period (385 million years ago), plants had evolved vascular tissue, well-defined leaves, and root systems. With these advantages, plants increased in height and size. During the Carboniferous period (359� million years ago), swamp forests of club mosses and horsetails, with some specimens reaching more than 30 meters tall, covered most of the land. These forests gave rise to the extensive coal deposits that gave the Carboniferous its name.

In seedless vascular plants, the sporophyte is the dominant phase of the lifecycle. The gametophyte is now an inconspicuous, but still independent, organism. Throughout plant evolution, there is an evident reversal of roles in the dominant phase of the lifecycle. Seedless vascular plants still depend on water during fertilization, as the sperm must swim on a layer of moisture to reach the egg. تفسر هذه الخطوة في التكاثر سبب تواجد السراخس وأقاربها بكثرة في البيئات الرطبة.

Club Mosses

The club mosses , or Lycophyta, are the earliest group of seedless vascular plants. They dominated the landscape of the Carboniferous period, growing into tall trees and forming large swamp forests. Today’s club mosses are diminutive, evergreen plants consisting of a stem (which may be branched) and small leaves called microphylls ([link]). The division Lycophyta consists of close to 1,000 species, including quillworts (Isoetales), club mosses (Lycopodiales), and spike mosses (Selaginellales): none of which is a true moss.

Lycopodium clavatum is a club moss. (credit: Cory Zanker)

Horsetails

Ferns and whisk ferns belong to the division Pterophyta. A third group of plants in the Pterophyta, the horsetails, is sometimes classified separately from ferns. Horsetails have a single genus, Equisetum. They are the survivors of a large group of plants, known as Arthrophyta, which produced large trees and entire swamp forests in the Carboniferous. The plants are usually found in damp environments and marshes ([link]).

Horsetails thrive in a marsh. (credit: Myriam Feldman)

The stem of a horsetail is characterized by the presence of joints, or nodes: hence the name Arthrophyta, which means “jointed plant”. Leaves and branches come out as whorls from the evenly spaced rings. The needle-shaped leaves do not contribute greatly to photosynthesis, the majority of which takes place in the green stem ([link]).

Thin leaves originating at the joints are noticeable on the horsetail plant. (credit: Myriam Feldman)

السرخس

Ferns are considered the most advanced seedless vascular plants and display characteristics commonly observed in seed plants. Ferns form branching roots and large leaves known as fronds. With their large fronds, ferns are the most readily recognizable seedless vascular plants ([link]). About 12,000 species of ferns live in environments ranging from tropics to temperate forests. Although some species survive in dry environments, most ferns are restricted to moist and shaded places. They made their appearance in the fossil record during the Devonian period (416� million years ago) and expanded during the Carboniferous period, 359� million years ago ([link]).

The dominant stage of the lifecycle of a fern is the sporophyte, which consists of large compound leaves called fronds. Fronds fulfill a double role they are photosynthetic organs that also carry reproductive organs. The stem may be buried underground as a rhizome, from which adventitious roots grow to absorb water and nutrients from the soil or, they may grow above ground as a trunk in tree ferns ([link]). Adventitious organs are those that grow in unusual places, such as roots growing from the side of a stem.

Some specimens of this short tree-fern species can grow very tall. (credit: Adrian Pingstone) This chart shows the geological time scale, beginning with the Pre-Archean eon 3800 million years ago and ending with the Quaternary period in present time. (credit: modification of work by USGS)

The lifecycle of a fern is depicted in [link]. The sporophyte is the most conspicuous stage of the lifecycle. On the underside of its mature fronds, sori (singular, sorus) form as small clusters where sporangia develop ([link]).

This life cycle of a fern shows alternation of generations with a dominant sporophyte stage. (credit "fern": modification of work by Cory Zanker credit "gametophyte": modification of work by "Vlmastra"/Wikimedia Commons)

Which of the following statements about the fern life cycle is false?

  1. Sporangia produce haploid spores.
  2. The sporophyte grows from a gametophyte.
  3. The sporophyte is diploid and the gametophyte is haploid.
  4. Sporangia form on the underside of the gametophyte.

Go to this website to see an animation of the lifecycle of a fern and to test your knowledge.

Sori appear as small bumps on the underside of a fern frond. (credit: Myriam Feldman)

Inside the sori, spores are produced by meiosis and released into the air. Those that land on a suitable substrate germinate and form a heart-shaped gametophyte, which is attached to the ground by thin filamentous rhizoids ([link]).

Shown here are a young sporophyte (upper part of image) and a heart-shaped gametophyte (bottom part of image). (credit: modification of work by "Vlmastra"/Wikimedia Commons)

The inconspicuous gametophyte harbors both male and female gametes (the sperm and the egg). Flagellated sperm released from the antheridium swim on a wet surface to the archegonium, where the egg is fertilized. The newly formed zygote grows into a sporophyte that emerges from the gametophyte and grows by mitosis into the next generation sporophyte.

Landscape Designer Looking at the well-laid gardens of flowers and fountains seen in royal castles and historic houses of Europe, it is clear that the creators of those gardens knew more than art and design. They were also familiar with the biology of the plants they chose. Landscape design also has strong roots in the United States’ tradition. A prime example of early American classical design is Monticello, Thomas Jefferson’s private estate among his many other interests, Jefferson maintained a passion for botany. Landscape layout can encompass a small private space, like a backyard garden public gathering places, like Central Park in New York City or an entire city plan, like Pierre L’Enfant’s design for Washington, DC.

A landscape designer will plan traditional public spaces—such as botanical gardens, parks, college campuses, gardens, and larger developments—as well as natural areas and private gardens ([link]). The restoration of natural places encroached upon by human intervention, such as wetlands, also requires the expertise of a landscape designer.

With such an array of required skills, a landscape designer’s education includes a solid background in botany, soil science, plant pathology, entomology, and horticulture. Coursework in architecture and design software is also required for the completion of the degree. The successful design of a landscape rests on an extensive knowledge of plant growth requirements, such as light and shade, moisture levels, compatibility of different species, and susceptibility to pathogens and pests. For example, mosses and ferns will thrive in a shaded area where fountains provide moisture cacti, on the other hand, would not fare well in that environment. The future growth of the individual plants must be taken into account to avoid crowding and competition for light and nutrients. The appearance of the space over time is also of concern. Shapes, colors, and biology must be balanced for a well-maintained and sustainable green space. Art, architecture, and biology blend in a beautifully designed and implemented landscape.

This campus garden was designed by students in the horticulture and landscaping department of the college. (credit: Myriam Feldman)

The Importance of Seedless Vascular Plants

Mosses and liverworts are often the first macroscopic organisms to colonize an area, both in a primary succession—where bare land is settled for the first time by living organisms—or in a secondary succession, where soil remains intact after a catastrophic event wipes out many existing species. Their spores are carried by the wind, birds, or insects. Once mosses and liverworts are established, they provide food and shelter for other species. In a hostile environment, like the tundra where the soil is frozen, bryophytes grow well because they do not have roots and can dry and rehydrate rapidly once water is again available. Mosses are at the base of the food chain in the tundra biome. Many species—from small insects to musk oxen and reindeer—depend on mosses for food. In turn, predators feed on the herbivores, which are the primary consumers. Some reports indicate that bryophytes make the soil more amenable to colonization by other plants. Because they establish symbiotic relationships with nitrogen-fixing cyanobacteria, mosses replenish the soil with nitrogen.

At the end of the nineteenth century, scientists observed that lichens and mosses were becoming increasingly rare in urban and suburban areas. Since bryophytes have neither a root system for absorption of water and nutrients, nor a cuticle layer that protects them from desiccation, pollutants in rainwater readily penetrate their tissues they absorb moisture and nutrients through their entire exposed surfaces. Therefore, pollutants dissolved in rainwater penetrate plant tissues readily and have a larger impact on mosses than on other plants. The disappearance of mosses can be considered a bioindicator for the level of pollution in the environment.

Ferns contribute to the environment by promoting the weathering of rock, accelerating the formation of topsoil, and slowing down erosion by spreading rhizomes in the soil. The water ferns of the genus أزولا harbor nitrogen-fixing cyanobacteria and restore this important nutrient to aquatic habitats.

Seedless plants have historically played a role in human life through uses as tools, fuel, and medicine. Dried peat moss , Sphagnum, is commonly used as fuel in some parts of Europe and is considered a renewable resource. Sphagnum bogs ([link]) are cultivated with cranberry and blueberry bushes. The ability of Sphagnum to hold moisture makes the moss a common soil conditioner. Florists use blocks of Sphagnum to maintain moisture for floral arrangements.

Sphagnum acutifolium is dried peat moss and can be used as fuel. (credit: Ken Goulding)

The attractive fronds of ferns make them a favorite ornamental plant. Because they thrive in low light, they are well suited as house plants. More importantly, fiddleheads are a traditional spring food of Native Americans in the Pacific Northwest, and are popular as a side dish in French cuisine. The licorice fern, Polypodium glycyrrhiza, is part of the diet of the Pacific Northwest coastal tribes, owing in part to the sweetness of its rhizomes. It has a faint licorice taste and serves as a sweetener. The rhizome also figures in the pharmacopeia of Native Americans for its medicinal properties and is used as a remedy for sore throat.

Go to this website to learn how to identify fern species based upon their fiddleheads.

By far the greatest impact of seedless vascular plants on human life, however, comes from their extinct progenitors. The tall club mosses, horsetails, and tree-like ferns that flourished in the swampy forests of the Carboniferous period gave rise to large deposits of coal throughout the world. Coal provided an abundant source of energy during the Industrial Revolution, which had tremendous consequences on human societies, including rapid technological progress and growth of large cities, as well as the degradation of the environment. Coal is still a prime source of energy and also a major contributor to global warming.

ملخص القسم

Seedless nonvascular plants are small. The dominant stage of the life cycle is the gametophyte. Without a vascular system and roots, they absorb water and nutrients through all of their exposed surfaces. There are three main groups: the liverworts, the hornworts, and the mosses. They are collectively known as bryophytes.

Vascular systems consist of xylem tissue, which transports water and minerals, and phloem tissue, which transports sugars and proteins. With the vascular system, there appeared leaves—large photosynthetic organs—and roots to absorb water from the ground.

The seedless vascular plants include club mosses, which are the most primitive whisk ferns, horsetails and ferns. Ferns are the most advanced group of seedless vascular plants. They are distinguished by large leaves called fronds and small sporangia-containing structures called sori, which are found on the underside of the fronds.

اتصالات فنية

[link] Which of the following statements about the moss life cycle is false?

  1. The mature gametophyte is haploid.
  2. The sporophyte produces haploid spores.
  3. The rhizoid buds to form a mature gametophyte.
  4. The zygote is housed in the venter.

[link] Which of the following statements about the fern life cycle is false?

  1. Sporangia produce haploid spores.
  2. The sporophyte grows from a gametophyte.
  3. The sporophyte is diploid and the gametophyte is haploid.
  4. Sporangia form on the underside of the gametophyte.

راجع الأسئلة

Which of the following structures is not found in bryophytes?

Why do mosses grow well in the Arctic tundra?

  1. They grow better at cold temperatures.
  2. They do not require moisture.
  3. They do not have true roots and can grow on hard surfaces.
  4. There are no herbivores in the tundra.

Stomata appear in which group of plants?

Which is the most diverse group of seedless vascular plants?

Which group are vascular plants?

A plant in the understory of a forest displays a segmented stem and slender leaves arranged in a whorl. It is probably a ________.

The following structures are found on the underside of fern leaves and contain sporangia:

The dominant organism in fern is the ________.

What seedless plant is a renewable source of energy?

How do mosses contribute to returning nitrogen to the soil?

  1. Mosses fix nitrogen from the air.
  2. Mosses harbor cyanobacteria that fix nitrogen.
  3. Mosses die and return nitrogen to the soil.
  4. Mosses decompose rocks and release nitrogen.

إستجابة مجانية

In areas where it rains often, mosses grow on roofs. How do mosses survive on roofs without soil?

Mosses absorb water and nutrients carried by the rain and do not need soil because they do not derive much nutrition from the soil.

What are the three classes of bryophytes?

The bryophytes are divided into three divisions: the liverworts or Marchantiophyta, the hornworts or Anthocerotophyta, and the mosses or true Bryophyta.

How did the development of a vascular system contribute to the increase in size of plants?

It became possible to transport water and nutrients through the plant and not be limited by rates of diffusion. Vascularization allowed the development of leaves, which increased efficiency of photosynthesis and provided more energy for plant growth.

Which plant is considered the most advanced seedless vascular plant and why?

Ferns are considered the most advanced seedless vascular plants, because they display characteristics commonly observed in seed plants—they form large leaves and branching roots.


Pteridophytes: Features, Economic Importance and Classification

Pteridophytes (Gr. pteron= feather, phyton = plant) constitute the most primitive seedless vascular plants that reproduce by means of spores.

Hence, they are known as ‘vascular cryptogams’. Haeckel (1866) called these groups of plants as “Pteridophytes” because of their pinnate or feather like fronds (leaves).

Like reptiles (first true land animals that evolved after amphibian) they are considered as the first true land plants that evolved after bryophytes. Hence pteridophytes are some time called “Botanical Snakes” or “Snakes of plant kingdom.” They are also sometime called as “Amphibians is of plant kingdom” because like bryophytes they depend on an external source of water for fertilization.

There are about 11,000 species of living Pteridophytes are known ranging from small aquatic plant to giant tree ferns of tropical forests. Fossil records indicate that they evolved about 400 million years back i.e. in the Silurian period of late Paleozoic era. Hence late Paleozoic can be regarded as “Age of Pteridophytes.” Tippo (1942) has placed them in Tracheophyta or Tracheata because these plants first developed vascular tissues (xylem and phloem) where the tracheary elements appear like human trachea.

Salient Features of Pteridophytes:

1. Pteridophytes are the first true land plants.

2. They are seedless, vascular cryptogams.

3. Life cycle is heterologous diplohaplontic type.

4. Sporophyte is the dominant plant body while gametophyte is a small, simple prothallus.

5. Sporophyte has true roots, stem and leaves.

6. In xylem, trachea (vessels) absent and, in phloem companion cells absent.

7. Spores develop in sporangia are homosporous or heterosporous.

8. Sporangia are produced in groups (sori) on sporophylls.

9. Young leaves of sporophyte show circinate vernation.

10. Gametophyte develops small sessile antheridia and partially embedded archegonia with 4- rowed neck.

11. Sex organs multi-cellular and jacketed.

12. Embryonic stage present.

13. They have 4 sub-divisions:

(iii) Sphenopsida (Horsetails) and

Economic Importance of Pteridophytes:

1. Ornamental value: Ferns arc grown as ornamental plants in gardens and homes for their attractive foliage.

2. Drug, Rhizomes and petioles of Dryopteris yield an antihelminthic drug.

3. Food. Sporocarps of Marsilea are rich source of starch and eaten for their nutritive value as food.

Classification of Pteridophytes:

Arnold (1947) classified Division Tracheophyta (vascular plants) into four Sub-Divisions as given below:

However, Oswald Tippo (1942) recognized the above mentioned four Sub-Divisions as Sub- phyla of vascular cryptogams.

Distinguishing features of these Sub-Divisions/ Sub-Phyla are given below:

(I) Sub-Division Psilopsida:

1. These are the oldest known vascular plants. Most of them have become extinct (e.g., Rhynia, Horneophyton). Only two living species, Psilotum and Tmesipteris, are now available.

2. Plant body is very simple and does not show much differentiation.

3. Dichotomously branched rhizome takes the place of roots.

4. Stem or “axis” is aerial, but either naked or have small spirally arranged leaves.

5. Sporangia are directly borne on the stem (i.e., cauline). Either terminal or lateral.

(II) Sub-Division — Lycopsida:

1. Plant body more advanced and shows differentiation into root, stem and leaves.

2. Leaves are microphyllous (small) having a single unbranched vein in the midrib region.

3. Sporangia are borne in the axil of the fertile leaves (sporophyils).

4. Sporophyll form compact strobili (singularstrobilus). e.g., Lycopodium, Selaginella.

(III) Sub-Division —Sphenopsida:

1. Plant body still more advanced and shows differentiation into nodes and internodes like higher vascular plants.

2. Leaves microphyllous, and arise in whorls at each node.

3. Sporangia develop on sporangiophores which form compact cones at the apex of fertile branches (e.g., Equisetum).

(IV) Sub-Division – Pteropsida (Ferns):

1. Plant body shows much advancement towards higher vascular plants, and is well differentiated into root, stem and leaves.

2. Leaves also show great advancement, and are megaphyllous (large) and pinnately compound.


Course information and Artifacts:

Syllabus and Course Details
TA Welcome page (and hours)
Lab Manual – a sample of a lab
Final Lab Exam – guidelines for exam materials and set-up
Lab Exam – Materials
Final Lab Exam – with key
Final Lab Exam Preparation - guidelines for materials and set-up
Greenhouse Requests - plant material request from greenhouse

Course Website:

The Biology 210 website is intended as a supplement to the course. It is a place where students can view pictures of preparations seen in lab and contribute images. Self-tests and addition instructional material is posted. Lecture material is also presented.

My primary duties are the organization and collection for lab activities as well as preparation and supervision of TAs. One-to-one instruction of students is an important part of my job as is the development of the website.


تطور عاريات البذور

النبات الأحفوري Elkinsia polymorpha, a “seed fern” from the Devonian period—about 400 million years ago—is considered the earliest seed plant known to date. تنتج سرخس البذور ([رابط]) بذورها على طول فروعها بدون هياكل متخصصة. What makes them the first true seed plants is that they developed structures called cupules to enclose and protect the ovule —the female gametophyte and associated tissues—which develops into a seed upon fertilization. أصبحت نباتات البذور التي تشبه سرخس الأشجار الحديثة أكثر عددًا وتنوعًا في مستنقعات الفحم في العصر الكربوني.


تشير السجلات الأحفورية إلى أن أول عاريات البذور (progymnosperms) نشأت على الأرجح في عصر الباليوزويك ، خلال الفترة الديفونية الوسطى: منذ حوالي 390 مليون سنة. بعد فترتي ميسيسيبي وبنسلفانيا الرطبة ، والتي سيطرت عليها أشجار السرخس العملاقة ، كانت فترة العصر البرمي جافة. أعطى هذا ميزة تكاثرية لنباتات البذور ، والتي تتكيف بشكل أفضل مع نوبات الجفاف. The Ginkgoales, a group of gymnosperms with only one surviving species—the Gingko biloba—كانت أول عاريات البذور التي ظهرت خلال العصر الجوراسي السفلي. توسعت عاريات البذور في حقبة الدهر الوسيط (منذ حوالي 240 مليون سنة) ، لتحل محل السرخس في المناظر الطبيعية ، ووصلت إلى أكبر تنوع لها خلال هذا الوقت. كان العصر الجوراسي هو عصر السيكاسيات (عاريات البذور الشبيهة بأشجار النخيل) مثل عصر الديناصورات. كما انتشرت جينكواليس والصنوبريات الأكثر شيوعًا في المناظر الطبيعية. على الرغم من أن كاسيات البذور (النباتات المزهرة) هي الشكل الرئيسي للحياة النباتية في معظم المناطق الأحيائية ، إلا أن عاريات البذور لا تزال تهيمن على بعض النظم البيئية ، مثل التايغا (الغابات الشمالية) وغابات جبال الألب في المرتفعات الجبلية العالية ([رابط]) بسبب تكيفها مع البرد. وظروف النمو الجاف.



The first classification of plants is the non-vascular plants As their name implies, nonvascular plants lack vascular tissues that can help them transport water and nutrients. Nonvascular plants are considered to be the earliest living plants in the planet. لكن، fossils have not been found because these types of plants fossilized poorly. The most common non-vascular plants include the members of the Phylum Bryophyta and is described below.

Bryophytes

Bryophytes – Moss plants in Iceland The Phylum Bryophyta, are the most diverse group with more than 10,000 plant species. This phylum include the mosses, liverworts, and hornworts.


شاهد الفيديو: حصة علوم الصف الرابع درس تكاثر النباتات بالبذور (شهر فبراير 2023).