Briofitele (hepatică, mușchi și hornwort) sunt plante non-vasculare care au apărut pe pământ cu peste 450 de milioane de ani în urmă.

obiective de invatare

Descrieți caracteristicile briofitelor

Chei de luat masa

Puncte cheie

  • Briofitele sunt ruda cea mai apropiată a plantelor terestre timpurii; ficatele au fost primele briofite, aparând probabil în perioada ordoviciană.
  • Formarea fosilelor de briofite este improbabilă deoarece nu posedă lignină.
  • Briofitele se dezvoltă în habitate mai umed; cu toate acestea, unele specii pot trăi în deșerturi, în timp ce altele pot locui în medii ostile, cum ar fi tundra.
  • Briofitele sunt non-vasculare deoarece nu au traheide; în schimb, apa și substanțele nutritive circulă în interiorul celulelor conducătoare specializate.
  • Într-un briofit, toate organele vegetative aparțin gametofitului, care este forma dominantă și cea mai familiară; sporofitul apare doar pentru o scurtă perioadă.
  • Sporofitul este dependent de gametofit și rămâne permanent atașat de acesta pentru a obține nutriție și protecție.

Termeni cheie

  • briofit: plante fără vase, fără vase, care sunt cea mai apropiată rudă existentă a plantelor terestre timpurii
  • traheid: celule alungite din xilemul plantelor vasculare care servesc la transportul apei și sărurilor minerale
  • sporangiu: o cutie, capsulă sau recipient în care sporii sunt produși de un organism

Briofiți

Briofitele sunt grupul plantelor de răsaduri care sunt cea mai apropiată rudă dintre plantele terestre timpurii. Primii briofiți (ficat) au apărut probabil în perioada Ordoviciană, acum aproximativ 450 de milioane de ani. Cu toate acestea, deoarece le lipsește lignina și alte structuri rezistente, formarea fosilelor briofite este improbabilă, iar înregistrările fosile sunt slabe. Unii spori protejați de sporopolenină au supraviețuit și sunt atribuiți briofitelor timpurii. Cu toate acestea, în perioada siluriană, plantele vasculare se răspândiseră pe continente. Acest fapt convingător este folosit ca dovadă că plantele non-vasculare trebuie să fi precedat perioada siluriană.

Peste 25.000 de specii de briofite se dezvoltă în habitate în mare parte umede, deși unele trăiesc în deșerturi. Acestea constituie flora majoră a mediilor inospitaliere, cum ar fi tundra, unde dimensiunile lor mici și toleranța la deshidratare oferă avantaje distincte. În general, le lipsește lignina și nu au traheide reale (celule xilemice specializate pentru conducerea apei). Mai degrabă, apa și substanțele nutritive circulă în interiorul celulelor conductoare specializate. Deși termenul de non-traheofit este mai precis, briofitele sunt denumite în mod obișnuit plante non-vasculare.

Într-un briofit, toate organele vegetative vizibile, inclusiv structurile fotosintetice asemănătoare frunzelor, talul, tulpina și rizoidul care ancorează planta de substratul său, aparțin organismului haploid sau gametofit. Sporofitul abia se observă. Astfel, gametofitul este forma dominantă și cea mai familiară; sporofitul apare doar pentru o scurtă perioadă. Gametii formați din briofiți înoată cu un flagel. Sporangiul, structura reproductivă sexuală multicelulară, este prezent în briofite și absent în majoritatea algelor. De asemenea, embrionul sporofit rămâne atașat de planta mamă, care o protejează și o hrănește. Aceasta este o caracteristică a plantelor terestre. Briofitele sunt împărțite în trei filuri: ficatele (Hepaticophyta), cornul (Anthocerotophyta) și mușchii (adevărata Briofită).

mușchi: Mușchii (adevăratele briofite) sunt unul dintre cele trei tipuri de briofite (împreună cu ficatele și cornul). Această imagine arată un mușchi care crește pe un perete de piatră uscată.

Liverworts și Hornworts

Liverworts și hornworts sunt ambii briofiți, dar aspectele structurilor și dezvoltării lor sunt diferite.

obiective de invatare

Descrieți trăsăturile distinctive ale viermelor și ale ficatului

Chei de luat masa

Puncte cheie

  • Frunzele ficatului sunt structuri verzi lobate asemănătoare cu lobii ficatului, în timp ce cornul are structuri înguste, asemănătoare țevilor.
  • Stadiul gametofit este stadiul dominant atât în ​​hepatică cât și în sunet; cu toate acestea, sporofitele de ficat nu conțin stomate, în timp ce sporofitele de stafidă.
  • Ciclul de viață al ficatului și al cornului urmează alternarea generațiilor: sporii germinează în gametofiți, zigotul se dezvoltă într-un sporofit care eliberează spori, iar apoi sporii produc noi gametofiți.
  • Liverworts dezvolta sporophytes mici, mici, în timp ce hornworts dezvoltă sporophytes lungi, subțiri.
  • Pentru a ajuta la dispersarea sporilor, ficatele folosesc elatere, în timp ce viermele utilizează pseudoelatere.
  • Liverworts și hornworts se pot reproduce asexuat prin fragmentarea frunzelor în gemme care se dispersează și se dezvoltă în gametofite.

Termeni cheie

  • alternanță de generație: ciclul de viață al plantelor cu un sporofit multicelular, care este diploid, care alternează cu un gametofit multicelular, care este haploid
  • pseudo-ulterior: structură unicelulară care ajută la dispersarea sporilor
  • gemmae: bucăți de plante mici, intacte, complete, care sunt produse într-o ceașcă pe suprafața talului și se dezvoltă în gametofiți prin reproducere asexuată

Liverworts și Hornworts

Liverworts

Liverworts (Hepaticophyta) sunt privite ca fiind cele mai strâns legate de strămoșul care s-a mutat pe uscat. Liverworts au colonizat fiecare habitat terestru de pe pământ și s-au diversificat la peste 7000 de specii existente. Gametofitele de ficat (etapa dominantă a ciclului de viață) formează structuri verzi lobate. Forma acestor frunze este similară cu lobii ficatului; prin urmare, oferind originea numelui dat filului. Deschiderile care permit mișcarea gazelor pot fi observate în ficat. Cu toate acestea, acestea nu sunt stomate, deoarece nu se deschid și nu se închid activ. Planta preia apă pe întreaga sa suprafață și nu are cuticule pentru a preveni desicarea.

biology

Liverworts: O hepatică, Lunularia cruciata, își prezintă talusul lobat, plat. Organismul din fotografie se află în stadiul de gametofit dominant.

Ciclul de viață al ficatului începe cu eliberarea sporilor haploizi din sporangiul care s-a dezvoltat pe sporofit. Sporii diseminați de vânt sau apă germinează în taletii gametofiți aplatizați atașați la substrat de filamente subțiri, unicelulare. Gametangia masculină și feminină se dezvoltă pe plante individuale separate. Odată eliberați, gametii masculi înoată cu ajutorul flagelilor lor până la gametangiul feminin (archegonium) și are loc fertilizarea. Zigotul crește într-un mic sporofit încă atașat la gametofitul părinte și dezvoltă celule producătoare de spori și elateri. Celulele producătoare de spori suferă meioză pentru a forma spori, care se dispersează (cu ajutorul elaterilor), dând naștere unor noi gametofiți. Astfel, ciclul de viață al ficatului urmează modelul alternanței generațiilor.

Ciclul de viață al ficatului: Ciclul de viață al unei hepatice tipice urmează modelul alternanței generațiilor. Sporii sunt eliberați din sporofite și formează gametofitul. Gametii masculi fertilizează gametii feminini pentru a forma un zigot, care crește într-un sporofit. Acest sporofit dispersează sporii cu ajutorul elaterilor; procesul începe din nou.

Plantele de ficat se pot reproduce, de asemenea, asexual prin ruperea ramurilor sau prin răspândirea fragmentelor de frunze numite gemmae. În acest ultim tip de reproducere, gemmae (bucăți mici, intacte, complete de plante care sunt produse într-o ceașcă pe suprafața talului) sunt stropite din ceașcă de picături de ploaie. Gemmae aterizează în apropiere și se dezvoltă în gametofite.

Hornworts

Hornworts (Anthocerotophyta) aparțin grupului larg de briofite care au colonizat o varietate de habitate pe uscat, deși nu sunt niciodată departe de o sursă de umiditate. Gametofitul scurt, albastru-verde este faza dominantă a ciclului de viață al unui corn. Sporofitul îngust, de tip pipă, este caracteristica definitorie a grupului. Sporofitele ies din gametofitul părinte și continuă să crească pe tot parcursul vieții plantei. Stomatele apar în viermi și sunt abundente pe sporofit. Celulele fotosintetice din talus conțin un singur cloroplast. Celulele Meristem de la baza plantei se împart și se adaugă la înălțimea sa. Multe viermi stabilesc relații simbiotice cu cianobacterii care fixează azotul din mediu.

Hornworts: Spre deosebire de hepatică, hornwortul crește un sporofit înalt și subțire.

Ciclul de viață al cornului urmează, de asemenea, modelul general de alternanță a generațiilor și are un ciclu de viață similar cu cel al ficatului. Gametofitele cresc ca tali plat pe sol cu ​​gametangia încorporată. Sperma flagelată înoată în archegonia și fertilizează ouăle. Cu toate acestea, spre deosebire de ficat, zigotul se dezvoltă într-un sporofit lung și subțire care se desparte în cele din urmă, eliberând spori. În plus, celulele subțiri numite pseudoelatri înconjoară sporii și îi ajută să-i propulseze mai departe în mediu. Spre deosebire de elaterii observați în hepaticii, pseudoelaterii de hornwort sunt structuri unicelulare. Sporii haploizi germinează și produc următoarea generație de gametofiți. La fel ca ficatele, unele specii pot produce, de asemenea, asexuat prin fragmentare.

Ciclul de viață al Hornworts: Ciclul de viață al cornului este similar cu cel al ficatului. Ambele urmează modelul alternanței generațiilor. Cu toate acestea, ficatele dezvoltă un sporofit mic, în timp ce viermele dezvoltă un sporofit lung și subțire. Liverworts își dispersează, de asemenea, sporii cu ajutorul elaters, în timp ce hornworts utilizează pseudoelaters pentru a ajuta la dispersarea sporilor.

Mușchi

Mușchii sunt briofiți care trăiesc în multe medii și se caracterizează prin frunzele lor scurte plate, rizoizi asemănători rădăcinilor și peristomii.

obiective de invatare

Descrieți trăsăturile distinctive ale mușchilor

Chei de luat masa

Puncte cheie

  • Mușchii încetinesc eroziunea, depozitează umiditatea și nutrienții solului și oferă adăpost pentru animalele mici și hrană pentru erbivorele mai mari.
  • Mușchii au structuri verzi, plane, care seamănă cu frunzele adevărate, care absorb apă și substanțe nutritive; unii mușchi au ramuri mici.
  • Mușchii au trăsături care sunt adaptări la uscat, cum ar fi stomatele prezente pe tulpinile sporofitului.
  • Mușchii sunt ancorați pe substrat de rizoizi, care provin de la baza gametofitului.
  • Ciclul de viață al mușchiului urmează modelul alternanței generațiilor în care gametofiții formează gametofori masculi și feminini, care se fertilizează pentru a forma sporofitul; sporii sunt eliberați din sporofit pentru a produce noi gametofiți.
  • Țesutul concentric din jurul gurii capsulei este format din unități triunghiulare, care se potrivesc bine, care se deschid și se apropie de spori de eliberare, iar peristomul crește răspândirea sporilor după ce vârful capsulei cade la dispersare.

Termeni cheie

  • peristom: unul sau două inele de apendice asemănătoare dinților care înconjoară deschiderea capsulei multor mușchi care ajută la răspândirea sporilor
  • rizoid: o structură asemănătoare rădăcinilor care acționează ca suport și ancorează planta pe substratul ei
  • a stabilit: tulpina unui sporangiu de mușchi sau, ocazional, într-o hepatică

Mușchi

Au fost catalogate peste 10.000 de specii de mușchi. Habitatele lor variază de la tundră, unde sunt vegetația principală, până la subpădurea pădurilor tropicale. În tundră, rizoizii superficiali ai mușchilor le permit să se fixeze pe un substrat fără a pătrunde în solul înghețat. Mușchii încetinesc eroziunea, depozitează umiditatea și substanțele nutritive ale solului și oferă adăpost pentru animalele mici, precum și hrană pentru erbivorele mai mari, cum ar fi boul mosc. Mușchii sunt foarte sensibili la poluarea aerului și sunt folosiți pentru a monitoriza calitatea aerului. De asemenea, sunt sensibili la sărurile de cupru. Astfel de săruri sunt un ingredient comun al compușilor comercializați pentru a elimina mușchii de pe peluze.

Mușchii formează gametofite diminutive, care sunt faza dominantă a ciclului de viață. Structurile verzi, plate, asemănătoare frunzelor adevărate, dar lipsite de țesut vascular, sunt atașate într-o spirală de o tulpină sau de un set central. Plantele absorb apa și substanțele nutritive direct prin aceste structuri asemănătoare frunzelor. Seta (plural, sete) conține celule tubulare care transferă substanțele nutritive de la baza sporofitului (piciorul) în sporangiu. Unii mușchi au ramuri mici. Unele trăsături primitive ale algelor verzi, cum ar fi sperma flagelată, sunt încă prezente în mușchii care sunt dependenți de apă pentru reproducere. Alte caracteristici ale mușchilor sunt adaptările la uscat. De exemplu, stomatele sunt prezente pe tulpinile sporofitului și un sistem vascular primitiv trece pe tulpina sporofitului. În plus, mușchii sunt ancorați pe substrat, fie că este vorba de sol, piatră sau țiglă de acoperiș, prin rizoizi multicelulari. Aceste structuri sunt precursori ai rădăcinilor. Ele provin de la baza gametofitului, dar nu sunt calea principală pentru absorbția apei și a mineralelor. Lipsa unui adevărat sistem de rădăcină explică de ce este atât de ușor să smulgi covorele de mușchi de pe un trunchi de copac.

Setae: Această fotografie prezintă tulpinile lungi și subțiri, numite sete, conectate la capsulele mușchiului Thamnobryum alopecurum.

Ciclul de viață al mușchiului urmează modelul alternanței generațiilor. Cea mai cunoscută structură este gametofitul haploid, care germinează dintr-un spor haploid și formează mai întâi un protonem: de obicei, un încurcătură de filamente unicelulare care îmbrățișează solul. Celulele asemănătoare unui meristem apical se divid în mod activ și dau naștere unui gametofor, format dintr-o tulpină fotosintetică și structuri asemănătoare frunzelor. Rizoizii se formează la baza gametoforului. Gametangia ambelor sexe se dezvoltă pe gametofori separați. Organul masculin (antheridium) produce mulți spermatozoizi, în timp ce archegoniul (organul feminin) formează un singur ou. La fecundare, sperma înoată în jos pe gât până la aerisire și se unește cu ovulul în interiorul archegoniului. Zigotul, protejat de archegoniu, se împarte și crește într-un sporofit, încă atașat de piciorul său la gametofit.

Ciclul de viață al mușchilor: Alternanța ciclului de generații începe atunci când gametofitul germinează dintr-un spor haploid și formează un protonem. Celulele apicale de tip meristem se divid și dau naștere gametoforilor. Arhegoniul (organul feminin) și antheridium (organul masculin) se dezvoltă pe gametofori separați. După fertilizare, zigotul se împarte și crește într-un sporofit, care rămâne atașat de gametofit. Sporii eliberați din sporofit germinează și produc gametofiți; procesul începe din nou.

O structură numită peristom crește răspândirea sporilor după ce tipul de capsulă cade la dispersare. Țesutul concentric din jurul gurii capsulei este format din unități triunghiulare, strânse, cam asemănătoare „dinților”; acestea se deschid și se închid în funcție de nivelurile de umiditate, eliberând periodic spori.