Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Сосудистые растения
Временной диапазон: Силур – настоящее время, 425–0 млн лет.[1] [2]
Athyrium filix-femina.jpg
Научная классификация е
Королевство:Plantae
Клэйд :Эмбриофиты
Клэйд :Полиспорангиофиты
Клэйд :Tracheophytes
Sinnott, 1935 [3] экс Cavalier-Smith , 1998 [4]
Подразделения
† Вымершие

Сосудистые растения (от латинского сосуда малых размеров : протоки), также известные как Tracheophyta (в сосудистых растениях / т г ə K я ə ф aɪ т ы / , от греческого trācheia ), образует большую группу растений ( . С 300,000 приняло известные виды ) [5] , которые определяются как наземные растения, которые имеют одревесневшие ткани ( ксилему ) для проведения воды и минералов по всему растению. У них также есть специализированная нелегнифицированная ткань (флоэма ) проводить продукты фотосинтеза . Сосудистые растения включают косолапость , хвощ , папоротники , голосеменные (включая хвойные ) и покрытосеменные ( цветковые растения ). Научные названия этой группы включают Tracheophyta, [6] [4] : 251 Tracheobionta [7] и Equisetopsida sensu lato . Некоторые ранние наземные растения ( риниофиты ) имели менее развитую сосудистую ткань; термин эвтрахеофит использовался для всех других сосудистых растений.

Характеристики [ править ]

Ботаники определяют сосудистые растения по трем основным характеристикам:

  1. Сосудистые растения имеют сосудистые ткани, которые распределяют ресурсы по растению. У растений встречаются два типа сосудистой ткани: ксилема и флоэма . Флоэма и ксилема тесно связаны друг с другом и обычно расположены в растении непосредственно рядом друг с другом. Комбинация одной ксилемы и одной нити флоэмы, прилегающих друг к другу, известна как сосудистый пучок . [8] эволюция сосудистой ткани у растений позволило им развиваться до больших размеров , чем не-сосудистых растений , у которых нет этих специализированных проводящих тканей и , таким образом , ограничивается относительно небольших размеров.
  2. У сосудистых растений основной фазой генерации является спорофит , который продуцирует споры и является диплоидом (имеет два набора хромосом на клетку). (Напротив, основная фаза генерации у несосудистых растений - это гаметофит , который производит гаметы и является гаплоидом - с одним набором хромосом на клетку.)
  3. Сосудистые растения имеют настоящие корни, листья и стебли, даже если некоторые группы вторично утратили один или несколько из этих признаков.

Кавальер-Смит (1998) рассматривал Tracheophyta как тип или ботаническое подразделение, охватывающее две из этих характеристик, определяемых латинским выражением «facies diploida xylem et phloem Instructa» (диплоидная фаза с ксилемой и флоэмой). [4] : 251

Одним из возможных механизмов предполагаемой эволюции от акцента на генерации гаплоидов к акцентированию на генерации диплоидов является большая эффективность распространения спор с более сложными диплоидными структурами. Разработка стебля споры позволила производить больше спор и развивать способность выпускать их выше и распространять дальше. Такие разработки могут включать большее количество фотосинтетических участков для спороносной структуры, способность расти независимыми корнями, древесную структуру для поддержки и большее количество ветвлений. [ необходима цитата ]

Филогения [ править ]

Предлагаемая филогения сосудистых растений после Kenrick and Crane 1997 [9] выглядит следующим образом, с модификацией голосеменных растений Christenhusz et al. (2011a), [10] Pteridophyta от Smith et al. [11], а также ликофиты и папоротники Christenhusz et al. (2011b) [12] Кладограмма отличает риниофиты от «настоящих» трахеофитов, эвтрахеофитов. [9]

Полиспорангиаты
 
Трахеофиты
Эвтрахеофиты
Euphyllophytina
Лигнофиты
Сперматофиты
 

Pteridospermatophyta  † (семенные папоротники)

 
 

Cycadophyta (саговники)

 
 

Pinophyta (хвойные)

 
 

Ginkgophyta (гинкго)

 
 

Гнетофита

 
 

Magnoliophyta (цветковые растения)

 
 
 

Прогимноспермофития  †

 
 
Pteridophyta
 
 

Pteridopsida (настоящие папоротники)

 
 

Мараттиопсида

 
 

Equisetopsida (хвощи)

 
 

Псилотопсида (папоротники и гадюки)

 
 

Кладоксилопсида  †

 
 
 
 
Ликофитина
 

Lycopodiophyta

 
 

Zosterophyllophyta  †

 
 
 
 

Rhyniophyta  †

 
 
 
 

Аглаофитон  †

 
 

Хорнеофитопсида  †

 
 
Голосеменные

Эта филогения подтверждается несколькими молекулярными исследованиями. [11] [13] [14] Другие исследователи утверждают, что учет окаменелостей приводит к другим выводам, например, что папоротники (Pteridophyta) не являются монофилетическими. [15]

Распределение питательных веществ [ править ]

На фотографиях показаны элементы ксилемы в побеге фигового дерева ( Ficus alba ): раздавленном в соляной кислоте между предметными стеклами и покровными стеклами.

Вода и питательные вещества в виде неорганических растворенных веществ забираются из почвы корнями и переносятся по растению с помощью ксилемы . Органические соединения, такие как сахароза, образующаяся в результате фотосинтеза в листьях, распределяются элементами трубки сита флоэмы .

Ксилема состоит из сосудов у цветущих растений и трахеид у других сосудистых растений, которые представляют собой мертвые полые клетки с твердыми стенками, образующие ряды трубок, которые используются для транспортировки воды. Стенка трахеидных клеток обычно содержит полимерный лигнин . Флоэма, однако, состоит из живых клеток, называемых элементами ситовидных трубок . Между элементами ситовой трубки расположены ситовые пластины, которые имеют поры, позволяющие молекулам проходить через них. У членов ситовидных трубок отсутствуют такие органы, как ядра или рибосомы , но соседние с ними клетки , клетки-компаньоны , функционируют, чтобы поддерживать жизнь членов ситовых трубок.

Транспирация [ править ]

Самым распространенным соединением во всех растениях, как и во всех клеточных организмах, является вода , которая играет важную структурную роль и жизненно важную роль в метаболизме растений. Транспирация - это основной процесс движения воды в тканях растений. Вода постоянно поступает от растения через устьица в атмосферу и заменяется почвенной водой, поглощаемой корнями. Движение воды из устьиц листа создает транспирационную тягу или напряжение в водяном столбе в сосудах ксилемы или трахеидах. Тяга - это результат поверхностного натяжения воды внутри клеточных стенок клеток мезофилла, с поверхностей которых происходит испарение, когда устьица открыты. Водородные связисуществуют между молекулами воды , заставляя их выстраиваться в линию; по мере того, как молекулы наверху растения испаряются, каждая вытягивает следующую, чтобы заменить ее, которая, в свою очередь, вытягивает следующую в очереди. Забор воды вверх может быть полностью пассивным, и ему может способствовать движение воды в корни посредством осмоса . Следовательно, транспирация требует очень мало энергии, используемой растением. Транспирация помогает растениям поглощать питательные вещества из почвы в виде растворимых солей .

Поглощение [ править ]

Живые клетки корня пассивно поглощают воду в отсутствие транспирации через осмос, создавая корневое давление. Возможно отсутствие эвапотранспирации и, следовательно, притока воды к побегам и листьям. Обычно это происходит из-за высоких температур, повышенной влажности , темноты или засухи. [ необходима цитата ]

Проведение [ править ]

Ткани ксилемы и флоэмы участвуют в проводящих процессах внутри растений. Сахар распространяется по всему растению во флоэму, воду и другие питательные вещества через ксилему. Проводимость каждого отдельного питательного вещества происходит от источника к раковине. Сахар вырабатывается в листьях (источник) путем фотосинтеза и транспортируется к растущим побегам и корням (раковинам) для использования в процессе роста, клеточного дыхания или хранения. Минералы абсорбируются корнями (источник) и транспортируются к побегам, обеспечивая деление и рост клеток. [16]

См. Также [ править ]

  • Союзники папоротников
  • Мохообразные
  • Несосудистое растение
  • Птеридофит

Ссылки [ править ]

  1. ^ Д. Эдвардс; Фихан, Дж. (1980). «Запись Cooksonia - типа спорангиев с концом Wenlock слоев в Ирландии». Природа . 287 (5777): 41–42. Bibcode : 1980Natur.287 ... 41E . DOI : 10.1038 / 287041a0 . S2CID  7958927 .
  2. ^ Лаура Вегенер Парфри ; Даниэль Дж. Г. Лар; Эндрю Нолл; Лаура Кац (16 августа 2011 г.). «Оценка сроков ранней диверсификации эукариот с помощью мультигенных молекулярных часов» (PDF) . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (33): 13624–9. DOI : 10.1073 / PNAS.1110633108 . ISSN 0027-8424 . PMC 3158185 . PMID 21810989 . Викиданные Q24614721 .     
  3. ^ Sinnott, EW 1935. Ботаника. Принципы и проблемы , 3-е издание. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк.
  4. ^ a b c Кавальер-Смит, Т. (1998), «Пересмотренная система жизни шести царств» (PDF) , Биологические обзоры Кембриджского философского общества , 73 (3): 203–266, doi : 10.1111 / j .1469-185X.1998.tb00030.x , PMID 9809012 , S2CID 6557779   
  5. ^ Christenhusz, MJM и Бинг, JW (2016). «Число известных видов растений в мире и его ежегодный прирост» . Фитотакса . 261 (3): 201–217. DOI : 10.11646 / phytotaxa.261.3.1 .
  6. ^ Аберкромби, Майкл; Хикман, CJ; Джонсон, ML (1966). Биологический словарь . Книги пингвинов.
  7. ^ "Стандартная страница отчета ITIS: Tracheobionta" . Проверено 20 сентября 2013 года .
  8. ^ "Ксилема и Флоэма" . Основы биологии . 26 августа 2020.
  9. ^ a b Кенрик, Пол; Крейн, Питер Р. (1997). Происхождение и ранняя диверсификация наземных растений: кладистическое исследование . Вашингтон, округ Колумбия: Пресса Смитсоновского института. ISBN 1-56098-730-8.
  10. ^ Christenhusz, Maarten JM; Reveal, Джеймс Л .; Фарджон, Альйос; Гарднер, Мартин Ф .; Милл, RR; Чейз, Марк В. (2011). «Новая классификация и линейная последовательность существующих голосеменных растений» (PDF) . Фитотакса . 19 : 55–70. DOI : 10.11646 / phytotaxa.19.1.3 .
  11. ^ a b Смит, Алан Р .; Прайер, Кэтлин М .; Schuettpelz, E .; Korall, P .; Schneider, H .; Вольф, Пол Г. (2006). «Классификация сохранившихся папоротников» (PDF) . Таксон . 55 (3): 705–731. DOI : 10.2307 / 25065646 . JSTOR 25065646 .  
  12. ^ Christenhusz, Maarten JM; Чжан, Сиань-Чун; Шнайдер, Харальд (2011). «Линейная последовательность современных семейств и родов ликофитов и папоротников» (PDF) . Фитотакса . 19 : 7–54. DOI : 10.11646 / phytotaxa.19.1.2 .
  13. ^ Прайер, км; Schneider, H .; Смит, АР; Cranfill, R; Wolf, PG; Хант, JS; Sipes, SD (2001). «Хвощи и папоротники - монофилетическая группа и ближайшие живущие родственники семенных растений». Природа . 409 (6820): 618–22. Bibcode : 2001Natur.409..618S . DOI : 10.1038 / 35054555 . PMID 11214320 . S2CID 4367248 .  
  14. ^ Прайер, км; Schuettpelz, E .; Wolf, PG; Schneider, H .; Смит, АР; Крэнфилл, Р. (2004). «Филогения и эволюция папоротников (монилофитов) с акцентом на ранние лептоспорангиатные дивергенции». Американский журнал ботаники . 91 (10): 1582–1598. DOI : 10,3732 / ajb.91.10.1582 . PMID 21652310 . 
  15. ^ Rothwell, GW & Nixon, KC (2006). «Как включение ископаемых данных меняет наши выводы о филогенетической истории эвфиллофитов?». Международный журнал наук о растениях . 167 (3): 737–749. DOI : 10.1086 / 503298 . S2CID 86172890 . 
  16. ^ В главах 5, 6 и 10 Таиз и Zeiger Plant Physiology 3rd Edition SINAUER 2002

Библиография [ править ]

  • Крафт, Джоэл ; Донохью, Майкл Дж. , Ред. (2004). Сборка Древа Жизни . Издательство Оксфордского университета . ISBN 978-0-19-972960-9.
  • Кантино, Филип Д .; Дойл, Джеймс А .; Грэм, Шон У .; Джадд, Уолтер С .; Olmstead, Ричард Дж .; Солтис, Дуглас Э .; Солтис, Памела С .; Донохью, Майкл Дж. (1 августа 2007 г.). «К филогенетической номенклатуре Tracheophyta». Таксон . 56 (3): 822. DOI : 10,2307 / 25065865 . JSTOR  25065865 .
  • Кенрик, П. (29 июня 2000 г.). «Взаимоотношения сосудистых растений» . Философские труды Королевского общества B: биологические науки . 355 (1398): 847–855. DOI : 10.1098 / rstb.2000.0619 . PMC  1692788 . PMID  10905613 .
  • Прайер, Кэтлин М .; Шнайдер, Харальд; Магаллон, Сусана. Облучение сосудистых растений (PDF) . С. 138–153.в Cracraft & Donoghue (2004)

Внешние ссылки [ править ]

  • «Высшие растения» или «сосудистые растения»?