Cévnatá rostlina - Vascular plant

Cévnaté rostliny
Časová řada: Silurian –Dříve, 425–0 Ma[1][2]
Athyrium filix-femina.jpg
Vědecká klasifikace E
Království:Plantae
Clade:Embryofyty
Clade:Polysporangiofyty
Clade:Tracheofyty
Sinnott, 1935[3] např Cavalier-Smith, 1998[4]
Divize
† Zaniklý

Cévnaté rostliny (z latiny vasculum: duct), také známý jako Tracheophyta (/tr…kiːˈɒFɪtə,-oʊFaɪtə/) (dále jen tracheofyty /trəˈkiːəFaɪts/, z řečtiny tracheia), tvoří velkou skupinu rostlin (C. 300 000 přijatých známých druhů)[5] které jsou definovány jako suchozemské rostliny které mají lignifikovaný papírové kapesníky (dále jen xylem ) pro vedení voda a minerály v celé rostlině. Mají také specializovanou neignifikovanou tkáň ( phloem ) provádět produkty z fotosyntéza. Cévnaté rostliny zahrnují klubovny, přesličky, kapradiny, gymnospermy (počítaje v to jehličnany ) a krytosemenné rostliny (kvetoucí rostliny ). Vědecké názvy skupiny zahrnují Tracheophyta,[6][4]:251 Tracheobionta[7] a Equisetopsida sensu lato. Některé rané suchozemské rostliny ( rhyniofyty ) měl méně vyvinutou vaskulární tkáň; termín eutracheofyt byl použit pro všechny ostatní cévnaté rostliny.

Vlastnosti

Botanici definují cévnaté rostliny třemi hlavními charakteristikami:

  1. Cévnaté rostliny mají cévní tkáně které distribuují zdroje prostřednictvím závodu. V rostlinách se vyskytují dva druhy vaskulární tkáně: xylem a phloem. Floém a xylem jsou vzájemně úzce spojeny a jsou obvykle umístěny bezprostředně vedle sebe v rostlině. Kombinace jednoho xylému a jednoho floemového řetězce sousedícího navzájem je známá jako a cévní svazek.[8] The vývoj vaskulární tkáně v rostlinách jim umožnilo vyvinout se na větší velikosti než nevaskulární rostliny, kterým tyto specializované vodivé tkáně chybí, a jsou tak omezeny na relativně malé velikosti.
  2. U cévnatých rostlin hlavní fáze výroby je sporofyt, který vyrábí výtrusy a je diploidní (má dvě sady chromozomy na buňku). (Naproti tomu hlavní generační fází u nevaskulárních rostlin je gametofyt, který vyrábí gamety a je haploidní - s jednou sadou chromozomů na buňku.)
  3. Cévnaté rostliny mají skutečné kořeny, listy a stonky, i když některé skupiny sekundárně ztratily jeden nebo více těchto znaků.

Cavalier-Smith (1998) zacházel s Tracheophyta jako s kmen nebo botanické dělení zahrnující dvě z těchto charakteristik definovaných latinským výrazem „facies diploida xylem et phloem instructa“ (diploidní fáze s xylemem a floémem).[4]:251

Jedním z možných mechanismů předpokládaného vývoje od důrazu na generování haploidů po důraz na generování diploidů je vyšší účinnost při rozptýlení spór se složitějšími diploidními strukturami. Vypracování stonku spor umožnilo produkci více výtrusů a rozvoj schopnosti je uvolňovat výše a dále je vysílat. Takový vývoj může zahrnovat více fotosyntetické plochy pro strukturu nesoucí spory, schopnost pěstovat nezávislé kořeny, dřevnatou strukturu pro podporu a další větvení.[Citace je zapotřebí ]

Fylogeneze

Navrhovaná fylogeneze cévnatých rostlin po Kenrick a Crane 1997[9] je následující, s úpravou gymnospermů z Christenhuszu et al. (2011a),[10] Pteridophyta od Smitha et al.[11] a lykofyty a kapradiny od Christenhusze et al. (2011b) [12] Cladogram odlišuje rhyniofyty od „pravých“ tracheofytů, eutracheofytů.[9]

Polysporangiáty
 
Tracheofyty
Eutracheofyty
Euphyllophytina
Lignofyty
Spermatofyty
 

Pteridospermatophyta † (semenné kapradiny)

 
 

Cycadophyta (cykasy)

 
 

Pinophyta (jehličnany)

 
 

Ginkgophyta (ginkgo)

 
 

Gnetophyta

 
 

Magnoliophyta (kvetoucí rostliny)

 
 
 

Progymnospermophyta  †

 
 
Pteridophyta
 
 

Pteridopsida (opravdové kapradiny)

 
 

Marattiopsida

 
 

Equisetopsida (přesličky)

 
 

Psilotopsida (šlehací kapradiny a přídavné jazyky)

 
 

Cladoxylopsida  †

 
 
 
 
Lykofytina
 

Lycopodiophyta

 
 

Zosterophyllophyta  †

 
 
 
 

Rhyniophyta  †

 
 
 
 

Aglaophyton  †

 
 

Horneophytopsida  †

 
 

Tuto fylogenezi podporuje několik molekulárních studií.[11][13][14] Jiní vědci tvrdí, že zohlednění fosilií vede k různým závěrům, například že kapradiny (Pteridophyta) nejsou monofyletické.[15]

Distribuce živin

Fotografie zobrazeny xylem prvky při natáčení a obr strom (Ficus alba): rozdrcen kyselina chlorovodíková, mezi snímky a krycí sklíčka.

Voda a živiny ve formě anorganických látek jsou kořeny odtahovány z půdy a transportovány rostlinou xylem. Organické sloučeniny jako např sacharóza produkovaný fotosyntéza v listech jsou distribuovány phloem prvky sítové trubice.

Xylem se skládá z plavidla v kvetoucí rostliny a tracheidy v jiných cévnatých rostlinách, což jsou mrtvé pevně zděné duté buňky uspořádané tak, aby vytvářely soubory trubek, které fungují při transportu vody. Tracheidní buněčná stěna obvykle obsahuje polymer lignin. Floém se však skládá z živých buněk zvaných členy síta. Mezi členy sítové trubice jsou sítové desky, které mají póry umožňující průchod molekul. Členům síta chybí takové orgány jako jádra nebo ribozomy, ale buňky vedle nich, doprovodné buňky, funkce udržující členy sítové trubky naživu.

Transpirace

Nejhojnější sloučenina ve všech rostlinách, stejně jako ve všech buněčných organismech, je voda, který hraje důležitou strukturální roli a zásadní roli v metabolismu rostlin. Transpirace je hlavní proces pohybu vody v rostlinných tkáních. Voda z rostliny neustále proniká průduchy do atmosféry a nahrazena půdní vodou absorbovanou kořeny. Pohyb vody z listových průduchů vytváří transpirační tah nebo napětí ve vodním sloupci v xylemových cévách nebo tracheidách. Tah je výsledkem vody povrchové napětí uvnitř buněčných stěn mezofylových buněk, z jejichž povrchů dochází k odpařování, když jsou průduchy otevřené. Vodíkové vazby existují mezi voda molekuly a přimět je, aby se seřadili; jak se molekuly v horní části rostliny odpařují, každá táhne další nahoru, aby ji nahradila, což zase táhne další v řadě. Odběr vody směrem nahoru může být zcela pasivní a lze mu pomoci pohybem vody do kořenů pomocí osmóza. V důsledku toho transpirace vyžaduje, aby rostlina používala jen velmi málo energie. Transpirace pomáhá rostlině vstřebávat živiny z půdy jako rozpustné soli.

Vstřebávání

Živé kořenové buňky pasivně absorbují vodu při absenci transpirace osmóza vytváření kořenového tlaku. Je možné, že tam nebude žádný evapotranspirace a proto žádný tah vody směrem k výhonkům a listím. To je obvykle způsobeno vysokými teplotami, vysokými vlhkost vzduchu, tma nebo sucho.[Citace je zapotřebí ]

Vedení

Xylem a phloem tkáně se podílejí na procesech vedení v rostlinách. Cukry jsou vedeny po celé rostlině ve floému, vodě a dalších živinách prostřednictvím xylému. Vedení probíhá ze zdroje do jímky pro každou samostatnou živinu. Cukry jsou produkovány v listech (zdroj) fotosyntéza a transportovány do rostoucích výhonků a kořenů (výlevek) pro použití v růstu, buněčné dýchání nebo skladování. Minerály jsou absorbovány v kořenech (zdroj) a transportovány do výhonků, aby umožnily buněčné dělení a růst.[16]

Viz také

Reference

  1. ^ D. Edwards; Feehan, J. (1980). "Záznamy o Cooksonia- typ sporangií z pozdně wenlockských vrstev v Irsku ". Příroda. 287 (5777): 41–42. Bibcode:1980 Natur.287 ... 41E. doi:10.1038 / 287041a0. S2CID  7958927.
  2. ^ Parfrey, Laura Wegener; Lahr, Daniel J. G .; Knoll, Andrew H .; Katz, Laura A. (16. srpna 2011). „Odhad načasování časné eukaryotické diverzifikace pomocí multigenových molekulárních hodin“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 108 (33): 13624–13629. Bibcode:2011PNAS..10813624P. doi:10.1073 / pnas.1110633108. PMC  3158185. PMID  21810989.
  3. ^ Sinnott, E. W. 1935. Botanika. Zásady a problémy, 3D vydání. McGraw-Hill, New York.
  4. ^ A b C Cavalier-Smith, T. (1998), „Revidovaný systém života šesti království“ (PDF), Biologické recenze Cambridge Philosophical Society, 73 (3): 203–266, doi:10.1111 / j.1469-185X.1998.tb00030.x, PMID  9809012, S2CID  6557779
  5. ^ Christenhusz, M. J. M. & Byng, J. W. (2016). „Počet známých druhů rostlin na světě a jeho roční přírůstek“. Phytotaxa. 261 (3): 201–217. doi:10.11646 / fytotaxa.261.3.1.
  6. ^ Abercrombie, Hickman & Johnson. 1966. Slovník biologie. (Knihy tučňáků)
  7. ^ „Stránka standardní zprávy ITIS: Tracheobionta“. Citováno 20. září 2013.
  8. ^ https://basicbiology.net/plants/physiology/xylem-phloem
  9. ^ A b Kenrick, Paul; Crane, Peter R. (1997). Původ a raná diverzifikace suchozemských rostlin: Cladistická studie. Washington, D.C .: Smithsonian Institution Press. ISBN  1-56098-730-8.
  10. ^ Christenhusz, Maarten J. M .; Reveal, James L .; Farjon, Aljos; Gardner, Martin F .; Mill, R.R .; Chase, Mark W. (2011). „Nová klasifikace a lineární sekvence existujících gymnospermů“ (PDF). Phytotaxa. 19: 55–70. doi:10.11646 / fytotaxa.19.1.3.
  11. ^ A b Smith, Alan R .; Pryer, Kathleen M .; Schuettpelz, E .; Korall, P .; Schneider, H .; Vlk, Paul G. (2006). „Klasifikace pro existující kapradiny“ (PDF). Taxon. 55 (3): 705–731. doi:10.2307/25065646. JSTOR  25065646.
  12. ^ Christenhusz, Maarten J. M .; Zhang, Xian-Chun; Schneider, Harald (2011). „Lineární sekvence existujících rodin a rodů lykopytů a kapradin“ (PDF). Phytotaxa. 19: 7–54. doi:10.11646 / fytotaxa.19.1.2.
  13. ^ Pryer, K. M .; Schneider, H .; Smith, AR; Cranfill, R; Wolf, PG; Hunt, JS; Sipes, SD (2001). „Přesličky a kapradiny jsou monofyletická skupina a nejbližší žijící příbuzní semenným rostlinám“. Příroda. 409 (6820): 618–22. Bibcode:2001 Natur.409..618S. doi:10.1038/35054555. PMID  11214320. S2CID  4367248.
  14. ^ Pryer, K. M .; Schuettpelz, E .; Wolf, P. G .; Schneider, H .; Smith, A. R .; Cranfill, R. (2004). „Fylogeneze a vývoj kapradin (monilofytů) se zaměřením na časné divergence leptosporangiate“. American Journal of Botany. 91 (10): 1582–1598. doi:10,3732 / ajb.91.10.1582. PMID  21652310.
  15. ^ Rothwell, G.W. & Nixon, K.C. (2006). „Jak zahrnutí fosilních dat změní naše závěry o fylogenetické historii euphyllofytů?“. International Journal of Plant Sciences. 167 (3): 737–749. doi:10.1086/503298. S2CID  86172890.
  16. ^ Kapitoly 5, 6 a 10 Taiz a Zeiger Fyziologie rostlin 3. vydání SINAUER 2002

Bibliografie

externí odkazy