СПЕРМАТОФИТИ ИЛИ ФАНЕРОГАМИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, КЛАСИФИКАЦИЈА, ЕВОЛУЦИЈА - БИОЛОГИЈА - 2025

У есперматофитас или цветница, такође познат као "семена биљке" су велики монопхилетиц род биљака припадају групи лигнофитас (дрвенастих биљака) и који су класификовани обе Магнолиопхита (цветница) као гимносперми ( четинари и слично).

Сперматофити чине засебну групу од лигнофита захваљујући дељеном развоју семена, који је у уџбеницима описан као "еволуциона новост" за групу.

Фотографија стабла јабуке, биљке сперматофита (Извор: В. цартер / ЦЦ0, виа Викимедиа Цоммонс)

Реч "сперматофит" дословно значи "биљке са семенкама", јер долази од грчке речи "сперма", што значи семе, и "фитон", што значи биљка.

Сперматофити су један од најважнијих организама на земљи, јер су и ангиосперми и гимносперми две изузетно богате групе неопходне за функционисање практично свих копнених екосистема.

Ако брзо размислите, биљке са семенкама су већини људи најпознатија група, и то не само са нутриционистичке перспективе (јер се уља, скроб и протеини добијају из семенки многих биљака), већ и са пејзажног становишта.

Сперматофити су џиновска црвена шума Калифорније, велика и лисната стабла амазонске прашуме, љиљани и руже, пиринач, зоб, кукуруз, пшеница и јечам, међу хиљадама других.

Карактеристике сперматофита

- Главна карактеристика сперматофита или фанерогама је производња семена после опрашивања, односно као производа који је резултат фузије две полне ћелије.

- То су фотосинтетски организми, односно хлоропласти који садрже хлорофил, тако да могу претворити светлосну енергију из сунчевих зрака у употребљиву хемијску енергију.

- Тело овог поврћа је подељено на корен, стабљику и лишће.

- Неки сперматофити, ангиосперми, стварају цветове и из ових цветова потичу плодови, који су они који садрже семенке.

- Гимносперми не дају цвеће, али имају специјализоване структуре за подршку семену.

- Већина сперматофита има добро развијено васкуларно ткиво, састављено од ксилемског ткива и трахеида.

- Распрострањене су по биосфери, па заузимају стотине различитих станишта.

- Могу имати ткива са секундарним растом или не.

Станиште

Цвјетнице (ангиосперми) расту у готово било којем насељеном подручју на земљи (осим црногоричних шума) и могу чак доминирати неким воденим екосуставима. Стога су у стању да насељавају:

- Пустиње

- Равнине

- Серраниас

- Океани, мора и реке

Слично томе, гимноспермс, друге биљке са семенкама, такође имају велику пластичност у односу на станиште које могу да заузимају, мада су више ограничене на копнена и неводна окружења.

Класификација и таксономија

Сјеменке припадају одјелу Сперматопхита. У овом одељењу су груписане папрати са семенкама „Птеридоспермс“, Гимноспермс и Ангиоспермс.

Сјеменске папрати су група која се састоји углавном од фосилних биљака, па се сперматофити често сматрају гимносперми и ангиосперми.

Гимноспермс

Конус бора, гимносперма (Извор: Сридхар Рао / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0) виа Викимедиа Цоммонс)

Реч "гимносперм" значи "биљке са голим семенима" (гимнос, што значи "голо" и сперма, што значи "семе").

У зависности од студије која се анализира, ова група биљака је "неприродна" група, пошто су њени припадници парафилног порекла, што значи да немају све исте заједничке претке; или је монофилетна група, брат ангиосперма.

- Чланови групе се сусрећу у овом одељењу, јер имају заједничку карактеристику (апоморфију) нерадања цвећа.

- Поред тога, ове биљке имају структуре познате под називом "чешери", неке женке и један мужјак.

- Семе се након оплодње не инкапсулира у зид плода.

- Има ваљано лишће, игличасте и обилује восковима.

Гимносперми су подељени у следеће родове:

- Цицадопхита , рода се сматра најосновнијим

- Гинкгопхита

- Цониферопхита , четинара

- Гнетопхита или Гнеталес, понекад сврстани у групу четињача

Ангиоспермс

Цветови Тетрадениа рипариа, ангиосперм. Цонрадо / ЦЦ БИ (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би/3.0)

Цвјетајуће биљке су, напротив, доказана монофилетна група, која се сматра сестринском групом теретана. Они су далеко најбројнија, најразноврснија и најуспешнија група биљака од свих, која обухвата више од 95% свих биљних врста које су данас живе.

Они су такође једно од најважнијих постројења за светски економски систем, јер се не користе само за производњу хране, већ и за вађење разних врста сировина.

- Сви ангиосперми имају цветове, обично двосполне (оба пола у истом цвету).

- Њено семе је инкапсулирано у јајник, који се развија у плод.

- Они генерално показују двоструку оплодњу.

Ангиосперми чине изузетно обилну и разнолику групу, чија је класификација предмет проучавања многих стручњака на том пољу, тако да постоје неке разлике између једне и друге класификације. Међутим, међу најприхваћенијима је та што у ову групу спадају клапе:

- Амбореллалес

или Нимпхаеалес

- Аустробаилеиалес

- Магнолиди

или Лауралес

или Магнолиалес

или Цанеллалес

о Пипералес

о Монокотиледони

• Петросавиалс
• Ацоралес
• Алисматалес
• Аспарагалес
• Диосцореалес
• Лилиалес
• Панданалес

или Цоммелинидос

• Арецалес
• Цоммелиналес
• Зингибералес
• Поалес

или еудикотиледони

• Букалес
• Троцходендралес
• Ранунцулалес
• Протеалс
• Берберидопсидалес
• Диллениалс
• Гуннералес
• Цариопхиллалес
• Санталалес
• Сакифрагалес
• Росидес
• Витал
• Цроссосоматалес
• Гераниалес
• Мирталес
• Зигопхиллалес
• Целастралес
• Цуцурбиталс
• Фабалес
• Фагалес
• Малпигхиалес
• Окалидал
• Росалес
• Воћњаци
• Грудњаци
• Малвалес
• Сапиндалес
• Астериди
• Цорналес
• Ерицалес
• Гарриалес
• Гентианалес
• Ламиалес
• Соланалес
• Апиалес
• Акуифолиалес
• Астералес
• Дипсацалес

Животни циклус и репродукција

Животни циклус сперматофита познат је под називом "споре", где спорофити предњаче и стварају семенке, а гаметофит се, за разлику од других група биљака, смањује унутар овуле или полена зрна.

Промена генерација

Из овога се подразумева да све биљке са семенкама имају наизменичну генерацију, једна гаметофитска и друга спорофитична, али се гаметофит развија тек када биљке достигну старосну или репродуктивну фазу.

Спорофити су они који носе специјализоване структуре у којима се производе женски и мушки гаметофити. Микроспорангије стварају зрно полена (мушки), а мегаспорангије производе мегаспоре или овуле (женке).

У неким случајевима и мегаспорангијум и микроспорангијум налазимо у различитим појединцима или структурама (Гимноспермс), али генерално су код већине биљака обе структуре исте структуре познате као цвет (Ангиоспермс).

Цвеце

Цвет је специјализована структура за размножавање и настаје из стабљике као "продужетак" тела биљке.

Мегаспорангијум садржан у цвећу има „посуду“ (јајник) која функционише у пријему полена зрна, које производи микроспорангијум (из истог цвета или из различитих цветова).

Оваволе унутар јајника имају све потребне храњиве састојке за подршку развоја ембриона, семена и плода, процеса који се дешава након опрашивања и оплодње овула полена зрном.

Тако произведено семе може се распршити на различите начине и када клијају, формирају нови спорофит који може поновити животни циклус.

Примери врста сперматофита

Сперматофити су изузетно разнолике биљке, са врло различитим животним циклусима, облицима, величинама и начинима живота.

У ову групу припадају све цветоће биљке које познајемо, практично све биљке које конзумирамо за храну и велика и величанствена стабла која чине шуме и џунгле које подржавају живот животиња.

- Јабука, типична за јесењу сезону у многим сезонским земљама, припада врсти Малус доместица , део је поделе Магнолиопхита и реда Росалес.

- Пинус муго је врста грмоликог бора који расте у Алпама и из кога се издвајају једињења са експекторансима, антиастматичним и дезинфекцијским својствима.

- Хлеб који човек свакодневно конзумира прави се од брашна произведене из семенки пшенице, врсте ангиосперма која припада роду Тритицум и која се зове Тритицум аестивум .

Еволуција сперматофита

Еволуција семенских биљака је уско повезана са еволуцијом две структуре: семена и полена.

- Еволуција семенки

Еволуција семена је процес који се одвијао у неколико корака, али тачан редослед њих није познат, а можда се десило да се два или више догадају истовремено. Затим су представљени „кораци“ еволуције семенки као што неки аутори предлажу:

1-Хетероспориа

Израз се односи на формирање две врсте хаплоидних спора (са половином хромосомског оптерећења биљке која им је дала порекло) унутар два различита спорангија

- Мегаспоре: велике и мале у броју, произведене мејозом у структури познатој као мегаспорангиум. Сваки мегаспоре развија се у женском гаметофиту, у коме се налази архегонија.

- Микроспоре: мејотички производи микроспорангија. Микроспоре потичу од мушког гаметофита, у коме су пронађене антхеридије.

Сматра се једним од битних „корака“ током еволуције сперматофита, јер се стање предака састојало од хомоспоријума, односно производње само једне врсте спора (једнаких спора).

2-Ендоспориа

Поред формирања две различите врсте спора, сперматофити су развили још једно стање познато као ендоспориа, које се састоји од потпуног развоја женског гаметофита унутар оригиналног зида спора.

Стање предака познато је као "егзоспорија" и има везе са клијањем спора и његовим растом као спољашњим гаметофитом.

3 - смањење броја мегаспора

Саднице се одликују производњом једног мегаспора, што је карактеристика за коју се сматра да се развијала на два начина.

У почетку су морале стећи способност да смање број мејозних ћелија у мегаспорангијуму на само једну; Важно је напоменути да је свака од ових ћелија позната као матична ћелија мегаспороцита или мегаспора.

После мејозе, један диплоидни мегаспороцит ствара 4 хаплоидне мегаспоре. Три од ових мегаспора „абортирају“, остављајући јединствен функционални мегаспоре, који се повећава у величини, што је повезано са повећањем величине и нутритивних ресурса у мегаспорангијуму.

4-Задржавање мегаспора

Један од услова или карактеристика предака сперматофита је да се мегаспора ослобађа из мегаспорангијума, нешто што се променило у овој групи, пошто се у тим биљкама мегаспоре, једном произведене, задржавају у мегаспорангијуму.

Ово ново еволуцијско „стицање“ праћено је, заузврат, смањењем дебљине ћелијског зида мегаспоре.

5-еволуција интегритета

Многи аутори сматрају да је ово један од последњих догађаја који су се догодили током еволуције семенских биљака. То је "прекривање" мегаспорангија посебним ткивом званим интегритет, које га окружује готово у потпуности, с изразом удаљеног краја.

Интегритет расте из основе мегаспорангија, што се у многим текстовима може назвати нуцела.

Записи о фосилима показују да се интегритет прво развио као два одвојена режња, међутим све семенке које данас постоје имају интегритет који се састоји од непрекидног покривача који окружује нуклеус, осим микропилема, који је екстремни дистално.

Микропил је место уласка за полена зрна или цев полена током оплодње мегаспоре, тако да активно учествује у овом процесу.

- Еволуција полена зрна

Еволуцију семена директно је пратила еволуција полена зрна, али шта је полена зрна?

Зрно полена је незрели мушки ендоспорни гаметофит. Ендоспоријум у тим структурама развио се на сличан начин као што се догодило у семенкама, пошто је укључивао развој мушког гаметофита унутар зидова спора.

Они су незрели јер када се пусти још нису у потпуности диференцирани.

За разлику од других врста биљака, и као што је горе речено, зрно полена се веома разликује од мегаспора. То су изузетно мали мушки гаметофити који се састоје од неколико ћелија.

Када се ослободе из микроспорангија, зрно полена мора да се транспортује у микропиле овуле да би дошло до оплодње. Карактеристика опрашивања је била анемофилна (опрашивање ветром).

Једном у контакту са јајником, мушки гаметофит завршава свој развој дељењем митозом и диференцијацијом. Из тога расте езоспорна полена цев (ван спора) која делује као орган за апсорпцију хранљивих материја око спорофитичког ткива.

Полена цев

Све семенске биљке које данас постоје имају мушке гаметофите способне да формирају полена цев убрзо након контакта са ткивом мегаспоре (нуцела). Формирање полена цеви познато је под називом сифоногамија.

Поред тога што функционише као орган за апсорпцију хране, полена цев функционише и у достављању сперматозоида до „јајета“ јајне ћелије.

Референце

1. Мерриам-Вебстер. (нд). Сперматопхите. У Мерриам-Вебстер.цом речнику. Преузето 7. априла 2020. са мерриам-вебстер.цом
2. Наборс, МВ (2004). Увод у ботанику (бр. 580 Н117и). Пеарсон.
3. Симпсон, МГ (2019). Систематика биљака. Академска штампа.
4. Равен, ПХ, Еверт, РФ и Еицххорн, СЕ (2005). Биологија биљака. Мацмиллан.
5. Вестоби, М., и Рице, Б. (1982). Еволуција семенских биљака и инклузивна кондиција биљног ткива. Еволуција, 36 (4), 713-724.