Briophyta splošne značilnosti, filogenija, klasifikacija, reprodukcija



The briofiti ali briofiti, znani tudi kot mahovi, so majhne ne vaskularne rastline, ki rastejo v vlažnih okoljih in na različnih površinah, kot so skale, tla, debla, med drugim. Znanih je okoli 24.000 vrst, ki zaradi svoje zmožnosti prenašati široke temperaturne razpone razporejene v arktičnih, tropskih in celo v puščavskih puščavah..

Zgodovinsko gledano je bila ta skupina razvrščena v tri glavne skupine: jetrne, antocerotne in mahove. Trenutno se ta klasifikacija šteje za parafiletično, saj so antoceroti bolj povezani z vaskularnimi rastlinami kot z ostalimi mahunami..

Briofiti, tako kot rastline, vsebujejo vrsto pigmentov, kot so klorofil, karoteni in ksantofili. Njegov življenjski cikel vključuje proces izmeničnih generacij, imenovanih gametofit in sporofit.

Vsaka generacija se razlikuje od druge glede na število kromosomov, obliko in funkcijo. Imajo tudi aseksualno razmnoževanje s procesom brstenja in fragmentacije.

Zaradi svoje občutljivosti so briofiti koristni na varstvenih območjih, saj delujejo kot okoljski kazalnik onesnaženosti zraka.

Večkrat se zaradi svoje morfološke podobnosti nekatere alge ali lišaji napačno imenujejo "mahi". Na enak način se izraz "mah" in "briofit" v literaturi uporabljata zelo ohlapno. Strogo gledano, so mahovi ali mahovnice grob, ki ne vključuje jeter in antioceratov..

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti
  • 2 Habitat
  • 3 Filogenija
    • 3.1 Zgodovinska perspektiva
    • 3.2 Trenutna filogenija
  • 4 Razvrstitev
    • 4.1 Jetra
    • 4.2
    • 4.3 Mahi
  • 5 Razmnoževanje
    • 5.1 Protonema
    • 5.2 Gametofit
    • 5.3 Sporofit
  • 6 Reference

Splošne značilnosti

Botaniki delijo svoje študijske organizme na dve veliki skupini kopenskih rastlin: briofiti ali ne vaskularne rastline ter traheofiti ali vaskularne rastline.

Bryophytes so značilne majhne velikosti in rastejo v visoko zapakiranih strukturah, ki spominjajo na blazino ali blazino. Najdemo jih na različnih vrstah kamnin in debel v tleh in kot epifiti na drevesih gozdov.

Vsi briofiti so ekološko obstojni in faza, ki izvaja fotosintetske procese, je gametofit, ki je haploid. Faza sporofita je diploidna in raste kot steblo brez vej in končni sporangij. Zanj je značilen efemerni obstoj in življenje, zasidrana za gametofit zaradi prehranskih razlogov.

Morfološko so njene strukture podobne strukturam vaskularne rastline. V gametofitu se lahko razlikujejo rizoidi in majhni akutni "listi". Vendar se od njih razlikujejo po določenih značilnostih.

Čeprav mahnitam primanjkuje pravega žilnega tkiva, ki je odgovorno za transport sladkorjev in drugih hranil, imajo homologne strukture, imenovane hidroide. Te rastline nikoli ne tvorijo ksilema, ožičenega prevodnega tkiva, ki je odgovorno za transport soli in vode v vaskularnih rastlinah.

Habitat

Briofiti imajo relativno široko okoljsko toleranco. Lahko živijo in uspevajo v toplih in zmernih okoljih, mokrih ali senčnih. Najdete jih lahko tudi v ciénegasu.

Posebna vrsta je rod Sphagnum ali šotni mah, ki pokriva 1% površine celotnega sveta. Med njegovimi posebnostmi je ohranjanje ogromnih količin vode, od 20 do 30-krat večja od njegove teže.

Filogenija

Filogenija, ki obsega rastline s stomami, je razdeljena na dve veliki veji, ena vodi do rastlin začetnih stebel - anterofiti - druga pot pa vodi do rastlin z visoko učinkovitimi prevodnimi sistemi.

Ta zadnja skupina je znana kot "hemitrakeofitas" in vključuje mahove ali mahove, z osnovnim prevodnim sistemom in traheofiti, ki vključuje vaskularne rastline, ki imajo prave vodne žile..

Ker se je filogenija mahov z leti spreminjala, bomo opisali časovno shemo:

Zgodovinska perspektiva

Tri znane rodove briofitov so jetrne, antocerotne in mahove. Odnos med njimi ostaja neznan že vrsto let in je bil eno najpomembnejših vprašanj v evolucijski biologiji rastlin.

Mnoge hipoteze, ki so se pojavile, so vključevale različne ureditve drevesa, ki običajno menijo, da so briofiti ocena treh zgoraj omenjenih monofiletičnih rodov..

Nekateri avtorji so predlagali, da so jetrni pasovi sestrska skupina drugih embriofitov, drugi pa so predlagali antocite kot sestrsko skupino..

V preteklosti so se mahunje obravnavale kot ena vrsta, ki je bila v vmesnem položaju med algami in vaskularnimi rastlinami.

Trenutne filogenije

Molekularna biologija in obstoj močnih računalniških programov sta revolucionirala rekonstrukcijo filogenij, kar je omogočilo analizo velike količine podatkov. Tako lahko podpiramo filogenije, pridobljene z uporabo morfoloških znakov.

Trenutno so bili doseženi različni sklepi. Zdaj je sprejeto, da tri omenjene skupine briofitov obsegajo tri evolucijsko ločene linije.

Z uporabo strukturnih značilnosti genoma in podatkov o sekvenci je bilo ugotovljeno, da so antoceroti najbližje glede na traheofite..

Razvrstitev

Vrste bryophyte so razvrščene v tri file: Marchantiophyta (jetrne bele), Bryophyta (mah) in Anthocerotophyta (anthocerotes). Kot je razloženo, ne tvorijo monofiletične skupine - skupine, ki vsebuje najnovejšega skupnega prednika in vseh njegovih potomcev - tako predstavljajo stopnjo v evoluciji embriofitov..

Med tremi skupinami najdemo največjo raznovrstnost mahov, saj je doslej prepoznanih več kot 15.000 vrst.

Jetra

Liverworti običajno živijo v tropskih predelih Amerike. Njena velikost je majhna, čeprav lahko nekatere vrste dosežejo 30 cm. Protonema je globusna, gametofit je preprosta steljka ali z zračnimi komorami.

"Listi" so razporejeni v tri kolone in razdeljeni na več kot dva režnja, brez srednje vene. Nimajo puči in imajo posebne organele, imenovane oleasos.

Antocerotes

Za njih je značilen globinski protonem, oblika gametofita je preprosta steljka. Predstavljajo plastid in pirinoiodes.

Mahi

Mahi so svetovljanska skupina, ki je razdeljena na tri vrste: bryales, sphagnales in andraeales. Protonema je filamentna in razporeditev "listov" je spiralna in s prisotnostjo srednje vene. Ne predstavlja posebnih organelov.

Za razliko od prejšnjih skupin je rhizoid rjav in je sestavljen iz več celic. Očnice so prisotne v kapsuli sporofita, ki je kompleksna z operkulumom, tekom in vratom.

Razmnoževanje

Briofiti imajo življenjski cikel, ki vključuje dve generaciji: gametofit in sporofit. Prva celica gametofita je spora, ki se pri kalitvi preoblikuje v nitasto, laminarno, globusno strukturo, med drugim imenovano protonema.

Protonema

Protonema je pritrjena na tla z dodatki, ki nimajo klorofila, imenovanega rhizoidi. Iz protonema izvira izbruh, ki izvira iz kompleksnega gametofita.

Ta struktura je haploidna faza življenjskega cikla in je značilna po majhni, sploščeni ali foliatni steljki. V nekaterih primerih se morfološko spominja nitaste alge.

V prvem primeru je steljka lisasti trak, ki se razcepi na dva dela in uporablja rizoide za sidranje v podlago. V nasprotju s tem, če je steljka foliose, je struktura sestavljena iz osi, ki je podobna steblu in se iz nje rodijo listi. Kot pri sploščeni steljki so folije fiksirane na substrat s pomočjo rhizoidov.

Čeprav obstajajo strukture, ki so podobne steblom, listom in koreninam vaskularnih rastlin, v briofitih ni nobenih posod in ti organi so enostavnejši.

Druga razlika je povezana s kromosomsko zadostitvijo, gametofit je haploid, v rastlinah pa so listi, korenine in drugi diploidni.

Gametofit

Gametofit proizvaja strukture aseksualno, čeprav ima tudi spolne organe. Seksualno razmnoževanje poteka s popki ali delci steljke. Če se te strukture nahajajo v regijah z ugodnimi okoljskimi pogoji, bodo lahko razvile protonem in nov gametofit..

Na enak način so spolni organi znani kot arhegonija (ženski organ v obliki steklenice) in antheridija (globusni moški organi) in se lahko nahajajo različno.

V taloidnih gametofitih se spolni organi nahajajo znotraj rastline. Nekateri mahovi so lahko enodomni, drugi pa so lahko dvodomni.

Moški spolni organi proizvajajo celični tip z dvema zastavicama, imenovanima anterozoidi. Prisotnost vode je bistvenega pomena za oploditev, saj lahko sperma uporablja svoje žabe za plavanje na kratkih razdaljah. Tako pride do spolne reprodukcije.

Sporofit

Ko se oosphere razvije, celice, ki se nahajajo v vratu arhegonija, izginejo in njena vsebina se sprosti z razpoko na vrhu. Anterozoidi se izločijo in samo eden od njih lahko odpre pokrov oosphere. Na tej točki nastane prva diploidna struktura: sporofit.

Sporofit se razvije z delitvijo celic, dokler se ne oblikuje stopalo in druge celice tvorijo organe sporofita. Celice trebuha arhegonija dajejo izvor strukturi, imenovani kaliptra.

V primerjavi z gametofitom je sporofit kratkotrajen in struktura ni tako zanimiva in privlačna kot gametofit.

Že opisani življenjski cikel je v treh skupinah briofitov precej podoben, z izjemo, da se nekatere strukture razlikujejo po svoji morfologiji in razporeditvi..

Reference

  1. Crandall-Stotler, B. (2018). Briofiti. Oddelek za rastlinsko biologijo, Univerza Južni Illinois, Carbondale. Vzpostavljeno iz: http://bryophytes.plant.siu.edu/bryojustified.html
  2. Curtis, H., in Barnes, N.S. (1994). Vabilo na biologijo. Macmillan.
  3. Delgadillo, C. (1990). Bryophytes priročnik. Unam.
  4. Med, H. J. (1979). Življenjske strategije mahovnic: predhodni pregled. Lindbergia, 2-18.
  5. Mishler, B.D., & Churchill, S.P. (1984). Kladistični pristop k filogeniji "briofitov". Brittonia, 36(4), 406-424.
  6. Nickrent, D.L., Parkinson, C.L., Palmer, J.D., & Duff, R.J. (2000). Multigenska filogenija kopenskih rastlin s posebnim poudarkom na mahovitostih in najstarejših kopenskih rastlinah. Molekularna biologija in evolucija, 17(12), 1885-1895.
  7. Qiu, Y.L., Li, L., Wang, B., Chen, Z., Knoop, V., Groth-Malonek, M., ... & Estabrook, G.F. (2006). Najgloblja razhajanja v kopenskih rastlinah izhajajo iz filogenomskih dokazov. Zbornik Nacionalne akademije znanosti, 103(42), 15511-15516.