Gymnospermae adalah tumbuhan berbiji paling kuno di planet kita. Mereka memainkan peran penting dalam pengembangan satwa liar dan terus menempati posisi penting dalam kehidupan Bumi. Terkenal bagi kami cemara, pinus, cemara, thuja, yew atau larch dan velvichia, saga atau ginkgo yang kurang dikenal - semua ini adalah perwakilan dari kelompok yang disebut "Gymnospermae". Kami akan mempertimbangkan struktur dan reproduksinya nanti di artikel.
Asal dan usia
Gymnospermae berusia 350 juta tahun. Mereka muncul di Devonian Atas (Paleozoikum) dan pada awal era Mesozoikum telah mencapai puncaknya. Agaknya, asal usul mereka dikaitkan dengan evolusi spora secara bertahap - pakis. Dibandingkan dengan mereka, spesies tanaman baru sudah memiliki bakal biji dan serbuk sari yang terlibat langsung dalam pembentukan benih. Ada sejumlah keunggulan yang dimiliki gymnospermae:
- reproduksi terjadi tanpapartisipasi air;
- kulit benih dan suplai nutrisi memastikan keamanan bibit.
Untuk alasan ini, setelah waktu yang singkat, tutupan hijau planet ini sebagian besar sudah menjadi gymnospermae, struktur dan reproduksinya berkontribusi pada keberhasilan pengembangan wilayah baru dan ceruk ekologis.
Fitur bangunan
Tanaman yang diberi nama umumnya tumbuh dalam bentuk pohon dan semak, lebih sering - hijau sepanjang tahun, dan jarang - gugur. Terkadang mereka bisa mencapai ukuran besar (sequoia, cedar). Sebagian besar daunnya berbentuk jarum atau tampak seperti sisik. Mereka disebut jarum dan berisi bagian resin.
Kayu membentuk sebagian besar batangnya. Ini berisi sel-sel mati berongga dengan dinding berlubang - trakeid. Kehadiran mereka adalah tanda khusus untuk kelompok tanaman ini. Melalui mereka aliran air ke atas dari akar ke daun dilakukan.
Selain trakeid, kayu gymnospermae juga mengandung saluran resin. Oleh karena itu, perwakilan tanaman dari kelompok ini mudah dikenali dari aroma konifera yang harum. Resin menghamili kayu, yang mencegahnya membusuk. Karena ini, ada banyak centenarian di antara pohon jenis konifera. Misalnya, beberapa sequoia berusia sekitar 3.000 tahun.
Keuntungan evolusioner terpenting yang dimiliki gymnospermae adalah reproduksi tanpa partisipasi tetesan air dan adanya formasi yang bertindak sebagai organ reproduksi.
Organ reproduksi gymnospermae
Tidak adanya bunga adalah ciri utama yang dimiliki oleh gymnospermae. Reproduksi tanaman ini terjadi dengan partisipasi kerucut, atau strobilus. Formasi ini mudah dikenali pada pinus, cemara, cemara, larch, dan perwakilan tumbuhan runjung lainnya. Mereka bisa disebut organ reproduksi seksual.
Biasanya kerucut memiliki jenis kelamin yang berbeda - mereka dapat jantan dan betina dan terletak baik pada tanaman yang sama (monoecious) atau pada tanaman yang berbeda (dioecious), berbeda dalam ukuran dan warna.
Bud jantan disebut mikrostrobil, dan tunas betina disebut megastrobil. Strobila adalah pucuk yang diperpendek dan dimodifikasi, di mana sporofil berada - daun yang dimodifikasi. Serbuk sari matang dalam mikrostrobil. Dalam megastrobil - bakal biji.
Fitur reproduksi gymnospermae
Biasanya, proses reproduksi gymnospermae dipertimbangkan pada contoh pinus Scotch. Ini adalah tanaman berumah satu, yaitu kerucut jantan dan betina berkembang di pohon yang sama. Yang pertama lebih besar, berwarna kemerahan. Yang kedua kecil, kehijauan atau kebiruan.
Skema pembiakan gymnospermae cukup sederhana. Ketika serbuk sari matang dalam mikrostrobil, serbuk sari itu tumpah, menyebar oleh angin dan dapat melakukan perjalanan jarak jauh. Untuk melakukan ini, setiap butir serbuk sari dilengkapi dengan perangkat khusus - kantong serbuk sari. Partikel debu jatuh pada bakal biji yang berkembang pada megastrobil. Ini adalah bagaimana penyerbukan terjadi.
Biasanya jatuh pada akhir musim semi atau awal musim panas. diserbukikerucut betina menutup, sisiknya menempel dengan resin. Pembuahan terjadi di bakal biji di dalam kerucut tertutup.
Bagaimana pembuahan terjadi
Di dalam bakal biji terdapat gametofit betina, atau kantung embrio, yang melewati beberapa tahap pematangan. Serbuk sari memasuki pintu masuk serbuk sari dari bakal biji, ia mulai berkecambah ke dalam tabung serbuk sari menuju archegonium (dari bahasa Yunani arche - "awal", hilang - "rahim ibu"). Formasi ini berisi telur. Secara total, dua di antaranya berkembang dalam bakal biji, tetapi hanya satu yang mengalami pembuahan.
Pada saat itu, dua spermatozoa telah matang dalam butiran serbuk sari dan mulai bergerak di sepanjang tabung pertumbuhan. Ketika salah satu sperma mencapai sel telur, pembuahan terjadi. Sperma kedua mati. Setelah fusi dua sel germinal, embrio benih terbentuk - zigot. Ovul itu sendiri diubah menjadi biji. Berkecambah, itu akan menggunakan pasokan nutrisi.
Inilah cara gymnospermae berkembang biak. Skema proses ini ditunjukkan pada foto.
Ripasi dan penyebaran benih
Setelah pembuahan terjadi, pematangan benih dimulai. Di pinus Skotlandia, kedua proses ini berlangsung selama 2 tahun. Saat matang, kerucut menjadi kayu dan berubah warna. Perlahan-lahan, sisiknya terbuka, dan bijinya keluar.
Gymnospermae tidak membentuk buah. Tapi untuk menyebar ke yang besarjarak, benih memiliki adaptasi khusus - hasil membran pterygoid, mudah dibawa oleh angin.
Jika kondisi eksternal tidak mendukung untuk perkecambahan, benih dapat beristirahat untuk waktu yang lama sebelum kondisi suhu optimum. Fitur-fitur inilah yang memungkinkan gymnospermae mencapai jumlah spesies yang tinggi dan tersebar di area yang luas.
Jumlah spesies dan perwakilan
Grup yang dijelaskan memiliki sekitar 600-700 spesies. Tidak semuanya bertahan hingga hari ini, beberapa perwakilan hanya ada dalam bentuk fosil. Misalnya:
- cordaite;
- bennetite;
- biji pakis.
Sisa perwakilan tersebar di seluruh dunia dan tumbuh di semua zona iklim: dari tropis selatan (pohon sagu) hingga lintang utara yang dingin (cedar, larch, spruce, pine).
Perwakilan gymnospermae yang paling kuno, yang ada hingga hari ini, adalah Ginkgo Biloba (biloba). Tumbuhan ini disebut fosil hidup, karena telah tumbuh di planet ini sejak era Mesozoikum, terbukti dengan banyaknya jejak pada endapan batuan purba.
Perkembangan evolusioner
Gymnospermae pertama yang muncul di era Paleozoikum memiliki sejumlah keunggulan yang memungkinkan mereka mengambil posisi dominan di planet pada saat itu. Fitur-fitur baru yang evolusioner ini disebut aromorphoses dan memungkinkan Anda untuk mencapaitingkat baru dalam pengembangan wilayah baru dan ceruk ekologis. Ada beberapa fitur yang dimiliki gymnospermae:
- Reproduksi dilakukan tanpa partisipasi lingkungan perairan. Hal ini memungkinkan untuk menghuni area yang luas di daratan.
- Pembuahan terjadi di dalam bakal biji dan terlindung dari pengaruh eksternal - ciri-ciri reproduksi gymnospermae seperti itu memastikan keamanan yang lebih besar bagi tanaman masa depan.
- Penampilan benih memungkinkan embrio masa depan dengan penutup pelindung (kulit biji) dan persediaan makanan (endosperm), yang, pada gilirannya, meningkatkan jumlah tanaman dalam kelompok ini.
Fitur inilah yang membedakan mereka dari nenek moyang mereka - pakis. Selanjutnya, dan hari ini, tahap terakhir dari perkembangan evolusi dunia tumbuhan adalah munculnya angiospermae.
Arti gymnospermae
Peran gymnospermae hampir tidak dapat ditaksir terlalu tinggi. Merekalah yang mengisi sekitar sepertiga hutan dunia yang terlibat dalam pemurnian udara dan pembaruan oksigen terus-menerus. Selain itu, kemunculan dan penyebaran luas tanaman penghasil oksigen di planet ini telah menyebabkan munculnya organisme lain yang dapat menggunakan gas ini dalam respirasinya.
Tumbuhan runjung adalah pemasok utama kayu untuk berbagai bidang kehidupan manusia. Bahan baku ini secara aktif digunakan dalam pembuatan furnitur, konstruksi, produksi kapal, dan bidang kegiatan ekonomi penting lainnya yang strategis. Serat kayu cemara sangat berharga dalam pembuatan kertas berkualitas tinggi.
Gymnospermae banyak digunakan dalam pengobatan. Zat khusus - phytoncides, yang dikeluarkan oleh hampir semua pohon jenis konifera, mampu memurnikan udara dari mikroba patogen. Untuk alasan ini, sebagian besar sanatorium dan resor kesehatan dibangun di wilayah hutan konifer. Terapi tersebut secara signifikan dapat meringankan atau menghilangkan banyak penyakit paru-paru.
