Сосудистое растение
| Сосудистое растение Временной диапазон: | |
|---|---|
 | |
| Папоротник обыкновенный , бессеменное растение. | |
 | |
| Базилик лимонный — семенное растение. | |
Научная классификация  | |
| Королевство: | Растения |
| Клэйд : | Эмбриофиты |
| Клэйд : | Полиспорангиофиты |
| Клэйд : | Трахеофиты Синнотт, 1935 год. [3] бывший Кавалер-Смит , 1998 г. [4] |
| Подразделения † Вымерший | |
| |
Сосудистые растения (от латинского vasculum «проток»), также называемые трахеофитами ( / t r ə ˈ k iː . ə ˌ f aɪ t s / ) или собирательно трахеофитами ( / t r ə ˈ k iː . ə f aɪ t ə / ; [5] [6] от древнегреческого τραχεῖα ἀρτηρία ( trakheîa artēría ) «дыхательное горло» и φιτα ( phutá ) «растения»), [6] образуют большую группу наземных растений ( около 300 000 признанных известных видов) [7] которые имеют одревесневшие ткани ( ксилему ) для проведения воды и минералов по всему растению. У них также есть специализированная неодревесневшая ткань ( флоэма ), проводящая продукты фотосинтеза . К сосудистым растениям относятся плауны , хвощи , папоротники , голосеменные (включая хвойные ) и покрытосеменные ( цветковые растения ). Научные названия группы включают Tracheophyta, [8] [4] : 251 Трахеобионта [9] и Equisetopsida sensu lato . Некоторые ранние наземные растения ( риниофиты ) имели менее развитую сосудистую ткань; термин эвтрахеофит использовался для всех других сосудистых растений, включая все живые.
Исторически сосудистые растения были известны как « высшие растения », поскольку считалось, что они эволюционировали дальше других растений, поскольку были более сложными организмами. Однако это устаревший пережиток устаревшей scala naturae , и этот термин обычно считается ненаучным. [10]
Характеристики [ править ]
Ботаники определяют сосудистые растения по трем основным характеристикам:
- 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 располагаются в растении в непосредственной близости друг от друга. Сочетание одного тяжа ксилемы и одного тяжа флоэмы, прилегающих друг к другу, называется проводящим пучком . [11] Эволюция несосудистые сосудистой ткани у растений позволила им развиться до более крупных размеров, чем растения , у которых отсутствуют эти специализированные проводящие ткани и поэтому они ограничены относительно небольшими размерами.
- У сосудистых растений основным поколением или фазой является спорофит , который производит споры и является диплоидным (имеющим два набора хромосом на клетку). (Напротив, у бессосудистых растений основной фазой генерации является гаметофит , который производит гаметы и является гаплоидным — с одним набором хромосом на клетку.)
- 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 латинской фразой «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 акценту на генерации диплоидов является более высокая эффективность распространения спор с более сложными диплоидными структурами. Развитие стебля спор позволило производить больше спор и развить способность выпускать их выше и распространять дальше. Такие разработки могут включать в себя увеличение площади фотосинтеза для спороносной структуры, способность выращивать независимые корни, древесную структуру для поддержки и большее ветвление. [ нужна ссылка ]
Филогения [ править ]
Предлагаемая филогения сосудистых растений по Кенрику и Крейну, 1997 г. [12] заключается в следующем, с модификацией голосеменных растений Christenhusz et al. (2011а), [13] Pteridophyta от Smith et al. [14] и ликофиты и папоротники Christenhusz et al. (2011б) [15] Кладограмма отличает риниофиты от «настоящих» трахеофитов, эвтрахеофитов. [12]
|
Эта филогения подтверждается несколькими молекулярными исследованиями. [14] [16] [17] Другие исследователи утверждают, что учет окаменелостей приводит к другим выводам, например, о том, что папоротники (Pteridophyta) не являются монофилетическими. [18]
В 2013 году Хао и Сюэ представили альтернативную филогению предэуфиллофитных растений . [19]
| Риниопсиды Реналиоиды |
Распределение питательных веществ
Вода и питательные вещества в виде неорганических растворов извлекаются из почвы корнями и переносятся по всему растению с помощью ксилемы . Органические соединения, такие как сахароза, образующиеся в результате фотосинтеза в листьях, распределяются по флоэмы элементам ситовидных трубок .
Ксилема и состоит из сосудов у цветковых растений из трахеид у других сосудистых растений. Клетки ксилемы представляют собой мертвые полые клетки с твердыми стенками, образующие ряды трубок, которые выполняют функцию транспорта воды. Клеточная стенка трахеиды обычно содержит полимер лигнин .
членами ситовидной С другой стороны, флоэма состоит из живых клеток, называемых трубки . Между элементами ситовидной трубки расположены ситовидные пластины, которые имеют поры, пропускающие молекулы. У членов ситовидной трубки отсутствуют такие органы, как ядра или рибосомы , но клетки рядом с ними, клетки-компаньоны , функционируют, чтобы поддерживать жизнь членов ситовидной трубки.
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 – основной процесс движения воды в тканях растений. Растения постоянно выделяют воду через устьица в атмосферу и заменяют эту воду влагой почвы, поглощаемой их корнями. Ночью, когда устьица закрыты, в растении может повышаться давление воды, и избыток воды выводится через поры, называемые гидатодами . [20] Движение воды из устьиц листьев вызывает транспирационную тягу или напряжение в столбе воды в сосудах ксилемы или трахеидах. Притяжение является результатом поверхностного натяжения воды внутри клеточных стенок клеток мезофилла , с поверхностей которых происходит испарение при открытых устьицах. воды существуют водородные связи Между молекулами , заставляющие их выстраиваться в линию; когда молекулы в верхней части растения испаряются, каждая из них притягивает следующую, чтобы заменить ее, которая, в свою очередь, притягивает следующую в очереди. Притяжение воды вверх может быть полностью пассивным, и ему может способствовать движение воды к корням посредством осмоса . Следовательно, транспирация требует, чтобы растение тратило очень мало энергии на движение воды. Транспирация помогает растению поглощать питательные вещества из почвы в виде растворимых солей . Транспирация играет важную роль в поглощении питательных веществ из почвы, поскольку растворимые соли переносятся вместе с водой из почвы в листья. Растения могут регулировать скорость транспирации, чтобы оптимизировать баланс между потерей воды и поглощением питательных веществ. [21]
Поглощение [ править ]
Живые клетки корня пассивно поглощают воду в отсутствие транспирации посредством осмоса , создавая корневое давление. может отсутствовать Эвапотранспирация и, следовательно, не притягивать воду к побегам и листьям. Обычно это происходит из-за высоких температур, высокой влажности , темноты или засухи. [ нужна ссылка ]
Проводимость [ править ]
Ксилема — это ткань, проводящая воду, а вторичная ксилема служит сырьем для лесной промышленности. [22] Ткани ксилемы и флоэмы играют определенную роль в процессах проводимости внутри растений. Сахара разносятся по всему растению по флоэме; вода и другие питательные вещества через ксилему. Проводимость происходит от источника к стоку для каждого отдельного питательного вещества. Сахара производятся в листьях (источник) посредством фотосинтеза и транспортируются к растущим побегам и корням (приемникам) для использования в росте, клеточном дыхании или хранении. Минералы поглощаются корнями (источником) и транспортируются к побегам, обеспечивая деление и рост клеток . [23] [24] [25]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Д. Эдвардс; Фихан, Дж. (1980). «Записи о спорангиях типа Cooksonia из слоев позднего Венлока в Ирландии». Природа . 287 (5777): 41–42. Бибкод : 1980Natur.287...41E . дои : 10.1038/287041a0 . S2CID 7958927 .
- ^ Лаура Вегенер Парфри ; Дэниел Дж. Г. Лар; Эндрю Х. Нолл ; Лаура А. Кац (16 августа 2011 г.). «Оценка времени ранней диверсификации эукариот с помощью мультигенных молекулярных часов» (PDF) . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (33): 13624–9. Бибкод : 2011PNAS..10813624P . дои : 10.1073/PNAS.1110633108 . ISSN 0027-8424 . ПМК 3158185 . ПМИД 21810989 . Викиданные Q24614721 .
- ^ Синнотт, EW 1935. Ботаника. Принципы и проблемы , 3-е издание. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Кавальер-Смит, Томас (1998), «Пересмотренная система жизни шести королевств» (PDF) , Биологические обзоры Кембриджского философского общества , 73 (3): 203–266, doi : 10.1111/j.1469-185X. 1998.tb00030.x , PMID 9809012 , S2CID 6557779 , заархивировано из оригинала (PDF) 29 марта 2018 г.
- ^ «Сосудистое растение | Определение, характеристики, таксономия, примеры и факты» . Британника . Проверено 22 марта 2022 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Трахеофиты – обзор» . Темы ScienceDirect . Проверено 22 марта 2022 г.
- ^ Кристенхуш, MJM; Бинг, JW (2016). «Число известных видов растений в мире и его ежегодное увеличение» . Фитотаксы . 261 (3): 201–217. дои : 10.11646/phytotaxa.261.3.1 .
- ^ Аберкромби, Майкл; Хикман, CJ; Джонсон, ML (1966). Биологический словарь . Книги о пингвинах.
- ^ «Страница стандартного отчета ITIS: Tracheobionta» . Проверено 20 сентября 2013 г.
- ^ «Сосудистые растения: определение, классификация, характеристики и примеры» . Наука . Проверено 22 марта 2022 г.
- ^ «Ксилема и Флоэма» . Базовая биология . 26 августа 2020 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Кенрик, Пол; Крейн, Питер Р. (1997). Происхождение и ранняя диверсификация наземных растений: кладистическое исследование . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Смитсоновского института. ISBN 1-56098-730-8 .
- ^ Кристенхус, Мартен Дж. М.; Раскрытие, Джеймс Л.; Фарджон, Алджос; Гарднер, Мартин Ф.; Милль, РР; Чейз, Марк В. (2011). «Новая классификация и линейная последовательность современных голосеменных растений» (PDF) . Фитотаксы . 19 :55–70. дои : 10.11646/phytotaxa.19.1.3 . S2CID 86797396 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Смит, Алан Р.; Прайер, Кэтлин М.; Шуэттпельц, Э.; Коралл, П.; Шнайдер, Х.; Вольф, Пол Г. (2006). «Классификация современных папоротников» (PDF) . Таксон . 55 (3): 705–731. дои : 10.2307/25065646 . JSTOR 25065646 .
- ^ Кристенхус, Мартен Дж. М.; Чжан, Сянь-Чунь; Шнайдер, Харальд (2011). «Линейная последовательность существующих семейств и родов ликофитов и папоротников» (PDF) . Фитотаксы . 19 :7–54. дои : 10.11646/phytotaxa.19.1.2 .
- ^ Прайер, К.М.; Шнайдер, Х.; Смит, Арканзас; Крэнфилл, Р.; Вольф, П.Г.; Хант, Дж. С.; Сайпс, С.Д. (2001). «Хвощи и папоротники представляют собой монофилетическую группу и ближайшие ныне живущие родственники семенных растений». Природа . 409 (6820): 618–22. Бибкод : 2001Natur.409..618S . дои : 10.1038/35054555 . ПМИД 11214320 . S2CID 4367248 .
- ^ Прайер, К.М.; Шуэттпельц, Э.; Вольф, П.Г.; Шнайдер, Х.; Смит, Арканзас; Крэнфилл, Р. (2004). «Филогения и эволюция папоротников (монилофитов) с акцентом на ранние расхождения лептоспорангиатов». Американский журнал ботаники . 91 (10): 1582–1598. дои : 10.3732/ajb.91.10.1582 . ПМИД 21652310 .
- ^ Ротвелл, Г.В. и Никсон, К.К. (2006). «Как включение ископаемых данных меняет наши выводы о филогенетической истории эвфиллофитов?». Международный журнал наук о растениях . 167 (3): 737–749. дои : 10.1086/503298 . S2CID 86172890 .
- ^ Хао, Шоуган; Сюэ, Цзиньчжуан (2013), Раннедевонская флора Посунчонг в Юньнани: вклад в понимание эволюции и ранней диверсификации сосудистых растений , Пекин: Science Press, стр. 366, ISBN 978-7-03-036616-0 , получено 25 октября 2019 г.
- ^ Гуттация: облегчение давления для растений
- ^ Рэйвен, Дж.А.; Эдвардс, Д. (01 марта 2001 г.). «Корни: эволюционное происхождение и биогеохимическое значение» . Журнал экспериментальной ботаники . 52 (приложение 1): 381–401. doi : 10.1093/jexbot/52.suppl_1.381 . ISSN 0022-0957 . ПМИД 11326045 .
- ^ Чжао, Чэнсонг; Крейг, Джоанна С.; Петцольд, Х. Эрл; Дикерман, Аллан В.; Бирс, Эрик П. (1 июня 2005 г.). «Транскриптомы ксилемы и флоэмы из вторичных тканей корня-гипокотиля Arabidopsis» . Физиология растений . 138 (2): 803–818. дои : 10.1104/стр.105.060202 . ISSN 1532-2548 . ПМК 1150398 . ПМИД 15923329 .
- ^ Таиз, Линкольн; Зейгер, Эдуардо (2002). «5, 6, 10». Физиология растений (3-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates.
- ^ Дойл, Джеймс А. (1998). «Филогения сосудистых растений» . Ежегодный обзор экологии и систематики . 29 (1): 567–599. doi : 10.1146/annurev.ecolsys.29.1.567 . ISSN 0066-4162 .
- ^ Хейманс, Моник MPD; Арп, Вим Дж.; Берендсе, Франк (октябрь 2001 г.). «Влияние повышенного содержания CO 2 и сосудистых растений на суммарное испарение болотной растительности: ЭВАПОТРАНСПИРАЦИЯ В БОЛОТНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ» . Биология глобальных изменений . 7 (7): 817–827. дои : 10.1046/j.1354-1013.2001.00440.x . S2CID 83932608 .
Библиография [ править ]
- Кракрафт, 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 В.; Джадд, Уолтер С .; Олмстед, Ричард Г.; Солтис, Дуглас Э .; Солтис, Памела С .; Донохью, Майкл Дж. (1 августа 2007 г.). «К филогенетической номенклатуре трахеофит». Таксон . 56 (3): 822. дои : 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. дои : 10.1098/rstb.2000.0619 . ПМК 1692788 . ПМИД 10905613 .
- Прайер, Кэтлин М.; Шнайдер, Харальд; Магаллон, Сусана. Радиация сосудистых растений (PDF) . стр. 138–153. , в Cracraft & Donoghue (2004)
Внешние ссылки [ править ]
Классификация Archaeplastida или Plantae sl |
|---|
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
