Сосудистое растение
Сосудистое растение Временный диапазон:
| |
---|---|
![]() | |
Обыкновенная леди-ферн , не сейв | |
![]() | |
Лимонный базилик , выносливое растение | |
Научная классификация ![]() | |
Королевство: | Plantae |
Клада : | Эмбриофиты |
Клада : | Полиспорангиофиты |
Клада : | Трахеофиты Синнотт, 1935 [ 3 ] ex Cavalier-Smith , 1998 [ 4 ] |
Подразделения † Вымерший | |
|
Сосудистые растения (из латинского васкулума «проток»), также называемые трахеофитами ( Великобритания : / ˈ t ro æ K iː ə ˌ f aɪ t s / , [ 5 ] США : / ˈ t r eɪ k iː ə ˌ f aɪ t s / ) [ 6 ] или коллективно трахеофита ( / ˌ t r eɪ k iː ˈ ɒ f ɪ t ə / [ 7 ] ; [ 8 ] [ 9 ] От древнегреческой artēría ' трахейа , whirdpipe' и растений ( phutá ) «растения»),) [ 9 ] являются растениями, которые имеют лигнифицированные ткани ( ксилемы ) для проведения воды и минералов по всему растению. У них также есть специализированная не подчиненная ткань ( Phloem ) для проведения продуктов фотосинтеза . Группа включает в себя большинство наземных растений ( ок. 300 000 принятых известных видов) [ 10 ] кроме мхов .
Сосудистые растения включают клубные моменты , хвощи , папоротники , спортивные полки (включая хвойные деревья ) и покрытосеменные ( цветущие растения ). Они контрастируют с несасудистыми растениями , такими как мхи и зеленые водоросли . Научные названия для группы сосудистых растений включают TracheOphyta, [ 11 ] [ 4 ] : 251 Трахеоби [ 12 ] и Equisetopsida sensu lato . Некоторые ранние наземные растения ( риниофиты ) имели менее развитые сосудистую ткань; Термин Eutracheophyte использовался для всех других сосудистых растений, включая все живые.
Исторически, сосудистые растения были известны как « высшие растения », так как считалось, что они были более развиты, чем другие растения из -за более сложных организмов. Тем не менее, это устаревший остаток устаревшего Scala Naturae , и этот термин обычно считается ненаучным. [ 13 ]
Характеристики
[ редактировать ]Ботаники определяют сосудистые растения по трем основным характеристикам:
- Сосудистые растения имеют сосудистые ткани , которые распространяют ресурсы через растение. Два вида сосудистой ткани встречаются в растениях: ксилема и флоэма . Флоэма и ксилем тесно связаны друг с другом и обычно расположены непосредственно рядом друг с другом на растении. Комбинация одной ксилемы и одной пряди флоэмы, прилегающей друг к другу, известна как сосудистый пакет . [ 14 ] Эволюция не сосудистой ткани в растениях позволила им развиваться до больших размеров, чем сосудистые растения , в которых отсутствуют эти специализированные проводящие ткани и, таким образом, 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, основной фазой генерации в несасудистых растениях 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 потеряли одну или несколько из этих признаков.
Cavalier-Smith (1998) обработал трахеофиту как тип или ботаническое разделение, охватывающее две из этих характеристик, определяемые латинской фразой «Фация диплоида Xylem et phloem instructa» (диплоидная фаза с ксилемами и фломой). [ 4 ] : 251
Одним из возможных механизма предполагаемой эволюции от акцента на генерации гаплоидов до акцента на диплоидном генерации является большая эффективность в рассеивании спор с более сложными диплоидными структурами. Разработка стебля споры позволила производству большего количества споров и развитию способности выпускать их выше и транслировать их дальше. Такие разработки могут включать в себя больше фотосинтетических областей для спортивной структуры, способности выращивать независимые корни, древесную структуру для поддержки и больше ветвления. [ Цитация необходима ]
Филогения
[ редактировать ]Предлагаемая филогения сосудистых растений после Кенрика и Крэйн 1997 [ 15 ] является следующим образом, с модификацией для ползунков из Christenhusz et al. (2011a), [ 16 ] Pteridophyta от Smith et al. [ 17 ] и ликофиты и папоротники Christenhusz et al. (2011b) [ 18 ] Кладограмма отличает риниофиты от «истинных» трахеофитов, эврахеофитов. [ 15 ]
|
Эта филогения подтверждается несколькими молекулярными исследованиями. [ 17 ] [ 19 ] [ 20 ] Другие исследователи утверждают, что принятие ископаемых приводит к различным выводам, например, что папоротники (Pteridophyta) не являются монофилетическими. [ 21 ]
Hao и Xue представили альтернативную филогения в 2013 году для доэпегиллофита . растений [ 22 ]
|
Rhyniopsids
Renalioids |
Распределение питательных веществ
[ редактировать ]
Вода и питательные вещества в форме неорганических растворенных веществ вытягиваются из почвы корнями и транспортируются по всему растению ксилемом . Органические соединения, такие как сахароза , производимая фотосинтезом в листьях, распределяются по флоэмы элементам ситовой трубки .
Ксилем в других сосудистых состоит из сосудов в цветущих растениях и трахеид растениях. Ксилемы являются мертвыми, твердыми полыми клетками, расположенными для формирования файлов труб, которые функционируют в транспорте воды. Клеточная стенка трахеид обычно содержит полимерный лигнин .
Флоэма сито , с другой стороны, состоит из живых клеток, называемых -трубкой . Между ситовой трубкой находятся ситовые пластины, которые имеют поры, позволяющие проходить молекулы. У членов ситовой трубки отсутствуют такие органы, как ядра или рибосомы , но клетки рядом с ними, спутники , функционируют, чтобы поддерживать живых членов ситовой трубки.
Транспирация
[ редактировать ]Наиболее распространенным соединением у всех растений, как и во всех клеточных организмах, является вода , которая играет важную структурную роль и жизненно важную роль в метаболизме растений . Транспирация является основным процессом движения воды в растительных тканях. Растения постоянно пересекают воду через их устья в атмосферу и заменяют эту воду на влажность почвы, поглощенную их корнями. Когда устья закрываются ночью, давление воды может накапливаться на заводе. Избыточная вода выделяется через поры, известные как гидатоды . [ 23 ] Движение воды из листовой устьиц устанавливает транспирацию или натяжение в толще воды в ксилемных сосудах или трахеидах. Притяжение является результатом поверхностного натяжения воды в клеточных стенках клеток мезофилла , с поверхностей которых испарение происходит, когда устья открыты. Водородные связи существуют между молекулами воды , в результате чего они выстраиваются в очередь; Когда молекулы в верхней части растения испаряются, каждая из них тянет следующий, чтобы заменить его, что, в свою очередь, тянет на следующую линию. Ничья воды вверх может быть полностью пассивным и может помочь движению воды в корни посредством осмоса . Следовательно, транспирация требует от растения тратить очень мало энергии на движение воды. Транспирация помогает растению поглощать питательные вещества из почвы в качестве растворимых солей . Транспирация играет важную роль в поглощении питательных веществ из почвы, поскольку растворимые соли транспортируются вместе с водой из почвы в листья. Растения могут скорректировать свой скорость транспирации, чтобы оптимизировать баланс между потерей воды и поглощением питательных веществ. [ 24 ]
Поглощение
[ редактировать ]Живые корневые клетки пассивно поглощают воду. Давление в корне увеличивается, когда потребность в транспирации посредством осмоса является низким, и уменьшается, когда потребность в воде высока. Движение воды в сторону побега и листья не происходит, когда испарение отсутствует. Это состояние связано с высокой температурой, высокой влажностью , темнотой и засухой. [ Цитация необходима ]
Проводимость
[ редактировать ]Ксилем-это ткань, проводящую воду, а вторичный ксилем обеспечивает сырье для промышленности лесных продуктов. [ 25 ] Ксилемы и ткани флоэмы каждая играет роль в процессах проводимости внутри растений. Сахара передаются по всему растению в флоэме; Вода и другие питательные вещества проходят через ксилем. Проводимость происходит от источника к раковине для каждого отдельного питательного вещества. Сахара производится в листьях (источник) с помощью фотосинтеза и транспортируется в растущие побеги и корни (раковины) для использования в росте, клеточном дыхании или хранении. Минералы поглощаются в корнях (источник) и транспортируются в побеги, чтобы обеспечить клеток . деление и рост [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Д. Эдвардс; Фехан, Дж. (1980). «Записи о спорангии по Куксонии из покойного Wenlock Strata в Ирландии». Природа . 287 (5777): 41–42. Bibcode : 1980natur.287 ... 41e . doi : 10.1038/287041a0 . S2CID 7958927 .
- ^ Лаура Вегенер Парфри ; Даниэль Дж.Г. Лара; Эндрю Х Кнолл ; Лаура Кац (16 августа 2011 г.). «Оценка времени ранней эукариотической диверсификации с помощью многогенных молекулярных часов» (PDF) . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (33): 13624–9. BIBCODE : 2011PNAS..10813624P . doi : 10.1073/pnas.1110633108 . ISSN 0027-8424 . PMC 3158185 . PMID 21810989 . Wikidata Q24614721 .
- ^ Синнотт, EW 1935. Ботаника. Принципы и проблемы , 3D Edition. МакГроу-Хилл, Нью-Йорк.
- ^ Jump up to: а беременный в Cavalier-Smith, Thomas (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 , архивировано из оригинала (PDF) 2018-03-29
- ^ «Трахеофит» . Оксфордский английский словарь (онлайн изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется членство в учреждении или участвующее учреждение .)
- ^ «Трахеофит» . Merriam-Webster.com Словарь . Мерриам-Уэбстер.
- ^ «Трахеофита» . Merriam-Webster.com Словарь . Мерриам-Уэбстер.
- ^ «Сосудистое растение | определение, характеристики, таксономия, примеры и факты» . Британская . Получено 2022-03-22 .
- ^ Jump up to: а беременный «Трахеофита - обзор» . ScienceDirect Темы . Получено 2022-03-22 .
- ^ Кристенхуш, MJM; Byng, JW (2016). «Количество известных видов растений в мире и его годовой рост» . Фитотакса . 261 (3): 201–217. doi : 10.11646/phytotaxa.261.3.1 .
- ^ Abercrombie, Michael; Хикман, CJ; Джонсон, ML (1966). Словарь биологии . Книги пингвинов.
- ^ «Страница стандартного отчета ITIS: Tracheobionta» . Получено 20 сентября 2013 года .
- ^ «Сосудистые растения: определение, классификация, характеристики и примеры» . Наука . Получено 2022-03-22 .
- ^ «Ксилема и флоэма» . Основная биология . 26 августа 2020 года.
- ^ Jump up to: а беременный Кенрик, Пол; Крейн, Питер Р. (1997). Происхождение и ранняя диверсификация наземных растений: кладистическое исследование . Вашингтон, округ Колумбия: Смитсоновская институциональная пресса. ISBN 1-56098-730-8 .
- ^ Кристенхуш, Мартен Дж. М; Раскрытие, Джеймс Л.; Фарджон, Алхос; Гарднер, Мартин Ф.; Милл, RR; Чейз, Марк У. (2011). «Новая классификация и линейная последовательность существующих гимносец» (PDF) . Фитотакса . 19 : 55–70. doi : 10.11646/phytotaxa.19.1.3 . S2CID 86797396 .
- ^ Jump up to: а беременный Смит, Алан Р.; Прайер, Кэтлин М.; Schuettpelz, E.; Коралл, П.; Schneider, H.; Вольф, Пол Г. (2006). «Классификация для существующих папоротников» (PDF) . Таксон 55 (3): 705–731. doi : 10.2307/25065646 . JSTOR 25065646 .
- ^ Кристенхуш, Мартен Дж. М; Чжан, Сянь-Чун; Schneider, Harald (2011). «Линейная последовательность существующих семей и родов ликофитов и папоротников» (PDF) . Фитотакса . 19 : 7–54. doi : 10.11646/phytotaxa.19.1.2 .
- ^ Прайер, Км; Schneider, H.; Смит, Ар; Cranfill, R.; Волк, Пг; Охота, JS; Sipes, SD (2001). «Хвощи и папоротники - это монофилетическая группа и ближайшие живые родственники к семенам». Природа . 409 (6820): 618–22. Bibcode : 2001natur.409..618s . doi : 10.1038/35054555 . PMID 11214320 . S2CID 4367248 .
- ^ Прайер, Км; Schuettpelz, E.; Волк, Пг; Schneider, H.; Смит, Ар; Cranfill, R. (2004). «Филогения и эволюция папоротников (монилофиты) с акцентом на ранние леппоспорангированные расходящиеся». Американский журнал ботаники . 91 (10): 1582–1598. doi : 10.3732/ajb.91.10.1582 . PMID 21652310 .
- ^ Rothwell, GW & Nixon, KC (2006). «Как включение данных ископаемых изменяет наши выводы о филогенетической истории эуфиллофитов?». Международный журнал растительных наук . 167 (3): 737–749. doi : 10.1086/503298 . S2CID 86172890 .
- ^ Хао, Шуганг; Xue, Jinzhuang (2013), ранняя Девонская Флора Яннана: вклад в понимание эволюции и ранней диверсификации сосудистых растений , Пекин: Science Press, p. 366, ISBN 978-7-03-036616-0 , Получено 2019-10-25
- ^ Усилие: снятие давления для растений
- ^ Ворон, JA; Эдвардс Д. (2001-03-01). «Корни: эволюционное происхождение и биогеохимическое значение» . Журнал экспериментальной ботаники . 52 (Suppl 1): 381–401. doi : 10.1093/jexbot/52.suppl_1.381 . ISSN 0022-0957 . PMID 11326045 .
- ^ Чжао, Чэнсонг; Крейг, Джоанна С.; Петцольд, Х. Эрл; Dickerman, Allan W.; Beers, Eric P. (2005-06-01). «Транскриптом ксилема и флоэмы из вторичных тканей корневого гипокотиля арабидопсиса» . Физиология растений . 138 (2): 803–818. doi : 10.1104/pp.105.060202 . ISSN 1532-2548 . PMC 1150398 . PMID 15923329 .
- ^ Тайз, Линкольн; Zeiger, Eduardo (2002). "5, 6, 10". Физиология растений (3 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; ARP, Wim J.; Берендс, Фрэнк (октябрь 2001 г.). «Влияние повышенного CO 2 и сосудистых растений на испапотранспирацию в растительности болота: испарение в растительности болота» . Глобальная биология изменений . 7 (7): 817–827. doi : 10.1046/j.1354-1013.2001.00440.x . S2CID 83932608 .
Библиография
[ редактировать ]- Кракрафт, Джоэл ; Donoghue, Michael J. , eds. (2004). Сборка дерева жизни . Издательство Оксфордского университета . ISBN 978-0-19-972960-9 .
- Кантино, Филипп Д.; Дойл, Джеймс А.; Грэм, Шон В.; Джадд, Уолтер С .; Olmstead, Richard G.; Солтис, Дуглас Э .; Солтис, Памела С .; Донохью, Майкл Дж. (1 августа 2007 г.). «На пути к филогенетической номенклатуре трахеофиты». Таксон 56 (3): 822. DOI : 10.2307/25065865 . JSTOR 25065865 .
- Кенрик, П. (29 июня 2000 г.). «Отношения сосудистых растений» . Философские транзакции Королевского общества B: биологические науки . 355 (1398): 847–855. doi : 10.1098/rstb.2000.0619 . PMC 1692788 . PMID 10905613 .
- Прайер, Кэтлин М.; Шнайер, Ордо; Магалон, Сюзанна. The radiation of vascular plants PDF стр. 138–153. , в Cracraft & Doghue (2004)