Informacja

Jak nazywa się ten kwiat?

Jak nazywa się ten kwiat?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Fotografowałem ten kwiat w Europie Środkowej. Szukałem w internetowych bazach danych, ale tak naprawdę nie mogę zidentyfikować prawdziwego kwiatu, ponieważ jest tak wiele, które wyglądają dość podobnie. Możesz mi pomóc? Jak nazywa się ten kwiat?


Wygląda na to, że pospolite Geranium sylvaticum (zwany także żurawiami leśnymi lub Mayflower) i jest przynajmniej bliskim krewnym (członek Pelargonia rodzaj). Roślina ta jest powszechnie spotykana w całej Europie i niektórych częściach Azji (patrz mapa poniżej), a czasami jest sadzona w ogrodach. Jest to wieloletnie zioło, które rośnie w wielu typach siedlisk (lasy, łąki, pobocza dróg, tereny górskie), a kwiaty są najczęściej fioletowe do niebieskiego, ale mogą być również białe. Geranium pratense jest bardzo podobny, ale zwykle ma węższe płaty liściowe i wygięte łodygi kwiatowe. Jednak może nie być możliwe oddzielenie tych dwóch gatunków na podstawie twojego zdjęcia.

Podobnych krewnych można znaleźć również w Ameryce Północnej (np. Geranium maculatum) i Azji (m.in. Geranium himalajski) i uprawia się wiele mieszańców roślin z tego rodzaju.


(zdjęcie ze szwedzkiej Wikipedii)


(mapa dystrybucji ze Szwedzkiego Muzeum Historii Naturalnej: Den cnotella floran)


Domyślam się, że to geranium pratense (Geranium pratense), zobacz to zdjęcie (stąd więcej zdjęć jest dostępnych tam):

Kwiat jest dość powszechny na łąkach w Europie, zobacz tutaj.


23.5: Anatomia kwiatu

Kwiaty składają się z zestawów mocno zmodyfikowanych liści ułożonych w okółki. Najbardziej zewnętrzny okółek kwiatu nazywa się kielich i składa się z działkami kielicha. Wewnątrz kielicha znajduje się korona, który składa się z płatki. Działki są często mniejsze i mniej kolorowe niż płatki, ale ta ogólna zasada może być myląca. Na przykład lilie często mają identyczne działki i płatki. Jedynym sposobem na ich rozróżnienie jest lokalizacja: który okółek znajduje się na zewnątrz?

Razem kielich i korona są nazywane okwiat (peri- znaczy wokół, ant- oznaczający kwiat). Wewnątrz okwiatu jest androecium (dom człowieczy), okółek złożony z pręciki. Każdy pręcik ma długi włókno trzymając woreczki pyłkowe zwane pylniki. Wewnątrz androecium jest gynoecium (dom kobiety), który składa się z karpele. Każdy karpel ma jajnik u podstawy gdzie owule mieszczą się. ten styl wyłania się z jajnika i jest zwieńczony piętno. Ziarna pyłku lądują na znamię i muszą wyrosnąć rurką w dół, aby dotrzeć do zalążka i dopełnić zapłodnienia.

Wszystkie te spirale przyczepiają się do obszaru zwanego pojemnik, który znajduje się na końcu łodygi prowadzącej do kwiatu. Ta łodyga nazywa się ogonek. W przypadku kwiatostanu, w którym zamiast jednego kwiatu powstaje wiele różyczek, łodygi prowadzące do różyczek nazywane są szypułkami.

Na schemacie kwiatka poniżej dodaj etykiety dla wszystkich pogrubionych terminów powyżej i przypisz każdemu okółkowi inny kolor. Zrób klucz do kolorów i spiral.

Rysunek (PageIndex<1>): Struktura kwiatowa


Biologia róży

Róże to jedne z najpopularniejszych kwiatów na całym świecie. Podczas gdy większość roślin róż wywodzi się z europejskich i azjatyckich rodzin róż, w 1986 roku Kongres uczynił różę narodowym godłem kwiatowym Stanów Zjednoczonych. Dzięki różnym rozmiarom i kolorom do wyboru, niektóre róże mają określone znaczenie. Czerwona róża to symbol miłości, a żółte róże to przyjaźń. Niektóre róże są nawet nazywane po celebrytach, światowych przywódcach i naukowcach. Od róży Agatha Christie po różę Ronalda Reagana, istnieje wiele różnych odmian. Róże to rośliny ozdobne, które dodają estetyki każdemu ogrodowi, ale służą również do kilku innych celów. Można je również kroić i przekształcać w bukiet kwiatowy. Niektóre róże są nawet używane do tworzenia doskonałych perfum. I może trudno w to uwierzyć, ale niektóre części róży są tłoczone w olejach, rozgniatane w galarecie lub parzone jako część herbaty! Czy możesz sobie wyobrazić wyjście do ogrodu i złapanie róży na przekąskę?

Pomimo tego, że wyglądają inaczej, wszystkie róże mają tę samą ogólną anatomię. Anatomia róży składa się z wielu części, które wspólnie tworzą kwitnącą roślinę. Zanim róża zakwitnie, działki służą do ochrony pąka. Gdy kwiat kwitnie, działki cofają się, aby zapewnić wystarczająco dużo miejsca. Gdy róża zakwitnie, jej płatki stają się widoczne. Płatki to tylko jeden ze sposobów na odróżnienie jednej róży od drugiej. W samym środku płatków znajduje się piętno, grudka, która wygląda, jakby była pokryta żółtym proszkiem. To tutaj róża przyjmuje zapylenie. Piętno znajduje się na szczycie fryzury, gdzie mały otwór pozwala pyłkowi przemieścić się w dół do jajników róży. W przeciwieństwie do innych kwiatów róża ma wiele jajników. Naukowa klasyfikacja róży umieszcza ją w królestwie Plantae i grupuje ją z roślinami naczyniowymi, nasiennymi i kwitnącymi aż do Rosaceae lub rodziny róż. Specyficzny rodzaj nazywa się Rosa L. Stamtąd róże są podzielone na różne gatunki.

Róże istnieją już od dłuższego czasu. Naukowcy znaleźli skamieniałości, które sugerują, że róże mają około 35 milionów lat. Oznacza to, że nawet dinozaury były w stanie zatrzymać się i powąchać róże! Z biegiem czasu odkryto więcej odmian róż, a niektórzy miłośnicy roślin lubią nawet tworzyć róże hybrydowe z nasion jednej róży i pyłku innej. Grupa hodowców róż w Kanadzie stworzyła nawet całą linię róż, którą nazywają serią Explorer. Każdy z nich nosi imię innego kanadyjskiego odkrywcy.

Sadzenie róż wymaga czasu i poświęcenia, a zaczyna się od znalezienia odpowiedniej lokalizacji. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę pogodę w okolicy i ogólne środowisko. Niektóre róże będą kwitły w określonych lokalizacjach. Podobnie jak inne kwiaty, róże potrzebują kombinacji światła słonecznego, gleby, wody i nawozu. Ponieważ nasiona zwykle opadają jesienią, róże potrzebują kilku miesięcy chłodu, aby rozpocząć proces. Nazywa się to stratyfikacji. Kiedy pogoda zaczyna się ocieplać, kiełkują sadzonki. Różne gatunki róż rosną w różnym tempie, więc niektóre sadzonki można zobaczyć już po ośmiu tygodniach, podczas gdy inne mogą pojawić się po kilku miesiącach. Wyhodowanie róży z nasion wymaga trochę cierpliwości, ale na ostateczne rezultaty warto poczekać. Jedna róża miała nawet okazję wyrosnąć w kosmosie!

Róże mają różne kształty i rozmiary. Najmniejsze odmiany nazywane są różami mikro-miniaturowymi i mają tylko trochę więcej niż stopę wzrostu. Kiedy kwiaty są w pełni otwarte, mają wielkość dziesięciocentówki. Największe róże należą do kategorii „grandiflora”. Mają około sześciu stóp wysokości i mają duże kwiaty na każdej łodydze. Oprócz rosnącego pojedynczo, niektóre róże mogą wspinać się w miarę wzrostu, osiągając wysokość ponad 12 stóp, podczas gdy inne rosną w krzewie lub krzaku.

Z powodu tych różnic ustalenie dokładnej liczby gatunków róż może być trudne. Jednak większość ludzi zgadza się, że istnieje około 100 gatunków. Dzięki wielu zastosowaniom i szerokiej gamie estetyki, nie jest zaskoczeniem, że róże cieszą się tak dużym uznaniem na całym świecie. Róża zapewnia piękne kolory, miękkie płatki, aw niektórych przypadkach świeży zapach.


Części typowego kwiatu (ze schematem)

Przeczytaj ten artykuł, aby dowiedzieć się o częściach typowego kwiatu!

Kwiat rozwija się na osi matki (łodydze) w postaci pąka kwiatowego.

Typowy kwiat okrytozalążkowy składa się z następujących części:

Jest to struktura przypominająca liść, w której pachwinie często rozwija się kwiat.

Jest to łodyga kwiatu, która może być krótka, długa lub nawet nieobecna.

Są to łuskowate wyrostki obecne na szypułce.

4. Pojemnik (= Wzgórze lub Torus):

Jest to spuchnięty lub powiększony wierzchołek szypułki, na którym znajdują się cztery okółki, tj. kielich, korona, androecium i gynoecium. Spośród nich kielich i korona są zbiorczo nazywane okółkami pomocniczymi lub pomocniczymi, podczas gdy androecium i gynoecium są wspólnie określane jako okółki zasadnicze lub reprodukcyjne.

Jest to pierwszy lub najbardziej zewnętrzny okółek ochronny. Osobny członek kielicha nazywany jest działkiem, który jest na ogół zielony.

Jest to drugi lub atrakcyjny okółek obecny wewnątrz kielicha. Każdy członek korony nazywany jest płatkiem.

Jest to trzeci lub męski okółek. Jest to zbiór męskich części zwanych pręcikami. Każdy pręcik to zmodyfikowany liść lub mikrosporofil. Każdy pręcik składa się z 3 części – filamentu, pylnika i łącznika. Każdy pylnik ma dwa płaty pylnika, a każdy płat zawiera zwykle dwa woreczki pyłkowe lub mikrosporangie wypełnione ziarnami pyłku lub mikrosporami.

(d) Gynoecium lub Słupek:

Jest to czwarty lub żeński okółek, a jego funkcjonalne jednostki nazywane są karpelami (= megasporofile). Typowy carel składa się z jajnika, stylu i piętna. Jajnik to opuchnięta podstawna część słupka, która zawiera jeden lub więcej zalążków. Każda zalążek połączona ze ścianą jajnika przez specjalną tkankę zwaną palantą.

Przylistki to wyspecjalizowane liście z pachwiny, z których wyrastają kwiaty bezlistne.

Przylistki różnią się wielkością, kolorem i czasem trwania i są następujące:

(i) Przylistki liściaste lub liściaste:

Zielone, płaskie i liściaste jak np. Acalypbn, Adhatuda Gynandropsis.

Duży, łódkowaty i ciasno zabarwiony przylistek otaczający dolne, np. banan, palmy, Coloscassia.

Jaskrawo zabarwione przylistki jak płatki, np. Polnsettia (Euphorbia pulcherrima)

Grupa przylistków w jednym lub więcej okółkach wokół połyskujących kwiatów, np. słonecznika.

Okrąg bracteole wyrastający u podstawy kielicha krawata, np. bawełna, palec damski, truskawka.

Małe i suche łuskowate przylistki występujące tylko w gazach i turzycach.

Obecne u podstawy każdej różyczki z członków złożonych, np. słonecznika.

Kielich jest najbardziej zewnętrznym okółkiem, który składa się z działek kielicha.

(a) Sepaloid: Kiedy działki są zielone.

(b) Petaloid: Gdy działki są kolorowe, np. Mirabilis, Delphinium

(i) Wielolistkowy – Gdy działki są wolne, np. Musztarda

(b) Gamosepalous – Gdy działki są zjednoczone, np. Datura, Hibiscus

(a) Caducous (Fugacious): Działki, które opadają wcześnie lub przedwcześnie, np. Argemone, Papaverine.

(b) Liściaste: Płatki opadają wraz z płatkami tuż po zapłodnieniu, np. Brassica.

(c) Trwałe: pozostają przyczepione do owocu, np. pomidora, brinjala, solatium, bielunia itp.

(d) Marcescencja: Jest to również trwały kielich, ale wymaga wyschniętego i wyschniętego wyglądu, np. Guava (Psidium guajava).

(e) Rozrost: Ponownie trwały kielich, ale rosnący wraz z owocem, np. Physalis, Shorea.

4. Modyfikacje Calyxa:

Chociaż działki kielicha są generalnie zielone i przypominają liściaste struktury, to jednak w niektórych roślinach są one modyfikowane w kilku formach, takich jak podane poniżej, w różnych celach:-

a) działki pappusowłose lub pierzaste, np. Sonchus, Vernonia, słonecznik itp.

(b) Ostroga - Kiedy jeden lub więcej działek staje się podobny do dzioba, zwany ostrogą, np. Niecierpek, Delphinium.

(c) Działki liściastopodobne, np. w Mussaenda jeden z działek jest zmodyfikowany na żółto podobne do liścia, aby zwabić owady do zapylania.

(d) Kolczaste – Trwałe działki zmodyfikowane w kolce, np. Trapa.

Tak jak u Aconitum, jeden z działek kielicha jest zmodyfikowany w strukturę przypominającą kaptur, pokrywając w ten sposób cały kwiat.

W rodzinie Labiatae kielich jest dwuwargowy, dzieli się na górną i dolną wargę. Każda warga składa się z jednego lub więcej działek, np. Ocimum (Tulsi – tutaj jest jeden działek w wardze górnej i cztery w wardze dolnej), Salvia (trzy w wardze górnej i dwa w wardze dolnej).

Corolla jest drugim okółkiem kwiatowym obecnym wewnątrz kielicha i przeznaczonym do przyciągania czynników zapylających. Składa się z pojedynczych jednostek zwanych płatkami. Każdy płatek dzieli się na wąski pazur i rozszerzoną kończynę.

(a) Petoloid – Płatki kolorowe inne niż zielone.

(b) Działka stare – Płatki zielone jak działki, np. Magnolia. Polialtia.

(a) Polypetalous – Bez płatków, np. Kapusta.

(b) Gamopetalous – Płatki zjednoczone, np. Datura, Petunia.

I. Polipetalny i regularny:

(a) Cruciform – Corolla z czterema płatkami ułożonymi w krzyż, np. Brassica, Iberis itp.

(b) Caryophyllaceous – Corolla z pięcioma płatkami ułożonymi w taki sposób, że kończyny leżą pod kątem prostym do pazurów, np. Silene, Dianthus itp.

(c) Różowaty – Płatki pięć lub więcej bez żadnych pazurów, tj. siedzące, np. róża, herbata, jabłko itp.

II. Polipetalny i nieregularny:

Tutaj korona z pięcioma płatkami ma kształt motyla. Tylny duży płatek nazywany jest standardowym lub vexillum, dwa boczne płatki nazywane są skrzydłami lub alae, a dwa najbardziej wewnętrzne zrośnięte płatki nazywane są stępką lub kariną. Jest to cecha rodziny Papilionaceae.

III. Gamopetaliczny i regularny:

(a) Rurkowata – rurkowata lub cylindryczna korona, np. różyczki tarczowe słonecznika.

(b) Corolla dzwonkowato-dzwonowata, np. Campanula, Physalis.

c) korona infundibuliform-furmel, np. petunia, bieluń

(d) Obróć koronę w kształcie koła, np. Calotropis, brinjal.

(e) korona hipokrateryjna w kształcie Salvera, np. Vinca.

(f) Korona w kształcie Urceolatu, np. Bryophyllum.

IV. Gamopetaliczny i nieregularny:

a) korona w kształcie ligulatu, np. różyczki.

(b) Bilabiate – dwuwargowa korona, w której usta pozostają zawsze otwarte, np. Salvia, Ocimum itp.

(c) Personate – dwuwargową koronę, gdzie usta pozostają zamknięte przez występ zwany podniebieniem, np. Antirrhinum (snapdragon), Lindenbergia.

4. Estywacja Corolli i Calyxa:

Estywacja to sposób ułożenia kielichów lub płatków względem siebie w pąku kwiatowym. Jest przydatny w klasyfikacji i identyfikacji roślin.

Jest następujących typów:

Krawędzie działek lub płatków stykają się lub w większości nie stykają się ze sobą, ale nie zachodzą na siebie, np. musztarda, kolendra itp.

Jedna krawędź płatka lub kielicha regularnie zachodzi na brzeg następnego, np. płatki róży chińskiej.

Nakładanie staje się nieregularne. Z pięciu członków jeden jest zewnętrzny, jeden wewnętrzny, a pozostałe trzy pozostają w pokręconym stanie.

Ma dwa podtypy:

a. Rosnąco Imbricate:

Płatek tylny znajduje się najbardziej do wewnątrz, tzn. nakłada się na płatki boczne, np. Cassia.

b. Malejąco Imbricate (= vaxillary):

Płatek tylny jest najbardziej wysunięty na zewnątrz i największy, który zachodzi na płatki boczne (skrzydła). One z kolei otaczają dwa najmniejsze przednie płatki (kile). Nazywany jest również motylkowatymi.

Jest to zmodyfikowany typ imbricate z 2 zewnętrznymi, 2 wewnętrznymi i jednym skręconym, np. Ipomoea, guava itp.

Kiedy nieistotne okółki (działki kielicha i płatki) nie są odrębne, nazywa się je zbiorczo periandi. Poszczególni członkowie okwiatu są znani jako działki, np. Asphodelus, Cebula. Mogą być sepaloidalne (zielonkawe) lub petaloidowe (inne niż zielone). Wolny i zrośnięty okwiat jest zapisany odpowiednio jako polifilowy (= politepaliczny) i gamophyllous (= gamotapelowy).

Androecium, męski okółek rozrodczy kwiatu, składa się z pręcików. Pręcik (= mikroprofil) składa się głównie z dwóch części: dużej części końcowej, pylnika i łodygi zwanej włóknem. Każdy pylnik składa się zwykle z dwóch płatów połączonych ze sobą szwem zwanym łącznikiem. Każdy płat pylnikowy zawiera dwie wnęki zwane woreczkami pyłkowymi, w których wytwarzane są ziarna pyłku (ryc. 6.10-A).

(c) Pręciki trójkątne - trzy pręciki

(d) Polyandrous- wiele pręcików

2. (a) Wstawionypręciki pozostają wewnątrz rurki koronowej, np. Petunia.

(b) Pręciki eksertowane – są dłuższe i odsłonięte na zewnątrz rurki koronowej, np. Hibiscus, Acacia.

(a) Izostemoniczny - gdy wszystkie pręciki kwiatu mają jednakową długość, np. solarium.

(b) Heterostemnous –, gdy długość pręcików jest nierówna, np. Cassia

(c) Didynamous – pręciki cztery, 2 krótkie i 2 długie, np. Ocimum

(d) Tetradynamous – pręciki sześć, dwa zewnętrzne krótkie i wewnętrzne cztery długie, np. Brassica.

4. Układ pręcików:

(a) Diplostemoniczny – Pręciki ułożone w dwa okółki, okółek zewnętrzny naprzemiennie z płatkami (naprzemiennie), a okółek wewnętrzny jest przeciwległy do ​​płatków (przeciwpłatkowy), np. Cassia.

(b) Obdiplostemonous – Gdy zewnętrzny okółek pręcików jest przeciwpłatkowy, a wewnętrzny okółek jest naprzemienny, np. Dianthus.

(c) Polystemonous – pręciki ułożone w więcej niż 2 okółki.

5. (a) Płodne pręciki – Pręciki wytwarzające pyłek.

(b) Pręciki nie wytwarzają pyłku, tj. niefunkcjonalnego, np. Salvia, Cassia.

6. (a) Pylnik jednopłatkowy, posiadający 2 komory pyłkowe (bisporangiate), np. rodzina Malvaceae.

(b) Pylnik dwupłatkowy, posiadający 4 komory pyłkowe (tetrasporangiate), np. Gorczyca.

7. Spójność pręcików:

(a) Adelpnous – Gdy włókna są zjednoczone, ale pylniki pozostają wolne.

Ma trzy rodzaje –

i. Monoadelphous – Włókna wszystkich pręcików połączonych w jedną wiązkę, np. Hibiscus.

ii. Diadelphous – Włókna pręcików łączą się w dwie wiązki, np. Groch.

iii. Polyadelphous – Włókna pręcików łączą się w wiele wiązek, np. Cytrusy, Castor, Cotton itp.

(b) Syngeniczny – Gdy pylniki pręcików są zrośnięte, a włókna pozostają wolne, np. Helianthus, Tridax.

(c) Synandrous – Gdy pręciki są zrośnięte na całej swojej długości, np. Cucurbita.

(d) Polyandrous – Gdy pręciki są wolne od siebie, np. Ranunculus, Iberis itp.

8. Adhezja pręcików:

(a) Epipetalous – Fuzja pręcików z płatkami, np. Datura, Ixora, tytoń, ziemniak itp.

(b) Epitepalous (epiphyilous) – Pręciki (używane z działkami, np. Asparagus, Asphodelus itp.

(c) Gynandrous – Pręciki połączone ze słupkami, np. Calotropis.

Kwiat [Kwiat — zmodyfikowany pęd]

9. Mocowanie pylników.

(a) Basifix (wrodzony) – Włókno przymocowane do podstawy pylnika, np. Brassica, Datura.

(b) Dorsifixed- Włókno przyczepione do grzbietowej (tylnej) strony pylnika, np. Passiflora, Sesbonia, Annona itp.

(c) Adnate-filament przyczepiony na całej długości pylnika, np. Magnolia, Nicotiana, Michelia, Nelumbium itp.

(d) Wszechstronny – Filament przymocowany do punktu na grzbiecie lub podstawie pylnika tak, aby mógł swobodnie się kołysać, np. Delonix, trawy itp.

(e) Rozbieżny (rozgałęziony) – Gdy dwa płaty pylnika rozdzielają się z powodu powiększonej tkanki łącznej, np. Tilia.

(f) Rozproszenie – Gdy dwa płaty pylników są daleko od siebie, np. Salvinia.

Gynoecium, żeński okółek rozrodczy kwiatu, składa się z słupków (= megasporofili).Słupek dzieli się na 3 części: stygma, styl i jajnik. Kiedy gynoecium jest sterylne lub słabo rozwinięte, nazywa się to pistillode.

1. Gynoecium można ogólnie podzielić na dwa typy:

(a) Proste lub jednokierunkowe:

Składa się tylko z jednego słupka, np. grochu, wszystkich roślin strączkowych.

(b) Złożona lub wielokapilarna:

Składa się z więcej niż jednego słupka. Taki typ gynoecium występuje w większości roślin nasiennych. Ponownie, może to być dwóch następujących typów: –

Każdy słupek jest wolny od drugiego tworząc osobny gynoecium, np. Ranunculus, Clematis itp.

Wszystkie słupki są zrośnięte ze sobą, tworząc złożony ginekomastia, np. Brassica (musztarda), Hibiscus (róża chińska), gatunki Solanum itp.

W zależności od liczby słupków, gynoecium synkarpowe może mieć następujące typy:

(i) Bicarpellary: składa się z dwóch słupków, np. Sonchus, Coriandrum, Mussaenda.

(ii) Tricarpellary: z trzema słupkami, np. Allium cepa (cebula) itp.

(iii) Tetracarpellary: Z czterema słupkami, np. Duranta, Berberis itp.

(iv) Pentacarpellary: Z pięcioma słupkami, np. Hibiscus (róża chińska), Media (Neem) itp.

(v) Multicarpellary: z więcej niż pięcioma słupkami, np. Papaver. 3. Piętno:

Jest to końcowa część słupka przeznaczona do zbierania pyłków w czasie pylenia. Na podstawie kształtu piętno może być — główkowate lub okrągłe: hibiskus, cytrusy, pierzaste lub pierzaste: trawy Fid lub rozwidlone: ​​Tridax Dyskoidalne: Melia Kształt dzwonka: Thomoea Kształt kaptura: mak Kształt lejka: Crocus Argemone prążkowane

To rurkowata łodyga łączy piętno z jajnikiem.

Może być następujących typów:

Gdy styl leży w tej samej linii prostej co jajnik, np. Hibiscus, Dianthus itp.

Kiedy styl wydaje się wyrastać z boku jajnika, na przykład w truskawce, mango.

Czasami, tak jak w rodzinie Labiatae, jajnik jest klapowany, a styl powstaje z zagłębienia w środku jajnika. Taki styl określany jest jako gynobasic, np. Ocimum.

Kiedy styl staje się spłaszczony i zabarwiony jak płatki, np. Canna, Iris.

Jest to najniższa (podstawowa) część gynoecium, rozwija się poprzez zwijanie się słupków (megasporofili) wzdłuż linii środkowej.

1. Pozycja jajnika na wzgórzu:

W stosunku do innych okółków kwiatowych jajnik może zajmować dowolną z następujących pozycji:

Kiedy jajnik zajmuje najwyższą pozycję na wzgórzu, a trzy inne okółki (tj. płatki kielicha, płatki i pręciki) są kolejno umieszczane poniżej, jajnik nazywa się lepszym, np. Cytrus (cytryna), Hibiscus, Brassica itp.

Tutaj wzgórze rośnie wokół jajnika, tworząc kielich, a na jego krawędzi znajdują się płatki kielicha, płatki i pręciki, np. Rosa (Rose), Prunus itp.

W tym typie wzgórze całkowicie pokrywa jajnik i łączy się z nim. Płatki, płatki i pręciki wyrastają z wierzchołka jajnika, np. Coriandrum, Mussaenda, Cucurbita itp.

2. Komory (lokule) jajnika:

W zależności od liczby lokule można rozpoznać następujące typy jajników (ryc. 6.15). Przeważnie liczba locules odpowiada liczbie słupków, ale nie jest to regułą, ponieważ czasami liczba locules może być większa niż liczba słupków z powodu tworzenia się fałszywych przegród lub mniejsza z powodu rozpadu przegród.

Jajnik jednokomorowy, np. Pisum (groszek).

Jajnik dwukomorowy, np. Solarium, Murraya itp.

Jajnik z trzema komorami, np. Asphodelus, Euphorbia, Musa (Banana) itp.

Jajnik kwiatu posiada jeden lub więcej zalążków, które później po zapłodnieniu rozwijają się w nasiona. Obszar z jajeczkami w karpelu nazywany jest łożyskiem. Sposób rozmieszczenia łożysk i zalążków w jajniku nazywa się łożyskowaniem.

Może to być następujących typów: (Rys. 6.16):

Gdy gynoecium jest apokarpem jednorękodzielnym, łożysko z jajeczkami jest przenoszone na szew brzuszny, gdzie łączą się brzegi ściany jajnika, np. rodzina Leguminosae.

Jajniki wielokomorowe i zalążki znajdujące się na centralnym łożysku, np. Hibiscus, Citrus, Solarium, Allium, pomidor itp.

Jajnik jest jednokomorowy, ale słupek jest synkarpiczny. Zalążki są przenoszone na obwodowych zrośniętych brzegach słupków, np. Brassica, Papaya, Gourd itp.

Jajnik jest jednokomorowy, a zalążki są utrzymywane na centralnej kolumnie, która nie jest połączona ze ścianą jajnika żadną plamką, np. Dianthus, Silene, Primula itp.

Jajnik jest jednokomorowy, a u podstawy jajnika powstaje pojedyncza zalążek.


Znaczenie kulturowe

Kwiaty są symbolem piękna w większości cywilizacji na świecie, a dawanie kwiatów jest nadal jednym z najpopularniejszych udogodnień towarzyskich. Jako prezenty, kwiaty służą jako wyrazy uczuć małżonkom, innym członkom rodziny i przyjaciołom jako dekoracje na weselach i innych ceremoniach jako wyraz szacunku dla zmarłego jako podarunek wiwatujący dla obłożnie chorych oraz jako wyrazy wdzięczności lub uznania. Większość kwiatów kupowanych przez społeczeństwo jest uprawiana w komercyjnych szklarniach lub na polach ogrodniczych, a następnie sprzedawana przez hurtowników kwiaciarniom detalicznym. Zobacz też artykuły na temat pojedynczych kwiatów (np. goździk lotos petunia róża tulipan).

The Editors of Encyclopaedia Britannica Ten artykuł został ostatnio poprawiony i zaktualizowany przez Adama Augustyna, redaktora naczelnego działu Reference Content.


Zawartość

Kwiat pochodzi ze średnioangielskiego mąka, który dotyczył zarówno rozdrobnionego ziarna, jak i struktury rozrodczej roślin, przed odłupaniem się w XVII wieku. Pochodzi od łacińskiej nazwy włoskiej bogini kwiatów Flora. Wczesne słowo oznaczające kwiat w języku angielskim brzmiało kwitnąć, [2] choć obecnie odnosi się do kwiatów wyłącznie drzew owocowych. [3]

Części kwiatowe Edytuj

Zasadnicze części kwiatu można podzielić na dwie części: część wegetatywną, składającą się z płatków i powiązanych struktur okwiatu, oraz część rozrodczą lub płciową. Stereotypowy kwiat składa się z czterech rodzajów struktur przymocowanych do czubka krótkiej łodygi. Każda z tych części jest ułożona w okółek na pojemniku. Cztery główne spirale (zaczynając od podstawy kwiatka lub najniższego węzła i biegnąc w górę) są następujące:

Perianth Edytuj

Łącznie kielich i korona tworzą okwiat (patrz diagram).

  • Kielich: najbardziej zewnętrzny okółek składający się z jednostek zwanych działkami kielicha są one zazwyczaj zielone i otaczają resztę kwiatu w fazie pąka, jednak u niektórych gatunków mogą być nieobecne lub wystające i przypominają płatki.
  • Korona: następny okółek w kierunku wierzchołka, złożony z jednostek zwanych płatki, które są zazwyczaj cienkie, miękkie i kolorowe, aby przyciągnąć zwierzęta, które wspomagają proces zapylania.
  • Perygon: u jednoliściennych kielich i korona są nie do odróżnienia, stąd okółki okwiatu lub perygony nazywane są działkami. [4]

Reprodukcyjna Edytuj

  • Androecium (z greckiego Andros Oikia: dom mężczyzny): następny okółek (czasem pomnożony przez kilka okółków), składający się z jednostek zwanych pręcikami. Pręciki składają się z dwóch części: łodygi zwanej włóknem, zakończonej pylnikiem, gdzie pyłek jest wytwarzany przez mejozę i ostatecznie ulega rozproszeniu.
  • gynoecium (z greckiego gynaikos oikia: dom kobiety): najgłębszy okółek kwiatu, składający się z jednej lub więcej jednostek zwanych słupkami. Karpel lub wiele zrośniętych owocolistków tworzy pustą strukturę zwaną jajnikiem, która wytwarza zalążki wewnętrznie. Zalążki to megasporangia, które z kolei wytwarzają megaspory przez mejozę, które rozwijają się w żeńskie gametofity. Dają one początek komórkom jajowym. Ginoecium kwiatu jest również opisane przy użyciu alternatywnej terminologii, w której struktura, którą widzimy w najgłębszym okółku (składający się z jajnika, stylu i piętna) nazywa się słupkiem. Słupek może składać się z pojedynczego słupka lub kilku połączonych ze sobą słupków. Lepki koniec słupka, piętno, jest receptorem pyłku. Wspierająca łodyga, styl, staje się ścieżką, w której łagiewki pyłkowe wyrastają z ziaren pyłku przylegających do piętna. Związek z gynoecium na pojemniku jest opisany jako hipogyniczny (pod nadrzędnym jajnikiem), perigyniczny (otoczenie jajnika górnego) lub epigyniczny (powyżej dolnego jajnika).

Edycja struktury

Chociaż opisana powyżej aranżacja jest uważana za „typową”, gatunki roślin wykazują duże zróżnicowanie w budowie florystycznej. [5] Modyfikacje te mają znaczenie w ewolucji roślin kwiatowych i są szeroko stosowane przez botaników do ustalania relacji między gatunkami roślin.

Cztery główne części kwiatu są ogólnie określone przez ich położenie na pojemniku, a nie przez ich funkcję. W wielu kwiatach brakuje niektórych części lub części mogą być modyfikowane w inne funkcje i/lub wyglądać jak zwykle inna część. W niektórych rodzinach, takich jak Ranunculaceae, płatki są znacznie zmniejszone, a u wielu gatunków działki są kolorowe i podobne do płatków. Inne kwiaty mają zmodyfikowane pręciki, które są podobne do płatków, podwójne kwiaty piwonii i róż są w większości pręcikami płatkowatymi. [6] Kwiaty wykazują dużą zmienność, a naukowcy zajmujący się roślinami opisują tę zmienność w systematyczny sposób, aby zidentyfikować i rozróżnić gatunki.

Do opisu kwiatów i ich części używa się specyficznej terminologii. Wiele części kwiatu jest zrośniętych ze sobą zrośnięte części pochodzące z tego samego okółka są zrośnięte, podczas gdy zrośnięte części pochodzące z różnych okółków są częściami zrośniętymi, które nie są zrośnięte. darmowy. Kiedy płatki są połączone w rurkę lub pierścień, który odpada jako pojedyncza jednostka, są one współczulne (zwane również gamopetalny). Płatki zrośnięte mogą mieć charakterystyczne obszary: cylindryczna podstawa to rurka, rozszerzający się obszar to gardło, a rozszerzający się zewnętrzny obszar to kończyna. Kwiat sympetalny, o symetrii dwustronnej z górną i dolną wargą, to dwuwargowy. Kwiaty z wrodzonymi płatkami lub działkami mogą mieć różny kształt korony lub kielicha, w tym dzwonkowaty, lejkowaty, rurkowaty, moczanowy, salwerowaty lub obracający się.

Odwoływanie się do „fuzji”, jak to się powszechnie robi, wydaje się wątpliwe, ponieważ przynajmniej niektóre z zaangażowanych procesów mogą być procesami niefuzyjnymi. Na przykład, dodanie wzrostu międzykalinowego przy lub poniżej podstawy zawiązków wyrostków kwiatowych, takich jak działki, płatki, pręciki i słupki, może prowadzić do wspólnej podstawy, która nie jest wynikiem fuzji. [7] [8] [9]

Wiele kwiatów ma symetrię. Kiedy okwiat jest przecinany przez oś centralną z dowolnego punktu i powstają symetryczne połówki, mówi się, że kwiat jest aktynomorficzny lub regularny, np. róża lub trillium. To jest przykład symetrii promieniowej. Kiedy kwiaty są przecięte i tworzą tylko jedną linię, która tworzy symetryczne połówki, mówi się, że kwiat jest nieregularny lub zygomorficzny, np. lwia paszcza lub większość storczyków.

Kwiaty mogą być bezpośrednio przytwierdzone do rośliny u ich podstawy (osiadające – podtrzymująca łodyga lub łodyga jest bardzo zredukowana lub nieobecna). Łodyga lub łodyga podpierająca kwiat nazywana jest szypułką. Jeśli szypułka podtrzymuje więcej niż jeden kwiat, łodygi łączące każdy kwiat z główną osią nazywane są szypułkami. Wierzchołek kwitnącej łodygi tworzy końcowy obrzęk, który nazywa się torus lub pojemnik.

Kwiatostan Edytuj

W tych gatunkach, które mają więcej niż jeden kwiat na osi, zbiorowe skupisko kwiatów jest określane jako an kwiatostan. Niektóre kwiatostany składają się z wielu małych kwiatów ułożonych w formację przypominającą pojedynczy kwiat. Typowym tego przykładem jest większość członków bardzo dużej grupy złożonej (Asteraceae). Na przykład pojedyncza stokrotka lub słonecznik to nie kwiat, ale kwiat głowa— kwiatostan złożony z licznych kwiatów (lub różyczek). Kwiatostan może zawierać wyspecjalizowane łodygi i zmodyfikowane liście zwane przylistkami.

Diagramy kwiatowe i wzory kwiatowe Edytuj

A kwiatowy wzór to sposób na przedstawienie struktury kwiatu za pomocą określonych liter, cyfr i symboli, przedstawiający w zwartej formie istotne informacje o kwiatku. Może reprezentować takson, zwykle podając zakresy liczby różnych narządów lub poszczególnych gatunków. Formuły kwiatowe zostały opracowane na początku XIX wieku i od tego czasu ich stosowanie spadło. Prenner i in. (2010) opracowali rozszerzenie istniejącego modelu, aby poszerzyć możliwości opisowe formuły. [10] Formuła wzorów kwiatowych różni się w różnych częściach świata, ale przekazują te same informacje. [11] [12] [13] [14]

Strukturę kwiatu można również wyrazić za pomocą schematy kwiatowe. Wykorzystanie schematycznych diagramów może zastąpić długie opisy lub skomplikowane rysunki jako narzędzie do zrozumienia zarówno struktury kwiatu, jak i ewolucji. Takie diagramy mogą pokazywać ważne cechy kwiatów, w tym względne położenie różnych narządów, w tym obecność fuzji i symetrii, a także szczegóły strukturalne. [11]

Na zmodyfikowanym pędzie rozwija się kwiat lub z określonego merystemu wierzchołkowego (zdeterminowany co oznacza, że ​​oś rośnie do ustalonego rozmiaru). Ma skompresowane międzywęźle, struktury nośne, które w klasycznej morfologii roślin interpretowane są jako silnie zmodyfikowane liście. [15] Szczegółowe badania rozwojowe wykazały jednak, że pręciki są często inicjowane mniej więcej jak zmodyfikowane łodygi (kaulomy), które w niektórych przypadkach mogą nawet przypominać rozgałęzienia. [9] [5] Biorąc pod uwagę całe zróżnicowanie rozwoju androecium roślin kwiatowych, znajdujemy kontinuum pomiędzy zmodyfikowanymi liśćmi (filomami), zmodyfikowanymi łodygami (kaulomami) i zmodyfikowanymi rozgałęzieniami (pędami). [16] [17]

Przejście kwitnienia Edytuj

Przejście do kwitnienia jest jedną z głównych zmian fazowych, jakie roślina wykonuje w swoim cyklu życia. Przejście musi nastąpić w czasie sprzyjającym zapłodnieniu i tworzeniu nasion, a tym samym zapewniającym maksymalny sukces reprodukcyjny. Aby sprostać tym potrzebom, roślina jest w stanie interpretować ważne sygnały endogeniczne i środowiskowe, takie jak zmiany poziomu hormonów roślinnych oraz sezonowe zmiany temperatury i fotoperiodu. [18] Wiele wieloletnich i większość dwuletnich roślin wymaga wernalizacji do kwitnienia. Molekularna interpretacja tych sygnałów polega na przekazywaniu złożonego sygnału znanego jako florigen, który obejmuje różne geny, w tym Constans, Flowering Locus C i Flowering Locus T. Florigen jest wytwarzany w liściach w warunkach sprzyjających reprodukcji i działa w pąkach i rosnące końcówki, aby wywołać szereg różnych zmian fizjologicznych i morfologicznych. [19]

Pierwszym etapem przejścia jest przekształcenie zawiązków wegetatywnych pędów w zawiązki kwiatowe. Dzieje się tak, gdy zachodzą zmiany biochemiczne, które zmieniają różnicowanie komórkowe tkanek liści, pąków i łodyg w tkankę, która przerośnie w narządy rozrodcze. Wzrost środkowej części wierzchołka łodygi zatrzymuje się lub spłaszcza, a boki rozwijają się w kształcie spirali lub spirali wokół zewnętrznego końca łodygi. Te wypukłości rozwijają się w działki kielicha, płatki, pręciki i słupki. Gdy ten proces się rozpocznie, w większości roślin nie można go odwrócić i łodygi wykształcą kwiaty, nawet jeśli początkowy początek procesu tworzenia kwiatów był zależny od jakiejś wskazówki środowiskowej. [20]

Rozwój narządów Edytuj

Model ABC to prosty model opisujący geny odpowiedzialne za rozwój kwiatów. Aktywności trzech genów oddziałują w sposób kombinatoryczny, aby określić tożsamość rozwojową narządu primordii w merystemie wierzchołkowym kwiatu. Te funkcje genów nazywane są A, B i C. Geny A ulegają ekspresji tylko w zewnętrznej i najniższej części merystemu wierzchołkowego, który staje się okółkiem działek kielicha. W drugim okółku dochodzi do ekspresji obu genów A i B, co prowadzi do powstania płatków. W trzecim okółku geny B i C oddziałują na siebie, tworząc pręciki, a same geny C w środku kwiatu dają początek owocolistkom. Model opiera się na badaniach nieprawidłowych kwiatów i mutacji w Arabidopsis thaliana i lwiego smoka, Wyżlin majus. Na przykład, gdy dochodzi do utraty funkcji genu B, zmutowane kwiaty są wytwarzane z działkami kielicha jak zwykle w pierwszym okółku, ale także w drugim okółku zamiast normalnego tworzenia płatków. W trzecim okółku brak funkcji B, ale obecność funkcji C, naśladuje czwarty okółek, prowadząc do powstania słupków również w trzecim okółku. [21]

Głównym celem kwiatu jest reprodukcja osobnika i gatunku. Wszystkie rośliny kwitnące są heterosporyczyli każda pojedyncza roślina wytwarza dwa rodzaje zarodników. Mikrospory powstają w wyniku mejozy w pylnikach, a megaspory w zalążkach znajdujących się w jajniku. Pylniki zazwyczaj składają się z czterech mikrosporangii, a zalążek jest powleczonym megasporangium. Oba typy zarodników rozwijają się w gametofity wewnątrz zarodni. Jak w przypadku wszystkich roślin heterospornych, gametofity również rozwijają się wewnątrz zarodników, tj. np. są endosporyczne.

U większości gatunków roślin pojedyncze kwiaty mają zarówno funkcjonalne słupki, jak i pręciki. Botanicy opisują te kwiaty jako „idealne” lub „biseksualne”, a gatunek jako „hermafrodytyczne”. U mniejszości gatunków roślin ich kwiaty nie mają jednego lub drugiego organu rozrodczego i są określane jako „niedoskonałe” lub „jednopłciowe”. Jeśli poszczególne rośliny danego gatunku mają kwiaty jednopłciowe obu płci, wówczas gatunek jest „jednopienny”. Alternatywnie, jeśli każda pojedyncza roślina ma tylko jednopłciowe kwiaty tej samej płci, to gatunek jest „dwupienny”.

Podstawowym celem kwiatu jest reprodukcja. [22] Ponieważ kwiaty są organami rozrodczymi rośliny, pośredniczą w łączeniu plemników zawartych w pyłku z zalążkami — zawartymi w jajniku. [23] Zapylanie to przemieszczanie się pyłku z pylników do znamienia. [24] Zwykle pyłek jest przenoszony z jednej rośliny na drugą, co jest znane jako zapylenie krzyżowe, ale wiele roślin jest zdolnych do samozapylenia. Preferowane jest zapylenie krzyżowe, ponieważ pozwala na zmienność genetyczną, która przyczynia się do przetrwania gatunku. [25] Wiele kwiatów jest więc zapylanych od czynników zewnętrznych, takich jak: wiatr, woda, zwierzęta, a zwłaszcza owady. Można jednak wykorzystać również większe zwierzęta, takie jak ptaki, nietoperze, a nawet niektóre karłowate oposy [26]. [27] [28] Aby to osiągnąć, kwiaty mają specyficzne wzory, które zachęcają do przenoszenia pyłku z jednej rośliny na drugą tego samego gatunku. Okres czasu, w którym może zachodzić ten proces (kiedy kwiat jest w pełni rozwinięty i funkcjonalny) nazywa się anteza, [29] stąd nauka o biologii zapylania nazywa się antekologia. [30]

Rośliny kwitnące zwykle napotykają na presję ewolucyjną, aby zoptymalizować przenoszenie pyłku, co zazwyczaj znajduje odzwierciedlenie w morfologii kwiatów i zachowaniu roślin. [31] Pyłek może być przenoszony między roślinami za pomocą wielu „wektorów” lub metod. Około 80% roślin kwitnących wykorzystuje biotyczne lub żywe wektory.Inne stosują wektory abiotyczne lub nieożywione, a niektóre rośliny wykorzystują wiele wektorów, ale większość jest wysoce wyspecjalizowana. [32]

Chociaż niektóre pasują do tych grup lub poza nimi, [33] większość kwiatów można podzielić na następujące dwie szerokie grupy metod zapylania:

Zapylanie biotyczne Edytuj

Kwiaty wykorzystujące wektory biotyczne przyciągają i wykorzystują owady, nietoperze, ptaki lub inne zwierzęta do przenoszenia pyłku z jednego kwiatu na drugi. Często mają wyspecjalizowany kształt i układ pręcików, który zapewnia, że ​​ziarna pyłku są przenoszone do ciał zapylacza, gdy ląduje w poszukiwaniu swojego atraktanta (takiego jak nektar, pyłek lub partner). [34] Podążając za tym atraktantem z wielu kwiatów tego samego gatunku, zapylacz przenosi pyłek na znamiona – ułożone z równie precyzyjną precyzją – wszystkich odwiedzanych kwiatów. [35] Wiele kwiatów opiera się na prostej bliskości między częściami kwiatów, aby zapewnić zapylenie, podczas gdy inne mają skomplikowane wzory, aby zapewnić zapylenie i zapobiec samozapyleniu. [25] Kwiaty wykorzystują zwierzęta, w tym: owady (entomofilia), ptaki (ornitofilia), nietoperze (chiropterofilia), jaszczurki, [28] a nawet ślimaki i ślimaki (malakofilae). [36]

Metody przyciągania Edytuj

Rośliny nie mogą przemieszczać się z jednego miejsca do drugiego, dlatego wiele kwiatów wyewoluowało, aby przyciągać zwierzęta do przenoszenia pyłku między osobnikami w rozproszonych populacjach. Najczęściej kwiaty są zapylane przez owady, znane jako entomofilny dosłownie „kochający owady” w języku greckim. [38] Aby przyciągnąć te owady, kwiaty zwykle mają gruczoły zwane nektarniki na różnych częściach, które przyciągają zwierzęta szukające pożywnego nektaru. [39] Ptaki i pszczoły mają zdolność widzenia kolorów, co umożliwia im wyszukiwanie „kolorowych” kwiatów. [40] Niektóre kwiaty mają wzory, zwane przewodnikami nektaru, które pokazują zapylaczom, gdzie szukać nektaru, mogą one być widoczne tylko w świetle ultrafioletowym, które jest widoczne dla pszczół i niektórych innych owadów. [41]

Kwiaty przyciągają zapylaczy również zapachem, chociaż nie wszystkie kwiatowe zapachy są atrakcyjne dla ludzi, wiele kwiatów jest zapylanych przez owady, które przyciągają zgniłe mięso i mają kwiaty, które pachną jak martwe zwierzęta. Są to często nazywane kwiatami padlinożernymi, w tym rośliny z rodzaju Rafflesiai tytanowy aron. [40] Kwiaty zapylane przez nocnych gości, w tym nietoperze i ćmy, prawdopodobnie koncentrują się na zapachu, aby przyciągnąć owady zapylające, dlatego większość takich kwiatów jest biała. [42]

Kwiaty mają również wyspecjalizowany kształt i układ pręcików, który zapewnia przeniesienie ziaren pyłku do ciała zapylacza, gdy ten wyląduje w poszukiwaniu atraktanta. Inne kwiaty wykorzystują mimikrę lub pseudokopulację do przyciągania zapylaczy. Na przykład wiele storczyków wytwarza kwiaty przypominające kolorem, kształtem i zapachem samice pszczół lub os. Samce przemieszczają się od jednego kwiatka do drugiego w poszukiwaniu partnera, zapylając kwiaty. [34] [43]

Relacje kwiat-zapylacz Edytuj

Wiele kwiatów ma bliskie związki z jednym lub kilkoma konkretnymi organizmami zapylającymi. Na przykład wiele kwiatów przyciąga tylko jeden konkretny gatunek owada i dlatego polega na tym owadu w celu pomyślnego rozmnażania. Ten bliski związek jest przykładem koewolucji, ponieważ kwiat i zapylacz rozwijały się razem przez długi czas, aby dopasować się do swoich potrzeb. [34] Ten bliski związek potęguje jednak negatywne skutki wymierania, ponieważ wymarcie jednego członka w takim związku prawie na pewno oznaczałoby wyginięcie również drugiego członka. [44]

Zapylanie abiotyczne Edytuj

Kwiaty wykorzystujące abiotyczne lub nieożywione wektory wykorzystują wiatr lub, znacznie rzadziej, wodę do przenoszenia pyłku z jednego kwiatu na drugi. [32] W gatunkach przenoszonych przez wiatr (anemofilnych) drobne ziarna pyłku są przenoszone przez wiatr, czasami na wiele tysięcy kilometrów, [45] do innych kwiatów. Typowymi przykładami są trawy, brzozy, a także wiele innych gatunków z rzędu fagale, [46] ambrozja i wiele turzyc. Nie muszą przyciągać zapylaczy i dlatego nie mają dużych, efektownych i kolorowych kwiatów, nie mają nektarników ani wyczuwalnego zapachu. Z tego powodu rośliny zazwyczaj mają wiele tysięcy maleńkich kwiatów, które mają stosunkowo duże, pierzaste znamiona, co zwiększa szansę na otrzymanie pyłku. [47] Podczas gdy pyłek kwiatów owadopylnych jest zwykle duży, lepki i bogaty w białko (by działać jako „nagroda” dla zapylaczy), pyłek kwiatów wiatropylnych jest zazwyczaj drobnoziarnisty, bardzo lekki, gładki i ma niewielką wartość odżywczą owadom. [48] ​​[49] Aby wiatr mógł skutecznie zbierać i transportować pyłek, kwiaty zazwyczaj mają pylniki luźno przymocowane do końców długich, cienkich włókien lub pyłek tworzy się wokół kotki poruszającej się na wietrze. Rzadsze formy tego zjawiska obejmują pojedyncze kwiaty poruszane przez wiatr (obwisłe), a jeszcze rzadziej pylniki eksplodujące, aby uwolnić pyłek na wiatr. [48]

Zapylanie przez wodę (hydrofilia) jest znacznie rzadszą metodą, występującą tylko w około 2% kwiatów zapylanych abiotycznie. [32] Typowe przykłady tego obejmują Calitriche autumnalis, Vallisneria spiralis i trochę traw morskich. Cechą wspólną większości gatunków z tej grupy jest brak egzyny, czyli warstwy ochronnej wokół ziarna pyłku. [50] Paul Knuth zidentyfikował dwa typy zapylania hydrofilowego w 1906 r., a Ernst Schwarzenbach dodał trzeci w 1944 r. Knuth nazwał swoje dwie grupy Hiphydrogamia i bardziej powszechne Ephydrogamia. [51] Hiphydrogamia Zapylanie następuje pod powierzchnią wody, dlatego ziarna pyłku mają zazwyczaj ujemną pływalność. W przypadku roślin morskich, które wykazują tę metodę, znamiona są zwykle sztywne, podczas gdy gatunki słodkowodne mają małe i pierzaste znamiona. [52] Ephydrogamia Zapylanie odbywa się na powierzchni wody, a więc pyłek ma niską gęstość, aby umożliwić unoszenie się na wodzie, chociaż wiele osób korzysta również z tratw i jest hydrofobowych. Kwiaty morskie mają pływające nitkowate znamiona i mogą przystosować się do przypływu, podczas gdy gatunki słodkowodne tworzą w wodzie wgniecenia. [52] Trzecia kategoria, określona przez Schwarzenbacha, to te kwiaty, które transportują pyłek nad wodą poprzez transport. Obejmuje to rośliny pływające, (Lemnoideae), aby wzmocnić kwiaty (Vallisneria). Większość gatunków z tej grupy ma suchy, kulisty pyłek, który czasami układa się w większe masy, oraz kwiaty żeńskie, które tworzą zagłębienia w wodzie, której sposób transportu jest różny. [52]

Mechanizmy Edytuj

Kwiaty mogą być zapylane za pomocą dwóch mechanizmów: zapylenia krzyżowego i samozapylenia. Żaden mechanizm nie jest bezdyskusyjnie lepszy od drugiego, ponieważ każdy z nich ma swoje wady i zalety. Rośliny wykorzystują jeden lub oba te mechanizmy w zależności od ich siedliska i niszy ekologicznej. [53]

Zapylenie krzyżowe Edytuj

Zapylenie krzyżowe to zapylenie owocnika pyłkiem innej rośliny tego samego gatunku. Ponieważ skład genetyczny plemników zawartych w pyłku innej rośliny jest inny, ich połączenie zaowocuje nową, odmienną genetycznie rośliną w procesie rozmnażania płciowego. Ponieważ każda nowa roślina jest odrębna genetycznie, różne rośliny wykazują różne adaptacje fizjologiczne i strukturalne, dzięki czemu populacja jako całość jest lepiej przygotowana na niekorzystne zdarzenia w środowisku. Zapylenie krzyżowe zwiększa zatem przeżywalność gatunku i z tego powodu jest zwykle preferowane przez kwiaty. [25] [54]

Samozapylenie Edytuj

Samozapylenie to zapylenie słupka kwiatu pyłkiem z tego samego kwiatu lub innego kwiatu na tej samej roślinie [25], co prowadzi do powstania klonu genetycznego poprzez rozmnażanie bezpłciowe. Zwiększa to niezawodność wytwarzania nasion, szybkość, z jaką mogą być produkowane, oraz zmniejsza ilość potrzebnej energii. [55] Ale, co najważniejsze, ogranicza zmienność genetyczną. Skrajny przypadek samozapłodnienia, kiedy zalążek zapłodniony jest pyłkiem z tego samego kwiatu lub rośliny, występuje w kwiatach, które zawsze zapładniają się samoczynnie, takich jak wiele mniszków. [56] Niektóre kwiaty są samopylne i mają kwiaty, które nigdy się nie otwierają lub są samozapylone przed otwarciem kwiatów. Te kwiaty nazywane są cleistogamous wiele gatunków w rodzaju Altówka pokazać to na przykład. [57] I odwrotnie, wiele gatunków roślin ma sposoby na zapobieganie samozapyleniu, a tym samym samozapyleniu. Jednorazowe kwiaty męskie i żeńskie na tej samej roślinie mogą nie pojawiać się lub dojrzewać w tym samym czasie, a pyłek z tej samej rośliny może nie być w stanie zapłodnić jej zalążków. Te ostatnie typy kwiatów, które mają bariery chemiczne dla własnego pyłku, określane są jako samoniezgodne. [58] [59] In Clianthus puniceus, (na zdjęciu), samozapylenie jest używane strategicznie jako „polityka ubezpieczeniowa”. Kiedy zapylacz, w tym przypadku ptak, odwiedza C. puniceus ściera stygmatyczną powłokę i pozwala na przedostanie się pyłku ptaka do znamienia. Jeśli jednak nie odwiedzą go żadne zapylacze, stygmatyczne pokrycie opadnie naturalnie, aby umożliwić zapylenie kwiatu przez własne pylniki przez samozapylenie. [55]

Alergie Edytuj

Pyłek w dużym stopniu przyczynia się do astmy i innych alergii układu oddechowego, które łącznie dotykają od 10 do 50% ludzi na całym świecie. Ta liczba wydaje się rosnąć, ponieważ wzrost temperatury spowodowany zmianami klimatu oznacza, że ​​rośliny wytwarzają więcej pyłku, który jest również bardziej alergizujący. Pyłek jest jednak trudny do uniknięcia ze względu na jego niewielkie rozmiary i występowanie w środowisku naturalnym. Większość pyłków wywołujących alergie to pyłki wytwarzane przez zapylacze przenoszone przez wiatr, takie jak trawy, brzozy, dęby i ambrozja, a alergeny w pyłku to białka, które uważa się za niezbędne w procesie zapylania. [60] [61]

Nawożenie, zwane również Synagmia, następuje po zapyleniu, czyli przemieszczaniu się pyłku z pręcika do słupka. Obejmuje zarówno plazmogamię, fuzję protoplastów, jak i kariogamię, fuzję jąder. Kiedy pyłek ląduje na znamię kwiatu, zaczyna tworzyć łagiewkę pyłkową, która biegnie w dół do jajnika. Po spenetrowaniu środkowej części jajnika przedostaje się do aparatu jajowego i tworzy jeden synergid. W tym momencie koniec łagiewki pyłkowej pęka i uwalnia dwie plemniki, z których jedna przedostaje się do komórki jajowej, tracąc jednocześnie błonę komórkową i znaczną część protoplazmy. Następnie jądro plemnika łączy się z jądrem komórki jajowej, w wyniku czego powstaje zygota, komórka diploidalna (dwie kopie każdego chromosomu). [62]

Podczas gdy w zapłodnieniu tylko plazmogamia, czyli fuzja całych komórek płciowych, powoduje u okrytozalążkowych (roślin kwitnących) proces znany jako podwójne zapłodnienie, który obejmuje zarówno karyogamię, jak i plazmogamię. W podwójnym zapłodnieniu drugi plemnik również wchodzi następnie do synergidu i łączy się z dwoma polarnymi jądrami komórki centralnej. Ponieważ wszystkie trzy jądra są haploidalne, powodują powstanie dużego jądra bielma, które jest triploidalne. [62]

Podczas gdy rośliny lądowe istnieją od około 425 milionów lat, pierwsze z nich rozmnażały się poprzez prostą adaptację ich wodnych odpowiedników: zarodników. W morzu rośliny – i niektóre zwierzęta – mogą po prostu rozproszyć swoje genetyczne klony, aby odpłynąć i rosnąć gdzie indziej. Tak rozmnażały się wczesne rośliny. Jednak rośliny wkrótce wykształciły metody ochrony tych kopii, aby radzić sobie z wysychaniem i innymi uszkodzeniami, które są jeszcze bardziej prawdopodobne na lądzie niż w morzu. Ochrona stała się nasieniem, chociaż nie wyewoluował jeszcze kwiat. Wczesne rośliny nasienne to miłorząb i drzewa iglaste.

Kilka grup wymarłych nagonasiennych, zwłaszcza paproci nasiennych, zostało zaproponowanych jako przodkowie roślin kwitnących, ale nie ma ciągłych dowodów kopalnych pokazujących dokładnie, jak ewoluowały kwiaty. Pozornie nagłe pojawienie się stosunkowo nowoczesnych kwiatów w zapisie kopalnym stanowiło taki problem dla teorii ewolucji, że został nazwany przez Karola Darwina „ohydną tajemnicą”.

Niedawno odkryte skamieniałości okrytozalążkowych, takie jak Archaefruktuswraz z dalszymi odkryciami kopalnych nagonasiennych sugerują, w jaki sposób można było uzyskać cechy okrytonasiennych w szeregu etapów. Wczesna skamielina kwitnącej rośliny, Archaefructus liaoningensis z Chin datuje się na około 125 milionów lat. [63] [64] Jeszcze wcześniej z Chin jest 125-130 milionów lat Archaefructus sinensis. W 2015 roku zakład (130 mln lat) Montsechia vidalii, odkryto w Hiszpanii) miał 130 milionów lat. [65] W 2018 roku naukowcy poinformowali, że najwcześniejsze kwiaty zaczęły się około 180 milionów lat temu. [66]

Ostatnia analiza DNA (systematyka molekularna) [67] pokazuje, że Amborella trichopoda, znaleziony na wyspie Nowej Kaledonii na Pacyfiku, jest jedynym gatunkiem w siostrzanej grupie pozostałych roślin kwiatowych, a badania morfologiczne sugerują, że posiada cechy, które mogły być charakterystyczne dla najwcześniej kwitnących roślin. [68]

Poza twardymi dowodami na kwiaty w kredzie lub na krótko przed nią [69] [70] istnieją pewne poszlaki, że kwiaty miały aż 250 milionów lat temu. Substancja chemiczna używana przez rośliny do obrony swoich kwiatów, oleanan, została wykryta w starych roślinach kopalnych, w tym gigantopterydach [71], które wyewoluowały w tym czasie i noszą wiele cech współczesnych, kwitnących roślin, chociaż nie wiadomo, być roślinami kwitnącymi, ponieważ tylko ich łodygi i kolce zostały znalezione szczegółowo zachowane jako jeden z najwcześniejszych przykładów skamieniałości.

Podobieństwo w budowie liści i łodyg może być bardzo ważne, ponieważ kwiaty są genetycznie tylko adaptacją normalnych składników liści i łodyg na roślinach, kombinacją genów normalnie odpowiedzialnych za tworzenie nowych pędów. [72] Uważa się, że najbardziej prymitywne kwiaty miały zmienną liczbę części kwiatowych, często oddzielonych od siebie (ale stykających się ze sobą). Kwiaty miały tendencję do wzrostu spiralnego, by były biseksualne (w roślinach oznacza to zarówno męskie, jak i żeńskie części tego samego kwiatu) i byłyby zdominowane przez jajnik (część żeńska). W miarę jak kwiaty rosły bardziej zaawansowane, niektóre odmiany rozwijały części zrośnięte ze sobą, o znacznie bardziej konkretnej liczbie i kształcie, z określoną płcią na kwiat lub roślinę, lub przynajmniej „jajnik gorszy”.

Ogólne założenie jest takie, że funkcją kwiatów od początku było angażowanie zwierząt w proces rozmnażania. Pyłek można rozsypywać bez jaskrawych kolorów i wyraźnych kształtów, co byłoby zatem obciążeniem, wykorzystując zasoby rośliny, chyba że przynoszą inne korzyści. Jednym z proponowanych powodów nagłego, w pełni rozwiniętego pojawienia się kwiatów jest to, że wyewoluowały w odosobnionym miejscu, takim jak wyspa lub łańcuch wysp, gdzie rodzące je rośliny były w stanie rozwinąć wysoce wyspecjalizowaną relację z określonym zwierzęciem (osa, na przykład), sposób, w jaki dzisiaj rozwija się wiele gatunków wyspiarskich. Ten symbiotyczny związek, z hipotetycznym pyłkiem os z jednej rośliny do drugiej, podobnie jak obecnie osy figowe, mógł ostatecznie doprowadzić zarówno do tego, jak roślina (rośliny), jak i jej partnerzy rozwinęli wysoki stopień specjalizacji. Uważa się, że genetyka wysp jest powszechnym źródłem specjacji, zwłaszcza jeśli chodzi o radykalne adaptacje, które, jak się wydaje, wymagały gorszych form przejściowych. Zauważ, że przykład osy nie jest przypadkowym pszczołami, najwyraźniej wyewoluowanymi specjalnie dla symbiotycznych związków roślinnych, wywodzącymi się od os.

Podobnie większość owoców wykorzystywanych w rozmnażaniu roślin pochodzi z powiększenia części kwiatu. Owoc ten jest często narzędziem, które zależy od zwierząt chcących go zjadać, a tym samym rozrzucających zawarte w nim nasiona.

Podczas gdy wiele takich symbiotycznych związków pozostaje zbyt kruchych, aby przetrwać konkurencję z organizmami kontynentalnymi, kwiaty okazały się niezwykle skutecznym środkiem produkcji, rozprzestrzeniając się (bez względu na ich rzeczywiste pochodzenie), aby stać się dominującą formą życia roślin lądowych.

Ewolucja kwiatów trwa do dnia dzisiejszego, na współczesne kwiaty tak duży wpływ wywarli ludzie, że wiele z nich nie może być zapylanych w naturze. Wiele nowoczesnych, udomowionych kwiatów było kiedyś prostymi chwastami, które kiełkowały tylko wtedy, gdy ziemia została naruszona. Niektóre z nich rosły z ludzkimi plonami, a najładniejsze nie dawały się oskubać ze względu na ich piękno, rozwijając zależność i specjalne przystosowanie do ludzkich uczuć. [73]

Wiele roślin kwitnących odbija jak najwięcej światła w zakresie widzialnych długości fal zapylacza, który roślina zamierza przyciągnąć. Kwiaty, które odbijają pełen zakres światła widzialnego, są ogólnie postrzegane jako biały przez ludzkiego obserwatora. Ważną cechą białych kwiatów jest to, że odbijają równomiernie w całym spektrum widzialnym. Podczas gdy wiele roślin kwitnących używa bieli do przyciągania zapylaczy, stosowanie koloru jest również szeroko rozpowszechnione (nawet w obrębie tego samego gatunku). Kolor pozwala roślinie kwitnącej na dokładniejsze określenie zapylacza, którego chce zwabić. Model kolorów używany przez technologię reprodukcji kolorów człowieka (CMYK) opiera się na modulacji pigmentów, które dzielą widmo na szerokie obszary absorpcji. Natomiast rośliny kwitnące są w stanie przesunąć długość fali w punkcie przejścia między absorpcją a odbiciem. Jeśli założymy, że układy wzrokowe większości zapylaczy postrzegają widmo widzialne jako okrągłe, to można powiedzieć, że rośliny kwitnące wytwarzają kolor poprzez pochłanianie światła w jednym obszarze widma i odbijanie światła w innym obszarze. W przypadku CMYK kolor powstaje w funkcji amplitudy szerokich obszarów absorpcji. Natomiast rośliny kwitnące wytwarzają kolor, modyfikując częstotliwość (a raczej długość fali) odbitego światła. Większość kwiatów absorbuje światło w zakresie widma od niebieskiego do żółtego i odbija światło od zielonego do czerwonego zakresu widma. Dla wielu gatunków roślin kwitnących jest to punkt przejściowy, który charakteryzuje kolor, który wytwarzają. Kolor można modulować, przesuwając punkt przejścia między absorpcją a odbiciem, dzięki czemu roślina kwitnąca może określić, którego zapylacza chce przyciągnąć. Niektóre rośliny kwitnące mają również ograniczoną zdolność modulowania obszarów wchłaniania. Zazwyczaj nie jest to tak precyzyjne, jak kontrola długości fali. Obserwatorzy ludzcy odbiorą to jako stopnie nasycenia (ilość biały w kolorze).

Wiele kwiatów ma ważne znaczenie symboliczne w kulturze zachodniej. [74] Praktyka nadawania znaczeń kwiatom znana jest jako floriografia. Niektóre z bardziej powszechnych przykładów to:

  • Czerwone róże są symbolem miłości, piękna i pasji. [75] są symbolem pocieszenia w chwili śmierci. W Wielkiej Brytanii, Nowej Zelandii, Australii i Kanadzie czerwone maki nosi się dla upamiętnienia żołnierzy, którzy zginęli w czasie wojny. /Lilia są używane w pochówkach jako symbol odnoszący się do "zmartwychwstania/życia". Jest również kojarzony z kwitnącymi/świecącymi gwiazdami (słońcem) i jego płatkami. są symbolem niewinności.

Ze względu na różnorodny i kolorowy wygląd kwiaty od dawna są również ulubionym tematem artystów wizualnych. Niektóre z najbardziej znanych obrazów znanych malarzy przedstawiają kwiaty, takie jak seria słoneczników Van Gogha lub lilie wodne Moneta. Kwiaty są również suszone, liofilizowane i prasowane w celu stworzenia trwałych, trójwymiarowych dzieł sztuki florystycznej.

Kwiaty w sztuce są również reprezentatywne dla kobiecych genitaliów [76], co widać w pracach takich artystów jak Georgia O'Keeffe, Imogen Cunningham, Veronica Ruiz de Velasco i Judy Chicago, a także w azjatyckiej i zachodniej sztuce klasycznej. Wiele kultur na całym świecie ma wyraźną tendencję do kojarzenia kwiatów z kobiecością.

Ogromna różnorodność delikatnych i pięknych kwiatów zainspirowała twórczość wielu poetów, zwłaszcza z epoki romantyzmu XVIII-XIX wieku. Znane przykłady obejmują Williama Wordswortha Wędrowałem samotnie jak chmura i Williama Blake'a Ach! Słonecznik.

Omówiono również ich symbolikę w snach, z możliwymi interpretacjami, w tym „potencjałem kwitnienia”. [77]

Rzymską boginią kwiatów, ogrodów i pory wiosny jest Flora. Grecką boginią wiosny, kwiatów i natury jest Chloris.

W mitologii hinduskiej kwiaty mają znaczący status. Wisznu, jeden z trzech głównych bogów systemu hinduskiego, jest często przedstawiany stojący prosto na kwiecie lotosu. [78] Oprócz związku z Wisznu, tradycja hinduska uważa również, że lotos ma znaczenie duchowe. [79] Na przykład figuruje w hinduskich opowieściach o stworzeniu. [80]

W dzisiejszych czasach ludzie szukali sposobów na hodowanie, kupowanie, noszenie lub w inny sposób przebywanie wokół kwiatów i kwitnących roślin, częściowo ze względu na ich przyjemny wygląd i zapach. Na całym świecie ludzie używają kwiatów do zaznaczania ważnych wydarzeń w ich życiu:

  • Na nowe narodziny lub chrzciny
  • Jako stanik lub butonierka noszona na uroczystości towarzyskie lub na święta
  • Jako dowód miłości lub szacunku
  • Do kwiatów ślubnych na wesele i do dekoracji do przedpokoju
  • Jako ozdoby rozjaśniające w domu
  • Jako dar pamięci dla udanej podróży imprezy, przyjęcia powitalne i prezenty z myślą o tobie
  • O kwiaty pogrzebowe i wyrazy współczucia dla pogrążonych w żałobie
  • Do kultu. W chrześcijaństwie kwiaty prezbiterium często zdobią kościoły. [81] W kulturze hinduskiej wyznawcy często przynoszą kwiaty jako prezent do świątyń[82]

Dlatego ludzie hodują kwiaty wokół swoich domów, przeznaczają część przestrzeni życiowej na ogrody kwiatowe, zbierają polne kwiaty lub kupują kwiaty z kwiaciarni.

Kwiaty dostarczają mniej pożywienia niż inne główne części roślin (nasiona, owoce, korzenie, łodygi i liście), ale wciąż dostarczają kilku ważnych warzyw i przypraw. Warzywa kwiatowe to brokuły, kalafior i karczochy. Najdroższa przyprawa, szafran, to suszone znamiona krokusa. Inne przyprawy kwiatowe to goździki i kapary. Do aromatyzowania piwa używa się kwiatów chmielu. Kwiaty nagietka są karmione kurczakami, aby nadać żółtkom jaj złocistożółty kolor, który konsumenci uważają za bardziej pożądane suszone i mielone kwiaty nagietka są również używane jako przyprawa i barwnik w kuchni gruzińskiej. Kwiaty mniszka lekarskiego i bzu są często przerabiane na wino. Pyłek pszczeli, pyłek zbierany od pszczół, jest przez niektórych uważany za zdrową żywność. Miód składa się z przetworzonego nektaru kwiatowego i jest często nazywany od rodzaju kwiatu, np. miód z kwiatów pomarańczy, miód koniczynowy i miód tupelo.

Setki świeżych kwiatów są jadalne, ale tylko nieliczne są szeroko sprzedawane jako żywność. Często dodaje się je do sałatek jako dodatki. Kwiaty dyni są maczane w bułce tartej i smażone. Niektóre jadalne kwiaty to nasturcja, chryzantema, goździk, ożypałka, wiciokrzew japoński, cykoria, chaber, canna i słonecznik. [83] Jadalne kwiaty, takie jak stokrotka, róża i fiołek są czasami kandyzowane. [84]

Kwiaty takie jak chryzantema, róża, jaśmin, wiciokrzew japoński i rumianek, wybrane ze względu na swój zapach i właściwości lecznicze, są używane jako tisane, zmieszane z herbatą lub samodzielnie. [85]

Kwiaty były używane od czasów prehistorycznych w rytuałach pogrzebowych: ślady pyłku znaleziono na grobowcu kobiety w jaskini El Miron w Hiszpanii. [86] Wiele kultur łączy kwiaty z życiem i śmiercią, a z powodu ich sezonowego powrotu kwiaty sugerują również odrodzenie, co może wyjaśniać, dlaczego wielu ludzi umieszcza kwiaty na grobach. Starożytni Grecy, jak zapisano w sztuce Eurypidesa Fenickie kobiety, umieszczając koronę z kwiatów na głowie zmarłego [87] przykrywali także grobowce wieńcami i płatkami kwiatów. Kwiaty były powszechnie używane podczas pochówków w starożytnym Egipcie [88], a Meksykanie po dziś dzień używają ich w widocznym miejscu podczas obchodów Dnia Zmarłych [89] w taki sam sposób, jak robili to ich azteccy przodkowie.

Dawanie kwiatów Edytuj

Tradycja dawania kwiatów sięga czasów prehistorycznych, kiedy kwiaty często miały właściwości lecznicze i ziołowe. Archeolodzy znaleźli w kilku grobowcach pozostałości płatków kwiatów. Kwiaty były po raz pierwszy używane jako przedmioty ofiarne i pogrzebowe. Starożytni Egipcjanie, a później Grecy i Rzymianie używali kwiatów. W Egipcie obiekty grobowe z czasów około 1540 p.n.e. [ wymagany cytat ], które przedstawiały czerwony mak, żółty araun, chaber i lilie. Zapisy o dawaniu kwiatów pojawiają się w pismach chińskich i egipskich hieroglifach, a także w mitologii greckiej i rzymskiej. Praktyka dawania kwiatów rozkwitała w średniowieczu, kiedy pary okazywały uczucia poprzez kwiaty.

Tradycja dawania kwiatów istnieje w wielu formach. Jest ważną częścią rosyjskiej kultury i folkloru. Często zdarza się, że uczniowie wręczają kwiaty swoim nauczycielom. Dawanie żółtych kwiatów w romantycznym związku oznacza rozpad w Rosji. W dzisiejszych czasach kwiaty często rozdawane są w formie bukietu kwiatów. [90] [91] [92]


Lilie Orientalne

Lilie orientalne mają znacznie silniejszy zapach niż ich azjatyckie odpowiedniki. Pożądane również ze względu na ich misternie falowane płatki kwiatów, te lilie są odporne w strefach USDA od 7 do 9. Lilie orientalne kwitną w środku i późnym latem i najlepiej rosną w pełnym słońcu i wilgotnej, organicznej glebie. Do tej grupy należą Lilium auratum, które ma białe płatki ze złotymi pasmami, Lilium japonicum, która rośnie na chłodnych glebach i jest dobrym towarzyszem rododendronów, Lilium rubellum, która ma delikatne różowe kwiaty i rośnie na wysokości 9000 stóp oraz Lilium speciosum o bardzo silnym, słodkim zapachu.


Pytanie wielokrotnego wyboru

1. Umieść znak zaznaczenia (✓) przy prawidłowej alternatywie w następujących stwierdzeniach:

(a) W kiełkujących nasionach korzenie rozwijają się z:
(i) rodnik
(ii) Plume
(iii) Tegmeni
(iv) Hilum

(b) W kiełkujących nasionach pęd rozwija się z:
(i) rodnik
(ii) Plume
(iii) Tegmeni
(iv) Hilum

(c) Które z poniższych jest nasionem jednoliściennym?
(i) Fasola
(ii) groszek
(iii) Kukurydza
(iv) grama

(d) Jeżeli liścienie są wypychane nad glebę, wówczas taki rodzaj kiełkowania nazywamy :
(i) Epigeal
(ii) Hypogeal
(iii) Perigeal
(iv) Progeal

(e) Jeśli liścienie pozostają pod ziemią, wówczas taki rodzaj kiełkowania nasion nazywa się:
(i) Epigeal
(ii) Hypogeal
(iii) Perigeal
(iv) Progeal

f) Pyłek jest produkowany w:
(i) Włókno
(ii) Styl
(iii) Słupek
(iv) pyl

(g) Reprodukcyjne okółki kwiatowe to:
(i) Pręciki i słupki
(ii) Płatki i płatki
(iii) Działki i pręciki
(iv) Płatki i słupki

PQ. Propagacji wegetatywnej nie obserwuje się w:
(i) Ziemniak
(ii) Pomidor
(iii) Groch
(iv) Fasola

(h) Który z poniższych jest fałszywym owocem?
(i) Pomidor
(ii) Jabłko
(iii) Ziemniak
(iv) Groch

(i) W nasionach żywność jest zwykle przechowywana w:
(i) rodnik
(ii) Plume
(iii) Owoce
(iv) katyledony lub bielmo

1. Poniżej podano przekrój podłużny ziarna fasoli. Oznacz części oznaczone od 1 do 5 i zapisz ich funkcje.

Odpowiedź :
1. Testa (osłona nasienna)
2. Śliwka
3. Korzeń
4. Mikropyle
5. Liścienie

  1. Testa (osłona nasienna) — Chroni nasiona przed owadami i bakteriami oraz przed uszkodzeniami mechanicznymi.
  2. Zarodek — Plumule rozwija się w pęd.
  3. Radicle — Radicle rozwija się w korzeń
  4. Mikropyle — Mikropyle wchłaniają tyle wody, ile potrzeba do kiełkowania.
  5. Liścień — Zawierają przechowywany materiał spożywczy, który jest używany przez siew podczas kiełkowania.

2. Nazwij następujący kwiat ICSE Class-6th

(a) Nasiona, które wykazują hipogealne kiełkowanie.
Odp. ziarno grochu, kukurydza. nasionko
(b) Nasiona Amonocota.
Odp. Nasiona kukurydzy, nasiona pszenicy
(c) Nasiona dwuliścienne.
Odp. Nasiona fasoli, nasiona grama, nasiona grochu
(d) Nasiona, które wykazują kiełkowanie naskórkowe.
Odp. Nasiona rącznika nasion fasoli, nasiona tamaryndowca

Pytanie 3.


Rozróżnij następujące pary terminów:

Odpowiedź :

(a)

Korzonka i pióropusz.
Korzeń: W nasieniu korzonka leży w dół, w pobliżu dolnego, spiczastego końca ziarna. Daje początek korzeniowi.
Zarodek: W nasionach śliwka leży upwani w pobliżu liścienia i daje początek pędowi.

(b)

Ilium i mikropyle.
Odpowiedź :
Ilium : Po jednej stronie nasienia znajduje się blizna zwana hi hum, która oznacza miejsce przyczepienia nasienia do ściany fiiüt.
Mikropile : Nad wnęką znajduje się mały por zwany mikropą. Mikropyle pochłaniają tyle wody, ile potrzeba do kiełkowania

(C)

Testy i tegmeni.
Odpowiedź :
Testy: Nasiona są chronione przez grubą zewnętrzną powłokę zwaną testą lub okrywą nasienną.
Naczelnicy: Pod testą znajduje się bardzo cienka błona zwana tegmen.

Pytanie 4.

Podaj dwie funkcje owocu.
Odpowiedź :
Funkcje owocu to:

  1. Owoce to pokrowiec ochronny na nasiona.
  2. Owoc jest pokusą dla zwierząt i człowieka do zjedzenia go i rozrzucenia nasion

Pytanie 5. Dopasować kolumny :

Kolumna A, Kolumna B

Pytanie 6.


Radicle wyłania się z nasienia wcześniej niż Plumule. Jaka to zaleta?
Odpowiedź :
Radicle wychodzi z nasion wcześniej niż śliwka ma zalety, ponieważ pobiera wodę i minerały z gleby i przekazuje je rosnącemu śliwkowi.

Pytanie 7.


Określ, czy poniższe stwierdzenia są prawdziwe czy fałszywe.

(a) Niektóre nasiona nie mają liścieni.
Fałszywe
(b) Ciepło jest niezbędne do kiełkowania nasion.
Prawdziwe
(c) Wszystkie nasiona mają dwa liścienie.
Fałszywe
(d) Tlen jest niezbędny do kiełkowania nasion.
Prawdziwe

Pytanie 8.

Podaj jedną z następujących funkcji:
(a) korzonka
(b) liścienie
(c) bielmo
(d) mikropyle

Odpowiedź :

  1. Radicle — tworzą korzenie
  2. Liścienie — Po usunięciu th& testa i tegmen z namoczonego nasiona fasoli, odkryjesz, że nasiono składa się z dwóch mięsistych liści nasion zwanych liścienią. Zawierają zmagazynowany materiał spożywczy, który sadzonka wykorzystuje do wzrostu.
  3. Bielmo—jajnik tworzy owoc.
  4. Mikropyle — Nad wnęką znajduje się mały por zwany mikropylem (mikro = mały, pyle = przejście). Mikropile wchłaniają i przepuszczają tyle wody, ile potrzeba do kiełkowania.

Pytanie 9.


Trzy warunki niezbędne do kiełkowania nasion to (zaznacz prawidłową odpowiedź):
(a) Tlen, odpowiednia temperatura i woda.
(b) Dobra gleba, woda i powietrze
(c) Dobra gleba, odpowiednia temperatura i światło.
(d) Światło, tlen i temperatura.
(e) Tlen, dwutlenek węgla i światło.

Pytanie 10.

Nazwij część nasion, z których wydawane są:
(a) Korzenie : .
(b) Liście:
Odpowiedź :
(a) Korzenie — Radicle dają początek korzeniom.
(b) Liście—Plumule daje początek liściom z pędami

Pytanie 11.


W miejscach podanych poniżej narysuj opisane diagramy, aby pokazać trzy etapy kiełkowania dowolnego zaobserwowanego nasiona.
Odpowiedź :

Pytania z długimi odpowiedziami (Kwiat ICSE, klasa 6)

(Zapisz odpowiedzi w swoim zeszycie)

Pytanie 1.


Co oznacza zapylanie? Wymień dwa rodzaje zapylania.
Odpowiedź :
Przeniesienie ziaren pyłku z pylników na znamię kwiatu nazywa się zapylaniem.
Są dwa rodzaje zapylenia występujące w roślinach kwitnących.

  1. samozapylenie – który występuje w obrębie tej samej rośliny.
  2. zapylenie krzyżowe – występuje między dwoma kwiatami dwóch różnych roślin, ale tego samego rodzaju.

Pytanie 2.

Wyobraź sobie, że wszystkie nasiona wyprodukowane przez roślinę trafiają pod tę samą roślinę i wyrastają w nowe rośliny. Wymień dwa dowolne problemy, z którymi będą musiały się zmierzyć nowe zakłady.
Odpowiedź :
Jeśli wszystkie nasiona wyprodukowane przez roślinę wpadną pod tę samą roślinę i wykiełkują w nowe rośliny, to w tej sytuacji rośliny będą miały następujące problemy:

  1. Na małej, ograniczonej przestrzeni wyrośnie duża liczba roślin. Woda i minerały dostępne dla nich w glebie będą ograniczone.
  2. Otaczające ich powietrze nie wystarczy i będzie im mniej słońca. W rezultacie większość tych kiełkujących roślin umrze.

Pytanie 3.


Czym jest kwiat? Narysuj typowy kwiat i oznacz jego poszczególne części.
Odpowiedź :

Kwiat jest reprodukcyjną częścią rośliny. Pomaga w rozmnażaniu płciowym, ponieważ ma części męskie i żeńskie.
W pełni otwarty kwiat składa się z następujących części:
Łodyga— Kwiat jest przymocowany do pędu za pomocą szypułki lub szypułki. Końcówka łodygi jest spuchnięta lub spłaszczona. Nazywa się to tomami, wzgórzem lub pojemnikiem.
Różne części kwiatu są umieszczane na wzgórzu. Zwykle są cztery okółki jako Calyx

  • (działki działkowe)
  • Corolla (płatki)
  • Androecium (pręciki)
  • Ginoecium (karpele)
  • Obecny na wzgórzu.
Działki (kielich):

To najbardziej zewnętrzna część kwiatu. Są podobne do liści i mają zielony kolor. Jest to zewnętrzna powłoka kwiatu i forma zewnętrznego okółka w kwiecie. Kielich (działki kielicha) otacza wewnętrzne części kwiatu, gdy jest pąkiem. Jest ochronny w funkcji.

Korona (płatki):

Płatki tworzą drugi okółek wewnątrz działek. Są one zwykle kolorowe, krzykliwe lub białe, pachnące i nadają słodki zapach. Wartość kwiatu wynika z atrakcyjnego koloru płatków. Przyciągają one owady do zapylania.

Pręciki (Androecium):

Trzecie okółki wewnątrz płatków to pręciki. Ten trzeci okółek nazywa się Androecium. To są męskie części kwiatu. Każdy pręcik składa się z długiej, wąskiej, przypominającej włos struktury zwanej włóknem. Na czubku ma zaokrągloną, szeroką strukturę przypominającą worek, zwaną pylnik. Każdy pylnik ma dwa płaty pylnikowe. Każdy płatek pylnika ma dwa woreczki pyłkowe, które mają pudrową masę zwaną ziarnami pyłku.

Kolce (Gynoecium):

Karpele są najbardziej wewnętrznym lub czwartym okółkiem kwiatu. Osadza się na wzgórzu i tworzy żeńską część kwiatu. Ten okółek słupków nazywa się gynoecium. Każdy słupek lub słupek składa się z trzech części,

    1. Najniższa, najbardziej opuchnięta część to jajnik. Jest przymocowany do wzgórza
    2. Środkowa część to styl, który jest wąski, jak nitka
    3. Piętno: Kształt kończy się zaokrągloną strukturą przypominającą gałkę, która jest lepka z natury, aby otrzymać ziarna pyłku. Jajniki zawierają zalążki, które później zamieniają się w nasiona po zapłodnieniu, a ściana jajnika tworzy owoc, czasami wzgórze również staje się częścią owocu. w jabłku.

    Pytanie 4.

    Za pomocą odpowiednio oznaczonego diagramu opisz strukturę nasion dwuliściennych.

    Jest to nasiono dwuliścienne i niebielnoziemne. Produkowany jest w długim cylindrycznym strąku (owoc – phali) Znaki zewnętrzne. Nasiona są koloru brązowego lub białawo brązowego. Nasiona są twarde i gładkie, nerkowate, tzn. wypukłe z jednej strony i wklęsłe z drugiej strony. Wklęsła strona nosi białawą bliznę zwaną wnęką. Jest to miejsce, które jest przymocowane do ściany kapsuły za pomocą łodygi zwanej kolejką linową. Po jednej stronie wnęki znajduje się mały por zwany mikropylem, przez który przechodzi woda.

    Struktura wewnętrzna —

    Nasiona pokryte są twardym, twardym okryciem zwanym testa. W testach znajduje się zarodek. Embryo składa się z dwóch liścieni i osi zarodka. Oś zarodka ma pióropusz i korzonkę.

    Pióropusz

    Pióropusz jest obecny pomiędzy dwoma liścieniami, a na jego szczycie znajdują się dwa złożone malutkie liście. Tworzy przyszły pęd i liście rosnącego nasiona.

    Radicle

    Radicle ma kształt pręta i jest poza dwoma liścieniami. Tworzy korzeń rosnącego nasiona. Kiedy nasiono rośnie, dwa liścienie wychodzą z gleby i tworzą liścienie, które przybierają zielony kolor. Liścienie dają pożywienie rosnącej sadzonce, ponieważ ma ona pożywienie. Kiełkowanie w tym nasieniu jest epigealne, ponieważ liścienie wychodzą poza glebę w rosnącym nasionie.

    Pytanie 5.


    Zdefiniuj kiełkowanie ? Wymień dwa rodzaje kiełkowania. Wyjaśnij na przykładach.
    Odpowiedź :
    Wzrost i rozwój zarodka obecnego w nasieniu w sadzonkę (lub młodą roślinę zdolną do samodzielnego istnienia) nazywa się kiełkowaniem nasion.
    Zarodek w nasieniu pozostaje nieaktywny lub uśpiony. Gdy nasienie zostanie umieszczone w glebie i napełnione wodą oraz w odpowiedniej temperaturze, zarodek staje się aktywny w wchłanianiu wody i zarodek zamienia się w sadzonkę.

    Rodzaje kiełkowania — istnieją trzy rodzaje kiełkowania.
    (i) Epigeal
    (ii) Hipogeal
    (iii) Żyworodny

    (i) Kiełkowanie epigealne —

    Epi oznacza ponad geo-gruntem (ziemia)
    Kiedy liścienie w rosnących nasionach wychodzą z gleby, jest to epigealny typ kiełkowania, tak jak w przypadku nasion rącznika, ogórka, tamaryndowca, nasion fasoli liścienie wychodzą z gleby i stają się zielone. Są to tak zwane liście liścieni. Te cany na fotosyntezie, aż pojawią się nowe liście. .

    (ii) Kiełkowanie hipogealne—

    Hypo-poniżej, gleba gea.
    Gdy w rosnącym nasieniu liścienie pozostają pod ziemią, tak jak w przypadku grama, grochu, orzeszków ziemnych i kukurydzy. Pióropusz ujędrnia pęd powietrzny, na którym powstają liście, a korzonka korzenie. Rosnąca sadzonka pobiera pokarm z liścieni. Gdy sadzonka rośnie, liścienie giną w glebie.

    (iii) Żyworodne kiełkowanie—

    To szczególny rodzaj kiełkowania.

    Dzieje się tak w roślinach rosnących wzdłuż wybrzeży morskich oraz w słonych jeziorach. Nasiona zaczynają rosnąć, gdy są jeszcze przyczepione do rośliny, jak w roślinach namorzynowych. Zarodek wyłania się z owocu z długą, przypominającą strzałkę korzonką. Wpada bezpośrednio w miękkie, błotniste, mokre błoto. Korzonka daje korzenie i zamienia się w sadzonkę, a pióropusz daje początek pędowi. To jest w roślinach namorzynowych.

    Pytanie 6.


    Jakie są trzy warunki niezbędne do kiełkowania nasion. Jak byś to zademonstrował?
    Odpowiedź:
    Do pomyślnego kiełkowania każdego żywotnego nasiona niezbędne są trzy warunki zewnętrzne, takie jak:

    Możemy to zademonstrować za pomocą „Eksperymentu z trzema nasionami Jest to prosty eksperyment, aby wykazać niezbędność tych czynników do prawidłowego kiełkowania.

    Eksperyment:

    Doświadczenie z trzema nasionami w celu zademonstrowania kiełkowania Trzy dojrzałe suszone nasiona fasoli są pobierane i wiązane na drewnianym pasku w trzech różnych pozycjach (powyżej rysunku). Pasek ten umieszcza się w zlewce zawierającej wodę w taki sposób, że dolne nasiono jest całkowicie zanurzone w wodzie, środkowe nasiono jest częściowo zanurzone w wodzie, a górne nasiono jest utrzymywane nad wodą. Taki zestaw pozostawia się na kilka dni w ciepłym miejscu.
    Zaobserwowano, że środkowe nasiono wykazuje zdolność kiełkowania i wypuszcza korzenie oraz liście pędów. Górne nasiona nie wykazują wzrostu, a dolne wykazuje nieistotny wzrost.

    Środkowe nasiono jest w pełni kiełkowane, ponieważ nasiono to ma wszystkie sprzyjające warunki wymagane do kiełkowania, tj. powietrze (tlen), wilgoć i ciepło (korzystna temperatura), które są niezbędne do kiełkowania.

    Pytanie 7.


    Podaj główną różnicę między hypogeal i epigeal i kiełkowaniem.

    Kiełkowanie epigealne—

    Epi oznacza nad geo-środkiem gruntu (gleba). Gdy liścienie w rosnącym ziarnie wychodzą z gleby, jest to kiełkowanie epigealne, jak w przypadku nasion rącznika, nasion fasoli, roślin strączkowych, ogórka tamaryndowca.

    Liścienie wychodzą z gleby i stają się zielone, są to liścienie i pełnią funkcję fotosyntezy do czasu pojawienia się nowych liści w rosnącej sadzonce.

    Kiełkowanie hipogealne —

    Hipo-pod, geogleba to taki rodzaj kiełkowania, w którym w rosnącym nasionie liścienie pozostają pod ziemią, jak w przypadku grochu, grama, orzeszka ziemnego, kukurydzy. Pióropusz tworzy pęd powietrzny, z którego później powstają liście, a korzonka zamiera korzenie. Maleńka sadzonka pobiera pokarm z liścieni, dopóki nie zadomowi się w glebie swoimi korzeniami i zacznie pobierać wodę i minerały, a także nowe liście wyrosną na wznoszącej się osi i zaczną wytwarzać pokarm w procesie wytwarzania pokarmu.

    Różnice—

    Kiełkowanie epigealne

    1. W tym typie kiełkowania liścienie wychodzą z gleby.
    2. Liścienie stają się zielone, gdy wychodzą z gleby i służą jako liścienie
      liści i kontynuują fotosyntezę, aby stworzyć pożywienie dla rosnącej sadzonki.
    3. Liścienie bledną i opadają, gdy oś wznosząca się opuszcza
    Kiełkowanie hipogealne
    1. W tego typu kiełkowaniu liścienie pozostają pod ziemią.
    2. Liścienie pozostają pod ziemią, a sadzonka pobiera pokarm z gleby, którą zadomowiła.
    3. Liścienie gniją w glebie, gdy sadzonka dojrzeje.

    Pytanie 8.


    Podaj lokalizację następujących elementów w kwiatku:
    Odpowiedź :

    Działki:

    To najbardziej zewnętrzna część kwiatu. Są podobne do liści i mają zielony kolor. Jest to zewnętrzna powłoka kwiatu i forma zewnętrznego okółka w kwiecie. Kielich (działki kielicha) otacza wewnętrzne części kwiatu, gdy jest pąkiem. Jest ochronny w funkcji.

    Płatki:

    Płatki tworzą drugi okółek wewnątrz działek. Są one zwykle kolorowe, krzykliwe lub białe, pachnące i nadają słodki zapach. Wartość kwiatu wynika z atrakcyjnego koloru płatków. Przyciągają one owady do zapylania.

    Pylnik—

    Występuje na końcu pręcika. Pylnik ma woreczki pyłkowe, w których tworzą się ziarna pyłku. Ziarna pyłku zawierają męskie gamety.

    Piętno—

    Jest to końcówka przypominająca gałkę, może być podzielona na dwa lub więcej płatków i przybierać pierzasty wygląd. Piętno pokryte jest włosami lub brodawkami gruczołowymi. Służy jako miejsce lądowania ziaren pyłku podczas zapylania.

    Pytanie 9.


    Poniżej znajduje się schemat typowego kwiatka. Oznacz części oznaczone wytycznymi.

    Pytanie 10.


    Podaj różnicę funkcji między następującymi częściami:
    (a) Jajnik i zalążek
    (b) Płatek i sepal
    (c) Włókno i styl
    (d) Pyłek i zalążek
    Odpowiedź :

    (a) Jajnik i zalążek —
    1. Jest to żeńska część rozrodcza kwiatu, a zalążki znajdują się wewnątrz jajnika.
    2. Jajnik po zapłodnieniu zamienia się w owoc, a zalążki w nasiona owoców.
    (b) płatek i sepal—

    Płatki są kolorowe i atrakcyjne i pomagają zwabić owady do zapylania, podczas gdy główną funkcją działek kielicha jest ochrona rosnącego pąka.

    (c) żarnik i styl—

    Włókno jest strukturą podobną do łodygi, która łączy i podtrzymuje kwiat oraz podtrzymuje pylnik, który jest strukturą wytwarzającą pyłki, podczas gdy styl przenosi męskie gamety ziaren pyłku do jajnika.

    (d) pyłek i zalążek —

    Funkcją pyłku jest dostarczanie męskich gamet (plemników) z pręcika rośliny do zalążka, podczas gdy zalążek po zapłodnieniu dobrze rozwinął się w nasiono. Jest to żeńska komórka rozrodcza.


    Zawartość

    Wczesna botanika Edytuj

    Istnieją dowody, że ludzie używali roślin już 10 000 lat temu w dolinie rzeki Little Tennessee, na ogół jako drewno opałowe lub żywność. [6] Botanika powstała jako ziołolecznictwo, badanie i wykorzystanie roślin ze względu na ich właściwości lecznicze. [7] Wczesna historia botaniki obejmuje wiele starożytnych pism i klasyfikacji roślin. Przykłady wczesnych prac botanicznych zostały znalezione w starożytnych tekstach indyjskich sprzed 1100 r. p.n.e., [8] [9] starożytnym Egipcie, [10] w archaicznych pismach awestyjskich oraz w dziełach z Chin sprzed 221 r. p.n.e. [8] [11]

    Współczesna botanika ma swoje korzenie w starożytnej Grecji, a konkretnie u Teofrasta (ok. 371-287 pne), ucznia Arystotelesa, który wynalazł i opisał wiele jej zasad i jest powszechnie uważany w środowisku naukowym za „ojca botaniki”. [12] Jego główne dzieła, Zapytanie o rośliny oraz O przyczynach roślin, stanowią najważniejszy wkład do nauki botanicznej aż do średniowiecza, prawie siedemnaście wieków później. [12] [13]

    Kolejna praca ze starożytnej Grecji, która wywarła wczesny wpływ na botanikę, to: De Materia Medica, pięciotomowa encyklopedia o ziołolecznictwie napisana w połowie I wieku przez greckiego lekarza i farmakologa Pedaniusa Dioscoridesa. De Materia Medica był szeroko czytany przez ponad 1500 lat. [14] Ważny wkład ze średniowiecznego świata muzułmańskiego obejmuje Ibn Wahshiyya Rolnictwo Nabatejczyków, Abū Ḥanīfa Dinawari (828–896) the Księga Roślini Ibn Bassala Klasyfikacja gleb. Na początku XIII wieku Abu al-Abbas al-Nabati i Ibn al-Baitar (zm. 1248) pisali o botanice w sposób systematyczny i naukowy. [15] [16] [17]

    W połowie XVI wieku na kilku włoskich uniwersytetach założono ogrody botaniczne. Ogród botaniczny w Padwie z 1545 r. jest zwykle uważany za pierwszy, który wciąż znajduje się na swoim pierwotnym miejscu. Ogrody te kontynuowały praktyczną wartość wcześniejszych „ogrodów fizycznych”, często kojarzonych z klasztorami, w których uprawiano rośliny do celów medycznych. Wspierali rozwój botaniki jako przedmiotu akademickiego. Wygłoszono wykłady na temat roślin uprawianych w ogrodach i zademonstrowano ich medyczne zastosowanie. Ogrody botaniczne pojawiły się znacznie później w północnej Europie, pierwszym w Anglii był Ogród Botaniczny Uniwersytetu Oksfordzkiego w 1621 roku. Przez cały ten okres botanika pozostawała mocno podporządkowana medycynie. [18]

    Niemiecki lekarz Leonhart Fuchs (1501–1566) był jednym z „trzech niemieckich ojców botaniki”, wraz z teologiem Otto Brunfelsem (1489–1534) i lekarzem Hieronymusem Bockiem (1498–1554) (zwanym również Hieronymus Tragus). [19] [20] Fuchs i Brunfels zerwali z tradycją kopiowania wcześniejszych dzieł na rzecz własnych oryginalnych obserwacji. Bock stworzył własny system klasyfikacji roślin.

    Lekarz Valerius Cordus (1515–1544) jest autorem ważnego botanicznie i farmakologicznie zielnika Historia Plantarum w 1544 i farmakopei o trwałym znaczeniu, Dyspensatorium w 1546 r. [21] Przyrodnik Conrad von Gesner (1516–1565) i zielarz John Gerard (1545–ok. 1611) wydali zielniki obejmujące lecznicze zastosowanie roślin. Przyrodnik Ulisse Aldrovandi (1522–1605) był uważany za ojciec historii naturalnej, który obejmował badanie roślin. W 1665 roku, używając wczesnego mikroskopu, Polymath Robert Hooke odkrył komórki, termin, który ukuł, w korku, a niedługo później w żywej tkance roślinnej. [22]

    Wczesna współczesna botanika Edytuj

    W XVIII wieku opracowano systemy identyfikacji roślin porównywalne z kluczami dychotomicznymi, w których niezidentyfikowane rośliny są umieszczane w grupach taksonomicznych (np. rodzina, rodzaj i gatunek) poprzez dokonywanie serii wyborów między parami cech. Dobór i kolejność znaków może być sztuczna w kluczach przeznaczonych wyłącznie do identyfikacji (klucze diagnostyczne) lub ściślej związana z naturalnym lub filologicznym porządkiem taksonów w kluczach synoptycznych. [23] W XVIII wieku nowe rośliny do badań przybywały do ​​Europy w coraz większej liczbie z nowo odkrytych krajów i europejskich kolonii na całym świecie. W 1753 Carl von Linné (Carl Linnaeus) opublikował swoją Species Plantarum, hierarchiczną klasyfikację gatunków roślin, która pozostaje punktem odniesienia dla współczesnej nomenklatury botanicznej. Ustanowiło to znormalizowany dwumianowy lub dwuczęściowy schemat nazewnictwa, w którym pierwsza nazwa reprezentowała rodzaj, a druga identyfikowała gatunek w obrębie rodzaju. [24] Dla celów identyfikacji, Linneusza Seksualny system sklasyfikowano rośliny na 24 grupy według liczby ich męskich narządów płciowych. 24. grupa, Kryptogamia, obejmował wszystkie rośliny z ukrytymi częściami rozrodczymi, mchy, wątrobowce, paprocie, glony i grzyby. [25]

    Rosnąca wiedza na temat anatomii, morfologii i cykli życiowych roślin doprowadziła do uświadomienia sobie, że między roślinami istnieje więcej naturalnych powinowactw niż sztuczny układ płciowy Linneusza. Adanson (1763), de Jussieu (1789) i Candolle (1819) proponowali różne alternatywne naturalne systemy klasyfikacji, które grupowały rośliny przy użyciu szerszego zakresu wspólnych cech i były szeroko obserwowane. System Candolle'a odzwierciedlał jego idee postępu morfologicznej złożoności, a późniejszy system Benthama i Hookera, który był wpływowy do połowy XIX wieku, był pod wpływem podejścia Candolle'a. Publikacja Darwina Pochodzenie gatunków w 1859 i jego koncepcja wspólnego pochodzenia wymagała modyfikacji systemu Candolle'a w celu odzwierciedlenia relacji ewolucyjnych w odróżnieniu od zwykłego podobieństwa morfologicznego. [26]

    Botanika była silnie stymulowana pojawieniem się pierwszego „nowoczesnego” podręcznika Matthiasa Schleidena Grundzüge der Wissenschaftlichen Botanik, opublikowany w języku angielskim w 1849 r. jako Zasady botaniki naukowej. [27] Schleiden był mikroskopijnym i wczesnym anatomem roślin, który współtworzył teorię komórki z Theodorem Schwannem i Rudolfem Virchowem i był jednym z pierwszych, którzy pojęli znaczenie jądra komórkowego, które zostało opisane przez Roberta Browna w 1831 roku. [28] ] W 1855 Adolf Fick sformułował prawa Ficka, które umożliwiły obliczenie szybkości dyfuzji molekularnej w układach biologicznych. [29]

    Późno współczesna botanika Edytuj

    Opierając się na teorii dziedziczenia chromosomów genowych, która została zapoczątkowana przez Gregora Mendla (1822-1884), August Weismann (1834-1914) udowodnił, że dziedziczenie zachodzi tylko poprzez gamety. Żadne inne komórki nie mogą przekazywać odziedziczonych znaków. [30] Praca Katherine Esau (1898–1997) na temat anatomii roślin jest nadal głównym fundamentem współczesnej botaniki. Jej książki Anatomia roślin oraz Anatomia roślin nasiennych od ponad pół wieku są kluczowymi tekstami z zakresu biologii strukturalnej roślin. [31] [32]

    Dyscyplina ekologii roślin została zapoczątkowana pod koniec XIX wieku przez botaników, takich jak Eugenius Warming, który sformułował hipotezę, że rośliny tworzą społeczności, oraz jego mentora i następcę Christena C. Raunkiæra, którego system opisywania form życia roślinnego jest nadal w użyciu. Koncepcję, zgodnie z którą skład zbiorowisk roślinnych, takich jak lasy liściaste strefy umiarkowanej, zmienia się w procesie sukcesji ekologicznej, opracowali Henry Chandler Cowles, Arthur Tansley i Frederic Clements. Clementsowi przypisuje się ideę roślinności kulminacyjnej jako najbardziej złożonej roślinności, jaką środowisko może wspierać, a Tansley wprowadził pojęcie ekosystemów do biologii. [33] [34] [35] Opierając się na obszernych wcześniejszych pracach Alphonse de Candolle, Nikołaj Wawiłow (1887–1943) stworzył opisy biogeografii, ośrodków pochodzenia i historii ewolucji roślin gospodarczych. [36]

    Szczególnie od połowy lat 60. nastąpił postęp w zrozumieniu fizyki procesów fizjologicznych roślin, takich jak transpiracja (transport wody w tkankach roślin), zależność tempa parowania wody z powierzchni liści oraz molekularna dyfuzja wody para i dwutlenek węgla przez otwory szparkowe. Te osiągnięcia, w połączeniu z nowymi metodami pomiaru wielkości szczelin szparkowych i szybkości fotosyntezy, umożliwiły precyzyjne opisanie szybkości wymiany gazowej między roślinami a atmosferą. [37] [38] Innowacje w analizie statystycznej Ronalda Fishera, [39] Franka Yatesa i innych w Stacji Doświadczalnej Rothamsted ułatwiły racjonalne projektowanie eksperymentów i analizę danych w badaniach botanicznych. [40] Odkrycie i identyfikacja auksynowych hormonów roślinnych przez Kennetha V. Thimanna w 1948 umożliwiło regulację wzrostu roślin za pomocą zewnętrznie stosowanych chemikaliów. Frederick Campion Steward był pionierem technik mikrorozmnażania i hodowli tkanek roślinnych kontrolowanych przez hormony roślinne. [41] Syntetyczny kwas auksyny 2,4-dichlorofenoksyoctowy lub 2,4-D był jednym z pierwszych komercyjnych syntetycznych herbicydów. [42]

    Rozwój biochemii roślin w XX wieku był napędzany przez nowoczesne techniki organicznej analizy chemicznej, takie jak spektroskopia, chromatografia i elektroforeza. Wraz z pojawieniem się pokrewnych podejść biologicznych w skali molekularnej w biologii molekularnej, genomice, proteomice i metabolomice, związek między genomem rośliny a większością aspektów biochemii, fizjologii, morfologii i zachowania roślin może zostać poddany szczegółowej analizie eksperymentalnej. [43] Koncepcja pierwotnie sformułowana przez Gottlieba Haberlandta w 1902 roku [44], że wszystkie komórki roślinne są totipotencjalne i mogą być hodowane in vitro ostatecznie umożliwiło eksperymentalne wykorzystanie inżynierii genetycznej w celu wyeliminowania genu lub genów odpowiedzialnych za określoną cechę lub dodania genów, takich jak GFP, które informują o ekspresji interesującego genu. Technologie te umożliwiają biotechnologiczne wykorzystanie całych roślin lub kultur komórek roślinnych hodowanych w bioreaktorach do syntezy pestycydów, antybiotyków lub innych środków farmaceutycznych, a także praktyczne zastosowanie upraw genetycznie zmodyfikowanych, mających na celu zwiększenie wydajności. [45]

    Współczesna morfologia rozpoznaje kontinuum między głównymi kategoriami morfologicznymi korzenia, łodygi (kaulomu), liścia (filomu) i trichomu. [46] Ponadto podkreśla dynamikę strukturalną. [47] Współczesna systematyka ma na celu odzwierciedlenie i odkrycie związków filogenetycznych między roślinami. [48] ​​[49] [50] [51] Współczesna filogenetyka molekularna w dużej mierze ignoruje cechy morfologiczne, opierając się na sekwencjach DNA jako danych. Analiza molekularna sekwencji DNA z większości rodzin roślin kwiatowych umożliwiła grupie filogenezy okrytozalążkowej opublikowanie w 1998 r. filogenezy roślin kwiatowych, która odpowiadała na wiele pytań dotyczących relacji między rodzinami i gatunkami okrytozalążkowych. [52] Teoretyczna możliwość praktycznej metody identyfikacji gatunków roślin i odmian handlowych za pomocą kodowania kreskowego DNA jest przedmiotem bieżących badań. [53] [54]

    Badania nad roślinami są niezbędne, ponieważ stanowią podstawę prawie całego życia zwierzęcego na Ziemi, wytwarzając dużą część tlenu i pożywienia, które zapewniają ludziom i innym organizmom oddychanie tlenowe w energię chemiczną, której potrzebują do życia. Rośliny, glony i cyjanobakterie to główne grupy organizmów, które przeprowadzają fotosyntezę, proces wykorzystujący energię światła słonecznego do przekształcania wody i dwutlenku węgla [55] w cukry, które mogą być wykorzystywane zarówno jako źródło energii chemicznej, jak i cząsteczek organicznych które są wykorzystywane w elementach strukturalnych komórek. [56] Jako produkt uboczny fotosyntezy, rośliny uwalniają do atmosfery tlen, gaz potrzebny prawie wszystkim żywym istotom do oddychania komórkowego. Ponadto mają wpływ na globalny obieg węgla i wody, a korzenie roślin wiążą i stabilizują glebę, zapobiegając erozji gleby. [57] Rośliny mają kluczowe znaczenie dla przyszłości ludzkiego społeczeństwa, ponieważ dostarczają ludziom żywności, tlenu, leków i produktów, a także tworzą i chronią glebę. [58]

    Historycznie wszystkie żywe istoty były klasyfikowane jako zwierzęta lub rośliny [59], a botanika obejmowała badania wszystkich organizmów nie uznawanych za zwierzęta. [60] Botanicy badają zarówno wewnętrzne funkcje, jak i procesy zachodzące w organellach roślinnych, komórkach, tkankach, całych roślinach, populacjach roślin i zbiorowiskach roślinnych. Na każdym z tych poziomów botanik może zajmować się klasyfikacją (taksonomią), filogenezą i ewolucją, strukturą (anatomią i morfologią) lub funkcją (fizjologią) życia roślinnego. [61]

    Najściślejsza definicja „rośliny” obejmuje tylko „rośliny lądowe” lub embriofity, które obejmują rośliny nasienne (nagonasienne, w tym sosny i rośliny kwitnące) oraz wolno zarodnikujące kryptogamy, w tym paprocie, widłaki, wątrobowce, rogatki i mchy. Embriofity to wielokomórkowe eukarionty pochodzące od przodka, który pozyskiwał energię ze światła słonecznego w procesie fotosyntezy. Mają cykle życiowe o naprzemiennych fazach haploidalnych i diploidalnych. Haploidalna faza płciowa embriofitów, znana jako gametofit, żywi rozwijający się diploidalny sporofit zarodka w swoich tkankach przez przynajmniej część swojego życia, [62] nawet w roślinach nasiennych, gdzie sam gametofit jest pielęgnowany przez swój macierzysty sporofit. [63] Inne grupy organizmów, które były wcześniej badane przez botaników, obejmują bakterie (obecnie badane w bakteriologii), grzyby (mikologia) – w tym grzyby lichenotwórcze (lichenologia), glony niechlorofitowe (fikologia) i wirusy (wirusologia). Jednak botanicy nadal zwracają uwagę na te grupy, a grzyby (w tym porosty) i fotosyntetyczne protisty są zwykle omawiane na wstępnych kursach botaniki. [64] [65]

    Paleobotanicy badają starożytne rośliny w zapisie kopalnym, aby dostarczyć informacji o historii ewolucyjnej roślin. Uważa się, że cyjanobakterie, pierwsze na Ziemi organizmy fotosyntetyczne uwalniające tlen, dały początek przodkom roślin, wchodząc w związek endosymbiotyczny z wczesnym eukariontem, stając się ostatecznie chloroplastami w komórkach roślinnych. Nowe rośliny fotosyntetyczne (wraz z ich pokrewnymi algami) przyspieszyły wzrost tlenu atmosferycznego zapoczątkowany przez cyjanobakterie, zmieniając starożytną, pozbawioną tlenu, redukującą atmosferę na taką, w której wolny tlen jest obfity od ponad 2 miliardów lat.[66] [67]

    Wśród ważnych pytań botanicznych XXI wieku znajduje się rola roślin jako głównych producentów w globalnym obiegu podstawowych składników życia: energii, węgla, tlenu, azotu i wody oraz sposobów, w jakie nasze zarządzanie roślinami może pomóc w rozwiązywaniu globalnych problemów środowiskowych zarządzanie zasobami, ochrona, bezpieczeństwo żywności, organizmy inwazyjne biologicznie, sekwestracja dwutlenku węgla, zmiana klimatu i zrównoważony rozwój. [68]

    Żywienie człowieka Edytuj

    Praktycznie wszystkie podstawowe produkty spożywcze pochodzą albo bezpośrednio z pierwotnej produkcji roślin, albo pośrednio od zwierząt, które je żywią. [69] Rośliny i inne organizmy fotosyntetyczne są podstawą większości łańcuchów pokarmowych, ponieważ wykorzystują energię słoneczną i składniki odżywcze z gleby i atmosfery, przekształcając je w formę, która może być wykorzystywana przez zwierzęta. To właśnie ekolodzy nazywają pierwszym poziomem troficznym. [70] Współczesne formy głównych podstawowych produktów spożywczych, takich jak konopie, teff, kukurydza, ryż, pszenica i inne trawy zbożowe, rośliny strączkowe, banany i plantany [71], a także konopie, len i bawełna uprawiane na ich włókna, są wynikiem wielotysięcznej prehistorycznej selekcji spośród dzikich roślin przodków o najbardziej pożądanych cechach. [72]

    Botanicy badają, w jaki sposób rośliny produkują żywność i jak zwiększać plony, na przykład poprzez hodowlę roślin, co sprawia, że ​​ich praca jest ważna dla zdolności ludzkości do wykarmienia świata i zapewnienia bezpieczeństwa żywnościowego przyszłym pokoleniom. [73] Botanicy badają również chwasty, które są poważnym problemem w rolnictwie, oraz biologię i kontrolę patogenów roślinnych w rolnictwie i ekosystemach naturalnych. [74] Etnobotanika to nauka o związkach między roślinami a ludźmi. W przypadku badania historycznych relacji roślinno-ludzkich etnobotanika może być określana mianem archeobotaniki lub paleoetnobotaniki. [75] Niektóre z najwcześniejszych relacji między roślinami a ludźmi powstały między rdzennymi mieszkańcami Kanady w identyfikowaniu jadalnych roślin z niejadalnych. [76] Ten związek rdzennej ludności z roślinami został odnotowany przez etnobotaników. [76]

    Biochemia roślin to nauka o procesach chemicznych wykorzystywanych przez rośliny. Niektóre z tych procesów są wykorzystywane w ich pierwotnym metabolizmie, takim jak fotosyntetyczny cykl Calvina i metabolizm kwasu gruboszowatego. [77] Inni wytwarzają specjalistyczne materiały, takie jak celuloza i lignina używane do budowy ich ciał, oraz produkty wtórne, takie jak żywice i związki zapachowe.

    Rośliny i różne inne grupy fotosyntetycznych eukariontów, wspólnie znanych jako „algi”, mają unikalne organelle znane jako chloroplasty. Uważa się, że chloroplasty wywodzą się od cyjanobakterii, które utworzyły związki endosymbiotyczne ze starożytnymi przodkami roślin i alg. Chloroplasty i cyjanobakterie zawierają niebiesko-zielony barwnik chlorofil a. [78] Chlorofil a (jak również jego kuzyn chlorofil, specyficzny dla roślin i alg) b) [a] pochłania światło w niebiesko-fioletowych i pomarańczowo-czerwonych częściach widma, jednocześnie odbijając i przepuszczając zielone światło, które postrzegamy jako charakterystyczny kolor tych organizmów. Energia w czerwonym i niebieskim świetle, które absorbują te pigmenty, jest wykorzystywana przez chloroplasty do wytwarzania bogatych w energię związków węgla z dwutlenku węgla i wody w procesie fotosyntezy tlenowej, procesu, który generuje tlen cząsteczkowy (O2) jako produkt uboczny.

    Energia świetlna wychwycona przez chlorofil a jest początkowo w postaci elektronów (a później gradientu protonów), które są używane do tworzenia cząsteczek ATP i NADPH, które tymczasowo przechowują i transportują energię. Ich energia jest wykorzystywana w niezależnych od światła reakcjach cyklu Calvina przez enzym rubisco w celu wytworzenia cząsteczek 3-węglowego cukru, 3-fosforanu aldehydu glicerynowego (G3P). 3-fosforan aldehydu glicerynowego jest pierwszym produktem fotosyntezy i surowcem, z którego syntetyzowana jest glukoza i prawie wszystkie inne cząsteczki organiczne pochodzenia biologicznego. Część glukozy jest przekształcana w skrobię, która jest przechowywana w chloroplastach. [82] Skrobia jest charakterystycznym magazynem energii większości roślin lądowych i alg, podczas gdy inulina, polimer fruktozy, jest wykorzystywana w tym samym celu w rodzinie słonecznika Asteraceae. Część glukozy jest przekształcana w sacharozę (zwykły cukier stołowy) i eksportowana do reszty zakładu.

    W przeciwieństwie do zwierząt (które nie mają chloroplastów), rośliny i ich krewni eukariotyczni przypisują swoim chloroplastom wiele ról biochemicznych, w tym syntezę wszystkich kwasów tłuszczowych [83] [84] i większości aminokwasów. [85] Kwasy tłuszczowe wytwarzane przez chloroplasty są wykorzystywane do wielu celów, takich jak dostarczanie materiału do budowy błon komórkowych i wytwarzanie polimerowej kutyny, która znajduje się w naskórku rośliny, która chroni rośliny lądowe przed wysychaniem. [86]

    Rośliny syntetyzują szereg unikalnych polimerów, takich jak polisacharydowe cząsteczki celulozy, pektyny i ksyloglukanu [87], z których zbudowana jest ściana komórkowa roślin lądowych. [88] Rośliny naczyniowe wytwarzają ligninę, polimer stosowany do wzmacniania wtórnych ścian komórkowych tracheid i naczyń ksylemu, aby zapobiec ich zapadaniu się, gdy roślina przesiąka przez nie wodę pod wpływem stresu wodnego. Lignina jest również stosowana w innych typach komórek, takich jak włókna sklerenchymy, które zapewniają roślinie wsparcie strukturalne i są głównym składnikiem drewna. Sporopoleniny to odporny chemicznie polimer znajdujący się w zewnętrznych ścianach komórkowych zarodników i pyłku roślin lądowych, odpowiedzialny za przetrwanie wczesnych zarodników roślin lądowych i pyłku roślin nasiennych w zapisie kopalnym. Jest powszechnie uważany za wyznacznik początku ewolucji roślin lądowych w okresie ordowiku. [89] Stężenie dwutlenku węgla w atmosferze jest dziś znacznie niższe niż wtedy, gdy rośliny wyrosły na ląd w okresie ordowiku i syluru. Wiele roślin jednoliściennych, takich jak kukurydza i ananas oraz niektóre rośliny dwuliścienne, takie jak Asteraceae, od tego czasu niezależnie wyewoluowały [90] szlaki, takie jak metabolizm kwasu Crassulacean i C4 ścieżka wiązania węgla dla fotosyntezy, która pozwala uniknąć strat wynikających z fotooddychania w bardziej powszechnym C3 szlak wiązania węgla. Te strategie biochemiczne są unikalne dla roślin lądowych.

    Medycyna i materiały Edytuj

    Fitochemia jest gałęzią biochemii roślin zajmującą się głównie substancjami chemicznymi wytwarzanymi przez rośliny podczas metabolizmu wtórnego. [91] Niektóre z tych związków to toksyny, takie jak koniina alkaloidowa z cykuty. Inne, takie jak olejki eteryczne, olejek miętowy i olejek cytrynowy, są przydatne ze względu na swój aromat, jako aromaty i przyprawy (np. kapsaicyna) oraz w medycynie jako farmaceutyki, jak opium z maku lekarskiego. Wiele leków i leków rekreacyjnych, takich jak tetrahydrokannabinol (substancja czynna konopi), kofeina, morfina i nikotyna, pochodzi bezpośrednio z roślin. Inne są prostymi pochodnymi naturalnych produktów botanicznych. Na przykład aspiryna przeciwbólowa to ester acetylowy kwasu salicylowego, pierwotnie wyizolowany z kory wierzb [92], a szeroka gama opiatowych środków przeciwbólowych, takich jak heroina, jest otrzymywana przez chemiczną modyfikację morfiny uzyskanej z maku lekarskiego. [93] Popularne stymulanty pochodzą z roślin, takich jak kofeina z kawy, herbaty i czekolady oraz nikotyna z tytoniu. Większość napojów alkoholowych pochodzi z fermentacji produktów roślinnych bogatych w węglowodany, takich jak jęczmień (piwo), ryż (sake) i winogrona (wino). [94] Rdzenni Amerykanie od tysięcy lat stosowali różne rośliny jako sposoby leczenia choroby. [95] Ta wiedza rdzennych Amerykanów na temat roślin została odnotowana przez entnobotaników, a następnie została wykorzystana przez firmy farmaceutyczne jako sposób na odkrywanie leków. [96]

    Rośliny potrafią syntetyzować przydatne kolorowe barwniki i pigmenty, takie jak antocyjany odpowiedzialne za czerwony kolor czerwonego wina, żółtą spoinę i niebieski urzed, używane razem do produkcji zieleni Lincolna, indoksylu, źródła niebieskiego barwnika indygo tradycyjnie używanego do barwienia dżinsu i pigmentów artysty przeszywanica i róża szaleńcza. Cukier, skrobia, bawełna, len, konopie, niektóre rodzaje sznurów, drewno i płyty wiórowe, papirus i papier, oleje roślinne, wosk i naturalna guma to przykłady ważnych z handlowego punktu widzenia materiałów wytwarzanych z tkanek roślinnych lub ich produktów wtórnych. Węgiel drzewny, czysta forma węgla wytwarzana przez pirolizę drewna, ma długą historię jako paliwo do wytapiania metali, jako materiał filtrujący i adsorbent oraz jako materiał dla artystów i jest jednym z trzech składników prochu strzelniczego. Celuloza, najobficiej występujący na świecie polimer organiczny [97], może być przetwarzana na energię, paliwa, materiały i surowce chemiczne. Produkty wykonane z celulozy to sztuczny jedwab i celofan, pasta do tapet, biobutanol i bawełna strzelnicza. Trzcina cukrowa, rzepak i soja to tylko niektóre z roślin o wysokiej fermentacji cukru lub oleju, które są wykorzystywane jako źródło biopaliw, ważnych alternatyw dla paliw kopalnych, takich jak biodiesel. [98] Sweetgrass był używany przez rdzennych Amerykanów do odstraszania owadów takich jak komary. [99] Te odstraszające owady właściwości trawy cukrowej zostały później odkryte przez Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne w cząsteczkach fitolu i kumaryny. [99]

    Ekologia roślin to nauka o funkcjonalnych relacjach między roślinami a ich siedliskami – środowiskami, w których kończą one swoje cykle życiowe. Ekolodzy roślin badają skład flor lokalnych i regionalnych, ich bioróżnorodność, różnorodność genetyczną i przystosowanie, przystosowanie roślin do ich środowiska oraz ich konkurencyjne lub mutualistyczne interakcje z innymi gatunkami. [100] Niektórzy ekolodzy opierają się nawet na danych empirycznych gromadzonych przez etnobotaników od rdzennej ludności. [101] Ta informacja może przekazywać wiele informacji o tym, jak kiedyś ziemia była tysiące lat temu i jak zmieniła się w tym czasie. [101] Celem ekologii roślin jest zrozumienie przyczyn ich wzorców dystrybucji, produktywności, wpływu na środowisko, ewolucji i reakcji na zmiany środowiskowe. [102]

    Rośliny zależą od pewnych czynników edaficznych (gleby) i klimatycznych w swoim środowisku, ale mogą również te czynniki modyfikować. Mogą na przykład zmieniać albedo środowiska, zwiększać przechwytywanie spływów, stabilizować gleby mineralne i rozwijać ich zawartość organiczną oraz wpływać na lokalną temperaturę. Rośliny konkurują z innymi organizmami w swoim ekosystemie o zasoby. [103] [104] Oddziałują ze swoimi sąsiadami w różnych skalach przestrzennych w grupach, populacjach i społecznościach, które wspólnie tworzą roślinność. Regiony o charakterystycznych typach roślinności i dominujących roślinach, a także podobnych czynnikach abiotycznych i biotycznych, klimat i geografia tworzą biomy, takie jak tundra czy tropikalny las deszczowy. [105]

    Roślinożercy jedzą rośliny, ale rośliny potrafią się bronić, a niektóre gatunki są pasożytnicze, a nawet mięsożerne. Inne organizmy tworzą wzajemnie korzystne relacje z roślinami. Na przykład grzyby mikoryzowe i rizobia dostarczają roślinom składników odżywczych w zamian za pożywienie, mrówki są rekrutowane przez rośliny mrówek w celu zapewnienia ochrony, [107] pszczoły miodne, nietoperze i inne zwierzęta zapylają kwiaty [108] [109], a ludzie i inne zwierzęta [ 110] działają jako wektory dyspersyjne do rozprzestrzeniania zarodników i nasion.

    Rośliny, zmiany klimatyczne i środowiskowe Edytuj

    Reakcje roślin na zmiany klimatyczne i inne zmiany środowiskowe mogą pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób te zmiany wpływają na funkcję i produktywność ekosystemów. Na przykład fenologia roślin może być użytecznym wskaźnikiem temperatury w klimatologii historycznej oraz biologicznego wpływu zmian klimatycznych i globalnego ocieplenia. Palinologia, analiza osadów pyłków kopalnych w osadach sprzed tysięcy lub milionów lat, pozwala na rekonstrukcję dawnych klimatów. [111] Szacunki atmosferycznego CO
    2 stężenia od czasów paleozoiku uzyskano na podstawie gęstości aparatów szparkowych oraz kształtu i wielkości liści dawnych roślin lądowych. [112] Ubytek ozonu może narazić rośliny na wyższy poziom promieniowania ultrafioletowego-B (UV-B), co skutkuje niższym tempem wzrostu. [113] Ponadto informacje z badań ekologii społeczności, systematyki roślin i taksonomii są niezbędne do zrozumienia zmian wegetacji, niszczenia siedlisk i wymierania gatunków. [114]

    Dziedziczenie w roślinach podlega tym samym podstawowym zasadom genetyki, co w innych organizmach wielokomórkowych. Gregor Mendel odkrył genetyczne prawa dziedziczenia, badając dziedziczone cechy, takie jak kształt w Pisum sativum (groszek). To, czego Mendel nauczył się badając rośliny, przyniosło daleko idące korzyści poza botaniką. Podobnie, „skaczące geny” odkryła Barbara McClintock podczas badania kukurydzy. [115] Niemniej jednak istnieją pewne charakterystyczne różnice genetyczne między roślinami a innymi organizmami.

    Granice gatunków roślin mogą być słabsze niż u zwierząt i często możliwe są krzyżówki międzygatunkowe. Znanym przykładem jest mięta pieprzowa, Menta × piperita, sterylna hybryda między Menta wodna i mięty zielonej, Mentha spicata. [116] Wiele uprawianych odmian pszenicy jest wynikiem wielu krzyżówek międzygatunkowych i wewnątrzgatunkowych między gatunkami dzikimi i ich hybrydami. [117] Rośliny okrytozalążkowe z kwiatami jednopiennymi często mają mechanizmy samoniezgodności, które działają między pyłkiem a znamieniem, tak że pyłek albo nie dociera do znamienia, albo nie kiełkuje i nie wytwarza gamet męskich. [118] Jest to jedna z kilku metod stosowanych przez rośliny do promowania krzyżowania. [119] W wielu roślinach lądowych gamety męskie i żeńskie są produkowane przez oddzielne osobniki. Gatunki te określa się jako dwupienne w odniesieniu do sporofitów roślin naczyniowych i dwupienne w odniesieniu do gametofitów mszaków. [120]

    W przeciwieństwie do zwierząt wyższych, gdzie partenogeneza jest rzadka, rozmnażanie bezpłciowe może zachodzić w roślinach przez kilka różnych mechanizmów. Jednym z przykładów jest tworzenie się bulw łodygowych w ziemniaku. Szczególnie w siedliskach arktycznych lub alpejskich, gdzie możliwości zapłodnienia kwiatów przez zwierzęta są rzadkie, zamiast kwiatów mogą rozwijać się sadzonki lub cebulki, zastępując rozmnażanie płciowe rozmnażaniem bezpłciowym i dając początek populacjom klonalnym genetycznie identycznym z rodzicem. Jest to jeden z kilku rodzajów apomiksów występujących w roślinach. Apomixis może również wystąpić w nasionach, wytwarzając nasiona zawierające zarodek genetycznie identyczny z rodzicem. [121]

    Większość organizmów rozmnażających się płciowo jest diploidalna, ze sparowanymi chromosomami, ale podwojenie liczby chromosomów może nastąpić z powodu błędów w cytokinezie. Może to nastąpić na wczesnym etapie rozwoju, aby wytworzyć organizm autopoliploidalny lub częściowo autopoliploidalny, lub podczas normalnych procesów różnicowania komórek w celu wytworzenia niektórych typów komórek, które są polipoidalne (endopoliploidia) lub podczas tworzenia gamet. Roślina allopoliploidalna może powstać w wyniku hybrydyzacji między dwoma różnymi gatunkami. Zarówno rośliny autopoliploidalne, jak i allopoliploidalne często mogą normalnie się rozmnażać, ale mogą nie być w stanie pomyślnie krzyżować się z populacją rodzicielską, ponieważ występuje niedopasowanie liczby chromosomów. Te rośliny, które są izolowane reprodukcyjnie od gatunku rodzicielskiego, ale żyją na tym samym obszarze geograficznym, mogą odnieść wystarczający sukces, aby utworzyć nowy gatunek. [122] Niektóre skądinąd sterylne poliploidy roślinne mogą nadal rozmnażać się wegetatywnie lub przez apomiksy nasion, tworząc klonalne populacje identycznych osobników. [122] Pszenica durum jest płodnym allopoliploidem tetraploidalnym, podczas gdy pszenica chlebowa jest żyznym heksaploidem. Banan handlowy jest przykładem sterylnej, bezpestkowej hybrydy triploidalnej. Mniszek pospolity jest triploidem, który poprzez nasiona apomiktyczne wytwarza żywotne nasiona.

    Podobnie jak u innych eukariontów, dziedziczenie organelli endosymbiotycznych, takich jak mitochondria i chloroplasty w roślinach, nie jest mendlowskie. Chloroplasty są dziedziczone przez męskiego rodzica w nagonasiennych, ale często przez żeńskiego rodzica w roślinach kwitnących. [123]

    Genetyka molekularna Edytuj

    Znaczna ilość nowej wiedzy na temat funkcji roślin pochodzi z badań genetyki molekularnej roślin modelowych, takich jak rzeżucha Thale, Arabidopsis thaliana, zachwaszczony gatunek z rodziny gorczycy (Brassicaceae). [91] Genom lub informacja dziedziczna zawarta w genach tego gatunku jest kodowana przez około 135 milionów par zasad DNA, tworząc jeden z najmniejszych genomów wśród roślin kwitnących. Arabidopsis była pierwszą rośliną, której genom został zsekwencjonowany w 2000 roku. [124] Sekwencjonowanie kilku innych stosunkowo małych genomów ryżu (Oryza sativa) [125] i Brachypodium distachyon[126] uczyniła je ważnymi gatunkami modelowymi dla zrozumienia genetyki, biologii komórkowej i molekularnej zbóż, traw i roślin jednoliściennych.

    Rośliny modelowe, takie jak Arabidopsis thaliana służą do badania biologii molekularnej komórek roślinnych i chloroplastów. Idealnie, te organizmy mają małe genomy, które są dobrze znane lub całkowicie zsekwencjonowane, niski wzrost i krótkie czasy generacji. Kukurydza została wykorzystana do zbadania mechanizmów fotosyntezy i obciążenia floemu cukrem w C4 rośliny. [127] Zielona alga jednokomórkowa Chlamydomonas reinhardtii, chociaż sam nie jest embriofitem, zawiera zielono-pigmentowany chloroplast spokrewniony z roślinami lądowymi, co czyni go przydatnym do badań. [128] Czerwony glon Cyanidioschyzon merolae był również używany do badania niektórych podstawowych funkcji chloroplastów. [129] Szpinak, [130] groch, [131] soja i mech Physcomitrella patens są powszechnie używane do badania biologii komórek roślinnych. [132]

    Agrobacterium tumefaciens, bakteria ryzosfery glebowej, może przyczepiać się do komórek roślinnych i infekować je indukującym kalus plazmidem Ti poprzez poziomy transfer genów, powodując infekcję kalusową zwaną chorobą korony żółciowej. Schell i Van Montagu (1977) wysunęli hipotezę, że plazmid Ti może być naturalnym wektorem do wprowadzania genu Nif odpowiedzialnego za wiązanie azotu w brodawkach korzeniowych roślin strączkowych i innych gatunków roślin. [133] Obecnie modyfikacja genetyczna plazmidu Ti jest jedną z głównych technik wprowadzania transgenów do roślin i tworzenia genetycznie modyfikowanych upraw.

    Epigenetyka Edytuj

    Epigenetyka to badanie dziedzicznych zmian w funkcji genów, których nie można wyjaśnić zmianami w podstawowej sekwencji DNA [134], ale powodują, że geny organizmu zachowują się (lub „wyrażają się”) inaczej. [135] Jednym z przykładów zmiany epigenetycznej jest znakowanie genów przez metylację DNA, która określa, czy będą one wyrażane, czy nie. Ekspresję genów można również kontrolować za pomocą białek represorowych, które przyłączają się do wyciszających regionów DNA i zapobiegają ekspresji tego regionu kodu DNA. Znaczniki epigenetyczne mogą być dodawane lub usuwane z DNA podczas zaprogramowanych etapów rozwoju rośliny i są odpowiedzialne na przykład za różnice między pylnikami, płatkami i normalnymi liśćmi, mimo że wszystkie mają ten sam kod genetyczny. Zmiany epigenetyczne mogą być tymczasowe lub pozostawać w wyniku kolejnych podziałów komórkowych do końca życia komórki. Wykazano, że niektóre zmiany epigenetyczne są dziedziczne [136], podczas gdy inne są resetowane w komórkach zarodkowych.

    Zmiany epigenetyczne w biologii eukariotycznej służą regulacji procesu różnicowania komórek. Podczas morfogenezy totipotencjalne komórki macierzyste stają się różnymi pluripotencjalnymi liniami komórkowymi zarodka, które z kolei stają się w pełni zróżnicowanymi komórkami. Pojedyncza zapłodniona komórka jajowa, zygota, daje początek wielu różnym typom komórek roślinnych, w tym miąższowi, elementom naczynia ksylemu, rurkom sitowym łyka, komórkom ochronnym naskórka, itp., w miarę dalszego podziału. Proces ten wynika z aktywacji epigenetycznej jednych genów i hamowania innych. [137]

    W przeciwieństwie do zwierząt, wiele komórek roślinnych, zwłaszcza miąższu, nie różnicuje się ostatecznie, pozostając totipotentnymi ze zdolnością do wytworzenia nowej, indywidualnej rośliny. Wyjątkiem są wysoce zdrewniałe komórki, sklerenchyma i ksylem, które są martwe w momencie dojrzałości, oraz rurki sitowe łyka pozbawione jąder. Podczas gdy rośliny wykorzystują wiele takich samych mechanizmów epigenetycznych jak zwierzęta, takich jak przebudowa chromatyny, alternatywną hipotezą jest to, że rośliny ustalają swoje wzorce ekspresji genów na podstawie informacji o położeniu ze środowiska i otaczających komórek w celu określenia swojego losu rozwojowego. [138]

    Zmiany epigenetyczne mogą prowadzić do paramutacji, które nie są zgodne z zasadami dziedzictwa Mendla. Te ślady epigenetyczne są przenoszone z pokolenia na pokolenie, przy czym jeden allel powoduje zmianę w drugim. [139]

    Chloroplasty roślin mają szereg biochemicznych, strukturalnych i genetycznych podobieństw do cyjanobakterii (powszechnie, ale błędnie określanych jako „niebiesko-zielone algi”) i uważa się, że wywodzą się ze starożytnego związku endosymbiotycznego między przodkiem komórki eukariotycznej a rezydentem sinic . [140] [141] [142] [143]

    Glony są grupą polifiletyczną i znajdują się w różnych działach, niektóre są bardziej spokrewnione z roślinami niż inne. Istnieje między nimi wiele różnic w cechach, takich jak skład ściany komórkowej, biochemia, pigmentacja, struktura chloroplastów i zapasy składników odżywczych. Grupa alg Charophyta, siostra grupy alg zielonych Chlorophyta, jest uważana za przodka prawdziwych roślin. [144] Klasa Charophyte Charophyceae i podkrólestwo roślin lądowych Embryophyta tworzą razem grupę monofiletyczną lub klad Streptophytina. [145]

    Rośliny lądowe nienaczyniowe to embriofity pozbawione ksylemu i łyka tkanek naczyniowych. Należą do nich mchy, wątrobowce i rogatki. Pterydofityczne rośliny naczyniowe z prawdziwym ksylemem i łykiem, które rozmnażały się przez zarodniki kiełkujące w wolno żyjące gametofity, wyewoluowały w okresie syluru i zróżnicowały się na kilka linii w późnym sylurze i wczesnym dewonie. Przedstawiciele widłaków przetrwały do ​​dnia dzisiejszego. Pod koniec okresu dewonu kilka grup, w tym widłaki, sphenophylls i progymnospermy, niezależnie wyewoluowało „megaspory” – ich zarodniki miały dwa różne rozmiary, większe megaspory i mniejsze mikrospory. Ich zredukowane gametofity rozwinęły się z megaspor zatrzymanych w organach wytwarzających zarodniki (megasporangia) sporofitu, stan znany jako endospory. Nasiona składają się z endosporycznego megasporangium otoczonego jedną lub dwiema warstwami osłonki (powłoki). W nasionach rozwija się młody sporofit, który po kiełkowaniu rozdziela się, aby go uwolnić. Najwcześniejsze znane rośliny nasienne pochodzą z ostatniego etapu dewońskiego famenu. [146] [147] W następstwie ewolucji zwyczaju nasiennego, rośliny nasienne zróżnicowały się, dając początek wielu już wymarłym grupom, w tym paproci nasiennej, a także współczesnych nagonasiennych i okrytonasiennych. [148] Nagonasienne produkują „nagie nasiona” nie w pełni zamknięte w jajniku. Współcześni przedstawiciele to drzewa iglaste, sagowce, Ginkgoi Gnetale. Rośliny okrytozalążkowe wytwarzają nasiona zamknięte w strukturze, takiej jak słupek lub jajnik. [149] [150] Trwające badania nad molekularną filogenetyką żywych roślin wydają się wskazywać, że okrytozalążkowe są kladem siostrzanym nagonasiennych. [151]

    Fizjologia roślin obejmuje wszystkie wewnętrzne czynności chemiczne i fizyczne roślin związane z życiem. [152] Substancje chemiczne pozyskiwane z powietrza, gleby i wody stanowią podstawę całego metabolizmu roślin. Energia światła słonecznego, wychwytywana przez fotosyntezę tlenową i uwalniana przez oddychanie komórkowe, jest podstawą prawie całego życia. Fotoautotrofy, w tym wszystkie rośliny zielone, glony i cyjanobakterie gromadzą energię bezpośrednio ze światła słonecznego poprzez fotosyntezę. Heterotrofy, w tym wszystkie zwierzęta, wszystkie grzyby, wszystkie całkowicie pasożytnicze rośliny i niefotosyntetyczne bakterie, przyjmują cząsteczki organiczne wytwarzane przez fotoautotrofy i oddychają nimi lub wykorzystują je do budowy komórek i tkanek. [153] Oddychanie to utlenianie związków węgla poprzez rozbicie ich na prostsze struktury w celu uwolnienia zawartej w nich energii, co jest zasadniczo przeciwieństwem fotosyntezy. [154]

    Cząsteczki są przemieszczane w roślinach za pomocą procesów transportowych, które działają w różnych skalach przestrzennych. Transport subkomórkowy jonów, elektronów i cząsteczek, takich jak woda i enzymy, zachodzi przez błony komórkowe. Minerały i woda są transportowane z korzeni do innych części rośliny w strumieniu transpiracyjnym. Dyfuzja, osmoza, aktywny transport i przepływ masowy to różne sposoby, w jakie może zachodzić transport. [155] Przykładami pierwiastków, które rośliny muszą transportować, są azot, fosfor, potas, wapń, magnez i siarka. W roślinach naczyniowych pierwiastki te są ekstrahowane z gleby w postaci rozpuszczalnych jonów przez korzenie i transportowane przez roślinę w ksylemie. Większość pierwiastków potrzebnych do odżywiania roślin pochodzi z chemicznego rozkładu minerałów glebowych. [156] Sacharoza wytwarzana przez fotosyntezę jest transportowana z liści do innych części rośliny we floemie, a hormony roślinne są transportowane przez różne procesy.

    Hormony roślinne Edytuj

    Rośliny nie są pasywne, ale reagują na zewnętrzne sygnały, takie jak światło, dotyk i obrażenia, poruszając się lub rosnąc odpowiednio w kierunku lub od bodźca. Namacalnym dowodem wrażliwości na dotyk jest niemal natychmiastowe zapadanie się ulotek Mimoza pudica, pułapki na owady muchołówki i pęcherznicy oraz pyłki storczyków. [158]

    Hipoteza, że ​​wzrost i rozwój roślin jest koordynowany przez hormony roślinne lub regulatory wzrostu roślin, pojawiła się po raz pierwszy pod koniec XIX wieku. Darwin eksperymentował z ruchami pędów i korzeni roślin w kierunku światła [159] i grawitacji i doszedł do wniosku: „Nie będzie przesadą stwierdzenie, że czubek korzonka (...) działa jak mózg jednego z niższych zwierząt (...) kierujący kilka ruchów". [160] Mniej więcej w tym samym czasie rola auksyn (z greckiego aukseina, rosnąć) w kontroli wzrostu roślin po raz pierwszy przedstawił holenderski naukowiec Frits Went. [161] Pierwsza znana auksyna, kwas indolo-3-octowy (IAA), która promuje wzrost komórek, została wyizolowana z roślin dopiero około 50 lat później. [162] Związek ten pośredniczy w tropikalnych reakcjach pędów i korzeni na światło i grawitację. [163] Odkrycie w 1939, że kalus roślinny może być utrzymywany w kulturze zawierającej IAA, a następnie obserwacja w 1947, że może być indukowany do tworzenia korzeni i pędów poprzez kontrolowanie stężenia hormonów wzrostu było kluczowym etapem rozwoju biotechnologii roślin i modyfikacja genetyczna. [164]

    Cytokininy to klasa hormonów roślinnych nazwanych ze względu na ich kontrolę podziału komórek (zwłaszcza cytokinezy). W kukurydzy odkryto naturalną zeatynę cytokininową, Zea mays, i jest pochodną adeniny purynowej. Zeatyna jest produkowana w korzeniach i transportowana do pędów w ksylemie, gdzie sprzyja podziałowi komórek, rozwojowi pąków i zazielenieniu chloroplastów. [165] [166] Gibereliny, takie jak kwas giberelinowy, są diterpenami syntetyzowanymi z acetylo-CoA poprzez szlak mewalonianu. Zaangażowane są w promowanie kiełkowania i przerywania spoczynku nasion, w regulację wysokości roślin poprzez kontrolę wydłużenia łodygi oraz kontrolę kwitnienia. [167] Kwas abscysynowy (ABA) występuje we wszystkich roślinach lądowych z wyjątkiem wątrobowców i jest syntetyzowany z karotenoidów w chloroplastach i innych plastydach. Hamuje podziały komórkowe, sprzyja dojrzewaniu i uśpieniu nasion oraz sprzyja zamykaniu aparatów szparkowych. Został tak nazwany, ponieważ pierwotnie uważano, że kontroluje odcięcie. [168] Etylen jest gazowym hormonem wytwarzanym we wszystkich wyższych tkankach roślinnych z metioniny. Obecnie wiadomo, że jest hormonem, który stymuluje lub reguluje dojrzewanie owoców i odcinanie [169] [170] i on, lub syntetyczny regulator wzrostu etefon, który jest szybko metabolizowany do produkcji etylenu, jest stosowany na skalę przemysłową do promowania dojrzewania bawełny , ananasy i inne uprawy klimakteryczne.

    Inną klasą fitohormonów są jasmoniany, po raz pierwszy wyizolowane z oleju Jaśmin wielkokwiatowy [171], który reguluje reakcje na rany u roślin poprzez odblokowanie ekspresji genów wymaganych w ogólnoustrojowej nabytej odpowiedzi odpornościowej na atak patogenu. [172]

    Oprócz tego, że jest podstawowym źródłem energii dla roślin, światło działa jako urządzenie sygnalizacyjne, dostarczające roślinie informacji, takich jak ilość światła słonecznego, jaką roślina otrzymuje każdego dnia. Może to skutkować zmianami adaptacyjnymi w procesie znanym jako fotomorfogeneza. Fitochromy to fotoreceptory w roślinie wrażliwe na światło. [173]

    Anatomia roślin to badanie struktury komórek i tkanek roślinnych, natomiast morfologia roślin to badanie ich formy zewnętrznej. [174] Wszystkie rośliny są wielokomórkowymi eukariotami, ich DNA jest przechowywane w jądrach. [175] [176] Cechami charakterystycznymi komórek roślinnych, które odróżniają je od komórek zwierzęcych i grzybów, jest pierwotna ściana komórkowa złożona z polisacharydów celulozy, hemicelulozy i pektyny, [177] większe niż w komórkach zwierzęcych wakuole oraz obecność plastydów o unikalnych funkcjach fotosyntetycznych i biosyntetycznych jak w chloroplastach. Inne plastydy zawierają produkty magazynowania, takie jak skrobia (amyloplast) lub lipidy (elaioplasty). Wyjątkowo, komórki paciorkowców i z rzędu zielonych alg Trentepohliales [178] dzielą się przez skonstruowanie fragmoplastu jako matrycy do budowy płytki komórkowej późno w podziale komórkowym. [82]

    Ciała roślin naczyniowych, w tym widłaków, paproci i roślin nasiennych (nagonasiennych i okrytonasiennych) mają na ogół podsystemy powietrzne i podziemne. Pędy składają się z łodyg z zielonymi, fotosyntezującymi liśćmi i struktur reprodukcyjnych. Podziemne, unaczynione korzenie mają na końcach włośniki i generalnie nie zawierają chlorofilu. [180] Rośliny nienaczyniowe, wątrobowce, rogatki i mchy nie wytwarzają penetrujących grunt korzeni naczyniowych, a większość roślin uczestniczy w fotosyntezie. [181] Wytwarzanie sporofitów nie jest fotosyntetyczne w wątrobowcach, ale może być w stanie zapewnić część swoich potrzeb energetycznych poprzez fotosyntezę w mchach i rogatkach. [182]

    System korzeniowy i system pędów są współzależne – zwykle niefotosyntetyczny system korzeniowy zależy od systemu pędów jako pokarmu, a zwykle fotosyntetyczny system pędów zależy od wody i minerałów z systemu korzeniowego. [180] Komórki w każdym systemie są zdolne do tworzenia komórek drugiego i wytwarzania przybyszowych pędów lub korzeni. [183] ​​Rozłogi i bulwy to przykłady pędów, z których mogą wyrosnąć korzenie. [184] Korzenie, które rozciągają się blisko powierzchni, takie jak wierzby, mogą wytwarzać pędy i ostatecznie nowe rośliny. [185] W przypadku utraty jednego z systemów, drugi może często go odrastać. W rzeczywistości możliwe jest wyhodowanie całej rośliny z jednego liścia, tak jak w przypadku roślin w Streptocarpus sekta. Saintpaulia, [186] lub nawet pojedynczą komórkę – która może odróżnicować się w kalus (masę niewyspecjalizowanych komórek), która może wyrosnąć na nową roślinę. [183] ​​W roślinach naczyniowych ksylem i łyko są tkankami przewodzącymi, które transportują zasoby między pędami i korzeniami. Korzenie są często przystosowane do przechowywania żywności, takiej jak cukry lub skrobia [180], podobnie jak buraki cukrowe i marchew. [185]

    Łodygi stanowią głównie podporę dla liści i struktur rozrodczych, ale mogą magazynować wodę w soczystych roślinach, takich jak kaktusy, pokarm, jak w bulwach ziemniaka, lub rozmnażać się wegetatywnie, jak w rozłogach truskawek lub w procesie nakładania warstw. [187] Liście zbierają światło słoneczne i przeprowadzają fotosyntezę. [188] Duże, płaskie, elastyczne, zielone liście nazywane są liśćmi liści. [189] Nagonasienne, takie jak drzewa iglaste, sagowce, Ginkgo, a gnetofity to rośliny nasienne z otwartymi nasionami. [190] Okrytozalążkowe to rośliny produkujące nasiona, które wytwarzają kwiaty i mają zamknięte nasiona. [149] Rośliny drzewiaste, takie jak azalie i dęby, przechodzą fazę wtórnego wzrostu, w wyniku której powstają dwa dodatkowe typy tkanek: drewno (ksylem wtórny) i kora (łyko wtórne i korek). Wszystkie rośliny nagonasienne i wiele okrytonasiennych to rośliny drzewiaste. [191] Niektóre rośliny rozmnażają się drogą płciową, niektóre bezpłciowo, a niektóre w oba sposoby. [192]

    Chociaż przydatne są odniesienia do głównych kategorii morfologicznych, takich jak korzeń, łodyga, liść i trichom, należy pamiętać, że kategorie te są połączone formami pośrednimi, tak aby powstało kontinuum między kategoriami. [193] Ponadto struktury można postrzegać jako procesy, to znaczy kombinacje procesów. [47]

    Botanika systematyczna jest częścią biologii systematycznej, która zajmuje się zasięgiem i różnorodnością organizmów oraz ich powiązaniami, szczególnie określonymi przez ich historię ewolucyjną. [194] Obejmuje lub jest związana z klasyfikacją biologiczną, taksonomią naukową i filogenetyką. Klasyfikacja biologiczna to metoda, za pomocą której botanicy grupują organizmy w kategorie, takie jak rodzaje lub gatunki. Klasyfikacja biologiczna jest formą taksonomii naukowej. Współczesna taksonomia jest zakorzeniona w pracach Carla Linneusza, który pogrupował gatunki według wspólnych cech fizycznych. Te grupowania zostały od tego czasu zrewidowane, aby lepiej dostosować się do darwinowskiej zasady wspólnego pochodzenia – grupowania organizmów według pochodzenia, a nie powierzchownych cech. Chociaż naukowcy nie zawsze są zgodni co do tego, jak klasyfikować organizmy, filogenetyka molekularna, która wykorzystuje sekwencje DNA jako dane, wprowadziła wiele ostatnich zmian wzdłuż linii ewolucyjnych i prawdopodobnie nadal będzie to robić. Dominujący system klasyfikacji nosi nazwę taksonomii Linneusza. Obejmuje szeregi i nomenklaturę dwumianową. Nomenklatura organizmów botanicznych jest skodyfikowana w Międzynarodowym Kodeksie Nomenklatury alg, grzybów i roślin (ICN) i administrowana przez Międzynarodowy Kongres Botaniczny. [195] [196]

    Kingdom Plantae należy do domeny Eukarya i jest rekursywnie podzielony, aż każdy gatunek zostanie oddzielnie sklasyfikowany. Kolejność to: Kingdom Phylum (lub Division) Class Order Rodzina Rodzaj (liczba mnoga pokolenie) Gatunek. Naukowa nazwa rośliny reprezentuje jej rodzaj i gatunek w ramach rodzaju, co skutkuje jedną ogólnoświatową nazwą dla każdego organizmu. [196] Na przykład lilia tygrysia jest Lilium columbianum. Lilium to rodzaj i Kolumbijczyk specyficzny epitet. Kombinacja to nazwa gatunku. Pisząc nazwę naukową organizmu, pierwszą literę rodzaju należy pisać wielką literą, a wszystkie specyficzne epitety pisać małymi literami. Dodatkowo cały termin jest zwykle pisany kursywą (lub podkreślony, gdy kursywa nie jest dostępna). [197] [198] [199]

    Relacje ewolucyjne i dziedziczność grupy organizmów nazywa się jej filogenezą. Badania filogenetyczne próbują odkryć filogenezy. Podstawowym podejściem jest wykorzystanie podobieństw opartych na wspólnym dziedziczeniu do określenia relacji. [200] Jako przykład, gatunki Pereskia to drzewa lub krzewy o wystających liściach. W oczywisty sposób nie przypominają typowego bezlistnego kaktusa, takiego jak an Echinokaktus. Jednak oba Pereskia oraz Echinokaktus mają kolce wytworzone z otoczek (wysoce wyspecjalizowanych struktur przypominających podkładki), co sugeruje, że te dwa rodzaje są rzeczywiście spokrewnione. [201] [202]

    Ocenianie relacji w oparciu o wspólne charaktery wymaga troski, ponieważ rośliny mogą przypominać się nawzajem poprzez zbieżną ewolucję, w której postacie powstały niezależnie. Niektóre euforbii mają bezlistne, zaokrąglone ciała przystosowane do ochrony wody, podobne do kulistych kaktusów, ale cechy, takie jak struktura ich kwiatów, jasno pokazują, że te dwie grupy nie są blisko spokrewnione. Metoda kladystyczna polega na systematycznym podejściu do postaci, rozróżniając te, które nie niosą ze sobą informacji o wspólnej historii ewolucyjnej – na przykład te, które wyewoluowały oddzielnie w różnych grupach (homoplazje) lub te, które pozostały po przodkach (plesiomorfie) – oraz postacie pochodne, które zostały przekazywane z innowacji u wspólnego przodka (apomorfie). Tylko cechy pochodne, takie jak otoczki kaktusów produkujące kręgosłup, dostarczają dowodów na pochodzenie od wspólnego przodka. Wyniki analiz kladystycznych wyrażane są w postaci kladogramów: drzewiastych diagramów przedstawiających wzór ewolucyjnych rozgałęzień i zejścia. [203]

    Od lat 90. dominującym podejściem do konstruowania filogenezy żywych roślin była filogenetyka molekularna, która wykorzystuje cechy molekularne, zwłaszcza sekwencje DNA, zamiast cech morfologicznych, takich jak obecność lub brak kolców i otoczek. Różnica polega na tym, że sam kod genetyczny jest używany do decydowania o relacjach ewolucyjnych, zamiast być używany pośrednio za pośrednictwem postaci, które powoduje. Clive Stace opisuje to jako „bezpośredni dostęp do genetycznych podstaw ewolucji”. [204] Jako prosty przykład, przed wykorzystaniem dowodów genetycznych uważano, że grzyby są albo roślinami, albo są bardziej spokrewnione z roślinami niż zwierzętami. Dowody genetyczne sugerują, że prawdziwy ewolucyjny związek organizmów wielokomórkowych jest taki, jak pokazano na poniższym kladogramie – grzyby są bardziej spokrewnione ze zwierzętami niż z roślinami. [205]

    W 1998 roku grupa okrytozalążkowych filogenezy opublikowała filogenezę roślin kwiatowych opartą na analizie sekwencji DNA z większości rodzin roślin kwiatowych. W wyniku tej pracy uzyskano odpowiedzi na wiele pytań, na przykład o to, które rodziny reprezentują najwcześniejsze gałęzie roślin okrytozalążkowych. [52] Badanie, w jaki sposób gatunki roślin są ze sobą powiązane, pozwala botanikom lepiej zrozumieć proces ewolucji roślin. [206] Pomimo badań roślin modelowych i rosnącego wykorzystania dowodów DNA, trwają prace i dyskusja wśród taksonomów na temat tego, jak najlepiej klasyfikować rośliny do różnych taksonów. [207] Rozwój technologiczny, taki jak komputery i mikroskopy elektronowe, znacznie zwiększyły poziom szczegółowości badanych i szybkość, z jaką można analizować dane. [208]


    Zawartość

    Mikrospor ma trzy różne rodzaje warstw ścian. Zewnętrzna warstwa nazywa się perispore, następna to exospora, a wewnętrzna warstwa to endospor.Perispore jest najgrubszą z trzech warstw, podczas gdy exospor i endospor są stosunkowo równe szerokości. [4]

    W heterosporowych, beznasiennych roślinach naczyniowych zmodyfikowane liście zwane mikrosporofilami zawierają mikrosporangię zawierającą wiele mikrosporocytów, które przechodzą mejozę, z których każdy wytwarza cztery mikrospory. Każdy mikrospor może rozwinąć się w męski gametofit składający się z nieco kulistego antheridium w ścianie mikrosporu. W każdym antheridium wytwarza się 128 lub 256 plemników z wiciami. [3] Jedyne paprocie heterospory to wodne lub półwodne, w tym rodzaje Marsilea , Regnellidium , Pilularie , Salwinia , oraz Azolla. Heterospory jest również znany w rodzaju lycopod Selaginella i w rodzaju quillwort Isoëtes.

    Rodzaje bezpestkowych roślin naczyniowych:

    W roślinach nasiennych mikrospory rozwijają się w ziarna pyłku, z których każde zawiera zredukowany, wielokomórkowy męski gametofit. [5] Megaspory z kolei rozwijają się w zredukowane żeńskie gametofity, które produkują komórki jajowe, które po zapłodnieniu rozwijają się w nasiona. Stożki pyłkowe lub mikrostrobili zwykle rozwijają się w kierunku końców niższych gałęzi w gronach do 50 lub więcej. Mikrosporangia nagonasiennych rozwija się parami w kierunku podstaw łusek, które z tego powodu nazywane są mikrosporofilami. Każdy z mikrosporocytów w mikrosporangii przechodzi mejozę, wytwarzając cztery haploidalne mikrospory. Rozwijają się one w ziarna pyłku, z których każde składa się z czterech komórek i pary zewnętrznych worków powietrznych. Worki powietrzne nadają ziarnom pyłku dodatkową wyporność, która pomaga w rozpraszaniu wiatru. [3]

    W miarę rozwoju pylników rośliny kwitnącej cztery płaty tkanki odróżniają się od głównej masy komórek. Te płaty tkanki zawierają wiele diploidalnych komórek mikrosporocytów, z których każda przechodzi mejozę wytwarzając kwartet mikrospor. Do czasu wytworzenia mikrospor widoczne są cztery komory (worki pyłkowe) wyłożone odżywczymi komórkami tapetalnymi. Po mejozie haploidalne mikrospory ulegają kilku zmianom:

    1. Mikrospor dzieli się przez mitozę, wytwarzając dwie komórki. Pierwsza z komórek (komórka generatywna) jest mała i powstaje wewnątrz drugiej większej komórki (komórka rurkowa).
    2. Członkowie każdej części mikrospor oddzielają się od siebie.
    3. Następnie wokół każdego mikrosporu rozwija się dwuwarstwowa ściana.

    Te etapy następują po kolei, a po ich zakończeniu mikrospory stają się ziarnami pyłku. [3]

    Chociaż nie jest to typowa droga mikrosporów, proces ten jest najskuteczniejszym sposobem uzyskania roślin haploidalnych i podwójnie haploidalnych poprzez zastosowanie męskich hormonów płciowych. [6] Pod wpływem pewnych stresorów, takich jak upał lub głód, rośliny wybierają embriogenezę mikrospor. Stwierdzono, że w ten sposób zareagowało ponad 250 różnych gatunków roślin okrytozalążkowych. [6] W pylniku, po przejściu mikrosporogenezy przez mikrosporę, może ona odchylić się w kierunku embriogenezy i przekształcić się w gwiaździste mikrospory. Mikrospor może wtedy przejść na jeden z czterech sposobów: stać się embriogenicznym mikrosporem, przejść kalogenezę do organogenezy (roślina haploidalna/podwójna haploidalna), stać się strukturą podobną do pyłku lub umrzeć. [6]


    Obejrzyj wideo: jak nazywa się ten kwiat? what is this flower? screensaver (Sierpień 2022).