ANGIOSPERMS: EGENSKAPER, KLASSIFICERING, LIVSCYKEL - BIOLOGI - 2025

De angiospermer är de mest talrika, mångsidig och framgångsrik grupp av växter som lever på planeten. De är kända som blommande växter, eftersom deras mest utmärkande kännetecken är blomman.

Termen angiosperm kommer från de grekiska orden "angion" som betyder behållare, och från ordet "sperma", som betyder frö. Därför betyder namnet angiosperm behållare med frön.

Tulpanfält (källa: John O'Neill, via Wikimedia Commons)

Blommornas huvudfunktion i dessa växter är att producera frukt och frön; frön kan produceras genom självbestövning, koll pollinering eller genom icke-sexuella händelser såsom apomix.

Angiosperms är en monofyletisk grupp av kärlväxter och det anses vara en systergrupp till gymnospermer. Den största skillnaden mellan angiosperms och gymnosperms är att ägglossarna är inneslutna i äggstocken, som senare kommer att bli frukten.

Angiosperms växer och dominerar praktiskt taget alla regioner på planeten, med undantag av barrskogar. Det finns angiospermer anpassade till markbundna, vattenlevande och epifytiska livsmiljöer, där de tropiska regionerna i Sydamerika är de rikaste i dessa arter. Kaktus är angiospermer som är anpassade att växa i extremt torra regioner.

Angiospermblommor är nära förknippade med pollinerare och tros ha utvecklats parallellt (samutvecklats). Pollinatorer har modellerat anpassningen av växter till ägglossningens täckning.

Inom gruppen av angiospermväxter finns det de mest varierande formerna av växter, med mycket små representanter, som anka, som är 1 mm stora, och gigantiska träd som Eucalyptus, som kan mäta upp till 100 meter i höjd.

I denna grupp finns de flesta växtarter av ekonomisk betydelse för mänskligheten, där majs, vete, kaffe, kakao, potatis sticker ut, bland många andra grödor som är grundläggande i människans diet.

Angiosperms reproduceras sexuellt efter dubbel befruktning som producerar ett embryo och en endosperm.

Angiosperms representeras av mer än 300 000 olika arter, grovt klassificerade i 450 familjer, och det är dessa blommande växter som har dominerat jorden i mer än 100 miljoner år.

egenskaper

Angiosperms är för det mesta, levande växter, men det finns vissa parasitiska och saprofytiska arter. Vissa angiospermer är lianor som klättrar upp till toppen av den tropiska regnskogen, medan andra är epifyter som växer inom skogens arboreala skikt.

-Blomman av angiosperms består av tre whorls: perianth , androecium och gynoecium .

-Den perianth är strukturerat från modifierade shoot blad som skapar blomfoder och corolla. Calyxen är i allmänhet grön och fotosyntetisk, sammansatt av bladformade korsblommor. Korolla är vanligtvis färgstark, prålig, doftande och består av enskilda eller smälta kronblad.

-Den androecium består av uppsättningen av ståndare och dessa ståndare är bärare av pollen där de manliga gametofyter (microgametophytes) finns. Stammarna är de manliga reproduktionsorganen av blommor.

-Den gynoecium består av uppsättningen av fruktblad som bildar en eller flera pistiller. Inuti karpellerna finns äggstockarna eller mega-sporangia, där den kvinnliga gametofyten (makrogametofyt) finns. Carpels representerar det kvinnliga reproduktionsorganet av blommor.

Blomman i angiosperms är bisexuell i de allra flesta arter, det vill säga manliga och kvinnliga gametophytes finns inte bara på samma växt, utan också i samma struktur.

De flesta arter av angiospermer har kärl som vatten och mineralledande celler, men vissa grupper av basal angiospermer har tracheider som ledande celler.

Ursprung och evolution

Angiosperms dök upp i Lower Cretaceous för cirka 125 miljoner år sedan och nådde en hög grad av specialisering i Middle Cretaceous. Växtfossiler från Lower Cretaceous delar egenskaper med befintliga och för närvarande igenkända grupper.

De senaste förfäderna till angiosperms förblir ett mysterium. Den mest accepterade hypotesen är att de härstammar från medlemmar i den utrotade gruppen av Pteridiosperms, som är kända för att vara växter med ormbunke-liknande frön och blad.

Hypotesen om angiosperms ursprung baseras på det faktum att Pteridiosperms hade manliga reproduktionsstrukturer som liknar myror, medan kvinnliga strukturer var strukturer motsvarande karpeller.

Första angiospermer

Bland de som tros vara de tidigaste angiospermerna är fossila växter av släktet Archaefructus, daterat till 130 miljoner år sedan. Dessa är vattenväxter som är relaterade till Magnoliaceae eftersom de presenterar blommor utan en perianth, med karpeller placerade på stamenserna.

Blommorna i Archaefructus klassificeras av botaniker som mycket forntida blommor, föregångare till de nuvarande blommorna av angiospermer, men vissa botaniker anser blommorna som atypiska, liknande det som observeras i vissa nuvarande angiospermer.

Cladist- och paleobotanists botanister anser det nödvändigt att upptäcka och beskriva fler fossiler med nya tekniker för att ta upp och lösa det utmanande mysteriet om angiosperms ursprung. Evolutionsanalyser i angiosperms är baserade på viktiga egenskaper som symmetri, blommigdrag, palynologi och genomstorlek.

Växternas genetiska natur är komplex och detta har begränsat deras evolutionära förståelse. Molekylanalyser klassificerar emellertid arten på Magnoliides clade som den mest förfäderna gruppen av angiospermer.

Angiosperms förfäderblomma har återskapats med bisexuell karaktär, radiell symmetri, med två eller flera whorls, den separata perianthen med odifferentierade tepals, androecium med tre något åtskilda tjocka stamens och gynoecium med fem individuella spiralkarpeller.

Blommorna från nuvarande angiospermer (eudicotyledons) har cykliska blommor arrangerade av specialiserade whorls, alternerande calyxen och corolla. Konditionsfilamenten i androecium är tunna med differentierade myror och gynoecium med sämre karpeller, stilar och stigmas.

Pollenkornen av angiospermer är en karaktär som har utvecklats till att ha tre eller flera öppningar (trikolpater), som observerats i eudikotyledonerna, medan i gymnospermer och Archaefructus pollenkorn med en enda öppning (monosulkat) observeras.

Klassificering av angiosperms

Den första klassificeringen av angiosperms utfördes av Linné baserat på det sexuella systemet av växter 1735, han använde blommatecken för att skilja mellan grupper av fenerogram.

Växter klassificeras för närvarande enligt APG-systemet (Angiosperm Phylogeny Group). Detta system föreslogs av ett team av många forskare som föreslog en klassificering som inkluderade all tillgänglig information om kända växtfamiljer.

APG-systemet bygger separationen av familjer baserat på generna för kloroplaster och gener som kodar för ribosomer, eftersom dessa gener i organeller har en långsammare mutationsgrad. Många morfologiska karaktärer används också, såsom pollenmorfologi.

Det första APG-klassificeringssystemet publicerades 1998. För närvarande finns APG-systemet i sin fjärde upplaga, publicerad 2016 i Journal Botanical. APG IV känner igen 64 order och 416 olika familjer i motsats till de 40 beställningarna och 457 familjer som erkänns av APG I.

Den senaste klassificeringen av angiosperms har gruppen "ANITA" (Amborellaceae, Nymphaeales, Illiciaceae, Trimeniaceae och Austrobaileyaceae), som den mest basala, höjer sedan clade Magnoliidae, sedan monocots och slutligen dicots och eudicots.

Angiosperm livscykel

Liksom alla spermatofyter har angiospermer en växling av generationer. Gametofyten utvecklas helt inom sporofytens reproduktionsstrukturer, vilket är en heterosporisk livscykel.

Angiosperms livscykeldiagram (Källa: Angiosperm_life_cycle_diagram.svg: LadyofHats Mariana Ruizderivativt arbete: Tinymonty via Wikimedia Commons)

Microgametophyte eller manlig gametophyte

Cykeln börjar med stamenserna som producerar pollen eller mikrogametofyter. Varje stamen har en anther som innehåller fyra mikrosporangia eller pollensäckar, i varje pollensäck genomgår stamcellen meios och producerar fyra haploida mikrosporer.

Mikrosporer växer och utvecklas för att producera ett omoget pollenkorn, sammansatt av en pollenrörcell och en generativ cell som kommer att producera två spermier. Mikrosporer utvecklas för att komplettera en yttervägg (exin) och en innervägg (intine).

För att slutföra utvecklingen av pollenkorn måste den nå det mottagliga stigmatiseringen av blomman, när en gång där spirar pollenröret.

Megagametophyte eller kvinnlig Gametophyte

Megagametofytutvecklingen sker inom mega-sporangia, som är en del av ägglossarna, som finns inne i äggstocken. Äggstocken kan innehålla en eller flera ägglossningar, som var och en består av en megasporangium eller kärna täckt av ett integument.

Integumenten möts vid öppningen av stilen eller mikropylen, denna öppning är där pollenröret tränger igenom blommorna.

Inom varje megasporangium fungerar en megasporofyt som en modercell för megasporerna och genomgår meios och bildar fyra haploida megasporer. Tre av dessa megasporer sönderfaller eller degenereras och megasporen längst från mikropylen överlever, vilket kommer att bli megagametofyten.

I de flesta angiospermer producerar den utvecklande megagametofyten åtta kärnor. Fyra kärnor grupperas i de nedre och övre ändarna. Därefter migrerar två kärnor mot mitten. Dessa kärnor är kända som polära kärnor.

De återstående tre kärnorna i ändarna bildar enskilda celler och de två polära kärnorna bildar en enda binuclerad cell. Cellen längst från mikropylen ger upphov till äggcellen, som kommer att flankeras av två kortlivade celler som kallas synergister.

Synergisterna kommer att delta i befruktningsprocessen genom att bilda ändarna på embryosäcken. De andra tre cellerna som ligger i motsatt ände kallas antipoder och kommer att fungera som näringsvävnad för äggcellen.

Megametofyten, även kallad embryosäcken, består av åtta separata kärnor i sju olika celler. Inuti embryosäcken är det redan befruktade embryot kommer att utvecklas.

Befruktning

När stigmatiseringen tar emot pollenkornet stimulerar kalciumjoner på denna yta groddningen av pollenröret under en period som sträcker sig från några timmar till flera dagar. Detta växer genom överföringsväven i stilen till en av synergierna.

När de befinner sig i synergierna, utvisar pollenröret två spermier som glider in i den, och en gång där producerar de en dubbel befruktning.

En av spermierna rör sig in i synergisterna och befruktar den intilliggande äggcellen, vilket ger upphov till en zygot som blir ett embryo. Den andra spermiercellen kombineras med cellen som innehåller de två polära kärnorna, som efter genomgått mitos bildar näringsvävnad som kallas endosperm.

När befruktningsprocessen är klar fortsätter frömognadsprocessen. När fröet gror, växer och mognar kommer det att ge upphov till en mogen diploid eller polyploid sporofyt, säger sporofyt, när den utvecklar sin blomma kommer den att starta cykeln igen.

Exempel på angiospermarter

Som nämnts tidigare grupperar angiosperms alla blommande växter som vi känner. Därför kan val av exemplariska arter inom denna växtsunddelning vara en inte så trivial uppgift.

Ur antropocentrisk synvinkel har flera arter av angiospermer stor kommersiell betydelse, eftersom de representerar människans främsta livsmedelskällor. Många arter av släktet Triticum är viktiga för produktion av ätliga mjöl runt om i världen.

Zea mays är ett bra exempel på en annan ätbar art av stor betydelse i kultur, historia och gastronomi i en stor del av länderna i Central- och Sydamerika.

Coffea arabica är en växt av stort kommersiellt intresse i världen, eftersom dess korn används för produktion av kaffe, ett område med stor ekonomisk och gastronomisk betydelse.

På samma sätt är Thebroma cacao ett annat exempel på blommande växter som mycket uppskattas av män och som har olika användningsområden. Alla frukter och nötter produceras av träd vars arter tillhör gruppen av blommande växter eller angiospermer.

Rosor, tulpaner, solrosor och prästkragar är alla bra exempel på växter med kommersiellt och kulturellt intresse i många länder på de fem kontinenterna på jorden.

referenser

1. Chase, MW, Christenhusz, MJM, Fay, MF, Byng, JW, Judd, WS, Soltis, DE, … & Stevens, PF (2016). En uppdatering av Angiosperm Phylogeny Group-klassificeringen för beställningar och familjer av blommande växter: APG IV. Linnean Society Botanical Journal, 181 (1), 1-20.
2. Lindorf, H., De Parisca, L., & Rodríguez, P. (1985). Botanik Klassificering, struktur och reproduktion.
3. Luis, E., Eguiarte, LE, Castillo, A., & Souza, V. (2003). Molekylär och genomisk utveckling av Angiosperms. Interciencia, 28 (3), 141–147.
4. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Växternas biologi. Macmillan. Agiosperms Pg (333-345)
5. Simpson, MG (2010). Växt systematik. Akademisk press. Utveckling av blommande växter. Pg (121-136).
6. Soltis, DE, Bell, CD, Kim, S., & Soltis, PS (2008). Ursprung och tidig utveckling av Angiosperms. NY Acad. Sci., 1133, 3–25.