Gymnospermy (lat. Gymnospérmae) a krytosemenné rastliny, čiže kvitnúce (lat. Magnoliophyta) sú dve odlišné skupiny rastlinnej ríše (podkráľovstvo Vyššie rastliny), ktoré sa postupne objavovali v evolučnom vývoji prírody. Hrajú dôležitú úlohu pri podpore života planéty a tvoria jej zelený obal.
Niektorí zástupcovia týchto skupín už úplne vyhynuli a patria do kategórie fosílnych ložísk. Teraz na Zemi existujú holo- aj krytosemenné rastliny. Existujú veľké rozdiely, ktoré charakterizujú obe skupiny.
Pôvod
Pôvod a vek – to je hlavný rozdiel medzi nahosemennými a krytosemennými. Gymnospermy sú veľmi starou skupinou rastlinných organizmov. Na Zemi existujú od obdobia devónu (paleozoika), čo je asi pred 370 miliónmi rokov. Predpokladá sa, že boli potomkami semenných papradí (lat. Pteridospermae) -úplne vyhynuté rastliny, ktorých početné odtlačky sa často nachádzajú v ložiskách neskorého devónu a staršej kriedy.
Kvitnutie alebo krytosemenné rastliny sa objavili pred 120-150 miliónmi rokov na rozhraní jury a kriedy (druhohôr) a rýchlo zaujali dominantné postavenie na planéte. Verí sa, že ich predkovia boli starodávne nahosemenné rastliny.
Rozmanitosť druhov a foriem života
Gymnospermy majú približne 1 000 druhov, ktoré sa v súčasnosti vyskytujú v prírode. Ďalší zástupcovia tejto skupiny úplne vyhynuli a paleontológovia ich často nachádzajú vo fosílnej forme. Formy života - vždyzelené stromy a kríky, ako aj vzácne popínavé rastliny. Gymnospermy sú zastúpené niekoľkými triedami:
- Cykasy: visiaci cykas, vlnitý stangeria, bovenia atď.
- Bennetiti: Williamsonia, Nilsoniopteris (úplne vyhynutá trieda).
- Gnetovye: ephedra praslička, Velichia mirabilis.
- Ginkgo: Ginkgo biloba.
- Ihličnany: smrek, jedľa, borovica, borievka, céder atď.
Výrazne väčšia druhová diverzita je to, čo odlišuje krytosemenné rastliny od nahosemenných. Existuje asi 300 tisíc druhov krytosemenných rastlín - to je viac ako polovica všetkých rastlín na planéte. Existujú vo forme stromov, kríkov, trvalých a jednoročných bylín, viniča. Ich klasifikácia je odlišná.veľká rozmanitosť a zložitosť, konkrétne:
Trieda monokotiek:
Rodiny:
Zrná: raž, ovos, pšenica atď.
Ľalie: ľalia, tulipán, cesnak, cibuľa atď.
Dipartita tried:
Rodiny:
Solanaceae: zemiaky, tabak, lienka, droga, kurník atď.
Asteraceae: slnečnica, palina, púpava, topinambur atď.
Fazuľa: sójové bôby, cícer, hrach, fazuľa atď.
Kruciferové: kapusta, reďkovka, reďkovka, repa atď.
Rosaceae: ruža, divoká ruža, jarabina, čerešňa atď.
Reprodukčné orgány
Hlavný rozdiel medzi krytosemennými a nahosemennými rastlinami je orgán sexuálneho rozmnožovania. V prvej skupine ide o kvet, vo vaječníku ktorého sa po oplodnení tvoria semená (plody). Pozostáva z tyčiniek - samčích pohlavných orgánov, piestika - samičieho pohlavného ústrojenstva (vyvinie sa z neho plod), koruny s okvetnými lístkami, nádobky a stopky. Kvet sa líši tvarom, farbou a farbou v závislosti od typu rastliny.
U nahosemenných rastlín túto funkciu plní upravený výhonok – kužeľ, ktorý môže byť samčí alebo samičí, ako sa dá ľahko posúdiť podľa jeho veľkosti. Práve na jej šupinách sa vyvíjajú vajíčka a následne sa tvorí semeno.
Hnojenie
Proces oplodnenia je kľúčovým rozdielom medzi nahosemennými a krytosemennými. U gymnospermov je to celkom jednoduché. V peľových vrecúškachdochádza k postupnému dozrievaniu peľových zŕn, ktoré sa následne prenesú na samičí gametofyt. Jedna spermia (samčia gaméta) oplodní iba jedno vajíčko, po ktorom sa vytvorí semienko. Proces prebieha vo vajíčkach alebo megasporangiách.
Kvety sú iné. Prebieha tu dvojité oplodnenie, tým sa krytosemenné rastliny líšia od nahosemenných. Stručne tento proces opísal domáci vedec S. G. Navashin v roku 1898. Deje sa to nasledovne: dve spermie vyklíčia z peľového zrna vo vaječníku, jedna z nich oplodní vajíčko, z ktorého sa vyvinie semienko, druhá - centrálna bunka, z ktorej vzniká endosperm - zásoba živín pre embryo.
Formácia plodu
Po oplodnení tvoria kvitnúce rastliny plody – čo odlišuje krytosemenné rastliny od nahosemenných. K tvorbe plodu so semenom vo vnútri dochádza úpravou stien vaječníka. Ale niekedy sa na jeho tvorbe podieľa periant, tyčinky a kalich, všetko závisí od typu rastliny. V tomto čase je pohyb minerálnych a organických látok v rastline smerovaný k plodu, ktorý môže vyčerpať ostatné tkanivá. Plody, podobne ako druhové zloženie krytosemenných rastlín, sa vyznačujú rôznymi formami.
Gymnospermy sa líšia od krytosemenných v neprítomnosti plodov. Ich semená sa nachádzajú otvorene na stupnici šišky a nie sú ničím chránené. Majú však špeciálne zariadenia, ktoré im umožňujú predĺžiť aždlhé vzdialenosti.
Distribúcia
Metóda šírenia semien je dôležitou okolnosťou, ktorá odlišuje nahosemenné rastliny od krytosemenných. V prvej skupine sa to deje jediným spôsobom – pomocou vetra. Semená sú preto vybavené výrastkami, krídlovými príveskami a membránovou štruktúrou. Pohyby vzduchu sú schopné šíriť takéto semená na značné vzdialenosti, čo zabezpečuje rozšírenie rozsahu konkrétnej rastliny.
U krytosemenných rastlín sú metódy šírenia semien rozmanitejšie. Deje sa to za účasti vetra, hmyzu, vtákov, cicavcov, ľudí. Niektoré semená majú prílohy a výrastky, ktoré sa môžu prilepiť na odev alebo zvieraciu srsť a tak cestovať na veľké vzdialenosti. Mnohé druhy ovocia majú sladkú, šťavnatú dužinu, ktorá je jedlá pre ľudí a zvieratá, čo tiež umožňuje šírenie semien.
Štruktúra vodivých tkanív
Štruktúra vodivého systému je to, čo odlišuje nahosemenné rastliny od krytosemenných. U starších rastlín nie je pohyb vody a živín v pletivách intenzívny. Kvapalina sa pomaly pohybuje pozdĺž tracheidov - dutých rúrok s hrubými lignifikovanými stenami a perforovanými priečkami. Sú súčasťou xylému a zabezpečujú prúdenie tekutiny smerom nahor – od koreňov k listom. Tracheidy sú jasne viditeľné pri pohľade pod mikroskopom.
Systém vedeniakrytosemenné rastliny sú dokonalejšie. V týchto rastlinách boli tracheidy premenené na cievy. Sú to veľmi dlhé rúrky (u niektorých viniča dosahujú desiatky metrov), cez ktoré dochádza k zvýšenému toku tekutín a živín. Táto vlastnosť štruktúry prispieva k aktívnejšiemu toku mnohých dôležitých fyziologických procesov v rastline: tvorba chlorofylu, fotosyntéza, dýchanie.
Evolučné výhody
Gymnospermy existujú na Zemi oveľa dlhšie ako krytosemenné. Ale napriek tomu nedosiahli druhovú a tvarovú rozmanitosť charakteristickú pre mladšie kvitnúce rastliny. Ako sa krytosemenné rastliny líšia od nahosemenných? Aké výhody im umožnili zaujať dominantné postavenie vo svete rastlín na planéte? Určilo to niekoľko bodov, konkrétne:
- Vzhľad kvetu atraktívneho pre hmyz zvýšil šance rastliny na opelenie;
- rôzne možnosti opeľovania;
- vaječník chráni vajíčko pred možným poškodením;
- dvojité oplodnenie umožňuje zárodku semena získať dostatok výživy pre svoj vývoj;
- šťavnaté ovocie udrží semienko vnútri;
- rozširujúce sa spôsoby distribúcie semien;
- rozmanitosť foriem života (stromy, trávy, kríky) vám umožňuje zaľudniť ekologickejšie výklenky;
- vodivý systém je posilnený cievami, čím sa aktivujú mnohé potrebné fyziologické procesy rastlinného organizmu.
Hlavné rozdiely. Zhrnutie
Aký je teda rozdiel medzi nahosemennými a krytosemennými? Stručne, hlavné rozdiely medzi zástupcami oboch skupín sú uvedené v tabuľke.
| Sign | Gymnospermy | Angiosperms |
| Pôvod | Paleozoická éra | Mezozoické obdobie |
| Historický vek | Asi 370 mil. | 125-150 Ma |
| Rozmanitosť druhov | Asi 1000 druhov | Približne 300 tisíc druhov |
| Rozmanitosť foriem života | Hlavne stromy a kríky | Stromy, kríky, bylinky |
| Pozícia semena | Otvorené, nechránené | Nachádza sa vo vnútri ovocia |
| Opelenie | Ofúknutý vetrom | Vietor, hmyz, vtáky, samoopelenie |
| Hnojenie | Jednoduché | Double |
| Prítomnosť plodu | Nie | Áno |
| Pohyb vody v tkanivách | Tracheidami (pomalý vzostupný prúd) | Cez cievy (zosilnený vzostupný prúd) |
Evolučne vyvinuté úpravy, ako je ochrana semien, dvojité oplodnenie, opeľovanie hmyzom a vylepšený cievny systém, umožnili krytosemenným rastlinám ovládnuť flóru planéty.
