BRYOPYTY

Source: http://bryopytys.plant.siu.edu/bryojustified.html

Dr. Raymond E. Stotler a Dr. Barbara J. Crandall-Stotler

Vědci rostlin rozpoznávají dva druhy pozemkových rostlin, jmenovitě mechorosty, nebo nevalové rostliny a tracheofyty nebo cévní země. Mechorosty jsou malé, bylinné rostliny, které rostou těsně balené v rohožích nebo polštářích na skalách, půdě nebo jako epifyt na kmenech a listech lesních stromů. Mechorosty se odlišují od tracheofytů dvěma důležitými znaky. Za prvé, ve všech mechorostech je ekologicky perzistentní, fotosyntetická fáze životního cyklu haploid, generace gametofytů spíše než diploidní sporofyty; sporofyty mechorostů jsou velmi krátkotrvající, jsou vázány na jejich gametofyty a jsou na nich nutričně závislé a sestávají pouze z nerozvětveného stonku nebo seta a jediného terminálního sporangia. Zadruhé, mechorosty nikdy nevytvářejí xylemovou tkáň, speciální tkáň, která obsahuje vodu obsahující vodu, která se nachází ve sporofytech všech cévnatých rostlin. Najednou byly mechorosty umístěny do jediného kmene, mezi polohou mezi řasami a cévnatými rostlinami. Moderní studie ultrastruktury buněk a molekulární biologie však potvrzují, že mechorosty obsahují tři oddělené evoluční linie, které jsou dnes uznávány jako mechy (kmen Bryopyty), játrovky (kmen Marchantiophyta) a hornworty (kmen Anthocerotophyta). Po podrobné analýze vztahů mezi pozemními rostlinami navrhli Kenrick a Crane (1998), aby tyto tři skupiny mechorostů představovaly stupeň nebo strukturální úroveň vývoje rostlin, identifikovanou jejich „monosporangiate“ životním cyklem. V této geologicky nejstarší skupině, sdílející fosilní záznam s nejstaršími cévnatými rostlinami v devonské éře.

Ze tří phyla mechorostů je největší druhová rozmanitost nalezena v mechech, kde bylo rozpoznáno až 15 000 druhů. Mech začíná svůj životní cyklus, když haploidní spory, které jsou produkovány v kapslích sporofytů, přistávají na vlhkém substrátu a začínají klíčit. Z jednobuněčné spory se vyvíjí vysoce rozvětvený systém vláken, zvaný protonema. Buněčná specializace se vyskytuje v protonémě, aby vytvořila horizontální systém červenohnědých, kotevních vláken, zvaných kaulonemální vlákna a vzpřímená, zelená vlákna, nazývaná chloronemální vlákna. Každý protonema, který povrchně připomíná vláknitou řasu, se může rozšířit na několik centimetrů, aby vytvořil fuzzy zelený film na svém substrátu. Jak protonema roste, některé buňky kaulonemálních filamentů se specializují na tvorbu listových pupenů, které nakonec tvoří dospělé gametofytové výhonky. Z každého protonému se typicky vyvíjí četné výhonky, takže ve skutečnosti může jediná spór způsobit vznik celé shluku rostlin mechů. Každý listnatý výhonek stále roste apikálně, vytváří listy ve spirálovém uspořádání na prodlouženém dříku. V mnoha mechech je stonek diferencován na centrální vlákno tenkostěnných vodonosných buněk, zvaných hydroidy, obklopené parenchymatózním kortexem a hustou stěnou epidermis. Listy se zužují od široké základny k špičatému vrcholu a mají laminu, která je tlustá pouze v jedné buňce. Středověk obsahující hydroid se často rozprostírá ze stonku do listu. V blízkosti základny výhonku se z kmene vynoří červenohnědé, mnohobuněčné rhizoidy, které ukotvují mech k podkladu. Voda a minerální živiny potřebné pro růst mechu jsou absorbovány, nikoliv rhizoidy, ale spíše tenkými listy rostliny, jak dešťová voda omývá polštář mechu.

Jak je typické pro mechorosty, mechy produkují velké, mnohobuněčné pohlavní orgány pro reprodukci. Mnoho mechorostů je unisexual, nebo sexuálně dioicous. V mechech jsou samčí pohlavní orgány, zvané anteridie, produkovány ve shlucích na špičkách výhonků nebo větví na samčích rostlinách a ženských pohlavních orgánech, archegonii, jsou produkovány podobným způsobem na samičkách. Řada pohyblivých spermií je produkována mitózou uvnitř jasně zbarvené klubovité anteridie, zatímco jedno vajíčko se vyvíjí v základně každého archeologického tvaru ve váze. Jak spermie zraje, anteridium bobtná a praskne. Kapky dešťové vody spadající do shluku otevřených anteridií střídají spermie do blízkosti samic. Při porážce svých dvou bičíků se spermie dokáží pohybovat na krátkých vzdálenostech ve vodním filmu, který pokrývá rostliny k otevřeným krkem archegonie. Slizovité sekrece slizu v archegonálním krku pomáhají stahovat spermie směrem dolů k vajíčku. Úzce zabalené uspořádání jednotlivých rostlin mechů velmi usnadňuje hnojení. Deštné pralesní mechorosty, které visí v dlouhých věšácích ze stromů, se spoléhají na přívalové větry s deštěm, které transportují spermie ze stromu na strom, zatímco malé pygmy mechů vystavených, efemérních biotopů závisí na kapkách ranní rosy, aby přesunuli své spermie. tam, kde rostou, všechny mechorosty vyžadují vodu pro rozptyl spermií a následné oplodnění.

Embryonální růst sporofytů začíná v archegoniu brzy po oplodnění. Na jeho základně nebo noze tvoří rostoucí embryo zónu přenosu živin nebo placentu s gametofytem. Jak organické živiny, tak voda přecházejí z gametofytů do sporofytů, jak rostou. V mechech stonek sporofytů, nebo seta, roztrhává archeologický výběžek brzy ve vývoji, zanechávající v gametofytu pouze nohu a samotný základ sety. Horní část archegonia zůstává přes špičku sporofytu jako kaloptra podobná čepici. Sporofytní růst končí tvorbou sporangia nebo kapsle na špičce sety. Uvnitř kapsle jsou meiózou vytvořeny spory rezistentní vůči vodě. Když zralá kapsle nabobtná, kaliptra odpadne. To umožňuje kapsli vyschnout a rozlomit se na špičce. Speciální membránové struktury, zvané peristomální zuby, které jsou složeny dolů do hmoty spór, se nyní ohýbají směrem ven a vrhají spóry na větry sušení. Mechové spory mohou na větrech putovat na velké vzdálenosti, dokonce i mezi proudy na proudových proudech. Jejich stěny jsou vysoce ochranné, takže některé spory mohou zůstat životaschopné po dobu až 40 let. Samozřejmě, pokud spory přistanou ve vhodném vlhkém prostředí, klíčení začne cyklus znovu.

Liverworts a anthoceric jsou jako mechy v základních rysech jejich životního cyklu, ale velmi se liší v organizaci jejich zralých gametopytys a sporopytys. Gametopytys játra může být buď listové výhonky nebo zploštělé thalli. V listnatých formách, listy jsou uspořádány na stonku v jednom ventrálním a dvou postranních řadách nebo řadách, spíše než ve spirálách, jako jsou mechy. Listy jsou v jedné vrstvě tlusté, nikdy nemají střed a jsou obvykle rozděleny do dvou nebo více částí zvaných laloky. Ventrální listy, které leží proti substrátu, jsou obvykle mnohem menší než boční listy a jsou skryty stonkem. Kotvící rhizoidy, které vznikají v blízkosti ventrálních listů, jsou bezbarvé a jednobuněčné. Sploštěný páskovitý až listovitý thalóza játrovek thalózy může být buď jednoduchý, nebo strukturně diferencovaný do systému dorzálních vzduchových komor a ventrálních skladovacích tkání. V posledně uvedeném typu je dorzální epidermis thallus přerušován rozptýlenými póry, které se otevírají do vzduchových komor. Liverworty syntetizují obrovské množství těkavých olejů, které uchovávají v unikátních organelách nazývaných ropná tělesa. Tyto sloučeniny dávají rostlinám často kořeněnou vůni a zdá se, že odradí zvířata od krmení. Mnoho z těchto sloučenin má potenciál jako antimikrobiální nebo protinádorové léky.

Sporofyty játrovek se kompletně uzavírají v tkáních gametofytů, dokud nejsou kapsle připraveny k otevření. Seta, která je zpočátku velmi krátká, se skládá z malých, tenkostěnných, hyalinních buněk. Těsně před otevřením kapslí se buňky seta prodlužují, čímž se délka sety zvětšuje až na 20násobek původních rozměrů. Toto rychlé prodloužení tlačí tmavě pigmentovanou kapsli a horní část bělavé sety z gametofytických tkání. Při sušení se kapsle otevře rozdělením na čtyři segmenty nebo ventily. Spory jsou rozptýleny do větrů kroucivými pohyby mnoha smíšených sterilních buněk, nazývaných elaters. Na rozdíl od mechů, které rozptylují své spory během několika dnů, játrovky rozptýlí celou hmotu spór v jedné kapsli během několika minut.

Hlevíky připomínají některé játrovky v tom, že jednoduché, unspecialized thalloid Gametopytys, ale liší se v mnoha dalších postav. Například kolonie symbiotické sinice Nostoc vyplnit malých dutin, které jsou roztroušeny po celém ventrální části růžkatec stélky. Když je stélka pohledu shora, tyto kolonie se objeví jako rozptýlené modro-zelené tečky. Sinice převádí plynného dusíku ze vzduchu do amonné, které růžkatec vyžaduje v jeho metabolismu a růžkatec vylučuje carbohydrate- obsahující sliz, který podporuje růst cyanobacterium.anthoceric se rovněž liší od všech ostatních rostlin země v tom, že pouze jeden velký, algal- jako chloroplastu v každé buňce stélky. Hlevíky dostat své jméno od svých dlouhých rohů ve tvaru Sporopytys. Stejně jako v jiných mechorosty se sporopyty je zakotvena v gametopyty pěšky přes který přenos živin z gametopyty do sporopyty dochází. Zbytek sporopyty, nicméně, je vlastně podlouhlý sporangium ve kterém meiosis a vývoj spor konat. Na spodní části sporangium, těsně nad nohou, je mitoticky aktivní meristému, který přidává nové buňky do spór produkující zóny v průběhu životnosti sporopyty. Ve skutečnosti může být sporangium uvolnění spór na jeho vrcholu, ve stejnou dobu, že nové spóry jsou produkované meiosis na jeho základně. vydání Spore v hlevíky probíhá postupně po dlouhou dobu, a výtrusy jsou většinou rozptýlen pohyby vody, nikoli větrem ve stejnou dobu, aby nové spóry jsou vyráběny meiosis na jeho základně. vydání Spore v hlevíky probíhá postupně po dlouhou dobu, a výtrusy jsou většinou rozptýlen pohyby vody, nikoli větrem ve stejnou dobu, aby nové spóry jsou vyráběny meiosis na jeho základně. vydání Spore v hlevíky probíhá postupně po dlouhou dobu, a výtrusy jsou většinou rozptýlen pohyby vody, nikoli větrem

Mechy, játrovky a hlevíky se nacházejí po celém světě v různých stanovišť. Oni daří obzvláště dobře ve vlhkých a vlhkých lesích, jako jsou mlha lesy v severozápadním Pacifiku nebo horských deštných lesů na jižní polokouli. Jejich ekologická role jsou many.They poskytovat semeno lůžka pro větší rostliny komunity, které zachytí a recyklují živiny, které se perou s dešťovou vodu z vrchlíku a vážou půdu, aby jej z erozi. V severní polokouli rašeliniště, mokřady často dominuje mechu rašeliníku, Jsou zvláště důležité mechová společenstva. Tento mech má výjimečnou schopnost zadržování vody, a po vysušení a stlačený, tvoří palivo je uhlí, a podobně. V celé severní Evropě, Asii a Severní Americe, rašelina bylo sklizeno po staletí pro obě spotřebu paliva a zahradnické použití a dnes rašeliniště jsou spravovány jako udržitelný zdroj.


BIBLIOGRAFIE

  • Crandall-Stotler, Barbara. „Morfogenetické návrhy a teorie mechových původu a divergence.“ BioScience 30 (1980): 580-585.
  • Hébant, Charles. Výkonní Tkáně mechorostů. Vaduz: J. Cramer, 1977.
  • Kenrick, Paul a Peter R. Crane. Původ a brzy diverzifikace suchozemské rostliny: od a Cladistická studie. Washington, DC: Smithsonian Institution Press, 1997.
  • Miller, Norton G. „Rašeliniště, balíky a BTU: základní nátěr na rašelinu.“ Zahradnická 59 (1981): 38-45.
  • Schofield, WB  Úvod do Bryologie. New York: Macmillan, 1985.
  • Shaw, Jonathan A., a Bernard Goffinet, eds. Biologie mechorostů. Cambridge, Anglie: Cambridge University Press, 2000

Rozlišovací znaky mechů (Phylum Bryopyty), játrovky (Phylum Marchantiopyty) a anthoceric
(Phylum Anthocerotopyty)

Charakter Bryopyty Marchantiopyty Anthocerotopyty
Protonema Vláknité, které tvoří mnoho pupeny Kulovité, tvořící jeden pupen Kulovité, tvořící jeden pupen
Gametopyty forma Listová střílet Listová střílet nebo thallus; stélka jednoduchých nebo se vzduchovými komorami Jednoduché thallus
List uspořádání Listy ve spirálách Opouští ve třech řadách Nehodí se
List formulář Listy nerozdělený, midvein dárek Listy rozděleny do 2+ lalůčky, žádný midvein Nehodí se
Zvláštní organely Žádný Olejové orgány Jednotlivé plastidy s pyrenoids
Buňky vodní vedení Přítomen v obou gametopytys a Sporopytys Přítomna pouze v několika málo jednoduchých forem thalloid Nepřítomný
Rhizoids Hnědý, mnohobuněčné Hyalinní, jeden buňkami Hyalinní, jeden buňkami
Gametangial pozice Vrcholové klastry Apikální shluky (listová formy) nebo na horní ploše stélky Propadlé stélky, rozptýlené
Stomáty Přítomný na sporopyty kapsli Nepřítomný v obou generacích Přítomen jak sporopyty a gametopyty
Seta Fotosyntetické, vznikající z gametopyty raného ve vývoji Hyalinní, prodlužující těsně před vydáním spór Nepřítomný
Kapsle Komplex s operculum, theca a krku; z pevné velikosti Nediferencované, kulovité nebo podlouhlý; z pevné velikosti Nediferencované, roh ve tvaru; neustále roste ze základního meristému
Sterilní buňky v kapsli Columella Spirálovitě zesílené elaters Columella a pseudoelaters
Kapsle dehiscence Na operculum a peristome zuby Do 4 ventily Do 2 ventily

Připravil: Barbara Crandall-Stotler, katedra biologie rostlin, Univerzita v jižním Illinois,
Carbondale, IL 62901-6509


Vytvořil Dr. Raymond E. Stotler a Dr. Barbara J. Crandall-Stotler,
Ústav biologie rostlin

Copyright © 2005, Board of Trustees, Southern Illinois University