Nagonasienne

Ogólne cechy

We wszystkich żywych grupach nagonasiennych widoczna część ciała rośliny (tj. rosnąca łodyga i gałęzie) reprezentuje sporofit, czyli bezpłciowy, pokolenie, a nie pokolenie gametofitów czy płciowe. Zazwyczaj sporofit ma łodygę z korzeniami i liśćmi oraz nosi struktury rozrodcze. Podobnie jak rośliny naczyniowe, nagonasienne zawierają dwie tkanki przewodzące, ksylem i łyko. Ksylem przewodzi wodę i minerały z korzeni do reszty rośliny, a także zapewnia wsparcie strukturalne. Łyk rozprowadza cukry, aminokwasy i organiczne składniki odżywcze wytwarzane w liściach do niefotosyntetycznych tkanek rośliny.

U większości roślin nagonasiennych męskie szyszki pyłkowe, zwane mikrostrobili, zawierają zredukowane liście zwane mikrosporofilami. Mikrosporangie lub woreczki pyłkowe znajdują się na dolnych powierzchniach mikrosporofili. Liczba mikrosporangii może wahać się od dwóch w wielu drzewach iglastych do setek w niektórych sagowcach. W obrębie mikrosporangii znajdują się komórki, które podlegają podziałowi mejotycznemu w celu wytworzenia haploidalnych mikrosporów.

Faza gametofitu rozpoczyna się, gdy mikrospora, będąc jeszcze w mikrosporangium, zaczyna kiełkować, tworząc męski gametofit. Pojedyncze jądro mikrospory dzieli się na drodze mitozy, tworząc kilka komórek. Na tym etapie męski gametofit (zwany ziarnem pyłku) jest rozsiewany i przenoszony przez wiatr lub owady.

Samice szyszki owulacyjne, zwane megastrobili, mogą być przenoszone na tej samej roślinie, która nosi mikrostrobili (jak na drzewach iglastych) lub na oddzielnych roślinach (jak sagowce i miłorząb). Megastrobilus zawiera wiele łusek, zwanych megasporofilami, które zawierają megasporangia. W każdym megasporangium pojedyncza komórka podlega podziałowi mejotycznemu z wytworzeniem czterech haploidalnych megaspor, z których trzy zazwyczaj ulegają degeneracji. Pozostała megaspora przechodzi mitozę, tworząc żeński gametofit. Wraz ze wzrostem liczby wolnych jąder rozszerzają się megasporangium i megaspore wall. Na tym etapie zalążek jest gotowy do zapłodnienia.

Jednak zanim nastąpi zapłodnienie, dojrzały męski gametofit (ziarno pyłku) musi zostać przetransportowany do żeńskiego gametofitu – w procesie zapylania. U wielu roślin nagonasiennych lepka „kropelka zapylająca” wypływa z maleńkiego otworu w żeńskim megasporangium, aby złapać ziarenka pyłku. Kropelka jest następnie wchłaniana do megasporangium w celu zapłodnienia. U innych gatunków ziarno pyłku osadza się na powierzchni megasporangium, gdzie męski gametofit rozwija się dalej. łagiewka pyłkowa wyłania się z ziarna i rośnie przez megasporangium w kierunku wielokomórkowej struktury zawierającej jajo zwanej archegonium. Jajo i plemniki dojrzewają, jądro tego ostatniego przechodzi dodatkowe podziały, w wyniku czego powstają dwa samce gamety lub plemniki. Co ciekawe, sagowce i miłorząb to jedyne rośliny nasienne z wiciowcami. Zanim łagiewka pyłkowa dotrze do archegonium, zarówno jajeczko, jak i plemniki są w pełni dojrzałe, a jajo jest gotowe do zapłodnienia.

U nagonasiennych, kiedy jądra dwóch plemników spotykają się z komórką jajową, jedno jądro obumiera, a drugie łączy się z jądrem jajowym, tworząc diploidalną zygotę. jajo przechodzi mitozę, aby rozpocząć rozwój nowej generacji sporofitów – wielokomórkowego zarodka nasienia. Pożywienie dla rozwijającego się zarodka zapewnia otaczający go masywny żeński gametofit zawierający skrobię. Odstęp czasu między zapyleniem a dojrzewaniem zarodka do nowego pokolenia sporofitów jest różny w różnych grupach i waha się od kilku miesięcy do ponad roku (na przykład u sosny).

U nagonasiennych, takich jak sagowce i Ginkgo, płaszcz nasion jest znany jako sarcotesta i składa się z dwóch warstw. Sarcotesta jest często jaskrawo zabarwiona u sagowców, a sarcotesta z nasion miłorzębu ma cuchnący zapach, gdy jest dojrzała. Nasiona niektórych drzew iglastych mają cienką strukturę podobną do skrzydeł, która może pomóc w dystrybucji nasion. Inne, takie jak cisy, mają mięsistą strukturę, zwaną osnową, otaczającą nasiona. Szyszki jałowca są mięsiste i często zjadane przez ptaki.

W wieku dojrzałym zarodek nagozalążkowy ma dwa lub więcej liści nasiennych, zwanych liścieniami. Sagowce, miłorząb i gnetofity mają dwa liścienie w zarodku; sosna i inne drzewa iglaste mogą mieć ich kilka (osiem jest powszechnych, niektóre mają aż 18).U sagowców i miłorzębu liścienie pozostają w nasieniu i służą do trawienia pokarmu żeńskiego gametofitu i wchłaniania go do rozwijającego się zarodka. Liście iglaste zwykle wyłaniają się z nasion i ulegają fotosyntezie.