Gimnospermă (Română)

Caracteristici generale

În toate grupurile vii de gimnosperme, partea vizibilă a corpului plantei (adică tulpina și ramurile în creștere) reprezintă sporofitul sau asexuat, generație, mai degrabă decât generația gametofit sau sexuală. De obicei, un sporofit are o tulpină cu rădăcini și frunze și poartă structurile reproductive. Ca plante vasculare, gimnospermele conțin două țesuturi conductoare, xilemul și floemul. Xilema conduce apa și mineralele de la rădăcini către restul plantei și oferă, de asemenea, suport structural. Floema distribuie zaharurile, aminoacizii și substanțele nutritive organice fabricate în frunze către țesuturile nonfotosintetice ale plantei.

În majoritatea gimnospermelor conurile de polen masculi, numite microstrobili, conțin frunze reduse numite microsporofile. Microsporangia sau sacii polenici sunt suportați pe suprafețele inferioare ale microsporofilelor. Numărul microsporangiei poate varia de la două în multe conifere la sute în unele cicade. În cadrul microsporangiei sunt celule care suferă diviziune meiotică pentru a produce microspori haploizi.

Faza gametofită începe când microsporul, în timp ce se află încă în microsporangiu, începe să germineze pentru a forma gametofitul masculin. Un singur nucleu microsporic se împarte prin mitoză pentru a produce câteva celule. În această etapă, gametofitul mascul (numit bob de polen) este vărsat și transportat de vânt sau insecte.

Conurile ovulate feminine, numite megastrobili, pot fi suportate pe aceeași plantă care poartă microstrobili (ca la conifere) sau pe plante separate (ca la cicade și Ginkgo). Un megastrobilus conține multe solzi, numiți megasporofile, care conțin megasporangii. În cadrul fiecărui megasporangiu, o singură celulă suferă o diviziune meiotică pentru a produce patru megaspori haploizi, dintre care trei degenerează de obicei. Megasporul rămas suferă mitoză pentru a forma gametofitul feminin. Pe măsură ce numărul de nuclee libere se înmulțește, peretele megasporangiu și megaspor se extinde. În acest stadiu, ovulul este gata să fie fertilizat.

Înainte ca fertilizarea să poată avea loc, totuși, gametofitul mascul matur (bobul de polen) trebuie transportat la gametofitul feminin – procesul de polenizare. În multe gimnosperme, o „picătură de polenizare” lipicioasă răsare dintr-o gaură mică din megasporangiul feminin pentru a prinde boabe de polen. Picătura este apoi resorbită în megasporangiu pentru fertilizare. La alte specii, boabele de polen se așează pe suprafața megasporangiului, unde gametofitul masculin se dezvoltă mai departe. Un tub de polen iese din cereale și crește prin megasporangiu către structura multicelulară care conține ouă numită archegoniu. Oul și spermatozoidul continuă să se maturizeze, nucleul acestuia din urmă suferind diviziuni suplimentare rezultând doi masculi. gamete sau spermă. În mod interesant, cicadele și Ginkgo sunt singurele plante semințe cu spermă flagelată. Până când tubul polenic ajunge la archegoniu, atât oul cât și spermatozoidul sunt complet maturi, iar oul este gata să fie fertilizat.

În gimnosperme, atunci când nucleele celor doi spermatozoizi întâlnesc celula ovulă, un nucleu moare și celălalt se unește cu nucleul ovulului pentru a forma un zigot diploid. oul suferă mitoză pentru a începe dezvoltarea unei noi generații de sporofite – embrionul multicelular al sămânței. Hrana pentru embrionul în curs de dezvoltare este asigurată de gametofitul feminin masiv umplut cu amidon care îl înconjoară. Intervalul de timp dintre polenizare și maturarea embrionului într-o nouă generație de sporofite variază între diferite grupuri, variind de la câteva luni până la peste un an (la pin, de exemplu).

În gimnosperme, cum ar fi cicadele și Ginkgo, stratul de semințe este cunoscut sub numele de sarcotesta și constă din două straturi. Sarcotesta este adesea viu colorată în cicade, iar sarcotesta semințelor de Ginkgo este mirositoare când este coaptă. Semințele unor conifere au o structură subțire asemănătoare aripilor, care poate ajuta la distribuirea semințelor. Altele, cum ar fi tisa, au o structură cărnoasă, cunoscută sub numele de aril, care înconjoară sămânța. Conurile de ienupăr sunt cărnoase și consumate în mod obișnuit de păsări.

La maturitate, un embrion de gimnospermă are două sau mai multe frunze de semințe, cunoscute sub numele de cotiledonate. Cicadele, Ginkgo și gnetofitele au două cotiledonate în embrion; pinul și alte conifere pot avea mai multe (opt sunt frecvente; unele au până la 18).La cicade și Ginkgo, cotiledoanele rămân în semințe și servesc pentru a digera alimentele din gametofitul feminin și a le absorbi în embrionul în curs de dezvoltare. Cotiledoanele de conifere apar de obicei din sămânță și devin fotosintetice.