Gymnosperm (Svenska)

Allmänna funktioner

I alla levande gymnospermgrupper representerar den synliga delen av växtkroppen (dvs. den växande stammen och grenarna) sporofyten, eller asexuell, generation snarare än gametofyt eller sexuell generation. Vanligtvis har en sporofyt en stam med rötter och löv och bär reproduktiva strukturer. Som kärlväxter innehåller gymnospermer två ledande vävnader, xylem och floem. Xylem leder vatten och mineraler från rötterna till resten av växten och ger också strukturellt stöd. Floomen distribuerar sockerarter, aminosyror och organiska näringsämnen som tillverkas i bladen till växtens icke-fotosyntetiska vävnader.

I de flesta gymnospermer innehåller manliga pollenkottar, kallade microstrobili, reducerade löv som kallas microsporophylls. Microsporangia, eller pollensäckar, bärs på de nedre ytorna av mikrosporofyllerna. Antalet mikrosporangier kan variera från två i många barrträd till hundratals i vissa cykader. Inom microsporangia finns celler som genomgår meiotisk delning för att producera haploida mikrosporer.

Gametofytfasen börjar när mikrosporen, medan den fortfarande är inom mikrosporangiet, börjar gro att bilda den manliga gametofyten. En enda mikrosporkärna delar sig med mitos för att producera några celler. I detta skede kasta manliga gametofyten (kallad pollenkorn) och transporteras av vind eller insekter.

Kvinnliga ägglossningskottar, kallad megastrobili, kan bäras på samma växt som bär mikrostrobili (som i barrträd) eller på separata växter (som i cykader och Ginkgo). En megastrobilus innehåller många skalor, kallade megasporophylls, som innehåller megasporangia. Inom varje megasporangium genomgår en enda cell meiotisk uppdelning för att producera fyra haploida megasporer, varav tre degenererar vanligtvis. Den återstående megasporen genomgår mitos för att bilda den kvinnliga gametofyten. När antalet fria kärnor multipliceras expanderar megasporangium och megaspore-väggen. I detta skede är ägglossningen redo att befruktas.

Innan befruktning kan äga rum måste emellertid den mogna manliga gametofyten (pollenkornet) transporteras till den kvinnliga gametofyten – pollineringsprocessen. I många gymnospermer sipprar en klibbig ”pollineringsdroppe” från ett litet hål i det kvinnliga megasporangiet för att fånga pollenkorn. Droppen resorberas sedan i megasporangiet för befruktning. I andra arter sätter sig pollenkornet på ytan av megasporangium, där den manliga gametofyten utvecklas vidare. Ett pollenrör dyker upp från spannet och växer genom megasporangium mot den multicellulära ägginnehållande strukturen som kallas archegonium. Ägget och spermierna fortsätter att mogna, kärnan i den senare genomgår ytterligare uppdelningar vilket resulterar i två han könsceller eller spermier. Intressant är att cykads och Ginkgo är de enda fröplanterna med flagellerad sperma. När pollenröret når archegonium är både ägget och spermierna helt mogna och ägget är klart att befruktas.

I gymnospermer, när kärnorna i de två spermierna möter äggcellen, dör en kärna och den andra förenas med äggkärnan för att bilda en diploid zygot. ägget genomgår mitos för att påbörja utvecklingen av en ny generation av sporofyter – fröets multicellulära embryo. Mat för det utvecklande embryot tillhandahålls av den massiva stärkelsefyllda kvinnliga gametofyten som omger den. Tidsintervallet mellan pollinering och mognad av embryot till en ny sporofytgenerering varierar mellan olika grupper, från några månader till över ett år (i furu, till exempel).

I gymnospermer som cycads och Ginkgo, fröskiktet är känt som sarcotesta och består av två lager. Sarcotesta är ofta färgglada i cykader och sarkotesta av Ginkgo-frön är illaluktande när den är mogen. Frön hos vissa barrträd har en tunn vingliknande struktur som kan hjälpa till att sprida utsäde. Andra, såsom idegranar, har en köttig struktur, känd som en aril, som omger fröet. Enbarkottarna är köttiga och äts ofta av fåglar.

Vid mognad har ett gymnospermembryo två eller flera fröblad, så kallade kotyledons. Cycads, Ginkgo och gnetophytes har två cotyledons i embryot; tall och andra barrträd kan ha flera (åtta är vanliga, vissa har så många som 18).I cykader och Ginkgo förblir kotyledonerna i fröet och tjänar till att smälta maten i den kvinnliga gametofyten och absorbera den i det utvecklande embryot. Barrträdblomstrar dyker vanligtvis upp från fröet och blir fotosyntetiska.