Udowodnij, że rośliny nasienne stanowią dominującą rolę na ziemi

Do roślin nasiennych zaliczamy około 225 000 gatunków. Sama ich liczba stanowi spory argument stanowiący o ich dominacji na naszej planecie. Przy osiąganiu swojej pozycji rośliny te musiały wytworzyć szereg mechanizmów, które pozwoliły im na objęcie czołowej pozycji na ziemi.

W ewolucji świata roślinnego rośliny nasienne osiągnęły szczytowy etap rozwoju. Odznaczają się bardzo wysoką organizacją budowy wewnętrznej i zewnętrznej. W zachodzącej u nich przemianie pokoleń całkowicie dominuje sporofit. Osiąga on czasem ogromne rozmiary (niektóre drzewa dorastają 120 m wysokości), co jeszcze bardziej pogłębia dysproporcję między nim a gametofitem drobnym, mikrosko­pijnie małym organizmem niezdolnym do samodzielnego życia. Tworem bardzo charakterystycznym dla nasiennych, służącym do rozprzes­trzeniania się tych roślin, jest nasienie — organ przetrwalny, zawierający zawiązek rośliny (sporofitu), zwany zarodkiem, i tkankę z materiałami zapasowymi.

Budowa sporofitu. Sporofit jest zasadniczą rośliną nasiennych. Głównymi jego organami są: ulistniona łodyga (pęd) z kwiatem, będąca częścią nadziemną rośliny, i system korzeniowy, stano­wiący część podziemną.

Sporofit rozwija się z zarodka, który cały zbudowany jest z cienko­ściennych, zdolnych do podziału komórek. Zasadnicze organy powsta­jące w rozwoju osobniczym rośliny biorą początek z określonych części zarodka; korzeń — z zawiązka korzenia, pęd — z zawiązka pędu.

W miarę postępowania ewolucji rośliny nasienne wykształciły organy, które niezbędne były do życia i funkcjonowania, z dzięki ich budowie także w sposób znaczący przyczyniły się do wzrostu liczebności roślin nasiennych. Organami tymi są:

Korzeń

Wzrost korzenia powodowany jest działalnością tkanki twórczej zlokalizowanej w szczytowej jego części. Podziały mitotyczne, zachodzące W obrębie tej tkanki, warunkują wzrost pier­wotny korzenia. Tkankę twórczą osłania czapeczka zbudowana
z komórek miękiszowych sukcesywnie złuszczających się. Część ko­rzenia, zawierająca zgrupowanie komórek twórczych nosi nazwę stożka wzrostu. Powyżej stożka wzrostu znajduje się strefa wydłużania, nazywana inaczej strefą wzrostu, a dalej strefa różnicowania się komórek, odpowiadająca strefie włośnikowej. W obrębie tej strefy zachodzą procesy różnicowania się komórek, polegające na zmianach ich struktury W wyniku specjalizowania się do pełnienia określonych funkcji.

Z peryferycznie położonych komórek w strefie różnicowania ko­rzenia powstaje tkanka okrywająca (skórka), zwana tu ryzodermą. Stanowi ją jedna warstwa cienkościennych komórek, ściśle do siebie przylegających‚ zawierających żywy protoplast. Ich celulo­zowe ściany tworzą charakterystyczne uwypuklenia, zwane włośnikami, za pomocą których pobierana jest z gleby woda z solami mineralnymi (stąd nazwa tej strefy - strefa wlośnikowa). Pod tkanką okrywającą znajduje się tkanka miękiszowa, którą tworzą cienkościenne, żywe

komórki tworzące luźne układy, wskutek czego powstają liczne prze­stwory międzykomórkowe ułatwiające wymianę gazową. Obszar ten w korzeniu nosi nazwę kory pierwotnej. Najbardziej wewnętrzna warstwa kory pierwotnej, nosząca nazwę śródskórni lub endodermy, zbudowana jest z drobnych komórek, których ściany sukcesywnie ulegają suberynizacji i lignifikacji. Pośród nich, w ściśle określonych miejscach, położone są komórki pozbawione zgrubień skorkowaciałych i zdrewniałych (tzw. komórki przepustowe), którymi woda pobierana przez włośniki dostaje się do centralnej części korzenia.

Centralną część korzenia stanowi walec osiowy, którego pierwsza warstwa zachowuje charakter twórczy i nosi nazwę okolnicy (perycyklu). Warstwa ta daje początek korzeniom bocznym. Pozostałą część walca osiowego wypełnia tkanka miękiszowa, wśród której znajdują się zespoły komórek o charakterystycznej budowie, spełniające funkcje przewodzenia wody i asymilatów. Zespoły tych komórek to wiązki przewodzące. W korzeniu wiązki sitowe (floem) i naczyniowe „(ksylem) tworzą niezależne pasma, przy czym leżą one w stosunku do siebie na przemian tworząc układ naprzemianległy promie­nisty.

Korzeń spełnia dwie czynności: pobiera z gleby wodę z rozpusz­czonymi w niej solami mineralnymi oraz umocowuje roślinę w podłożu. U niektórych roślin pełni jeszcze inne dodatkowe funkcje; np. u buraka, marchwi lub dalii jest również organem spichrzowym, w którym roślina gromadzi substancje zapasowe; korzeń pewnych storczyków mających bardzo silnie zredukowane liście (i łodygę) spełnia rolę organu asymilacyjnego, u lian bywa on organem czepnym korzenie kurczliwe, spotykane np. u lilii, mają zdolność kurczenia się, wskutek czego mogą wciągać roślinę głębiej w glebę

Korzenie rośliny tworzą system korznieowy. Wyróżniamy system z korzeniem głównym, czyli palowym, i wyrastającymi z niego korzeniami bocznymi oraz system wiązkowy, złożony z licznych jednakowych korzeni przybyszowych. Korzenie wielu roślin współżyją z bakteriami asymilującymi azot atmosferyczny

Łodyga.

Łodyga, w porównaniu z korzeniem, wykazuje większą różnorodność, zarówno w budowie zewnętrznej, jak i wewnętrznej. Łodyga wraz z liśćmi nosi nazwę pędu. Pełni ona funkcję rusztowania dla liści, a także przewodzi wodę i substancje odżywcze między liśćmi i korzeniami. Może również spełniać rolę organu spichrzowego.

Na szczycie łodygi znajduje się stożek wzrostu otulony zawiąz­kami liści, a w okresie zimy jeszcze dodatkowymi łuskowa­tymi liśćmi. Stożek wzrostu utworzony jest przez intensywnie dzielące się komórki tkanki i:wórczej. Z komórek powstałych w wyniku podziału poniżej stożka różnicują się stale tkanki pierwotne. Ich układ określamy jako budowę pierwotną łodygi

Zewnętrzna część łodygi niezdrewniałej pokryta jest skórką (epi­dermą), na powierzchni której znajduje się zwykle kutykula — cienka warstwa ściany komórkowej nieprzepuszczalna dla wody i gazów. Ko­mórki skórki przylegają ściśle do siebie, są żywe i najczęściej pozbawione chloroplastów. Na skórce znajdują się często różne włoski, będące wy­tworem jej komórek i pełniące funkcje ochronne.

W skórce znajdują się aparaty szparkowe odgrywające istotną rolę w procesie wymiany gazowej.

Pod skórką, stanowiącą pierwotny układ okrywający, znajduje się kora pierwotna, która w łodydze zajmuje znacznie mniejszą prze­strzeń niż w korzeniu. Także granica między korą pierwotną a walcem osiowym w łodydze jest mniej wyraźna niż w korzeniu. Komórki mię­kiszu kory pierwotnej często zawierają chloroplasty, wskutek czego może zachodzić w nich fotosynteza. Na terenie kory pierwotnej zlokalizowane są również tkanki wzmacniające: zwarcica (kolenchyma) złożona z komórek żywych, mających celulozowe zgrubienia ścian, występująca w rosnących częściach rośliny, i twardzica (skleren­chyma), w skład której wchodzą komórki martwe, o ścianach zdrew­niałych, wzmacniająca organy już wyrośnięte.

Znaczną przestrzeń wnętrza łodygi zajmuje walec osiowy, które­go duża część wypełniona jest tkanką miękiszową. W centralnej części walca, zwanej rdzeniem, miękisz ten pełni funkcję spichlerzową. W peryferycznej części walca znajdują się wiązki przewodzące, tale o innej budowie niż w korzeniu. Każda wiązka przewodząca składa się bowiem z dwóch części: sitowej i naczyniowej, przy czym pierwsza znajduje się od zewnętrznej strony łodygi, druga natomiast od jej strony wewnętrznej. U dwuliściennych części te przedzielone są pasmem tkanki twórczej, zwanej miazgą lub kambium, wskutek czego mogą być odkładane nowe elementy sitowe i naczyniowe i wiązka przyrasta na grubość; wiązka taka nosi nazwę otwartej. U jednoli­ściennych natomiast części te stykają się bezpośrednio i brak tu tkanki twórczej, wskutek czego w wiązce nie przybywa nowych elementów i nie może ona przyrastać na grubość; jest to tzw. wiązka zamknięta. Poza tym wiązki przewodzące u roślin dwuliściennych tworzą pierścień, podczas gdy u jednoliściennych rozproszone są w całej łodydze.

U roślin rocznych i trwałych roślin zielnych (bylin) łodygi nadziemne są zielone. W korze pierwotnej mają komórki z chloroplastami, cały swój rozwój przeżywają w ciągu jednego sezonu wegetacyjnego, a tkanki ich zbudowane są głównie z komórek o ścianach celulozowych. Rośliny drzewiaste (krzewy i drzewa) mają łodygi trwałe, wieloletnie, a główną ich masę stanowią tkanki o komórkach ze ścianami zdre­wniałymi. Pod względem anatomicznym łodyga różni się więc zasadniczo od korzenia, aczkolwiek zespoły tkanek występujących w obu tych orga­nach są prawie takie same.

Przyrost łodygi i korzenia na grubość. Pierwotny przyrost ło­dygi lub korzenia na grubo odbywa się w wyniku rozrastania się tkanek pierwotnych. U niektórych roślin jest on znaczny. Grubienie łodyg oparte tylko na przyroście pierwotnym występuje u większości jednoliściennych, natomiast dwuliścienne i nagonasienne powiększają swą grubość głównie w wyniku przyrostu wtórnego.

Przyrost wtórny na grubość następuje wskutek działalności wtórnej tkanki twórczej. W wiązkach przewodzących łodygi dwuliściennych i nagonasiennych zachowana zostaje pozostałość pier­wotnej tkanki twórczej w postaci pasma mięty częścią sitową a na­czyniową. Dzielące się komórki tej tkanki, zwanej miazgą, odkładają w kierunku do wnętrza łodygi elementy części naczyniowej, czyli drew­no wtórne, na zewnątrz zaś elementy części sitowej, czyli łyko wtórne. Z czasem miazga tworzy się również z miękiszu między wiązkami, w wyniku czego zaczyna odkładać się do wnętrza jednolity walec drewna oddzielony przez nią od odkładającego się na zewnątrz walca łyka. U roślin drzewiastych, mających łodygi wieloletnie, dzia­łalność miazgi zmienia się okresowo i uzależniona jest od pór roku, co uzewnętrznia się różnie wykształconymi elementami drewna i jest przyczyną powstawania tzw. pierścieni przyrostów rocznych. Drewno wytworzone na wiosnę ma naczynia lub cewki o dużej średnicy, drewno powstałe później ma naczynia o małym świetle. Z liczby pierścieni można obliczyć wiek drzewa. W drewnie znajdują się również promienie rdzeniowe, tworzone przez miazgę, zbu­dowane z pasm żywego miękiszu.

W wyniku działania miazgi i odkładania się coraz większej ilości drewna i łyka łodyga powiększa swą objętość przyrasta na grubość, przy czym drewna tworzy się znacznie więcej niż łyka. Skórka pokrywająca łodygę ulega wskutek tego rozciągnięciu i pęka. Funkcje jej przejmuje wtórna tkanka okrywająca, zwana korkiem. Tworzy się ona w wyniku działania miazgi korkotwórczej, która formuje się zwykle w zewnętrznych paniach kory pierwotnej. Komórki korka mają ściany skorkowaciałe (zawierają substancję tłuszczową suberynę), a protoplast ich zamiera. Powstała tkanka stanowi doskonałą warstwę izolacyjną. Kontakt żywych tkanek z otoczeniem utrzymywany jest przez przetchlinki przerwy w korku wypełnione luźną tkanką miękiszową

Liść

Zawiązki liści tworzą się na wierzchołku łodygi. Powstające z nich liście ułożone są na łodydze w określonym porządku. Układ ten nazywamy ulistnieniem. Istnieją trzy zasadnicze typy ulistnienia:

skrętoległe, naprzeciwległe i okółkowe

Liść właściwy zróżnicowany jest zwykle na płaską blaszkę liścio­wą, ogonek liściowy i nasadę liściową (tworzącą czasem poch­wę lub przylistki); bywają również liście siedzące, pozba­wione ogonka.

Blaszka liściowa okryta jest skórką i wypełniona tkanką mięki­szową, której komórki zawierają chloroplasty. W górnej części blaszki komórki miękiszu zawierają dużo chloroplastów, mają kształt cylindryczny i ustawione są prostopadle do powierzchni liścia; tak uformowany miękisz nosi nazwę miękiszu palisadowego. Pod nim znajduje się miękisz gąbczasty o komórkach różnego kształ­tu, między którymi znajdują się duże i liczne przestwory międzyko­mórkowe. Bywają jednak liście o miękiszu nie wykazującym zróżnico­wania morfologicznego. W miękiszu liścia odbywa się proces fotosyn­tezy. Wymiana gazowa z otoczeniem zachodzi przez aparaty szpar­kowe (rys. 26), które znajdują się w skórce dolnej strony liścia

Doprowadzenie wody do liścia i odpływ powstających w nim asy­milatów zachodzi przez wiązkę przewodzącą połączoną z systemem przewodzącym łodygi. Wiązka ta przez ogonek liściowy dociera do blaszki liściowej, gdzie rozgałęzia się w różny sposób, tworząc sieć wiązek określaną często mianem nerwacji.

Inną budowę mają liście drzew iglastych, zwane igłami. Igły naszej sosny zwyczajnej w przekroju poprzecznym są półokrągłe. Miękisz asymilacyjny nie jest zróżnicowany na część palisadową i gąbczastą, lecz zbudowany jest z jednakowych komórek o pofałdo­wanych ścianach (powiększa to powierzchnię asymilacyjną). Przez środek liścia przechodzą dwie wiązki przewodzące.

Liście, nawet jednej rośliny, bywają różnie wykształcone i mogą pełnić różne funkcje. Liścienie na siewce zwykle giną prędko, a budowa ich jest bardziej prosta niż liści właściwych

U niektórych roślin liście mają postać kolców (np. u kaktusów) lub innych tworów, np. wąsów czepnych. Liście mogą pełnić również funkcję spichrzową gromadząc substancje odżywcze (np. u cebuli) lub wodę (np. u agawy, aloesu, roz­chodnika). Zasadniczą jednak funkcją liści właściwych jest fotosynteza oraz wymiana gazowa między tkankami wewnętrznymi rośliny a otocze­niem i transpiracja (wyparowywanie wody).

Kwiat

Organem rozrodczym, który u roślin nasiennych osiągnął bardzo wysoki stopień wyspecjalizowania i ogromną różnorodność bu­dowy, jest kwiat. Kwiatem nazywamy pęd o ograniczonym wzroście, różniący się zwykle od pędów wegetatywnych i stanowiący skupienie liści zarodnionośnych i płonnych. Jest to więc po prostu kłos zarodnionośny podobny do tych, jakie widzieliśmy u widłaków i skrzypów. Będąca w użyciu specyficzna terminologia części kwiatu roślin nasiennych pochodzi jeszcze z tych czasów, gdy nie znano zjawiska przemiany pokoleń u tych roślin. Zakorzeniła się ona tak dalece, że utrzymywana jest do dnia dzisiejszego. I my, ze względu na powszech­ność jej użycia, przyjmujemy ją, pamiętając jednak o właściwym zna­czeniu jej różnych określeń.

Najważniejszymi częściami kwiatu są pręciki wytwarzające ziarna pyłku oraz owocolistki, na których osadzone są zalążki. Kwiaty, w których razem występują pręciki i owocolistki, nazywamy kwiatami obupłciowymi. Natomiast gdy narządy te występują w oddzielnych kwiatach — mówimy o kwiatach jedno płciowych (rozdzielnopłciowych), przy czym kwiaty zawierające tylko pręciki określamy jako męskie, a kwiaty z owocolistkami — jako żeńskie. Jeżeli kwiaty męskie i żeńskie występują na tych samych osobnikach, rośliny takie nazywamy jednopiennymi. Natomiast gdy na jednych osobnikach znajdują się tylko kwiaty męskie, a na innych — tylko żeńskie, wówczas rośliny . takie określamy jako dwupienne.

W kwiatach roślin okrytonasiennych występują często bardzo oka­zale i barwne liście płonne, które tworzą okrywę kwiatową (okwiat) i nie biorą bezpośrednio udziału w procesie rozmnażania. Pręciki, które są liśćmi zarodnionośnymi (sporofilami), opatrzone są woreczkami pyłkowymi, czyli mikrosporangiami, w których po mejozie powstają ziarna pyłku odpowiadające mikrosporom. Owocolistki są również liśćmi zarodnionośnymi. Osadzone na nich zalążki nie mają właściwego odpowiednika wśród poznanych dotychczas organów roślinnych. Zewnętrzną część zalążka tworzą jedna lub dwie osłonki nie zrastające się w części szczytowej. Wskutek tego znajduje się tu otworek, zwany okienkiem (mikropyle), który prowadzi do wnętrza zalążka. Wnętrze to zajmuje wielokomórkowy twór, zwany ośrodkiem i będący odpowiednikiem makrosporangium. W ośrodku wyróżnicowuje się jedna komórka, która dzieli się mejotycznie. W wyniku tego podziału powstają z niej cztery haploidaln komórki potomne, odpowiadające makrosporom. Trzy z nich giną i tylko jedna rozwija się w gametofit żeński. W kwiecie roślin nasiennych, który odpowiada kłosowi zarodnionośnemu, formują się więc, podobnie jak u paprotników różnozarodnikowych, ziarna pyłku) i znacznie od nich większe makrospory.
Powstające przedrośla są rozdzielnopłciowe (męskie i żeńskie).
W związku z tym, aby mogło dojść do aktu płciowego, po osiągnięciu dojrzałości muszą one znaleźć się obok siebie. Dochodzi do tego wówczas, gdy mikrospory przeniesione zostaną w bezpośrednie sąsiedztwo makro-spor, tzn. gdy ziarna pyłku dotrą do zalążka, jak to jest u nagonasiennych, lub dostaną się na organ, w którym zalążek się znajduje, jak to jest u okrytonasiennych. Dokonują tego zwierzęta latające (głównie owady), wiatr lub woda.

Wszystkie te czynniki sprawiły, iż roślinny nasienne stały się dominującymi roślinami na ziemi.

Pozdrowienia THomss

e-mail:

[e-mail]

---