ANGIOSPERMS: EGENSKAPER, KLASSIFISERING, LIVSSYKLUS - BIOLOGI - 2026

De angiosperms er den mest tallrike, varierte og vellykket gruppe planter som bebor planeten. De er kjent som blomstrende planter, siden deres mest karakteristiske trekk er blomsten.

Begrepet angiosperm kommer fra de greske ordene "angion" som betyr beholder, og fra ordet "sperma", som betyr frø. Derfor betyr navnet angiosperm beholder med frø.

Tulipanfelt (Kilde: John O'Neill, via Wikimedia Commons)

Hovedfunksjonen til blomstene i disse plantene er å produsere frukt og frø; frø kan produseres ved selvbestøvning, kryssbestøvning eller ved ikke-seksuelle hendelser som for eksempel apomix.

Angiosperms er en monofyletisk gruppe av karplanter og det regnes som en søstergruppe til gymnospermer. Den viktigste forskjellen mellom angiosperms og gymnosperms er at eggløsningene er innelukket i eggstokken, som senere vil bli frukten.

Angiosperms vokser og dominerer praktisk talt alle regioner på planeten, med unntak av barskog. Det finnes angiospermer tilpasset terrestriske, vannlevende og epifytiske leveområder, med de tropiske regionene i Sør-Amerika som de rikeste av disse artene. Kaktus er angiospermer som er tilpasset til å vokse i ekstremt tørre regioner.

Angiospermblomster er nært forbundet med pollinatorer, og antas å ha utviklet seg parallelt (samutviklet). Pollinators har modellert tilpasningen av planter til eggløsning dekning.

Innenfor gruppen av angiospermplanter er det de mest varierende formene for planter, med veldig små representanter, for eksempel andetrær, som er 1 mm i størrelse, og gigantiske trær som Eucalyptus, som kan måle seg opp til 100 meter i høyden.

I denne gruppen er de fleste plantearter av økonomisk betydning for menneskeheten, der mais, hvete, kaffe, kakao, potet skiller seg ut, blant mange andre avlinger som er grunnleggende i menneskets kosthold.

Angiosperms formerer seg seksuelt etter dobbel befruktning som produserer et embryo og en endosperm.

Angiosperms er representert av mer enn 300 000 forskjellige arter, grovt klassifisert i 450 familier, og det er disse blomstrende planter som har dominert jorden i mer enn 100 millioner år.

kjennetegn

Angiosperms er for det meste frittlevende planter, men det er noen parasittiske og saprofytiske arter. Noen angiospermer er lianer som klatrer til toppen av den tropiske regnskogen, mens andre er epifytter som vokser innenfor det arboreale laget av skogen.

-Blommen av angiosperms består av tre kobber: perianth , androecium og gynoecium .

-Den perianth er strukturert fra modifiserte skyte blader som skaper beger og Corolla. Calyxen er vanligvis grønn og fotosyntetisk, sammensatt av bladformede koder. Korollen er typisk fargerik, prangende, velduftende og består av individuelle eller smeltede kronblad.

-Den androecium består av settet av pollenbærere og disse pollenbærere er bærere av pollen, der de utvendige Gametofytt (microgametophytes) finnes. Stampollen er de mannlige reproduktive organene til blomster.

-Den gynoecium består av settet av carpels som danner en eller flere støvbærere. Inne i karpellene er eggstokkene eller mega-sporangia, der den kvinnelige gametofytten (makrogametofytt) er funnet. Carpels representerer det kvinnelige reproduktive organet med blomster.

Blomsten i angiosperms er bifil hos de aller fleste arter, det vil si at hann- og kvinnelig gametofytter finnes ikke bare på samme plante, men også i samme struktur.

De fleste arter av angiospermer har kar som vann og mineralledende celler, men noen grupper av basale angiospermer har trakeider som ledende celler.

Opprinnelse og evolusjon

Angiosperms dukket opp i Lower Cretaceous for omtrent 125 millioner år siden, og nådde en høy grad av spesialisering i Middle Cretaceous. Plantefossiler fra Nedre kritt deler kjennetegn med eksisterende og for øyeblikket gjenkjennelige grupper.

De siste forfedrene til angiospermer er fortsatt et mysterium. Den mest aksepterte hypotesen er at de stammer fra medlemmer av den utdødde gruppen Pteridiosperms, som er kjent for å være planter med bregne-lignende frø og blader.

Hypotesen om angiosperms opprinnelse er basert på det faktum at Pteridiosperms hadde mannlige reproduktive strukturer som ligner anthers, mens kvinnelige strukturer var strukturer som tilsvarer karpeller.

Første angiosperms

Blant de som antas å være de tidligste angiospermene, er fossile planter av slekten Archaefructus, som går tilbake til 130 millioner år. Dette er vannplanter som er relatert til Magnoliaceae fordi de presenterer blomster uten perianth, med karpeller som ligger på stamensene.

Blomstene av Archaefructus er klassifisert av botanikere som veldig eldgamle blomster, forløpere til de nåværende blomstene av angiospermer, men noen botanikere anser blomstene som atypiske, ligner det som er observert i noen nåværende angiospermer.

Cladist- og paleobotanists botanikere mener det er nødvendig å oppdage og beskrive flere fossiler med nye teknikker for å avdekke og løse det utfordrende mysteriet om angiosperms opprinnelse. Evolusjonsanalyser i angiospermer er basert på sentrale trekk som symmetri, blomsteregenskaper, palynologi og genomstørrelse.

Plantenes genetiske natur er sammensatt, og dette har begrenset deres evolusjonære forståelse. Imidlertid klassifiserer molekylære analyser arten av Magnoliides-klaffen som den mest forfedre gruppen av angiospermer.

Den forfedre blomsten av angiosperms har blitt gjenskapt med bifil karakter, radial symmetri, med to eller flere klynger, den separate perianthen med udifferensierte kalkblender, androecium med tre litt adskilt tykk stamens og gynoecium med fem individuelle spiral karpeller.

Blomstene fra nåværende angiospermer (eudikotyledoner) har sykliske blomster arrangert av spesialiserte hvirvler, vekslende blåsende og korolla. Kondisjonstrådene i androecium er tynne med differensierte anthers og gynoecium med dårligere karpeller, stiler og stigmas.

Pollenkornene av angiosperms er en karakter som har utviklet seg til å ha tre eller flere åpninger (tricolpates), som observert i eudicotyledons, mens i gymnosperms og Archaefructus observeres pollenkorn med en enkelt åpning (monosulcate).

Klassifisering av angiosperms

Den første klassifiseringen av angiospermer ble utført av Linné basert på det seksuelle systemet av planter i 1735, han brukte blomsterkarakterer for å skille mellom grupper av fanerogrammer.

Planter er for tiden klassifisert i henhold til APG-systemet (Angiosperm Phylogeny Group). Dette systemet ble foreslått av et team med mange forskere som foreslo en klassifisering som inkluderte all tilgjengelig informasjon om kjente plantefamilier.

APG-systemet bygger separasjonen av familier basert på genene til kloroplaster og gener som koder for ribosomer, siden disse genene i organeller har en lavere mutasjonshastighet. Mange morfologiske karakterer brukes også, for eksempel pollenmorfologi.

Det første APG-klassifiseringssystemet ble publisert i 1998. For øyeblikket er APG-systemet i sin fjerde utgave, utgitt i 2016 i Journal Botanical. APG IV anerkjenner 64 ordrer og 416 forskjellige familier i motsetning til de 40 ordrene og 457 familier som er anerkjent av APG I.

Den nylige klassifiseringen av angiospermer har gruppen "ANITA" (Amborellaceae, Nymphaeales, Illiciaceae, Trimeniaceae og Austrobaileyaceae), som den mest basale, og hever deretter clade Magnoliidae, deretter monocots, og til slutt dikotene og eudikotene.

Angiosperm livssyklus

Som alle spermatofytter har angiospermer en veksling av generasjoner. Gametofytten utvikler seg fullstendig i sporofyttens reproduktive strukturer, dette er en heterosporisk livssyklus.

Angiosperm livssyklusdiagram (Kilde: Angiosperm_life_cycle_diagram.svg: LadyofHats Mariana Ruizderivative arbeid: Tinymonty via Wikimedia Commons)

Mikrogametofytt eller mannlig gametofyt

Syklusen begynner med kondensatorer som produserer pollen eller mikrogametofytter. Hver stilk har en anther som inneholder fire mikrosporangia eller pollensekker, i hver pollensekk gjennomgår stamcellen meiose og produserer fire haploide mikrosporer.

Mikrosporer vokser og utvikler seg til å produsere et umodent pollenkorn, som består av en pollenrørcelle og en generativ celle som vil produsere to sædceller. Mikrosporer utvikler seg for å fullføre en ytre vegg (exin) og en indre vegg (intine).

For å fullføre utviklingen av pollenkornet, må det nå det mottagelige stigmaet i blomsten, når spiren av pollensrøret først oppstår der.

Megagametophyte eller kvinnelig Gametophyte

Megagametofyttutviklingen skjer innenfor mega-sporangia, som er en del av eggløsningene, som finnes inne i eggstokken. Eggstokken kan inneholde en eller flere eggløsninger, som hver består av en megasporangium eller kjerne dekket av et integument.

Integumentene møtes ved åpningen av stilen eller mikropylen, denne åpningen er der pollenrøret trenger gjennom blomstene.

Innenfor hvert megasporangium fungerer en megasporophyte som en morcelle for megasporene og gjennomgår meiose, og danner fire haploide megasporer. Tre av disse megasporene går i oppløsning eller degenererer, og megasporen lengst fra mikropylen overlever, som vil bli megagametofytten.

I de fleste angiospermer produserer den utviklende megagametofytten åtte kjerner. Fire kjerner er gruppert i nedre og øvre ende. Deretter vandrer to kjerner mot sentrum. Disse kjernene er kjent som polare kjerner.

De resterende tre kjernene i endene danner individuelle celler og de to polare kjernene danner en enkelt binucledet celle. Cellen lengst fra mikropylen vil gi opphav til eggcellen, som vil bli flankert av to kortlivede celler kalt synergister.

Synergistene vil ta del i befruktningsprosessen ved å danne ender av embryosekken. De tre andre cellene som ligger i motsatt ende kalles antipoder og vil tjene som næringsvev for eggcellen.

Megametofytten, også kalt embryosekken, består av åtte separate kjerner i syv forskjellige celler. Inne i embryosekken er det allerede befruktede embryoet vil utvikle seg.

befruktning

Når stigmaet mottar pollenkornet, stimulerer kalsiumioner på denne overflaten spiringen av pollenrøret i en periode fra noen timer til flere dager. Dette vokser gjennom transmisjonsstoffet fra stilen til en av synergiene.

Når de befinner seg i synergidene, utdriver pollenrøret to sædceller som glir inn i det, og når de først er der produserer de dobbelt befruktning.

En av sædcellene beveger seg inn i synergistene og befrukter den tilstøtende eggcellen, noe som gir opphav til en zygote som blir et embryo. Den andre sædcellen kombineres med cellen som inneholder de to polare kjerner, som etter å ha gjennomgått mitose, danner næringsvev kjent som endosperm.

Når befruktningsprosessen er ferdig, fortsetter frømodningens prosess. Når frøet spirer, vokser og modnes vil det gi opphav til en moden diploid eller polyploid sporofytt, sa sporofytt, når den utvikler blomsten sin vil den starte syklusen igjen.

Eksempler på angiospermarter

Som nevnt tidligere grupperer angiospermer alle blomstrende planter som vi kjenner. Derfor kan valg av eksemplariske arter i denne plantedelingen være en ikke så triviell oppgave.

Fra det antroposentriske synspunkt har flere arter av angiospermer stor kommersiell betydning, siden de representerer de viktigste matkildene til mennesket. Mange arter av slekten Triticum er viktige for produksjon av spiselige mel rundt om i verden.

Zea mays er et godt eksempel på en annen spiselig art av stor betydning i kulturen, historien og gastronomien til en stor del av landene i Mellom- og Sør-Amerika.

Coffea arabica er en plante med stor kommersiell interesse i verden, siden dens korn brukes til produksjon av kaffe, et område med stor økonomisk og gastronomisk betydning.

På samme måte er Thebroma cacao en annen eksemplarisk art av blomstrende planter høyt verdsatt av menn og som har forskjellige bruksområder. All frukt og nøtter er produsert av trær hvis arter tilhører gruppen av blomstrende planter eller angiospermer.

Roser, tulipaner, solsikker og tusenfryd er alle gode eksempler på planter med kommersiell og kulturell interesse i mange land på de fem verdensdelene.

referanser

1. Chase, MW, Christenhusz, MJM, Fay, MF, Byng, JW, Judd, WS, Soltis, DE,… & Stevens, PF (2016). En oppdatering av Angiosperm Phylogeny Group-klassifiseringen for bestillinger og familier av blomstrende planter: APG IV. Botanical Journal of the Linnean Society, 181 (1), 1-20.
2. Lindorf, H., De Parisca, L., & Rodríguez, P. (1985). Botanikk Klassifisering, struktur og reproduksjon.
3. Luis, E., Eguiarte, LE, Castillo, A., & Souza, V. (2003). Molekylær og genomisk utvikling av angiospermer. Interciencia, 28 (3), 141–147.
4. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Biologi av planter. Macmillan. Agiosperms Pg (333-345)
5. Simpson, MG (2010). Plantsystematikk. Akademisk presse. Evolusjon av blomstrende planter. Pg (121-136).
6. Soltis, DE, Bell, CD, Kim, S., & Soltis, PS (2008). Opprinnelse og tidlig evolusjon av angiospermer. NY Acad. Sci., 1133, 3–25.