Informatie

10.10: Zaadloze vaatplanten - Biologie


De vaatplanten, of tracheofyten, zijn de dominante en meest opvallende groep landplanten. Verschillende evolutionaire innovaties verklaren hun succes en hun vermogen om zich naar alle habitats te verspreiden.

Bryophytes zijn misschien succesvol geweest bij de overgang van een waterhabitat naar land, maar ze zijn nog steeds afhankelijk van water voor reproductie en absorberen vocht en voedingsstoffen via het gametofytoppervlak. Het gebrek aan wortels voor het opnemen van water en mineralen uit de grond, evenals een gebrek aan versterkte geleidende cellen, beperkt bryophyten tot kleine afmetingen. Hoewel ze in redelijk droge omstandigheden kunnen overleven, kunnen ze zich in afwezigheid van water niet voortplanten en hun leefgebied uitbreiden. Vaatplanten daarentegen kunnen enorme hoogtes bereiken en zo met succes concurreren om licht. Fotosynthetische organen worden bladeren en pijpachtige cellen of vaatweefsel transporteren water, mineralen en vaste koolstof door het hele organisme.

In zaadloze vaatplanten is de diploïde sporofyt de dominante fase van de levenscyclus. De gametofyt is nu een onopvallend, maar nog steeds onafhankelijk organisme. Gedurende de hele plantenevolutie is er een duidelijke omkering van rollen in de dominante fase van de levenscyclus. Zaadloze vaatplanten zijn tijdens de bevruchting nog steeds afhankelijk van water, omdat het sperma op een laag vocht moet zwemmen om het ei te bereiken. Deze stap in de voortplanting verklaart waarom varens en hun verwanten meer voorkomen in vochtige omgevingen.

Vaatweefsel: xyleem en floëem

De eerste fossielen die de aanwezigheid van vaatweefsel aantonen, dateren uit de Silurische periode, ongeveer 430 miljoen jaar geleden. De eenvoudigste rangschikking van geleidende cellen vertoont een patroon van xyleem in het midden omgeven door floëem. Xylem is het weefsel dat verantwoordelijk is voor de opslag en het transport over lange afstand van water en voedingsstoffen, evenals de overdracht van in water oplosbare groeifactoren van de synthese-organen naar de doelorganen. Het weefsel bestaat uit geleidende cellen, bekend als tracheïden, en ondersteunend vulweefsel, parenchym genaamd. Xyleem geleidende cellen bevatten de verbinding lignine in hun muren, en worden dus beschreven als verhout. Lignine zelf is een complex polymeer dat ondoordringbaar is voor water en mechanische sterkte verleent aan vaatweefsel. Met hun stijve celwanden geven de xyleemcellen steun aan de plant en kunnen ze indrukwekkende hoogtes bereiken. Hoge planten hebben een selectief voordeel doordat ze in staat zijn om ongefilterd zonlicht te bereiken en hun sporen of zaden verder weg te verspreiden, waardoor hun bereik wordt vergroot. Door hoger te groeien dan andere planten, werpen hoge bomen hun schaduw op kortere planten en beperken ze de concurrentie om water en kostbare voedingsstoffen in de bodem.

floëem is het tweede type vaatweefsel; het transporteert suikers, eiwitten en andere opgeloste stoffen door de plant. Floëemcellen zijn onderverdeeld in zeefelementen (geleidende cellen) en cellen die de zeefelementen ondersteunen. Samen vormen xyleem- en floëemweefsels het vaatstelsel van planten.

Wortels: ondersteuning voor de plant

Wortels zijn niet goed bewaard gebleven in het fossielenbestand. Toch lijkt het erop dat wortels later in de evolutie verschenen dan vaatweefsel. De ontwikkeling van een uitgebreid netwerk van wortels was een belangrijk nieuw kenmerk van vaatplanten. Dunne rhizoïden hechtten bryophyten aan het substraat, maar deze nogal dunne filamenten vormden geen sterk anker voor de plant; evenmin namen ze aanzienlijke hoeveelheden water en voedingsstoffen op. Wortels daarentegen, met hun prominente vaatweefselsysteem, brengen water en mineralen van de grond naar de rest van de plant. Het uitgebreide netwerk van wortels dat diep in de grond doordringt om waterbronnen te bereiken, stabiliseert ook bomen door als ballast of anker te fungeren. De meeste wortels gaan een symbiotische relatie aan met schimmels en vormen mycorrhiza's, die de plant ten goede komen door het oppervlak voor opname van water en bodemmineralen en voedingsstoffen aanzienlijk te vergroten.

Bladeren, sporofylen en strobili

Een derde innovatie markeert de pitloze vaatplanten. Naast de prominentie van de sporofyt en de ontwikkeling van vaatweefsel, verbeterde het verschijnen van echte bladeren hun fotosynthetische efficiëntie. Bladeren vangen meer zonlicht op met hun grotere oppervlakte door meer chloroplasten te gebruiken om lichtenergie op te vangen en om te zetten in chemische energie, die vervolgens wordt gebruikt om atmosferische kooldioxide om te zetten in koolhydraten. De koolhydraten worden door de geleidende cellen van floëemweefsel naar de rest van de plant geëxporteerd.

Het bestaan ​​van twee soorten morfologie suggereert dat bladeren onafhankelijk evolueerden in verschillende groepen planten. Het eerste type blad is de microfyl, of "klein blad", dat kan worden gedateerd op 350 miljoen jaar geleden in het late Siluur. Een microphyll is klein en heeft een eenvoudig vaatstelsel. Een enkele onvertakt ader-een bundel vaatweefsel gemaakt van xyleem en floëem - loopt door het midden van het blad. Microphylls kunnen afkomstig zijn van het afvlakken van zijtakken, of van sporangia die hun voortplantingsvermogen verloren. Microphylls zijn aanwezig in de clubmossen en gingen waarschijnlijk vooraf aan de ontwikkeling van megaphyllen, of "grote bladeren", dit zijn grotere bladeren met een patroon van vertakte nerven. Megaphylls zijn hoogstwaarschijnlijk meerdere keren onafhankelijk verschenen in de loop van de evolutie. Hun complexe netwerken van aderen suggereren dat verschillende takken mogelijk zijn samengevoegd tot een afgeplat orgaan, waarbij de openingen tussen de takken zijn opgevuld met fotosynthetisch weefsel.

Naast fotosynthese spelen bladeren nog een rol in het leven van de planten. Dennenappels, volwassen varenbladeren en bloemen zijn het allemaal sporofylen-bladeren die structureel zijn aangepast om sporangia te dragen. Strobili zijn kegelachtige structuren die sporangia bevatten. Ze zijn prominent aanwezig in coniferen en zijn algemeen bekend als dennenappels.

Varens en andere zaadloze vaatplanten

Tegen de late Devoon-periode hadden planten vaatweefsel, goed gedefinieerde bladeren en wortelsystemen ontwikkeld. Met deze voordelen namen planten in hoogte en grootte toe. Tijdens de Carboonperiode bedekten moerasbossen met knotsmossen en paardenstaarten - sommige exemplaren bereikten een hoogte van meer dan 30 m - het grootste deel van het land. Deze bossen gaven aanleiding tot de uitgestrekte steenkoollagen die het Carboon zijn naam gaven. In zaadloze vaatplanten werd de sporofyt de dominante fase van de levenscyclus.

Water is nog steeds nodig voor de bemesting van zaadloze vaatplanten, en de meeste geven de voorkeur aan een vochtige omgeving. Hedendaagse pitloze tracheophyten omvatten clubmossen, paardenstaarten, varens en zwaaivarens.

Phylum Lycopodiophyta: Clubmossen

De club mossen, of phylum Lycopodiophyta, zijn de vroegste groep zaadloze vaatplanten. Ze domineerden het landschap van het Carboon, groeiden uit tot hoge bomen en vormden grote moerasbossen. De huidige clubmossen zijn kleine, groenblijvende planten die bestaan ​​uit een stengel (die vertakt kan zijn) en microphylls (Figuur 2). De phylum Lycopodiophyta bestaat uit bijna 1.200 soorten, waaronder de quillworts (Isoetales), de clubmossen (Lycopodiales), en spike mossen (Selaginellales), die geen van alle echte mossen of bryophyten zijn.

Lycofyten volgen het patroon van afwisseling van generaties dat wordt gezien in de bryophyten, behalve dat de sporofyt het belangrijkste stadium van de levenscyclus is. De gametofyten zijn niet afhankelijk van de sporofyt voor voedingsstoffen. Sommige gametofyten ontwikkelen zich ondergronds en vormen mycorrhiza-associaties met schimmels. In clubmossen geeft de sporofyt aanleiding tot sporofylen die zijn gerangschikt in strobili, kegelachtige structuren die de klasse zijn naam geven. Lycophytes kunnen homosporous of heterosporous zijn.

Phylum Monilophyta: Klasse Equisetopsida (paardestaarten)

Paardestaarten, zwaaivarens en varens behoren tot de phylum Monilophyta, met paardenstaarten geplaatst in de klasse Equisetopsida. Het enkele geslacht Equisetum is de overlevende van een grote groep planten, bekend als Arthrophyta, die grote bomen en hele moerasbossen produceerde in het Carboon. De planten zijn meestal te vinden in vochtige omgevingen en moerassen (Figuur 3).

De stam van een heermoes wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van gewrichten of knopen, vandaar de naam Arthrophyta (arthro– = “gezamenlijke”; –fyta = "plant"). Bladeren en takken komen als kransen uit de gelijkmatig verdeelde gewrichten. De naaldvormige bladeren dragen niet veel bij aan de fotosynthese, die voor het grootste deel in de groene stengel plaatsvindt (Figuur 4).

Silica verzamelt zich in de epidermale cellen en draagt ​​bij aan de stijfheid van paardenstaartplanten. Ondergrondse stengels, bekend als wortelstokken, verankeren de planten aan de grond. Hedendaagse paardestaarten zijn homosporous en produceren biseksuele gametofyten.

Phylum Monilophyta: Klasse Psilotopsida (Whisk Varens)

Terwijl de meeste varens grote bladeren en vertakte wortels vormen, klop varens, Klasse Psilotopsida, missen zowel wortels als bladeren, waarschijnlijk verloren door reductie. Fotosynthese vindt plaats in hun groene stengels en kleine gele knoppen vormen zich aan het uiteinde van de takstam en bevatten de sporangia. Klopvarens werden beschouwd als een vroege pterofyten. Recente vergelijkende DNA-analyse suggereert echter dat deze groep door evolutie mogelijk zowel vaatweefsel als wortels heeft verloren en nauwer verwant is aan varens.

Phylum Monilophyta: Klasse Polypodiopsida (True Varens)

Met hun grote bladeren, de ware varens zijn misschien wel de meest gemakkelijk herkenbare zaadloze vaatplanten. Ze worden ook beschouwd als de meest geavanceerde zaadloze vaatplanten en vertonen kenmerken die vaak worden waargenomen bij zaadplanten. Meer dan 20.000 soorten varens leven in omgevingen variërend van de tropen tot gematigde bossen. Hoewel sommige soorten in droge omgevingen overleven, zijn de meeste varens beperkt tot vochtige, schaduwrijke plaatsen. Varens verschenen in het fossielenbestand tijdens de Devoon-periode (420 MYA) en breidden zich uit tijdens het Carboon (360 tot 300 MYA).

De dominante fase van de levenscyclus van een varen is de sporofyt, die bestaat uit grote samengestelde bladeren die bladeren worden genoemd. De bladeren kunnen fijn verdeeld of breed gelobd zijn. Fronds vervullen een dubbele rol; het zijn fotosynthetische organen die ook voortplantingsorganen dragen. De stengel kan ondergronds worden begraven als een wortelstok, waaruit onvoorziene wortels groeien om water en voedingsstoffen uit de grond op te nemen; of ze kunnen bovengronds groeien als een stam in boomvarens (Figuur 25.21). adventief organen zijn organen die op ongebruikelijke plaatsen groeien, zoals wortels die aan de zijkant van een stengel groeien.

De punt van een zich ontwikkelend varenblad wordt in een crozier of fiddlehead gerold (Figuur 7a en Figuur 7b). Fiddleheads ontrollen zich naarmate het blad zich ontwikkelt.

De levenscyclus van een varen is weergegeven in figuur 8.

Oefenvraag

Welke van de volgende beweringen over de levenscyclus van varens is onjuist?

  1. Sporangia produceren haploïde sporen.
  2. De sporofyt groeit uit een gametofyt.
  3. De sporofyt is diploïde en de gametofyt is haploïde.
  4. Sporangia vormen zich aan de onderkant van de gametofyt.

[reveal-answer q=”184000″]Antwoord weergeven[/reveal-answer]
[hidden-answer a=”184000″]Statement d is onwaar.[/hidden-answer]

Voor een animatie van de levenscyclus van een varen en om je kennis te testen, ga naar de website.

De meeste varens produceren dezelfde soort sporen en zijn daarom homosporeus. De diploïde sporofyt is het meest opvallende stadium van de levenscyclus. Aan de onderkant van zijn volwassen bladeren vormen sori (enkelvoud, sorus) kleine clusters waar sporangia zich ontwikkelen (Figuur 9).

In de sori worden sporen geproduceerd door meiose en vrijgelaten in de lucht. Degenen die op een geschikt substraat landen, ontkiemen en vormen een hartvormige gametofyt, die door dunne draadvormige rhizoïden aan de grond wordt vastgemaakt (Figuur 10).

De onopvallende gametofyt herbergt gametangia van beide geslachten. Gevlagde zaadcellen die vrijkomen uit het antheridium zwemmen op een nat oppervlak naar het archegonium, waar de eicel wordt bevrucht. De nieuw gevormde zygote groeit uit tot een sporofyt die voortkomt uit de gametofyt en groeit door mitose uit tot de volgende generatie sporofyt.

Probeer het

Kijkend naar de goed aangelegde parterres van bloemen en fonteinen op het terrein van koninklijke kastelen en historische huizen van Europa, is het duidelijk dat de makers van de tuinen meer wisten dan kunst en design. Ze waren ook bekend met de biologie van de planten die ze kozen. Landschapsontwerp heeft ook sterke wortels in de traditie van de Verenigde Staten. Een goed voorbeeld van vroeg Amerikaans klassiek design is Monticello: het privélandgoed van Thomas Jefferson. Onder zijn vele interesses behield Jefferson een sterke passie voor plantkunde. De landschapsindeling kan een kleine privéruimte omvatten, zoals een achtertuin; openbare ontmoetingsplaatsen, zoals Central Park in New York City; of een heel stadsplan, zoals het ontwerp van Pierre L'Enfant voor Washington, DC.

Een landschapsontwerper plant traditionele openbare ruimtes, zoals botanische tuinen, parken, universiteitscampussen, tuinen en grotere ontwikkelingen, evenals natuurlijke gebieden en privétuinen. Het herstel van door menselijk ingrijpen aangetaste natuurlijke plekken, zoals wetlands, vereist ook de expertise van een landschapsarchitect.

Met zo'n scala aan noodzakelijke vaardigheden, omvat de opleiding van een landschapsontwerper een solide achtergrond in plantkunde, bodemkunde, plantenpathologie, entomologie en tuinbouw. Cursussen in architectuur en ontwerpsoftware zijn ook vereist voor de voltooiing van de opleiding. Het succesvol ontwerpen van een landschap berust op een uitgebreide kennis van plantengroeivereisten, zoals licht en schaduw, vochtgehalte, compatibiliteit van verschillende soorten en gevoeligheid voor ziekteverwekkers en plagen. Mossen en varens gedijen goed in een schaduwrijke plek, waar fonteinen voor vocht zorgen; cactussen daarentegen zouden het niet goed doen in die omgeving. Er moet rekening worden gehouden met de toekomstige groei van individuele planten om drukte en concurrentie om licht en voedingsstoffen te voorkomen. Het uiterlijk van de ruimte in de tijd is ook een punt van zorg. Vormen, kleuren en biologie moeten in balans zijn voor een goed onderhouden en duurzame groene ruimte. Kunst, architectuur en biologie versmelten in een prachtig ontworpen en uitgevoerd landschap.

Het belang van zaadloze vaatplanten

Mossen en levermossen zijn vaak de eerste macroscopische organismen die een gebied koloniseren, zowel in een primaire opeenvolging - waar kale grond voor de eerste keer wordt belegd door levende organismen - of in een secundaire opeenvolging, waar de grond intact blijft nadat een catastrofale gebeurtenis veel wegvaagt bestaande soorten. Hun sporen worden gedragen door de wind, vogels of insecten. Zodra mossen en levermossen zijn gevestigd, bieden ze voedsel en onderdak aan andere soorten. In een vijandige omgeving, zoals de toendra waar de grond bevroren is, groeien bryophyten goed omdat ze geen wortels hebben en snel kunnen drogen en rehydrateren zodra er weer water beschikbaar is. Mossen staan ​​aan de basis van de voedselketen in het toendra-bioom. Veel soorten - van kleine insecten tot muskusossen en rendieren - zijn voor voedsel afhankelijk van mossen. Op hun beurt voeden roofdieren zich met de herbivoren, die de primaire consumenten zijn. Sommige rapporten geven aan dat bryophyten de grond vatbaarder maken voor kolonisatie door andere planten. Omdat ze symbiotische relaties aangaan met stikstofbindende cyanobacteriën, vullen mossen de grond aan met stikstof.

Aan het einde van de negentiende eeuw merkten wetenschappers op dat korstmossen en mossen steeds zeldzamer werden in stedelijke en voorstedelijke gebieden. Omdat bryophyten geen wortelstelsel hebben voor de opname van water en voedingsstoffen, noch een cuticula-laag die hen beschermt tegen uitdroging, dringen verontreinigende stoffen in regenwater gemakkelijk hun weefsels binnen; ze absorberen vocht en voedingsstoffen via hun gehele blootgestelde oppervlak. Daarom dringen in regenwater opgeloste verontreinigende stoffen gemakkelijk door plantenweefsels en hebben ze een grotere impact op mossen dan op andere planten. Het verdwijnen van mossen kan worden beschouwd als een bio-indicator voor de mate van vervuiling in het milieu.

Varens dragen bij aan het milieu door de verwering van gesteente te bevorderen, de vorming van de bovengrond te versnellen en erosie te vertragen door wortelstokken in de grond te verspreiden. De watervarens van het geslacht Azolla stikstofbindende cyanobacteriën herbergen en deze belangrijke voedingsstof in aquatische habitats herstellen.

Zaadloze planten hebben historisch gezien een rol gespeeld in het menselijk leven door gebruik als gereedschap, brandstof en medicijn. Droog veenmos, Veenmos, wordt in sommige delen van Europa vaak als brandstof gebruikt en wordt beschouwd als een hernieuwbare hulpbron. Veenmos moerassen (Figuur 12) worden gekweekt met veenbessen en bosbessenstruiken. het vermogen van Veenmos om vocht vast te houden maakt het mos een veel voorkomende bodemverbeteraar. Bloemisten gebruiken blokken van Veenmos om vocht vast te houden voor bloemstukken.

De aantrekkelijke bladeren van varens maken ze tot een favoriete sierplant. Omdat ze gedijen bij weinig licht, zijn ze zeer geschikt als kamerplant. Wat nog belangrijker is, fiddleheads zijn een traditioneel lentevoedsel van indianen in de Pacific Northwest en zijn populair als bijgerecht in de Franse keuken. De zoethoutvaren, Polypodium glycyrrhiza, maakt deel uit van het dieet van de kuststammen van de Pacific Northwest, deels vanwege de zoetheid van de wortelstokken. Het heeft een vage dropsmaak en dient als zoetstof. De wortelstok komt ook voor in de farmacopee van indianen vanwege zijn geneeskrachtige eigenschappen en wordt gebruikt als een remedie tegen keelpijn.

Ga naar deze website om te leren hoe je varensoorten kunt identificeren op basis van hun vioolkoppen.

Verreweg de grootste impact van zaadloze vaatplanten op het menselijk leven komt echter van hun uitgestorven voorouders. De hoge knotsmossen, paardenstaarten en boomachtige varens die in de moerassige bossen van het Carboon bloeiden, zorgden voor grote steenkoolafzettingen over de hele wereld. Steenkool was een overvloedige energiebron tijdens de industriële revolutie, die enorme gevolgen had voor de menselijke samenlevingen, waaronder snelle technologische vooruitgang en groei van grote steden, evenals de aantasting van het milieu. Steenkool is nog steeds een belangrijke energiebron en levert ook een belangrijke bijdrage aan de opwarming van de aarde.

leerdoelen

Vasculaire systemen bestaan ​​uit xyleemweefsel, dat water en mineralen transporteert, en floëemweefsel, dat suikers en eiwitten transporteert. Met de ontwikkeling van het vasculaire systeem verschenen er bladeren om te fungeren als grote fotosynthetische organen en wortels om toegang te krijgen tot water uit de grond. Kleine ongecompliceerde bladeren zijn microphylls. Grote bladeren met aderpatronen zijn megaphylls. Gemodificeerde bladeren die sporangia dragen zijn sporofylen. Sommige sporofylen zijn gerangschikt in kegelstructuren die strobili worden genoemd.

De zaadloze vaatplanten omvatten clubmossen, die het meest primitief zijn; zwaaivarens, die bladeren en wortels verloren door reductieve evolutie; en paardenstaarten en varens. Varens zijn de meest geavanceerde groep van zaadloze vaatplanten. Ze onderscheiden zich door grote bladeren die bladeren worden genoemd en kleine sporangia-bevattende structuren die sori worden genoemd, die zich aan de onderkant van de bladeren bevinden.

Mossen spelen een essentiële rol in het evenwicht van de ecosystemen; het zijn baanbrekende soorten die kale of verwoeste omgevingen koloniseren en een opeenvolging mogelijk maken. Ze dragen bij aan de verrijking van de bodem en bieden onderdak en voedingsstoffen voor dieren in vijandige omgevingen. Mossen en varens kunnen worden gebruikt als brandstof en dienen voor culinaire, medische en decoratieve doeleinden.


BIOL 1010

32 Koninkrijk Plantae

-Viridiplantae = groene planten inclusief de groene algen
-Meercellig
-eukaryoot
-Celluloserijke celwanden
- Koolhydraat voedselreserve is zetmeel
-Phyla gebaseerd op levenscycli
-De meeste planten zijn terrestrisch

Evolutionaire oorsprong van landplanten

-Geëvolueerd uit zoetwater, groene algen (Streptophyta)

Kenmerken die we zien bij landplanten

-Beschermend nagelriem
-beschermt tegen waterverlies
-gevormd uit knippen
-Afwezig in veel bryophyten
-Stoma (poriën)
-gevonden in bladeren en gedeelte van stengels
-functie: om gasuitwisseling mogelijk te maken
-Mycorrhizae

Levenscycli van planten

-Afwisseling van generaties
-Alle planten vertonen afwisseling van generaties

Gegeneraliseerde levenscyclus

-Beginnen met syngamie, wat bevruchting of seksuele voortplanting is
-Zygote (2N)
-Sporangia
- Sporen Moeder cel
- Meiose waarbij tetrad van sporen de produceren gametangia die produceren gametofyt (1N) die door mitose gaat die de antheridia (1N sperma) en archegonia (1N ei)
-Terug naar syngamie

Evolutie in reproductie

- Vermindering van de gametofyt
- Verlies van meercellige gametangia (geslachtsorganen)
-Toenemende specialisatie voor het leven op het land
-Niet-vasculaire planten, tot varens - pitloos, tot naaktzadigen - naakt zaad, tot anthophyta - bloeiende planten met ingesloten zaden

Verschillen tussen vasculair en niet-vasculair

-Niet-vasculair ontbrekend vaatweefsel
-Niet-vasculair met kleinere sporofyt die afhankelijk zijn van de gametofyt voor voedsel
-Vaatplanten, wat je ziet is het sporofytstadium- bomen, bladeren van de varen, enz. Het is dominant.
-Niet-vasculaire planten, als je de plant ziet, zie je het gametofytstadium - groen deel van mos. Het is het meest voor de hand liggend of opvallend.
-Vaatplanten hebben echte wortels, stengels en bladeren

Niet-vasculaire planten

-Veelvoorkomend bij niet-vasculaire planten
-Allemaal gebeld bryophytes
-Gemeenschappelijke namen zijn mossen, levermossen en hoornmossen
- Meest primitieve van de terrestrische planten
-Gevonden op vochtige plaatsen
-Vereist water buiten de plant om zich seksueel voort te planten
-rhizoïde - slanke, meestal kleurloze uitsteeksels van één of enkele cellen
-Functie is om bryophyten aan substraat te verankeren

Niet-vasculaire Phyla

Phylum Bryophyta
-Mossen
-Grootste stam van niet-vasculaire planten
-Gametofyten zijn bijna altijd lommerrijk met kleine, eenvoudige bladeren die getuft of kruipend zijn
- Meest voorkomende planten in Arctisch en Antarctisch gebied
- Gevoelig voor luchtvervuiling (zelfde als korstmos)
-De sporofyten zijn geelachtig of bruinachtig op de vervaldag
-Een sporangium of capsule hebben die eerst bedekt is met de operculum (deksel dat de sporen bedekt), dan de hooded calyptra aan de punt wordt dit gestalkt (genaamd seta)
-protonema - Eerste draadachtige, kiemende sporen
-Voorbeelden:
- Turfmos, gebruikt voor brandstof en bodemverbeteraar
-Sphagnum - mos gebruikt in potplanten voor het vasthouden van water
-Mnium - geprepareerde objectglaasjes in het laboratorium
-Ongewone mossen
-Kopermossen - groeien alleen in de buurt van koper en dienen als indicatorplant voor koperafzettingen
-Lichtgevend mos - gloeit met een goudgroen licht - gevonden in grotten langs of onder de wortels van bomen
-Iers mos - echt een eetbare alg, groeit langs de noordelijke zeekusten
-Rendiermos - is echt een korstmos
-Clubmos - echt een vaatplant
-Spaans mos - echt een bloeiende plant uit de ananasfamilie

Phylum Hepaticophyta
-levermossen (leverkruiden)
-Het lichaam (thallus) van de plant met zijn lobben heeft de vorm van een lever
-Slechts 1/5e van dit phylum is als zodanig gevormd
-De rest lijkt op mossen
-Gametofyt van levermos is zeer divers
-Sporofyt zit meestal in de gametofyt totdat het sporen afgeeft
-Laboratoriumvoorbeeld: Marchantia - reproduceert ook ongeslachtelijk door gemmae kopjes

Phylum Anthocertophyta
-Hornworts
-Kleinste groep niet-vasculaire planten (100 soorten)
-Gametofyten lijken op Marchantia - stervormig, meestal kruipend
- Sporofyten zijn langwerpige capsules die opstaan ​​​​van het oppervlak van kruipende gametofyten
- Lijkt op een hoorn
-Hebben huidmondjes, zijn fotosynthetisch
-Dacht dat dit het verband zou kunnen zijn tussen niet-vasculaire en vasculaire planten
-Alle niet-vasculaire planten'8217 gametofyten zijn fotosynthetisch
-Hornworts zijn de enige niet-vasculaire plant waarvan de sporofyten fotosynthetisch zijn
-Ze zijn ingebed in het gametofytenweefsel
Lab voorbeeld: Anthoceros

Vasculaire Phyla

-Alle vaatplanten zijn homosporous of heterosporous.

Vroege vaatplanten

-homosporous - Produceer slechts één soort spore

Latere vaatplanten

-Heterosporous - Planten met twee morfologisch verschillende sporen

Algemene karakteristieken -

-Sporofyt is groot en dominant en qua voedingswaarde onafhankelijknt
- Heeft geleidende weefsels (vaatstelsel)
-Heeft gespecialiseerde bladeren, stengels en wortels
-nagelriem en huidmondjes altijd aanwezig

Soorten groei in vaatplanten

-Primaire groei - resultaten van celdeling aan de uiteinden van de stengels en wortels nemen in lengte toe
-Secundaire groei - resultaten van celdeling die plaatsvindt in regio's rond de periferie van de plant - toename in diameter

Twee soorten geleidende elementen-

-Zeefbuis elementen - zachtwandige cellen
-Geleid koolhydraten uit gebieden waar ze in de plant worden geproduceerd
-Deze vormen de floëem
-Scheepsleden en Tracheïden - Hardwandige cellen
-Transport water en mineralen vanaf de wortel
-Deze vormen de Xylem

Vaatplanten zijn verdeeld in gezaaid en pitloos.

Zaadloze vaatplanten-
-Al deze planten zijn van oude vormen

Phylum Pterophyta
-Varens, gardevarens, paardenstaarten
- Varens:
- Meest voorkomende van de zaadloze planten - meer dan 12.000 soorten
-Maat varieert van ¼” tot meer dan 78’ lang
-De meeste zijn homosporous
-Sommige watervarens zijn heterosporous
-Beweeglijk sperma
-Root: is een wortelstok - een wortelachtige ondergrondse stengel, gewoonlijk horizontaal in positie, die wortels (rhizoïde) eronder produceert en scheuten naar het bovenoppervlak stuurt
-Bladeren: Bladeren
-Sori - Sporangia op de achterkant van de bladeren
-Gestalkt
-Zien eruit als kleine stippen
-Sommige hebben een beschermende bekleding - indusium (schildvormig)
-Laboratoriumvoorbeelden: Een gewone varen met Sori
-Salvina (watervaren)
-Waarde van varens -
-Gebruikt als sierplanten
-Gebruikt in bloemistenboeketten
-Bouwmateriaal - tropische varens - hout is bestand tegen verval en termieten
-Medicinale waarde - gebruikt als samentrekkend middel tijdens de bevalling om het bloeden te stoppen
- Haarmosvaren is een bron van een slijmoplossend middel
-Garde Varens:
-Gevonden in tropen en subtropen
-VS: Arizona, Texas, Louisiana, Florida
-Homosporous
-Beweeglijk sperma hebben
-Geen bladeren
-Geen onderscheid tussen wortel en stengel
-Vertakte wortelstok heeft rhizoïden en een mycorrhiza-schimmel om voedingsstoffen te helpen verzamelen
- Sporangia lokaliseren aan de uiteinden van korte takken
-Laboratoriumvoorbeeld: Psilotum
Paardestaarten -
-Gemeenschappelijke naam: schurende rush
-Geribbelde epidermale cellen hebben silica-afzettingen
-Homosporous en kruidachtig (geen houtachtig materiaal)
-Stengels zijn geribbeld, verbonden en fotosynthetisch
-Heeft ondergrondse wortelstokken met wortels en knopen
- Sporofyten worden genoemd strobili - kegelvormig
-Gevonden op strand of rand van moeras
-Lab voorbeeld: Equisetum

Phylum Lycophyta
-Club mossen of quillworts
-Vroeger de “tree” planten tijdens het Carboon tijdperk
-Nu tot 1 voet hoog
-Veelvoorkomend in vochtige bossen van gematigde zones - bekend als gemalen dennen
- Strak opeengepakte, schubbenachtige bladeren bedekken stengel en takken
-Bladeren zijn microphyllen slechts één streng vaatweefsel hebben
-Homosporous of heterosporous
-Voorbeelden in Lab: Lycopodium(homosporous)--sommige soorten op bedreigde lijst Selaginella(heterosporous)--opstandingsplant
Andere vertegenwoordigers van selaginella zijn kleinbladige bodembedekkers.

Gezaaide vaatplanten

Functies van het zaad

-Voor verspreiding
-Beschermt ontwikkelende sporofyten (embryo)
-Biedt voedselopslag

Gymnospermen en angiospermen -

-De meeste latere vaatplanten zijn heterosporous

Gymnospermen-naakte zaden
-Hebben eitjes (fruit) die niet volledig omsloten zijn
-Het zaad bevat het embryo, opgeslagen voedsel en een gedeeltelijke zaadvacht
-Vier Phyla

Phylum Cycadophyta
- Cycaden (Sagopalm)
-Heterosporous
-Sperma is gevlagd en beweeglijk
-Palmachtige broek
-Tropische en subtropische evergreens
- Verscheen voor het eerst in de Perm-periode 270-280 miljoen jaar geleden
-De meest primitieve van de levende zaaddragende planten
-Lijk in veel opzichten op de varens
-Aangezien voor handpalmen
-Slechts 10 geslachten, 100 soorten
-Sommige zijn te vinden in zeer beperkte gebieden
-Veel Cycads dragen giftige nootachtige zaden
-Lab voorbeeld: De Sago Palm van de bloemist, geen echte Zamia palm
- Geteeld als sierplant in warme streken en in kassen


Phylum Lycopodiophyta: Clubmossen

Lycofyten volgen het patroon van afwisseling van generaties dat wordt gezien in de bryophyten, behalve dat de sporofyt het belangrijkste stadium van de levenscyclus is. De gametofyten zijn niet afhankelijk van de sporofyt voor voedingsstoffen. Sommige gametofyten ontwikkelen zich ondergronds en vormen mycorrhiza-associaties met schimmels. In clubmossen geeft de sporofyt aanleiding tot sporofylen die zijn gerangschikt in strobili, kegelachtige structuren die de klasse zijn naam geven. Lycophytes kunnen homosporous of heterosporous zijn.

In de clubmossen zoals Lycopodium clavatumsporangia zijn gerangschikt in clusters die strobili worden genoemd. (credit: Cory Zanker)


14.2 Zaadloze planten

Een ongelooflijke verscheidenheid aan zaadloze planten bevolkt het aardse landschap. Mossen groeien op boomstammen en paardenstaarten (Figuur 14.9) vertonen hun gelede stengels en spichtige bladeren op de bosbodem. Toch vertegenwoordigen pitloze planten slechts een klein deel van de planten in onze omgeving. Driehonderd miljoen jaar geleden domineerden zaadloze planten het landschap en groeiden in de enorme moerassige bossen van het Carboon. Hun ontbindende lichamen creëerden grote steenkoolafzettingen die we tegenwoordig ontginnen.

Bryophyten

Bryophytes, een informele groepering van de niet-vasculaire planten, zijn de naaste bestaande verwant van vroege terrestrische planten. De eerste bryophyten verschenen hoogstwaarschijnlijk in de Ordovicium-periode, ongeveer 490 miljoen jaar geleden. Vanwege het gebrek aan lignine - het taaie polymeer in celwanden in de stengels van vaatplanten - en andere resistente structuren, is de kans dat bryophyten fossielen vormen vrij klein, hoewel er enkele sporen van sporopollenine zijn ontdekt die zijn toegeschreven aan vroege bryophyten. In de Silurische periode (440 miljoen jaar geleden) hadden vaatplanten zich echter over de continenten verspreid. Dit feit wordt gebruikt als bewijs dat niet-vasculaire planten de Silurische periode moeten zijn voorafgegaan.

Er zijn ongeveer 18.000 soorten bryophyten, die vooral gedijen in vochtige habitats, hoewel sommige in woestijnen groeien. Ze vormen de belangrijkste flora van onherbergzame omgevingen zoals de toendra, waar hun kleine formaat en tolerantie voor uitdroging duidelijke voordelen bieden. Ze hebben niet de gespecialiseerde cellen die vloeistoffen geleiden die in de vaatplanten worden aangetroffen, en hebben over het algemeen geen lignine. In bryophyten circuleren water en voedingsstoffen in gespecialiseerde geleidende cellen. Hoewel de naam nontracheophyte nauwkeuriger is, worden bryophytes gewoonlijk niet-vasculaire planten genoemd.

In een bryophyte behoren alle opvallende vegetatieve organen tot het haploïde organisme of gametofyt. De diploïde sporofyt is nauwelijks waarneembaar. De gameten gevormd door bryophyten zwemmen met behulp van flagella. Het sporangium, de meercellige seksuele voortplantingsstructuur, is aanwezig in bryophyten. Het embryo blijft ook gehecht aan de ouderplant, die het voedt. Dit is een kenmerk van landplanten.

De bryophyten zijn verdeeld in drie afdelingen (in planten wordt de taxonomische "afdeling" gebruikt in plaats van phylum): de levermossen, of Marchantiophyta de hoornmossen, of Anthocerotophyta en de mossen, of echte Bryophyta.

Levermossen

Levermossen (Marchantiophyta) kunnen worden gezien als de planten die het nauwst verwant zijn aan de voorouder die naar het land verhuisde. Levermossen hebben veel habitats op aarde gekoloniseerd en gediversifieerd tot meer dan 6.000 bestaande soorten (Figuur 14.10een). Sommige gametofyten vormen gelobde groene structuren, zoals te zien is in figuur 14.10B. De vorm is vergelijkbaar met de lobben van de lever en vormt daarom de oorsprong van de algemene naam die aan de divisie wordt gegeven.

Hoornmossen

Het hoornblad (Anthhocerotophyta) heeft een verscheidenheid aan habitats op het land gekoloniseerd, hoewel ze nooit ver verwijderd zijn van een bron van vocht. Er zijn ongeveer 100 beschreven soorten hoornblad. De dominante fase van de levenscyclus van hornworts is de korte, blauwgroene gametofyt. De sporofyt is het bepalende kenmerk van de groep. Het is een lange en smalle pijpachtige structuur die voortkomt uit de ouder-gametofyt en de groei in stand houdt gedurende het hele leven van de plant (Figuur 14.11).

Mossen

Meer dan 12.000 soorten mossen zijn gecatalogiseerd. Hun leefgebieden variëren van de toendra, waar ze de belangrijkste vegetatie vormen, tot het understory van tropische bossen. In de toendra zorgen hun ondiepe rhizoïden ervoor dat ze zich aan een substraat kunnen hechten zonder in de bevroren grond te graven. Ze vertragen erosie, slaan vocht en bodemvoedingsstoffen op en bieden onderdak aan kleine dieren en voedsel aan grotere herbivoren, zoals de muskusos. Mossen zijn erg gevoelig voor luchtvervuiling en worden gebruikt om de luchtkwaliteit te bewaken. De gevoeligheid van mossen voor koperzouten maakt deze zouten een veelgebruikt ingrediënt van verbindingen die op de markt worden gebracht om mossen in gazons te elimineren (Figuur 14.12).

Vaatplanten

De vaatplanten zijn de dominante en meest opvallende groep landplanten. Er zijn ongeveer 275.000 soorten vaatplanten, die meer dan 90 procent van de vegetatie op aarde vertegenwoordigen. Verschillende evolutionaire innovaties verklaren hun succes en hun verspreiding naar zoveel leefgebieden.

Vaatweefsel: xyleem en floëem

De eerste fossielen die de aanwezigheid van vaatweefsel aantonen, dateren uit het Siluur, ongeveer 430 miljoen jaar geleden. De eenvoudigste rangschikking van geleidende cellen toont een patroon van xyleem in het midden omgeven door floëem. Xyleem is het weefsel dat verantwoordelijk is voor het transport over lange afstand van water en mineralen, de overdracht van in water oplosbare groeifactoren van de syntheseorganen naar de doelorganen en de opslag van water en voedingsstoffen.

Een tweede type vaatweefsel is floëem, dat suikers, eiwitten en andere opgeloste stoffen door de plant transporteert. Floëemcellen zijn onderverdeeld in zeefelementen, of geleidende cellen, en ondersteunend weefsel. Samen vormen xyleem- en floëemweefsels het vaatstelsel van planten.

Wortels: ondersteuning voor de plant

Wortels zijn echter niet goed bewaard gebleven in het fossielenarchief, het lijkt erop dat ze later in de evolutie zijn verschenen dan vaatweefsel. De ontwikkeling van een uitgebreid netwerk van wortels was een belangrijk nieuw kenmerk van vaatplanten. Dunne rhizoïden bevestigden de bryophyten aan het substraat. Hun nogal dunne filamenten vormden geen sterk anker voor de plant en namen ook geen water en voedingsstoffen op. Wortels daarentegen, met hun prominente vaatweefselsysteem, brengen water en mineralen van de grond naar de rest van de plant. Het uitgebreide netwerk van wortels dat diep in de grond doordringt om waterbronnen te bereiken, stabiliseert ook bomen door als ballast en anker te fungeren. De meeste wortels gaan een symbiotische relatie aan met schimmels en vormen zo mycorrhizae. In de mycorrhiza groeien schimmelhyfen rond de wortel en binnen de wortel rond de cellen, en in sommige gevallen binnen de cellen. Dit komt de plant ten goede door het oppervlak voor opname sterk te vergroten.

Bladeren, sporofylen en strobili

Een derde aanpassing markeert zaadloze vaatplanten. Naast de prominentie van de sporofyt en de ontwikkeling van vaatweefsel, verbeterde het verschijnen van echte bladeren de fotosynthese-efficiëntie. Bladeren vangen meer zonlicht op met hun grotere oppervlakte.

Naast fotosynthese spelen bladeren nog een rol in het leven van de planten. Dennenappels, volwassen varenbladeren en bloemen zijn allemaal sporofyllen — bladeren die structureel zijn aangepast om sporangia te dragen. Strobili zijn structuren die de sporangia bevatten. Ze zijn prominent aanwezig in coniferen en zijn algemeen bekend als kegels: bijvoorbeeld de dennenappels van pijnbomen.

Zaadloze vaatplanten

In het Laat-Devoon (385 miljoen jaar geleden) hadden planten vaatweefsel, goed gedefinieerde bladeren en wortelstelsels ontwikkeld. Met deze voordelen namen planten in hoogte en grootte toe. Tijdens de Carboonperiode (359-299 miljoen jaar geleden), bedekten moerasbossen met knotsmossen en paardenstaarten, waarvan sommige exemplaren meer dan 30 meter hoog werden, het grootste deel van het land. Deze bossen gaven aanleiding tot de uitgestrekte steenkoollagen die het Carboon zijn naam gaven. In zaadloze vaatplanten werd de sporofyt de dominante fase van de levenscyclus.

Water is nog steeds nodig voor de bemesting van zaadloze vaatplanten, en de meeste geven de voorkeur aan een vochtige omgeving. Hedendaagse pitloze vaatplanten omvatten clubmossen, paardenstaarten, varens en zwaaivarens.

Club Mosses

De clubmossen, of Lycophyta, zijn de vroegste groep zaadloze vaatplanten. Ze domineerden het landschap van het Carboon, groeiden uit tot hoge bomen en vormden grote moerasbossen. De huidige clubmossen zijn kleine, groenblijvende planten die bestaan ​​uit een stengel (die vertakt kan zijn) en kleine bladeren die microphylls worden genoemd (Figuur 14.13). De divisie Lycophyta bestaat uit bijna 1.000 soorten, waaronder quillworts (Isoetales), knotsmossen (Lycopodiales) en puntmossen (Selaginellales): geen van alle is een echt mos.

Paardestaarten

Varens en zwaaivarens behoren tot de afdeling Pterophyta. Een derde groep planten in de Pterophyta, de paardenstaarten, wordt soms apart van varens geclassificeerd. Paardestaarten hebben een enkel geslacht, Equisetum. Ze zijn de overlevenden van een grote groep planten, bekend als Arthrophyta, die grote bomen en hele moerasbossen produceerde in het Carboon. De planten staan ​​meestal in vochtige omgevingen en moerassen (Figuur 14.14).

De stam van een heermoes wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van gewrichten, of knopen: vandaar de naam Arthrophyta, wat "gezamenlijke plant" betekent. Bladeren en takken komen als kransen uit de gelijkmatig verdeelde ringen. De naaldvormige bladeren dragen niet veel bij aan de fotosynthese, die voor het grootste deel in de groene stengel plaatsvindt (Figuur 14.15).

Varens en klopvarens

Varens worden beschouwd als de meest geavanceerde zaadloze vaatplanten en vertonen kenmerken die vaak worden waargenomen bij zaadplanten. Varens vormen grote bladeren en vertakte wortels. Daarentegen missen zwaaivarens, de psilofyten, zowel wortels als bladeren, die waarschijnlijk verloren zijn gegaan door evolutionaire reductie. Evolutionaire reductie is een proces waarbij natuurlijke selectie de grootte verkleint van een structuur die niet langer gunstig is in een bepaalde omgeving. Fotosynthese vindt plaats in de groene stengel van een gardevaren. Kleine gele knoppen vormen zich aan het uiteinde van de takstam en bevatten de sporangia. Klopvarens zijn geclassificeerd buiten de echte varens, maar recente vergelijkende analyse van DNA suggereert dat deze groep zowel vaatweefsel als wortels door evolutie kan hebben verloren, en eigenlijk nauw verwant is aan varens.

With their large fronds, ferns are the most readily recognizable seedless vascular plants (Figure 14.16). About 12,000 species of ferns live in environments ranging from tropics to temperate forests. Although some species survive in dry environments, most ferns are restricted to moist and shaded places. They made their appearance in the fossil record during the Devonian period (416–359 million years ago) and expanded during the Carboniferous period, 359–299 million years ago (Figure 14.17).

Concepts in Action

Watch this video illustrating the life cycle of a fern and assess your knowledge.

Carrièreverbinding

Landschapsontwerper

Looking at the well-laid gardens of flowers and fountains seen in royal castles and historic houses of Europe, it is clear that the creators of those gardens knew more than art and design. Ze waren ook bekend met de biologie van de planten die ze kozen. Landschapsontwerp heeft ook sterke wortels in de traditie van de Verenigde Staten. A prime example of early American classical design is Monticello, Thomas Jefferson’s private estate among his many other interests, Jefferson maintained a passion for botany. De landschapsindeling kan een kleine privéruimte omvatten, zoals openbare ontmoetingsplaatsen in de achtertuin, zoals Central Park in New York City of een volledig stadsplan, zoals het ontwerp van Pierre L'Enfant voor Washington, DC.

A landscape designer will plan traditional public spaces—such as botanical gardens, parks, college campuses, gardens, and larger developments—as well as natural areas and private gardens (Figure 14.18). The restoration of natural places encroached upon by human intervention, such as wetlands, also requires the expertise of a landscape designer.

With such an array of required skills, a landscape designer’s education includes a solid background in botany, soil science, plant pathology, entomology, and horticulture. Cursussen in architectuur en ontwerpsoftware zijn ook vereist voor de voltooiing van de opleiding. Het succesvol ontwerpen van een landschap berust op een uitgebreide kennis van plantengroeivereisten, zoals licht en schaduw, vochtgehalte, compatibiliteit van verschillende soorten en gevoeligheid voor ziekteverwekkers en plagen. For example, mosses and ferns will thrive in a shaded area where fountains provide moisture cacti, on the other hand, would not fare well in that environment. The future growth of the individual plants must be taken into account to avoid crowding and competition for light and nutrients. Het uiterlijk van de ruimte in de tijd is ook een punt van zorg. Vormen, kleuren en biologie moeten in balans zijn voor een goed onderhouden en duurzame groene ruimte. Kunst, architectuur en biologie versmelten in een prachtig ontworpen en uitgevoerd landschap.

Als Amazon Associate verdienen we aan in aanmerking komende aankopen.

Wilt u dit boek citeren, delen of wijzigen? Dit boek is Creative Commons Attribution License 4.0 en je moet OpenStax toeschrijven.

    Als u dit boek geheel of gedeeltelijk in gedrukte vorm opnieuw distribueert, moet u op elke fysieke pagina de volgende bronvermelding opnemen:

  • Gebruik de onderstaande informatie om een ​​citaat te genereren. We raden aan om een ​​citatietool zoals deze te gebruiken.
    • Authors: Samantha Fowler, Rebecca Roush, James Wise
    • Uitgever/website: OpenStax
    • Book title: Concepts of Biology
    • Publicatiedatum: 25 april 2013
    • Locatie: Houston, Texas
    • Book URL: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/1-introduction
    • Section URL: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/14-2-seedless-plants

    © Jan 12, 2021 OpenStax. Tekstboekinhoud geproduceerd door OpenStax is gelicentieerd onder een Creative Commons Attribution License 4.0-licentie. De OpenStax-naam, het OpenStax-logo, de OpenStax-boekomslagen, de OpenStax CNX-naam en het OpenStax CNX-logo zijn niet onderworpen aan de Creative Commons-licentie en mogen niet worden gereproduceerd zonder de voorafgaande en uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van Rice University.


    Leaves, Sporophylls, and Strobili

    A third innovation marks the seedless vascular plants. Accompanying the prominence of the sporophyte and the development of vascular tissue, the appearance of true leaves improved their photosynthetic efficiency. Leaves capture more sunlight with their increased surface area by employing more chloroplasts to trap light energy and convert it to chemical energy, which is then used to fix atmospheric carbon dioxide into carbohydrates. The carbohydrates are exported to the rest of the plant by the conductive cells of phloem tissue.

    In addition to photosynthesis, leaves play another role in the life of the plants. Pine cones, mature fronds of ferns, and flowers are all sporophylls—leaves that were modified structurally to bear sporangia. Strobili are cone-like structures that contain sporangia. They are prominent in conifers, where they are commonly known as pine cones.


    Mosses

    More than 12,000 species of mosses have been catalogued. Their habitats vary from the tundra, where they are the main vegetation, to the understory of tropical forests. In the tundra, their shallow rhizoids allow them to fasten to a substrate without digging into the frozen soil. They slow down erosion, store moisture and soil nutrients, and provide shelter for small animals and food for larger herbivores, such as the musk ox. Mosses are very sensitive to air pollution and are used to monitor the quality of air. The sensitivity of mosses to copper salts makes these salts a common ingredient of compounds marketed to eliminate mosses in lawns ([Figure 4]).

    Figure 4: This green feathery moss has reddish-brown sporophytes growing upward. (credit: “Lordgrunt”/Wikimedia Commons)


    Kenmerken

    These plants are some of the oldest land plants on Earth, first originating in the Silurian Period around 40 million years ago. During the Carboniferous Era, they were so abundant that their remains accumulated faster than they could decompose, resulting in the massive reserves of coal that we use today. At that time, they grew as large as 98 feet tall, though such large species became extinct later.

    Seedless vascular plants are characterized by the presence of true roots, stems, and leaves, though sometimes these parts cannot be clearly distinguished from each other. In a few cases, the leaves and roots arise from underground stems, called rhizomes, which also store food. The plants show prominent stomata which can’t close, and a vascular cuticle which covers the whole body, thus preventing water loss.

    They contain vascular tissues which transport substances from one part of the plant to the other. Zij zijn:

    Xylem: They transport water and minerals from the soil to the other parts of the plant. They consist of a network of lignified, tube-like, dead cells, that along with transport, provide structural support to the plant.

    Phloem: Phloem consists of a tubular chain of living cells that transports sugar, amino acids, and other food materials prepared in the leaves during photosynthesis to other plant parts.

    Wil je voor ons schrijven? Nou, we zijn op zoek naar goede schrijvers die het woord willen verspreiden. Neem contact met ons op, dan praten we verder.

    These vascular tissues helped the plants grow much taller and wider, as compared to non-vascular plants, as they transport nutrients and food all through the plant’s body. Growing taller is an evolutionary advantage, as the plant could reach the canopy height to obtain sunlight, while blocking out the light from reaching its competitors. This larger size also triggered evolutionary changes in other organisms, like arthropods and vertebrates, by providing them with more diverse food sources.

    These plants propagate by releasing spores, which differ from seeds in several aspects. The multicellular seeds are a result of sexual reproduction, while spores are unicellular and a method of asexual reproduction. Seeds are hardier and carry more nutrients for the developing embryo, while spores, being smaller, carry less food. Seeds can be dispersed in various ways, like by animals, water, and wind, and germinate wherever they contact soil. Spores can only be dispersed by the wind, and require moist soils to germinate.

    The life cycle of seedless vascular plants shows an ‘Alternation of Generations’. First, the sporangium releases many spores, formed by meiosis, which germinate in moist soil to form a haploid gametophyte. This gametophyte contains the antheridia (male sex organ) and the archegonia (female sex organ) together on one plant. The antheridia releases sperms which travel to the archegonia to fertilize the egg. The sperm and egg unite during fertilization to form a diploid zygote. This zygote develops into an embryo, that finally grows into a mature diploid sporophyte which can again release spores. So, the life cycle of each plant alternates between the diploid sporophyte and the haploid gametophyte, which is called alternation of generations.

    The sporophyte is the dominant stage of the plant, which may be between a few millimeters to several meters in height. The mature sporophyte and the gametophyte are independent of each other, because they photosynthesize to survive. However, during the initial stage of development, the sporophyte absorbs nutrition from the gametophyte. Moreover, during the initial stage of development of the gametophyte, it forms associations with fungi for partial absorption of nutrients.

    Another major difference between seed-bearing and seedless vascular plants is, in the former, reproductive tissues like flowers are aerial in nature and grow high above the ground. On the other hand, in the latter, the gametophyte, which contains the sexual organs (antheridia and archegonia), grows close to the ground. The long-lived sporophyte grows on the gametophyte, which is between a few millimeters to a meter in size.

    Seedless vascular plants occur most commonly in the tropical rain forests and moist temperate forests, since the sperm produced in the gametophyte is flagellated and requires moisture to swim towards the egg. They are found along the banks of rivers, lakes, streams, and ponds.


    Phylum Monilophyta: Klasse Equisetopsida (paardestaarten)

    Horsetails, whisk ferns and ferns belong to the phylum Monilophyta, with horsetails placed in the Class Equisetopsida. Het enkele geslacht Equisetum is de overlevende van een grote groep planten, bekend als Arthrophyta, die grote bomen en hele moerasbossen produceerde in het Carboon. The plants are usually found in damp environments and marshes ([link]).


    De stam van een heermoes wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van gewrichten of knopen, vandaar de naam Arthrophyta (arthro- = “joint'8221 -phyta = “plant'8221). Bladeren en takken komen als kransen uit de gelijkmatig verdeelde gewrichten. The needle-shaped leaves do not contribute greatly to photosynthesis, the majority of which takes place in the green stem ([link]).


    Silica verzamelt zich in de epidermale cellen en draagt ​​bij aan de stijfheid van paardenstaartplanten. Ondergrondse stengels, bekend als wortelstokken, verankeren de planten aan de grond. Hedendaagse paardestaarten zijn homosporous en produceren biseksuele gametofyten.


    Seedless Plants

    Een ongelooflijke verscheidenheid aan zaadloze planten bevolkt het aardse landschap. Mosses grow on tree trunks, and horsetails ([link]) display their jointed stems and spindly leaves on the forest floor. Yet, seedless plants represent only a small fraction of the plants in our environment. Three hundred million years ago, seedless plants dominated the landscape and grew in the enormous swampy forests of the Carboniferous period. Their decomposing bodies created large deposits of coal that we mine today.

    Bryophytes

    Bryophytes, an informal grouping of the nonvascular plants, are the closest extant relative of early terrestrial plants. The first bryophytes most probably appeared in the Ordovician period, about 490 million years ago. Because of the lack of lignin—the tough polymer in cell walls in the stems of vascular plants—and other resistant structures, the likelihood of bryophytes forming fossils is rather small, though some spores made up of sporopollenin have been discovered that have been attributed to early bryophytes. By the Silurian period (440 million years ago), however, vascular plants had spread throughout the continents. This fact is used as evidence that nonvascular plants must have preceded the Silurian period.

    There are about 18,000 species of bryophytes, which thrive mostly in damp habitats, although some grow in deserts. They constitute the major flora of inhospitable environments like the tundra, where their small size and tolerance to desiccation offer distinct advantages. They do not have the specialized cells that conduct fluids found in the vascular plants, and generally lack lignin. In bryophytes, water and nutrients circulate inside specialized conducting cells. Although the name nontracheophyte is more accurate, bryophytes are commonly referred to as nonvascular plants.

    In a bryophyte, all the conspicuous vegetative organs belong to the haploid organism, or gametophyte. The diploid sporophyte is barely noticeable. The gametes formed by bryophytes swim using flagella. The sporangium, the multicellular sexual reproductive structure, is present in bryophytes. The embryo also remains attached to the parent plant, which nourishes it. This is a characteristic of land plants.

    The bryophytes are divided into three divisions (in plants, the taxonomic level “division” is used instead of phylum): the liverworts, or Marchantiophyta the hornworts, or Anthocerotophyta and the mosses, or true Bryophyta.

    Liverworts

    Liverworts (Marchantiophyta) may be viewed as the plants most closely related to the ancestor that moved to land. Liverworts have colonized many habitats on Earth and diversified to more than 6,000 existing species ([link]een). Some gametophytes form lobate green structures, as seen in [link]B. The shape is similar to the lobes of the liver and, hence, provides the origin of the common name given to the division.

    Hornworts

    De hornworts (Anthocerotophyta) have colonized a variety of habitats on land, although they are never far from a source of moisture. There are about 100 described species of hornworts. The dominant phase of the life cycle of hornworts is the short, blue-green gametophyte. The sporophyte is the defining characteristic of the group. It is a long and narrow pipe-like structure that emerges from the parent gametophyte and maintains growth throughout the life of the plant ([link]).

    Mosses

    More than 12,000 species of mosses have been catalogued. Their habitats vary from the tundra, where they are the main vegetation, to the understory of tropical forests. In the tundra, their shallow rhizoids allow them to fasten to a substrate without digging into the frozen soil. They slow down erosion, store moisture and soil nutrients, and provide shelter for small animals and food for larger herbivores, such as the musk ox. Mosses are very sensitive to air pollution and are used to monitor the quality of air. The sensitivity of mosses to copper salts makes these salts a common ingredient of compounds marketed to eliminate mosses in lawns ([link]).

    Vascular Plants

    The vascular plants are the dominant and most conspicuous group of land plants. There are about 275,000 species of vascular plants, which represent more than 90 percent of Earth’s vegetation. Several evolutionary innovations explain their success and their spread to so many habitats.

    Vascular Tissue: Xylem and Phloem

    The first fossils that show the presence of vascular tissue are dated to the Silurian period, about 430 million years ago. The simplest arrangement of conductive cells shows a pattern of xylem at the center surrounded by phloem. Xylem is the tissue responsible for long-distance transport of water and minerals, the transfer of water-soluble growth factors from the organs of synthesis to the target organs, and storage of water and nutrients.

    A second type of vascular tissue is floëem, which transports sugars, proteins, and other solutes through the plant. Phloem cells are divided into sieve elements, or conducting cells, and supportive tissue. Together, xylem and phloem tissues form the vascular system of plants.

    Roots: Support for the Plant

    Roots are not well preserved in the fossil record nevertheless, it seems that they did appear later in evolution than vascular tissue. The development of an extensive network of roots represented a significant new feature of vascular plants. Thin rhizoids attached the bryophytes to the substrate. Their rather flimsy filaments did not provide a strong anchor for the plant neither did they absorb water and nutrients. In contrast, roots, with their prominent vascular tissue system, transfer water and minerals from the soil to the rest of the plant. The extensive network of roots that penetrates deep in the ground to reach sources of water also stabilizes trees by acting as ballast and an anchor. The majority of roots establish a symbiotic relationship with fungi, forming mycorrhizae. In the mycorrhizae, fungal hyphae grow around the root and within the root around the cells, and in some instances within the cells. This benefits the plant by greatly increasing the surface area for absorption.

    Leaves, Sporophylls, and Strobili

    A third adaptation marks seedless vascular plants. Accompanying the prominence of the sporophyte and the development of vascular tissue, the appearance of true leaves improved photosynthetic efficiency. Leaves capture more sunlight with their increased surface area.

    In addition to photosynthesis, leaves play another role in the life of the plants. Pinecones, mature fronds of ferns, and flowers are all sporophylls—leaves that were modified structurally to bear sporangia. Strobili are structures that contain the sporangia. They are prominent in conifers and are known commonly as cones: for example, the pine cones of pine trees.

    Seedless Vascular Plants

    By the Late Devonian period (385 million years ago), plants had evolved vascular tissue, well-defined leaves, and root systems. Met deze voordelen namen planten in hoogte en grootte toe. During the Carboniferous period (359–299 million years ago), swamp forests of club mosses and horsetails, with some specimens reaching more than 30 meters tall, covered most of the land. Deze bossen gaven aanleiding tot de uitgestrekte steenkoollagen die het Carboon zijn naam gaven. In zaadloze vaatplanten werd de sporofyt de dominante fase van de levenscyclus.

    Water is nog steeds nodig voor de bemesting van zaadloze vaatplanten, en de meeste geven de voorkeur aan een vochtige omgeving. Modern-day seedless vascular plants include club mosses, horsetails, ferns, and whisk ferns.

    Club Mosses

    De club mossen, or Lycophyta, are the earliest group of seedless vascular plants. They dominated the landscape of the Carboniferous period, growing into tall trees and forming large swamp forests. Today’s club mosses are diminutive, evergreen plants consisting of a stem (which may be branched) and small leaves called microphylls ([link]). The division Lycophyta consists of close to 1,000 species, including quillworts (Isoetales), club mosses (Lycopodiales), and spike mosses (Selaginellales): none of which is a true moss.

    Horsetails

    Ferns and whisk ferns belong to the division Pterophyta. A third group of plants in the Pterophyta, the horsetails, is sometimes classified separately from ferns. Horsetails have a single genus, Equisetum. They are the survivors of a large group of plants, known as Arthrophyta, which produced large trees and entire swamp forests in the Carboniferous. The plants are usually found in damp environments and marshes ([link]).

    The stem of a horsetail is characterized by the presence of joints, or nodes: hence the name Arthrophyta, which means “jointed plant”. Leaves and branches come out as whorls from the evenly spaced rings. The needle-shaped leaves do not contribute greatly to photosynthesis, the majority of which takes place in the green stem ([link]).

    Ferns and Whisk Ferns

    Ferns are considered the most advanced seedless vascular plants and display characteristics commonly observed in seed plants. Ferns form large leaves and branching roots. In tegenstelling tot, klop varens, the psilophytes, lack both roots and leaves, which were probably lost by evolutionary reduction. Evolutionary reduction is a process by which natural selection reduces the size of a structure that is no longer favorable in a particular environment. Photosynthesis takes place in the green stem of a whisk fern. Small yellow knobs form at the tip of the branch stem and contain the sporangia. Whisk ferns have been classified outside the true ferns however, recent comparative analysis of DNA suggests that this group may have lost both vascular tissue and roots through evolution, and is actually closely related to ferns.

    Met hun grote bladeren, varens are the most readily recognizable seedless vascular plants ([link]). About 12,000 species of ferns live in environments ranging from tropics to temperate forests. Although some species survive in dry environments, most ferns are restricted to moist and shaded places. They made their appearance in the fossil record during the Devonian period (416–359 million years ago) and expanded during the Carboniferous period, 359–299 million years ago ([link]).

    Watch this video illustrating the life cycle of a fern and assess your knowledge.

    Landscape Designer Looking at the well-laid gardens of flowers and fountains seen in royal castles and historic houses of Europe, it is clear that the creators of those gardens knew more than art and design. Ze waren ook bekend met de biologie van de planten die ze kozen. Landschapsontwerp heeft ook sterke wortels in de traditie van de Verenigde Staten. A prime example of early American classical design is Monticello, Thomas Jefferson’s private estate among his many other interests, Jefferson maintained a passion for botany. De landschapsindeling kan een kleine privéruimte omvatten, zoals openbare ontmoetingsplaatsen in de achtertuin, zoals Central Park in New York City of een volledig stadsplan, zoals het ontwerp van Pierre L'Enfant voor Washington, DC.

    A landscape designer will plan traditional public spaces—such as botanical gardens, parks, college campuses, gardens, and larger developments—as well as natural areas and private gardens ([link]). The restoration of natural places encroached upon by human intervention, such as wetlands, also requires the expertise of a landscape designer.

    With such an array of required skills, a landscape designer’s education includes a solid background in botany, soil science, plant pathology, entomology, and horticulture. Cursussen in architectuur en ontwerpsoftware zijn ook vereist voor de voltooiing van de opleiding. Het succesvol ontwerpen van een landschap berust op een uitgebreide kennis van plantengroeivereisten, zoals licht en schaduw, vochtgehalte, compatibiliteit van verschillende soorten en gevoeligheid voor ziekteverwekkers en plagen. For example, mosses and ferns will thrive in a shaded area where fountains provide moisture cacti, on the other hand, would not fare well in that environment. The future growth of the individual plants must be taken into account to avoid crowding and competition for light and nutrients. Het uiterlijk van de ruimte in de tijd is ook een punt van zorg. Vormen, kleuren en biologie moeten in balans zijn voor een goed onderhouden en duurzame groene ruimte. Kunst, architectuur en biologie versmelten in een prachtig ontworpen en uitgevoerd landschap.

    Sectie Samenvatting

    Seedless nonvascular plants are small. The dominant stage of the life cycle is the gametophyte. Without a vascular system and roots, they absorb water and nutrients through all of their exposed surfaces. There are three main groups: the liverworts, the hornworts, and the mosses. They are collectively known as bryophytes.

    Vascular systems consist of xylem tissue, which transports water and minerals, and phloem tissue, which transports sugars and proteins. With the vascular system, there appeared leaves—large photosynthetic organs—and roots to absorb water from the ground. The seedless vascular plants include club mosses, which are the most primitive whisk ferns, which lost leaves and roots by reductive evolution horsetails, and ferns.


    Sectie Samenvatting

    Vascular systems consist of xylem tissue, which transports water and minerals, and phloem tissue, which transports sugars and proteins. With the development of the vascular system, there appeared leaves to act as large photosynthetic organs, and roots to access water from the ground. Small uncomplicated leaves are microphylls. Large leaves with vein patterns are megaphylls. Modified leaves that bear sporangia are sporophylls. Some sporophylls are arranged in cone structures called strobili.

    The seedless vascular plants include club mosses, which are the most primitive whisk ferns, which lost leaves and roots by reductive evolution and horsetails and ferns. Ferns are the most advanced group of seedless vascular plants. They are distinguished by large leaves called fronds and small sporangia-containing structures called sori, which are found on the underside of the fronds.

    Mosses play an essential role in the balance of the ecosystems they are pioneering species that colonize bare or devastated environments and make it possible for a succession to occur. They contribute to the enrichment of the soil and provide shelter and nutrients for animals in hostile environments. Mosses and ferns can be used as fuels and serve culinary, medical, and decorative purposes.


    Bekijk de video: Biologie algen sporenplanten en zaadplanten. (December 2021).