gymnosperms sunt plante fără flori care produc conuri și semințe. Termenul gimnospermă înseamnă literalmente „sămânță goală”, deoarece semințele de gimnospermă nu sunt încorporate într-un ovar. Mai degrabă, stau expuși pe suprafața unor structuri asemănătoare frunzelor numite bracte. Gimnospermele sunt plante vasculare ale subteranului Embyophyta și includ conifere, cicloade, ginkgoe și gnetofite. Unele dintre cele mai recunoscute exemple ale acestor arbuști și copaci lemnoși includ pinii, molidul, brazii și gingisele. Gimnospermele sunt abundente în pădure temperată și pădure boreală biomi cu specii care pot tolera condiții umede sau uscate.
Spre deosebire de angiosperme, gimnospermele nu produc flori sau fructe. Se crede că sunt primele plante vasculare care au locuit pe pământuri care au apărut în perioada triasică în urmă cu aproximativ 245-208 milioane de ani. Dezvoltarea unei sistem vascular capabil să transporte apa în întreaga plantă, a permis coloniizarea terenului gimnosperm. Astăzi, există peste o mie de specii de gimnosperme aparținând a patru diviziuni principale:
Coniferophyta, Cycadophyta, Ginkgophyta, și gnetatae.Coniferophyta diviziunea conține conifere, care au cea mai mare varietate de specii printre gimnosperme. Cel mai conifere sunt verzi (își păstrează frunzele pe tot parcursul anului) și includ unii dintre cei mai mari, cei mai înalți și mai vechi copaci de pe planetă. Exemple de conifere includ pini, secuoii, brazi, mămăligă și molizi. Coniferele sunt o importantă sursă economică de cherestea și produse, cum ar fi hârtia, care sunt dezvoltate din lemn. Lemnul gimnosperm este considerat lemn moale, spre deosebire de lemnul tare al unor angiosperme.
Cuvântul conifer înseamnă „con-purtător”, o caracteristică distinctă comună coniferelor. Conurile adăpostesc structurile reproductive masculine și feminine ale coniferelor. Majoritatea coniferelor sunt hermafrodită, ceea ce înseamnă că conuri masculine și feminine pot fi găsite pe același arbore.
O altă trăsătură ușor de identificat a coniferelor este asemănătoare acului frunze. Diferite familii de conifere, cum ar fi Pinaceae (pini) și cupresacee (chiparoase), se disting prin tipul de frunze prezente. Pinii au singure frunze asemănătoare acului sau aglomerații de-a lungul tulpinii. Cipresele au frunze plate, asemănătoare, de-a lungul tulpinilor. Alte conifere ale genului Agathis au frunze groase, eliptice, și conifere ale genului Nageia au frunze largi, plate.
Coniferele sunt membri vizibili ai biomului pădurii taiga și au adaptări pentru viață în mediul rece al pădurilor boreale. Forma înaltă, triunghiulară, a copacilor permite zăpezii să cadă din ramuri mai ușor și îi împiedică să se spargă sub greutatea gheții. Coniferele ac-frunze au, de asemenea, un strat de ceară pe suprafața frunzelor pentru a preveni pierderea apei în climatul uscat.
Cycadophyta diviziunea gimnospermelor include cicladele. cycads se găsesc în pădurile tropicale și în regiunile subtropicale. Aceste plante perenne au o structură de frunze asemănătoare cu pene și tulpini lungi care răspândesc frunzele mari peste trunchiul gros și lemnos. La prima vedere, cicadele pot semăna cu palmieri, dar nu au legătură. Aceste plante pot trăi mulți ani și au un proces de creștere lent. Palma King Sago, de exemplu, poate dura până la 50 de ani pentru a atinge 10 metri.
Spre deosebire de multe conifere, copacii cycad produc fie conuri masculine (produc polen), fie conuri feminine (produc ovule). Cicadele care produc conuri feminine vor produce semințe doar dacă un bărbat se află în apropiere. Cicadele se bazează în principal pe insecte pentru polenizare, iar animalele ajută la diseminarea semințelor lor mari, colorate.
Ginkgo biloba sunt singurele plante care au supraviețuit Ginkgophyta diviziunea gimnospermelor. Astăzi, plantele cu ginkgo cu creștere naturală sunt exclusive pentru China. Ginkgoes poate trăi mii de ani și se caracterizează prin frunze în formă de evantai, de foioase, care se îngălbenesc toamna. Ginkgo biloba sunt destul de mari, cu cei mai înalți arbori atingând 160 de metri. Copacii mai în vârstă au trunchiuri groase și rădăcini adânci.
Ginkgoes prospere în zonele bine luminate de soare, care primesc multă apă și au o mulțime de drenare a solului. La fel ca cicadele, plantele de ginkgo produc conuri masculine sau feminine și au celule spermatozoide care le folosesc flageli a înota spre ou în ovulul feminin. Acești copaci durabili sunt rezistenți la foc, rezistenți la dăunători și boli și produc substanțe chimice considerate a avea valoare medicamentoasă, inclusiv câteva flavinoids și terpene cu proprietăți antioxidante, antiinflamatorii și antimicrobiene.
Divizia gimnospermelor gnetatae are un număr mic de specii (65) găsite în trei genuri: Ephedra, Gnetum, și Welwitschia. Multe dintre speciile din gen Ephedra sunt arbuști care se găsesc în regiunile deșertice ale Americii sau în regiunile înalte și răcoroase ale munților Himalaya din India. Anumit Ephedra speciile au proprietăți medicinale și sunt sursa ephedrinei medicamentelor decongestionante. Ephedra speciile au tulpini zvelte și frunze asemănătoare scării.
Gnetum speciile conțin câteva arbuști și arbori, dar majoritatea sunt vițe lemnoase care se urcă în jurul altor plante. Locuiesc paduri tropicale și au frunze largi, plate, care seamănă cu frunzele plantelor cu flori. Conurile reproducătoare masculine și feminine sunt conținute pe copaci separați și adesea seamănă cu flori, deși nu sunt. Structura țesutului vascular al acestor plante este de asemenea similară cu cea a plante cu flori.
Welwitschia are o singură specie, W. mirabilis. Aceste plante trăiesc doar în deșertul african din Namibia. Acestea sunt foarte neobișnuite prin faptul că au o tulpină mare care rămâne aproape de pământ, două frunze mari arcuite care se împart în alte frunze pe măsură ce cresc și un taproot mare, adânc. Această plantă poate rezista la căldura extremă a deșertului cu maxime de 50 ° C (122 ° F), precum și la lipsa apei (1-10 cm anual). Masculin W. mirabilis conurile sunt viu colorate și conurile atât mascule cât și feminine conțin nectar pentru a atrage insectele.
În ciclul de viață al gimnospermei, plantele alternează între o fază sexuală și o fază asexuală. Acest tip de ciclu de viață este cunoscut sub numele de alternanța generațiilor. Producția de gamete are loc în faza sexuală sau generația de gametofiti a ciclului. sporii sunt produse în faza asexuală sau generarea de sporofiti. Spre deosebire de în plante non-vasculare, faza dominantă a ciclului de viață al plantelor vasculare este generarea de sporoftii.
În gimnosperme, sporofitul plantelor este recunoscut ca cea mai mare parte a plantei în sine, incluzând rădăcini, frunze, tulpini și conuri. celulele a sporofitelor vegetale sunt diploide și conțin două seturi complete de cromozomi. Sporofitul este responsabil pentru producția de haploidă sporii prin procesul de meioză. Cu un set complet de cromozomi, sporii se dezvoltă în haploizi gametofiți. Gametofitele vegetale produc bărbați și femei gameți care se unesc la polenizare pentru a forma un nou zigot diploid. Zigotul se maturizează într-un nou sporofit diploid, completând astfel ciclul. Gimnospermele își petrec cea mai mare parte a ciclului de viață în faza de sporofite, iar generația gametofitelor depinde total de generarea de sporofiti pentru supraviețuire.
Gametele feminine (megaspores) sunt produse în structuri de gametofite numite archegonia situat în conuri ovulate. Se produc gameți masculi (microspore) în polen conuri și se dezvoltă în boabe de polen. Unele specii gimnosperme au conuri masculine și feminine pe același copac, în timp ce altele au arbori producători de conuri masculine sau feminine. Pentru a avea loc polenizarea, gametii trebuie să intre în contact unul cu celălalt. Acest lucru se produce de obicei prin transferul vântului, animalelor sau insectelor.
Fertilizare în gimnosperme apare atunci când boabele de polen contactează ovulul feminin și germinează. Spermatozoizii își fac drum spre ou în interiorul ovulului și fertilizează ovulul. La conifere și gnetofite, spermatozoizii nu au flagel și trebuie să ajungă la ovul prin formarea unui tub de polen. În cicadele și ginkgo, spermatozoizii flagelați înoată spre ovul pentru fertilizare. La fertilizare, zigotul rezultat se dezvoltă în cadrul seminței gimnospermei și formează un nou sporofit.
Asaravala, Manish și colab. „Perioada Triasică: Tectonică și Paleoclim.” Tectonica perioadei triasice, Muzeul de Paleontologie al Universității din Califonia, www.ucmp.berkeley.edu/mesozoic/triassic/triassictect.html.
Frazer, Jennifer. „Plantele sociale sunt cicladele?” Rețea științifică americană de bloguri, 16 oct. 2013, blogs.scientificamerican.com/artful-amoeba/are-cycads-social-plants/.
Pallardy, Ștefan G. „Corpul plantei lemnoase”. Fiziologia plantelor lemnoase, 20 mai 2008, pp. 9–38., Doi: 10.1016 / b978-012088765-1.50003-8.
Wagner, Armin și colab. „Lignificarea și manipularea ligninei în conifere.” Avansuri în cercetarea botanică, vol. 61, 8 iunie 2012, pp. 37–76., Doi: 10.1016 / b978-0-12-416023-1.00002-1.