Գիմնոսպերմերը մեր մոլորակի ամենահին սերմացու բույսերն են: Նրանք կարևոր դեր են խաղացել վայրի բնության զարգացման գործում և շարունակում են զգալի դիրք զբաղեցնել Երկրի կյանքում։ Մեզ քաջ հայտնի եղևնի, սոճու, եղևնի, տուջա, եղևնի կամ խոզապուխտ և քիչ հայտնի թելվիչիա, սագա կամ գինկգո. սրանք բոլորը «Gymnosperms» կոչվող խմբի ներկայացուցիչներ են: Դրանց կառուցվածքը և վերարտադրությունը մենք կքննարկենք ավելի ուշ հոդվածում։
Ծագում և տարիք
Գիմնոսպերմիկները 350 միլիոն տարեկան են։ Նրանք հայտնվեցին Վերին Դևոնում (Պալեոզոյան) և մեզոզոյան դարաշրջանի սկզբում արդեն հասել էին իրենց գագաթնակետին: Ենթադրաբար, դրանց ծագումը կապված է սպորների՝ պտերերի աստիճանական էվոլյուցիայի հետ։ Նրանց համեմատ՝ նոր բույսի տեսակներն արդեն ունեին ձվաբջիջներ և ծաղկափոշու հատիկներ, որոնք անմիջականորեն մասնակցում էին սերմի ձևավորմանը։ Գիմնոսպերմիկները մի շարք առավելություններ ունեին՝
- վերարտադրումը տեղի ունեցավ առանցջրի մասնակցություն;
- սերմերի ծածկույթը և սննդանյութերի մատակարարումը ապահովել են սածիլների անվտանգությունը:
Այս պատճառներով կարճ ժամանակ անց մոլորակի կանաչ ծածկույթն արդեն մեծ մասամբ մարմնամարզիկներն էին, որոնց կառուցվածքն ու վերարտադրությունը նպաստեցին նոր տարածքների և էկոլոգիական խորշերի հաջող զարգացմանը։
Շենքի առանձնահատկություններ
Հիմնականում անվանակոչված բույսերը աճում են ծառերի և թփերի տեսքով, ավելի հաճախ՝ մշտադալար, իսկ հազվադեպ՝ սաղարթավոր։ Երբեմն դրանք կարող են հասնել հսկայական չափերի (sequoia, մայրի): Նրանց տերեւների ճնշող մեծամասնությունը ասեղաձեւ են կամ թեփուկի տեսք ունեն։ Դրանք կոչվում են ասեղներ և պարունակում են խեժի հատվածներ։
Փայտը կազմում է բեռնախցիկի մեծ մասը: Այն պարունակում է սնամեջ մեռած բջիջներ՝ ծակոտկեն պատերով՝ տրախեիդներ։ Նրանց ներկայությունը բույսերի այս խմբին հատուկ նշան է։ Հենց դրանց միջոցով է իրականացվում ջրի վերընթաց հոսքը արմատից դեպի տերեւներ։
Բացի տրախեյդներից, գիմնոսպերմերի փայտը պարունակում է նաև խեժային խողովակներ։ Հետևաբար, այս խմբի բույսերի ներկայացուցիչները հեշտությամբ ճանաչվում են անուշահոտ փշատերև հոտով: Խեժը ներծծում է փայտը, ինչը թույլ չի տալիս փտել: Դրա շնորհիվ փշատերեւ ծառերի մեջ հարյուրամյակները շատ են։ Օրինակ՝ որոշ սեքվոյաներ մոտ 3000 տարեկան են։
Ամենակարևոր էվոլյուցիոն առավելությունը, որ ունեն մարմնամարզիկները, վերարտադրումն է առանց կաթիլային խոնավության մասնակցության և որպես վերարտադրողական օրգաններ գործող գոյացությունների առկայություն:
Գիմնոսպերմերի վերարտադրողական օրգաններ
Ծաղիկների բացակայությունը մարմնամարզության հիմնական հատկանիշն է: Այս բույսերի վերարտադրությունը տեղի է ունենում կոնների կամ ստրոբիլուսի մասնակցությամբ։ Այս գոյացությունները հեշտ է ճանաչել սոճու, եղևնի, եղևնի, խեժի և փշատերևների այլ ներկայացուցիչների վրա: Դրանք կարելի է անվանել սեռական վերարտադրության օրգաններ։
Սովորաբար կոները տարբեր սեռի են. դրանք կարող են լինել արու և էգ և տեղակայված լինեն կամ նույն բույսի (միատուն) կամ տարբեր (երկատնային) վրա՝ տարբեր չափերով և գույնով:
Արական բողբոջները կոչվում են միկրոստրոբիլներ, իսկ էգերը՝ մեգաստրոբիլներ: Ստրոբիլան կրճատված և ձևափոխված ընձյուղ է, որի վրա տեղակայված են սպորոֆիլներ՝ ձևափոխված տերևներ։ Pollen-ը հասունանում է միկրոստրոբիլներում: Մեգաստրոբիլներում՝ ձվաբջջներ։
Գիմնոսպերմների վերարտադրության առանձնահատկությունները
Սովորաբար, մարմնամարզիկների վերարտադրության գործընթացը դիտարկվում է շոտլանդական սոճու օրինակով։ Սա միատուն բույս է, այսինքն՝ արու և էգ կոները զարգանում են նույն ծառի վրա։ Դրանցից առաջիններն ավելի մեծ են, կարմրավուն գույնի։ Երկրորդները փոքր են, կանաչավուն կամ կապտավուն։
Գիմնոսպերմերի բուծման սխեման բավականին պարզ է. Երբ ծաղկափոշին հասունանում է միկրոստրոբիլներում, այն թափվում է, տարածվում քամու միջոցով և կարող է երկար ճանապարհներ անցնել: Դրա համար յուրաքանչյուր pollen հատիկ հագեցած է հատուկ սարքերով՝ pollen տոպրակներ: Փոշու մասնիկները ընկնում են ձվաբջիջների վրա, որոնք զարգանում են մեգաստրոբիլների վրա: Այսպես է տեղի ունենում փոշոտումը։
Սովորաբար այն ընկնում է գարնան վերջին կամ ամառվա սկզբին: փոշոտվածէգ կոները փակվում են, թեփուկները խեժով կպչում են իրար: Բեղմնավորումը տեղի է ունենում փակ կոնների ներսում գտնվող ձվաբջիջներում:
Ինչպես է տեղի ունենում բեղմնավորումը
Ձվաբջջի ներսում գտնվում է իգական գամետոֆիտը կամ սաղմի պարկը, որն անցնում է հասունացման մի քանի փուլով: Pollen-ը մտնում է ձվաբջջի pollen մուտքը, այն սկսում է բողբոջել փոշու խողովակի մեջ դեպի արխեգոնիում (հունարեն կամարից՝ «սկիզբ», գնացել՝ «մոր արգանդ»): Այս կազմավորումը պարունակում է ձու: Ընդհանուր առմամբ դրանցից երկուսը զարգանում են ձվաբջջի մեջ, բայց միայն մեկն է ենթարկվում բեղմնավորման։
Այդ պահին երկու սպերմատոզոիդներ արդեն հասունացել էին ծաղկափոշու մեջ և սկսեցին շարժվել աճող խողովակի երկայնքով: Երբ սերմնաբջիջներից մեկը հասնում է ձվաբջիջ, տեղի է ունենում բեղմնավորում: Երկրորդ սերմնահեղուկը մահանում է: Երկու սեռական բջիջների միաձուլումից հետո ձևավորվում է սերմերի սաղմը՝ զիգոտ։ Ձվաբջիջն ինքնին վերածվում է սերմի: Բողբոջելով՝ այն կօգտագործի սննդանյութերի պաշարը։
Այսպես են բազմանում մարմնամարզիկները. Այս գործընթացի սխեման ներկայացված է լուսանկարում։
Պտտում և սերմերի ցրում
Բեղմնավորումից հետո սկսվում է սերմի հասունացումը։ Շոտլանդական սոճու մեջ այս երկու գործընթացներն էլ տևում են 2 տարի։ Երբ հասունանում են, կոները դառնում են փայտային և փոխում գույնը։ Աստիճանաբար նրանց թեփուկները բացվում են, և սերմերը դուրս են թափվում դրանցից։
Գիմնոսպերմերը պտուղներ չեն կազմում։ Բայց որպեսզի տարածվի մեծհեռավորության վրա, սերմերը ունեն հատուկ հարմարվողականություններ՝ պտերիգոիդ թաղանթային ելքեր, որոնք հեշտությամբ տեղափոխվում են քամու կողմից:
Եթե արտաքին պայմանները բարենպաստ չեն բողբոջման համար, ապա սերմը կարող է երկար հանգստանալ մինչև օպտիմալ ջերմաստիճանի պայմանները: Հենց այս հատկանիշներն էին թույլ տվել մարմնամարզիկներին հասնել մեծ թվով տեսակների և տարածվել մեծ տարածքներում:
Տեսակների և ներկայացուցիչների թիվը
Նկարագրված խումբն ունի մոտ 600-700 տեսակ։ Նրանցից ոչ բոլորն են պահպանվել մինչ օրս, որոշ ներկայացուցիչներ գոյություն ունեն միայն բրածո տեսքով: Օրինակ՝
- cordaite;
- բենետիտ;
- seed ferns.
Մնացած ներկայացուցիչները տարածված են աշխարհով մեկ և աճում են բոլոր կլիմայական գոտիներում՝ հարավային արևադարձայինից (սագոյի արմավենիներ) մինչև հյուսիսային ցուրտ լայնություններ (մայրի, խոզապուխտ, եղևնի, սոճի):
Մարմնամարզության ամենահին ներկայացուցիչը, որը գոյություն ունի մինչ օրս, Գինկգո Բիլոբան է (բիլոբան): Այս բույսը կոչվում է կենդանի բրածո, քանի որ այն աճում է մոլորակի վրա Մեզոզոյան դարաշրջանից, ինչի մասին են վկայում հնագույն ժայռերի հանքավայրերի բազմաթիվ հետքերը։
Էվոլյուցիոն զարգացում
Առաջին մարմնամարզիկները, որոնք առաջացել են պալեոզոյան դարաշրջանում, ունեին մի շարք առավելություններ, որոնք թույլ էին տալիս նրանց գերիշխող դիրք գրավել մոլորակի վրա այդ ժամանակ: Այս էվոլյուցիոն նոր հատկանիշները կոչվում են արոմորֆոզներ և թույլ են տալիս հասնելնոր մակարդակ նոր տարածքների և էկոլոգիական նիշերի զարգացման գործում։ Կան մի քանի նման հատկանիշներ, որոնք ունեն մարմնամարզիկները՝
- Բազմացումն իրականացվում է առանց ջրային միջավայրի մասնակցության։ Սա հնարավորություն տվեց ցամաքում մեծ տարածքներ բնակեցնել։
- Բեղմնավորումը տեղի է ունենում ձվաբջջի ներսում և պաշտպանված է արտաքին ազդեցություններից. մարմնամարզիկների վերարտադրության նման առանձնահատկությունները ապահովում են ապագա բույսի ավելի մեծ անվտանգություն:
- Սերմի տեսքը հնարավորություն տվեց ապագա սաղմին ապահովել պաշտպանիչ ծածկույթներով (սերմի կեղև) և սննդի պաշար (էնդոսպերմ), որն էլ իր հերթին ավելացրեց այս խմբում բույսերի թիվը։
Հենց այս հատկանիշներն էին նրանց տարբերում իրենց նախնիներից՝ պտերներից։ Բուսական աշխարհի էվոլյուցիոն զարգացման հաջորդ, իսկ այսօր վերջին փուլը անգիոսպերմերի հայտնվելն է։
Գիմնոսպերմի նշանակությունը
Գիմնոսպերմի դերը դժվար թե գերագնահատվի։ Հենց նրանք են լցնում աշխարհի անտառների մոտ մեկ երրորդը, որոնք ներգրավված են օդի մաքրման և թթվածնի մշտական նորացման մեջ: Բացի այդ, մոլորակի վրա թթվածին արտադրող բույսերի առաջացումը և լայն տարածումը հանգեցրել են այլ օրգանիզմների առաջացմանը, որոնք կարող են օգտագործել այս գազը իրենց շնչառության մեջ։
Փշատերևները փայտի հիմնական մատակարարներն են մարդկային կյանքի տարբեր ոլորտների համար: Այս հումքը ակտիվորեն օգտագործվում է կահույքի արտադրության, շինարարության, նավերի արտադրության և տնտեսական գործունեության այլ ռազմավարական կարևոր ոլորտներում:Եղևնի փայտի մանրաթելերը հատկապես արժեքավոր են բարձրորակ թղթերի արտադրության մեջ։
Գիմնոսպերմիկները լայնորեն կիրառվում են բժշկության մեջ։ Հատուկ նյութեր՝ ֆիտոնսիդները, որոնք արտազատվում են գրեթե բոլոր փշատերև ծառերի կողմից, ի վիճակի են մաքրել օդը պաթոգեն միկրոբներից: Այդ իսկ պատճառով առողջարանների և առողջարանների մեծ մասը կառուցված է փշատերև անտառների տարածքում։ Նման թերապիան կարող է զգալիորեն մեղմել կամ վերացնել թոքերի բազմաթիվ հիվանդություններ։
