Gymnosperms είναι άνυδρα φυτά που παράγουν κώνοι και σπόρους. Ο όρος gymnosperm σημαίνει κυριολεκτικά "γυμνό σπόρο", καθώς οι σπόροι γυμνόσπερμου δεν είναι εγκλωβισμένοι μέσα σε μια ωοθήκη. Αντίθετα, κάθονται εκτεθειμένα στην επιφάνεια των δομών που μοιάζουν με φύλλα και ονομάζονται βρύσες. Γυμνοσπερμίες είναι αγγειακά φυτά του υποκείμενου Embyophyta και περιλαμβάνουν κωνοφόρα, cycads, ginkgoes και gnetophytes. Μερικά από τα πιο αναγνωρίσιμα παραδείγματα αυτών των ξυλώδεις θάμνους και δέντρα περιλαμβάνουν τα πεύκα, τα ελάφια, τα έλατα και τα γκίνγκο. Τα γυμνοσπερμίδια είναι άφθονα εύκρατο δάσος και βόρειο δάσος βιομούς με είδη που μπορούν να ανεχθούν υγρές ή ξηρές συνθήκες.
Διαφορετικός αγγειόσπερμα, τα γυμνοσπερμίες δεν παράγουν λουλούδια ή φρούτα. Θεωρούνται ότι είναι τα πρώτα αγγειακά φυτά που κατοικούν στη γη που εμφανίστηκαν στην Τριαδική Περίοδο γύρω στις 245-208 εκατομμύρια χρόνια πριν. Η ανάπτυξη ενός Αγγειακό σύστημα ικανή να μεταφέρει νερό σε ολόκληρη την εγκατάσταση, επέτρεψε την αποικιοποίηση του γηπέδου των γυμνόσπερμων. Σήμερα, υπάρχουν πάνω από χίλια είδη γυμνοσπερμών που ανήκουν σε τέσσερα κύρια τμήματα:
Coniferophyta, Κυκαστόφυτα, Ginkgophyta, και Gnetophyta.ο Coniferophyta διαίρεση περιέχει κωνοφόρων, τα οποία έχουν τη μεγαλύτερη ποικιλία ειδών μεταξύ των γυμνοσπερμών. Πλέον κωνοφόρων είναι αειθαλή (διατηρούν τα φύλλα τους καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους) και περιλαμβάνουν μερικά από τα μεγαλύτερα, ψηλότερα και παλαιότερα δέντρα του πλανήτη. Παραδείγματα κωνοφόρων περιλαμβάνουν πεύκα, sequoias, έλατα, κρόκος και ερυθρελάτες. Τα κωνοφόρα είναι μια σημαντική οικονομική πηγή ξυλείας και προϊόντων, όπως το χαρτί, που αναπτύσσονται από ξύλο. Το ξύλο Gymnosperm θεωρείται μαλακό ξύλο, σε αντίθεση με το σκληρό ξύλο ορισμένων αγγειόσπερμων.
Η λέξη κωνοφόρο σημαίνει "cone-bearer", ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό κοινό για τα κωνοφόρα. Τα κώνου στεγάζουν τις αρσενικές και θηλυκές αναπαραγωγικές δομές των κωνοφόρων. Τα περισσότερα κωνοφόρα είναι μονοϊκή, που σημαίνει ότι τόσο το αρσενικό όσο και το θηλυκό κώνο μπορούν να βρεθούν στο ίδιο δέντρο.
Ένα άλλο εύκολα αναγνωρίσιμο χαρακτηριστικό των κωνοφόρων είναι η βελόνα τους φύλλα. Διαφορετικές οικογένειες κωνοφόρων, όπως Pinaceae (πεύκα) και Cupressaceae (κυπαρίσσια), διακρίνονται από τον τύπο των παρόντων φύλλων. Τα πεύκα έχουν απλά φύλλα που μοιάζουν με βελόνες ή σωρούς από βελόνες κατά μήκος του στελέχους. Οι κυπαρίσσες έχουν επίπεδα, φύλλα που μοιάζουν με κλίμακα κατά μήκος των στελεχών. Άλλα κωνοφόρα του γένους Αγάθης έχουν χοντρά ελλειπτικά φύλλα και κωνοφόρα του γένους Nageia έχουν ευρεία, επίπεδη φύλλα.
Τα κωνοφόρα είναι εμφανή μέλη του biome forest taiga και έχουν προσαρμογές για τη ζωή στο κρύο περιβάλλον των βόρειων δασών. Το ψηλό, τριγωνικό σχήμα των δέντρων επιτρέπει την πτώση του χιονιού από τα κλαδιά πιο εύκολα και την αποφυγή του να σπάσει κάτω από το βάρος του πάγου. Τα κωνοφόρα φύλλων βελόνας έχουν επίσης μια κηρώδη επίστρωση στην επιφάνεια του φύλλου για να αποτρέψουν την απώλεια νερού στο ξηρό κλίμα.
ο Κυκαστόφυτα Η διαίρεση των γυμνοσπερμών περιλαμβάνει cycads. Κυκλάδες βρίσκονται σε τροπικά δάση και υποτροπικές περιοχές. Αυτά τα αειθαλή φυτά έχουν μια φτερωτό φύλλο δομή και μακριούς μίσχους που διαχέουν τα μεγάλα φύλλα έξω πάνω από τον παχύ, ξυλώδη κορμό. Με την πρώτη ματιά, οι cycads μπορεί να μοιάζουν με φοίνικες, αλλά δεν σχετίζονται. Αυτά τα φυτά μπορούν να ζήσουν για πολλά χρόνια και να έχουν μια αργή διαδικασία ανάπτυξης. Η παλάμη King Sago, για παράδειγμα, μπορεί να διαρκέσει έως και 50 χρόνια για να φτάσει τα 10 πόδια.
Σε αντίθεση με πολλά κωνοφόρα, οι κυκλάδες παράγουν μόνο αρσενικούς κώνους (παραγωγή γύρης) ή θηλυκούς κώνους (παράγουν ωάρια). Οι θηλυκοί κύκλοι που παράγουν θηλυκά κώνου θα παράγουν μόνο σπόρους εάν ένας άνδρας βρίσκεται κοντά. Οι κυκλάδες βασίζονται κυρίως σε έντομα για επικονίαση και τα ζώα βοηθούν στη διασπορά των μεγάλων, πολύχρωμων σπόρων τους.
Ginkgo biloba είναι τα μόνα επιζόντα φυτά της Ginkgophyta κατανομή των γυμνοσπερμών. Σήμερα, φυσικά αναπτυσσόμενα φυτά ginkgo είναι αποκλειστικά στην Κίνα. Οι Ginkgoes μπορούν να ζήσουν για χιλιάδες χρόνια και χαρακτηρίζονται από φυλλοειδή, φυλλοβόλα φύλλα που γίνονται κίτρινα το φθινόπωρο. Ginkgo biloba είναι αρκετά μεγάλα, με τα ψηλότερα δέντρα να φτάνουν τα 160 πόδια. Τα παλαιότερα δέντρα έχουν παχιά κορμούς και βαθιές ρίζες.
Οι ginkgoes ευδοκιμούν σε καλά ηλιόλουστες περιοχές που λαμβάνουν πολύ νερό και έχουν άφθονο έδαφος αποστράγγισης. Όπως τα cycads, τα φυτά ginkgo παράγουν είτε αρσενικούς είτε θηλυκούς κώνους και έχουν σπερματοζωάρια που χρησιμοποιούν flagella να κολυμπήσετε προς το αυγό στο θηλυκό ωάριο. Αυτά τα ανθεκτικά δέντρα είναι ανθεκτικά στη φωτιά, ανθεκτικά στους επιβλαβείς οργανισμούς και ανθεκτικά στις ασθένειες και παράγουν χημικά που θεωρούνται ότι έχουν ιατρική αξία, συμπεριλαμβανομένων πολλών φλαβονοειδή και τερπένια με αντιοξειδωτικές, αντιφλεγμονώδεις και αντιμικροβιακές ιδιότητες.
Το τμήμα της γυμνόσπερμου Gnetophyta έχει ένα μικρό αριθμό ειδών (65) που βρέθηκαν σε τρία γένη: Ephedra, Gnetum, και Welwitschia. Πολλά από τα είδη από το γένος Ephedra είναι θάμνοι που μπορούν να βρεθούν σε ερημικές περιοχές της Αμερικής ή στις υψηλές, δροσερές περιοχές των βουνών των Ιμαλαΐων στην Ινδία. Βέβαιος Ephedra τα είδη έχουν φαρμακευτικές ιδιότητες και αποτελούν την πηγή της αποσυμφορητικής φαρμάκου εφεδρίνης. Ephedra Τα είδη έχουν λεπτούς μίσχους και φύλλα που μοιάζουν με κλίμακα.
Gnetum τα είδη περιέχουν κάποιους θάμνους και δέντρα, αλλά τα περισσότερα είναι ξυλώδη αμπέλια που σκαρφαλώνουν γύρω από άλλα φυτά. Κατοικούν τροπικά δάση και να έχουν ευρεία, επίπεδη φύλλα που μοιάζουν με τα φύλλα των ανθοφόρων φυτών. Οι αρσενικοί και θηλυκοί αναπαραγωγικοί κώνοι περιέχονται σε χωριστά δέντρα και συχνά μοιάζουν με λουλούδια, αν και δεν είναι. Η δομή του αγγειακού ιστού αυτών των φυτών είναι επίσης παρόμοια με εκείνη της ανθοφόρα φυτά.
Welwitschia έχει ένα μόνο είδος, W. mirabilis. Αυτά τα φυτά ζουν μόνο στην αφρικανική έρημο της Ναμίμπια. Είναι πολύ ασυνήθιστο, επειδή έχουν ένα μεγάλο στέλεχος που παραμένει κοντά στο έδαφος, δύο μεγάλα φύλλα που ξεφλουδίζουν σε άλλα φύλλα κατά την ανάπτυξή τους και ένα μεγάλο, βαθύ βάθρο. Αυτό το φυτό μπορεί να αντέξει την υπερβολική θερμότητα της έρημο με υψηλές θερμοκρασίες των 50 ° C (122 ° F), καθώς και την έλλειψη νερού (1-10 cm ετησίως). Αρσενικός W. mirabilis οι κώνοι είναι έντονα χρωματισμένοι και οι αρσενικοί και θηλυκοί κώνοι περιέχουν νέκταρ για να προσελκύσουν έντομα.
Στον κύκλο ζωής του γυμνόσπερμου, τα φυτά εναλλάσσονται μεταξύ μιας σεξουαλικής φάσης και μιας ασεξουαλικής φάσης. Αυτός ο τύπος κύκλου ζωής είναι γνωστός ως εναλλαγή γενεών. Η παραγωγή γαμετών συμβαίνει στη σεξουαλική φάση ή γαμετοφυτών του κύκλου. Σπόρια παράγονται στην ασεξουαλική φάση ή δημιουργία σποριοφύτων. Σε αντίθεση με το μη αγγειακά φυτά, η κυρίαρχη φάση του κύκλου ζωής των φυτών για τα αγγειακά φυτά είναι η γενιά των σποροφύτων.
Στα gymnosperms, το φυτό σπορόφυτο αναγνωρίζεται ως το μεγαλύτερο μέρος του ίδιου του φυτού, συμπεριλαμβανομένων των ριζών, των φύλλων, των στελεχών και των κώνων. ο κυττάρων του φυτού σπορόφυτο είναι διπλοειδές και περιέχουν δύο πλήρη σύνολα χρωμοσωμάτων. Το σπορόφυτο είναι υπεύθυνο για την παραγωγή του απλοειδής σπόρια μέσω της διαδικασίας Μεϊώση. Περιέχοντας ένα πλήρες σύνολο χρωμοσωμάτων, τα σπόρια αναπτύσσονται σε απλοειδή επίπεδα γαμετόφυτα. Τα φυτικά γαμετόφυτα παράγουν αρσενικά και θηλυκά γαμέτες που ενώνονται στην επικονίαση για να σχηματίσουν ένα νέο διπλοειδές ζύγω. Ο ζυγώτης ωριμάζει σε ένα νέο διπλοειδές σπορόφυτο, ολοκληρώνοντας έτσι τον κύκλο. Τα γυμνοστοιχεία περνούν το μεγαλύτερο μέρος του κύκλου ζωής τους στη φάση των σποριοφύτων και η γενετοφόρα γενιά εξαρτάται πλήρως από τη γενιά των σποριοφύτων για επιβίωση.
Οι θηλυκοί γαμέτες (megaspores) παράγονται σε δομές γαμετοφυτών που ονομάζονται archegonia που βρίσκονται σε ωοθήκους κώνους. Τα αρσενικά γαμέτες (μικροσπόρια) παράγονται σε γύρη κώνων και να εξελιχθούν σε κόκκους γύρης. Ορισμένα είδη gymnosperm έχουν αρσενικά και θηλυκά κώνοι στο ίδιο δέντρο, ενώ άλλα έχουν ξεχωριστό αρσενικό ή θηλυκό κώνο που παράγει δέντρα. Για να γίνει η επικονίαση, οι γαμέτες πρέπει να έρχονται σε επαφή μεταξύ τους. Αυτό συμβαίνει συνήθως με μεταφορά αέρα, ζώων ή εντόμων.
Γονιμοποίηση στα γυμνοσπερμίες εμφανίζεται όταν οι σπόροι γύρης έρχονται σε επαφή με το θηλυκό ωάριο και βλαστήσουν. Τα σπερματοζωάρια κάνουν το δρόμο τους στο αυγό μέσα στο ωάριο και γονιμοποιούν το αυγό. Στο κωνοφόρο και τα γνενόφυτα, τα σπερματοζωάρια δεν έχουν μαστίγια και πρέπει να φτάσουν στο αυγό μέσω του σχηματισμού ενός σωλήνα γύρης. Σε κυκλάδες και γκίνγκο, το σπερματοζωάριο κολυμπά προς το ωάριο για γονιμοποίηση. Με τη γονιμοποίηση, ο προκύπτων ζυγώτης αναπτύσσεται μέσα στον σπόρο γυμνοσπερμών και σχηματίζει ένα νέο σπορόφυτο.
Asaravala, Manish et αϊ. "Τριασική περίοδος: Τεκτονική και Παλαιοκλίμα." Τεκτονική της Τριαδικής περιόδου, Πανεπιστήμιο Καλιφόνια Μουσείο Παλαιοντολογίας, www.ucmp.berkeley.edu/mesozoic/triassic/triassictect.html.
Φραζέρ, Τζένιφερ. "Είναι τα κυκλαδικά κοινωνικά φυτά;" Επιστημονικό Δίκτυο Αμερικανικού Blog, 16 Οκτ. 2013, blogs.scientificamerican.com/artful-amoeba/are-cycads-social-plants/.
Pallardy, Stephen G. "Το Σώμα Φυτών Woody." Φυσιολογία φυτών Woody, 20 Μαΐου 2008, σελ. 9-38., Doi: 10.1016 / b978-012088765-1.50003-8.
Wagner, Armin, et αϊ. "Εξόρυξη και Λιγνίνη σε Κωνοφόρα." Προβλέψεις στην Βοτανική Έρευνα, τομ. 61, 8 Ιουνίου 2012, σελ. 37-76., Doi: 10.1016 / b978-0-12-416023-1.00002-1.