Φυτό

Τύποι φυτών

Πράσινα φύκια:

• Chlorophyta
• Charophyta

Χερσαία φυτά (εμβρυόφυτα)

• Μη αγγειώδη φυτά (βρυόφυτα):
• Λειχήνες
• Βρύα
• Κέρατα
• †Horneophytopsida
• Αγγειώδη φυτά (τραχειόφυτα)
• Lycopodiophyta-clubmosses
• Pteridophyta: οι φτέρες
• Pteridopsida: οι τυπικές φτέρες
• Sphenopsida: τα αλογοουράκια
• Marattiopsida: μια αποκλίνουσα ομάδα φτερνών
• Psilotopsida: αδελφή ομάδα όλων των άλλων φτερνών
• †Rhyniophyta-rhyniophytes
• †Zosterophyllophyta-zosterophylls
• †Τριμερόφυτα-τριμερόφυτα
• †Progymnospermophyta
• Σποροφόρα φυτά (σπερματοφύκη)
• †Pteridospermatophyta: οι φτέρες σπόρων
• Pinophyta: τα κωνοφόρα
• Cycadophyta: οι κυκάδες
• Ginkgophyta: τα ginkgos
• Gnetophyta: αδελφή ομάδα των Αγγειόσπερμων
• Magnoliophyta ή Angiosperms (ανθοφόρα φυτά)
• Δικοτυλήδονα
• Μονοκοτυλήδονα
• †Νεματόφυτα

Το εργοστάσιο φυτικής τροφής

Τουλάχιστον ορισμένα φυτικά κύτταρα περιέχουν φωτοσυνθετικά οργανίδια (πλαστίδια) που τους επιτρέπουν να παράγουν τροφή για τον εαυτό τους. Με το φως του ήλιου, το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα, τα πλαστίδια παράγουν σάκχαρα, τα βασικά μόρια που χρειάζεται το φυτό. Το ελεύθερο οξυγόνο (Ο2) παράγεται ως παραπροϊόν της φωτοσύνθεσης.

Αργότερα, στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, τα σάκχαρα μπορούν να μετατραπούν σε αμινοξέα για πρωτεΐνες, νουκλεοτίδια για DNA και RNA και υδατάνθρακες όπως το άμυλο. Αυτή η διαδικασία χρειάζεται ορισμένα μέταλλα: άζωτο, κάλιο, φώσφορο, σίδηρο και μαγνήσιο.

Θρεπτικά συστατικά των φυτών

Η θρέψη των φυτών είναι η μελέτη των χημικών στοιχείων που είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη των φυτών.

Μακροθρεπτικά συστατικά:

• N = Άζωτο (υδατάνθρακες)
• P = Φώσφορος (ATP και ενεργειακός κύκλος)
• K = Κάλιο (ρύθμιση του νερού)
• Ca = Ασβέστιο (μεταφορά άλλων θρεπτικών συστατικών)
• Mg = Μαγνήσιο (ένζυμα)
• S = Θείο (ορισμένα αμινοξέα)
• Si = Πυρίτιο (κυτταρικά τοιχώματα)

Τα μικροθρεπτικά συστατικά (ιχνοστοιχεία) περιλαμβάνουν:

• Cl = Χλώριο (όσμωση και ισορροπία ιόντων)
• Fe = Σίδηρος (συμπαράγοντας των ενζύμων της φωτοσύνθεσης)
• B = Βόριο (μεταφορά σακχάρων και κυτταρική διαίρεση)
• Mn = Μαγγάνιο (οικοδόμηση χλωροπλαστών)
• Na = Νάτριο (διάφορα)
• Zn = Ψευδάργυρος (πολλά ένζυμα)
• Cu = χαλκός (φωτοσύνθεση)
• Ni= Νικέλιο (ένζυμο)
• Mo = Μολυβδαίνιο (συμπαράγοντες ενζύμων)

Χλωροπλάστες ορατοί στα κύτταρα του Plagiomnium affine

Ρίζες

Οι ρίζες των φυτών επιτελούν δύο κύριες λειτουργίες. Πρώτον, αγκυρώνουν το φυτό στο έδαφος. Δεύτερον, απορροφούν νερό και διάφορα θρεπτικά συστατικά διαλυμένα στο νερό από το έδαφος. Τα φυτά χρησιμοποιούν το νερό για την παραγωγή τροφής. Το νερό παρέχει επίσης στήριξη στο φυτό. Τα φυτά που στερούνται νερού γίνονται πολύ άτονα και οι μίσχοι τους δεν μπορούν να στηρίξουν τα φύλλα τους. Τα φυτά που ειδικεύονται στις περιοχές της ερήμου ονομάζονται ξηρόφυτα ή φρεατόφυτα, ανάλογα με τον τύπο ανάπτυξης των ριζών.

Το νερό μεταφέρεται από τις ρίζες στο υπόλοιπο φυτό μέσω ειδικών αγγείων στο φυτό. Όταν το νερό φτάσει στα φύλλα, ένα μέρος του εξατμίζεται στον αέρα. Πολλά φυτά χρειάζονται τη βοήθεια μυκήτων για να λειτουργήσουν σωστά οι ρίζες τους. Αυτή η συμβίωση φυτών/μυκήτων ονομάζεται μυκόρριζα. Τα βακτήρια Rhizobia στους κόμβους των ριζών βοηθούν ορισμένα φυτά να πάρουν άζωτο.

Αναπαραγωγή ανθοφόρων φυτών

Λουλούδια και επικονίαση

Τα άνθη είναι το αναπαραγωγικό όργανο μόνο των ανθοφόρων φυτών (Αγγειόσπερμα). Τα πέταλα ενός λουλουδιού είναι συχνά έντονα χρωματισμένα και αρωματισμένα για να προσελκύουν έντομα και άλλους επικονιαστές. Ο στήμονας είναι το αρσενικό μέρος του φυτού. Αποτελείται από το νήμα (ένα στέλεχος) που συγκρατεί τον ανθήρα, ο οποίος παράγει τη γύρη. Η γύρη είναι απαραίτητη για να παράγουν τα φυτά σπόρους. Το καρπόφυλλο είναι το θηλυκό μέρος του άνθους. Το πάνω μέρος του καρπιού περιέχει το στίγμα. Το στυλ είναι ο λαιμός του καρπιού. Η ωοθήκη είναι η διογκωμένη περιοχή στο κάτω μέρος του καρπιού. Η ωοθήκη παράγει τους σπόρους. Το σέπαλο είναι ένα φύλλο που προστατεύει ένα λουλούδι ως μπουμπούκι.

Η διαδικασία με την οποία η γύρη μεταφέρεται από ένα λουλούδι σε ένα άλλο λουλούδι ονομάζεται επικονίαση. Η μεταφορά αυτή μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους. Έντομα όπως οι μέλισσες έλκονται από φωτεινά, αρωματικά λουλούδια. Όταν οι μέλισσες μπαίνουν στο λουλούδι για να συλλέξουν νέκταρ, η ακανθώδης γύρη κολλάει στα πίσω πόδια τους. Το κολλώδες στίγμα σε ένα άλλο λουλούδι πιάνει τη γύρη όταν η μέλισσα προσγειωθεί ή πετάξει κοντά του.

Ορισμένα λουλούδια χρησιμοποιούν τον άνεμο για να μεταφέρουν τη γύρη. Οι κρεμασμένοι στήμονες τους παράγουν πολλή γύρη που είναι αρκετά ελαφριά ώστε να μεταφέρεται από τον άνεμο. Τα άνθη τους είναι συνήθως μικρά και όχι έντονα χρωματισμένα. Τα στίγματα αυτών των λουλουδιών είναι φτερωτά και κρέμονται έξω από το λουλούδι για να πιάνουν τη γύρη καθώς πέφτει.

Ταξιδιώτες σπόρων

Ένα φυτό παράγει πολλά σπόρια ή σπόρους. Τα κατώτερα φυτά, όπως τα βρύα και οι φτέρες, παράγουν σπόρους. Τα φυτά με σπόρους είναι τα Γυμνόσπερμα και τα Αγγειόσπερμα. Αν όλοι οι σπόροι έπεφταν στο έδαφος εκτός από το φυτό, η περιοχή μπορεί να γινόταν υπερπλήρης. Μπορεί να μην υπάρχει αρκετό νερό και μεταλλικά στοιχεία για όλους τους σπόρους. Οι σπόροι συνήθως έχουν κάποιο τρόπο να φτάνουν σε νέα μέρη. Ορισμένοι σπόροι μπορούν να διασκορπιστούν με τον άνεμο ή με το νερό. Οι σπόροι που βρίσκονται μέσα σε ζουμερούς καρπούς διασπείρονται αφού φαγωθούν. Μερικές φορές, οι σπόροι κολλάνε στα ζώα και διασκορπίζονται με αυτόν τον τρόπο.

Απολιθώματα

Το ζήτημα των πρώτων φυτικών απολιθωμάτων εξαρτάται από το τι εννοούμε με τη λέξη "φυτό".

1. Αν με τον όρο φυτά εννοούμε τα φωτότροφα που χρησιμοποιούν χλωροφύλλη, τότε τα κυανοβακτήρια στους στρωματόλιθους είναι τα πρώτα απολιθώματα, πριν από 3.450 εκατομμύρια χρόνια (mya) στο αρχαϊκό αιώνα. Η αξιοσημείωτη ακρίβεια είναι δυνατή επειδή τα απολιθώματα ήταν τοποθετημένα ανάμεσα σε ροές λάβας που μπορούσαν να χρονολογηθούν με ακρίβεια από ενσωματωμένους κρυστάλλους ζιρκονίου.
2. Αν με τον όρο φυτά συμπεριλαμβάνουμε όλα τα είδη φυκών, τότε τα πρώτα γνωστά κόκκινα φύκη έζησαν πριν από 1,6 δισεκατομμύρια χρόνια. Απολιθώματα τους βρέθηκαν πρόσφατα στην Ινδία.
3. Αν με τον όρο φυτά εννοούμε τα πράσινα φυτά, τα Viridiplantae, τότε τα πρώτα απολιθώματα είναι πράσινα φύκη. Αυτή είναι μάλλον η θέση της πλειοψηφίας μεταξύ των επαγγελματιών βοτανολόγων. Υπάρχουν πειστικές αποδείξεις για τη μονοφυΐα των χαροφυτικών πράσινων φυκών και των εμβρυόφυτων. Υπάρχουν ακόμη δύο επιλογές:
1. Τα ακριτάρχεια (μια ομάδα μικροαπολιθωμάτων με οργανικά τοιχώματα) μπορεί να είναι αναπαραγωγικές κύστεις πράσινων φυκών. Αν είναι έτσι, είναι παρόντα στη Νεοπροτεροζωική εποχή, 1000 mya.
2. Διαφορετικά, παρατηρείται μια μεγάλη αύξηση των πλαγκτονικών φυκών γύρω στα 540 mya κατά την Κάμβρια περίοδο.
4. Αν με τον όρο φυτά εννοούμε τα χερσαία φυτά, τα πρώτα απολιθώματα βρίσκονται στη Σιλουρία.

Από το Σιλούριο, διατηρούνται απολιθώματα ολόκληρων φυτών, συμπεριλαμβανομένου του λυκόφυτου Baragwanathia. Από το Δεβόνιο έχουν βρεθεί λεπτομερή απολιθώματα ρυγχιοφύτων. Τα πρώιμα απολιθώματα αυτών των αρχαίων φυτών δείχνουν τα μεμονωμένα κύτταρα μέσα στον φυτικό ιστό. Κατά τη Δεβόνιο περίοδο εξελίχθηκε επίσης το πρώτο δέντρο στα απολιθωμένα αρχεία, η Wattezia. Αυτό το δέντρο που έμοιαζε με φτέρη είχε κορμό με κροσσούς και παρήγαγε σπόρια.

Τα ανθρακικά μέτρα αποτελούν σημαντική πηγή απολιθωμάτων φυτών του Παλαιοζωικού αιώνα, με πολλές ομάδες φυτών να υπάρχουν εκείνη την εποχή. Οι σωροί απόθεσης των ανθρακωρυχείων είναι τα καλύτερα μέρη για συλλογή- ο ίδιος ο άνθρακας είναι τα απομεινάρια απολιθωμένων φυτών, αν και οι δομικές λεπτομέρειες των φυτικών απολιθωμάτων είναι σπάνια ορατές στον άνθρακα. Στο δάσος απολιθωμάτων στο Victoria Park της Γλασκώβης τα πρέμνα των δέντρων Lepidodendron βρίσκονται στις αρχικές θέσεις ανάπτυξής τους.

Φυλογενετικό δέντρο φυτών με τις κύριες φυλές και τις παραδοσιακές ομάδες. Οι μονοφυλετικές ομάδες είναι με μαύρο χρώμα και οι παραφυλετικές με μπλε. Διάγραμμα σύμφωνα με τη συμβιωτική προέλευση των φυτικών κυττάρων και τη φυλογένεση των φυκών, των βρυόφυτων, των αγγειωδών φυτών και των ανθοφόρων φυτών.

Σχετικές σελίδες

• Σπόροι
• Σπόροι
• Βλάστηση