BRYOPHYTES

Các nhà khoa học thực vật nhận ra hai loại thực vật đất, cụ thể là, bryophyte, hoặc thực vật đất không mạch và tracheophytes, hoặc thực vật có mạch máu. Các tế bào thực vật là những cây thân thảo nhỏ, mọc sát với nhau trong các tấm thảm hoặc đệm trên đá, đất, hoặc như là các biểu bì trên thân và lá của cây rừng. Bryophytes được phân biệt với tracheophytes bởi hai nhân vật quan trọng. Đầu tiên, trong tất cả các bryophyte, giai đoạn quang hợp liên tục sinh thái của chu kỳ sống là sự hình thành haploid, gametophyte chứ không phải là sporophyte lưỡng bội; bào tử bào tử thực bào rất ngắn ngủi, được gắn vào và dinh dưỡng phụ thuộc vào gametophytes của chúng và chỉ bao gồm một thân cây không phân nhánh, hoặc seta, và một sporangium đầu cuối đơn. Thứ hai, bryophyte không bao giờ tạo thành mô xylem, mô đặc biệt có chứa lignin, dẫn nước được tìm thấy trong các bào tử của tất cả các thực vật có mạch. Tại một thời điểm, bryophytes được đặt trong một phylum đơn, trung gian ở vị trí giữa tảo và thực vật có mạch. Tuy nhiên, các nghiên cứu hiện đại về siêu cấu trúc tế bào và sinh học phân tử xác nhận rằng bryophyte bao gồm ba dòng tiến hóa riêng biệt, ngày nay được công nhận là rêu (phylum Bryophyta), liverworts (phylum Marchantiophyta) và hornworts (phylum Anthocerotophyta). Sau một phân tích chi tiết về mối quan hệ thực vật trên đất liền, Kenrick và Crane (1998) đã đề xuất rằng ba nhóm bryophyte đại diện cho một cấp độ hoặc mức độ cấu trúc trong tiến hóa thực vật, được xác định bởi chu kỳ sống “monosporangiate” của chúng. Trong nhóm này, nhóm cổ xưa nhất về mặt địa chất, chia sẻ một hồ sơ hóa thạch với các loài thực vật có mạch lâu đời nhất trong kỷ nguyên Devonian.

Trong số ba phyla của bryophytes, sự đa dạng loài lớn nhất được tìm thấy trong rêu, với tới 15.000 loài được công nhận. Một rêu bắt đầu vòng đời của nó khi bào tử haploid, được tạo ra trong viên nang sporophyte, đất trên bề mặt ẩm ướt và bắt đầu nảy mầm. Từ bào tử một tế bào, một hệ sợi phân nhánh cao, được gọi là protonema, phát triển. Chuyên môn hóa tế bào xảy ra trong protonema để tạo thành một hệ thống ngang của sợi màu nâu đỏ, neo, được gọi là sợi caulonemal và thẳng đứng, sợi màu xanh lá cây, được gọi là sợi chloronemal. Mỗi protonema, mà bề ngoài tương tự như một tảo sợi, có thể trải rộng trên vài cm để tạo thành một bộ phim màu xanh mờ trên bề mặt của nó. Khi protonema phát triển, một số tế bào của các sợi caulonemal chuyên tạo thành các chồi lá mà cuối cùng sẽ hình thành nên gametophyte trưởng thành. Nhiều chồi thường phát triển từ mỗi protonema sao cho, trên thực tế, một bào tử đơn có thể làm phát sinh một khối toàn bộ các cây rêu. Mỗi chồi lá tiếp tục phát triển một cách bình thường, tạo ra lá trong sự sắp xếp xoắn ốc trên một thân dài. Trong nhiều rêu thân cây được phân biệt thành một dải trung tâm của các tế bào dẫn nước vách mỏng, được gọi là hydroids, được bao quanh bởi một vỏ não nhu mô và một lớp biểu bì dày thành vách. Lá taper từ một cơ sở rộng đến một đỉnh nhọn và có lamina chỉ dày một lớp tế bào. Một midvein chứa hydroid thường kéo dài từ thân cây vào lá. Gần gốc của chồi, màu nâu đỏ, các tế bào đa bào xuất hiện từ gốc để neo rêu vào bề mặt của nó. Nước và khoáng chất dinh dưỡng cần thiết cho rêu phát triển được hấp thu, không phải bởi các rhizoids, mà là do lá mỏng của cây khi nước mưa rửa qua đệm rêu.

Như là điển hình của bryophytes, rêu sản xuất lớn, các cơ quan sinh dục đa bào để sinh sản. Nhiều bryophytes là đồng tính, hoặc tình dục dioicous. Trong rêu, cơ quan sinh dục nam giới, được gọi là antheridia, được sản xuất theo cụm ở đầu chồi hoặc cành trên cây đực và cơ quan sinh dục nữ, archegonia, được sản xuất theo kiểu tương tự trên cây cái. Nhiều tinh trùng di chuyển được tạo ra bởi mitosis bên trong antheridia có hình dạng màu sắc rực rỡ, trong khi một quả trứng duy nhất phát triển ở đáy của mỗi archegonium hình bình. Khi tinh trùng trưởng thành, chất chống xơ vữa nở ra và vỡ ra. Giọt nước mưa rơi vào cụm hột mở mở ra tinh trùng ở gần phụ nữ. Đập hai lá cờ roi của họ, tinh trùng có thể di chuyển những khoảng cách ngắn trong màng nước bao phủ cây tới cổ mở của archegonia. Chất tiết nhầy có chất nhờn ở cổ vòm giúp kéo tinh trùng xuống trứng. Việc sắp xếp đóng gói chặt chẽ của các nhà máy rêu cá nhân tạo điều kiện thuận lợi cho việc thụ tinh. Bryophytes rừng mưa treo trong các hang động dài từ cây dựa vào gió xối xả với mưa để vận chuyển tinh trùng của chúng từ cây này sang cây khác, trong khi các rêu nhỏ lơ lửng của môi trường sống tạm thời phụ thuộc vào giọt sương buổi sáng để di chuyển tinh trùng của chúng. nơi chúng phát triển, tất cả các tế bào bryophyte đều cần nước để phân tán tinh trùng và thụ tinh tiếp theo.

Sự tăng trưởng phôi của chất sporophyte bắt đầu trong archegonium ngay sau khi thụ tinh. Tại cơ sở của nó, hoặc chân, phôi đang phát triển tạo thành một vùng chuyển hóa dinh dưỡng, hoặc nhau thai, với gametophyte. Cả hai chất dinh dưỡng hữu cơ và nước di chuyển từ gametophyte vào sporophyte khi nó tiếp tục phát triển. Trong rêu sporophyte thân cây, hoặc seta, nước mắt bao vây archegonial sớm trong phát triển, chỉ để lại bàn chân và cơ sở rất của seta nhúng trong gametophyte. Phần trên của archegonium vẫn nằm trên đỉnh của sporophyte như một cái vảy. Sự tăng trưởng của sporophyte kết thúc với sự hình thành của một bào tử hoặc viên nang ở mũi của seta. Bên trong viên nang, bào tử chịu nước được hình thành bởi cơ thể. Khi viên nang trưởng thành nở ra, calyptra rơi xuống. Điều này cho phép các viên nang khô và phá vỡ mở ở đầu của nó. Cấu trúc màng đặc biệt, được gọi là răng peristome, được xếp thành khối bào tử, bây giờ uốn cong ra ngoài, đưa các bào tử vào các cơn gió khô. Các bào tử rêu có thể di chuyển rất xa trên các ngọn gió, thậm chí di chuyển giữa các lục địa trên các dòng phản lực. Các bức tường của chúng rất bảo vệ, cho phép một số bào tử duy trì khả năng tồn tại tới 40 năm. Tất nhiên, nếu bào tử rơi vào một môi trường sống phù hợp, ẩm ướt, nảy mầm sẽ bắt đầu chu kỳ trên một lần nữa.

Ganworts và hornworts giống như rêu trong các tính năng cơ bản của chu kỳ sống của chúng, nhưng khác nhau rất nhiều trong tổ chức của gametophytes trưởng thành và sporophytes. Gametophytes ganwort có thể là chồi lá hoặc làm phẳng thalli. Trong các hình thức lá, lá được bố trí trên thân cây trong một lỗ thông hơi và hai hàng hoặc hàng ngang, chứ không phải trong các hình xoắn ốc như rêu. Lá là một lớp tế bào dày trong suốt, không bao giờ có một midvein và thường được chia thành hai hoặc nhiều phần gọi là thùy. Các lá thông, mà thực sự nằm trên bề mặt, thường nhỏ hơn nhiều so với lá bên và được ẩn bởi thân cây. Các thân rễ neo, phát sinh gần các lá thông, không màu và đơn bào. Các sợi dây dẹt giống như lá giống như thallus của các gan đuôi thallose có thể đơn giản hoặc có cấu trúc phân biệt thành một hệ thống các buồng không khí lưng và các mô lưu trữ thông khí. Trong loại sau, lớp biểu bì lưng của thallus được nhấn mạnh với các lỗ chân lông phân tán mở ra trong các buồng khí. Liverworts tổng hợp một loạt các loại dầu dễ bay hơi, mà chúng lưu trữ trong các bào quan duy nhất được gọi là các thân dầu. Những hợp chất này truyền đạt hương vị cay thường cho cây và dường như không khuyến khích động vật cho chúng ăn. Nhiều hợp chất trong số này có tiềm năng như thuốc kháng khuẩn hoặc thuốc chống ung thư.

Ruột bào tử gan phát triển hoàn toàn kèm theo trong các mô gametophyte cho đến khi viên nang của chúng sẵn sàng để mở. Seta, ban đầu rất ngắn, bao gồm các tế bào nhỏ, mỏng vách, hyaline. Ngay trước khi mở viên nang, các tế bào seta kéo dài, do đó tăng chiều dài của seta tối đa 20 lần kích thước ban đầu của nó. Sự kéo dài nhanh chóng này đẩy viên nang sắc tố đậm và phần trên của bộ màu trắng ra khỏi các mô gametophytic. Khi sấy khô, viên nang mở ra bằng cách chia thành bốn phần, hoặc van. Các bào tử được phân tán vào gió bởi các chuyển động xoắn của nhiều tế bào vô trùng trộn lẫn, được gọi là elaters. Trái ngược với rêu, phân tán bào tử của chúng trong vài ngày, các con sâu bướm phân tán toàn bộ khối bào tử của một viên nang chỉ trong vài phút.
Hornworts giống như một số liverworts trong có đơn giản, unspecialized thalloid gametophytes, nhưng chúng khác nhau trong nhiều nhân vật khác. Ví dụ, các khuẩn lạc của vi khuẩn cộng sinh costosotic Nostoc lấp đầy các khoang nhỏ nằm rải rác khắp phần bụng của tủy sừng. Khi thallus được nhìn từ trên cao, các thuộc địa này xuất hiện dưới dạng các chấm màu xanh lục rải rác. Các cyanobacterium chuyển đổi khí nitơ từ không khí thành amoni, mà hornwort đòi hỏi trong sự trao đổi chất của nó và hornwort tiết ra carbohydrate chứa chất nhầy có hỗ trợ sự phát triển của cyanobacterium.Hornworts cũng khác với tất cả các loại cây khác trong chỉ có một lớn, tảo giống như lục lạp trong mỗi tế bào thallus. Hornworts có được tên của họ từ dài, sừng hình sporophytes của họ. Như trong các tế bào bryophyte khác, sporophyte được neo trong gametophyte bằng một bàn chân mà qua đó chuyển chất dinh dưỡng từ gametophyte sang sporophyte xảy ra. Phần còn lại của sporophyte, tuy nhiên, thực sự là một sporangium kéo dài trong đó sự phát triển và phát triển bào tử diễn ra. Tại đáy của sporangium, ngay phía trên chân, là một mô phân sinh hoạt tính phân cực, bổ sung các tế bào mới vào vùng sản xuất bào tử trong suốt tuổi thọ của bào tử. Thực tế, bào tử bào tử có thể giải phóng các bào tử ở đỉnh của nó, đồng thời các bào tử mới đang được tạo ra bởi meiosis tại cơ sở của nó. Sự giải phóng bào tử trong hornworts diễn ra dần dần trong một thời gian dài, và bào tử chủ yếu được phân tán bởi các chuyển động của nước thay vì bằng gió

Rêu, liverworts và hornworts được tìm thấy trên toàn thế giới trong một loạt các môi trường sống. Chúng phát triển mạnh mẽ đặc biệt tốt trong các khu rừng ẩm ướt, ẩm ướt như rừng sương mù ở phía tây bắc Thái Bình Dương hoặc rừng mưa núi của bán cầu nam. Vai trò sinh thái của họ rất nhiều. Họ cung cấp giường hạt cho các nhà máy lớn hơn của cộng đồng, họ thu thập và tái chế các chất dinh dưỡng được rửa bằng nước mưa từ tán cây và chúng bám chặt đất để giữ cho nó không bị xói mòn. Ở vùng đất than bùn bán cầu bắc, các vùng đất ngập nước thường bị chi phối bởi rêu Sphagnum, là các quần xã thực vật đặc biệt quan trọng. Rêu này có khả năng giữ nước đặc biệt, và khi sấy khô và nén, tạo thành một nhiên liệu giống như than. Trên khắp Bắc Âu, châu Á và Bắc Mỹ, than bùn đã được thu hoạch trong nhiều thế kỷ cho cả tiêu thụ nhiên liệu và sử dụng làm vườn và ngày nay than bùn được quản lý như một nguồn tài nguyên bền vững.

 

BIBLIOGRAPHY

  • Crandall-Stotler, Barbara. “Thiết kế hình thái học và một lý thuyết về nguồn gốc và phân kỳ bryophyte.” BioScience 30 (1980): 580-585.
  • Hébant, Charles. Các mô dẫn của Bryophytes. Vaduz: J. Cramer, 1977.
  • Kenrick, Paul và Peter R. Crane. Nguồn gốc và sự đa dạng hóa sớm của thực vật đất: Một nghiên cứu Cladistic. Washington, D. C: Báo chí Viện Smithsonian, 1997.
  • Miller, Norton G. “Bogs, bales and BTUs: một mồi trên than bùn.” Làm vườn 59 (1981): 38-45.
  • Schofield, W. B. Giới thiệu về Bryology. New York: Macmillan, 1985.
  • Shaw, Jonathon A., và Bernard Goffinet, biên tập. Sinh học của Bryophytes. Cambridge, Anh: Nhà xuất bản Đại học Cambridge, 2000

Original Source : http://bryophytes.plant.siu.edu/bryojustified.html