معلومة

7.1: السيكاسيات - علم الأحياء


السيكاسيات هي واحدة من أقدم سلالات عاريات البذور ، ظهرت في السجل الأحفوري منذ حوالي 300 مليون سنة. تشترك هذه النباتات في الميزات التالية:

  • ثنائي المسكن. ستروبيلي من الذكور والإناث في نباتات منفصلة.
  • مركب كبير ، أوراق الجفاف
  • تلقيح حشرة

الشكل ( PageIndex {1} ): الصورة الأولى هي ما يمكن اعتباره سيكاد "نموذجي". الأوراق طويلة وقاسية ومركبة بشكل رقيق مع وريقات طويلة ورفيعة. على عكس السرخس ، تبدو الأوراق صلبة. يشترك النبات الموجود في الصورة الثانية أيضًا في هذه الخصائص ، ومع ذلك قد لا يبرز على الفور باعتباره سيكاد. أولا: ديون هولمغريني ، تصوير دانييلا فرنانديز واي فرنانديز ، CC-BY-NC. ثانيا: سبيكابيليس بوينيا ، الصورة بواسطة kerrycoleman ، CC-BY-NC.

الشكل ( PageIndex {2} ): سيكاد يتخذ شكلًا شجريًا. لها جذع خشبي مميز والأوراق تخرج من أعلى الجذع لتشكل تاجًا صغيرًا. سيكاس أوفيوليتيكا ، تصوير جيفري سنكلير ، CC-BY-NC.

الشكل ( PageIndex {3} ): كل شفرة ورقية موضحة هنا عبارة عن نشرة من الورقة الأكبر حجماً المركبة ذات الريش. هناك العديد من الأوردة المتوازية من أنسجة الأوعية الدموية التي تعبر كل نشرة وتبدو الورقة خشبية. زاميا إنجريفوليا الصورة بواسطة John C.، CC-BY-NC.

الشكل ( PageIndex {4} ): الميكروستروبيلوس الكبير ، المخروط المنتج لحبوب اللقاح. سيتم إنتاج هذا الهيكل على نبات "ذكر" ويتكون من العديد من microphylls تحمل microsporangia. يطلق عليه microstrobilus ، ليس بسبب هو - هي صغيرة ، ولكن لأن حبوب اللقاح (والحيوانات المنوية داخل حبوب اللقاح) المنتجة بداخلها أصغر من البذور (والبيض) التي تنتجها في megasporangium. غالبًا ما تكون Microstrobili أكبر من megastrobili في السيكاسيات. أولا: Encephalartos villosus، الصورة عن طريق Cultivar413 من Fallbrook ، كاليفورنيا ، CC BY 2.0 ، عبر ويكيميديا ​​كومنز. ثانيًا: تصوير BillyH، CC BY 3.0، عبر ويكيميديا ​​كومنز.

الشكل ( PageIndex {5} ): يتكون الميغاستروبيلوس من أضداد ضخمة متداخلة. السيكاسيات ثنائية المسكن ، مما يعني أن الذكور والإناث ستروبيلي يتم إنتاجهم على أفراد مختلفين. هؤلاء الأفراد هم "إناث" وبالتالي ينتجون ميغاستروبيلوس. داخل ميجاستروبيلوس ، يتم إنتاج البذور. تظهر هذه في الصورة الثانية ، الهياكل الحمراء الساطعة التي تبدو وكأنها تتصاعد من تحت الضخامة الخضراء الضخمة. أولا: ديون ميرولا تصوير راؤول إيزيكيل غونزاليس تروخيو ، CC-BY-NC. ثانيا: أماهكروزاميا macleayi الصورة عن طريق Blawson ، CC-BY-NC.

الشكل ( PageIndex {6} ): من ميغاستروبيلوس ، يتم إنتاج البذور. يمكن رؤية البذور الحمراء الكبيرة لا تزال داخل النباتات الضخمة الريشية لهذا الضخم. ثورة السيكاس الصورة بواسطة Kylelovesyou ، CC BY 3.0 ، عبر ويكيميديا ​​كومنز.

الإسناد

محتوى ماريا مورو ، CC-BY-NC


وقائع Cycad 2005: المؤتمر الدولي السابع حول Cycad Biology. ميم (97)

كانت السيكاسيات موجودة منذ 250 مليون سنة ، وخلال هذه الفترة احتفظت بميزات لم تتغير على ما يبدو. أصبح المؤتمر الدولي حول علم الأحياء Cycad ، الذي يعقد كل ثلاث سنوات منذ إنشائه في عام 1987 ، اجتماعاً بارزاً يركز على جميع جوانب بيولوجيا هذه المجموعة غير العادية والمهمة. يتضمن مجلد المؤتمر هذا ، السابع في السلسلة ، 34 بحثًا تمثل الحالة الحالية للمعرفة حول التطور ، وعلم أحياء التلقيح ، وعلم النبات العرقي ، وحالة الحفظ ، والجوانب البيولوجية الجزيئية للسيكاسيات الحية. بعض المقالات باللغة الإسبانية ، وجميعها تحتوي على ملخصات باللغتين الإسبانية والإنجليزية.

يتم سرد الأوراق المدرجة في هذا المجلد أدناه. للحصول على قائمة كاملة بالأوراق التي تم إنتاجها من إجراءات cycad التي نشرتها NYBG Press ، انقر هنا.


Pentoxylales: الاكتشاف والميزات والصلات | عاريات البذور

في هذه المقالة سوف نناقش حول البنتوكسيل. بعد قراءة هذا المقال سوف تتعرف على: 1. الموقف المنهجي للبنتوكسيلاس 2. اكتشاف البنتوكسيلس 3. السمات المميزة 4. جنس الجذعية 5. الأوراق 6. الجهاز الذي يحمل البذور 7. الصلات 8. الخاتمة.

  1. الموقف المنهجي للبنتوكسيلاس
  2. اكتشاف البنتوكسيلس
  3. السمات المميزة للبنتوكسيلاس
  4. عام الجذعية من البنتوكسيل
  5. أوراق البنتوكسيل
  6. جهاز البذور البنتوكسيل
  7. تقاربات البنتوكسيلس
  8. الخلاصة لبنتوكسيلس

1. موقف منهجي من البنتوكسيلاس:

صرح Sporne (1965) بحق أن & # 8220 وضع النشوء والتطور الصحيح للبنتوكسيل هو مشكلة رائعة & # 8221. كان بيربال ساهني (1948) قد أعرب بالفعل عن وجهات نظر مماثلة تقريبًا:

& # 8220 نواجه صعوبة حقيقية عندما نحاول التأكد من مكان Pentoxyleae & # 8221 & # 8230 & # 8230. & # 8221 بينما في مرفق البذور الخاصة بهم هم من الواضح أن Stachyosperms (Coniferophytes) ، ولديهم أيضًا نوع صنوبري ثانوي الخشب ، وبنيتهم ​​الثغرية هي أساسًا بينتيتاليين ، وتشريح الأوعية الدموية لأوراقهم هو حقًا cycadean ، والتشريح العام للساق فريد & # 8221 (Sahni ، 1948).

وفقًا له ، تحتل Pentoxyleae & # 8220 موقعًا فريدًا ومعزولًا إلى حد ما & # 8221.

رأى Vishnu-Mittre (1957) أنه إذا تمت مقارنة خصائص السيقان والأوراق والأعضاء التناسلية للذكور والإناث ، فإن Pentoxyleae يظهر صلات وثيقة مع Cycadales. وبالتالي يجب منح المجموعة (Pentoxylales) & # 8220 مرتبة متساوية بين Bennettitales و Cycadales & # 8221.

كما عبر راو (1974) بشكل مشابه تقريبًا. نظرًا لأن الروابط العضوية المحددة بين أجناس الأعضاء المكتشفة لـ Pentoxylales لم يتم إنشاؤها أو إثباتها تمامًا حتى الآن ، يجب إبقاء هذا الموضوع الرائع معلقًا & # 8220 حتى يتم اكتشاف المزيد من البيانات الهيكلية عنهم وتم اكتشاف روابطهم العضوية المتبادلة & # 8221.

2. اكتشاف البنتوكسيلس:

تم اكتشاف هذه المجموعة وتسميتها باسم & # 8220 بنتوكسيليا & # 8221 بقلم عالم النباتات القديمة الهندي المعروف البروفيسور بيربال ساهني (1948). هذه مجموعة من بعض النباتات الأحفورية الموصوفة من تلال Rajmahal في منطقة Amrapara (Santhal Parganas) في شرق بيهار (الهند) تكشف عن وجودها في العصر الجوراسي.

ساهني (1948) ، أثناء تقديمه لهذه المجموعة ، قال: & # 8220 & # 8230 & # 8230 & # 8230 بعض الاكتشافات في الحجم تساعد أو تظهر للمساعدة في حل مشاكل الوقوف القديمة ، والبعض الآخر وربما هذه هي الأكثر إثارة للاهتمام ، ويبدو أنها تخلق صعوبات جديدة في طريقنا. & # 8221

ووفقًا لكلماته ، فإن اكتشاف البروفيسور ساهني لـ Pentoxyleae قد خلق العديد من المشاكل الجديدة لتصنيف عاريات البذور ، كما أصبح تهديدًا لفهمنا لتطور عاريات البذور.

بينما يُظهر Pentoxyleae خصائص معينة ، لا تظهر من قبل أعضاء أي مجموعة أخرى من عاريات البذور ، فإن هذا يُظهر أيضًا مجموعة من السمات المميزة لـ Bennettitales و Cycadales و Coniferales.

اقترح لام (1952) أن يتم منح البنتوكسيل رتبة معادلة لبينيتيتاليس وسيكاداليس في تصنيفات عاريات البذور. تعامل Sporne (1965) مع هذه المجموعة كأمر تحت اسم & # 8220Pentoxylales & # 8221.

اكتشف هاريس (1962) أيضًا بعض أعضاء هذه المجموعة (Carnoconites cranwelli) من نيوزيلندا. سريفاستافا (1946) وفيشنو ميتر (1953 ، 1957) هم بعض المساهمين الهنود الرئيسيين في البنتوكسيلس.

تم وصف السيقان والأوراق والأعضاء التناسلية الذكرية والأنثوية لهذه المجموعة تحت الأسماء التالية:

ينبع: البنتوكسيلون ونيبانيوكسيلون

الأعضاء الحاملة لحبوب اللقاح: Sahnia

الأعضاء الحاملة للبذور: الكارنوكونيت.

3. السمات المميزة للبنتوكسيلاس:

1. نباتات منقرضة من حقبة الميزوزويك وجدت في العصر الجوراسي.

2. على الرغم من أن العادة الدقيقة لهذه النباتات لم يتم تحديدها بوضوح ، إلا أنها ربما كانت شجيرات أو أشجارًا صغيرة جدًا.

3. كانت البراعم الطويلة والقصيرة موجودة في هذه النباتات.

4. البراعم القصيرة لها أوراق مرتبة حلزونيا وأعضاء تناسلية منتهية.

5. كانت الأوراق سميكة ، بسيطة ، رمحية الشكل ، ولها أثر أوراق ثنائي الأكسجين.

6. كان يُعتقد سابقًا أن الثغور متلازمية ، لكنها الآن تعتبر من الأحماض الأمينية.

7. الأوراق تمتلك تعرق مفتوح.

8. كان ينبع polystelic. باسنجر وآخرون (1974) رأى أن & # 8220 قد يكون من الأنسب تسمية كل شاهدة على أنها قطعة وعائية أو سيمبوديوم & # 8221.

9. كان خشب البنتوكسيلون pycnoxylic ويشبه الأراوكاريا.

11. كانت الأعضاء التناسلية الأنثوية مثل التوت المطارد ، وتتكون من حوالي 20 بذرة لاطئة ملحقة بوعاء مركزي ومحاطة بطبقة حجرية ثم طبقة خارجية سمينية توحدها.

12. تشكل الأعضاء التناسلية الذكرية أو microsporophyll & # 8217s دوامة من sporangiophores متفرعة.

13. تم دمج حوامل البوغات الدقيقة بشكل أساسي في هيكل يشبه القرص.

4 - الجذعية العامة للبنتوكسيلا:

(ط) البنتوكسيلون Sahnii:

يعتبر Pentoxylon sahnii و Nipanioxylon guptai من الأجناس الجذعية لـ & # 8220Pentoxyleae & # 8221. بلغ قطر سيقان Pentoxylon sahnii قطرًا من 3 مم إلى 2 سم. تم الإبلاغ دائمًا عن الجذع بالاشتراك مع الأوراق المسماة Nipaniophyllum.

كان وجود خمسة شواهد في مقطع عرضي من الجذع هو السبب الرئيسي لإعطاء اسم البنتوكسيلون للجنس. العديد من البراعم الجانبية القصيرة أو البراعم القزمة كانت موجودة أيضًا على الساق.

احتلت خمسة شواهد (الشكل 7.1) الجزء الأكبر من الجذع في المقطع العرضي. كل شاهدة كان لها كامبيوم خاص بها. كان الكامبيوم نشطًا بشكل موحد في السيقان الصغيرة ، ولكن عند النضج ، تطور المزيد من الأنسجة الثانوية باتجاه المركز ، وبالتالي ظهر الخشب الثانوي غريب الأطوار.

كان اللحاء الأولي والخشب الأولي موجودين باتجاه الجانبين الخارجي والداخلي للكامبيوم ، على التوالي. كما لاحظ ساهني (1948) ستة شواهد ، على الرغم من ندرة ذلك. وفقًا لـ Vishnu-Mittre (1953) ، تباين عدد اللوحات على طول الساق.

كانت هناك خمس حزم أصغر بكثير تتناوب فقط مع الحزم الرئيسية للساق ، أي خمس حُزم. كل حزمة تحتوي على كمية كبيرة من الخشب الثانوي. ربما كانت هذه حزم تتبع الأوراق.

كانت الأشعة النخاعية للنماذج الرئيسية غير متجانسة ، وتفتقر إلى القصبات الهوائية ، وحمة الخشب ، وقنوات الراتنج. يشبه الخشب الثانوي إلى حد كبير خشب أراوكاريا. كانت الحفر ذات الحدود غير المتجانسة أو ثنائية السلسلة موجودة على الجدار الشعاعي للقصائد الهوائية.

(2) نيبانيوكسيلون:

تم اكتشاف هذا الجنس الجذعي لـ Pentoxyleae من قرية Nipania ومن ثم أطلق عليه اسم Nipanioxylon. تقع Village Nipania في Rajmahal Hills ، بالقرب من Dumarchir في منطقة Amrapara (Santhal Parganas) في بيهار (الهند). اختلف Nipanioxylon عن Pentoxylon في امتلاك عدد أكبر من الحزم (steles) ونمو ثانوي أقل تطوراً في الساق. يشبه Nipanioxylon البنتوكسيلون في تفاصيل أخرى.

5. أوراق البنتوكسيلا:

نيبانيوفيلوم:

تم وصف الأوراق تحت اسم Nipaniophyllum raoi. تم العثور عليها مرفقة مع البراعم أو Pentoxylon sahnii. تم وصفهم في الأصل تحت اسم Taeniopteris. كانوا موجودين على البراعم الجانبية القصيرة (الشكل 7.2). كانت كل ورقة بسيطة ، متعرجة ، على شكل شريط ، ولها ضلع وسطي متطور مع العديد من الأوردة الجانبية المتوازية. لم يتم ملاحظة التفرع في الأوردة الجانبية.

على غرار السيكاسيات ، كانت آثار الأوراق تحتوي على نسيج خشبي جاذب وطرد مركزي ، وبالتالي تظهر حالة ثنائية الأكسجين. أبلغ ساهني (1948) عن وجود ثغور متلازمية في Nipaniophyllum لكن Vishnu-Mittre (1953) لاحظ أيضًا وجود نوع Cycadalean من الثغور المتفرعة.

لاحقًا ، شارما (1969) وبوز وآخرون. (1985) لاحظ أن ترتيب الثغور كان شاذًا كما هو الحال في السيكاد ومعظم عاريات البذور الأخرى. كانت الحزم الوعائية في Nipaniophyllum هي السيدة.

6 - الجهاز الحامل للبذور لـ Pentoxyleae:

(ط) الكارنوكونيت:

تم وصف المخاريط الأنثوية أو الأعضاء الحاملة للبذور تحت اسم Carnoconites. تم وصف نوعين (C.claxum و C.laxum). ومع ذلك ، لم يتم الإبلاغ عن كلا النوعين من حيث الارتباط العضوي بجنس الساق البنتوكسيلون ولكن من نفس الصخور.

كانت الأعضاء الحاملة للبذور (الشكل 7.3) متشعبة ووجدت ملتصقة بشكل نهائي على براعم القزم الجانبية. كانت تشبه التوت ، وبلغ طولها حوالي 1.8 سم في Carnoconites Compactum و 3 سم في C. laxum. ومع ذلك ، كانت أضيق في C. laxum.

شوهدت حوالي 20 بويضة لاطئة مثبتة على الوعاء ، ولم تكن هناك موازين بين المنوية. كما لم يتم الإبلاغ عن أي هيكل يشبه sporophyll. على الرغم من هذه الحقائق ، استخدم ساهني (1948) كلمة & # 8216cone & # 8217 لهذه الهياكل. كانت البويضات مغطاة بغلاف واحد. كانت النواة خالية من الغلاف.

(2) Sahnia Nipaniensis:

تم تسمية الأعضاء الدقيقة المحتملة أو الأعضاء الذكرية لـ Pentoxyleae باسم Sahnia nipaniensis بواسطة Vishnu-Mittre (1953). كانوا حاضرين نهائيًا في التصوير ، وانصهروا أساسًا في قرص ضحل (الشكل 7.4). أبلغ Vishnu-Mittre (1953) عن ما يصل إلى 24 من الأعضاء الحاملة لحبوب اللقاح.

يمتلك كل ميكروسبوروفيل العديد من الأبواغ أحادية العين على شكل كمثرى. تم احتلال الموضع النهائي للسبوروفيل أيضًا بواسطة sporangium (الشكل 7.5). كان هناك العديد من حبوب اللقاح أحادية الشكل والقارب في كل ميكروسبورانجيوم.

يكون جنس جدار حبوب اللقاح متجانسًا بينما يوجد nexine في شكل منطقة مظلمة رقيقة. في منطقة الفتحة ، يكون الحيوان البوغ مطويًا للغاية. لاحظ تايلور وأمب تايلور (1987) بعض الصفائح في منطقة الفتحة. التفاصيل الأخرى للزهور الذكورية ليست معروفة بالكامل بعد.

7. تقاربات البنتوكسيل:

تتم مناقشة بعض صلاتهم المحتملة أدناه:

الصلات مع Cycadales:

تتشابه المجموعتان (Pentoxyleae و Cycadophytes) في:

(1) حيازة أثر مباشر للأوراق في البنتوكسيلا وشتلات بعض السيكاسيات ،

(2) تشريح آثار الأوراق في إظهار الطبيعة المزدوجة لحزم الأوعية الدموية ،

(4) أثر رديء في مراحل الشتلات لبعض السيكاسيات الحديثة ،

(5) طبيعة الخشب والتركيبات ،

(6) تمتلك نوعًا مشابهًا إلى حد ما من حبوب اللقاح ، و

(7) هيكل بذورها وسويقاتها.

ومع ذلك ، لا يتم ترتيب حزم الأوعية الدموية في البنتوكسيلون بالطريقة السيكادية. لا يوجد أيضًا تشابه بين الحالة البوليستيلية للبنتوكسيلون والسيكاسيات الحديثة الناضجة.

الصلات مع الصنوبريات:

تتضمن بعض الخصائص التي يشبه فيها البنتوكسيل الصنوبريات وجود:

(2) القصبات الهوائية مع حفر دائرية محاطة بترتيب أحادي أو ثنائي ،

(ثالثا) أشعة الخشب Uniseriate ، و

(4) ازدواج الشكل في سيقان Pentoxylon sahnii والعديد من الصنوبريات.

ومع ذلك ، فإن التشريح العام لجذع البنتوكسيل ليس صنوبريًا على الإطلاق كما ذكر أيضًا ساهني (1948). البنتوكسيلاس هي نباتات نباتية بالكامل (أي أن كلا من الأعضاء الذكرية والأنثوية كانت تحمل على السيقان ، وليس على الأوراق) في حين أن الآلس الصنوبرية عبارة عن نباتات نباتية جزئيًا و stachyospermous.

الصلات مع Medullosaceae:

يشبه البنتوكسيل أيضًا أفراد عائلة Medullosaceae من Palaeozoic Pteridospermales (على سبيل المثال Medullosa) في امتلاك أوعية دموية أولية متعددة السيقان في سيقانهم. كان الخشب الثانوي للبنتوكسيلون pycnoxylic ، وقد تمت مواجهته أيضًا في بعض أنواع Medullosa.

تشبه المجموعتان أيضًا بعضهما البعض في طريقة تفرعهما وكذلك طبيعة شواهدهما. كان النوع الصنوبري من الوصلات موجودًا في سيقان البنتوكسيلون وبعض أنواع النخاع.

الصلات مع Bennettitales:

فيما يلي بعض أوجه التشابه بين Pentoxylales و Bennettitales:

1. وجود الثغور المتلازمية ، بالإضافة إلى تلك المتلازمة.

2. الطبيعة المزدوجة للحزم الوعائية.

3. حوريات البوغ الصغيرة المتهالكة.

4. تشابه سطحي بين أزهار الذكور من كلا المجموعتين.

5. كانت الطريقة التي حملت بها البويضات في البنتوكسيلاس مماثلة لتلك التي تحمل بينيتاليس. ومع ذلك ، فإن المقاييس بين المنوية ، الموجودة في أعضاء Bennettitales ، كانت غائبة في Pentoxylales.

6. طبيعة عضوي عضلي لأعضائهم الذكرية والأنثوية ، أي بدلاً من الأوراق ، كانت هذه الأعضاء تحمل على السيقان.

7. تشترك كلتا المجموعتين في العديد من الشخصيات المشتركة في براعم القزم.

8. كما أن وجود أثر أوراق الشجر المباشر يجعل المجموعتين قريبين تمامًا من بعضهما البعض.

ومع ذلك ، فإن الحالة البوليستيلية لسيقان البنتوكسيلون ونيبانيوكسيلون لا تشبه تلك الموجودة في بينيتاليس. في Pentoxyleae ، كانت sporangiophores منتصبة ، هياكل شعاعية بدون أي جزء معقم.

كانت متفرعة حلزونيا وامتلكت microsporangia أحادية الخلية تشبه الكيس. من ناحية أخرى ، كانت هذه الهياكل مختلفة تمامًا في Bennettitales. لقد قاموا بتدوير sporophyll الظهري المركزي مع جزء معقم و synangium.

الصلات مع بعض المجموعات الأخرى:

في حين أن ازدواج الشكل الجذعي لـ Pentoxylon sahnii هو سمة من سمات الجنكة كما هو الحال أيضًا في الصنوبريات ، فإن الحزم الوعائية ثنائية الأكسجين من Pentoxylales تُرى أيضًا في Cordaitales كما هو الحال أيضًا في Bennettitales. لاحظ Meeuse (1961) العديد من أوجه التشابه بين Pentoxylales و Pandanus (أحد أفراد عائلة Pandanaceae من Monocotyledons) ورأى أن & # 8220Pandanaceae وبعض أحادية الفلقة ذات الصلة & # 8221 قد انحدرت مباشرة & # 8220f من Pentoxylales & # 8221.

الميزات الفريدة للبنتوكسيلاس:

تعتبر المخاريط الأنثوية الشبيهة بالتوت أو اللافتات من البنتوكسيل (Carnoconites Compactum) مع أكثر من عشرين بويضة لاطئة متصلة بوعاء مركزي ميزة فريدة لهذه المجموعة.

علاوة على ذلك ، لم يكن لهذه التداخلات أي مقاييس بين المنوية ، ولا أي شيء يمكن تسميته بالسبوروفيل ، وهي ميزة فريدة مرة أخرى. كانت sporangiophores من Pentoxylales لها فروع مرتبة حلزونيا وكانت sporangia أحادية العين وكذلك نهائية.

8. استنتاج البنتوكسيلس:

في ضوء الميزات الفريدة المذكورة أعلاه ، (على سبيل المثالخشب مشابه لتلك الموجودة في الصنوبرية ، الأوراق وحبوب اللقاح مثل تلك الموجودة في السيكاسيات والسيكاديويدات ، ومخاريط الإباضة التي لم يتم الإبلاغ عنها في أي عاريات البذور الأخرى) وكذلك تشابه البنتوكسيل مع عدة مجموعات من المملكة النباتية ، ساهني & # 8217s (1948) يشير إلى ذلك بنتوكسيلا & # 8220 تحتل مكانة فريدة ومعزولة إلى حد ما & # 8221 ، أو Pentoxyleae & # 8220 هي مجموعة من النباتات التي تتحدى التصنيف & # 8221 ، لا تزال جيدة.

تنتمي هذه المجموعة ، بالطبع ، إلى عاريات البذور ، ولكن لا يزال يتعين القيام بالكثير لتأسيس علاقاتها المتعلقة بالتطور.


ما نعرفه حقًا عن أصل النباتات

في القصة التطورية ، وصلت النباتات في وقت متأخر نسبيًا في تاريخ الأرض. من المفترض أن يكون عمر الحفريات الأولى للنباتات 475 مليون سنة. يتفق أنصار التطور بشكل عام على أن النباتات تطورت من الطحالب التي بدأت ببطء في استعمار الأرض. لا يمكن أن يحدث هذا إلا بعد وجود طبقة أوزون سليمة لحماية النباتات من بعض الأشعة فوق البنفسجية الضارة في الغلاف الجوي. نظرًا لأن هذه كانت أرضًا غريبة ، كان على النباتات أن تتكيف مع المشهد الجديد. كان لابد من تطوير العديد من النظم الرئيسية لمنع الجفاف (الجفاف) في الهواء ، وامتصاص العناصر الغذائية من التربة ، والنمو في وضع مستقيم دون دعم من الماء ، والتكاثر على الأرض.

كل هذه الميزات الجديدة تتطلب معلومات جديدة لترميز إنتاجها. كما ذكرنا سابقًا ، لا توجد آلية يمكنها باستمرار تقديم معلومات جديدة من الطفرات العشوائية في جينومات الأفراد. في حين أن النباتات لديها العديد من التعديلات التي تسمح لها بالنجاح على الأرض ، إلا أن هذه الميزات لا يمكن أن تتطور من خلال التطور. تمت برمجة الميزات العديدة التي تسمح للنباتات بالازدهار في بيئات متنوعة في أنواع النباتات المختلفة عندما خلقها الله. تعتبر وجهة النظر هذه للتكيف اختلافًا رئيسيًا في نماذج التطور والخلق. بغض النظر عن التحيز التطوري والتركيز على العلوم التشغيلية ، يمكننا تعريف التكيف على النحو التالي:

التكيف: سمة أو سلوك جسدي بسبب الخصائص الموروثة التي تمنح الكائن الحي القدرة على البقاء في بيئة معينة.

في علم الأحياء التطوري ، غالبًا ما يتم اكتساب التكيفات عن طريق تعديل الهياكل الموجودة لإنجاز مهام جديدة. في حالة تحول الطحالب إلى نباتات ، فإن الهياكل الموجودة مسبقًا غائبة في الغالب. قليل من الطحالب لها أنسجة متباينة يمكن تكييفها لاستخدام جديد. للتغلب على هذا ، يقترح البعض أن الفطريات غزت الأرض بالنباتات للمساعدة في امتصاص العناصر الغذائية من التربة. هناك الكثير من الأدلة على أن النباتات والفطريات تعيش في علاقات تكافلية اليوم ، ولكن لا يوجد ما يشير إلى أنها تطورت لمساعدة بعضها البعض.

كانت النباتات الأولى التي تطورت هي الطحالب الصغيرة وحشيشة الكبد (الطحالب) ، لكن هذه النهايات المسدودة التطورية لم تؤد إلى نباتات الأسهر الخلوية الشائعة اليوم. تم العثور على المجموعات الثلاث من الطحالب في تسلسل غير متوقع في السجل الأحفوري ، لذلك يجب أن يقبل التطوريون أنها تطورت بشكل منفصل عن بعضها البعض. يُرجح أن يكون السلف هو طحلب متحرك يُعرف باسم "كلوروفيت".

(PH- كامبل 421) يُزعم أن التعديلات الموضحة في هذا الشكل تطورت على مدى ملايين السنين حيث كان على النباتات أن تكتسب ميزات جديدة لتكون قادرة على البقاء على الأرض. ظاهريًا ، تظهر أوجه التشابه بين الطحالب والنبات ، لكن المعلومات المطلوبة لإنتاج الهياكل الجديدة ووظائفها لا يمكن تفسيرها ضمن الإطار التطوري. تم إنشاء كل مجموعة من هذه المجموعات بالميزات والمعلومات التي يحتاجونها للبقاء على قيد الحياة في الظروف التي يعيشون فيها.

من المفترض أن تكون نباتات الأوعية الدموية قد تطورت بشكل منفصل عن الطحالب الأخرى. السراخس ، والطحالب ، وذيل الحصان (نباتات الزاحف) هي أسلاف مشتركة مقترحة للنباتات الوعائية الموجودة بكميات كبيرة اليوم. يوصف العصر الكربوني بأنه يحتوي على سرخس عملاق وأشجار طحلب ، لم ينج منها شيء اليوم. تعد الغابات الشاسعة في Carboniferous مصدرًا للعديد من احتياطيات الفحم والنفط في النموذج التطوري.

الخطوة التالية في القصة التطورية هي تطوير نباتات البذور. أول من تطور هو عاريات البذور ، والنباتات الحاملة للمخروط مثل الصنوبريات ، والجنكة ، والسيكاسيات. كانت لهذه النباتات ميزة تكيفية على النباتات البتيريدية وسيطرت على غابات أواخر عصر الباليوزويك.

أدى تطور الأزهار والبذور المحمية في الفاكهة إلى الفرع التالي ، كاسيات البذور. إنتاج الزهور والفواكه له تكلفة ، لكن هذه التكلفة تفوقها الفوائد. وقد أدت العديد من التكيفات إلى أنواع متنوعة من النباتات المزهرة. إلى جانب هذه التغييرات الجديدة في اكتساب المعلومات ، من المفترض أن العديد من العلاقات التكافلية المعقدة قد تطورت. توجد العديد من العلاقات التكافلية الحصرية بين الفطريات والبكتيريا والحشرات. إذا كانت هذه العلاقات مضطربة ، فإن النباتات إما لا تبقى على قيد الحياة أو تكون أقل قدرة على المنافسة. يبدو أن السيناريو الذي يشرح كيف تتطور العلاقة التكافلية المعقدة هو Catch-22 في السيناريوهات التطورية. إذا لم يكن للنحلة شكل معين ، فلن تتمكن من الوصول إلى الرحيق ، لكنها النحلة الوحيدة ذات الشكل المناسب للجسم لتوزيع حبوب اللقاح للزهرة. إذا لم يكن أحدهما في مكانه ، فلن يبقى الآخر على قيد الحياة ، أو أنه ليس لائقًا مثل منافسيه.

إن وجود الأشجار الحية المتطابقة تقريبًا مع الأنواع الأحفورية ، مثل الجنكة الموضحة هنا وأشجار الصنوبر Wollemi ، يوضح فشل التطور في تقديم تنبؤات مفيدة. تُعد الأشجار الحية والمنقرضة دليلًا على أن التطور يمكنه الحفاظ على الأشياء على حالها لمئات الملايين من السنين أو إجراء تغييرات جذرية - اختر ما يناسبك.

هناك مشكلة أخرى تواجه قصة التطور وهي وجود نباتات أحفورية لم تتغير منذ مئات الملايين من السنين. الانواع الجنكة بيلوبا معروف من الحفريات التي من المفترض أن يكون عمرها 200 مليون سنة. تم اكتشاف "أحفورة حية" أخرى ، وهي صنوبر Wollemi ، مؤخرًا في أستراليا. يعود تاريخ أقدم الحفريات لهذا النبات إلى أكثر من 90 مليون سنة. يجب أن تقبل نظرية التطور البلاستيكية أن هذه النباتات هي دليل على أن القوى التطورية يمكن أن تعمل من خلال الصمود لملايين السنين ، على الرغم من أن التطور يمكن أن يفسر الظهور السريع للأنواع الجديدة. إذا كان التطور يعني أن الأشياء يمكن أن تتطور بسرعة وبطيئة ، فكيف يمكن استخدامها لعمل تنبؤات؟

على الرغم من القصة التطورية المقدمة لتطور النباتات من الطحالب ، فإن ظهور معلومات جديدة ، والعلاقات التكافلية المطلوبة ، وتسلسل الحفريات يشير إلى الخالق. لا يوجد مصالحة بين النموذجين - فالنباتات من صنع الخالق ، وليس بالصدفة والزمن.


النتائج

التنوع الجيني

أنتجت الـ 11 بادئة المختارة للتحليل ما مجموعه 78 نطاق ISSR قابل للتكرار بمتوسط ​​7 & # x000b71 نطاقات لكل جهاز تمهيدي. إجمالاً ، كان هناك 28 علامة متعددة الأشكال (الجدول & # x200B (الجدول 2). 2). كانت النسبة المئوية للمواضع متعددة الأشكال (P) 14 & # x000b721٪ في المتوسط ​​، وتتراوح من 8 & # x000b797٪ (SZ) إلى 20 & # x000b751 & # x000a0٪ (JS) على مستوى السكان و 35 & # x000b790 & # x000a0٪ على مستوى الأنواع (الجدول & # x200B (الجدول 3). 3). من بين 78 فرقة تم تسجيلها ، تم العثور على 69 & # x000a0٪ (54 نطاقًا) في 90 & # x000a0٪ أو أكثر من أفراد العينة ، 27 & # x000a0٪ (21 نطاقًا) تم العثور عليها في 50 & # x0201389 & # x000a0٪ من العينات ، 4 & # تم العثور على x000a0٪ (ثلاثة نطاقات) في أقل من 50 & # x000a0٪ ، ولم يلاحظ أي عدد سكان & # x02010 نطاقات محددة في مجموعة البيانات. الاختلاف ISSR بين السكان الطبيعيين من C. Guizhouensis يبدو أنه كان يرجع أساسًا إلى اختلافات تردد الحمض النووي و # x02010 بدلاً من تثبيت النطاقات الشائعة أو النادرة محليًا. بافتراض هاردي & # x02013 توازن واينبرغ ، والتنوع الجيني Nei & # x02019s (حه) بقيمة 0 & # x000b70597 ، في المتوسط ​​، على مستوى السكان و 0 & # x000b71082 على مستوى الأنواع ، بينما مؤشرات شانون (حا) كانت 0 & # x000b70864 و 0 & # x000b71686 ، على التوالي. من بين المجموعات الـ 12 ، أظهرت JS أعلى مستوى من التباين (حه = 0 & # x000b70884 حا = 0 & # x000b71270) ، بينما أظهر عدد السكان SZ أدنى مستوى (حه = 0 & # x000b70366 حا = 0 & # x000b70531).

الجدول 2.

سمات بادئات ISSR المستخدمة لإنشاء علامات ISSR من 215 فردًا من Cycas guizhouensis مأخوذة من 12 مجموعة

التمهيديتسلسل ، 5 & # x02032 إلى 3 & # x02032عدد الفرق القابلة للتسجيلعدد العصابات متعددة الأشكالبولي التشكل (٪)
807AGAGAGAGAGAGAGAGT7228 & # x000b76
808AGAGAGAGAGAGAGAGC8337 & # x000b75
810GAGAGAGAGAGAGAT7457 & # x000b71
811GAGAGAGAGAGAGAC8112 & # x000b75
813CTCTCTCTCTCTCTCTT300 & # x000b70
835AGAGAGAGAGAGAGYC11545 & # x000b75
836AGAGAGAGAGAGAGYA7114 & # x000b73
840GAGAGAGAGAGAGAGAYT8450 & # x000b70
842GAGAGAGAGAGAGAYG7457 & # x000b71
843CTCTCTCTCTCTCTCTRA6233 & # x000b73
857أكاكاكاكاكاسيج6233 & # x000b73
المجموع 782835 & # x000b79

الجدول 3.

التباين الجيني بين سكان Cycas guizhouensis، كما يتضح من تحليل ISSR. ن، حجم العينة P ، النسبة المئوية للمواقع متعددة الأشكال حه، توقع تغاير الزيجوت حا، مؤشر التنوع شانون & # x02019s

تعداد السكان نصحه (sd)حا (sd)
شبيبة2020 & # x000b7510 & # x000b70884 (0 & # x000b71796)0 & # x000b71270 (0 & # x000b72579)
كنتاكي1615 & # x000b7380 & # x000b70668 (0 & # x000b71595)0 & # x000b70961 (0 & # x000b72282)
LL2014 & # x000b7100 & # x000b70551 (0 & # x000b71426)0 & # x000b70807 (0 & # x000b72064)
LP2215 & # x000b7380 & # x000b70720 (0 & # x000b71704)0 & # x000b71016 (0 & # x000b72402)
LX1611 & # x000b7540 & # x000b70500 (0 & # x000b71405)0 & # x000b70719 (0 & # x000b72014)
ML2016 & # x000b7670 & # x000b70698 (0 & # x000b71588)0 & # x000b71013 (0 & # x000b72295)
MZ2215 & # x000b7380 & # x000b70637 (0 & # x000b71524)0 & # x000b70928 (0 & # x000b72206)
SZ68 & # x000b7970 & # x000b70366 (0 & # x000b71217)0 & # x000b70531 (0 & # x000b71744)
تكساس1916 & # x000b7670 & # x000b70687 (0 & # x000b71577)0 & # x000b71000 (0 & # x000b72276)
WF1410 & # x000b7260 & # x000b70426 (0 & # x000b71298)0 & # x000b70619 (0 & # x000b71865)
س ص2011 & # x000b7540 & # x000b70492 (0 & # x000b71396)0 & # x000b70710 (0 & # x000b71999)
YP2014 & # x000b7100 & # x000b70531 (0 & # x000b71366)0 & # x000b70789 (0 & # x000b72002)
يعني (sd) 14 & # x000b721 (3 & # x000b721)0 & # x000b70597 (0 & # x000b70145)0 & # x000b70864 (0 & # x000b70206)

التمايز الجيني

هناك تمايز كبير بين سكان C. guizhuoensis. معامل التمايز الجيني بين السكان (جيشارع، المقدرة بتقسيم إجمالي التنوع الجيني) كانت 0 & # x000b74321. تتوافق هذه النتيجة مع نوع البنية الجينية التي تنبأ بها تحليل مؤشر التنوع Shannon & # x02019 ، والذي اقترح أنه تم تقسيم 48 & # x000b775 & # x000a0 ٪ من التباين الإجمالي بين المجموعات السكانية. الهويات الجينية (أنا) بين السكان تختلف من 0 & # x000b79104 إلى 0 & # x000b79828 ، بمتوسط ​​0 & # x000b79473 & # x000b1 & # x000a00 & # x000b70176 (الجدول & # x200B (الجدول 4). 4). مستوى تدفق الجينات بين السكان (نانومتر) يقدر بـ 0 & # x000b73286 فردًا لكل جيل ، مما يشير إلى وجود معدل هجرة منخفض بين السكان.

الجدول 4.

مقاييس Nei & # x02019s (1972) الأصلية للهوية الجينية (فوق القطر) والمسافة الجينية (أقل من القطر)

شبيبةكنتاكيLLLPLXMLMZSZTXWFس صYP
شبيبة& # x020130 & # x000b793190 & # x000b793150 & # x000b794030 & # x000b792140 & # x000b793450 & # x000b793390 & # x000b793930 & # x000b791040 & # x000b793940 & # x000b792370 & # x000b79269
كنتاكي0 & # x000b70705& # x020130 & # x000b792770 & # x000b794200 & # x000b794770 & # x000b794440 & # x000b793140 & # x000b794620 & # x000b794060 & # x000b796370 & # x000b796070 & # x000b79660
LL0 & # x000b707100 & # x000b70751& # x020130 & # x000b792640 & # x000b795770 & # x000b795270 & # x000b792580 & # x000b793590 & # x000b795720 & # x000b795720 & # x000b794480 & # x000b79583
LP0 & # x000b706160 & # x000b705980 & # x000b70765& # x020130 & # x000b793900 & # x000b797180 & # x000b792140 & # x000b793400 & # x000b794360 & # x000b795670 & # x000b795010 & # x000b79402
LX0 & # x000b708190 & # x000b705370 & # x000b704320 & # x000b70629& # x020130 & # x000b795490 & # x000b792880 & # x000b796710 & # x000b795210 & # x000b797810 & # x000b797440 & # x000b79685
ML0 & # x000b706780 & # x000b705720 & # x000b704840 & # x000b702860 & # x000b70462& # x020130 & # x000b793070 & # x000b794930 & # x000b794690 & # x000b797000 & # x000b797050 & # x000b79557
MZ0 & # x000b706840 & # x000b707100 & # x000b707710 & # x000b708190 & # x000b707390 & # x000b70718& # x020130 & # x000b794140 & # x000b791630 & # x000b794490 & # x000b792850 & # x000b79245
SZ0 & # x000b706260 & # x000b705530 & # x000b706630 & # x000b706820 & # x000b703340 & # x000b705200 & # x000b70604& # x020130 & # x000b792820 & # x000b797850 & # x000b796190 & # x000b79546
TX0 & # x000b709390 & # x000b706130 & # x000b704380 & # x000b705810 & # x000b704900 & # x000b705450 & # x000b708740 & # x000b70745& # x020130 & # x000b795610 & # x000b796000 & # x000b79669
WF0 & # x000b706250 & # x000b703690 & # x000b704370 & # x000b704430 & # x000b702220 & # x000b703040 & # x000b705670 & # x000b702170 & # x000b70449& # x020130 & # x000b798280 & # x000b79748
س ص0 & # x000b707940 & # x000b704010 & # x000b705680 & # x000b705120 & # x000b702590 & # x000b703000 & # x000b707420 & # x000b703890 & # x000b704080 & # x000b70174& # x020130 & # x000b79789
YP0 & # x000b707590 & # x000b703460 & # x000b704260 & # x000b706170 & # x000b703200 & # x000b704530 & # x000b707850 & # x000b704650 & # x000b703360 & # x000b702550 & # x000b70213& # x02013

لا توجد علاقة معنوية بين التمايز الجيني والمسافة الجغرافية (ص = 0 & # x000b75132 ، ص = 0 & # x000b7008) باستثناء المجموعات السكانية الثلاثة WF و XY و YP (ص = 0 & # x000b79727 ، ص = 0 & # x000b7008) (الشكل & # x200B (الشكل 2) ، 2) ، حيث كانت المسافات الفاصلة حوالي 7 & # x000a0km فقط.

الصورة 2. UPGMA dendrogram على أساس المسافة الجينية Nei & # x02019s (1972).


يسعدنا الإعلان عن نشر العدد الأخير من CYCADS ، النشرة الإخبارية الرسمية لمجموعة IUCN / SSC Cycad Specialist Group. يرجى الاطلاع على الداخل للحصول على التحديثات الهامة في الحفاظ على السيكاد.

علم الأحياء والحفظ Cycad: المؤتمر الدولي التاسع حول Cycad Biology انه متاح الان!

للمحتويات ومعلومات الطلب ، بما في ذلك الوصول عبر الإنترنت ، يرجى الاطلاع على هذا الرابط. تعرب CSG عن امتنانها لمطبعة NYBG لإنتاج هذا المجلد. سيتلقى المؤلفون المراسلون نسخة مشحونة من مركز مونتغمري النباتي.

يسلط مقطع فيديو من The New York Botanical Garden الضوء على المساهمات المهمة لهذا الكتاب الجديد:


Cycadales: التاريخ والشخصيات والأجناس | عاريات البذور

تتكون السيكاسيات من 11 جنسًا حيًا وأكثر من 100 نوع ، موزعة في كل من المناطق الاستوائية والمعتدلة الدافئة من العالم. ظهرت لأول مرة في العصر الترياسي العلوي ، وهي موجودة حتى اليوم. هذا يشير بوضوح إلى أنها نباتات قديمة للغاية.

سيوارد (1933) ذكر ذلك & # 8220 يمكن تسمية cycads اليوم بحق & # 8220 أحافير حية & # 8221 لأنها تنحدر من الماضي البعيد مع القليل من التغيير لدرجة أنه إذا تم إحضار رجل من العصر الطباشيري اليوم ، فسوف يتعرف بسهولة على أشكال الحياة الحديثة اليوم & # 8221.

السيكاسيات هي نباتات خشبية تشبه أشجار النخيل عند المراقبة غير الرسمية. لديهم جذع أسطواني ممتلئ الجسم له تاج من أوراق شبيهة بالنخيل كبيرة جدًا. لديهم بذور عارية على أوراق معدلة (sporophylls) وبالتالي فهي عاريات البذور الحقيقية.

الشخصيات العامة للسايكادياليس:

1. جسم النبات بوغي ، ويتم تمييز الطور البوغي إلى جذور متطورة وعمودية وأوراق جذعية غير متفرعة وأوراق مركبة بشكل ريشي.

2. يظهر الأعضاء شخصيات زيروفيتية. نمو السيكاسيات في ظل ظروف الجفاف بطيء للغاية. تشير التقديرات إلى أن نبات Dioon ينمو فقط من 2 إلى 2.5 متر في ألف عام في ظل الظروف الطبيعية.

3. الأوراق الشابة تظهر تدليلاً دائريًا.

5. توجد قنوات الصمغ في اللب وكذلك في القشرة.

6. تتبع الأوراق مزدوج

7. النباتات ثنائية المسكن دون استثناء ، والأعضاء التناسلية بشكل عام في شكل مخاريط.

8. المخاريط بشكل عام نهائية أو جانبية في الموضع.

9. في المخاريط الذكرية ، يتم ترتيب microsporophyll & # 8217s على محور مخروطي ، وتشكل هيكلًا مضغوطًا.

10. يتم ترتيب Microsporangia على الجانب المحوري من microsporophyll & # 8217s.

11 يتم ترتيب سوط الحيوانات المنوية في عصابات لولبية. الأمشاج الذكرية كبيرة جدًا. يبلغ طول هذه المقاييس 80 ميكرومتر في Microcycas و 180-210 ميكرومتر في Cycas revoluta و 400 ميكرومتر (الأكبر) في Chigua.

12. Megasporophylls هي هياكل شبيهة بأوراق الشجر ، ويكون الجزء العلوي منها معقمًا. يتم ترتيب عدة بويضات (2-8) في المنطقة الوسطى من الضخامة الضخمة.

13. البويضات متقشرة.

14. النسيج الإنشائي القمي في جميع السيكاسيات ضخم للغاية.

جينيرا من سيكادياليس:

فيما يلي قائمة بجميع الأجناس الحية الأحد عشر من السيكاداليز مرتبة أبجديًا: بوينيا (الشكل 8.1 أ) ، سيراتوزاميا ، شيغوا ، سيكاس (الشكل 8.1 ب) ، ديون (الشكل 8.1 ج) ، إنسيفارتوس ، ليبيدوزاميا ، ماكروزاميا ، Microcycas ، Stangeria (الشكل 8.1 هـ) وزاميا (الشكل 8.1 د).

تعرف جونسون (1959) على Lepidozamia بثلاثة أنواع. ومع ذلك ، رأى Pant (1973) أنه يجب معاملة Lepidozamia فقط كقسم أو جنس فرعي من Macro-zamia. تم الإبلاغ عن Chigua مؤخرًا بواسطة Stevenson (1990) من أمريكا الجنوبية. وهكذا يتم الآن تمثيل السيكاداليز بـ 11 جنسًا.

نسالة السيكاديالس:

أصل Cycadales من Pteridospermales:

يسمى التاريخ التطوري لكائن حي أو لمجموعة تصنيفية من الكائنات الحية نسالة. بشكل عام ، يُعتقد أن Cycadales نشأت من بعض أعضاء Pteridospermales ، والتي تسمى أيضًا Cycadofilicales أو المعروفة باسم & # 8220seed ferns & # 8221.

آراء بعض العمال ، الذين يدعمون أصل Cycadales من Pteridosperms ، مذكورة أدناه:

على أساس الدراسات التشريحية التفصيلية للعديد من السيكاسيات ، رأى Worsdell (1906) أن Cycadales نشأت من بعض أعضاء Medullosaceae ، وهي عائلة من Pteridospermales ، والتي امتدت من العصر الكربوني العلوي إلى العصر البرمي. ووفقًا له ، فإن السيكاسيات تنحدر من Medullosa stellata التي تحتوي جذعها على أسطوانة وعائية مخروطية.

تم فقد الأجزاء الجاذبة المركزية للحلقات النجمية من M. stellata بشكل تدريجي ، مما أدى في النهاية إلى خسارة كاملة للحلقات النجمية المركزية. كان هناك أيضًا تشابه وثيق بين تنظيم الأوعية الدموية لـ Cycas siamense و Medullosa porosa.

يحدث الخشب الثانوي في شكل حلقات متتالية في كل من السيكاديالس و Medullosaceae. كما تم دعم عرض Worsdell & # 8217s لسلف Medullosan من Cycadales من قبل Stewart و Delevoryas (1956) في مقالة مفصلة في Botanical Review.

لقد طرح سكوت (1909) وجهة النظر القائلة بأن حالة السيكاسيات النفاذة نشأت من الحالة الأحادية لبعض أفراد عائلة Lyginopteridaceae من Pteridospermales ، وأيدها فيما بعد أرنولد (1953) في مقال نُشر في Phyto-morphology.

وفقًا لـ De-Fraine (1912) أعضاء مثل Sutcliffa ، أدى ذلك إلى ظهور الأشكال متعددة الأشكال مثل Medullosaceae من جهة و Cycadales و Lyginopteridaceae على طول خط تطور آخر. لقد اعتبرت أن ساق Sutcliffa يمتلك بروتيستيليًا كبيرًا في موقع مركزي محاط بالعديد من اللوحات الصغيرة الحجم ، وهذا يظهر تشابهًا واضحًا مع كل من Pteridospermales البوليستيلي وكذلك الأحادي.

وفقًا لـ Tailor (1969) نشأت Cycadales من بعض أعضاء Palaeozoic Pteridospermales بسبب وجود بعض أوجه التشابه المحددة في كلتا المجموعتين. تشمل أوجه التشابه هذه وجود قشرة دائمة متطورة جيدًا وقنوات الصمغ وخشب مانوكسيليك وخشب جاذب مركزي وهيكل البويضة في كلتا المجموعتين.

دعا ماماي (1969) إلى أصل حقب الحياة القديمة من السيكاداليز بسبب اكتشافه لبعض أنواع النباتات الضخمة التي تشبه السيكاسيات من فترة العصر البرمي السفلي من العصر الباليوزوي. كان لهذه الطيور الضخمة صفائح نهائية بعيدة ونهايتها القريبة تحمل صفين من البويضات ، كما توجد أنواع مماثلة من الضخامة الضخمة أيضًا في العديد من أنواع السيكاس هذه الأيام.

على الرغم من التشابه الوثيق بين Cycadales و Pteridospermales ، فإن هؤلاء الأعضاء يظهرون أيضًا أوجه تشابه واختلاف مع عاريات البذور الأخرى ، مثل Bennettitales و Pentoxylales و Cordaitales وحتى Ginkgoales.

تتم مناقشة بعض منها أدناه:

تشابه Cycadales مع Bennettitales:

Bennettitales ، وهي مجموعة من عاريات البذور الأحفورية ، عولجت من قبل العديد من العمال السابقين تحت Cycadophyta بسبب تشابهها الوثيق مع السيكاسيات. تم تسمية ترتيب Bennettitales باسم Cycadeoideales.

بعض أوجه التشابه الوثيق بين Cycadales و Bennettitales مذكورة أدناه:

1. السعف في كلتا المجموعتين مركب ريشي وشبيه السيكاد.

2. الجذع في كلاهما قصير ويظل مغطى بدرع من قواعد الأوراق الثابتة.

3. اللحاء متطور بشكل جيد وضخم في كليهما.

4. Pith كبير جدًا في كل من Cycadales و Bennettitales.

5. الخشب الثانوي مانوكسيليك في كلتا المجموعتين.

6. يكون الجنين ثنائي الفلقة.

7. كلا من Cycadales و Bennettitales (مثل Williamsonia) ثنائي المسكن.

8. تكون الثمار ثنائية الجنس في كل من السيكاداليس وبينيتاليس (على سبيل المثال ويليامسونيا).

9. على غرار Bennettitales ، تمتلك بعض أنواع Cycas synangia bisporangiate.

على الرغم من أوجه التشابه هذه ، تظهر Cycadales اختلافات محددة عن Bennettitales.

أوجه التشابه والاختلاف في Cycadales و Pentoxylales:

يشبه كل من Cycadales و Pentoxylales بعضهما البعض في إظهار:

(2) وجود كل من الثغور المتلازمة وحيدة الخلية ،

(3) وجود كل من نسيج الخشب بالطرد المركزي والجذب في آثار أوراقها ،

(4) وجود حفر ذات حدود دائرية على الجدران الشعاعية لقصيباتها ،

(5) الأعضاء التناسلية للجنسين ، و

(6) نوع أحادي من الشركات الصغيرة.

توجد بعض الاختلافات اللافتة للنظر بين السيكاداليس والبنتوكسيلاس في:

(ط) ورقة (بسيطة في البنتوكسيل ومركب في سيكادياليس) ،

(2) الخشب (pycnoxylic في Pentoxylales و manoxylic في Cycadales) ،

(3) شاهدة (بوليستيليك في البنتوكسيلس و monostelic في سيكادياليس) ،

(4) تنظيم ستروبيلي من الذكور والإناث ، و

(5) البويضات (تظل العناصر المدمجة خالية من النواة في البنتوكسيلاس بينما تظل مندمجة مع النواة في السيكاداليس).

تشابه Cycadales مع Cordaitales:

تشبه Cycadales أعضاء من رتبة الحفريات Cordaitales في امتلاك:

(2) لب كبير وقشرة في الجذع ،

(3) وفرة الصلبة وحزم الأوعية الدموية في الأوراق ،

(4) تكامل واحد مع ثلاث طبقات متميزة في البويضة ، و

(5) التشابه في الأوعية الدموية للبويضة وهيكل البذور

ومع ذلك ، فإن الكورديتالات تختلف عن السيكاداليز في وجود خشب بيكنوكسيليك وأوراق بسيطة ومركب ستروبيلي.


مقدمة

في الحيوانات ، يعبر كل نوع من الخلايا المتمايزة عن مجموعة فريدة من الجينات ، مما يؤدي إلى مجموعة مميزة من البروتينات التي تضفي معًا هويتها. تقوم هذه البروتينات بتجهيز الخلية للوظائف المحددة التي تحتاجها لأداء دورها داخل حيوان معقد. تقدم الحيوانات المنوية مثالًا رائعًا على كيفية تضافر التخصصات المتعددة لتعزيز وظيفة واحدة مميزة - توصيل نواة الذكر إلى البويضة لإنتاج زيجوت مخصب. أحد التخصصات هو أن كروماتين الحيوانات المنوية قد تم ضغطه للتحضير لإيصاله إلى البويضة ، مما أدى إلى إسكات النسخ [1 ، 2]. نتيجة لذلك ، يجب إجراء تغييرات في النمط الظاهري للحيوانات المنوية أو سلوكها دون نسخ جيني جديد. التخصص الثاني هو أن الحيوانات المنوية غير النشطة من العديد من الأنواع يتم تخزينها حتى القذف ، عندما تخضع لانتقالات مثيرة بعد الانقسام تسمى تنشيط الحيوانات المنوية ، أو السعة ، أو تكوين الحيوانات المنوية [3 ، 4]. في هذه العملية ، يصبح الحيوان المنوي غير المتحرك حيوانًا منويًا متحركًا وناضجًا. التنشيط المنظم بدقة يحافظ على الطاقة حتى تكون هناك حاجة إليها لدفع الحركة والتخصيب.

تتضمن المراحل المبكرة فقط من تكوين الحيوانات المنوية تغييرات في التعبير الجيني ، وبالتالي يحدث تنشيط الحيوانات المنوية في الخلايا ذات النوى الصامتة نسبيًا. نظرًا لأن المسارات الراسخة مثل wnt ، والقنفذ ، ومستقبلات التيروزين كيناز ، و TGFβ ، و Notch لا يبدو أنها تتوسط في التنشيط ، فمن المرجح أن تستخدم الحيوانات المنوية مسارات إشارات جديدة للحث على هذا النمط الظاهري. ولأن تنشيط الحيوانات المنوية منتشر على نطاق واسع في الحيوانات ، فإن الآليات التي تتحكم فيه قد تكون قديمة ومحفوظة. حتى الآن ، لا تزال هذه الآليات غير مفهومة بشكل جيد.

الديدان الخيطية أنواع معينة انيقة مثالي لدراسات تمايز الحيوانات المنوية وتنشيطها. في هذا النوع ، تكون الحيوانات المنوية غير النشطة مستديرة وغير قابلة للحركة ، مع عضيات غشائية تقع أسفل غشاء البلازما [5]. أثناء التنشيط ، تندمج هذه العضيات مع غشاء البلازما ، ويتم إعادة تنظيم بروتين الحيوانات المنوية الرئيسي (MSP) في خيوط تولد كاذبة للزحف. هذه الحركة الأميبية شائعة في الحيوانات المنوية للديدان الخيطية ويمكن تكييفها مع الأسطح المطوية للأنثى أو المسالك التناسلية الأنثوية.

أدت الاختبارات الجينية الأمامية للحيوانات المعقمة إلى تحديد العديد من الجينات الضرورية لخطوة واحدة أو أكثر من خطوات تطور الحيوانات المنوية في ج. ايليجانس [6 ، 7]. حدد التحليل الجزيئي لهذه الجينات البروتينات التي تشارك في مسارين متميزين لنقل الإشارات ينظمان تنشيط الحيوانات المنوية [4]. يتم تشغيل أحد هذه المسارات عن طريق إفراز بروتياز التربسين [8] ، لكن إشارة المسار الآخر تظل بعيدة المنال. على الرغم من التعرف على العديد من المواد الكيميائية التي يمكن أن تنشط الحيوانات المنوية في المختبر [9 ، 10] ، إلا أنها لم تحل هذه المشكلة. نوضح هنا أن ناقل الزنك ZIPT-7.1 يلعب دورًا مهمًا في مسار تنشيط الحيوانات المنوية الثاني.

لتحديد الجينات الجديدة المشاركة في بيولوجيا الحيوانات المنوية ، قمنا بتحليل الطفرات التي تسبب الخنثى لتصبح عقيمة ذاتية. الطفرات الجديدة hc130 و as42 يسبب فقدان الوظيفة في zipt-7.1، مما يؤدي إلى عقم جزئي أو كامل في كلا الجنسين. يرجع هذا العيب إلى فشل تنشيط الحيوانات المنوية ، وهي وظيفة محفوظة في الديدان الخيطية ذات الصلة ج. الاستوائية. بروتين ZIPT-7.1 مماثل لبروتين ZIP7 للثدييات ، وهو ناقل الزنك من عائلة ZIP. أكدنا ذلك ج. ايليجانس يمكن أن يعمل ZIPT-7.1 كمستورد انتقائي للزنك في الخلايا المستنبتة. علاوة على ذلك ، يتم التعبير عن ZIPT-7.1 في خط جرثومة الديدان الخيطية ، بما يتوافق مع وظيفة في الحيوانات المنوية. تشير الدراسات الجينية إلى أنها تتفاعل مع الجينات الأخرى المشاركة في تنشيط الحيوانات المنوية وتعمل في اتجاه مجرى النهر SPE-6. أخيرًا ، يمكن لـ ZIPT-7.1 ربط presenilin SPE-4.

وبالتالي ، نقترح نموذجًا جديدًا لتنشيط الحيوانات المنوية. في الحيوانات المنوية ، يتم توطين ZIPT-7.1 غير النشط في العضيات الغشائية ، والتي تحتوي على مستويات أعلى بكثير من الزنك من السيتوبلازم. عندما يتم تشغيل التنشيط ، فإن الإشارة المنقولة بواسطة مجموعة البروتينات SPE-8 تعارض SPE-4 و SPE-6. مع انخفاض وظيفتها ، يصبح ZIPT-7.1 نشطًا وينقل الزنك إلى السيتوبلازم. تعزز الزيادة الناتجة في الزنك السيتوبلازمي التغيرات المظهرية التي تميز التنشيط ، بما في ذلك الحركة. وبالتالي ، فإن إطلاق الزنك من المخازن الداخلية هو جزء أساسي من عملية نقل الإشارة التي تتوسط في تنشيط الحيوانات المنوية.

هذه الاكتشافات لها آثار مهمة على مجالات بيولوجيا الزنك وتنشيط الحيوانات المنوية. الزنك ضروري لجميع أشكال الحياة وله وظائف راسخة كعامل مساعد للعديد من البروتينات. يعد الارتباط بالزنك ضروريًا للبنية الثلاثية للعديد من هذه البروتينات ، مثل عوامل نسخ أصابع الزنك ، كما أن ارتباط الزنك بالعديد من الإنزيمات أمر بالغ الأهمية للحفز. على الرغم من أنه قد تم اقتراح أن التغييرات في تركيز الزنك في حجرات معينة قد يكون لها تأثيرات رسول ثانٍ ، فقد كان من الصعب إثبات هذا النوع من الإشارات. الإعداد الأفضل هو إطلاق الزنك خارج الخلية أثناء انتقال متشابك ، والذي يغير تركيز الزنك في الشق المشبكي [11]. على النقيض من ذلك ، لا توجد أمثلة على إشارات الزنك التي تتحكم في مصير الخلية وتطورها. إن إظهارنا أن إشارة الزنك تتحكم في تنشيط الحيوانات المنوية تضع إشارات الزنك في سياق بيولوجي محدد ، حيث لا يمكن التوسط في التغييرات في هوية الخلية عن طريق التغييرات في التعبير الجيني. علاوة على ذلك ، حددنا ناقل الزنك الذي يعد مركزيًا في عملية التنشيط هذه. أخيرًا ، تُظهر اكتشافاتنا أن نقل الإشارة باستخدام الزنك يمكن أن يتحكم في كيفية تمايز الخلايا أثناء التطور.


Donaldson JS (1997) هل هناك تبادل لطفيلي الأزهار في تلقيح السيكاد؟ بيولوجيا التلقيح إنسيفارتوس الزغابات (Zamiaceae). Am J Bot 84: 1398-1406

Hayes JL ، Strom BL (1994) 4-Allylanisole كمثبط لتجمع خنفساء اللحاء (Coleoptera: Scolytidae). J Econ Entomol 87: 1586–1594

Hayes JL ، Strom BL ، Roton LM ، Ingram Jr LL (1994) خصائص طاردة للمركب المضيف 4-allylanisole لخنفساء الصنوبر الجنوبية. J Chem Ecol 20: 1595–1615

Hill KD (1994) سيكاس رمفي (Cycadaceae) في غينيا الجديدة وغرب المحيط الهادئ. أوست سيست بوت 7: 543-567

Hill KD ، Stevenson DW ، Osborne R (2004) القائمة العالمية للسيكاسيات. بوت القس 70: 274 - 298

جونز DL (2002) Cycads of the World ، الطبعة الثانية. مطبعة مؤسسة سميثسونيان ، واشنطن العاصمة

جوزيف GR ، Kelsey G. ، Peck RW ، Niwa CG (2001) استجابة بعض السكوليتيدات والحيوانات المفترسة للإيثانول و 4-allylanisole في غابات الصنوبر في وسط ولاية أوريغون. J كيم Ecol 27: 697-715

Kato M (2000) مجتمع الحشرات الأنثوفيلي وتفاعلات ملقحات النبات في جزر أمامي في أرخبيل ريوكيو ، اليابان. كونتر بيول لاب كيوتو جامعة 29: 157-252

Keppel G (2001) ملاحظات حول التاريخ الطبيعي لـ سيكاس lookannii (سيكاداسي). S Pac J Nat Sci 19: 35–41

Knudsen JT ، Tollsten L (1993) الاتجاهات في كيمياء رائحة الأزهار في متلازمات التلقيح: تركيبة رائحة الأزهار في الأصناف الملقحة بالعثة. شركة Bot J Linn Soc 113: 263–284

Knudsen JT ، Tollsten L (1995) رائحة الأزهار في النباتات الملقحة بالخفافيش: حالة تطور متقارب. شركة Bot J Linn Soc 119: 45–57

Knudsen JT ، Tollsten L ، Bergström LG (1993) روائح الأزهار - قائمة مرجعية للمركبات المتطايرة المعزولة بتقنيات مساحة الرأس. كيمياء النبات 33: 253-280

Lampman RL ، Metcalf RL (1988) الاستجابة المقارنة لـ ديابروتيكا النيابة. (غمدية الأجنحة: Chrysomelidae) للجاذبات المتطايرة. بيئة Entomol 17: 644-648

Lampman RL ، Metcalf RL ، Andersen JF (1987) الجاذبات شبه الكيميائية لـ Diabrotica undecimpunctata هواردي حلاق ، دودة جذر الذرة الجنوبية ، و ديابروتيكا فيرجيفيرا فيرجيفيرا leconte ، دودة جذر الذرة الغربية (غمدية الأجنحة: Chrysomelidae). J كيم Ecol 13: 959-975

Lance DR (1990) العوامل المؤثرة في اصطياد خنافس دودة جذر الذرة (غمدية الأجنحة: Chrysomelidae) في الفخاخ المطعمة بجاذبات غير فرمونية. بيئة Entomol 19: 882 - 889

Lance DR، Elliott NC (1991) الاستجابات الموسمية لخنافس دودة جذر الذرة (Coleoptera: Chrysomelidae) للجاذبات غير الفرمونية. J Entomol Sci 26: 188–196

Leung AY، Foster S (1996) موسوعة المكونات الطبيعية الشائعة المستخدمة في الأغذية والأدوية ومستحضرات التجميل ، الطبعة الثانية. وايلي ، نيويورك

Metcalf RL ، Lampman RL (1989) نظائر Estragole كجاذبات لديدان جذر الذرة (Coleoptera: Chrysomelidae). J Econ Entomol 82: 123-129

Mound LA ، Terry I (2001) تلقيح تريبس من سيكاد أستراليا الوسطى ، ماكروزاميا ماكدونيلي (سيكادياليس). Int J Plant Sci 162: 147-155

Norstog KJ ، Stevenson DW ، Niklas KJ (1986) دور الخنافس في تلقيح زاميا فورفورسيا (Zamiaceae). Biotropica 18: 300-306

Niklas KJ ، Norstog K (1984) الديناميكا الهوائية وأنماط ترسيب حبوب اللقاح على سيكاد ميجاستروبيلي: الآثار المترتبة على تكاثر ثلاثة أجناس سيكاد (سيكاس, ديون، و زاميا). بوت جاز 145: 92-104

Oberprieler RG (1999) النظاميات وتطور جنس سوسة المرتبط بسيكاد Apinotropis الأردن (غمدية الأجنحة: Anthribidae). Afr Entomol 7: 1–33

Ornduff R (1991) فئات الحجم والسلوك الإنجابي وشركاء الحشرات سيكاس وسائط (Cycadaceae) في أستراليا. بوت غاز 152: 203-207

Ornduff R (1992) ملامح المخروط والفينولوجيا الورقية ، وفئات الحجم ، وشركاء الحشرات سيكاس ارمسترونجى (Cycadaceae) في الإقليم الشمالي ، أستراليا. Bull Torrey Bot Club 119: 39-43

Pellmyr O، Thien LB (1986) تكاثر الحشرات والعطور الزهرية: مفاتيح تطور كاسيات البذور؟ تصنيف 35: 76-85

Pellmyr O ، Tang W ، Groth I ، Bergström G ، Thien LB (1991) مخروط Cycad و كاسيات البذور المتطايرة الأزهار: استنتاجات لتطور التلقيح من الحشرات. Biochem Syst Ecol 19: 623-627

van der Pijl L (1961) الجوانب البيئية لتطور الأزهار. II. فصول الزهور Zoophilous. تطور 15: 44-59

Raguso RA ، Pichersky E (1999) يوم في حياة جزيء اللينالول: الاتصال الكيميائي في نظام ملقحات النبات. الجزء 1. التخليق الحيوي لينالول في النباتات المزهرة. الأنواع النباتية بيول 14: 95-120

Rappaport NG، Stein JD، Del Rio Mora AA، Debarr G، De Groot P، Mori S (2000) ردود كونوفثوروس النيابة. (غمدية الأجنحة: Scolytidae) للمواد الكيميائية السلوكية في التجارب الميدانية: منظور عابر للقارات. يمكن Entomol 132: 925-937

Rattray G (1913) ملاحظات حول تلقيح بعض السيكاسيات في جنوب إفريقيا. عبر R Soc S Afr 3: 259-270

Tang W (1987a) تلقيح الحشرات في السيكاد زاميا بوميلا (Zamiaceae). Am J Bot 74: 90-99

Tang W (1987b) الإنتاج الحراري في أقماع السيكاد. بوت جاز 148: 165–174

Tang W ، Oberprieler RG ، Yang S-L (1999) Beetles (Coleoptera) في الأقماع الآسيوية سيكاس: التنوع ، والأنماط التطورية ، والآثار المترتبة على سيكاس التصنيف. في: Chen C-J (محرر) علم الأحياء وحفظ السيكاسيات. وقائع المؤتمر الدولي الرابع لبيولوجيا السيكاد. الأكاديمية الدولية ، بكين ، ص ٢٨٠-٢٩٧

تيري الأول (2001) تريبس والسوس كملقحات مزدوجة متخصصة من السيكاد الأسترالي ماكروزاميا البلدية (Zamiaceae). Int J Plant Sci 162: 1293-1305

Terry I ، Moore CJ ، Forster PI ، Walter GH ، Machin PJ ، Donaldson JD (2004a) ماكروزاميا: نوعية المواد المتطايرة المخروطية والملقحات. في: Lindstrom A (محرر) وقائع المؤتمر الدولي السادس لبيولوجيا السيكاد ، باتايا ، تايلاند. 2002. حديقة نونغ نوتش الاستوائية النباتية ، تايلاند ، ص 155 - 169

Terry I ، Moore CJ ، Walter GH ، Forster PI ، Roemer RB ، Donaldson JD ، Machin PJ (2004b) رابطة التوليد الحراري المخروطي والمواد المتطايرة مع خصوصية الملقحات في ماكروزاميا السيكاسيات. Plant Sys Evol 243: 233–247

Terry I ، Walter GH ، Donaldson JS ، Snow E ، Forster PI ، Machin PJ (2005) Pollination of Australian ماكروزاميا السيكاسيات (Zamiaceae): فعالية وسلوك نواقل متخصصة في التبادلية التابعة. Am J Bot 92: 931-940

Yang S-L ، Tang W ، Hill KD ، Vatcharakorn P (1999) سيكاس برانبورينسيس (Cycadaceae) ، سيكاد جديد من تايلاند. بريتونيا 51: 44-47


7.1: السيكاسيات - علم الأحياء


7.1. مادة الاحياء

البراغيث عبارة عن حشرات تكون أجسامها مفلطحة جدًا بشكل جانبي والتي تمكنها أرجلها الخلفية المتطورة للغاية من القفز 10 سم في الارتفاع و 15 سم في المسافة. أجزاء فمهم مهيأة لامتصاص دم الثدييات والطيور. تحتوي البراغيث على أربع مراحل نمو: البيض ، واليرقة ، والعذارى ، والبالغ. يتم وضع البيض في فراش المضيف وعلى أرضية المساكن. تتغذى اليرقة التي تشبه الدودة على الحطام المتنوع من المضيف. يمكن أن يعيش البرغوث من شهر إلى أربعة أشهر دون إطعام ، ولكن يمكنه البقاء على قيد الحياة لمدة تصل إلى 17 شهرًا إذا كان يأخذ وجبات دم منتظمة.

أهم نوعين من الناحية الطبية هما برغوث الفئران (Xenopsylla cheopis) والبراغيث البشرية (مهيجات البوليكس ، رر 23). في مخيمات اللاجئين التي يزيد ارتفاعها عن 1400 متر ، فقط البراغيث البشرية هي المشكلة. ونادرًا ما يبقى على البشر بعد العض ، ويفضلون العيش في الفراش ، أو في تجاويف في الأرض. مهيجات البوليكس يتطفل أيضًا على العديد من الثدييات الأخرى. نوع ثالث ، برغوث الجيجر (Tunga penetrans) ، هو طفيلي بشري. تعيش الأنثى عادة في جلد القدمين واليدين لكنها تضع البيض في الخارج.


شاهد الفيديو: fruit (كانون الثاني 2022).