معلومة

26.2 ج: تنوع عاريات البذور - علم الأحياء


عاريات البذور هي مجموعة متنوعة من النباتات تحمي بذورها بالأقماع ولا تنتج الزهور أو الفاكهة.

أهداف التعلم

  • أعط أمثلة توضح تنوع عاريات البذور

النقاط الرئيسية

  • تتكون عاريات البذور من أربع فئات رئيسية: Coniferophyta و Cycadophyta و Gingkophyta و Gnetophyta.
  • الصنوبريات هي النبات المهيمن على عاريات البذور ، ولها أوراق شبيهة بالإبر وتعيش في مناطق يكون الطقس فيها باردًا وجافًا.
  • تعيش السيكاسيات في مناخات دافئة ، ولها أوراق مركبة كبيرة ، وهي غير معتادة من حيث تلقيحها بواسطة الخنافس بدلاً من الرياح.
  • الجنكة بيلوبا هو النوع الوحيد المتبقي من Gingkophyta وعادة ما يكون مقاومًا للتلوث.
  • Gnetophytes هي عاريات البذور التي يعتقد أنها الأكثر ارتباطًا بكاسيات البذور بسبب وجود عناصر الأوعية الدموية داخل سيقانها.

الشروط الاساسية

  • القصبة الهوائية: خلايا مستطيلة في نسيج الخشب من النباتات الوعائية التي تعمل في نقل المياه والأملاح المعدنية
  • كاسيات البذور: نبتة تكون بويضاتها محاطة بمبيض
  • صنوبر: نبات ينتمي إلى الصنوبريات. نبات بذرة مخروطية مع أنسجة وعائية ، عادة ما تكون شجرة

تنوع عاريات البذور

تُصنف عاريات البذور الحديثة إلى أربع شعب. الثلاثة الأولى (Coniferophyta و Cycadophyta و Gingkophyta) متشابهة في إنتاج الكامبيوم الثانوي (الخلايا التي تولد نظام الأوعية الدموية في الجذع أو الجذع وهي متخصصة جزئيًا في نقل المياه) ونمط نمو البذور. ومع ذلك ، فإن هذه الشعب الثلاث ليست مرتبطة ارتباطًا وثيقًا نسبيًا ببعضها البعض. تعتبر الشعبة الرابعة (Gnetophyta) أقرب مجموعة إلى كاسيات البذور لأنها تنتج نسيج نسيج خشبي حقيقي.

الصنوبرية

الصنوبريات هي الشعبة المهيمنة لعاريات البذور ، مع أكثر الأنواع تنوعًا. عادة ما تكون أشجارًا طويلة تحمل عادةً أوراقًا شبيهة بالحجم أو تشبه الإبرة. يتم تقليل تبخر الماء من الأوراق بسبب شكلها الرقيق وبشرة سميكة. ينزلق الثلج بسهولة عن الأوراق على شكل إبرة ، مما يحافظ على الحمل خفيفًا ويقلل من تكسر الفروع. تفسر التكيفات مع الطقس البارد والجاف غلبة الصنوبريات على ارتفاعات عالية وفي المناخات الباردة. تشمل الصنوبريات الأشجار دائمة الخضرة المألوفة مثل الصنوبر ، والتنوب ، والتنوب ، والأرز ، والسيكويا ، والطقس. بعض الأنواع نفضية ، تفقد أوراقها في الخريف. تعتبر الصنوبر الأوروبي والطماطم أمثلة على الصنوبريات المتساقطة. يتم حصاد العديد من الأشجار الصنوبرية من أجل لب الورق والأخشاب. يعتبر خشب الصنوبريات أكثر بدائية من خشب كاسيات البذور ؛ يحتوي على القصائد الهوائية ، ولكن لا يحتوي على عناصر وعاء ، وبالتالي يشار إليه باسم "الخشب اللين".

السيكاسيات

تزدهر السيكاسيات في المناخات المعتدلة. غالبًا ما يتم الخلط بينها وبين النخيل بسبب شكل أوراقها الكبيرة والمركبة. تحمل السيكاسيات مخاريط كبيرة ويمكن تلقيحها بواسطة الخنافس بدلاً من الرياح ، وهو أمر غير معتاد بالنسبة لعاريات البذور (). سيطروا على المناظر الطبيعية خلال عصر الديناصورات في حقبة الحياة الوسطى ، لكن مائة نوع فقط أو نحو ذلك استمرت حتى العصر الحديث. تواجه السيكاسيات الانقراض المحتمل ؛ العديد من الأنواع محمية من خلال الاتفاقيات الدولية. بسبب شكلها الجذاب ، غالبًا ما تستخدم كنباتات زينة في الحدائق في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية.

جينكوفيتس

الأنواع الوحيدة الباقية من مجموعة gingkophytes هي الجنكة بيلوبا. أوراقها على شكل مروحة ، فريدة من نوعها بين نباتات البذور لأنها تتميز بنمط تعرق ثنائي التفرع ، تتحول إلى اللون الأصفر في الخريف وتسقط من الشجرة. لقرون، بيلوبا تم تربيته من قبل الرهبان البوذيين الصينيين في الأديرة ، مما حرص على الحفاظ عليها. يُزرع في الأماكن العامة لأنه مقاوم بشكل غير عادي للتلوث. يتم إنتاج الأعضاء الذكرية والأنثوية في نباتات منفصلة. عادةً ما يقوم البستانيون بزراعة أشجار ذكور فقط لأن البذور التي تنتجها الأنثى لها رائحة كريهة من الزبدة الفاسدة.

الجنكة بيلوبا

الجنكة بيلوبا هي الأنواع الوحيدة الباقية من فصيلة Gingkophyta. هذه اللوحة من كتاب عام 1870 Flora Japonica، Sectio Prima (Tafelband) تصور أوراق وفاكهة الجنكة بيلوبا ، كما رسمها فيليب فرانز فون سيبولد وجوزيف جيرهارد زوكاريني.

جنتوفيتيس

Gnetophytes هي الأقرب بالنسبة إلى كاسيات البذور الحديثة وتشمل ثلاثة أجناس مختلفة من النباتات: الايفيدرا, جنيتوم، و ويلويتشيا. مثل كاسيات البذور ، لديهم أوراق عريضة. في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية ، النيتوفيت هي كروم أو شجيرات صغيرة. الايفيدرا يحدث في المناطق الجافة من الساحل الغربي للولايات المتحدة والمكسيك. الايفيدرا الأوراق الصغيرة الشبيهة بالحجم هي مصدر مركب الايفيدرين ، والذي يستخدم في الطب كمزيل قوي للاحتقان. نظرًا لأن الإيفيدرين مشابه للأمفيتامينات ، من حيث التركيب الكيميائي والتأثيرات العصبية ، يقتصر استخدامه على الأدوية الموصوفة. مثل كاسيات البذور ، ولكن على عكس عاريات البذور الأخرى ، تمتلك جميع نباتات النيتوفيت عناصر أوعية في نسيجها الخشبي.


عاريات البذور

عاريات البذور، والتي تعني "البذور المجردة" ، هي مجموعة متنوعة من نباتات البذور. وفقًا لفرضية "الأنثوفيت" ، فإن كاسيات البذور هي مجموعة شقيقة من مجموعة واحدة من عاريات البذور (Gnetales) ، مما يجعل عاريات البذور مجموعة مشبهة للحيوية. المجموعات المصاحبة للدم هي تلك التي لا يتم فيها تضمين جميع أحفاد سلف مشترك واحد في المجموعة. ومع ذلك ، فإن فرضية "netifer" تشير إلى أن gnetophytes هي شقيقة للصنوبريات ، مما يجعل عاريات البذور أحادية النبات وشقيقة لكاسيات البذور. قد توضح الدراسات الجزيئية والتشريحية الإضافية هذه العلاقات. تشمل خصائص عاريات البذور البذور المجردة ، والأمشاج المنفصلة للذكور والإناث ، والتلقيح عن طريق الرياح ، والقصبات الهوائية (التي تنقل الماء والمواد المذابة في نظام الأوعية الدموية).

كانت عاريات البذور هي الشعبة المهيمنة في عصر الدهر الوسيط. يتم تكييفها للعيش حيث تكون المياه العذبة شحيحة خلال جزء من العام ، أو في التربة الفقيرة بالنيتروجين في المستنقع. لذلك ، لا يزالون هم الشعبة البارزة في المنطقة الأحيائية الصنوبرية أو التايغا، حيث تتمتع الصنوبريات دائمة الخضرة بميزة انتقائية في الطقس البارد والجاف. تستمر الصنوبريات دائمة الخضرة في مستويات منخفضة من التمثيل الضوئي خلال الأشهر الباردة ، وهي جاهزة للاستفادة من الأيام المشمسة الأولى في الربيع. أحد العيوب هو أن الصنوبريات أكثر عرضة من الأشجار المتساقطة للإصابة بالأوراق لأن معظم الصنوبريات لا تفقد أوراقها كلها مرة واحدة. لذلك لا يمكنها التخلص من الطفيليات وإعادة تشغيلها بإمداد جديد من الأوراق في الربيع.

تتضمن دورة حياة عاريات البذور تناوب الأجيال ، مع طور بوغي مهيمن حيث توجد طيور مشيجية منخفضة من الذكور والإناث. جميع عاريات البذور غير متجانسة. يمكن أن تتشكل الأعضاء التناسلية الذكرية والأنثوية في مخاريط أو ستروبيلي. يتم إنتاج الأبواغ الذكرية والأنثوية إما على نفس النبات ، الموصوف بأنه أحادي المسكن ("منزل واحد" أو ثنائي الميول الجنسية) ، أو في نباتات منفصلة ، يشار إليها باسم نباتات ثنائية المسكن ("منزلين" أو نباتات أحادية الجنس). ستكون دورة حياة الصنوبريات بمثابة مثالنا على التكاثر في عاريات البذور.


تنوع عاريات البذور

تُصنف عاريات البذور الحديثة إلى أربع شعب. الثلاثة الأولى (Coniferophyta و Cycadophyta و Gingkophyta) متشابهة في إنتاج الكامبيوم الثانوي (الخلايا التي تولد نظام الأوعية الدموية في الجذع أو الجذع وهي متخصصة جزئيًا في نقل المياه) ونمط نمو البذور. ومع ذلك ، فإن هذه الشعب الثلاث ليست مرتبطة ارتباطًا وثيقًا نسبيًا ببعضها البعض. تعتبر الشعبة الرابعة (Gnetophyta) أقرب مجموعة إلى كاسيات البذور لأنها تنتج نسيج نسيج خشبي حقيقي.


مقدمة

لا يتم توزيع الأنواع بشكل عشوائي على سطح الأرض بدلاً من ذلك ، فهي تشكل نمط توزيع مميز (Lomolino ، 2001). يعد فهم أنماط ثراء الأنواع أمرًا بالغ الأهمية لدراسة ظاهرة تغير المناخ العالمي والتنبؤ بآثارها البيولوجية على الغطاء النباتي. تم استخدام توزيعات النباتات على طول الارتفاع على نطاق واسع لتحديد نمط الثراء وصياغة تخطيط الحفظ المستقبلي (Kluge et al. ، 2017 Paudel et al. ، 2018 Vetaas et al. ، 2019). لذلك ، حظيت تدرجات التنوع المرتفع (EDG) لثراء الأنواع باهتمام مكثف في السنوات الأخيرة (Lomolino ، 2001 McCain ، 2004). كان نمط ثراء الأنواع على طول التدرجات المرتفعة والآلية التي تحدد نمط الثراء هذا محور اهتمام علماء البيئة في المجتمع. واحدة من أكثر الميزات إثارة للاهتمام هي أن ثراء الأنواع يتبع أنماطًا شائعة في التوزيع على طول الارتفاعات (أي نمط EDG) (Rahbek ، 1995 McCain ، 2004). اقترحت الدراسات المتاحة أنماطًا مختلفة من EDG يمكن تلخيصها في أربعة أنماط لثراء الأنواع & # x2014 (1) انخفاض في الأنواع مع زيادة الارتفاع ، (2) زيادة الأنواع مع زيادة الارتفاع ، (3) أكبر عدد من الأنواع في منتصف الارتفاع ، وتشكيل نمط أحادي ، و (4) عدد أقل من الأنواع في منتصف الارتفاع ، وإنشاء نمط على شكل & # x201CU & # x201D. أوضحت معظم الأبحاث الدور المهم لـ EDG في تحديد أنماط تنوع النباتات (Rahbek، 1995 Lomolino، 2001 Bhattarai and Vetaas، 2003 Bhattarai et al.، 2004 Wang et al.، 2007 Gao et al.، 2017 Kluge et al. ، 2017 Gao and Liu، 2018 Subedi et al.، 2019 Pandey et al.، 2020b). قام Lomolino (2001) بمراجعة وتلخيص الدراسات التي تربط التوزيع المرتفع لثراء الأنواع ، وحدد الحاجة الإضافية لمقارنة أنماط الثراء والعوامل التي تحدد EDG. أعطى Lomolino (2001) الأولوية لفهم ثراء مجموعات الحفظ المختلفة (على سبيل المثال ، المهددة والمتوطنة) وأشكال الحياة (على سبيل المثال ، الأشجار والشجيرات والأعشاب وما إلى ذلك) في مناطق بيئية متنوعة وغنية بالنباتات (يشار إليها فيما بعد بالمنطقة البيئية).

في منطقة إيكولوجية ، يعتبر الارتفاع والتدرجات البيئية مهمة لأن تغيراتها تسبب الاختلافات في تنوع الأنواع وتوزيعها. لقد وثق عدد متزايد من الدراسات أن خصائص المجتمع النباتي تختلف فيما يتعلق بالعوامل اللاأحيائية على طول تدرجات الارتفاع مثل درجة الحرارة ، وتوافر المياه ، والإنتاجية ، والتبخر ، والنتح الموسمي (Rahbek ، 1995 Rosenzweig ، 1995 Bhattarai and Vetaas ، 2003 Hawkins et al. .، 2003 K & # x00F6rner، 2003 Currie et al.، 2004 Gao and Liu، 2018). من ناحية أخرى ، تعد المنطقة الجغرافية أيضًا عاملاً حاسمًا يؤثر على التنوع في التدرجات المرتفعة. بشكل عام ، يمكن للمنطقة الجغرافية الكبيرة أن تدعم المزيد من الأنواع والعكس صحيح (Rosenzweig، 1995 K & # x00F6rner، 2003). لذلك ، لشرح أنماط ثراء الأنواع في النباتات ، تم اقتراح عدة فرضيات تتعلق بالإنتاجية الأولية (Bhattarai and Vetaas، 2003 Vetaas et al.، 2019) ودرجة الحرارة (Hawkins et al.، 2003 Vetaas et al.، 2019 ) ، وتوافر المياه (هطول الأمطار / هطول الأمطار) (Currie and Paquin، 1987 Hawkins et al.، 2003 Kluge et al.، 2017) ، التبخر المحتمل (Bhattarai et al.، 2004 Vetaas and Ferrer-Cast & # x00E1n، 2008 Geng et ، 2019) ، والموسمية (Gao and Liu، 2018 Pandey et al.، 2020a).

ترتبط درجة الحرارة وتوافر المياه بعلاقة مباشرة مع نمط ثراء الأنواع من خلال تسريع الأنشطة الأيضية في النباتات (Pausas and Austin ، 2001 Currie et al. ، 2004). توافر المياه ودرجة الحرارة لها استجابة مختلفة لتنوع الأنواع ، ومع ذلك ، فإن تأثيرهما المشترك يحدد آليات التآزر لثراء الأنواع النباتية (Vetaas and Grytnes، 2002 Gao and Liu، 2018 Pandey et al.، 2020b). أظهرت الدراسات السابقة العلاقة التربيعية الإيجابية (ذروة منتصف الارتفاع) بين تنوع الأنواع ودرجة الحرارة وتوافر المياه على طول تدرجات الارتفاع (Bhattarai and Vetaas، 2003 Kluge et al.، 2017 Subedi et al.، 2019 Pandey et al.، 2020b). ومع ذلك ، فإن العلاقة بين ثراء الأنواع ودرجة الحرارة وتوافر المياه تختلف من منطقة إلى أخرى. من ناحية أخرى ، تم الإبلاغ عن أن التبخر المحتمل (PET) هو المحدد الأفضل لنمط ثراء الأنواع للأنواع النباتية (O & # x2019Brien ، 1993). قد تكون المستويات المتوسطة من PET هي الأمثل للنشاط البيولوجي. أشكال نمو النبات (شجرة وشجيرة) لها أنماط ارتفاع استجابة مختلفة من تنوع الأنواع و PET. وبالمثل ، فإن مؤشر الجفاف (AI) هو درجة نقص المياه المتاحة في منطقة معينة. تشير توقعات الاحترار العالمي إلى زيادة الجفاف في المناطق القارية ، بسبب ارتفاع درجة حرارة الجو. يوفر الذكاء الاصطناعي بديلاً جيدًا للطبيعة المعقدة لتغير الجفاف بمرور الوقت (Greve et al. ، 2019). من ناحية أخرى ، تزيد الموسمية المناخية من مستوى تحمل الأنواع النباتية وتفضل الانتشار الواسع للكائنات الحية. هناك دراسات تدعم استخدام موسمية درجات الحرارة (TS) وموسمية هطول الأمطار (PS) في شرح نمط ثراء الأنواع النباتية ، بما في ذلك عاريات البذور (Gao and Liu، 2018 Pandey et al.، 2020a). أخيرًا ، يرتبط صافي الإنتاجية الأولية (NPP) ارتباطًا مباشرًا بعمليات الأكسدة الكيميائية الحيوية (Rahbek et al. ، 2007 Vetaas et al. ، 2019). يرتبط ثراء الأنواع بوكلاء NPP ويولد المزيد من الأفراد عن طريق زيادة فرص التعايش. يفترض أن توزيع النباتات يعتمد على الإنتاجية ، وأن ثراء الأنواع يرتبط ارتباطًا إيجابيًا (Rahbek et al. ، 2007 Vetaas et al. ، 2019). علاوة على ذلك ، يانغ وآخرون. وجد (2017) انخفاضًا في تنوع الأنواع عند درجات الحرارة المرتفعة وانخفاض هطول الأمطار في الجبال شبه الاستوائية ذات خطوط العرض المنخفضة في الصين ، بينما في المناطق الجبلية الواقعة على خط العرض الأعلى في الصين ، كان توافر المياه متغيرًا كبيرًا عند الارتفاعات المنخفضة ولكن درجة الحرارة عند ارتفاع أعلى (سانج ، 2009). لذلك ، فإن دراسة العلاقة الديناميكية بين ثراء الأنواع & # x2013 درجة الحرارة ، والمياه ، و PET ، و NPP ضرورية لفهم نمط ثراء الأنواع النباتية على طول تدرجات الارتفاع في الصين والمنطقة البيئية في الصين.

تعد الصين واحدة من النقاط الساخنة للتنوع البيولوجي للأنواع النباتية على الأرض ، والتي يمكن إثباتها من خلال وجود أكثر من 25000 نوع من النباتات المزهرة وغير المزهرة ، بما في ذلك عاريات البذور (Wu and Raven ، 1999). هناك 248 نوعًا من عاريات البذور موزعة في المناطق البيئية في الصين (Wu and Raven، 1999 Fang et al.، 2011 Tang، 2015 You et al.، 2017 Pandey et al.، 2020a) ، حيث يوجد أكثر من 80٪ مهددة ، و حوالي 50 ٪ من الأنواع المتوطنة (Ying et al. ، 2004 Pandey et al. ، 2020a) ، مما يدل على النقطة الساخنة لتنوع عاريات البذور. في هذه الدراسة ، تم إيلاء المزيد من الاهتمام لعاريات البذور المهددة والمتوطنة بسبب أولويات الحفظ والقيود الجغرافية ، على التوالي (Vetaas and Grytnes، 2002 Ying et al.، 2004 Kubota et al.، 2015 Paudel et al.، 2018). تتميز المنطقة البيئية بصلات مناخية وأنواع نباتية متشابهة وثراء في توزيع الأنواع المستوطنة ، ولكن بسبب زيادة الأنشطة البشرية وظواهر تغير المناخ في هذه المناطق ، فقد اكتسب الاهتمام بشأن المحادثة أهمية (Olson and Dinerstein ، 2002). على الرغم من وجود دراسات تتعلق بتوزيع الأنواع المهددة بالانقراض ، فقد تم إيلاء القليل من الاهتمام لفهم العمليات الجغرافية الحيوية في توزيع الأنواع المهددة ، وخاصة عاريات البذور (Kubota et al.، 2015 Paudel et al.، 2018). من ناحية أخرى ، الأنواع المستوطنة محددة النطاق الجغرافي ويتم منحها مزيدًا من الاهتمام ومع ذلك ، لا يُعرف سوى القليل عن النمط المرتفع لعاريات البذور المستوطنة وتوزيع # x2019 (Kubota et al. ، 2015). علاوة على ذلك ، فإن جنوب غرب الصين وتايوان وفير في تنوع عاريات البذور (Pandey et al. ، 2020a). تتميز هذه المناطق بوجود الجبل الذي يبلغ ارتفاعه أكثر من 4000 متر. من ناحية أخرى ، قد تكون الظروف المناخية القاسية في الشمال وهضبة التبت ومناطق منغوليا الداخلية هي العامل المحدد لتوزيع عاريات البذور (باندي وآخرون ، 2020 أ). لذلك ، فإن المناطق البيئية في الصين مناسبة لدراسة EDG لأنواع عاريات البذور. عاريات البذور ليست فقط المكونات الرئيسية للنظام البيئي ، ولكن دراسة أنماط توزيعها ستوفر فهمًا أفضل لدرجة التنوع العالية داخل المناطق البيئية في الصين.

يشار إلى أن هناك دراسات تحدد EDG لأنواع النباتات في الصين. أجريت معظم هذه الدراسات في المنطقة الجبلية في الصين (Meng et al.، 2012 Dorji et al.، 2014 Chai and Wang، 2016 Yang et al.، 2017 Geng et al.، 2019) ومع ذلك ، لا توجد دراسات سابقة أعطت الأولوية لتقييم ثراء أنواع عاريات البذور في المنطقة الجغرافية الأكبر (مثل المناطق البيئية). كانت الدراسة السابقة التي تشرح نمط ثراء الأنواع للشواطئ الرملية بناءً على المناطق البيئية مفيدة للغاية (Bertuzzo et al. ، 2016) ، لذلك فإن دراسة أهمية الارتفاع في توزيع عاريات البذور على طول المناطق البيئية في الصين هي أولوية هذه الدراسة. على الرغم من وجود دراسات تحدد نمط ثراء عاريات البذور في مناطق الهيمالايا (Subedi et al.، 2019 Pandey et al.، 2020b) ، إلا أن الدراسة الشاملة لنمط التوزيع المرتفع لعاريات البذور في المناطق البيئية المتنوعة في العالم لم تنته بعد يمكن استكشافها. على حد علمنا ، هذه الدراسة هي التحقيق الأول والأكثر تفصيلاً لنمط الثراء المرتفع لأنواع عاريات البذور في الصين.

لذلك ، كانت أهدافنا هي (1) تحديد المناطق البيئية التي تضم أعلى تنوع في الأنواع من عاريات البذور المستوطنة والمهددة ، (2) تحديد تأثير التقارب البيئي الذي ينظم أنماط ثراء الأنواع لعاريات البذور المستوطنة أو المهددة في أشكال نمو مختلفة (الأشجار والشجيرات) ، و (3) تحديد أفضل منطقة للبحث المستقبلي عن عاريات البذور على المستوى الجغرافي الحيوي.


تطور نباتات البذور

في نباتات البذور ، أدى الاتجاه التطوري إلى جيل نبات بوغي مهيمن ، حيث يكون الجيل الأكبر والأكثر أهمية بيئيًا للأنواع هو النبات ثنائي الصيغة الصبغية. في الوقت نفسه ، أدى هذا الاتجاه إلى تقليل حجم الطور المشيجي ، من بنية واضحة إلى مجموعة مجهرية من الخلايا المغلقة في أنسجة الطور البوغي. غالبًا ما تكون نباتات الأوعية الدموية السفلية ، مثل الطحالب والسراخس ، متجانسة (تنتج نوعًا واحدًا فقط من الأبواغ). في المقابل ، جميع نباتات البذور ، أو الحيوانات المنوية ، متغايرة الأبواغ ، وتشكل نوعين من الأبواغ: الجراثيم الضخمة (الإناث) والميكروسبورات (الذكور). تتطور Megaspores إلى نباتات مشيجية أنثوية تنتج البويضات ، وتنضج المجهرية لتصبح نباتات مشيجية ذكورية تولد الحيوانات المنوية. نظرًا لأن المشيجيات تنضج داخل الأبواغ ، فهي ليست حرة العيش ، كما هو الحال بالنسبة للنباتات المشيمية للنباتات الوعائية الأخرى الخالية من البذور. يُنظر إلى النباتات الخالية من البذور غير المتجانسة على أنها رائدة تطورية لنباتات البذور.

البذور وحبوب اللقاح - تكيفتان مع الجفاف - يميزان نباتات البذور عن النباتات الوعائية الأخرى (الخالية من البذور). كلا التعديلين كانا حاسمين لاستعمار الأرض. تضع الأحافير نباتات البذور الأولى المتميزة منذ حوالي 350 مليون سنة. يرجع أقدم سجل موثوق لعاريات البذور إلى ظهورها إلى العصر الكربوني (منذ 359-299 مليون سنة). سبقت عاريات البذور progymnosperms (& # 8220 أول نباتات بذرة عارية & # 8221). كانت هذه مجموعة انتقالية من النباتات التي تشبه ظاهريًا الصنوبريات (& # 8220 حاملات العظام & # 8221) لأنها أنتجت الخشب من النمو الثانوي لأنسجة الأوعية الدموية ، ومع ذلك ، فإنها لا تزال تتكاثر مثل السرخس ، وتطلق الأبواغ في البيئة. في حقبة الدهر الوسيط (قبل 251-65.5 مليون سنة) ، سيطرت عاريات البذور على المناظر الطبيعية. استحوذت كاسيات البذور على زمام الأمور بحلول منتصف العصر الطباشيري (قبل 145.5-65.5 مليون سنة) في أواخر عصر الدهر الوسيط ، وأصبحت منذ ذلك الحين المجموعة النباتية الأكثر وفرة في معظم المناطق الأحيائية الأرضية.

أتاح الهيكلان المبتكران لحبوب اللقاح والبذور لنباتات البذور التخلص من اعتمادها على المياه لتكاثر الجنين وتطوره ، ولغزو الأراضي الجافة. تحمل حبوب اللقاح الأمشاج الذكرية للنبات. أحادي العدد الصغير (1ن) يتم تغليف الخلايا بطبقة واقية تمنع الجفاف (الجفاف) والأضرار الميكانيكية. يمكن لحبوب اللقاح أن تنتقل بعيدًا عن البوغة التي تحملها ، وتنشر جينات النبات وتتجنب المنافسة مع النباتات الأخرى. توفر البذرة حماية الجنين وتغذيته وآلية للحفاظ على سباته لعشرات أو حتى آلاف السنين ، مما يسمح له بالبقاء على قيد الحياة في بيئة قاسية ويضمن الإنبات عندما تكون ظروف النمو مثالية. تسمح البذور للنباتات بتفريق الجيل القادم عبر المكان والزمان. مع هذه المزايا التطورية ، أصبحت نباتات البذور أكثر مجموعات النباتات نجاحًا وشهرة.


دورة حياة الصنوبرية

أشجار الصنوبر عبارة عن صنوبريات (تحمل مخروطيًا) وتحمل كل من الذكور والإناث على نفس الطور البوغي الناضج. لذلك ، فهي نباتات أحادية. مثل جميع عاريات البذور ، تعتبر أشجار الصنوبر غير متجانسة وتنتج نوعين مختلفين من الأبواغ: الذكور المجهرية الصغيرة والإناث العملاقة. في المخاريط الذكورية ، أو المخاريط السداة ، يكون الخلايا المجهرية تؤدي إلى ظهور حبوب اللقاح عن طريق الانقسام الاختزالي. في الربيع ، تطلق الرياح كميات كبيرة من حبوب اللقاح الصفراء وتحملها. سوف تهبط بعض الطور المشيجي على مخروط أنثى. يُعرَّف التلقيح بأنه بدء نمو أنبوب حبوب اللقاح. يتطور أنبوب حبوب اللقاح ببطء ، وتنقسم الخلية المولدة في حبوب اللقاح إلى خليتين منفردتين من الحيوانات المنوية عن طريق الانقسام. عند الإخصاب ، ستوحد إحدى خلايا الحيوانات المنوية أخيرًا نواتها أحادية العدد مع النواة أحادية الصيغة الصبغية لخلية بويضة أحادية العدد.

أنثى المخاريط ، أو مخاريط الإباضة، تحتوي على بويضتين لكل مقياس. خلية أم واحدة megaspore ، أو ضخامة، يخضع للانقسام الاختزالي في كل بويضة. ثلاث من الخلايا الأربع تتفكك فقط خلية واحدة باقية ستتطور إلى طور مشيجي أنثى متعدد الخلايا ، والذي يحيط بالأركونيا (الأرشيغونيوم هو عضو تناسلي يحتوي على بويضة واحدة كبيرة). عند الإخصاب ، ستنتج البويضة ثنائية الصبغة الجنين ، المحاط بطبقة بذرة من الأنسجة من النبات الأم. يعتبر التسميد وتنمية البذور عملية طويلة في أشجار الصنوبر: قد تستغرق ما يصل إلى عامين بعد التلقيح. تحتوي البذرة التي يتم تكوينها على ثلاثة أجيال من الأنسجة: غلاف البذرة الذي ينشأ من أنسجة الطور البوغي ، والنمط المشيجي الذي يوفر العناصر الغذائية ، والجنين نفسه.

يوضح الشكل 1 دورة حياة الصنوبريات. الطور البوغي (2ن) هي أطول مرحلة في حياة عاريات البذور. المشيجات (1ن) - الشركات الصغيرة والشركات الضخمة - يتم تقليل حجمها. قد يستغرق الأمر أكثر من عام بين التلقيح والإخصاب بينما ينمو أنبوب حبوب اللقاح باتجاه الخلايا الضخمة (2).ن) ، والذي يخضع للانقسام الاختزالي في الشركات العملاقة. سوف تنضج الشركات الضخمة لتصبح بيضًا (1ن).

اتصال فني

الشكل 1. توضح هذه الصورة دورة حياة الصنوبريات. تنتفخ حبوب اللقاح من المخاريط الذكرية في الفروع العليا ، حيث تُخصب المخاريط الأنثوية.

في أي مرحلة يتشكل الزيجوت ثنائي الصبغة؟

  1. عندما يبدأ المخروط الأنثوي في التبرعم من الشجرة
  2. عند الإخصاب
  3. عندما تسقط البذور من الشجرة
  4. عندما يبدأ أنبوب حبوب اللقاح في النمو

يتشكل الزيجوت ثنائي الصبغة بعد انتهاء أنبوب حبوب اللقاح من التشكيل ، بحيث يمكن أن تندمج النوى التوليدية الذكرية مع الطور المشيجي الأنثوي.

ارتباط بالتعلم

شاهد هذا الفيديو للتعرف على عملية إنتاج البذور في عاريات البذور.


تحولات واسعة النطاق من رابطة الدول المستقلة- إلى التضفير العابر لعاريات البذور من الميتوكوندريا الإنترونات

تم تسلسل المئات من الميثوجينومات النباتية من كاسيات البذور ، ولكن يتوفر عدد قليل نسبيًا من الميتوجينومات من سلالتها الشقيقة ، عاريات البذور. لدراسة التنوع الجيني بين عاريات البذور الموجودة ، أنشأنا مسودة ميتوجينومات من 11 نوعًا متنوعًا ومقارنتها بأربعة ميتوجينومات منشورة مسبقًا. احتفظت الجينات التي تم فحصها من Pinaceae و cycads بجميع الجينات البروتينية البالغ عددها 41 و 26 introns الموجودة في السلف المشترك لنباتات البذور ، في حين عانت الجينات الوراثية والنباتية الكابريسوفيتية من فقدان جيني واسع النطاق و intron. في الانقسام الخيطي الصنوبرية و cupressophyte ، يتشتت عدد غير مسبوق من exons بعيدًا ، مما يتطلب تضفيرًا من 50-70 ٪ من إنترونات الميتوكوندريا لتوليد نسخ ناضجة. تؤكد بيانات RNAseq التضفير العابر لهذه exons المشتتة في Pinus. يشير انتشار التضفير العابر في سلالات النباتات الوعائية ذات الانقسامات المؤتلفة إلى أن إعادة الترتيب الجيني هو السبب الرئيسي للتحولات من التضفير المترابط إلى التضفير العابر في الميتوكوندريا النباتية.

الكلمات الدالة: عبر الربط ، فقدان الجين عاريات البذور ، جينومات تطور الميتوكوندريا عبر الربط.


26.2C: تنوع عاريات البذور - علم الأحياء

عاريات البذور هي نباتات بذرة طورت مخاريط لتحمل هياكلها الإنجابية.

أهداف التعلم

ناقش نوع البذور التي تنتجها عاريات البذور

الماخذ الرئيسية

النقاط الرئيسية

  • تنتج عاريات البذور كلاً من المخاريط الذكرية والأنثوية ، كل منها يصنع الأمشاج اللازمة للتخصيب وهذا يجعلها غير متجانسة.
  • تتطور Megaspores المصنوعة في المخاريط إلى مشيجات أنثوية داخل بويضات عاريات البذور ، بينما تتطور حبوب اللقاح من الأقماع التي تنتج مجهرية.
  • لا تحتوي الحيوانات المنوية الصنوبرية على سوط بل تتحرك عن طريق أنبوب حبوب اللقاح بمجرد ملامستها للبويضة.

الشروط الاساسية

  • البويضة: التركيب في النبات الذي يتطور إلى بذرة بعد الإخصاب في نبات البذرة الضخم مع مكوناته المرفقة
  • سبوروفيل: ما يعادل ورقة في السراخس والطحالب التي تحمل sporangia
  • غير متجانس: إنتاج كل من الطور المشيجي من الذكور والإناث

خصائص عاريات البذور

عاريات البذور عبارة عن نباتات بذرية تتكيف مع الحياة على الأرض ، وبالتالي فهي كائنات ذاتية التغذية وتمثيل ضوئي تميل إلى الحفاظ على المياه. لديهم نظام وعائي (يستخدم لنقل الماء والمواد الغذائية) يتضمن الجذور والخشب واللحاء. اسم عاريات البذور يعني & # 8220 naked seed، & # 8221 وهو العامل المميز الرئيسي بين عاريات البذور و كاسيات البذور ، وهما المجموعتان الفرعيتان المتميزتان لنباتات البذور. يأتي هذا المصطلح من حقيقة أن بويضات وبذور عاريات البذور تتطور على حراشف المخاريط بدلاً من الغرف المغلقة التي تسمى المبايض.

عاريات البذور أقدم من كاسيات البذور على مقياس التطور. تم العثور عليها في وقت سابق بكثير في السجل الأحفوري من كاسيات البذور. كما سيتم مناقشته في الأقسام اللاحقة ، فإن التكييفات البيئية المختلفة عاريات البذور تمثل خطوة على الطريق إلى أنجح كليد (من حيث التنوع) (فرع أحادي النمط).

تكاثر عاريات البذور والبذور

عاريات البذور هي نبات بوغي (نبات يحتوي على نسختين من مادته الوراثية ، قادر على إنتاج الأبواغ). تم العثور على sporangia (الوعاء الذي تتشكل فيه الجراثيم الجنسية) على sporophylls ، وهي هياكل تشبه المقياس المطلي والتي تشكل معًا المخاريط. يتطور الطور المشيجي الأنثوي من الأبواغ أحادية العدد (بمعنى مجموعة واحدة من المواد الجينية) الموجودة داخل الأبواغ. مثل جميع نباتات البذور ، عاريات البذور هي نباتات غير متجانسة: كلا الجنسين من المشيجيات يتطور من أنواع مختلفة من الأبواغ التي تنتجها مخاريط منفصلة. أحد أنواع المخروط هو مخروط حبوب اللقاح الصغير ، والذي ينتج مجهرية تتطور لاحقًا إلى حبوب لقاح. النوع الآخر من المخاريط ، وهو الأكبر & # 8220ovulate & # 8221 المخاريط ، يصنع مجموعات ضخمة تتطور إلى مشيجيات أنثوية تسمى البويضات. بشكل لا يصدق ، يمكن أن تستغرق هذه العملية الجنسية بأكملها ثلاث سنوات: من إنتاج كلا الجنسين من الطور المشيجي ، إلى تجميع الطور المشيجي معًا في عملية التلقيح ، وأخيراً تكوين البذور الناضجة من البويضات المخصبة. بعد اكتمال هذه العملية ، تنفصل البوغات الفردية (يتفكك المخروط) وتطفو في مهب الريح إلى مكان صالح للسكن. وينتهي ذلك بالإنبات وتكوين الشتلات. تحتوي الصنوبريات على حيوانات منوية لا تحتوي على سوط ، ولكن بدلاً من ذلك يتم نقلها إلى البويضة عبر أنبوب حبوب اللقاح. من المهم أن نلاحظ أن بذور عاريات البذور ليست محاطة في حالتها النهائية على المخروط.

أنثى مخروط من صنوبر تماراك: أنثى مخروط صنوبر تونتورتا، تماراك الصنوبر ، تظهر المقاييس الخشنة. هذا هو المخروط الذي ينتج البويضات.

ذكر مخروط من تماراك الصنوبر: مخروط الذكر صنوبر تونتورتا، صنوبر تماراك ، مما يدل على قرب الموازين. هذا هو المخروط الذي ينتج حبوب اللقاح.


26.2C: تنوع عاريات البذور - علم الأحياء

EUKARYOTA & gtARCHAEPLASTIDA & gtVIRIDIEMBRYOPHYTA & gtTRACHEOPHYTA & gtSPERMOPHYTA

عاريات البذور تشمل جميع النباتات الحاملة للبذور التي تتعرض بويضاتها إلى أن يمر حبوب اللقاح عبر الميكروبيلي أثناء التلقيح. البذرة ، وهي واحدة من أروع منتجات التطور ، معقدة للغاية لدرجة أن جميع نباتات البذور يجب أن تكون أحادية النمط. تدعم الأنسجة الخضرية ، وخاصة السيقان ، هذا المفهوم. مزيد من التأكيد يأتي من Chaw et al. (2000) الذي درس العلاقات بين جميع المجموعات الحية لنباتات البذور بناءً على أوجه التشابه النووي والبلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا. [اقرأ عن عادة البذور وتطورها].

أوضح بيرسون (1995) نباتات البذور على أنها تشكل حدثًا إشعاعيًا مبكرًا للنباتات البترولية مما أدى إلى ظهور فرعين رئيسيين. أدى سطر واحد إلى بقية Pteridospermophyta و Cycadeoidophyta و Gnetophyta. أدى الفرع الآخر إلى Coniferophyta و Ginkgophyta و Cycadophyta و Angiospermophyta. الغريب أن السيكاسيات في مخطط بيرسون هي الأقرب إلى النباتات المزهرة. ومع ذلك ، يبدو أن مخططه الكامل للتطور لنباتات البذور غير مرجح بالنسبة لي لأنه يتعارض مع دليل علم التشكل والتطور وعلم الحفريات.

يوضح Tudge (2000) و Crane (مشروع شجرة الحياة لعام 1996) العلاقات المتشابهة بين أصناف نباتات البذور (انظر الشكل 1). كلاهما ملخصات تستند إلى مجموعات من البيانات الجزيئية والمورفولوجية والتنموية والحفرية. استنتاجاتهم هي:

  • ظهرت عادة البذور في الديفوني الأعلى في النباتات التي من المحتمل أن تكون مرتبطة بها أركيوبتريس.
  • الصنوبريات هي أحادي الفصيلة وشقيقة للنباتات الجنكة ، السيكاسيات ، و Pteridosperms من حقبة الحياة المتوسطة.
  • نباتات النيتوفيت هي أخوات للنباتات المزهرة.

تحليلات علم الوراثة الجزيئي لـ Chaw et al. (2000) ، Bowe et al. (2000) و Qiu وآخرون. (2006 & amp 2007) أظهر النباتات المزهرة كأخوات لعاريات البذور. علاوة على ذلك ، فقد أظهروا أن السيكاسيات والجنكوفيتات قاعدية في خط عاريات البذور. نتيجة مثيرة للاهتمام لتحليلاتهم الجزيئية هي clade monophyletic ، Pinaceae + Gnetophyta (تسمى فرضية Gne-Pine ، الشكل 2-أ).

الفئات الرئيسية لألعاب القوى

1. نباتات البذور

2. بذور السرخس المبكرة

3. سرخس البذور المتأخرة

4. مجمع ستروبيلي

تكثر الفرضيات البديلة في اعتبار العلاقات بين نباتات البذور. ساندرسون وآخرون. (2000) ضع في اعتبارك وضع نباتات النيتوفيت في نباتات البذور (بالإضافة إلى فرضية Gne-Pine ، الشكل 2-أ). يستكشفون سيناريوهات تطورية مختلفة (انظر الشكل 2-ب حتى 2-D). يتم دعم كل منها بشكل تفاضلي من خلال الأدلة الجزيئية ، والأدلة التنموية ، والأدلة التشريحية ، والأدلة الحفرية. ساندرسون وآخرون. (2000) استخدم جينات نظام ضوئي للبلاستيدات الخضراء ، psaA و psbB. ثم بحثوا عن إشارة تفاضلية من مواضع الكودون الأول والثاني والثالث. أيد الموضعان الأولان من الكودون فرضية Gne-Pine (الشكل 2-أ) أو فرضية عاريات البذور (الشكل 2-ج). The third codon position supported the Gnetales Hypothesis in which the gnetophytes are sisters to all living seed plants, making the Gymnosperms paraphyletic. Curiously, none of their analyses, nor other analyses of Chaw et al. (2000), Bowe et al. (2000), and Qiu et al. (2006 & 2007) supported the Anthophyte Hypothesis (Figure 2-D), the hypothesis that is most strongly supported by anatomy and development. Sanderson et al. (2000) blame the incongruence on problems with long-branch attraction, error related to molecular sequences because they have few character states (four bases) per position and can serendipitously coincide in rapidly-evolving lines. Burleigh and Mathews (2004) had the same results with five different genes (18S rRNA, 26S rRNA, rbcL, atpB، و ماتك. After eliminating the fastest-evolving regions, they had a strong signal for the Gne-Pine Hypothesis. The results led Mathews (2009) to consider the problems raised by the seed plant phylogenies and concluded that because most of the lines are extinct, molecular data alone may give skewed information and cannot answer some of the most important questions about the rooting of the seed plants or the sister group of the flowering plants.

The question of the position of the pteridosperms in the seed plants cannot be answered by molecular means. Indeed, they may represent a level of organization such that an adequate understanding of them likely will bring about a restructuring of the seed plant taxa. That can be accomplished only by more extensive paleontological and anatomical work. A hint of the true complexity of the Seed Plants can be seen in Figure 3, a figure from Doyle (2006).

Obviously, much more has to be done in order to sort out relationships of the groups well enough to produce a phylogenetic taxonomy that is consistent with all of the evidence. Therefore, because the system of Bold et al. (1987) reflects the classical system for the gymnosperms, I will continue to use that source until a clear consensus develops regarding the molecular evidences. Those taxa that are marked with an cross (+) are extinct (as are all lower taxa within that taxon). Orders are followed by representative genera.

CLASS LYGINOPTERIDOPSIDA

ORDER LYGINOPTERIDALES

Crossotheca, Lagenostoma, Lyginopteris.

Alethopteris, Dolerotheca, Medullosa, Neuropteris, Pachytesta.

ORDER CALLISTOPHYTALES

Callandrium, Callistophyton, Callospermarium, Idanothekion.

ORDER CORYSTOSPERMALES

Umkomasia

Caytonia, Sagenopteris.

CLASS GLOSSOPTERIDOPSIDA

ORDER GLOSSOPTERIDALES

Glossopteris

ORDER CYCADALES.

Bowenia, Ceratozamia, Cycas, Dioon, Encephalartos, Lepidozamia, Macrozamia, Microcycas, Stangeria, Zamia.

CLASS CYCADEOIDOPSIDA.

ORDER GINKGOALES.

Ginkgo, Baieria + , Ginkgoites + .

Amyelon, Cardiocarpus, Cordaianthus, Cordaites, Premnoxylon.

ORDER VOLTZIALES.

Lebachia

ORDER CONIFERALES.

FAMILY PINACEAE

Abies, Cedrus, Larix, Pinus, Pseudolarix, Pseudotsuga, Tsuga, Picea,

FAMILY TAXODIACEAE

Cryptomeria, Cunninghamia, Metasequoia, Sciadopitys, Sequoia, Sequoiadendron, Taxodium.

FAMILY CUPRESSACEAE

Callitris, Chamaecyparis, Cupressus, Juniperus, Thuja.

FAMILY ARAUCARIACEAE

Agathis, Araucaria, Aucarioxylon + .

FAMILY PODOCARPACEAE

Podocarpus.

FAMILY CEPHALOTAXACEAE

Cephalotaxus.

ORDER TAXALES

FAMILY TAXACEAE.

Taxus.

Bold, H. C., C. J. Alexopoulos, and T. Delevoryas. 1987. Morphology of Plants and Fungi. 5th Edition. HarperCollins Publishers, Inc. نيويورك.

Bowe, L. M., G. Coat, and C. W. dePamphilis. 2000. Phylogeny of seed plants based on all three genomic compartments: Extant gymnosperms are monophyletic and Gnetales' closest relatives are conifers. Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) 97:4092-4097.

Burleigh, J. G. and S. Mathews. 2004. Phylogenetic signal in nucleotide data from seed plants: Implications for resolving the seed plant tree of life. American Journal of Botany. 91(10): 1599-1613.

Chaw S.-M., C. L. Parkinson, Y. Cheng, T. M. Vincent, and J. D. Palmer. 2000. Seed صlant صhylogeny أناnferred from all رhree صlant زenomes: Monophyly of هxtant زymnosperms and اrigin of Gnetales from Conifers. Proceedings of the National Academy من Sciences (USA) 97:4086-4086.

Crane, P.. 1996. Spermatopsida. Seed Plants. Version 01 January 1996 (temporary). http://tolweb.org/Spermatopsida/20622/1996.01.01 in The Tree of Life Web Project, http://tolweb.org/

Doyle, J. A. 2006. Seed ferns and the origin of angiosperms. Journal of the Torrey Botanical Society 133(1): 169-209.

Mathews, S. 2009. Phylogenetic relationships among seed plants: Persistent questions and the limits of molecular data. American Journal of Botany. 96(1): 228-236.

Pearson, L. C. 1995. The Diversity and Evolution of Plants. اضغط CRC. نيويورك.

سأناu, Y. L. ، L. Li, B. Wang, Z. Chen, V. Knoop, M. Groth-Malonek, O. Dombrovska, J. Lee, L. Kent, J. Rest, G.F. Estabrook, T.A. Hendry, D.W. Taylor, C.M. Testa, M. Ambros, B. Crandall-Stotler, R.J. Duff, M. Stech, W. Frey, D. Quandt, and C.C. ديفيس. 2006. The deepest diverges in land plants inferred from phylogenomic evidence. Proceedings of the National Academy of Sciences. 103:15511-15516.

سأناu, Y. L. ، L. Libo, B. Wang, Z. Chen, O. Dombrovska, J. Lee, L. Kent, R. Li, R. Jobson, T. A. Hendry, D. W. Taylor, C. M. Testa, and M. Ambros. 2007. A nonflowering land plant phylogeny inferred from nucleotide sequences of seven chloroplast, mitochondrial, and nuclear genes. International Journal of Plant Science. 168(5): 691-708.

Sanderson, M. J., M. F. Wojciechowski, J.-M. Hu, T. Sher Khan, and S. G. Brady. 2000. Error, bias, and long-branch attraction in data for two chloroplast photosystem genes in seed plants. Molecular Biology and Evolution. 17(5): 782-797.

Tudge, C. 2000. The Variety of Life, A Survey and a Celebration of all the Creatures That Have Ever Lived. مطبعة جامعة أكسفورد. نيويورك.


Taxonomy, Species, Living organisms diversity & principles of their classification

There are many examples of living organisms such as animals, plants & micro-organisms, Living organisms must be classified due to the enormous diversity in living organisms species, so they must be classified into groups to facilitate their studying, We can distinguish between banana plant & molukhiyah plant because banana plant carries large-sized leaves, while molukhiyah plant carries small-sized leaves.

Diversity of living organisms

Living organisms diversity

Diversity of animals

When you pay a visit to the zoo, you may observe the variety among animals in a lot of different characteristics such as the size, the shape, the way of feeding and the environment, where animals live.

The size: Big animals such as elephants and rhinoceros, Small animals such as rabbits, rats & lizards.

The environment, where animals live: Animals live in water such as fishes, crocodiles & hippopotami, Animals live on lands such as horses, dogs & a lion.

Diversity of plants

Plants are different from each other in many characteristics such as the length, the size of the leaves.

  • The length: Huge trees such as camphor and palm trees, short weeds such as clover and gargeer.
  • The size of the leaves: Plants carry large-sized leaves such as banana plant, Plants carry small-sized leaves such as molukhiyah plant.

Diversity of micro-organisms

Micro-organisms are living organisms that can’t be seen by the naked eye, but they spread everywhere around us (in air, water & soil), Micro-organisms exist in pond water and can be seen only by the microscope.

To examine a drop of stagnant pond water, Put a drop of pond water on the glass slide, then add a drop of methylene blue solution to it and cover it gently with the glass coverslip, put the glass slide on the microscope stage and use the objective lens to examine the sample, repeat the sample examination by using the higher power objective lens.

You will notice many living-organisms, most of them are unicellular organisms, such as amoeba, euglena & paramecium, micro-organisms differ from each other in shape & way of movement, Amoeba, euglena & paramecium are classified as micro-organisms because they are unicellular organisms that can be seen only by the microscope.

Classification of living organisms

Due to the enormous diversity in living organisms species, they must be classified into groups to facilitate their study, the science which is responsible for that is known as Taxonomy, Taxonomy is a branch of biology that searches for the similarities & the differences among living organisms and it places similar ones in groups according to a certain system in order to ease their study.

Plans of classification of living organisms
  • Classification of plants according to the external shape & the way of reproduction.
  • Classification of animals according to the nature of body supporting, the number of legs in arthropods and the number of teeth in mammals.
Classification of plants

Classification of plants according to the external shape (appearance) into:

  • Some plants can’t be distinguished into roots, stems & leaves such as Algae (green, red and brown algae).
  • Most of the plants are distinguished into roots, stems and leaves such as maize (corn), wheat, palms & camphor plants.

Classification of plants according to their way of reproduction into:

  • Plants reproduce by formation of spores (Ferns): Ferns are small terrestrial plants reproduce by spores such as vougheir & adiantum.
  • Plants reproduce by formation of seeds such as Gymnosperms and Angiosperms:

Gymnosperms: their seeds are formed inside cones and not inside a pericarp (fruit envelope) such as pine plant and cycas plant.

Angiosperms (flowering plants): Their seeds are formed inside a pericarp, they are divided into monocotyledon plants such as maize plant and wheat plant, dicotyledon plants such as bean plant and pea plant.

Adiantum plant is classified as a fern plant because it is considered a small terrestrial plant that reproduces by the formation of spores, Cycas is a gymnosperm plant because its seeds are formed inside cones & not inside a pericarp (fruit envelope), Pea & wheat plants are angiosperms plants because their seeds are formed inside a pericarp.

Classifications of animals

Classification of animals according to the nature of body supporting:

  • Animals with soft bodies: their bodies don’t have support such as jellyfish, octopus & earthworm.
  • Animals with supported bodies are divided according to the location of the support into animals with external support such as mussels & snails, animals with internal support such as vertebrates (animals which have vertebral column) such as fishes, reptiles, birds & mammals.

Some animals are characterized by the presence of internal support & external support such as aquatic turtle, The body of jellyfish & octopus is soft because their bodies don’t support.

Classification of arthropods according to the number of legs:

Arthropods are invertebrate animals that are characterized by the presence of jointed legs, Arthropods are classified according to the number of legs into:

  • Insects are characterized by the presence of three pairs of jointed legs such as ants, locusts, bees, mosquito, flies & cockroaches.
  • Arachnids are characterized by the presence of four pairs of jointed legs such as spiders & scorpions.
  • Myriapods are characterized by the presence of numerous legs such as scolopendra & Julius.

Spider (or scorpion) isn’t considered from insects because it has four pairs of jointed legs, while insects have three pairs of jointed legs, Cockroach & locust are classified as insects because they are arthropods that have three pairs of jointed legs.

Spiders & scorpions belong to arachnids because they are arthropods that have four pairs of jointed legs, Scolopendra & Julius are classified as myriapods because they have numerous legs.

Classification of mammals according to the presence of teeth

Edentates (Teethless mammals) such as sloth & armadillo, Mammals having teeth are divided according to the shape, the kind & the number of teeth into:

  • Animals that have front teeth extending outwards to capture insects such as Hedgehog.
  • Animals that have pointed canines & molars with sharp projections such as lion, tiger, fox & dog.
  • The animals which have sharp incisors, they are divided according to the number of incisors in each jaw into,Rodents have one pair of incisors in each jaw such as rat, jerboa & squirrel,Lagomorphs have two pairs of incisors in the upper jaw and one pair in the lower jaw such as rabbits.

Sloth & armadillo are classified as edentate animals because they have no teeth, The front teeth of hedgehog are extending outwards to capture insects.

Rat (or squirrel) is from rodents, while the rabbit is from lagomorphs because rat (or squirrel) has one pair of incisors in each jaw, but the rabbit has two pairs of incisors in the upper jaw and one pair in the lower jaw.

The individuals of the same species differ in some external characteristics because each of them has its specific shape, It is impossible for the cat to mate rabbit because cats & rabbits are from different two species.

Natural classification of living organisms

Linnaeus used the species as a fundamental unit of the natural classifying system, Species is the basic classification unit for living organisms, Species is a group of more similar living organisms in shape that can reproduce to give birth of new fertile individuals, that can reproduce & keep the existence of the species.

The African, European and Asian humans whatever their colour, race or home are also belonging to one species (Human), It is possible to produce a fertile individual from mating of an African man by an Asian woman because both of them are from the same kind.

Application on classification

Although cats differ from each other, they differ more than rabbits and dogs, so, it is impossible for cats to mate with rabbits or rabbits with dogs or dogs with cats if mating occurs, the produced offspring is sterile. Mating can take place between any couple of cats or dogs or rabbits whatever the difference in shape or size and the produced offspring is fertile from the same kind.

So, all cats are placed in one species, while the rabbits are classified in another different species and so dogs, Intercourse may happen between some of the coupled (associated) species, but the product offspring is sterile (barren), Example: The intercourse between a donkey & a horse produces a sterile female called Mule because both are from two different kinds.


شاهد الفيديو: الأزهار (كانون الثاني 2022).