Gefäßpflanze - Vascular plant

Gefäßpflanzen
Zeitlicher Bereich: Silur –Gegenwart, 425–0 Ma
Athyrium filix-femina.jpg
Gewöhnlicher Frauenfarn , eine Pflanze, die keine Samen trägt
Schraube-Kiefer.jpg
Frühlings-Pandanus , eine samentragende Pflanze
Wissenschaftliche Klassifikation e
Königreich: Pflanzen
Klade : Embryophyten
Klade : Polysporangiophyten
Klade : Tracheophytes
Sinnott, 1935 ex Cavalier-Smith , 1998
Divisionen
† Ausgestorben

Gefäßpflanzen (von lat vasculum : Kanal), auch bekannt als Tracheophyta (die tracheophytes / t r ə k í ə f t s / , aus dem Griechischen τραχεῖα ἀρτηρία Tracheia Arteria 'windpipe' + φυτά phutá 'Pflanzen'), Form A große Gruppe von Pflanzen ( ca. 300.000 anerkannte bekannte Arten), die als Landpflanzen mit verholztem Gewebe (dem Xylem ) definiert sind, um Wasser und Mineralien durch die Pflanze zu leiten. Sie haben auch ein spezielles nicht verholztes Gewebe (das Phloem ), um Produkte der Photosynthese durchzuführen . Zu den Gefäßpflanzen gehören die Bärlappen , Schachtelhalme , Farne , Gymnospermen (einschließlich Koniferen ) und Angiospermen ( Blütenpflanzen ). Wissenschaftliche Namen für die Gruppe sind Tracheophyta, Tracheobionta und Equisetopsida sensu lato . Einige frühe Landpflanzen (die Rhyniophyten ) hatten weniger entwickeltes Gefäßgewebe ; für alle anderen Gefäßpflanzen wurde der Begriff Eutracheophyt verwendet.

Eigenschaften

Botaniker definieren Gefäßpflanzen nach drei Hauptmerkmalen:

  1. Gefäßpflanzen haben Gefäßgewebe, die Ressourcen durch die Pflanze verteilen. In Pflanzen kommen zwei Arten von Gefäßgewebe vor: Xylem und Phloem . Phloem und Xylem sind eng miteinander verbunden und befinden sich typischerweise unmittelbar nebeneinander in der Pflanze. Die Kombination aus einem Xylem- und einem Phloemstrang nebeneinander wird als Leitbündel bezeichnet . Die Evolution von vaskulärem Gewebe in Pflanzen ermöglichte es ihnen, sich zu größeren Größen zu entwickeln als nicht vaskuläre Pflanzen , denen diese spezialisierten leitenden Gewebe fehlen und die dadurch auf relativ kleine Größen beschränkt sind.
  2. In Gefäßpflanzen ist die Hauptgeneration oder Phase der Sporophyt , der Sporen produziert und diploid ist (mit zwei Chromosomensätzen pro Zelle). (Im Gegensatz dazu ist die wichtigste Generationsphase bei nicht-vaskulären Pflanzen der Gametophyt , der Gameten produziert und haploid ist – mit einem Chromosomensatz pro Zelle.)
  3. Gefäßpflanzen haben echte Wurzeln, Blätter und Stängel, auch wenn einige Gruppen sekundär eines oder mehrere dieser Merkmale verloren haben.

Cavalier-Smith (1998) behandelte die Tracheophyta als Stamm oder botanische Abteilung, die zwei dieser Merkmale umfasst, die durch den lateinischen Ausdruck "facies diploida xylem et phloem instructa" (diploide Phase mit Xylem und Phloem) definiert sind.

Ein möglicher Mechanismus für die vermutete Entwicklung von der Betonung der haploiden Erzeugung zur Betonung der diploiden Erzeugung ist die größere Effizienz bei der Sporenausbreitung mit komplexeren diploiden Strukturen. Die Ausarbeitung des Sporenstiels ermöglichte die Produktion von mehr Sporen und die Entwicklung der Fähigkeit, diese höher freizusetzen und weiter zu verbreiten. Solche Entwicklungen können mehr Photosynthesefläche für die sporentragende Struktur, die Fähigkeit, unabhängige Wurzeln zu bilden, eine holzige Struktur zur Unterstützung und mehr Verzweigung umfassen.

Phylogenie

Eine vorgeschlagene Phylogenie der Gefäßpflanzen nach Kenrick und Crane 1997 sieht wie folgt aus, mit Modifikation zu den Gymnospermen von Christenhusz et al. (2011a), Pteridophyta von Smith et al. und Lycophyten und Farne von Christenhusz et al. (2011b) Das Kladogramm unterscheidet die Rhyniophyten von den "echten" Tracheophyten, den Eutracheophyten.

Polysporangien
Tracheophyten
Eutracheophyten
Euphyllophytina
Lignophyten
Spermatophyten

Pteridospermatophyta (Samenfarne)

Cycadophyta (Cycaden)

Pinophyta (Nadelbäume)

Ginkgophyta (Ginkgo)

Gnetophyta

Magnoliophyta (blühende Pflanzen)

Progymnospermophyta

Pteridophyta

Pteridopsida (echte Farne)

Marattiopsida

Equisetopsida (Schachtelschwanz)

Psilotopsida (Schneebesen Farne & Natterzungen)

Cladoxylopsida

Lycophytina

Lycopodiophyta

Zosterophyllophyta

Rhyniophyta

Aglaophyton

Horneophytopsida

Diese Phylogenie wird durch mehrere molekulare Studien gestützt. Andere Forscher behaupten, dass die Berücksichtigung von Fossilien zu anderen Schlussfolgerungen führt, beispielsweise dass die Farne (Pteridophyta) nicht monophyletisch sind.

Hao und Xue präsentierten 2013 eine alternative Phylogenie für Präeuphyllophytenpflanzen .

Polysporangiophyten

Horneophytaceae

Tracheophyten

Cooksoniaceae

Aglaophyton

Rhyniopsida

Catenalis

Aberlemnia

Hsuaceae

Nierengewächse

Eutracheophyten

Adoketophyton

? Barinophytopsida

Zosterophyllopsida

Mikrophylle

Hicklingia

Gumuia

Nothia

Zosterophyllum deciduum

Lycopodiopsida

Yunia

Euphyllophyten

Eophyllophyton

Trimerophytopsida

Megaphylle
Moniliformopses

Ibyka

Pauthecophyton

Cladoxylopsida

Polypodiopsiden

Raditopsen

Celatheca

Pertica

Lignophyten

Progymnospermen
(paraphyletisch)

Spermatophyten

Rhyniopside
Renaloide

Nährstoffverteilung

Fotografien, die Xylemelemente im Trieb eines Feigenbaums ( Ficus alba ) zeigen: in Salzsäure zerkleinert , zwischen Objektträgern und Deckgläsern.

Wasser und Nährstoffe in Form von anorganischen gelösten Stoffen werden von den Wurzeln aus dem Boden aufgenommen und vom Xylem durch die Pflanze transportiert . Organische Verbindungen wie Saccharose, die durch Photosynthese in Blättern produziert werden, werden von den Phloem- Siebrohrelementen verteilt .

Das Xylem besteht aus Gefäßen in Blütenpflanzen und Tracheiden in anderen Gefäßpflanzen, bei denen es sich um tote, hartwandige Hohlzellen handelt, die zu Röhrenreihen angeordnet sind, die beim Wassertransport dienen. Eine Tracheidenzellwand enthält normalerweise das Polymer Lignin . Das Phloem besteht jedoch aus lebenden Zellen, die als Siebröhrenelemente bezeichnet werden . Zwischen den Siebrohrelementen befinden sich Siebplatten, die Poren aufweisen, um Moleküle passieren zu lassen. Siebrohrgliedern fehlen solche Organe wie Kerne oder Ribosomen , aber Zellen neben ihnen, die Begleitzellen , dienen dazu, die Siebrohrglieder am Leben zu erhalten.

Transpiration

Die am häufigsten vorkommende Verbindung in allen Pflanzen, wie in allen zellulären Organismen, ist Wasser , das eine wichtige strukturelle Rolle und eine lebenswichtige Rolle im Pflanzenstoffwechsel spielt. Transpiration ist der Hauptprozess der Wasserbewegung im Pflanzengewebe. Wasser wird ständig von der Pflanze durch ihre Spaltöffnungen in die Atmosphäre transportiert und durch Bodenwasser ersetzt, das von den Wurzeln aufgenommen wird. Die Bewegung von Wasser aus den Blattspaltöffnungen erzeugt einen Transpirationszug oder eine Spannung in der Wassersäule in den Xylemgefäßen oder Tracheiden. Der Sog ist das Ergebnis der Oberflächenspannung des Wassers innerhalb der Zellwände der Mesophyllzellen, von deren Oberflächen bei geöffneten Spaltöffnungen Verdunstung stattfindet. Wasserstoffbindungen bestehen zwischen Wassermolekülen , wodurch sie aufreihen; Wenn die Moleküle an der Spitze der Pflanze verdampfen, zieht jedes das nächste nach oben, um es zu ersetzen, das wiederum am nächsten in der Reihe zieht. Die Ziehung von Wasser nach oben kann vollständig passiv sein und kann durch die Bewegung des Wassers in die Wurzeln über unterstützt Osmose . Folglich erfordert die Transpiration sehr wenig Energie, die von der Pflanze verbraucht wird. Die Transpiration unterstützt die Pflanze bei der Aufnahme von Nährstoffen aus dem Boden als lösliche Salze .

Absorption

Lebende Wurzelzellen absorbieren passiv Wasser in Abwesenheit von Transpirationszug über Osmose, wodurch Wurzeldruck erzeugt wird. Es ist möglich, dass keine Verdunstung und damit kein Wassersog zu den Trieben und Blättern erfolgt. Dies ist in der Regel auf hohe Temperaturen, hohe Luftfeuchtigkeit , Dunkelheit oder Trockenheit zurückzuführen.

Leitung

Xylem- und Phloemgewebe sind an den Leitungsvorgängen in Pflanzen beteiligt. Zucker wird in der gesamten Pflanze im Phloem, Wasser und anderen Nährstoffen durch das Xylem geleitet. Die Leitung erfolgt für jeden einzelnen Nährstoff von einer Quelle zu einer Senke. Zucker wird in den Blättern (einer Quelle) durch Photosynthese produziert und zu den wachsenden Trieben und Wurzeln (Senken) transportiert, um dort für Wachstum, Zellatmung oder Speicherung verwendet zu werden. Mineralien werden in den Wurzeln (einer Quelle) aufgenommen und zu den Trieben transportiert, um die Zellteilung und das Wachstum zu ermöglichen.

Siehe auch

Verweise

Literaturverzeichnis

Externe Links