Gymnosperm -
Gymnosperm

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Gymnospermen.jpg Verschiedene Gymnospermen. Königreich: Pflanzen Klade : Tracheophyten Klade : Spermatophyten (ohne Rang): Gymnospermen Abteilungen

Pinophyta (oder Coniferophyta) – Koniferen
GinkgophytaGinkgo
Cycadophyta – Cycads
GnetophytaGnetum, Ephedra, Welwitschia

Siehe Text für ausgestorbene Division.

Encephalartos sclavoi Zapfen, ca. 30 cm lang
.

Die Gymnospermen und Angiospermen bilden zusammen die Spermatophyten oder Samenpflanzen. Die Gymnospermen sind in sechs Stämme unterteilt. Organismen, die zu den Stämmen Cycadophyta, Ginkgophyta, Gnetophyta und Pinophyta (auch als Coniferophyta bekannt) gehören, existieren noch, während diejenigen in den Stämmen Pteridospermales und Cordaitales jetzt ausgestorben sind.

Die mit Abstand größte Gruppe lebender Gymnospermen sind die Koniferen (Kiefern, Zypressen und Verwandte), gefolgt von Palmfarnen, Gnetophyten ( Gnetum , Ephedra und Welwitschia ) und Ginkgo biloba (eine einzige lebende Art). Ungefähr 65% der Gymnospermen sind zweihäusig , aber Nadelbäume sind fast alle einhäusig .

Einige Gattungen haben Mykorrhiza , Pilzassoziationen mit Wurzeln ( Pinus ), während bei einigen anderen ( Cycas ) kleine spezialisierte Wurzeln, die als koralloide Wurzeln bezeichnet werden, mit stickstofffixierenden Cyanobakterien in Verbindung gebracht werden.

Einstufung

, ist klar, dass Angiospermen innerhalb einer größeren Gymnospermen-Klade verschachtelt sind, obwohl unklar bleibt, welche Gruppe von Gymnospermen ihre nächste Verwandte ist.

Die erhaltenen Gymnospermen umfassen 12 Hauptfamilien und 83 Gattungen, die mehr als 1000 bekannte Arten enthalten.

Unterklasse Cycadidae

Unterklasse Ginkgoidae

Unterklasse Gnetidae

Unterklasse Pinidae

Ausgestorbene Gruppierungen

Vielfalt und Herkunft

Es gibt über 1000 lebende Arten von Gymnospermen. Es ist allgemein anerkannt, dass die Gymnospermen im späten Karbon entstanden sind und die Lycopsid- Regenwälder der tropischen Region ersetzt haben. Diese Entwicklung scheint das Ergebnis eines gesamten Genom-Duplikationsereignisses vor etwa

. Frühe Merkmale von Samenpflanzen sind in fossilen Progymnospermen des späten Devon vor etwa 383 Millionen Jahren offensichtlich . Es wurde vermutet, dass während des mittleren Mesozoikums die Bestäubung einiger ausgestorbener Gruppen von Gymnospermen durch ausgestorbene Skorpionfliegenarten erfolgte , die einen speziellen Rüssel hatten, um sich von Bestäubungstropfen zu ernähren. Die Skorpionfliegen waren wahrscheinlich an Bestäubungs-Mutualismen mit Gymnospermen beteiligt, lange vor der ähnlichen und unabhängigen Koevolution von nektarfressenden Insekten auf Angiospermen. Es wurden auch Beweise dafür gefunden, dass mittelmesozoische Gymnospermen von Kalligrammatiden-Florfliegen bestäubt wurden , einer heute ausgestorbenen Familie mit Mitgliedern, die (in einem Beispiel konvergenter Evolution ) den modernen Schmetterlingen ähnelten, die viel später entstanden.

Zamia integrifolia, eine in Florida heimische Palmfarne

Nadelbäume sind bei weitem die am häufigsten vorkommende Gruppe von Gymnospermen mit sechs bis acht Familien mit insgesamt 65–70 Gattungen und 600–630 Arten (696 akzeptierte Namen). Nadelbäume sind verholzende Pflanzen und die meisten sind immergrün. Die Blätter vieler Nadelbäume sind lang, dünn und nadelförmig, andere Arten, darunter die meisten Cupressaceae und einige Podocarpaceae , haben flache, dreieckige, schuppenartige Blätter. Agathis bei Araucariaceae und Nageia bei Podocarpaceae haben breite, flache, bandförmige Blätter.

Cycads sind die zweithäufigste Gruppe von Gymnospermen mit zwei oder drei Familien, 11 Gattungen und ungefähr 338 Arten. Ein Großteil der Palmfarne ist in tropischen Klimazonen beheimatet und kommt am häufigsten in Regionen in der Nähe des Äquators vor. Die anderen existierenden Gruppen sind die 95-100 Arten von Gnetales und eine Art von Ginkgo .

Spermatophyten

Akrogymnospermen

Angiospermen

Gymnospermen

Verwendet

Gymnospermen haben einen großen wirtschaftlichen Nutzen. Kiefer, Tanne, Fichte und Zeder sind Beispiele für Nadelbäume, die für die Holz- , Papier- und Harzproduktion verwendet werden. Einige andere übliche Anwendungen für Gymnospermen sind Seife , Lack , Nagellack , Lebensmittel, Kaugummi und Parfüms .

Lebenszyklus

Beispiel für den Lebenszyklus von Gymnospermen

Gymnospermen haben wie alle Gefäßpflanzen einen sporophytendominanten Lebenszyklus, das heißt, sie verbringen den größten Teil ihres Lebenszyklus mit diploiden Zellen, während der Gametophyt (gametentragende Phase) relativ kurzlebig ist. Wie alle Samenpflanzen sind sie heterospor und haben zwei Sporentypen, Mikrosporen (männlich) und Megasporen (weiblich), die typischerweise in Pollenkegeln bzw. eiförmigen Zapfen produziert werden. Wie bei allen heterosporen Pflanzen entwickeln sich die Gametophyten innerhalb der Sporenwand. Pollenkörner (Mikrogametophyten) reifen aus Mikrosporen und produzieren schließlich Samenzellen. Megagametophyten entwickeln sich aus Megasporen und werden in der Eizelle zurückgehalten. Gymnospermen produzieren multiple Archegonien , die die weiblichen Gameten produzieren. Während der Bestäubung werden Pollenkörner physisch zwischen den Pflanzen vom Pollenkegel in die Eizelle übertragen. Pollen werden normalerweise durch Wind oder Insekten transportiert. Vollkornprodukte geben jedes Ovulum durch einen mikroskopisch kleinen Spalt in dem ovule Mantel ( Integument ) die Mikropyle genannt. Die Pollenkörner reifen im Inneren der Eizelle weiter und produzieren Samenzellen. Bei Gymnospermen gibt es zwei Hauptarten der Befruchtung. Cycads und Ginkgo haben bewegliche Spermien, die direkt zur Eizelle in der Eizelle schwimmen, während Koniferen und Gnetophyten Spermien ohne Flagellen haben , die entlang eines Pollenschlauchs zur Eizelle transportiert werden. Nach Syngamie (Verbindung von Sperma und Eizelle) entwickelt sich die Zygote zu einem Embryo (junger Sporophyt). In jedem Gymnospermensamen wird normalerweise mehr als ein Embryo initiiert. Der reife Samen besteht aus dem Embryo und den Überresten des weiblichen Gametophyten , der als Nahrungsquelle dient, und der Samenschale.

Genetik

Das erste veröffentlichte sequenzierte Genom für irgendein Gymnosperm war das Genom von Picea abies im Jahr 2013.

Verweise

Literaturverzeichnis

  • Cantino, Philip D.; Doyle, James A.; Graham, Sean W.; Judd, Walter S.; Olmstead, Richard G.; Soltis, Douglas E.; Soltis, Pamela S.; Donoghue, Michael J. (August 2007). „Auf dem Weg zu einer phylogenetischen Nomenklatur von Tracheophyta“. Taxon . 56 (3): 822–846. doi : 10.2307/25065864 . JSTOR  25065864 .