Gymnosperms ჩვენი პლანეტის უძველესი თესლოვანი მცენარეებია. მათ მნიშვნელოვანი როლი ითამაშეს ველური ბუნების განვითარებაში და განაგრძობენ მნიშვნელოვანი პოზიციის დაკავებას დედამიწის ცხოვრებაში. ჩვენთვის კარგად ნაცნობი ნაძვი, ფიჭვი, ნაძვი, თუჯა, ყვავი ან ცაცხვი და ნაკლებად ცნობილი ველვიჩია, საგა ან გინკო - ეს ყველაფერი ჯგუფის წარმომადგენლებია სახელწოდებით "გიმნოსპერმები". მათ სტრუქტურასა და რეპროდუქციას მოგვიანებით განვიხილავთ სტატიაში.
წარმოშობა და ასაკი
გიმნოსპერმა 350 მილიონი წლისაა. ისინი გამოჩნდნენ ზემო დევონში (პალეოზოური) და მეზოზოური ეპოქის დასაწყისისთვის უკვე მიაღწიეს პიკს. სავარაუდოდ, მათი წარმოშობა დაკავშირებულია სპორების - გვიმრების თანდათანობით ევოლუციასთან. მათთან შედარებით, მცენარის ახალ სახეობებს უკვე ჰქონდათ კვერცხუჯრედები და მტვრის მარცვლები, რომლებიც უშუალოდ მონაწილეობდნენ თესლის ფორმირებაში. იყო მთელი რიგი უპირატესობები, რაც ტანვარჯიშს გააჩნდა:
- რეპროდუქცია ჩატარდა გარეშეწყლის მონაწილეობა;
- თესლის საფარი და საკვები ნივთიერებების მიწოდება უზრუნველყოფდა ნერგის უსაფრთხოებას.
ამ მიზეზების გამო, მცირე ხნის შემდეგ, პლანეტის მწვანე საფარი უკვე ძირითადად ტანვარჯიშები იყო, რომელთა აგებულებამ და გამრავლებამ ხელი შეუწყო ახალი ტერიტორიების და ეკოლოგიური ნიშების წარმატებულ განვითარებას.
შენობის მახასიათებლები
ძირითადად დასახელებული მცენარეები იზრდება ხეების და ბუჩქების სახით, უფრო ხშირად - მარადმწვანე, იშვიათად - ფოთლოვანი. ზოგჯერ მათ შეუძლიათ მიაღწიონ უზარმაზარ ზომებს (სეკვოია, კედარი). მათი ფოთლების აბსოლუტური უმრავლესობა ნემსის ფორმისაა ან ქერცლების იერი აქვს. მათ ნემსებს უწოდებენ და შეიცავს ფისოვანი პასაჟებს.
ხე შეადგენს მაგისტრალის უმეტეს ნაწილს. იგი შეიცავს ღრუ მკვდარ უჯრედებს პერფორირებული კედლებით - ტრაქეიდები. მათი არსებობა მცენარეთა ამ ჯგუფისთვის დამახასიათებელი ნიშანია. სწორედ მათი მეშვეობით ხდება წყლის ზევით დინება ფესვიდან ფოთლებში.
ტრაქეიდების გარდა, გიმნოსპერმის ხე შეიცავს ფისოვანი სადინრებსაც. ამიტომ, ამ ჯგუფის მცენარეების წარმომადგენლები ადვილად აღიარებენ სურნელოვანი წიწვოვანი სუნით. ფისი ატენიანებს ხეს, რაც ხელს უშლის მის გაფუჭებას. ამის გამო წიწვოვან ხეებს შორის ბევრი ასწლოვანია. მაგალითად, ზოგიერთი სეკვოია დაახლოებით 3000 წლისაა.
ყველაზე მნიშვნელოვანი ევოლუციური უპირატესობა, რაც ტანვარჯიშებს აქვთ, არის რეპროდუქცია წვეთოვანი ტენიანობის მონაწილეობის გარეშე და წარმონაქმნების არსებობის გარეშე, რომლებიც მოქმედებენ როგორც რეპროდუქციული ორგანოები.
გიმნოსპერმების რეპროდუქციული ორგანოები
ყვავილების არარსებობა ტანვარჯიშის მთავარი თვისებაა. ამ მცენარეების გამრავლება ხდება გირჩების, ანუ სტრობილუსის მონაწილეობით. ამ წარმონაქმნების ამოცნობა ადვილია ფიჭვის, ნაძვის, ნაძვის, ცაცხვისა და წიწვოვანი მცენარეების სხვა წარმომადგენლებზე. მათ შეიძლება ეწოდოს სქესობრივი გამრავლების ორგანოები.
ჩვეულებრივ გირჩები სხვადასხვა სქესისაა - ისინი შეიძლება იყვნენ მამრობითი და მდედრობითი სქესის წარმომადგენლები და განლაგებული არიან როგორც ერთსა და იმავე მცენარეზე (ერთობიან) ან განსხვავებულზე (ორიან), განსხვავდებიან ზომით და ფერით.
მამაკაცის კვირტებს უწოდებენ მიკროსტრობილებს, ხოლო ქალის კვირტებს მეგასტრობილებს. სტრობილა არის შემცირებული და მოდიფიცირებული ყლორტი, რომელზედაც განლაგებულია სპოროფილები - მოდიფიცირებული ფოთლები. მტვერი მწიფდება მიკროსტრობილებში. მეგასტრობილებში - ოვულები.
გიმნოსპერმის გამრავლების თავისებურებები
ჩვეულებრივ, გიმნოსპერმების გამრავლების პროცესი განიხილება შოტლანდიური ფიჭვის მაგალითზე. ეს არის ერთფეროვანი მცენარე, ანუ ერთ ხეზე ვითარდება მამრი და მდედრი გირჩები. პირველი მათგანი უფრო დიდია, მოწითალო ფერის. მეორეები პატარაა, მომწვანო ან მოლურჯო.
გიმნოსპერმების გამრავლების სქემა საკმაოდ მარტივია. როდესაც მტვერი მწიფდება მიკროსტრობილებში, ის იღვრება, ვრცელდება ქარის საშუალებით და შეუძლია შორ მანძილზე გადაადგილება. ამისთვის ყოველი მტვრის მარცვალი აღჭურვილია სპეციალური მოწყობილობებით - მტვრის პარკებით. მტვრის ნაწილაკები ეცემა კვერცხუჯრედებს, რომლებიც ვითარდება მეგასტრობილებზე. ასე ხდება დამტვერვა.
ჩვეულებრივ მოდის გაზაფხულის ბოლოს ან ზაფხულის დასაწყისში. დამტვერვამდედრი გირჩები იხურება, მათი სასწორები ფისს ეკვრის. განაყოფიერება ხდება კვერცხუჯრედებში დახურულ კონუსებში.
როგორ ხდება განაყოფიერება
კვერცხუჯრედის შიგნით არის ქალის გამეტოფიტი, ანუ ემბრიონის ტომარა, რომელიც გადის მომწიფების რამდენიმე ეტაპს. ყვავილის მტვერი შედის კვერცხუჯრედის მტვრის შესასვლელში, ის იწყებს გაღვივებას მტვრის მილში არქეგონიუმისკენ (ბერძნული თაღიდან - "დასაწყისი", წავიდა - "დედის მუცელი"). ეს ფორმირება შეიცავს კვერცხს. საერთო ჯამში, ორი მათგანი ვითარდება კვერცხუჯრედში, მაგრამ მხოლოდ ერთი ექვემდებარება განაყოფიერებას.
ამ მომენტისთვის ორი სპერმატოზოიდი უკვე მომწიფდა მტვრის მარცვალში და დაიწყო მოძრაობა მზარდი მილის გასწვრივ. როდესაც ერთ-ერთი სპერმატოზოიდი აღწევს კვერცხუჯრედს, ხდება განაყოფიერება. მეორე სპერმატოზოიდი კვდება. ორი ჩანასახის უჯრედის შერწყმის შემდეგ წარმოიქმნება სათესლე ემბრიონი - ზიგოტი. თავად კვერცხუჯრედი გარდაიქმნება თესლად. აღმოცენება, ის გამოიყენებს საკვები ნივთიერებების მარაგს.
ასე მრავლდებიან გიმნოსპერმები. ამ პროცესის სქემა ნაჩვენებია ფოტოზე.
დაფქვა და თესლის გაფანტვა
განაყოფიერების შემდეგ იწყება თესლის მომწიფება. შოტლანდიურ ფიჭვში ორივე ეს პროცესი 2 წელი გრძელდება. როცა მწიფდება, გირჩები მერქნიანდება და ფერს იცვლის. თანდათან მათი ქერცლები იხსნება და მათგან თესლი იღვრება.
გიმნოსპერმი არ ქმნის ნაყოფს. მაგრამ იმისათვის, რომ გავრცელდეს დიდიმანძილი, თესლს აქვს განსაკუთრებული ადაპტაცია - პტერიგოიდური მემბრანული გამონაზარდები, ადვილად გადატანილი ქარის მიერ.
თუ გარეგანი პირობები არ არის ხელსაყრელი გაღივებისთვის, თესლს შეუძლია დიდი ხნის განმავლობაში დაისვენოს ოპტიმალური ტემპერატურულ პირობებამდე. სწორედ ამ მახასიათებლებმა მისცა საშუალება ტანვარჯიშებს მიეღწიათ სახეობების დიდი რაოდენობა და გავრცელდნენ დიდ ტერიტორიებზე.
სახეობებისა და წარმომადგენლების რაოდენობა
აღწერილ ჯგუფს აქვს დაახლოებით 600-700 სახეობა. ყველა მათგანი დღემდე არ არის შემორჩენილი, ზოგიერთი წარმომადგენელი მხოლოდ ნამარხი სახით არსებობს. მაგალითად:
- კორდაიტი;
- ბენეტიტი;
- თესლიანი გვიმრები.
დანარჩენი წარმომადგენლები გავრცელებულია მთელს მსოფლიოში და იზრდება ყველა კლიმატურ ზონაში: სამხრეთ ტროპიკულიდან (საგოს პალმები) ჩრდილოეთის ცივ განედებამდე (კედარი, ცაცხვი, ნაძვი, ფიჭვი).
გიმნოსპერმების უძველესი წარმომადგენელი, რომელიც დღემდე არსებობს, არის გინკო ბილობა (ბილობა). ამ მცენარეს ცოცხალ ნამარხს უწოდებენ, რადგან ის პლანეტაზე მეზოზოური ეპოქიდან იზრდებოდა, რასაც მოწმობს უძველესი ქანების საბადოებში არსებული მრავალი ანაბეჭდი.
ევოლუციური განვითარება
პირველ გიმნოსპერმებს, რომლებიც წარმოიქმნა პალეოზოურ ეპოქაში, ჰქონდათ მრავალი უპირატესობა, რამაც მათ საშუალება მისცა დაეკავებინათ დომინანტური პოზიცია პლანეტაზე იმ დროს. ამ ევოლუციურად ახალ მახასიათებლებს არომორფოზებს უწოდებენ და საშუალებას გაძლევთ მიაღწიოთახალი დონე ახალი ტერიტორიებისა და ეკოლოგიური ნიშების განვითარებაში. არსებობს რამდენიმე ასეთი თვისება, რაც ტანვარჯიშს აქვს:
- რეპროდუქცია ხორციელდება წყლის გარემოს მონაწილეობის გარეშე. ამან შესაძლებელი გახადა ხმელეთზე დიდი ტერიტორიების დასახლება.
- განაყოფიერება ხდება კვერცხუჯრედის შიგნით და დაცულია გარეგანი ზემოქმედებისაგან - გიმნოსპერმების გამრავლების ასეთი თვისებები უზრუნველყოფს მომავალი მცენარის უფრო მეტ უსაფრთხოებას.
- თესლის გამოჩენამ შესაძლებელი გახადა მომავალი ემბრიონის უზრუნველყოფა დამცავი საფარით (თესლის კანი) და საკვების მარაგით (ენდოსპერმი), რამაც, თავის მხრივ, გაზარდა ამ ჯგუფში მცენარეების რაოდენობა.
სწორედ ეს თვისებები განასხვავებდა მათ წინაპრების - გვიმრებისგან. მცენარეთა სამყაროს ევოლუციური განვითარების შემდეგი და დღეს ბოლო ეტაპი არის ანგიოსპერმების გამოჩენა.
გიმნოსპერმის მნიშვნელობა
გიმნოსპერმების როლის გადაჭარბება შეუძლებელია. სწორედ ისინი ავსებენ მსოფლიოს ტყეების დაახლოებით მესამედს, რომლებიც მონაწილეობენ ჰაერის გაწმენდასა და ჟანგბადის მუდმივ განახლებაში. გარდა ამისა, პლანეტაზე ჟანგბადის მწარმოებელი მცენარეების გაჩენამ და ფართო გავრცელებამ განაპირობა სხვა ორგანიზმების გაჩენა, რომლებსაც შეუძლიათ გამოიყენონ ეს აირი თავიანთ სუნთქვაში.
წიწვოვანი ხეების მთავარი მომწოდებელია ადამიანის ცხოვრების სხვადასხვა სფეროსთვის. ეს ნედლეული აქტიურად გამოიყენება ავეჯის წარმოებაში, მშენებლობაში, გემების წარმოებაში და ეკონომიკური საქმიანობის სხვა სტრატეგიულად მნიშვნელოვან სფეროებში.ნაძვის ხის ბოჭკოები განსაკუთრებით ღირებულია მაღალი ხარისხის ქაღალდების წარმოებაში.
გიმნოსპერმი ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში. სპეციალურ ნივთიერებებს - ფიტონციდებს, რომლებიც გამოიყოფა თითქმის ყველა წიწვოვანი ხის მიერ, შეუძლიათ ჰაერის გაწმენდა პათოგენური მიკრობებისგან. ამ მიზეზით, სანატორიუმებისა და კურორტების უმეტესობა აშენებულია წიწვოვანი ტყეების ტერიტორიაზე. ასეთ თერაპიას შეუძლია მნიშვნელოვნად შეამსუბუქოს ან აღმოფხვრას მრავალი ფილტვის დაავადება.
