გიმნოსპერმები (ლათ. Gymnospérmae) და ანგიოსპერმები, ანუ ყვავილოვანი (ლათ. Magnoliophyta) მცენარეთა სამეფოს ორი განსხვავებული ჯგუფია (ქვესამეფო უმაღლესი მცენარეები), რომლებიც თანმიმდევრულად გამოჩნდნენ ბუნების ევოლუციურ განვითარებაში. ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ პლანეტის სიცოცხლის შენარჩუნებაში, ქმნიან მის მწვანე საფარს.
ამ ჯგუფების ზოგიერთი წარმომადგენელი ახლა მთლიანად გადაშენებულია და მიეკუთვნება ნამარხი საბადოების კატეგორიას. ახლა დედამიწაზე არის როგორც ჰოლო- და ანგიოსპერმები. არსებობს ძირითადი განსხვავებები, რომლებიც ახასიათებს ორივე ჯგუფს.
წარმოშობა
წარმოშობა და ასაკი - ეს არის მთავარი განსხვავება გიმნოსპერმებსა და ანგიოსპერმებს შორის. გიმნოსპერმები მცენარეული ორგანიზმების უძველესი ჯგუფია. ისინი დედამიწაზე არსებობენ დევონის პერიოდიდან (პალეოზოური ეპოქა), რაც დაახლოებით 370 მილიონი წლის წინ არის. ითვლება, რომ ისინი სათესლე გვიმრების (ლათ. Pteridospermae) შთამომავლები იყვნენ -სრულიად გადაშენებული მცენარეები, რომელთა მრავალრიცხოვანი ანაბეჭდები ხშირად გვხვდება გვიანი დევონისა და ადრეული ცარცული პერიოდის საბადოებში.
ყვავილობა ანუ ანგიოსპერმა გაჩნდა 120-150 მილიონი წლის წინ იურული და ცარცული პერიოდის საზღვარზე (მეზოზოური ეპოქა) და სწრაფად დაიკავეს დომინანტური პოზიცია პლანეტაზე. ითვლება, რომ მათი წინაპრები უძველესი ტანვარჯიშები იყვნენ.
სახეობათა და ცხოვრების ფორმების მრავალფეროვნება
გიმნოსპერმები შეიცავს დაახლოებით 1000 სახეობას, რომელიც ამჟამად არსებობს ბუნებაში. ამ ჯგუფის სხვა წარმომადგენლები მთლიანად გადაშენებულია და ხშირად გვხვდება პალეონტოლოგების მიერ ნამარხი სახით. სიცოცხლის ფორმები - მარადმწვანე ხეები და ბუჩქები, ასევე იშვიათი მცოცავი. გიმნოსპერმები წარმოდგენილია რამდენიმე კლასით:
- ციკადი: ჩამოშვებული ციკადი, მატყლი სტანგერია, ბოვენია და ა.შ.
- ბენეტიტები: Williamsonia, Nilsoniopteris (სრულიად გადაშენებული კლასი).
- Gnetovye: ephedra horsetail, Velichia mirabilis.
- გინგგო: გინკო ბილობა.
- წიწვოვანი: ნაძვი, ნაძვი, ფიჭვი, ღვია, კედარი და სხვ.
სახეობების საგრძნობლად დიდი მრავალფეროვნება არის ის, რაც განასხვავებს ანგიოსპერმებს გიმნოსპერმებისგან. ანგიოსპერმის დაახლოებით 300 ათასი სახეობაა - ეს არის პლანეტის ყველა მცენარის ნახევარზე მეტი. ისინი გვხვდება ხეების, ბუჩქების, მრავალწლიანი და ერთწლიანი ბალახების, ვაზის სახით. მათი კლასიფიკაცია განსხვავებულია.დიდი მრავალფეროვნება და სირთულე, კერძოდ:
კლასის მონოკოტატები:
ოჯახები:
მარცვლეული: ჭვავი, შვრია, ხორბალი და ა.შ.
შროშანები: შროშანა, ტიტები, ნიორი, ხახვი და ა.შ.
კლასი დიპარტიული:
ოჯახები:
Solanaceae: კარტოფილი, თამბაქო, ღამისთევა, დოპი, ხახვი და ა.შ.
Asteraceae: მზესუმზირა, აბზინდა, დენდელიონი, იერუსალიმის არტიშოკი და სხვ.
ლობიო: სოია, წიწილა, ბარდა, ლობიო და ა.შ.
ჯვარცმული: კომბოსტო, ბოლოკი, ბოლოკი, ტურფა და სხვ.
Rosaceae: ვარდი, ველური ვარდი, ქეჩი, ალუბალი და სხვ.
რეპროდუქციული ორგანოები
მთავარი განსხვავება ანგიოსპერმებსა და გიმნოსპერმებს შორის არის სქესობრივი გამრავლების ორგანო. პირველ ჯგუფში ეს არის ყვავილი, რომლის საკვერცხეში განაყოფიერების შემდეგ წარმოიქმნება თესლი (ნაყოფი). იგი შედგება მტვრიანებისგან - მამაკაცის სასქესო ორგანოებისაგან, პისტილისაგან - ქალის სასქესო ორგანოსგან (მისგან განვითარდება ნაყოფი), გვირგვინი ფურცლებით, ჭურჭელი და პედიცელი. ყვავილი განსხვავდება ფორმის, ფერისა და ფერის მიხედვით, მცენარის ტიპის მიხედვით.
გიმნოსპერმებში ამ ფუნქციას ასრულებს მოდიფიცირებული ყლორტი - კონუსი, რომელიც შეიძლება იყოს მამრობითი და მდედრობითი სქესის, როგორც ადვილად შეიძლება ვიმსჯელოთ მისი ზომის მიხედვით. სწორედ მის სასწორზე ვითარდება კვერცხუჯრედები და შემდგომში წარმოიქმნება თესლი.
განაყოფიერება
განაყოფიერების პროცესი არის მთავარი განსხვავება გიმნოსპერმებსა და ანგიოსპერმებს შორის. გიმნოსპერმებში ეს საკმაოდ მარტივია. მტვრის პარკებშიხდება მტვრის მარცვლების თანდათანობით მომწიფება, რომელიც შემდეგ გადაეცემა მდედრი გამეტოფიტს. ერთი სპერმატოზოიდი (მამაკაცის გამეტი) ანაყოფიერებს მხოლოდ ერთ კვერცხუჯრედს, რის შემდეგაც წარმოიქმნება თესლი. პროცესი მიმდინარეობს კვერცხუჯრედში ან მეგასპორანგიაში.
ყვავილები განსხვავებულია. აქ ორმაგი განაყოფიერება ხდება, ამით განსხვავდებიან ანგიოსპერმები გიმნოსპერმებისგან. მოკლედ, ეს პროცესი აღწერა ადგილობრივმა მეცნიერმა ს.გ. ნავაშინი 1898 წელს. ეს ხდება შემდეგნაირად: ორი სპერმატოზოიდი აღმოცენდება საკვერცხის შიგნით მტვრის მარცვლიდან, ერთი ანაყოფიერებს კვერცხუჯრედს, საიდანაც თესლი ვითარდება, მეორე - ცენტრალური უჯრედი, რომელიც წარმოშობს ენდოსპერმას - ემბრიონის საკვები ნივთიერებების მარაგს.
ნაყოფის ფორმირება
განაყოფიერების შემდეგ აყვავებული მცენარეები ქმნიან ნაყოფს - რითი განასხვავებენ ანგიოსპერმებს გიმნოსპერმებისგან. ნაყოფის ფორმირება თესლით შიგნით ხდება საკვერცხის კედლების შეცვლით. მაგრამ ზოგჯერ მის ფორმირებაში მონაწილეობენ პერიანტი, მტვრიანები და თაიგულები, ეს ყველაფერი დამოკიდებულია მცენარის ტიპზე. ამ დროს მცენარეში მინერალური და ორგანული ნივთიერებების მოძრაობა ნაყოფისკენ არის მიმართული, რამაც შეიძლება სხვა ქსოვილების გამოფიტვა. ხილი, ისევე როგორც ანგიოსპერმების სახეობრივი შემადგენლობა, ხასიათდება მრავალფეროვანი ფორმებით.
გიმნოსპერმი განსხვავდება ანგიოსპერმებისგან ხილის არარსებობით. მათი თესლები ღიად მდებარეობს კონუსის მასშტაბზე და არაფრით არ არის დაცული. თუმცა, მათ აქვთ სპეციალური მოწყობილობები, რომლებიც საშუალებას აძლევს მათ გაგრძელდესგრძელი დისტანციები.
დისტრიბუცია
თესლის გაფანტვის მეთოდი მნიშვნელოვანი გარემოებაა, რომელიც განასხვავებს გიმნოსპერმებს ანგიოსპერმებისგან. პირველ ჯგუფში ეს ხდება ერთადერთი გზით - ქარის დახმარებით. ამიტომ, თესლი აღჭურვილია გამონაზარდებით, ფრთების ფორმის დანამატებით და მემბრანული სტრუქტურით. ჰაერის მოძრაობას შეუძლია ასეთი თესლის გავრცელება დიდ მანძილზე, რაც უზრუნველყოფს კონკრეტული მცენარის დიაპაზონის გაფართოებას.
ანგიოსპერმებში თესლის გაფანტვის მეთოდები უფრო მრავალფეროვანია. ეს ხდება ქარის, მწერების, ფრინველების, ძუძუმწოვრების, ადამიანების მონაწილეობით. ზოგიერთ თესლს აქვს მიმაგრება და გამონაყარი, რომელიც შეიძლება მიეწებოს ტანსაცმელს ან ცხოველის თმას და, შესაბამისად, შორ მანძილზე გაიაროს. ბევრ ხილს აქვს ტკბილი, წვნიანი რბილობი, რომელიც საკვებად ვარგისია ადამიანებისა და ცხოველებისთვის, რაც ასევე იძლევა თესლის გაფანტვის საშუალებას.
გამტარი ქსოვილების სტრუქტურა
გამტარი სისტემის სტრუქტურა არის ის, რაც განასხვავებს გიმნოსპერმებს ანგიოსპერმებისგან. ძველ მცენარეებში წყლისა და საკვები ნივთიერებების მოძრაობა ქსოვილებში არ არის ინტენსიური. სითხე ნელა მოძრაობს ტრაქეიდების გასწვრივ - ღრუ მილები სქელი გამაგრებული კედლებით და პერფორირებული ტიხრებით. ისინი ქსილემის ნაწილია და უზრუნველყოფენ სითხის ზევით ნაკადს - ფესვებიდან ფოთლებამდე. ტრაქეიდები აშკარად ჩანს მიკროსკოპით დათვალიერებისას.
გამტარი სისტემაანგიოსპერმი უფრო სრულყოფილია. ამ მცენარეებში ტრაქეიდები გადაკეთდა გემებად. ეს არის ძალიან გრძელი მილები (ზოგიერთ ვაზში ისინი ათეულ მეტრს აღწევს), რომლის მეშვეობითაც ხდება სითხისა და საკვები ნივთიერებების გაძლიერებული ნაკადი. სტრუქტურის ეს თვისება ხელს უწყობს მცენარეში მრავალი მნიშვნელოვანი ფიზიოლოგიური პროცესის უფრო აქტიურ დინებას: ქლოროფილის წარმოქმნას, ფოტოსინთეზს, სუნთქვას.
ევოლუციური უპირატესობები
გიმნოსპერმები დედამიწაზე ბევრად უფრო დიდხანს არსებობენ, ვიდრე ანგიოსპერმები. მაგრამ, ამის მიუხედავად, მათ ვერ მიაღწიეს ახალგაზრდა აყვავებული მცენარეებისთვის დამახასიათებელ სახეობებისა და ფორმების მრავალფეროვნებას. რით განსხვავდება ანგიოსპერმიები გიმნოსპერმებისგან? რა უპირატესობებმა მისცა მათ პლანეტის მცენარეულ სამყაროში დომინანტური პოზიციის დაკავება? არსებობს რამდენიმე პუნქტი, რამაც განსაზღვრა ეს, კერძოდ:
- მწერებისთვის მიმზიდველი ყვავილის გამოჩენამ გაზარდა მცენარის დამტვერვის შანსები;
- დამტვერვის ვარიანტების მრავალფეროვნება;
- საკვერცხე იცავს კვერცხუჯრედს შესაძლო დაზიანებისგან;
- ორმაგი განაყოფიერება საშუალებას აძლევს თესლის ჩანასახს მიიღოს საკმარისი საკვები მისი განვითარებისთვის;
- წვნიანი ხილი ინახავს თესლს შიგნით;
- თესლების გავრცელების გზების გაზრდა;
- სიცოცხლის ფორმების მრავალფეროვნება (ხეები, ბალახები, ბუჩქები) საშუალებას გაძლევთ დაასახლოთ მეტი ეკოლოგიური ნიშები;
- გამტარ სისტემას აძლიერებს სისხლძარღვები, რაც ააქტიურებს მცენარეთა ორგანიზმის ბევრ აუცილებელ ფიზიოლოგიურ პროცესს.
მთავარი განსხვავებები. რეზიუმე
მაშ, რა განსხვავებაა გიმნოსპერმებსა და ანგიოსპერმებს შორის? მოკლედ, ორივე ჯგუფის წარმომადგენლებს შორის ძირითადი განსხვავებები მოცემულია ცხრილში.
| ხელმოწერა | Gymnosperms | ანგიოსპერმი |
| წარმოშობა | პალეოზოური ხანა | მეზოზოური ხანა |
| ისტორიული ასაკი | დაახლოებით 370 Ma | 125-150 Ma |
| სახეობების მრავალფეროვნება | დაახლოებით 1000 სახეობა | დაახლოებით 300 ათასი სახეობა |
| სიცოცხლის ფორმების მრავალფეროვნება | ძირითადად ხეები და ბუჩქები | ხეები, ბუჩქები, ბალახები |
| თესლის პოზიცია | ღია, დაუცველი | მდებარეობს ნაყოფის შიგნით |
| დამტვერვა | ქარმა ააფეთქა | ქარი, მწერები, ფრინველები, თვითდამტვერვა |
| განაყოფიერება | მარტივი | ორმაგი |
| ნაყოფის არსებობა | არა | დიახ |
| წყლის მოძრაობა ქსოვილებში | ტრაქეიდების მიხედვით (ნელი აღმავალი დენი) | სისხლძარღვების მეშვეობით (გაძლიერებული აღმავალი დენი) |
ევოლუციურად განვითარებულმა ადაპტაციებმა, როგორიცაა თესლის დაცვა, ორმაგი განაყოფიერება, მწერების დამტვერვა და გაუმჯობესებული სისხლძარღვთა სისტემები, მისცა ანგიოსპერმებს დომინირების საშუალება პლანეტის ფლორაზე.
