gymnospermer är blommfria växter som producerar kottar och frön. Termen gymnosperm betyder bokstavligen "naket frö", eftersom gymnospermfrön inte är inneslutna i en äggstock. Snarare sitter de exponerade på ytan av bladliknande strukturer som kallas bracts. Gymnospermer är kärlväxter i underdomen Embyophyta och inkluderar barrträd, cykader, ginkgoer och gnetofyter. Några av de mest kända exemplen på dessa trädiga buskar och träd inkluderar tallar, granar, granar och ginkgoer. Gymnospermer finns rikligt med tempererad skog och boreal skog biome med arter som tål fuktiga eller torra förhållanden.
Till skillnad från angiospermer, gymnosperm producerar inte blommor eller frukt. De tros vara de första kärlväxterna som bebor land som förekom i triasperioden för cirka 245-208 miljoner år sedan. Utvecklingen av en vaskulära systemet kapabel att transportera vatten genom växten möjliggjorde gymnosperm land kolonisering. Idag finns över tusen arter av gymnospermer som tillhör fyra huvudavdelningar: Coniferophyta, CYCADophyta, Ginkgophyta, och gnetophyta.
De Coniferophyta divisionen innehåller barrträd, som har den största variationen av arter bland gymnospermer. Mest barrträd är vintergröna (behåll bladen under hela året) och inkluderar några av de största, högsta och äldsta träden på planeten. Exempel på barrträd inkluderar tallar, sequoias, granar, hemlock och granar. Barrträd är en viktig ekonomisk källa för virke och produkter, till exempel papper, som är utvecklade av trä. Gymnospermträ betraktas som mjukved, till skillnad från lövträet hos vissa angiospermer.
Ordet barrträd betyder "konbärare", ett tydligt kännetecken som är vanligt för barrträd. Kottar hyser den manliga och kvinnliga reproduktionsstrukturen i barrträd. De flesta barrträd är monoik, vilket betyder att både manliga och kvinnliga kottar kan hittas på samma träd.
Ett annat lätt identifierbart drag av barrträd är deras nålliknande löv. Olika barrträdfamiljer, t.ex. Pinaceae (tallar) och Cupressaceae (cypresser), kännetecknas av typen av närvarande blad. Pines har enstaka nålliknande löv eller nålbladsknivar längs stammen. Cypresser har plana, skalliknande blad längs stjälkarna. Andra barrträd av släktet Agathis har tjocka, elliptiska blad och barrträd av släktet nageia har breda, platta blad.
Barrträd är synliga medlemmar av taiga skogsbiomet och har anpassningar för livet i den kalla miljön i boreala skogar. Trädens höga, triangulära form tillåter snö att falla från grenarna lättare och hindrar dem från att bryta under isens vikt. Nålbladskonifterna har också ett vaxartat skikt på bladytan för att förhindra vattenförlust i det torra klimatet.
De CYCADophyta uppdelningen av gymnospermer inkluderar cykader. Cycads finns i tropiska skogar och subtropiska regioner. Dessa vintergröna växter har en fjäderliknande bladstruktur och långa stjälkar som sprider de stora bladen ut över den tjocka, träiga stammen. Vid första anblicken kan cykader likna palmer, men de är inte besläktade. Dessa växter kan leva i många år och har en långsam tillväxtprocess. King Sago palm, till exempel, kan ta upp till 50 år att nå 10 fot.
Till skillnad från många barrträd producerar cykadträd antingen endast hankottar (producerar pollen) eller honkottar (producerar ägglossningar). Kvinnliga konproducerande cykader producerar endast frön om en hane är i närheten. Cykader förlitar sig främst på insekter för pollinering, och djur hjälper till att sprida sina stora, färgglada frön.
Ginkgo biloba är de enda överlevande växterna i Ginkgophyta uppdelning av gymnospermer. Idag är naturligt växande ginkgo-växter exklusiva för Kina. Ginkgoes kan leva i tusentals år och kännetecknas av fläktformade, lövfällande blad som blir gula på hösten. Ginkgo biloba är ganska stora, med de högsta träden når 160 fot. Äldre träd har tjocka stammar och djupa rötter.
Ginkgos trivs i väl solbelysta områden som får mycket vatten och har gott om dränering av marken. Liksom cykader producerar ginkgo-växter antingen manliga eller kvinnliga kottar och har spermier som använder flagella att simma mot ägget i den kvinnliga ägglossningen. Dessa slitstarka träd är brandbeständiga, skadedjursbeständiga och sjukdomsresistenta och de producerar kemikalier som anses ha medicinskt värde inklusive flera flavinoider och terpener med antioxidant, antiinflammatoriska och antimikrobiella egenskaper.
Gymnospermavdelningen gnetophyta har ett litet antal arter (65) som finns inom tre släkter: ephedra, Gnetum, och Welwitschia. Många av arterna från släktet ephedra är buskar som finns i ökenregioner i Amerika eller i de höga, svala regionerna i Himalaya-bergen i Indien. Vissa ephedra arter har medicinska egenskaper och är källan till det avsvällande läkemedlet efedrin. ephedra arter har smala stjälkar och skalliknande blad.
Gnetum arterna innehåller några buskar och träd, men de flesta är träiga vinstockar som klättrar runt andra växter. De bor tropiska regnskogar och har breda, platta blad som liknar bladen på blommande växter. De manliga och kvinnliga reproduktionskottarna finns på separata träd och liknar ofta blommor, även om de inte är det. Växtvävnadsstrukturen hos dessa växter liknar också den hos blommande växter.
Welwitschia har en enda art, W. mirabilis. Dessa växter lever bara i den afrikanska öknen i Namibia. De är mycket ovanliga eftersom de har en stor stjälk som förblir nära marken, två stora välvande blad som delas upp i andra blad när de växer och en stor, djup tapot. Denna anläggning tål den extrema värmen i öknen med höjder på 50 ° C (122 ° F), liksom bristen på vatten (1-10 cm per år). Manlig W. mirabilis kottar är färgglada, och både han- och honkottar innehåller nektar för att locka insekter.
I gymnospermens livscykel växlar växter mellan en sexuell fas och en asexuell fas. Denna typ av livscykel kallas generationsväxling. Gametproduktion sker i den sexuella fasen eller gametofytgenerering av cykeln. sporer produceras i den asexuella fasen eller sporofytgenerering. Till skillnad från i icke-vaskulära växter, är den dominerande fasen i växtlivets livscykel för vaskulära växter sporofytgenerationen.
I gymnosperm är plantens sporofyt erkänd som huvuddelen av själva växten, inklusive rötter, löv, stjälkar och kottar. De celler av anläggningen sporofyt är diploid och innehåller två kompletta uppsättningar av kromosomer. Sporofyten ansvarar för produktionen av haploida sporer genom processen med meios. Innehåller en komplett uppsättning kromosomer, sporer utvecklas till haploida gametofyter. Växten gametophytes producerar manliga och kvinnliga gameter som förenas vid pollinering för att bilda en ny diploid zygote. Zygoten mognar till en ny diploid sporofyt och fullbordar därmed cykeln. Gymnospermer tillbringar större delen av sin livscykel i sporofytfasen, och gametofytgenerationen är helt beroende av sporofytgenerationen för överlevnad.
Kvinnliga gameter (megasporer) produceras i gametofytstrukturer som kallas arkegon ligger i ägglossningskottar. Manliga gameter (mikrosporer) produceras i pollen kottar och utvecklas till pollenkorn. Vissa gymnospermarter har han- och honkottar på samma träd, medan andra har separata manliga eller kvinnliga kottar som producerar träd. För att pollinering ska äga rum måste gamet komma i kontakt med varandra. Detta sker vanligtvis via vind-, djur- eller insektsöverföring.
Befruktning i gymnospermer uppstår när pollenkorn kommer i kontakt med den kvinnliga ägglossningen och gror. Spermceller tar sig till ägget inuti ägglossningen och befruktar ägget. I barrträd och gnetofyter har spermier inte någon flagella och måste nå ägget via bildandet av en pollenrör. I cykader och ginkgoer simmar den flagellerade spermierna mot ägget för befruktning. Vid befruktningen utvecklas den resulterande zygoten inom gymnospermfrön och bildar en ny sporofyt.
Asaravala, Manish, et al. “Triass period: Tectonics and Paleoclimate.” Tektonik från triasperioden, University of Califonia Museum of Paleontology, www.ucmp.berkeley.edu/mesozoic/triassic/triassictect.html.
Frazer, Jennifer. "Är sociala växter från cykader?" Scientific American Blog Network, 16 okt. 2013, blogs.scientificamerican.com/artful-amoeba/are-cycads-social-plants/.
Pallardy, Stephen G. "Woody Plant Body." Woodiologiska fysiologier, 20 maj 2008, sid. 9–38., Doi: 10.1016 / b978-012088765-1.50003-8.
Wagner, Armin et al. "Lignifiering och Lignin-manipulationer i barrträd." Framsteg inom botanisk forskning, vol. 61, 8 juni 2012, sid. 37–76., Doi: 10.1016 / b978-0-12-416023-1.00002-1.