Γενικά χαρακτηριστικά, φυλογενία, ταξινόμηση, αναπαραγωγή

Το βρυόφυτα ή βρυόφυτα, επίσης γνωστή ως βρύα, είναι μη αγγειακό μικρά φυτά σε υγρά περιβάλλοντα και σε διάφορες επιφάνειες όπως πέτρες, χώμα, κορμούς, μεταξύ άλλων. Περίπου 24.000 είδη είναι γνωστά και χάρη στην ικανότητά τους να ανέχονται ευρύ φάσμα θερμοκρασιών διανέμονται σε αρκτικό, τροπικό και ακόμη και σε ερήμους.

Ιστορικά, αυτή η ομάδα έχει ταξινομηθεί σε τρεις κύριες ομάδες: ηπατικά, ανθοκερατοειδή και βρύα. Προς το παρόν αυτή η ταξινόμηση θεωρείται paraphyletic, δεδομένου hornworts σχετίζονται περισσότερο με αγγειακές φυτά με άλλα βρυόφυτα.

Οι βρυόφυτες, όπως και τα φυτά, περιέχουν μια σειρά χρωστικών ουσιών όπως χλωροφύλλη, καροτένια και ξανθοφύλλη. Ο κύκλος ζωής του περιλαμβάνει μια διαδικασία εναλλασσόμενων γενεών, που ονομάζεται γαμετόφυτα και σπορόφυτα.

Κάθε γενιά διαφέρει από την άλλη ως προς τον αριθμό των χρωμοσωμάτων, τη μορφή και τη λειτουργία. Έχουν επίσης ασεξουαλική αναπαραγωγή με διαδικασίες εκβλάστησης και κατακερματισμού.

Χάρη στην ευαισθησία τους, τα βρυόφυτα είναι χρήσιμα στις περιοχές προστασίας, καθώς λειτουργούν ως περιβαλλοντικός δείκτης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης.

Πολλές φορές, λόγω της μορφολογικής τους ομοιότητας, ορισμένα φύκια ή λειχήνες ονομάζονται "βρύα" λανθασμένα. Κατά τον ίδιο τρόπο, οι όροι "βρύα" και "βρυόφυτα" έχουν χρησιμοποιηθεί πολύ χαλαρά στη βιβλιογραφία. Αυστηρά μιλώντας, τα βρύα ή τα βρυόφυτα είναι ένα είδος που δεν περιλαμβάνει τα ήπαρ και τα αντιόκερα.

Ευρετήριο

• 1 Γενικά χαρακτηριστικά
• 2 Οικότοπος
• 3 Φυλογενία
  • 3.1 Ιστορική προοπτική
  • 3.2 Τρέχουσες φυλογενίες
• 4 Ταξινόμηση
  • 4.1 Ηπατική
  • 4.2 Παπαρούνες
  • 4.3 Κοχύλια
• 5 Αναπαραγωγή
  • 5.1 Το πρωτόναιμο
  • 5.2 Το γαμετόφυτο
  • 5.3 Το σπορόφυτο
• 6 Αναφορές

Γενικά χαρακτηριστικά

Οι βοτανολόγοι διαιρούν τους οργανισμούς μελέτης τους σε δύο μεγάλες ομάδες χερσαίων φυτών: βρυόφυτα ή μη αγγειακά φυτά και τραχειόφυτα ή αγγειακά φυτά.

Οι βρυόφυτες χαρακτηρίζονται από μικρά μεγέθη και αναπτύσσονται σε ιδιαίτερα συσκευασμένες δομές που θυμίζουν μαξιλάρι ή μαξιλάρι. Τα βρίσκουμε σε διάφορους τύπους βράχων και κορμούς στο έδαφος και ως επίφυτα στα δέντρα των δασών.

Όλες οι βρυόφυτες είναι οικολογικά ανθεκτικές και η φάση που εκτελεί τις φωτοσυνθετικές διεργασίες είναι το γαμετόφυτο που είναι απλοειδές. Η σπορόφυτη φάση είναι διπλοειδής και αναπτύσσεται ως στέλεχος χωρίς κλαδιά και τερματικό σποράνγκο. Χαρακτηρίζεται από μια εφήμερη ύπαρξη και ζωντανεύει αγκυροβολημένο στο γαμετόφυτο για διατροφικούς λόγους.

Μορφολογικά, οι δομές της μπορεί να μοιάζουν με εκείνες ενός αγγειακού φυτού. Στο γαμετόφυτο, διακρίνονται τα ριζώματα και τα μικρά οξέα "φύλλα". Ωστόσο, διαφέρουν από αυτά με ορισμένα χαρακτηριστικά.

Αν και βρυόφυτα δεν έχουν πραγματική αγγειακό ιστό υπεύθυνη για τη μεταφορά των σακχάρων και άλλων θρεπτικών συστατικών, υδρόζωα έκθεση που ονομάζεται ομόλογο δομές. Αυτά τα φυτά δεν είναι ποτέ ξύλημα ιστού ξυλοποιούνται οδηγού αρμόδιος για τις μεταφορές των αλάτων και νερού σε αγγειακά φυτά.

Habitat

Οι βρυόφυτες έχουν ένα σχετικά ευρύ επίπεδο περιβαλλοντικής ανοχής. Μπορούν να ζουν και να ευδοκιμούν σε ζεστά και εύκρατα περιβάλλοντα, υγρά ή σκιασμένα. Μπορούν επίσης να βρεθούν σε ciénegas.

Ένα ιδιαίτερο είδος είναι το γένος Sphagnum ή τύρφη που καλύπτει το 1% της επιφάνειας όλου του κόσμου. Μεταξύ των ιδιαιτεροτήτων του είναι η διατήρηση τεράστιων ποσοτήτων νερού, από 20 έως 30 φορές το βάρος του.

Φυλογενία

Η φυλογενία που περιλαμβάνει τα φυτά με σταμάτα χωρίζεται σε δύο μεγάλους κλάδους, η μία οδηγεί στα φυτά των αρχικών στελεχών - τα αντερόφυτα - ενώ η άλλη διαδρομή οδηγεί σε φυτά με υψηλής απόδοσης αγώγιμα συστήματα.

Αυτή η τελευταία ομάδα είναι γνωστή ως hemitrakeofitas και περιλαμβάνει βρυόφυτα ή βρύα, με ένα στοιχειώδες σύστημα αγωγιμότητας και τραχειόφυτα, το οποίο περιλαμβάνει αγγειακά φυτά που έχουν αληθινά αγώγιμα αγγεία.

Καθώς η φυλογένεση των βρυοφύτων έχει αλλάξει με την πάροδο των ετών, θα κάνουμε μια περιγραφή βασισμένη σε ένα χρονικό σχήμα:

Ιστορική προοπτική

Οι τρεις γνωστές γενεές των βρυοφυτικών είναι οι ηπατικές, οι ανθοκερατοί και τα βρύα. Η σχέση μεταξύ τους παρέμεινε άγνωστη για πολλά χρόνια και ήταν ένα από τα πιο σημαντικά ερωτήματα στην εξελικτική βιολογία των φυτών.

Πολλές από τις υποθέσεις που τέθηκαν συμπεριέλαβαν διαφορετικές ρυθμίσεις του δέντρου, συνήθως θεωρώντας τα βρυόφυτα ως βαθμό των τριών μονοφυλακτικών γραμμών που αναφέρθηκαν παραπάνω..

Κάποιοι συγγραφείς πρότειναν ότι οι συκώτι ήταν η αδελφή ομάδα των άλλων εμβρυοφίλων και άλλοι πρότειναν τα ανθοκύτταρα ως αδελφή ομάδα.

Προηγουμένως οι βρυόφυτοι θεωρήθηκαν ως ένα ενιαίο φύλο, το οποίο ήταν σε μια ενδιάμεση θέση ανάμεσα σε άλγη και αγγειακά φυτά.

Τρέχουσες φυλογενίες

Η μοριακή βιολογία και η ύπαρξη ισχυρών προγραμμάτων ηλεκτρονικών υπολογιστών έχουν ξεσηκώσει την ανασυγκρότηση των φυλογενεών, επιτρέποντας την ανάλυση ενός τεράστιου όγκου δεδομένων. Έτσι, μπορούν να υποστηριχθούν οι φυλογενίες που λαμβάνονται χρησιμοποιώντας μορφολογικούς χαρακτήρες.

Επί του παρόντος, έχουν επιτευχθεί διαφορετικά συμπεράσματα. Είναι πλέον αποδεκτό ότι οι τρεις ομάδες των βρυοφύτων που αναφέρονται περιλαμβάνουν τρεις εξελικτικά ξεχωριστές γενεές.

Χρησιμοποιώντας δομικά χαρακτηριστικά του γονιδιώματος και των δεδομένων αλληλουχίας διαπιστώθηκε ότι οι ανθρακοτόμοι είναι το πλησιέστερο σε σχέση με τα τραχειόφυτα..

Ταξινόμηση

Τα είδη των βρυοφύτων ταξινομούνται σε τρία φυτά: Marchantiophyta (συκώτια), Bryophyta (βρύα) και Anthocerotophyta (ανθοκετότες). Όπως αναφέρθηκε, δεν σχηματίζουν μια μονολειτουργική ομάδα - μια ομάδα που περιέχει τον πιο πρόσφατο κοινό πρόγονο και όλους τους απογόνους του - έτσι ώστε να αντιπροσωπεύουν έναν βαθμό στην εξέλιξη των εμβρυοφίτων.

Από τις τρεις ομάδες, βρίσκουμε τη μεγαλύτερη ποικιλία σε βρύα, με περισσότερα από 15.000 είδη που έχουν αναγνωριστεί μέχρι στιγμής.

Ηπατική

Οι Liverworts ζουν συνήθως σε τροπικές περιοχές της Αμερικής. Το μέγεθός του είναι μικρό, αν και ορισμένα είδη μπορούν να φτάσουν τα 30 cm. Το πρωτόναιμο είναι σφαιροειδές, το γαμετόφυτο είναι απλό θάλλο ή με θαλάμους αέρα.

Τα "φύλλα" είναι διατεταγμένα σε τρεις στήλες και χωρίζονται σε περισσότερα από δύο λοβούς, χωρίς μεσαία φλέβα. Δεν έχουν stomata και έχουν ειδικά οργανίδια που ονομάζονται body oleasos.

Αντοκέτες

Χαρακτηρίζονται από ένα σφαιρικό πρωτόναιμο, το σχήμα του γαμετόφυτου είναι απλός θάλλος. Παρουσιάζουν ένα πλαστίδιο και ένα πρινοϊόδο.

Βρύα

Τα βρύα είναι μια κοσμοπολίτικη ομάδα που χωρίζεται σε τρεις τάξεις: bryales, sphagnales και andraeales. Το πρωτόναιμο είναι νηματώδες και η διάταξη των "φύλλων" είναι σπειροειδής και με την παρουσία μιας μεσαίας φλέβας. Δεν παρουσιάζει ειδικά οργανίδια.

Σε αντίθεση με τις προηγούμενες ομάδες, το ριζοειδές είναι καφέ και αποτελείται από πολλά κύτταρα. Τα στομάχια είναι παρόντα στην κάψουλα σπορόφυτου, η οποία είναι σύνθετη με ένα χειρουργείο, ένα τικ και ένα λαιμό.

Αναπαραγωγή

Οι βρυόφυτες έχουν έναν κύκλο ζωής που περιλαμβάνει δύο γενιές: το γαμετόφυτο και το σπορόφυτο. Το πρώτο κύτταρο του γαμετοφίτου είναι το σπόριο ότι όταν βλάστηση μετασχηματίζεται σε μια νηματοειδής, στρωματοειδής, σφαιροειδής δομή, μεταξύ άλλων ονομάζεται πρωτονέμη.

Το πρωτόναιμο

Το πρωτόναιμο είναι στερεωμένο στο έδαφος από εξαρτήματα χωρίς χλωροφύλλη που ονομάζονται ριζώματα. Από το πρωτόνιο προέρχεται μια εστία η οποία, με τη σειρά της, προέρχεται από ένα σύνθετο γαμετόφυτο.

Αυτή η δομή είναι η απλοειδή φάση του κύκλου ζωής και χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη ενός μικρού, πεπλατυσμένου ή φυλλοειδούς θάλλου. Σε ορισμένες περιπτώσεις θυμάται μορφολογικά ένα νηματώδες φύκι.

Στην πρώτη περίπτωση, η θαλλού είναι ένα λοβωτά λωρίδα η οποία διακλαδίζεται σε δύο και χρησιμοποιήθηκε rhizoids την αγκύρωση στο υπόστρωμα. Αντίθετα, αν ο θάλλος είναι φυλλοειδής, η δομή αποτελείται από έναν άξονα που μοιάζει με ένα στέλεχος και τα φύλλα γεννιούνται από αυτό. Όπως και στην πεπλατυσμένη, φυλλώδης θάλεια είναι στερεωμένο στο υπόστρωμα με rhizoids.

Αν και υπάρχουν δομές που μοιάζουν με τους μίσχους, τα φύλλα και τις ρίζες των αγγειακών φυτών, στα βρυόφυτα δεν υπάρχουν αγγεία και αυτά τα όργανα είναι απλούστερα.

Μια άλλη διαφορά σχετίζεται με το χρωμόσωμα, το γαμετόφυτο είναι απλοειδή, ενώ το φυτό φύλλα, ρίζες και άλλα είναι διπλοειδή.

Το γαμετόφυτο

Το γαμετόφυτο παράγει δομές ασυμπτωματικά, αν και έχει και σεξουαλικά όργανα. Η ασεξουαλική αναπαραγωγή γίνεται με μπουμπούκια ή θραύσματα του thallus. Αν αυτές οι δομές βρίσκονται σε περιοχές με ευνοϊκές περιβαλλοντικές συνθήκες, θα είναι σε θέση να αναπτύξουν ένα πρωτόναιμο και ένα νέο γαμετόφυτο.

Με τον ίδιο τρόπο, τα γεννητικά όργανα είναι γνωστά ως archegonia (θηλυκό όργανο σε μορφή φιάλης) και antheridia (σφαιρικά αρσενικά όργανα) και μπορούν να τοποθετηθούν διαφορικά.

Στα τοματοειδή γαμετόφυτα, τα γεννητικά όργανα βρίσκονται μέσα στο φυτό. Ορισμένοι μύκητες μπορεί να είναι μονόκεντροι και άλλοι μπορεί να είναι δυόσμος.

Τα αρσενικά όργανα του φύλου παράγουν έναν κυτταρικό τύπο με δύο μαστίγες που ονομάζονται αντεροζωίδια. Η παρουσία νερού είναι απαραίτητη για τη γονιμοποίηση, καθώς το σπέρμα είναι σε θέση να χρησιμοποιήσει το μαστίγιο για να κολυμπήσει σε μικρές αποστάσεις. Αυτό συμβαίνει με τη σεξουαλική αναπαραγωγή.

Το σπορόφυτο

Καθώς αναπτύσσεται η οosphere, τα κύτταρα που βρίσκονται στο λαιμό του archegonium εξαφανίζονται και το περιεχόμενό τους απελευθερώνεται από τη ρήξη της κορυφής. Τα αντιτεροειδή εκδιώκονται και μόνο ένα από αυτά μπορεί να ανοίξει το κάλυμμα της οσφαίρας. Σε αυτό το σημείο σχηματίζεται η πρώτη διπλοειδής δομή: το σπορόφυτο.

Το σπορόφυτο αναπτύσσεται με κυτταρική διαίρεση μέχρι να σχηματιστεί πόδι και τα άλλα κύτταρα σχηματίζουν τα σπορώδη όργανα. Τα κύτταρα της κοιλιάς του archegonium δίνουν την προέλευση σε μια δομή που ονομάζεται caliptra.

Σε σύγκριση με το γαμετόφυτο, το σπορόφυτο είναι βραχύβιο και η δομή δεν είναι τόσο ενδιαφέρουσα και ελκυστική όσο το γαμετόφυτο.

Ο κύκλος ζωής που περιγράφηκε προηγουμένως είναι αρκετά ομοιόμορφος στις τρεις ομάδες των βρυοφύτων, με την εξαίρεση ότι ορισμένες δομές διαφέρουν ως προς τη μορφολογία και τη διάθεσή τους.

Αναφορές

1. Crandall-Stotler, Β. (2018). Βρυόφυτα. Τμήμα Βιολογίας Φυτών, Πανεπιστήμιο Southern Illinois, Carbondale. Ανακτήθηκε από: http://bryophytes.plant.siu.edu/bryojustified.html
2. Curtis, Η., & Barnes, Ν. S. (1994). Πρόσκληση στη βιολογία. Macmillan.
3. Delgadillo, C. (1990). Bryophytes εγχειρίδιο. Unam.
4. During, Η. J. (1979). Στρατηγικές ζωής των βρυοφύτων: προκαταρκτική επισκόπηση. Lindbergia, 2-18.
5. Mishler, Β. D., & Churchill, S. Ρ. (1984). Μια κλασσική προσέγγιση της φυλογένεσης των "βρυοφύτων". Brittonia, 36(4), 406-424.
6. Nickrent, D. L., Parkinson, C. L., Palmer, J. D., & Duff, R. J. (2000). Φυλογενή πολυγονιδίων φυτών εκτάσεων με ιδιαίτερη αναφορά στις βρυόφυτες και τα παλαιότερα χερσαία φυτά. Μοριακή Βιολογία και Εξέλιξη, 17(12), 1885-1895.
7. Qiu, Υ. L., Li, L., Wang, Β., Chen, Ζ., Knoop, V., Groth-Malonek, Μ., & Estabrook, G. F. (2006). Η βαθύτερη απόκλιση των φυτών χερσαίων καλλιεργειών προέκυψε από φυλογενεμικά στοιχεία. Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, 103(42), 15511-15516.