Gimnosėkliai (lot. Gymnospérmae) ir gaubtasėkliai, arba žydėjimas (lot. Magnoliophyta) yra dvi skirtingos augalų karalystės (aukštesniųjų augalų sub-karalystės) grupės, kurios atsirado nuosekliai evoliucinėje gamtos raidoje. Jie atlieka svarbų vaidmenį palaikant planetos gyvybę ir sudaro žalią jos dangą.
Kai kurie šių grupių atstovai dabar visiškai išnykę ir priklauso iškastinių telkinių kategorijai. Dabar Žemėje yra ir holo, ir gaubtasėklių. Yra didelių skirtumų, būdingų abiem grupėms.
Kilmė
Kilmė ir amžius – tai pagrindinis gimnasėklių ir gaubtasėklių skirtumas. Gimnosėkliai yra labai sena augalų organizmų grupė. Jie egzistavo Žemėje nuo devono periodo (paleozojaus eros), tai yra maždaug prieš 370 mln. Manoma, kad jie buvo sėklinių paparčių (lot. Pteridospermae) palikuonys –visiškai išnykę augalai, kurių daugybė atspaudų dažnai randami vėlyvojo devono ir ankstyvosios kreidos periodo telkiniuose.
Žydintys arba gaubtasėkliai atsirado prieš 120–150 milijonų metų ant juros ir kreidos periodo (mezozojaus eros) ribos ir greitai užėmė dominuojančią padėtį planetoje. Manoma, kad jų protėviai buvo senovės gimnasėkliai.
Rūšių ir gyvybės formų įvairovė
Gimnosėklių šiuo metu gamtoje yra apie 1000 rūšių. Kiti šios grupės atstovai yra visiškai išnykę, o paleontologai dažnai juos randa fosilijos pavidalu. Gyvybės formos – visžaliai medžiai ir krūmai, taip pat reti vijokliai. Gimnosėklius atstovauja kelios klasės:
- Cycad: kabančios dviratės, vilnonis stangerija, bovenija ir kt.
- Benetitai: Williamsonia, Nilsoniopteris (visiškai išnykusi klasė).
- Gnetovye: efedrinis asiūklis, Velichia mirabilis.
- Ginkmedis: Ginkgo biloba.
- Spygliuočiai: eglė, eglė, pušis, kadagys, kedras ir kt.
Žymiai didesnė rūšių įvairovė yra tai, kas skiria gaubtasėklius nuo gimnazdžių. Yra apie 300 tūkstančių gaubtasėklių rūšių – tai daugiau nei pusė visų planetos augalų. Jie egzistuoja medžių, krūmų, daugiamečių ir vienmečių žolių, vynmedžių pavidalu. Jų klasifikacija skiriasi.didelė įvairovė ir sudėtingumas, būtent:
Vienakočiai klasė:
Šeimos:
Grūdai: rugiai, avižos, kviečiai ir kt.
Lelijos: lelija, tulpė, česnakas, svogūnas ir kt.
Klasės skirstymas:
Šeimos:
Solanaceae: bulvės, tabakas, nakvišės, dope, vištienos ir kt.
Asteraceae: saulėgrąžos, pelynai, kiaulpienės, topinambai ir kt.
Pupelės: sojos pupelės, avinžirniai, žirniai, pupelės ir kt.
Kryžmažiedžiai: kopūstai, ridikai, ridikai, ropės ir kt.
Rožiniai: rožė, laukinė rožė, šermukšniai, vyšnios ir kt.
Reprodukciniai organai
Pagrindinis skirtumas tarp gaubtasėklių ir gimnasėklių yra lytinio dauginimosi organas. Pirmoje grupėje tai gėlė, kurios kiaušidėje po apvaisinimo susidaro sėklos (vaisiai). Jį sudaro kuokeliai – vyriški lytiniai organai, piestelė – moteriškas lytinis organas (iš jo išsivystys vaisius), vainikėliai su žiedlapiais, indas ir žiedkočiai. Gėlių forma, spalva ir spalva skiriasi priklausomai nuo augalo tipo.
Gimnosėkliuose šią funkciją atlieka modifikuotas ūglis – kūgis, kuris gali būti vyriškas arba moteriškas, nes tai nesunkiai galima spręsti pagal jo dydį. Ant jo žvynų išsivysto kiaušialąstės, o vėliau susidaro sėkla.
Tręšimas
Tręšimo procesas yra pagrindinis skirtumas tarp gimnasėklių ir gaubtasėklių. Gimnosėkliuose tai gana paprasta. Žiedadulkių maišeliuoselaipsniškai bręsta žiedadulkių grūdeliai, kurie vėliau pereina į moteriškąjį gametofitą. Vienas spermatozoidas (vyriška gameta) apvaisina tik vieną kiaušinėlį, po kurio susidaro sėkla. Procesas vyksta kiaušialąstėse arba megasporangijoje.
Gėlės yra skirtingos. Čia vyksta dvigubas tręšimas, tuo gaubtasėkliai skiriasi nuo gimnazdžių. Trumpai šį procesą aprašė vietinis mokslininkas S. G. Navašinas 1898 m. Tai vyksta taip: iš kiaušidės viduje esančių žiedadulkių grūdelių sudygsta du spermatozoidai, vienas iš jų apvaisina kiaušinėlį, iš kurio išsivysto sėkla, antrasis – centrinę ląstelę, iš kurios susidaro endospermas – aprūpina embrioną maistinėmis medžiagomis.
Vaisiaus formavimasis
Po apvaisinimo žydintys augalai formuoja vaisius – kuo gaubtasėkliai skiriasi nuo gimnazdžių. Vaisiaus formavimasis su sėkla viduje vyksta modifikuojant kiaušidės sieneles. Tačiau kartais jo formavime dalyvauja periantas, kuokeliai ir taurelės, viskas priklauso nuo augalo rūšies. Šiuo metu mineralinių ir organinių medžiagų judėjimas augale yra nukreiptas į vaisių, kuris gali nualinti kitus audinius. Vaisiai, kaip ir gaubtasėklių rūšinė sudėtis, pasižymi įvairiomis formomis.
Gimnosėkliai skiriasi nuo gaubtasėklių tuo, kad nėra vaisių. Jų sėklos yra atvirai ant kūgio mastelio ir nėra niekuo apsaugotos. Tačiau jie turi specialius įrenginius, kurie leidžia juos išplėstidideli atstumai.
Platinimas
Sėklų išsklaidymo būdas yra svarbi aplinkybė, skirianti gimnosėklius nuo gaubtasėklių. Pirmoje grupėje tai vyksta vieninteliu būdu – vėjo pagalba. Todėl sėklos turi ataugas, sparno formos priedus ir membraninę struktūrą. Oro judesiai tokias sėklas gali paskleisti dideliais atstumais, o tai užtikrina konkretaus augalo asortimento išplėtimą.
Sėklų išsklaidymo būdai yra įvairesni už ankštinių sėklų. Tai atsitinka dalyvaujant vėjui, vabzdžiams, paukščiams, žinduoliams, žmonėms. Kai kurios sėklos turi priedus ir ataugas, kurios gali prilipti prie drabužių ar gyvūnų plaukų ir taip nukeliauti didelius atstumus. Daugelio vaisių minkštimas yra saldus, sultingas, tinkamas valgyti žmonėms ir gyvūnams, todėl sėklos gali pasklisti.
Laidžių audinių struktūra
Laidžios sistemos struktūra skiria gimnasėklius nuo gaubtasėklių. Senesniuose augaluose vandens ir maisto medžiagų judėjimas audiniuose nėra intensyvus. Skystis lėtai juda išilgai tracheidų - tuščiavidurių vamzdelių su storomis lignifikuotomis sienelėmis ir perforuotomis pertvaromis. Jie yra ksilemo dalis ir užtikrina skysčio srautą aukštyn – nuo šaknų iki lapų. Tracheidos aiškiai matomos žiūrint pro mikroskopą.
Dirigavimo sistemagaubtasėkliai yra tobulesni. Šiuose augaluose tracheidai buvo transformuoti į indus. Tai labai ilgi vamzdeliai (kai kuriuose vynmedžiuose jie siekia keliasdešimt metrų), per kuriuos vyksta sustiprintas skysčių ir maistinių medžiagų srautas. Ši struktūros ypatybė prisideda prie aktyvesnio daugelio svarbių fiziologinių augale vykstančių procesų: chlorofilo susidarymo, fotosintezės, kvėpavimo.
Evoliuciniai pranašumai
Gimnosėkliai Žemėje egzistuoja daug ilgiau nei gaubtasėkliai. Tačiau nepaisant to, jie nepasiekė jaunesniems žydintiems augalams būdingos rūšių ir formų įvairovės. Kuo gaubtasėkliai skiriasi nuo gimnasėklių? Kokie pranašumai leido jiems užimti dominuojančią padėtį planetos augalų pasaulyje? Tai nulėmė keli punktai, būtent:
- Vabzdžiams patrauklios gėlės išvaizda padidino augalo apdulkinimo tikimybę;
- įvairios apdulkinimo galimybės;
- kiaušidė apsaugo kiaušialąstę nuo galimo pažeidimo;
- dvigubas tręšimas leidžia sėklos gemalui gauti pakankamai maistinių medžiagų, kad galėtų vystytis;
- sultingi vaisiai išlaiko sėklą viduje;
- daugėja sėklų platinimo būdų;
- gyvybės formų įvairovė (medžiai, žolės, krūmai) leidžia apgyvendinti daugiau ekologiškų nišų;
- laidią sistemą stiprina kraujagyslės, todėl suaktyvėja daugelis būtinų augalo organizmo fiziologinių procesų.
Pagrindiniai skirtumai. Santrauka
Taigi, kuo skiriasi gimnasėkliai ir gaubtasėkliai? Trumpai pagrindiniai skirtumai tarp abiejų grupių atstovų pateikti lentelėje.
| Pasirask | Gimnosperms | Angiosperms |
| Kilmė | Paleozojaus era | Mezozojaus era |
| Istorinis amžius | Apie 370 mln. | 125–150 Ma |
| Rūšių įvairovė | Apie 1000 rūšių | Maždaug 300 tūkstančių rūšių |
| Gyvybės formų įvairovė | Daugiausia medžiai ir krūmai | Medžiai, krūmai, žolės |
| Sėjimo padėtis | Atvira, neapsaugota | Yra vaisiaus viduje |
| Apdulkinimas | Vėjo pučiamas | Vėjas, vabzdžiai, paukščiai, savidulkė |
| Tręšimas | Paprasta | Dvigubas |
| Vaisiaus buvimas | Ne | Taip |
| Vandens judėjimas audiniuose | Pagal tracheidas (lėta srovė) | Per kraujagysles (sustiprinta aukštyn kylanti srovė) |
Evoliuciškai išsivystę pritaikymai, tokie kaip sėklų apsauga, dvigubas tręšimas, vabzdžių apdulkinimas ir patobulintos kraujagyslių sistemos, leido gaubtasėkliams dominuoti planetos floroje.
