34.1 : مقدمة في التنوع النباتي

من الماء إلى الأرض

ظهرت مملكة النباتات لأول مرة منذ حوالي ٤١٠ مليون سنة عندما انتقلت الطحالب الخضراء من الماء إلى الأرض. كانت هذه الأرض بيئة غير مستعمرة نسبياً مع موارد وفيرة. كما توفر البيئات الأرضية مزيداً من الضوء وثاني أكسيد الكربون ، وهو ما تتطلبه النباتات للنمو والبقاء.

ومع ذلك ، شكلت الاختلافات الصارخة بين اليابسة والبحر تحدياً هائلاً للأنواع المستعمرة المبكرة مما أدى إلى العديد من التعديلات الجديدة التي أدت إلى التنوع الكبير في أشكال النباتات التي لوحظت اليوم.

كان أحد التعديلات المبكرة هو تطوير طبقة خارجية شمعية تسمى أدمة. تعمل الأدمة على حماية النباتات من الجفاف ، عن طريق حبس الرطوبة بالداخل. ومع ذلك ، منع هذا التكيف التبادل المباشر للغازات عبر سطح النباتات. ونتيجة لذلك ، نشأت مسام على الأسطح الخارجية للنباتات مما سمح بامتصاص ثاني أكسيد الكربون وإطلاق الأكسجين.

كانت الهياكل الإضافية ضرورية لتسهيل نقل المياه والمغذيات من التربة إلى الأجزاء العليا من النبات. نتيجة لذلك ، تم تطوير أنسجة الأوعية التي لا تعمل فقط على نقل المياه والمغذيات إلى جميع مناطق النبات ولكنها توفر أيضاً الدعم الهيكلي حيث تنمو السيقان أطول وأقوى.

لاستيعاب التكاثر على الأرض ، طورت النباتات الأرضية جاميطانجيا _ هياكل تكاثرية تحمي الأمشاج والأجنة من البيئة القاسية خارج النبات. في الذكور ، تسمى هذه البنية أنثيريديا ، بينما في الإناث تسمى أركونيا.

تم تطوير استراتيجيات مختلفة لتسهيل نقل الحيوانات المنوية من الأنثيريديا إلى البويضات داخل أركونيا. وتشمل هذه الحيوانات المنوية التي تسبح من هيكل إلى آخر ، أو تحملها الرياح ، أو تنقلها الملقحات مثل النحل والطيور. يعتبر الوضع المحدد المستخدم فريداً لكل تصنيف للنباتات. بعد الإخصاب ، يتم الاحتفاظ بالبويضات داخل الأركونيا لحماية وتغذية الجنين النامي ، أو الطور البوغي.

كان تكيف التكاثر الرئيسي الآخر هو توليد البذور. على الرغم من عدم بذر جميع النباتات الأرضية ، إلا أن البذور مفيدة لأسباب عديدة. بدون هذه الهياكل ، تتطلب النباتات بيئات رطبة لنقل الأمشاج من مكان إلى آخر. في كثير من الأحيان في النباتات الخالية من البذور ، تكون الأبواغ الذكرية والأنثوية تقريباً بنفس الحجم وتنتقل. ومع ذلك ، تحتوي النباتات المصنّعة للبذور عموماً على أبواغ ذكور صغيرة تتكيف لتكون عالية الحركة ، تسمى حبوب اللقاح ، والتي تنتقل إلى الطور المشيجي الأنثوي لإيداع الحيوانات المنوية مباشرة في البويضة. بمجرد حدوث الإخصاب ، تتكون بذرة تحتوي على جنين النبات وإمدادات من العناصر الغذائية.

خلقت هذه التعديلات أنواعاً نباتية تتكيف جيداً مع الحياة في البيئات الأرضية.

السلالات الرئيسية للنباتات

على الرغم من وجود أنواع لا حصر لها من النباتات الآن ، يمكن تقسيمها جميعاً إلى مجموعة من ثلاث مجموعات: بدون أوعية ، ذات أوعية وعديمة البذور ، لها أوعية و بذور. النباتات غير الوعائية هي الأكثر توارثاً والأقل تعقيداً ، بما في ذلك الطحالب ، وحشيشة الكبد ، والنباتات الزهقرنية. بعد ذلك ، تشتمل النباتات الوعائية الخالية من البذور على السراخس وذيل الحصان ، وكانت المجموعة الأولى التي طورت نظام نقل وعائي. المجموعة الأخيرة ، نباتات البذور الوعائية ، تشمل جميع الأنواع المتبقية. هذه المجموعة هي الأكثر تنوعاً وتحتل أوسع نطاق من الموائل ، وتنقسم إلى مجموعتين فرعيتين رئيسيتين ، كاسيات البذور ، وعاريات البذور. كاسيات البذور تشمل جميع النباتات المزهرة والمثمرة ، حيث تحمل الرياح حبوب اللقاح أو تنقلها الملقحات. عاريات البذور هي نباتات غير مزهرة ، بما في ذلك أشجار الصنوبريات والسيكاسيات والجنكة. تنتج هذه الأنواع بذوراً عارية لا تحميها الفاكهة وحبوب اللقاح التي تحملها الرياح.