Ogólna charakterystyka Briophyta, filogeneza, klasyfikacja, reprodukcja

The mszaki lub mszaki, znane również jako mchy, są małymi roślinami nienaczyniowymi, które rosną w wilgotnych środowiskach i na różnych powierzchniach, takich jak między innymi skały, gleba, pnie. Znanych jest około 24 000 gatunków, a dzięki ich zdolności do tolerowania szerokich zakresów temperatur są rozmieszczone w arktycznych, tropikalnych a nawet na pustyniach.

Historycznie grupa ta została podzielona na trzy główne grupy: wątrobowe, antocerote i mchy. Obecnie klasyfikacja ta jest uważana za parafiletyczną, ponieważ antoceroty są bardziej związane z roślinami naczyniowymi niż z resztą mszaków..

Mszaki, podobnie jak rośliny, zawierają szereg pigmentów, takich jak chlorofil, karoteny i ksantofile. Jego cykl życia obejmuje proces przemiennych pokoleń, zwany gametofitem i sporofitem.

Każde pokolenie różni się od drugiego pod względem liczby chromosomów, formy i funkcji. Mają także rozmnażanie bezpłciowe poprzez procesy pączkowania i fragmentacji.

Dzięki swojej wrażliwości mszaki są użyteczne na obszarach chronionych, ponieważ pełnią rolę środowiskowego wskaźnika zanieczyszczenia powietrza.

Wiele razy, ze względu na ich podobieństwo morfologiczne, niektóre algi lub porosty są niepoprawnie nazywane „mchami”. W ten sam sposób termin „mech” i „mszak” został użyty bardzo luźno w literaturze. Ściśle mówiąc, mchy lub mszaki są kladem, który nie zawiera wątrobowców i antioceras.

Indeks

• 1 Ogólna charakterystyka
• 2 Siedlisko
• 3 Filogeneza
  • 3.1 Perspektywa historyczna
  • 3.2 Aktualne filogenezy
• 4 Klasyfikacja
  • 4.1 Wątroba
  • 4.2 Poroże
  • 4.3 Mchy
• 5 Powielanie
  • 5.1 Protonema
  • 5.2 Gametofit
  • 5.3. Sporofit
• 6 referencji

Ogólna charakterystyka

Botanicy dzielą badane organizmy na dwie duże grupy roślin lądowych: mszaki lub rośliny nienaczyniowe i tracheofity lub rośliny naczyniowe.

Mszaki charakteryzują się małymi rozmiarami i rosną w wysoce zapakowanych strukturach przypominających poduszkę lub poduszkę. Znajdujemy je na różnych typach skał i pni w glebie oraz jako epifity w drzewach lasów.

Wszystkie mszaki są trwale ekologiczne, a fazą, w której zachodzą procesy fotosyntezy, jest gametofit, który jest haploidem. Faza sporofitów jest diploidalna i rośnie jako łodyga bez gałęzi i końcowa zarodnia. Charakteryzuje się efemerycznym istnieniem i życiem zakotwiczonym w gametoficie z powodów żywieniowych.

Morfologicznie, jego struktury mogą przypominać struktury roślin naczyniowych. W gametoficie można wyróżnić ryzoidy i małe ostre liście. Różnią się jednak od nich pewnymi cechami.

Chociaż mszaki nie mają prawdziwych tkanek naczyniowych odpowiedzialnych za transport cukrów i innych składników odżywczych, mają homologiczne struktury zwane hydroidami. Rośliny te nigdy nie tworzą ksylemu, zdrewniałej tkanki przewodzącej odpowiedzialnej za transport soli i wody u roślin naczyniowych.

Siedlisko

Mszaki mają stosunkowo szeroki poziom tolerancji środowiskowej. Mogą żyć i rozwijać się w ciepłym i umiarkowanym środowisku, mokrym lub zacienionym. Można je również znaleźć w Ciénegas.

Szczególnym gatunkiem jest rodzaj Sphagnum lub mech torfowy, który pokrywa 1% powierzchni całego świata. Wśród jego cech szczególnych jest zatrzymywanie ogromnych ilości wody, od 20 do 30 razy większej od jej wagi.

Filogeneza

Filogeneza obejmująca rośliny ze szparkami dzieli się na dwie duże gałęzie, jedna prowadzi do roślin początkowych łodyg - anterofitów - podczas gdy druga ścieżka prowadzi do roślin o wysoce wydajnych układach przewodzących.

Ta ostatnia grupa jest znana jako hemitrakeofitas i obejmuje mszaki lub mchy z prymitywnym systemem przewodzenia i tracheofitami, w tym rośliny naczyniowe, które mają prawdziwe naczynia przewodzące.

Ponieważ filogeneza mszaków zmieniła się na przestrzeni lat, stworzymy opis oparty na schemacie czasowym:

Perspektywa historyczna

Trzy znane linie mszaków to wątroba, antoceroty i mchy. Związek między nimi pozostawał nieznany przez wiele lat i był jednym z najważniejszych pytań w biologii ewolucyjnej roślin.

Wiele z podniesionych hipotez obejmowało różne układy drzewa, powszechnie uważając mszaki za klasę trzech monofilicznych linii wymienionych powyżej..

Niektórzy autorzy sugerowali, że wątrobowce były siostrzaną grupą innych embriofitów, a inni proponowali antocyty jako grupę siostrzaną.

Wcześniej mszaki uważano za pojedynczy typ, który znajdował się w pośredniej pozycji między glonami a roślinami naczyniowymi.

Aktualne filogenezy

Biologia molekularna i istnienie potężnych programów komputerowych zrewolucjonizowały rekonstrukcję filogenii, umożliwiając analizę ogromnej ilości danych. W ten sposób można wspierać filogenie uzyskane za pomocą znaków morfologicznych.

Obecnie osiągnięto różne wnioski. Obecnie przyjmuje się, że wspomniane trzy grupy mszaków składają się z trzech ewolucyjnie oddzielnych linii.

Wykorzystując charakterystykę strukturalną genomu i dane sekwencji, stwierdzono, że antocerote są najbliższe tracheofitom..

Klasyfikacja

Gatunki mszaków klasyfikowane są w trzech gromadach: Marchantiophyta (wątrobowce), Bryophyta (mchy) i Anthocerotophyta (anthocerotes). Jak omówiono, nie tworzą one grupy monofilowej - grupy, która zawiera najnowszego wspólnego przodka i wszystkich jego potomków - tak więc reprezentują one stopień w ewolucji embriofitów.

Spośród trzech grup znajdujemy największą różnorodność mchów, z uznanymi do tej pory ponad 15 000 gatunków.

Wątrobowy

Porosty żyją zwykle w tropikalnych obszarach Ameryki. Jego rozmiar jest mały, choć niektóre gatunki mogą osiągnąć 30 cm. Protonema jest kulistą, gametofit to prosta plecha lub komory powietrzne.

„Liście” są ułożone w trzy kolumny i podzielone na więcej niż dwa płaty, bez żyły środkowej. Nie mają aparatów szparkowych i mają specjalne organelle zwane oleinami ciał.

Antocerote

Charakteryzują się kulistym splątkiem, kształt gametofitu to prosta plecha. Przedstawiają plastyd i pirinojody.

Mchy

Mchy są kosmopolityczną grupą podzieloną na trzy porządki: bryales, sphagnales i andraeales. Protonema jest nitkowata, a układ „liści” jest spiralny iz obecnością środkowej żyły. Nie przedstawia specjalnych organelli.

W przeciwieństwie do poprzednich grup, kłącze jest brązowe i składa się z kilku komórek. Szparki są obecne w kapsułce sporofitu, która jest złożona z operculum, teku i szyi.

Reprodukcja

Mszaki mają cykl życiowy obejmujący dwa pokolenia: gametofit i sporofit. Pierwszą komórką gametofitu jest zarodnik, który podczas kiełkowania przekształca się w nitkowatą, laminarną, globozową strukturę, między innymi zwaną protonemą.

Protonema

Protonema jest przymocowana do podłoża przydatkami pozbawionymi chlorofilu zwanymi ryzoidami. Z protonemy powstaje ognisko, które z kolei powoduje powstanie złożonego gametofitu.

Ta struktura jest haploidalną fazą cyklu życia i charakteryzuje się małą, spłaszczoną lub liściastą plechą. W niektórych przypadkach przypomina morfologicznie nitkowatą glonę.

W pierwszym przypadku plecha jest klapowaną wstążką, która rozgałęzia się na dwie części i używa rizoidów do zakotwiczenia do podłoża. W przeciwieństwie do tego, jeśli plecha jest foliozą, struktura składa się z osi, która przypomina łodygę i z niej rodzą się liście. Podobnie jak w przypadku spłaszczonych plech, folioza jest mocowana do podłoża za pomocą ryzoidów.

Chociaż istnieją struktury przypominające łodygi, liście i korzenie roślin naczyniowych, u mszaków nie ma naczyń, a te narządy są prostsze.

Inna różnica jest związana z wyposażeniem chromosomalnym, gametofit jest haploidem, podczas gdy liście, korzenie i inne są diploidalne.

Gametofit

Gametofit wytwarza struktury bezpłciowo, chociaż ma również narządy płciowe. Rozmnażanie bezpłciowe następuje za pomocą pąków lub fragmentów plechy. Jeśli te struktury znajdują się w regionach o korzystnych warunkach środowiskowych, będą w stanie rozwinąć splątek i nowy gametofit.

W ten sam sposób narządy płciowe są znane jako archegonia (narząd żeński w formie butelki) i antheridia (narządy płciowe męskie) i mogą być zlokalizowane różnie.

W gametofitach taloidowych narządy płciowe znajdują się wewnątrz rośliny. Niektóre mszaki mogą być jednopienne, a inne mogą być dwupienne.

Męskie narządy płciowe wytwarzają typ komórek z dwoma wiciami zwanymi anterozoidami. Obecność wody jest niezbędna do zapłodnienia, ponieważ plemniki są w stanie używać swoich wici do pływania na krótkich dystansach. Tak zachodzi rozmnażanie płciowe.

Sporofit

W miarę rozwoju oosfery komórki znajdujące się w szyjce archegonium znikają, a jego zawartość jest uwalniana przez pęknięcie wierzchołka. Anterozoidy są wydalane i tylko jeden z nich może otworzyć pokrywę oosfery. W tym momencie powstaje pierwsza struktura diploidalna: sporofit.

Zarodnik rozwija się przez podział komórek aż do uformowania stopy i utworzenia innych komórek narządów sporofitowych. Komórki brzucha archegonium dają początek strukturze zwanej caliptra.

W porównaniu z gametofitem sporofit jest krótkotrwały, a jego struktura nie jest tak interesująca i atrakcyjna jak gametofit.

Opisany wcześniej cykl życia jest dość podobny w trzech grupach mszaków, z tym wyjątkiem, że niektóre struktury różnią się morfologią i rozmieszczeniem.

Referencje

1. Crandall-Stotler, B. (2018). Mszaki. Katedra Biologii Roślin, Southern Illinois University, Carbondale. Źródło: http://bryophytes.plant.siu.edu/bryojustified.html
2. Curtis, H. i Barnes, N. S. (1994). Zaproszenie do biologii. Macmillan.
3. Delgadillo, C. (1990). Podręcznik Bryophytes. Unam.
4. During, H. J. (1979). Strategie życiowe mszaków: przegląd wstępny. Lindbergia, 2-18.
5. Mishler, B. D. i Churchill, S. P. (1984). Kladystyczne podejście do filogenezy „mszaków”. Brittonia, 36(4), 406-424.
6. Nickrent, D.L., Parkinson, C.L., Palmer, J.D. i Duff, R.J. (2000). Multogeniczna filogeneza roślin lądowych ze szczególnym uwzględnieniem mszaków i najwcześniejszych roślin lądowych. Biologia molekularna i ewolucja, 17(12), 1885-1895.
7. Qiu, Y. L., Li, L., Wang, B., Chen, Z., Knoop, V., Groth-Malonek, M., ... i Estabrook, G. F. (2006). Najgłębsza rozbieżność w roślinach lądowych wynika z dowodów filogenomicznych. Materiały z Narodowej Akademii Nauk, 103(42), 15511-15516.