¿Qué angiospermas existen? ¿Qué gimnospermas hay?
Angiospermas (Angiospermas)
Las angiospermas son la forma más elevada del reino vegetal y han dominado la tierra desde la Era Cenozoica. En la actualidad existen más de 100.000 géneros y unas 200.000 especies de angiospermas, lo que representa la mitad del reino vegetal. Hay más de 2.700 géneros y alrededor de 30.000 especies en China. El hecho de que las angiospermas tengan tantos tipos y una adaptabilidad tan amplia es inseparable de su compleja estructura y perfección. En particular, las características de la estructura del órgano reproductivo y del proceso reproductivo le proporcionan las condiciones internas para adaptarse y resistir diversos entornos, permitiéndole producir continuamente nuevas mutaciones y nuevas especies en el proceso de la lucha contradictoria entre la competencia por la supervivencia y la selección natural. . Las siguientes cinco características evolutivas de las angiospermas se comparan con las de las gimnospermas. En cuanto a las características de las plantas con semillas que pueden producir semillas, transportar esperma a través de tubos polínicos y tener endospermo, no entraré en detalles aquí.
(1) Utilice flores reales
Una flor típica de angiosperma consta de cuatro partes: estatua floral, corola, grupo de estambres y grupo de pistilos; cada parte se denomina parte floral.
Hay cambios muy diversos en el número y la forma de varias partes de las flores de las angiospermas. Esto se debe a la adaptación a las condiciones de la polinización por insectos, viento, pájaros o agua en el proceso de polinización. evolución y mediante procesos naturales producidos por selección, conservación y fortalecimiento continuo.
(2) Con pistilo
El pistilo está compuesto por carpelo, incluyendo ovario, estilo y estigma. Los óvulos están encerrados en un ovario, que los protege de las picaduras de insectos y de la pérdida de agua. Después de la fertilización, el ovario se convierte en fruto. Las frutas vienen en diferentes colores, olores y sabores y pueden agrietarse de muchas maneras. La cáscara suele tener varios ganchos, espinas, alas y pelos. Todas estas características del fruto desempeñan un papel importante en la protección de la maduración de las semillas y en la ayuda a su dispersión, y su importancia evolutiva es evidente.
(3) Fenómeno de la doble fertilización
La doble fertilización significa que después de que dos espermatozoides ingresan al saco embrionario, uno se combina con el óvulo para formar un cigoto y el otro se combina con Se forman los dos núcleos polares. Se forma el cromosoma 3n y se desarrolla hasta formar el endospermo. El embrión joven se alimenta del endospermo del cromosoma 3n, aumentando las contradicciones en la nueva planta y teniendo así una mayor vitalidad. Todas las angiospermas tienen doble fertilización, lo que es evidencia de que comparten un ancestro común.
El esporofito está muy desarrollado
El esporofito de las angiospermas es más completo y diverso en forma, estructura y forma de vida que otras plantas. Allí se encuentran algunos de los árboles más altos del mundo, como el Eucalyptus alba de 156 metros de altura. También hay hierbas finas como la arena, como la lenteja de agua sin raíces. ], cada metro cuadrado de superficie de agua puede albergar a 3 millones de individuos, el fruto pesa 25 kilogramos y contiene sólo 65,4380 semillas, como la palma real [Roystone ea regia (h . b . k .) o . ]; también hay Plantas que son livianas como el polvo, con 50.000 semillas que pesan sólo 0,1 g, como algunas epífitas en las selvas tropicales, hay plantas con una vida útil de 6.000 años, como la dracaena; algunas Brassicaceae que crecen en el desierto) florecen y producen semillas en 3 semanas para completar su ciclo de vida; hay plantas acuáticas, arenosas, litofíticas y salino-alcalinas; hay plantas autótrofas, plantas saprofitas y plantas parásitas; Anatómicamente, las angiospermas tienen vasos en el xilema secundario y células acompañantes en el floema; las gimnospermas generalmente tienen traqueidas (excepto Ephedra y Hemerocallis) y no tienen células acompañantes en el floema. La mejora de la organización del transporte facilita el transporte de sustancias en el cuerpo y mejora la adaptabilidad.
(5) El gametofito se degenera aún más (simplificación)
Las microsporas (granos de polen mononucleares) de las angiospermas se convierten en gametofitos masculinos. La mayoría de los gametofitos masculinos maduros tienen sólo dos células (granos de polen con dos núcleos), de las cuales 1 es la célula vegetativa y 1 es la célula reproductora. Algunas plantas se dividen una vez para producir dos espermatozoides antes de la polinización, por lo que el gametofito masculino de este tipo de plantas es un grano de polen de 3 núcleos, como la subclase Dianthus. El gametofito femenino maduro de las angiospermas se llama saco embrionario. Normalmente, el saco embrionario tiene sólo 8 células: 3 células antípodas, 2 núcleos polares, 2 células auxiliares y 1 óvulo. Las células antípodas son restos de la parte vegetativa del prótalo. Algunas plantas (como el bambú) tienen más de 300 células antípodas, mientras que otras (como las manzanas y las peras) desaparecen cuando madura el saco embrionario.
Los sinérgicos y los óvulos se denominan óvulos y son restos del óvulo cervical. Se puede observar que los gametofitos masculinos y femeninos de las angiospermas no tienen la capacidad de vivir de forma independiente y son parásitos de los esporofitos durante toda su vida. Su estructura es más simple que la de las gimnospermas. La simplificación del gametofito tiene implicaciones evolutivas en biología.
Las características antes mencionadas de las angiospermas les confieren condiciones inherentes superiores a otras plantas en la competencia por la supervivencia. Con la aparición de las angiospermas, aparecieron por primera vez en la tierra colores brillantes, una amplia variedad de flores y frutos. Con el desarrollo de la morfología de las flores de las angiospermas y el almacenamiento de productos de alta energía en frutas y semillas, el reino animal (especialmente insectos, aves y mamíferos) que depende directa o indirectamente de las plantas para su sustento también se ha desarrollado en consecuencia y ha prosperado rápidamente.
Las angiospermas se dividen en dos categorías: dicotiledóneas (Magnoliaceae) y monocotiledóneas (Liliaceae).
El nombre latino de angiospermas proviene de una palabra compuesta griega. Angio—semillas recubiertas y—semillas de esperma, juntas, la primera forma plural es angiosperma y su nombre en inglés es angiospunor.
Las angiospermas son el grupo más avanzado, diverso, ampliamente distribuido y adaptable del reino vegetal. En diferentes sistemas, hay más de 300 a 400 familias, más de 10 000 géneros y 200 000 a 250 000 especies de angiospermas. Más de la mitad del total de especies del reino vegetal. Se encuentran en diferentes zonas climáticas. Debido a las altas temperaturas y las abundantes precipitaciones, los trópicos y subtrópicos son los más abundantes. Hay aproximadamente 40.000 especies en la región amazónica de América del Sur. Hay entre 20.000 y 30.000 especies en otras zonas tropicales. En las regiones templadas, las especies disminuyen gradualmente debido a las temperaturas más frías y a la menor precipitación. A juzgar por la situación en China, la provincia de Yunnan tiene buenas condiciones climáticas y cuenta con más de 10.000 especies de plantas, mientras que la provincia de Hebei está situada entre los 26 grados y los 43 grados de latitud norte. El número relativo de especies ha disminuido mucho, unas 2.500 especies. El Ártico se ha reducido considerablemente, casi sin angiospermas en muchos lugares y sólo unas pocas especies sobreviviendo tenazmente en unos pocos lugares. Por ejemplo, el sauce lanudo y la amapola de raíces largas se distribuyen en latitudes superiores a los 80 grados. Cerca de la isla Jenny en la bahía de Molgit, el continente antártico en el hemisferio sur, crece una especie de clavel: Dianthus pachyphylla. Además, desde la perspectiva de la altitud, cuanto más alto es el terreno, más baja es la temperatura. Por cada 100 metros de elevación, la temperatura desciende 0,5°C, y la composición de las especies vegetales también cambia. Hace mucho frío y sólo unas pocas especies resistentes al frío pueden sobrevivir. La pamplina también se encuentra en áreas entre 5000 y 5500 metros. Los lotos de nieve también se distribuyen en lo alto de las montañas Tianshan en Xinjiang.
Entornos naturales extremos y desiertos. Por ejemplo, en las zonas desérticas de la provincia de Xinjiang, se encuentran Populus euphratica y Haloxylon ammodendron, que pueden adaptarse al clima árido. Rara vez llueve en el desierto del Sahara en el norte de África y en algunos lugares no llueve durante más de diez años. Hay una planta llamada pasto de dientes pequeños. Debido a la sequía extrema, su ciclo de vida es extremadamente corto, solo unas pocas docenas de días. Se le llama planta de vida corta. Con un poco de lluvia, pueden brotar, crecer, florecer y dar frutos, completando la tarea de una generación. Por lo general, cuando hay un poco de humedad, las flores florecen. Una vez secas, las flores se cerrarán, lo cual es muy sensible. En las zonas desérticas de Estados Unidos y México existe una planta especial adaptada a la sequía: las suculentas, la famosa familia de los cactus. Todo el cuerpo es espinoso, las hojas están degradadas y los tallos se utilizan principalmente para resistir la sequía. Algunos de ellos tienen forma de gigantes. Si los abres con un cuchillo, pueden beber agua directamente. En suelos salino-álcalis, hay angiospermas con fuerte tolerancia a la sal, entre las cuales Oryzae es la más famosa. Por ejemplo, la hierba salada es una hierba anual con hojas carnosas y hojas pequeñas. Los tallos tienen forma de nudos y se utilizan para la fotosíntesis. En la sección transversal del tallo, hay características notables: la epidermis es delgada y lisa, el tejido en empalizada tiene dos capas, las células internas son grandes y ricas en agua, y el tejido vascular está en el centro. La hidrofilia se forma bajo la influencia de los iones de sodio. Más del 92% de la biomasa de Salicornia es agua. La hierba salada seca dejará una gran cantidad de ceniza después de quemarse, lo que representa más del 45% del peso seco. La estructura del tallo mencionada anteriormente, el alto contenido de agua y el alto contenido de cenizas son características típicas de las halófitas. La salicornia crece en las marismas, que son los lugares más salados y pueden utilizarse como su representante estándar. La evolución de las halófitas de la familia Oryzae se produjo en condiciones de evolución de la sal.
Características de las angiospermas
Las angiospermas son el grupo más avanzado, diverso y ampliamente distribuido del reino vegetal. Hay más de 10.000 géneros y 200.000 especies de angiospermas, lo que representa la mitad del reino vegetal.
China tiene más de 2.700 géneros y alrededor de 30.000 especies, lo que lo convierte en el grupo más grande de plantas medicinales. La gran variedad de angiospermas y su amplia adaptabilidad son inseparables de la complejidad y perfección de sus estructuras, especialmente las características de sus órganos reproductivos y procesos reproductivos, que les confieren las condiciones inherentes para adaptarse y resistir diversos ambientes adversos, convirtiéndolas en las Lucha contradictoria entre la competencia por la supervivencia y la selección natural, constantemente se producen nuevas mutaciones y nuevas especies que ocupan una ventaja absoluta en la tierra. En comparación con las gimnospermas, las angiospermas tienen flores reales, por eso también se les llama plantas con flores, los óvulos están envueltos en el ovario y están bien protegidos; El fruto formado después de la fertilización del ovario no solo protege las semillas, sino que también ayuda a que se propaguen de diversas maneras. El endospermo de un triploide doblemente fecundado no es un simple gametofito femenino, sino que tiene las características de ambos progenitores, lo que confiere a la nueva planta una mayor vitalidad, el esporofito está muy desarrollado y diferenciado, y además de árboles y arbustos, hay más herbáceos; anatómicamente, el xilema tiene vasos y el floema tiene tubos cribosos y células acompañantes, que hacen más completa la estructura y función fisiológica del tejido conductor. Al mismo tiempo, en términos de composición química, las angiospermas han seguido desarrollándose y volviéndose más complejas con la evolución de las angiospermas, contienen diversos compuestos naturales y tienen diversas actividades fisiológicas.
Clasificación de las angiospermas
Las angiospermas se dividen en dos categorías: dicotiledóneas y monocotiledóneas. Sus diferencias básicas son las siguientes:
Clase Dicotiledóneas
Los haces vasculares del tallo están dispuestos en un anillo, y los haces vasculares del cambium están dispersos y no hay cambium.
Las hojas tienen venas reticulares, que son planas o en forma de arco.
La cardinalidad de cada parte de la flor es 4 o 5, y la cardinalidad de cada parte es 3.
Los granos de polen tienen tres poros de germinación, y los granos de polen tienen un solo poro de germinación.
El embrión tiene 2 folíolos y 1 folíolo.
Las diferencias anteriores no son absolutas, de hecho, existe superposición, como las plantas de raíces fibrosas como Ranunculaceae, Plantago y Asteraceae entre plantas dicotiledóneas con haces vasculares dispersos como Zanthoxylum, Nymphaeaceae y. Familia Ranunculus, Dianthus; las flores de Lauraceae, Magnoliaceae, Berberidaceae y Ranunculaceae tienen tres bases; Nymphaeaceae, Ranunculaceae, Polygonaceae, Papaveraceae y Umbelliferae tienen hojas en forma de L. Entre las monocotiledóneas, Araceae, Liliaceae, Dioscoreaceae, etc. Hay venas reticulares; flores de 4 cardinales como Polygonaceae, Liliaceae y Encyclopedia.
Magnolia
(1) Apocalyciflorus, subfamilia Apocalyciflorus
La subclase Apocalyciflorus también se llama Archichlamydeae. Incluyendo tipos sin perianto, perianto único o tipos con cáliz y corola, y los pétalos suelen estar separados. Estambres y corola libres. El embrión suele tener un tegumento.
Un catálogo taxonómico de la subclase del sistema Engler de Cleopatra.
(2) Metachlamydeae, una subclase de Syncythaceae
Esta subclase también se llama Metachlamydeae, que se caracteriza principalmente por la cantidad de pétalos que se conectan para formar una corola cerrada. La corola varía desde la simetría radial hasta la simetría bilateral, formando diversas formas, como en forma de embudo, de campana, de labio, de tubo, de lengua, etc. Las combinaciones de varias corolas aumentan la idoneidad para la polinización por insectos y la protección de estambres y pistilos. Por lo tanto, los taxones sinápsidos han evolucionado más que los taxones apoplásticos.
El número de verticilos florales tiene tendencia a disminuir, desde 5 verticilos (cáliz L, pétalos L, estambres 2 verticilos, carpelo de pistilo, como Ericaceae, Persimmonaceae, etc.) a 4 verticilos (cáliz L , Pétalos L, estambres L, carpelos, como Oleaceae, Lonicerae, etc.), y el número de verticilos también disminuye gradualmente, por ejemplo, el número de estambres es el mismo que el número de lóbulos de la corola, como
No suele haber soporte. Las hojas y los óvulos tienen un solo casquete embrionario.
Catálogo taxonómico británico de Schizophyllaceae.
Clase Monocotiledónea
Sistema de clasificación de las angiospermas
Desde el siglo XIX, muchos taxónomos de plantas han trabajado duro para establecer un sistema de clasificación "natural". Un esfuerzo enorme. Basándose en sus respectivas teorías filogenéticas, propusieron decenas de sistemas de clasificación. Sin embargo, debido a la falta de comprensión del origen y la evolución de las angiospermas, especialmente la falta de evidencia fósil, hasta ahora no ha existido un sistema de clasificación relativamente completo. En la actualidad, el sistema Engler y el sistema John Hutchinson todavía se utilizan ampliamente a nivel internacional.
En cuanto a la disposición de los sistemas de clasificación en todos los niveles, el sistema Cronquist y el sistema Takhtar se consideran más razonables.
1. El sistema de Engler
Este es el sistema utilizado por los taxónomos alemanes A. Engler y K. Pranti en su obra maestra "Natural Flora" en 1897. Es el primer sistema relativamente completo en la historia de la taxonomía. Divide el reino vegetal en 13 filos. Los 13 filos son filos de semillas, que a su vez se dividen en gimnasas.
El sistema de Engler anteponía las monocotiledóneas a las dicotiledóneas, clasificaba las plantas sinápticas como un grupo de plantas evolucionadas y consideraba a los amentos como el grupo más primitivo de dicotiledóneas, considerando a las Magnoliaceae y Ranunculaceae como un grupo más evolucionado. Muchos taxónomos modernos no comparten estos puntos de vista.
El sistema Schigler ha sido modificado varias veces. En la duodécima edición de Flora publicada en 1964, las dicotiledóneas se colocaron antes que las monocotiledóneas. * * * 62 órdenes y 344 familias, incluyendo 48 órdenes y 290 familias de dicotiledóneas, y 14 órdenes y 54 familias de monocotiledóneas. La clasificación de las angiospermas en los libros de texto de botánica medicinal utiliza el sistema Siegler modificado, pero algunos contenidos han cambiado.
En segundo lugar, el sistema John Hutchinson
Este sistema fue desarrollado por el botánico británico J. John J. Hutchinson en su "Flora I y II" establecido en 1926 y 1934. En la tercera edición revisada en 1973, había 11 órdenes y 411 familias, incluidos 82 órdenes y 342 familias de dicotiledóneas, y 29 órdenes y 69 familias de monocotiledóneas.
John Hutchinson cree que Magnoliaceae y Ranunculaceae son los grupos originales de angiospermas, pero enfatiza demasiado las dos fuentes de plantas leñosas y herbáceas, creyendo que todas las plantas leñosas evolucionaron a partir de Magnoliaceae. Más tarde, todas las plantas herbáceas evolucionaron a partir de las Magnoliaceae. Familia Ranunculaceae, lo que provocó que algunas familias estrechamente relacionadas estuvieran alejadas en posiciones sistemáticas, como la familia de plantas herbáceas Apiaceae y la familia Dogwood y la familia Araliaceae de plantas leñosas. Las herbáceas Lamiaceae y las leñosas Verbenaceae también están mal vistas por la mayoría de los taxónomos modernos.
En tercer lugar, el sistema Tahití
Este es un sistema publicado por el ex botánico soviético A. Takhtajan en su libro "El origen de las angiospermas" en 1954. Fue el primero en romper la clasificación tradicional de las plantas dicotiledóneas en dos subcategorías, Schizophylla y Schizophylla. A nivel de clasificación, se ha agregado una unidad taxonómica de primer nivel "superpropósito". Su separación del género Paeonia de la familia Ranunculaceae en la familia Paeoniaceae fue consistente con el desarrollo de la anatomía vegetal, la palinología, la taxonomía de las células vegetales y la quimiotaxonomía, y obtuvo reconocimiento internacional.
El sistema tahitiano ha sido modificado muchas veces. En la edición revisada de 1980, había 28 superfamilias, 92 órdenes y 416 familias, incluidas 20 superfamilias de dicotiledóneas (Magnoliaceae) y 333 superfamilias de monocotiledóneas (Lilyceae), 71 órdenes y 8 superfamilias.
4. Sistema Cronquist
Este es el sistema que aparece en el libro "Clasificación y evolución de las plantas con flores" publicado por el botánico estadounidense A. Cronquist en 1968. En la edición revisada de 1981, había 83 órdenes y 388 familias, incluidos 64 órdenes de dicotiledóneas, 318 familias de monocotiledóneas y 65 órdenes de monocotiledóneas.
El sistema Cronquist está cerca del sistema Tahití, dividiendo las angiospermas (llamadas Magnoliaceae) en Magnoliaceae y Liliaceae, pero cancelando las unidades taxonómicas de primer nivel del superorden, y la división de familias es mejor que las pocas del sistema Tahití. . Algunos libros de texto de nuestro país adoptan actualmente este sistema.
Las dos principales escuelas de evolución sistemática han sido durante mucho tiempo el foco de los taxónomos de plantas para estudiar las características morfológicas de las angiospermas más antiguas, los grupos primitivos y los grupos evolucionados, especialmente en el origen de las flores de las angiospermas. La opinión pública ha formado dos escuelas principales, la llamada "escuela de flores falsas" y la "escuela de flores reales", o la escuela "blanda" y la escuela "blanda". El primero está representado por el botánico alemán Engler, y el segundo por los botánicos estadounidenses Bosch y Khalil y el botánico británico John Hutchinson.
En primer lugar, la escuela de flores artificiales
cree que las flores de las angiospermas son exactamente iguales a las de las gimnospermas. Cada estambre y carpelo equivalen respectivamente a una flor masculina extremadamente degenerada y a una. flor femenina. Por lo tanto, se especula que las angiospermas se derivan de Ephedra sinensis, una planta ramificada de Ephedra, como se muestra en la siguiente figura. En esta hipótesis, las brácteas de las flores masculinas se convierten en periantos, las brácteas de las flores femeninas en carpelos y, una vez que desaparecen las brácteas de cada flor masculina, solo queda un estambre. Debido a que las gimnospermas, especialmente la efedra y las lianas, tienen principalmente flores unisexuales, se supone que las angiospermas primitivas tenían flores unisexuales. Esta teoría se llama teoría de la flor falsa. Según esto, los grupos originales de angiospermas modernas deberían tener flores unisexuales, flores de perianto, flores arrastradas por el viento e inflorescencias de flores suaves y leñosas, como casuarina, pimiento, sauce, etc. Esta escuela de pensamiento se opone a la mayoría de los sistemáticos modernos. Según datos de investigaciones anatómicas y palinológicas, se demuestra que los amentos deberían ser un grupo secundario.
2. La verdadera escuela de las flores
La gente cree que las flores de las angiospermas evolucionaron a partir de los bulbos bisexuales de las gimnospermas primitivas. Por lo tanto, se especula que las angiospermas provienen del orden extinto de las cícadas. Es una cícada. En las cícadas, las brácteas de los bulbos de esporas evolucionan hacia periantos, las microsporófilas evolucionan hacia estambres, las megasporófilas evolucionan hacia pistilos (carpelos) y el eje de los bulbos de esporas se acorta hasta convertirse en un raquis floral. Esta teoría se llama la verdadera teoría del perianto. En consecuencia, las angiospermas modernas, especialmente muchos carpelos de la familia Magnoliaceae, se consideran el grupo original de angiospermas.
Gimnospermas
Una clase inferior de gimnospermas. Tiene una berenjena nucal y es una planta con semillas que puede producir semillas. Sin embargo, sus óvulos no están cubiertos por la pared del ovario y no dan fruto. Sus semillas están desnudas, por eso se les llama gimnospermas. Los esporofitos son plantas extremadamente desarrolladas, en su mayoría árboles, algunos son arbustos o enredaderas (como las enredaderas tropicales), generalmente de hoja perenne, con hojas lineales, escamosas y en forma de aguja, y rara vez hojas anchas y planas (como el bambú y el ciprés). La mayoría de los xilemas secundarios solo tienen traqueidas y algunos tienen vasos (como la efedra). El floema tiene solo células cribosas, sin células acompañantes ni tubos cribosos. La mayoría de los gametofitos femeninos tienen óvulos cervicales y algunas especies de espermatozoides tienen flagelos (como las cícadas y el ginkgo). Las gimnospermas aparecieron en la Era Paleozoica, florecieron en la Era Mesozoica y luego disminuyeron gradualmente debido a cambios en la historia geológica. Hay alrededor de 800 especies de gimnospermas modernas, pertenecientes a 5 clases, 9 órdenes, 12 familias y 71 géneros: cícadas, ginkgo, coníferas, tejos y casias. China tiene 236 especies en 5 clases, 8 órdenes, 11 familias, 41 géneros y algunas variedades y especies cultivadas. Muchas gimnospermas son árboles importantes, especialmente en el hemisferio norte. Más del 80% de los grandes bosques son gimnospermas, como alerces, abetos, pinos de Huashan, abetos, etc. Todos los tipos de madera son ligeros, fuertes, difíciles de doblar y elásticos. Son buenos materiales para la construcción, vehículos, barcos y fabricación de papel. Las hojas y semillas de cícadas, las semillas de ginkgo, el polen de pino, las agujas de pino, el aceite de pino, la efedra y las semillas de ciprés se pueden utilizar como medicina. De la corteza y los troncos de varios árboles, como el alerce y el abeto, se pueden extraer taninos, aceites volátiles, resinas y colofonias. Las hojas tiernas de Cycad son comestibles y la médula se puede utilizar para hacer sagú. Las semillas de ginkgo, pino de Huashan, pino coreano y torreya son frutos secos comestibles.