SPERMATOFIT ATAU PHANEROGAM: CIRI, KLASIFIKASI, EVOLUSI - BIOLOGI - 2025

The espermatofitas atau pokok bunga, juga dikenali sebagai "tumbuh-tumbuhan benih" adalah keturunan besar monophyletic tumbuhan yang dipunyai oleh kumpulan lignofitas (tumbuh-tumbuhan berkayu) dan yang dikelaskan kedua-dua angiosperma (tumbuhan berbunga) sebagai gymnosperms ( konifer dan seumpamanya).

Spermatophytes membentuk kumpulan yang terpisah dari lignophytes berkat ciri bersama pengembangan benih, yang digambarkan dalam buku teks sebagai "evolusi baru" untuk kumpulan itu.

Foto pokok epal, tanaman spermatofit (Sumber: W. carter / CC0, melalui Wikimedia Commons)

Kata "spermatophyte" secara harfiah berarti "tanaman dengan biji", karena berasal dari kata Yunani "sperma", yang bermaksud biji, dan "phyton", yang bermaksud tanaman.

Spermatofit adalah salah satu organisma yang paling penting di bumi, kerana kedua-dua angiosperma dan gimnosperma adalah dua kumpulan yang sangat banyak penting untuk fungsi hampir semua ekosistem daratan.

Sekiranya anda memikirkannya dengan cepat, tanaman dengan biji mungkin merupakan kumpulan yang paling biasa bagi kebanyakan orang, bukan sahaja dari sudut pemakanan (kerana minyak, pati dan protein diperoleh dari biji banyak tumbuhan), tetapi juga dari sudut pandangan landskap.

Spermatophytes adalah kayu merah gergasi California, pokok-pokok besar dan berdaun di hutan hujan Amazon, bunga bakung dan mawar, beras, gandum, jagung, gandum dan barli, antara ribuan yang lain.

Ciri-ciri spermatofit

- Ciri utama spermatophytes atau phanerogam adalah penghasilan biji setelah pendebungaan, iaitu sebagai produk yang dihasilkan dari penyatuan dua sel seks.

- Mereka adalah organisma fotosintetik, iaitu, mereka mempunyai kloroplas yang mengandung klorofil, sebab itulah mereka dapat mengubah tenaga cahaya dari sinar matahari menjadi tenaga kimia yang dapat digunakan.

- Badan sayur-sayuran ini terbahagi kepada akar, batang dan daun.

- Sebilangan spermatofit, angiosperma, menghasilkan bunga dan dari bunga ini berasal buah-buahan, yang mengandung biji.

- Gymnosperma tidak menghasilkan bunga, tetapi mempunyai struktur khusus untuk menyokong biji.

- Sebilangan besar spermatofit mempunyai tisu vaskular yang berkembang dengan baik, terdiri daripada tisu xilem dan trakeid.

- Mereka diedarkan secara meluas di biosfer, sehingga mereka menempati ratusan habitat yang berbeza.

- Mereka mungkin mempunyai tisu dengan pertumbuhan sekunder atau tidak.

Habitat

Tumbuhan berbunga (angiosperma) tumbuh di hampir semua kawasan yang dapat dihuni di bumi (kecuali hutan konifer), dan bahkan dapat mendominasi beberapa ekosistem akuatik. Oleh itu, mereka dapat menghuni:

- Gurun

- Dataran

- Serranías

- Lautan, laut dan sungai

Demikian pula, gymnosperma, tanaman benih lain, juga memiliki keplastikan yang besar sehubungan dengan habitat yang dapat mereka tempati, walaupun mereka lebih terbatas pada lingkungan daratan dan bukan perairan.

Pengelasan dan taksonomi

Tumbuhan benih tergolong dalam bahagian Spermatophyta. Di bahagian ini dikelompokkan pakis dengan biji "Pteridosperma", Gymnosperma dan Angiosperma.

Pakis biji adalah kumpulan yang terdiri terutamanya dari tanaman fosil, jadi spermatofit sering dianggap sebagai Gymnosperma dan Angiosperma.

Gymnosperma

Cones of a pine, Gymnosperm (Sumber: Sridhar Rao / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) melalui Wikimedia Commons)

Perkataan "gymnosperm" bermaksud "tumbuhan dengan biji telanjang" (gymnos, yang bermaksud "telanjang" dan sperma, yang bermaksud "biji").

Bergantung pada kajian yang dianalisis, kumpulan tumbuhan ini adalah kumpulan "tidak semula jadi", kerana anggotanya berasal dari paraphyletic, yang bermaksud bahawa tidak semua mempunyai nenek moyang yang sama; atau ia adalah kumpulan monofitik, saudara angiosperma.

- Anggota kumpulan bertemu di bahagian ini kerana mereka mempunyai ciri umum (apomorphy) tidak menghasilkan bunga.

- Selain itu, tanaman ini mempunyai struktur yang dikenali sebagai "kerucut", beberapa betina dan satu jantan.

- Benih tidak dikemas di dalam dinding buah setelah persenyawaan.

- Mereka mempunyai daun bergulung, berbentuk jarum dan lilin berlimpah.

Gymnosperma dibahagikan kepada keturunan berikut:

- Cycadophyta , keturunan yang dianggap paling asas

- Ginkgophyta

- Coniferophyta , konifer

- Gnetophyta atau Gnetales, kadang-kadang diklasifikasikan dalam kumpulan konifer

Angiosperma

Bunga Tetradenia riparia, angiosperma. Conrado / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Tumbuhan berbunga, sebaliknya, merupakan kumpulan monofitik yang terbukti, dianggap sebagai kumpulan saudara kepada gymnosperma. Sejauh ini mereka adalah kumpulan tumbuhan yang paling banyak, beragam dan berjaya, merangkumi lebih daripada 95% daripada semua spesies tumbuhan yang masih hidup sekarang.

Mereka juga merupakan salah satu tanaman terpenting untuk sistem ekonomi dunia, kerana mereka tidak hanya dieksploitasi untuk pengeluaran makanan, tetapi juga untuk pengambilan berbagai jenis bahan mentah.

- Semua angiosperma mempunyai bunga, biasanya biseksual (kedua-dua jantina dalam bunga yang sama).

- Benihnya dikemas dalam ovari, yang berkembang menjadi buah.

- Mereka secara amnya menunjukkan pembuahan berganda.

Angiosperma terdiri daripada kumpulan yang sangat banyak dan beragam, yang klasifikasinya adalah objek kajian banyak pakar di lapangan, jadi terdapat beberapa perbezaan antara satu klasifikasi dengan yang lain. Walau bagaimanapun, antara yang paling diterima ialah kumpulan ini merangkumi kumpulan:

- Amborellales

atau Nymphaeales

- Austrobaileyales

- Magnolida

atau Laurales

atau Magnoliales

atau Canellales

o Piperales

o Monocotyledons

• Petrosavial
• Acorales
• Alismatales
• Asparagales
• Dioscoreales
• Liliales
• Pandanales

atau Commelinidos

• Timbangan kawasan
• Komelinales
• Zingiberales
• Poales

atau Eudicotyledons

• Buxales
• Trochodendrales
• Ranunculales
• Proteal
• Berberidopsidales
• Dillenials
• Gunnerales
• Caryophyllales
• Santalales
• Saxifragales
• Rosides
• Vital
• Crossosomatales
• Geraniales
• Myrtales
• Zygophyllales
• Celastrales
• Cucurbital
• Fabales
• Fagales
• Malpighiales
• Oksidal
• Rosales
• Dusun
• Brassicales
• Malvales
• Sapindales
• Asterid
• Cornales
• Ericales
• Garryales
• Gentianales
• Lamiales
• Solanales
• Apiales
• Aquifoliales
• Asterales
• Dipsacales

Kitaran hidup dan pembiakan

Kitaran hidup spermatofit dikenal sebagai "sporik", di mana sporofit mendominasi dan benih dihasilkan dan gametofit, tidak seperti kumpulan tanaman lain, berkurang di dalam ovula atau butir debunga.

Silih berganti generasi

Dari ini dapat difahami bahawa semua tanaman dengan biji mempunyai pergantian generasi, satu gametofitik dan satu lagi sporofitik, tetapi gametofit hanya berkembang ketika tanaman mencapai tahap dewasa atau pembiakan.

Sporofit adalah struktur yang membawa struktur khusus di mana gametofit wanita dan lelaki dihasilkan. Mikrosporangia menghasilkan biji serbuk sari (lelaki) dan megasporangia menghasilkan megaspora atau ovula (betina).

Dalam beberapa kes, kedua-dua megasporangium dan mikrosporangium terdapat pada individu atau struktur yang berbeza (Gymnosperms) tetapi, pada umumnya, di kebanyakan tumbuhan, keduanya berada dalam struktur yang sama yang dikenali sebagai bunga (Angiosperma).

Bunga

Bunga adalah struktur khusus untuk pembiakan dan timbul dari batang sebagai "lanjutan" badan tumbuhan.

Megasporangium yang terkandung di dalam bunga memiliki "wadah" (ovari) yang berfungsi dalam penerimaan biji-bijian debunga, yang dihasilkan oleh mikrosporangium (dari bunga yang sama atau dari bunga yang berbeza).

Ovula di dalam ovari mempunyai semua nutrien yang diperlukan untuk menyokong perkembangan embrio, biji dan buah, suatu proses yang terjadi setelah pendebungaan dan persenyawaan ovula oleh biji serbuk sari.

Benih yang dihasilkan dapat disebarkan dengan cara yang berbeza dan, setelah mereka bercambah, membentuk sporofit baru yang dapat mengulangi kitaran hidup.

Contoh spesies spermatofit

Spermatofit adalah tumbuhan yang sangat pelbagai, dengan kitaran hidup, bentuk, ukuran, dan cara hidup yang sangat berbeza.

Kumpulan ini termasuk semua tanaman berbunga yang kita ketahui, hampir semua tanaman yang kita makan untuk makanan dan pokok-pokok besar dan megah yang membentuk hutan dan hutan yang menyokong kehidupan haiwan.

- Epal, khas musim gugur di banyak negara bermusim, tergolong dalam spesies Malus domestica , ia adalah bagian dari bahagian Magnoliophyta dan pesanan Rosales.

- Pinus mugo adalah spesies pinus belukar yang tumbuh di Pegunungan Alpen dan dari mana beberapa sebatian dengan sifat ekspektoran, antiasthmatic dan disinfektan diekstraksi.

- Roti yang dimakan manusia setiap hari dibuat dengan tepung yang dihasilkan dari biji gandum, spesies angiosperma yang tergolong dalam genus Triticum dan yang disebut Triticum aestivum .

Evolusi spermatofit

Evolusi tanaman benih berkait rapat dengan evolusi dua struktur: biji dan biji-bijian debunga.

- Evolusi biji

Evolusi benih adalah proses yang berlaku dalam beberapa langkah, tetapi urutan tepatnya tidak diketahui, dan mungkin terjadi dua atau lebih berlaku pada masa yang sama. Seterusnya, "langkah" evolusi benih disajikan seperti yang dicadangkan oleh beberapa pengarang:

1-Heterosporia

Istilah ini merujuk kepada pembentukan dua jenis spora haploid (dengan separuh beban kromosom tumbuhan yang memberi mereka asal) di dalam dua sporangia yang berbeza

- Megaspores: besar dan kecil jumlahnya, dihasilkan oleh meiosis dalam struktur yang dikenali sebagai megasporangium. Setiap megaspore berkembang di dalam gametofit wanita, di mana archegonia dijumpai.

- Mikrospora: produk meiotik mikrosporangium. Mikrospora berasal dari gametofit lelaki, di mana antheridia dijumpai.

Ia dianggap sebagai salah satu "langkah" penting dalam evolusi spermatophytes, kerana keadaan nenek moyang terdiri dari homosporium, yaitu, hanya menghasilkan satu jenis spora (spora yang sama).

2-Endosporia

Sebagai tambahan kepada pembentukan dua jenis spora, spermatophytes mengembangkan keadaan lain yang dikenali sebagai endosporia, yang terdiri daripada perkembangan lengkap gametofit wanita di dalam dinding asal spora.

Keadaan nenek moyang dikenali sebagai "exosporia" dan berkaitan dengan percambahan spora dan pertumbuhannya sebagai gametofit luaran.

3-Pengurangan bilangan megaspora

Tumbuhan benih dicirikan dengan menghasilkan megaspore tunggal, ciri yang dianggap telah berkembang dengan dua cara.

Pada mulanya, mereka mesti memperoleh kemampuan untuk mengurangkan bilangan sel meiosis dalam megasporangium menjadi satu; Penting untuk diperhatikan bahawa setiap sel ini dikenali sebagai sel ibu megasporosit atau megaspore.

Selepas meiosis, megasporosit diploid tunggal menimbulkan 4 megaspora haploid. Tiga dari megaspora ini "batalkan", meninggalkan satu megaspore fungsional, yang meningkat dalam ukuran, yang berkorelasi dengan peningkatan ukuran dan sumber pemakanan di megasporangium.

4-Pengekalan megaspore

Salah satu syarat atau ciri nenek moyang spermatofit adalah megaspore dilepaskan dari megasporangium, sesuatu yang berubah dalam kumpulan ini, kerana di tanaman ini megaspore, setelah dihasilkan, disimpan di dalam megasporangium.

"Pemerolehan" evolusi baru ini disertai, oleh gilirannya, oleh pengurangan ketebalan dinding sel megaspore.

5-Evolusi integumen

Banyak penulis menganggap ini sebagai salah satu peristiwa terakhir yang berlaku semasa evolusi tanaman benih. Ini adalah "penutup" megasporangium oleh tisu khas yang disebut integumen, yang mengelilinginya hampir sepenuhnya, dengan ekspresi ujung distal.

Integumen tumbuh dari dasar megasporangium, yang boleh disebut nucela dalam banyak teks.

Rekod fosil menunjukkan bahawa integumen pertama kali berkembang sebagai dua lobus yang terpisah, namun semua tanaman benih yang ada saat ini mempunyai integumen yang terdiri dari penutup berterusan di sekitar nucela kecuali mikropyle, yang merupakan ekstrem distal.

Mikropyle adalah tempat masuknya biji-bijian debunga atau tiub debunga semasa persenyawaan megaspore, sehingga secara aktif berpartisipasi dalam proses ini.

- Evolusi biji-bijian debunga

Evolusi benih secara langsung disertai dengan evolusi biji-bijian debunga, tetapi apa itu biji-bijian debunga?

Biji debunga adalah gametofit endosporik lelaki yang belum matang. Endosporium dalam struktur ini berkembang dengan cara yang serupa dengan yang terjadi pada biji, kerana melibatkan pengembangan gametofit jantan di dalam dinding spora.

Mereka belum matang kerana ketika dibebaskan mereka belum dapat dibezakan sepenuhnya.

Tidak seperti jenis tanaman lain, dan seperti yang dibincangkan di atas, biji-bijian debunga sangat berbeza dengan megaspora. Ini adalah gametofit lelaki yang sangat kecil, yang terdiri daripada beberapa sel.

Apabila dibebaskan dari mikrosporangium, biji-bijian debunga harus diangkut ke mikropyle ovul agar persenyawaan dapat terjadi. Watak leluhur pendebungaan adalah anemofilik (pendebungaan oleh angin).

Setelah bersentuhan dengan ovum, gametofit lelaki menyelesaikan perkembangannya dengan membahagikan dengan mitosis dan membezakan. Dari sinilah tiub debunga eksosporik tumbuh (di luar spora), yang berfungsi sebagai organ untuk penyerapan nutrien di sekitar tisu sporofit.

Tiub debunga

Semua tanaman benih yang ada sekarang mempunyai gametofit jantan yang mampu membentuk tiub debunga sejurus selepas bersentuhan dengan tisu megaspori (nucela). Pembentukan tiub debunga dikenali sebagai syphonogamy.

Selain berfungsi sebagai organ untuk penyerapan makanan, tabung debunga berfungsi dalam pengiriman sel sperma ke "telur" ovum.

Rujukan

1. Merriam-Webster. (nd). Spermatofit. Dalam kamus Merriam-Webster.com. Diakses pada 7 April 2020, dari merriam-webster.com
2. Nabors, MW (2004). Pengenalan botani (No. 580 N117i). Pearson.
3. Simpson, MG (2019). Sistematik tanaman. Akhbar akademik.
4. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Biologi tumbuhan. Macmillan.
5. Westoby, M., & Rice, B. (1982). Evolusi tanaman benih dan kecergasan inklusif tisu tanaman. Evolusi, 36 (4), 713-724.