Skip to main content
Global

25.3: בריופיטים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    206619

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מיומנויות לפיתוח

    • זהה את המאפיינים העיקריים של בריופיטים
    • תאר את התכונות המבדילות של עצי כבד, קרניים וטחבים
    • תרשים את התפתחות התאמות הקרקע בבריופיטים
    • תאר את האירועים במחזור החיים של הבריופיט

    בריופיטים הם קבוצת הצמחים שהם קרוב המשפחה הקרוב ביותר של צמחים יבשתיים מוקדמים. הבריופיטים הראשונים (עצי כבד) הופיעו ככל הנראה בתקופה האורדוביצית, לפני כ -450 מיליון שנה. בגלל היעדר ליגנין ומבנים עמידים אחרים, הסבירות שבריופיטים יוצרים מאובנים קטנה למדי. כמה נבגים המוגנים על ידי ספורופולנין שרדו ומיוחסים לבריופיטים מוקדמים. אולם בתקופה הסילורית התפשטו צמחי כלי דם ביבשות. עובדה משכנעת זו משמשת כראיה לכך שצמחים שאינם כלי דם בוודאי קדמו לתקופה הסילורית.

    יותר מ -25,000 מינים של בריופיטים משגשגים בבתי גידול לחים בעיקר, אם כי חלקם חיים במדבריות. הם מהווים את הצומח העיקרי של סביבות לא מסבירות פנים כמו הטונדרה, שם גודלם הקטן וסובלנותם לייבוש מציעים יתרונות ברורים. בדרך כלל חסר להם ליגנין ואין להם טרכאידים ממשיים (תאי קסילם המתמחים בהולכת מים). במקום זאת, מים וחומרים מזינים מסתובבים בתוך תאים מוליכים מיוחדים. למרות שהמונח non-tracheophyte מדויק יותר, בריופיטים נקראים בדרך כלל צמחים לא-וסקולריים.

    בבריופיט, כל האיברים הצמחיים הבולטים - כולל המבנים דמויי העלים הפוטוסינתטיים, התאלוס, הגבעול והקנה שורש המעגן את הצמח למצע שלו - שייכים לאורגניזם הפלואידי או לגמטופיט. הספורופיט בקושי מורגש. הגמטות הנוצרות על ידי בריופיטים שוחות עם דגל, וכך גם גמטות בכמה מהטרכאופיטים. הספורנגיום - מבנה הרבייה המינית הרב-תאית - קיים בבריופיטים ונעדר ברוב האצות. עובר הבריופיט נשאר גם מחובר לצמח האם, המגן עליו ומזין אותו. זהו מאפיין של צמחי אדמה.

    הבריאופיטים מחולקים לשלוש פילות: עצי הכבד או הפטיקופיטה, הקרניים או האנתוקרוטופיטה, והטחבים או הבריופיטה האמיתית.

    עצי כבד

    עצי כבד (Hepaticophyta) נתפסים כצמחים הקשורים ביותר לאב הקדמון שעבר ליבשה. עצי הכבד התיישבו בכל בית גידול יבשתי על פני כדור הארץ והתגוונו ליותר מ -7000 מינים קיימים (איור). \(\PageIndex{1}\) חלק מהגמטופיטים יוצרים מבנים ירוקים לובטים, כפי שניתן לראות באיור. \(\PageIndex{2}\) הצורה דומה לאונות הכבד, ומכאן מספקת את מקור השם שניתן לפילום.

    האיור מציג מגוון עצי כבד, שכולם חולקים מבנה מסועף ועלים.
    איור\(\PageIndex{1}\): ציור זה משנת 1904 מציג את מגוון הצורות של הפטיקופיטה.
    תמונה מראה כבד עם עלים דמויי חסה.
    איור\(\PageIndex{2}\): שורש כבד, Lunularia cruciata, מציג את תלוס האונה והשטוח שלו. האורגניזם בתצלום נמצא בשלב הגמטופיטים.

    ניתן להבחין בפתחים המאפשרים תנועת גזים בעצי כבד. עם זאת, אלה אינם סטומטות, מכיוון שהם אינם נפתחים ונסגרים באופן פעיל. הצמח תופס מים על פני כל שטחו ואין לו ציפורן למניעת התייבשות. האיור \(\PageIndex{3}\) מייצג את מחזור החיים של שורש כבד. המחזור מתחיל בשחרור נבגים הפלואידים מהספורנגיום שהתפתח על הספורופיט. נבגים המופצים על ידי רוח או מים נובטים לתאלי שטוח המחובר למצע על ידי חוטים דקים חד-תאיים. גמטנגיה זכר ונקבה מתפתחים על צמחים נפרדים ובודדים. לאחר שחרורם, גמטות זכריות שוחות בעזרת הדגל שלהן אל הגמטנגיום הנשי (הארכגוניום), ומתרחשת הפריה. הזיגוטה גדלה לספורופיט קטן שעדיין מחובר לגמטופיט האב. זה יוליד, על ידי מיוזה, את הדור הבא של נבגים. צמחי כבד יכולים להתרבות גם באופן א-מיני, על ידי שבירת ענפים או התפשטות שברי עלים הנקראים ג'מה. בסוג רבייה אחרון זה, אבני החן - פיסות צמח קטנות, שלמות ושלמות המיוצרות בכוס על פני התאלוס (מוצג באיור\(\PageIndex{3}\)) - ניתזות מהכוס על ידי טיפות גשם. לאחר מכן, אבני החן נוחתות בקרבת מקום ומתפתחות לגמטופיטים.

    לשורש הכבד יש מבנה שטוח דמוי עלים הפלואיד (1n) הנקרא תלוס. קני שורש דמויי שורש צומחים מתחתית התאלוס. גבעול דק משתרע מהתאלוס, וראש ארכגוני יושב בראשו. לראש הארכיגוני יש כריכות, כמו עץ דקל. החלק התחתון של הראש הארכיגוני מכיל בליטות הנקראות ארכגוניה, המאכלסות את הביצים. הזרע נכנס דרך חור בתחתית הארכגוניום ומפרה את הביצית כדי לייצר עובר דיפלואידי (2n). העובר גדל לגבעול. מיוזה מייצרת נבגים הפלואידים (1n) בשק בקצה הגבעול. השק מתפרץ, משחרר את הנבגים. הנבגים נובטים ומייצרים תלוס וקנה שורש חדשים.
    איור\(\PageIndex{3}\): מוצג מחזור החיים של שורש כבד טיפוסי. (אשראי: שינוי עבודה מאת מריאנה רויז ויאריאל)

    הורנוורטס

    הורנוורטים (אנתוקרוטופיטה) שייכים לקבוצת הבריופיטים הרחבה. הם התיישבו במגוון בתי גידול ביבשה, אם כי הם אף פעם לא רחוקים ממקור לחות. הגמטופיט הקצר, הכחול-ירוק, הוא השלב הדומיננטי במחזור החיים של קרן קרן. הספורופיט הצר דמוי הצינור הוא המאפיין המגדיר של הקבוצה. הספורופיטים יוצאים מהגמטופיט האב וממשיכים לצמוח לאורך כל חיי הצמח (איור). \(\PageIndex{4}\)

    לבסיס צמח הצופר, הנקרא תלוס, יש מראה מקומט דמוי עלים. הספורופיטים הם מקבץ של גבעולים ירוקים דקים עם קצות חומים שצומחים מהמסה המקומטת הזו.
    איור\(\PageIndex{4}\): הורנוורטס מגדלים ספורופיט גבוה ודק. (אשראי: שינוי העבודה על ידי ג'ייסון הולינגר)

    סטומטות מופיעות בקרניים והן נמצאות בשפע על הספורופיט. תאים פוטוסינתטיים בתאלוס מכילים כלורופלסט יחיד. תאי מריסטם בבסיס הצמח ממשיכים להתחלק ולהוסיף לגובהו. צופרים רבים יוצרים קשרים סימביוטיים עם ציאנובקטריה המקבעים חנקן מהסביבה.

    מחזור החיים של hornworts (איור\(\PageIndex{5}\)) עוקב אחר הדפוס הכללי של חילופי דורות. הגמטופיטים גדלים כתאלי שטוח על האדמה עם גמטנגיה משובצת. זרע מסומן שוחה לארכגוניה ומפרה ביצים. הזיגוטה מתפתחת לספורופיט ארוך ודק שבסופו של דבר מתפצל ומשחרר נבגים. תאים דקים הנקראים pseudoelaters מקיפים את הנבגים ועוזרים להניע אותם הלאה בסביבה. שלא כמו האלטרים שנצפו בזנבות סוס, פסאודואלטים של קרניים הם מבנים חד תאיים. הנבגים הפלואידים נובטים ומולידים את הדור הבא של הגמטופיטים.

    אצל קרניים, הגמטופיט הוא מבנה דמוי עלים הפלואיד (1n) עם גבעולים דקים הנקראים קנה שורש מתחתיו. איברי מין זכריים הנקראים אנתרידיה מייצרים זרע, ואיברי המין הנשיים הנקראים ארכגוניה מייצרים ביצים. איברי המין הזכריים והנקביים נוצרים ממש מתחת לפני השטח של הגמטופיט, ונחשפים לפני השטח עם התבגרות האיברים. הזרע שוחה לביצה או מונע על ידי מים. כאשר הביצית מופרית, העובר גדל למבנה דמוי צינור חלול הנקרא ספורופיט. מיוזה בתוך הספורופיט מייצרת נבגים הפלואידים (1n). הנבגים נפלטים מהחלק העליון של הצינור. הם גדלים לגמטופיטים חדשים, ומשלימים את המחזור.
    איור\(\PageIndex{5}\): מוצג חילופי הדור בקרניים. (קרדיט: שינוי עבודה מאת "Smith609"/ויקימדיה Commons מבוסס על יצירה מקורית מאת מריאנה רויז ויאריאל)

    טחבים

    יותר מ -10,000 מינים של טחבים קוטלגו. בתי הגידול שלהם משתנים מהטונדרה, שם הם הצמחייה העיקרית, ועד לקרקעית היערות הטרופיים. בטונדרה, קני השורש הרדודים של הטחבים מאפשרים להם להידוק למצע מבלי לחדור לאדמה הקפואה. טחבים מאטים את השחיקה, אוגרים לחות וחומרי הזנה בקרקע ומספקים מחסה לבעלי חיים קטנים כמו גם מזון לאוכלי עשב גדולים יותר, כמו שור המושק. טחבים רגישים מאוד לזיהום אוויר ומשמשים לניטור איכות האוויר. הם רגישים גם למלחי נחושת, ולכן מלחים אלה הם מרכיב נפוץ בתרכובות המשווקות בכדי לחסל טחבים מדשאות.

    טחבים יוצרים גמטופיטים זעירים, שהם השלב הדומיננטי במחזור החיים. מבנים ירוקים ושטוחים - הדומים לעלים אמיתיים, אך חסרים רקמת כלי דם - מחוברים בספירלה לגבעול מרכזי. הצמחים סופגים מים וחומרי הזנה ישירות דרך מבנים דמויי עלים אלה. בחלק מהטחבים יש ענפים קטנים. כמה תכונות פרימיטיביות של אצות ירוקות, כגון זרע מסומן, עדיין קיימות בטחבים התלויים במים לצורך רבייה. מאפיינים אחרים של טחבים הם בבירור הסתגלות לאדמה יבשה. לדוגמה, סטמטות קיימות על גבעולי הספורופיט, ומערכת כלי דם פרימיטיבית עוברת במעלה גבעול הספורופיט. בנוסף, טחבים מעוגנים למצע - בין אם מדובר באדמה, סלע או אריחי גג - על ידי קני שורש רב-תאיים. מבנים אלה הם מבשרי שורשים. מקורם בבסיס הגמטופיט, אך אינם המסלול העיקרי לספיגת מים ומינרלים. היעדר מערכת שורשים אמיתית מסביר מדוע כל כך קל לקרוע מחצלות אזוב מגזע עץ. מחזור החיים של האזוב עוקב אחר דפוס חילופי הדורות כפי שמוצג באיור. \(\PageIndex{6}\) המבנה המוכר ביותר הוא הגמטופיט הפלואידי, הנובט מנבג הפלואידי ויוצר תחילה פרוטונמה - בדרך כלל, סבך של חוטים חד תאיים המחבקים את האדמה. תאים הדומים למריסטם אפיקלי מתחלקים באופן פעיל ומולידים גמטופור, המורכב מגזע פוטוסינתטי ומבנים דמויי עלווה. ריזואידים נוצרים בבסיס הגמטופור. גמטנגיה של שני המינים מתפתחת על גמטופורים נפרדים. האיבר הזכרי (האנתרידיום) מייצר זרע רבים, ואילו הארכגוניום (האיבר הנשי) יוצר ביצה אחת. בהפריה, הזרע שוחה במורד הצוואר אל הוונטר ומתאחד עם הביצה בתוך הארכגוניום. הזיגוטה, המוגנת על ידי הארכיגוניום, מתחלקת וגדלה לספורופיט, שעדיין מחובר בכף רגלו לגמטופיט.

    חיבור אמנות

    בטחבים, הגמטופיט הפלואידי הבוגר (1n) הוא גזע דק ולא וסקולרי עם עלים מטושטשים ולא וסקולריים. קני שורש דמויי שורש צומחים מלמטה. בקצה הגבעול צומחים אנתרידיה זכרית וארכגוניה נקבה. הזרע מפרה את הביצים, ומייצר זיגוטה דיפלואידית (2n) בתוך מבנה דמוי אגרטל הנקרא ונטר בתוך הראש הארכיגוני. העובר גדל לספורופיט שמקרין כמו פרח מהאגרטל. הספורופיט עובר מיוזה כדי לייצר נבגים הפלואידים (1n) הגדלים לייצר גמטופיטים בוגרים, ומשלימים את המחזור.
    איור\(\PageIndex{6}\): איור זה מציג את מחזור החיים של טחבים. (אשראי: שינוי עבודה מאת מריאנה רויז ויאריאל)

    איזו מהמשפטים הבאים לגבי מחזור חיי הטחב שקרי?

    1. הגמטופיט הבוגר הוא הפלואידי.
    2. הספורופיט מייצר נבגים הפלואידים.
    3. ניצני הקליפטרה ליצירת גמטופיט בוגר.
    4. הזיגוטה שוכנת בוונטר.

    הסטא הדק (רבים, סטים), כפי שניתן לראות באיור\(\PageIndex{7}\), מכיל תאים צינוריים המעבירים חומרים מזינים מבסיס הספורופיט (כף הרגל) אל הספורנגיום או הקפסולה.

    בתצלום מופיעים סטים כגבעולים ארוכים ודקים וכפופים עם כמוסות בצורת אליפסה בקצות.
    איור\(\PageIndex{7}\): תצלום זה מציג את הגבעולים הדקים הארוכים, הנקראים סטים, המחוברים לכמוסות של הטחב Thamnobryum alopecurum. (קרדיט: שינוי עבודה מאת הרמן שכנר)

    מבנה הנקרא פריסטום מגביר את התפשטות הנבגים לאחר שקצה הקפסולה נושר בפיזור. הרקמה הקונצנטרית סביב פה הקפסולה עשויה מיחידות משולשות, צמודות, קצת כמו "שיניים"; אלה נפתחים ונסגרים בהתאם לרמות הלחות, ומשחררים מעת לעת נבגים.

    סיכום

    צמחים לא-וסקולריים חסרי זרעים הם קטנים, כאשר הגמטופיט הוא השלב הדומיננטי של מחזור החיים. ללא מערכת כלי דם ושורשים, הם סופגים מים וחומרים מזינים על כל המשטחים החשופים שלהם. שלוש הקבוצות העיקריות, הידועות ביחד בשם בריופיטים, כוללות את עצי הכבד, הקרניים והטחבים. עצי כבד הם הצמחים הפרימיטיביים ביותר וקשורים קשר הדוק לצמחי היבשה הראשונים. הורנוורטס פיתחו סטומטות ובעלי כלורופלסט בודד לכל תא. לטחבים יש תאים מוליכים פשוטים והם מחוברים למצע על ידי קני שורש. הם מתיישבים בתי גידול קשים ויכולים להחזיר לחות לאחר התייבשות. ספורנגיום הטחב הוא מבנה מורכב המאפשר שחרור נבגים הרחק מצמח האם.

    חיבורי אמנות

    איור\(\PageIndex{6}\): איזו מהמשפטים הבאים לגבי מחזור חיי הטחב שגויה?

    1. הגמטופיט הבוגר הוא הפלואידי.
    2. הספורופיט מייצר נבגים הפלואידים.
    3. ניצני קנה השורש ליצירת גמטופיט בוגר.
    4. הזיגוטה שוכנת בוונטר.
    תשובה

    ג.

    רשימת מילים

    כמוסה
    מקרה של הספורנגיום בטחבים
    ג'מה
    (רבים, gemmae) שבר עלים שמתפשט לרבייה א -מינית
    הורנוורטס
    קבוצה של צמחים שאינם כלי דם בהם מופיעים סטומטות
    עצי כבד
    הקבוצה הפרימיטיבית ביותר של הצמחים הלא-וסקולריים
    טחבים
    קבוצת בריופיטים בהם מופיעה מערכת מוליכה פרימיטיבית
    פריסטום
    רקמה המקיפה את פתח הקפסולה ומאפשרת שחרור תקופתי של נבגים
    פרוטונמה
    סבך של חוטים חד תאיים הנוצרים מהנבג הפלואידי
    קני שורש
    חוטים דקים המעגנים את הצמח למצע
    סטה
    גבעול התומך בקפסולה בטחבים