Skip to main content
Global

25.4: نباتات الأوعية الدموية بدون بذور

  • Page ID
    196796
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    المهارات اللازمة للتطوير

    • حدد السمات الجديدة التي تظهر لأول مرة في القصبات الهوائية
    • ناقش أهمية التكيف مع الحياة على الأرض
    • وصف فئات القصبة الهوائية الخالية من البذور
    • وصف دورة حياة السرخس
    • شرح دور النباتات الوعائية الخالية من البذور في النظام البيئي

    النباتات الوعائية، أو القصبات الهوائية، هي المجموعة المهيمنة والأكثر وضوحًا من النباتات البرية. يمثل أكثر من 260،000 نوع من نباتات القصبة الهوائية أكثر من 90 في المائة من الغطاء النباتي للأرض. تشرح العديد من الابتكارات التطورية نجاحها وقدرتها على الانتشار في جميع الموائل.

    ربما نجحت النباتات الفطرية في الانتقال من موطن مائي إلى أرض، لكنها لا تزال تعتمد على الماء للتكاثر، وتمتص الرطوبة والمواد الغذائية من خلال سطح النباتات المشيمية. يؤدي نقص الجذور لامتصاص الماء والمعادن من التربة، فضلاً عن نقص الخلايا الموصلة المعززة، إلى تقييد النباتات البريوفيتية بأحجام صغيرة. على الرغم من أنها قد تعيش في ظروف جافة بشكل معقول، إلا أنها لا تستطيع التكاثر وتوسيع نطاق موائلها في غياب الماء. من ناحية أخرى، يمكن للنباتات الوعائية أن تحقق ارتفاعات هائلة، وبالتالي تتنافس بنجاح على الضوء. تتحول أعضاء التمثيل الضوئي إلى أوراق، وتنقل الخلايا الشبيهة بالأنابيب أو الأنسجة الوعائية الماء والمعادن والكربون الثابت في جميع أنحاء الكائن الحي.

    في نباتات الأوعية الدموية الخالية من البذور، تعتبر البوغروفيت ثنائي الصبغيات هي المرحلة السائدة من دورة الحياة. أصبح المشيجيت الآن كائنًا غير واضح ولكنه لا يزال مستقلاً. خلال تطور النبات، هناك انعكاس واضح للأدوار في المرحلة السائدة من دورة الحياة. لا تزال النباتات الوعائية الخالية من البذور تعتمد على الماء أثناء الإخصاب، حيث يجب أن تسبح الحيوانات المنوية على طبقة من الرطوبة للوصول إلى البويضة. تشرح هذه الخطوة في التكاثر سبب زيادة وفرة السرخس وأقاربها في البيئات الرطبة.

    الأنسجة الوعائية: زيليم وفلوم

    تعود الحفريات الأولى التي تظهر وجود الأنسجة الوعائية إلى الفترة السيلورية، قبل حوالي 430 مليون سنة. يُظهر أبسط ترتيب للخلايا الموصلة نمطًا من نسيج الخشب في المركز محاطًا بالفلوم. Xylem هو النسيج المسؤول عن تخزين المياه والمواد المغذية ونقلها لمسافات طويلة، وكذلك نقل عوامل النمو القابلة للذوبان في الماء من أجهزة التخليق إلى الأعضاء المستهدفة. يتكون النسيج من خلايا موصلة، تُعرف باسم القصبة الهوائية، وأنسجة حشو داعمة تسمى الحمة. تقوم الخلايا الموصلة لـ Xylem بدمج اللجنين المركب في جدرانها، وبالتالي يتم وصفها بأنها خشبية. اللجنين نفسه عبارة عن بوليمر معقد غير منفذ للماء ويمنح القوة الميكانيكية للأنسجة الوعائية. بفضل جدرانها الخلوية الصلبة، توفر خلايا الزيلم الدعم للنبات وتسمح له بتحقيق ارتفاعات مذهلة. تتمتع النباتات الطويلة بميزة انتقائية من خلال قدرتها على الوصول إلى ضوء الشمس غير المفلتر وتفريق جراثيمها أو بذورها بعيدًا، وبالتالي توسيع نطاقها. من خلال النمو بشكل أعلى من النباتات الأخرى، تلقي الأشجار الطويلة بظلالها على النباتات الأقصر وتحد من المنافسة على المياه والمغذيات الثمينة في التربة.

    الفلوم هو النوع الثاني من الأنسجة الوعائية؛ فهو ينقل السكريات والبروتينات والمواد المذابة الأخرى في جميع أنحاء النبات. تنقسم خلايا الفلوم إلى عناصر غربية (خلايا موصلة) وخلايا تدعم عناصر الغربلة. معًا، تشكل أنسجة الزيلم والفلوم نظام الأوعية الدموية للنباتات.

    الجذور: دعم النبات

    لا يتم حفظ الجذور جيدًا في السجل الأحفوري. ومع ذلك، يبدو أن الجذور ظهرت لاحقًا في التطور أكثر من الأنسجة الوعائية. يمثل تطوير شبكة واسعة من الجذور ميزة جديدة مهمة للنباتات الوعائية. ربطت الروزويدات الرقيقة النباتات البريوفيتية بالركيزة، لكن هذه الشعيرات الواهية إلى حد ما لم توفر مرساة قوية للنبات؛ كما أنها لم تمتص كميات كبيرة من الماء والمواد المغذية. في المقابل، تنقل الجذور، بنظام الأنسجة الوعائية البارز، الماء والمعادن من التربة إلى بقية النبات. تعمل الشبكة الواسعة من الجذور التي تخترق عمق التربة للوصول إلى مصادر المياه أيضًا على استقرار الأشجار من خلال العمل كصابورة أو مرساة. تنشئ غالبية الجذور علاقة تكافلية مع الفطريات، وتشكل الفطريات، والتي تفيد النبات من خلال زيادة مساحة السطح بشكل كبير لامتصاص الماء ومعادن التربة والمواد المغذية.

    الأوراق والمسبوروفيل وستروبيلي

    ابتكار ثالث يمثل نباتات الأوعية الدموية الخالية من البذور. وبالتزامن مع بروز الأبواغ وتطور الأنسجة الوعائية، أدى ظهور الأوراق الحقيقية إلى تحسين كفاءتها في التمثيل الضوئي. تلتقط الأوراق مزيدًا من ضوء الشمس مع زيادة مساحة سطحها من خلال استخدام المزيد من البلاستيدات الخضراء لاحتجاز الطاقة الضوئية وتحويلها إلى طاقة كيميائية، والتي تُستخدم بعد ذلك لتثبيت ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى كربوهيدرات. يتم تصدير الكربوهيدرات إلى بقية النبات عن طريق الخلايا الموصلة لأنسجة البلغم.

    يشير وجود نوعين من التشكل إلى أن الأوراق تطورت بشكل مستقل في عدة مجموعات من النباتات. النوع الأول من الأوراق هو الميكروفيل، أو «الورقة الصغيرة»، والتي يمكن أن يعود تاريخها إلى 350 مليون سنة مضت في أواخر العصر السيلوري. الميكروفيل صغير وله نظام وعائي بسيط. يمر وريد واحد غير متفرّع - حزمة من الأنسجة الوعائية المصنوعة من نسيج الخشب والفلوم - عبر مركز الورقة. قد تكون الميكروفيلات قد نشأت من تسطيح الفروع الجانبية، أو من سبورانجيا التي فقدت قدراتها الإنجابية. توجد الميكروفيل في طحالب النادي وربما سبقت تطور الميجافيل، أو «الأوراق الكبيرة»، وهي أوراق أكبر بنمط من الأوردة المتفرعة. ظهرت Megaphylls على الأرجح بشكل مستقل عدة مرات خلال مسار التطور. تشير شبكاتهم المعقدة من الأوردة إلى أن العديد من الفروع ربما اندمجت في عضو مسطح، مع ملء الفجوات بين الفروع بأنسجة التمثيل الضوئي.

    بالإضافة إلى التمثيل الضوئي، تلعب الأوراق دورًا آخر في حياة النباتات. مخاريط الصنوبر والسعف الناضجة من السرخس والزهور كلها سبوروفيل - أوراق تم تعديلها هيكليًا لتحمل سبورانجيا. Strobili عبارة عن هياكل تشبه المخروط تحتوي على سبورانجيا. وهي بارزة في الصنوبريات وتُعرف عمومًا باسم مخاريط الصنوبر.

    السرخس وغيرها من نباتات الأوعية الدموية الخالية من البذور

    بحلول أواخر العصر الديفوني، طورت النباتات أنسجة الأوعية الدموية والأوراق المحددة جيدًا وأنظمة الجذر. مع هذه المزايا، زادت النباتات في الطول والحجم. خلال الفترة الكربونية، غطت غابات المستنقعات من طحالب النادي وذيل الخيل - بعض العينات التي وصلت إلى ارتفاعات تزيد عن 30 مترًا (100 قدم) - معظم الأراضي. أدت هذه الغابات إلى ظهور رواسب الفحم الواسعة التي أعطت الكربونيفير اسمها. في نباتات الأوعية الدموية الخالية من البذور، أصبحت الأبواغ المرحلة المهيمنة من دورة الحياة.

    لا تزال المياه مطلوبة لتخصيب النباتات الوعائية الخالية من البذور، ويفضل معظمها بيئة رطبة. تشمل نباتات القصبة الهوائية الحديثة الخالية من البذور الطحالب وذيول الخيل والسراخس والسراخس المخفقة.

    فيلوم ليكوبوديوفيتا: موسيس النادي

    تعد طحالب النادي، أو phylum Lycopodiophyta، أول مجموعة من نباتات الأوعية الدموية الخالية من البذور. لقد سيطروا على المناظر الطبيعية للكربون، ونموا إلى أشجار طويلة وشكلوا غابات مستنقعات كبيرة. طحالب النادي اليوم هي نباتات صغيرة دائمة الخضرة تتكون من جذع (قد يكون متفرعًا) وميكروفيل (الشكل\(\PageIndex{1}\)). تتكون فصيلة Lycopodiophyta من ما يقرب من 1200 نوع، بما في ذلك الكويلدورتس (Isoetales) وطحالب النادي (Lycopodiales) وطحالب السنبلة (Selaginellales)، وليس أي منها طحالب حقيقية أو نباتات بريوفيت.

    تتبع الليكوفيتات نمط تناوب الأجيال الذي يظهر في النباتات البريوفيت، باستثناء أن البوغروفيت هي المرحلة الرئيسية من دورة الحياة. لا تعتمد الفطريات المشيمية على الأبواغ للحصول على العناصر الغذائية. تتطور بعض الفطريات المشيجية تحت الأرض وتشكل ارتباطات فطرية بالفطريات. في طحالب النوادي، تؤدي الأبواغ إلى ظهور سبوروفيل مرتبة في هياكل تشبه الستروبيلي المخروطية التي تعطي الفئة اسمها. يمكن أن تكون الليكوفيتات متجانسة أو غير متجانسة.

    في الصورة، يتم ترتيب الستروبيلي الشبيه بالبذور حول السيقان النحيلة لطحلب النادي.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): في طحالب النادي مثل Lycopodium clavatum، يتم ترتيب سبورانجيا في مجموعات تسمى الستروبيلي. (تصوير: كوري زانكر)

    Phylum Monilopheta: فئة Equisetopsida (ذيل الحصان)

    تنتمي ذيل الحصان وسرخس الخفق والسراخس إلى فيلوم مونيلوفيتا، حيث يتم وضع ذيل الحصان في فئة Equisetopsida. يعتبر الجنس الوحيد Equisetum هو أحد الناجين من مجموعة كبيرة من النباتات، المعروفة باسم Arthrophyta، والتي أنتجت أشجارًا كبيرة وغابات مستنقعات كاملة في Carboniferous. عادة ما توجد النباتات في البيئات الرطبة والمستنقعات (الشكل\(\PageIndex{2}\)).

    في الصورة، تنمو نباتات ذيل الحصان الكثيفة في الماء.
    الشكل\(\PageIndex{2}\): تزدهر ذيل الحصان في المستنقعات. (تصوير: ميريام فيلدمان)

    يتميز جذع ذيل الحصان بوجود المفاصل أو العقد، ومن هنا جاء اسم Arthrophyta (arthro- = «المفصل»؛ -phyta = «النبات»). تخرج الأوراق والأغصان على شكل دوامات من المفاصل المتباعدة بشكل متساوٍ. لا تساهم الأوراق على شكل إبرة بشكل كبير في عملية التمثيل الضوئي، ومعظمها يحدث في الجذع الأخضر (الشكل\(\PageIndex{3}\)).

    تظهر الصورة نبات ذيل الحصان، الذي يشبه فرشاة التقشير، مع ساق سميك وأوراق رقيقة متفرعة من الساق.
    الشكل\(\PageIndex{3}\): يمكن ملاحظة الأوراق الرقيقة التي تنشأ في المفاصل على نبات ذيل الحصان. تم استخدام ذيل الحصان ذات مرة كفرش تنظيف وكان يُطلق عليها اسم فرش التنظيف. (تصوير: ميريام فيلدمان)

    تتجمع السيليكا في خلايا البشرة، مما يساهم في تصلب نباتات ذيل الحصان. السيقان الجوفية المعروفة باسم الجذور ترسي النباتات على الأرض. تعتبر ذيول الحصان الحديثة متجانسة المسام وتنتج نباتات مشيجية ثنائية الجنس.

    الفيلوم مونوفيتا: فئة سيلوتوبسيدا (سرخس الخفق)

    في حين أن معظم أنواع السرخس تشكل أوراقًا كبيرة وجذور متفرعة، فإن السرخس المخفق، من الفئة Psilotopsida، تفتقر إلى كل من الجذور والأوراق، وربما فقدتها بسبب الاختزال. تتم عملية التمثيل الضوئي في سيقانها الخضراء، وتتشكل المقابض الصفراء الصغيرة عند طرف جذع الفرع وتحتوي على السبورانجيا. كانت سرخس الخفق تعتبر من أوائل أنواع البيروفيتات. ومع ذلك، يشير تحليل الحمض النووي المقارن الأخير إلى أن هذه المجموعة ربما فقدت أنسجة الأوعية الدموية والجذور من خلال التطور، وترتبط ارتباطًا وثيقًا بالسراخس.

    تُظهر الصورة سرخس مخفق مع العديد من السيقان الخضراء ذات المقابض الصغيرة بطولها.
    الشكل\(\PageIndex{4}\): يحتوي السرخس المخفق Psilotum nudum على سيقان خضراء واضحة مع سبرانجيا على شكل مقبض. (تصوير: فورست وكيم ستار)

    فيلوم مونوفيتا: فئة سيلوتوبسيدا (السرخس)

    تعتبر السرخس، بسعفها الكبيرة، أكثر نباتات الأوعية الدموية الخالية من البذور التي يسهل التعرف عليها. تعتبر نباتات الأوعية الدموية الخالية من البذور الأكثر تقدمًا وتظهر الخصائص التي يتم ملاحظتها بشكل شائع في نباتات البذور. يعيش أكثر من 20,000 نوع من السرخس في بيئات تتراوح من المناطق الاستوائية إلى الغابات المعتدلة. على الرغم من أن بعض الأنواع تعيش في البيئات الجافة، إلا أن معظم السرخس تقتصر على الأماكن الرطبة والمظللة. ظهرت السرخس في السجل الأحفوري خلال الفترة الديفونية وتوسعت خلال العصر الكربوني.

    المرحلة السائدة من دورة حياة السرخس هي الأبواغ، والتي تتكون من أوراق مركبة كبيرة تسمى السعف. تؤدي السعف دورًا مزدوجًا؛ فهي أجهزة التمثيل الضوئي التي تحمل أيضًا الأعضاء التناسلية. قد يتم دفن الجذع تحت الأرض كجذمور، تنمو منه الجذور العرضية لامتصاص الماء والمواد المغذية من التربة؛ أو قد تنمو فوق الأرض كجذع في سرخس الأشجار (الشكل\(\PageIndex{5}\)). الأعضاء العرضية هي تلك التي تنمو في أماكن غير عادية، مثل الجذور التي تنمو من جانب الساق.

    تظهر الصورة سرخس شجرة بوعاء.
    الشكل\(\PageIndex{5}\): يمكن أن تنمو بعض عينات هذا النوع القصير من السرخس الشجري طويلًا جدًا. (الائتمان: أدريان بينغستون)

    يتم لف طرف سعفة السرخس النامية في صندوق أو رأس كمان (الشكل\(\PageIndex{6}\)). تنفتح رؤوس الكمان مع تطور الجبهة.

    تتجعد رؤوس الكمان الموجودة في الجزء العلوي من السرخس الناضج في هيكل يشبه اسمها نفسه.
    الشكل

    لمشاهدة رسم متحرك لدورة حياة السرخس واختبار معرفتك، انتقل إلى موقع الويب.

    تنتج معظم السرخس نفس النوع من الجراثيم وبالتالي فهي متجانسة المسام. تعتبر البوروفيت ثنائي الصبغيات هي المرحلة الأكثر وضوحًا في دورة الحياة. على الجانب السفلي من سعفها الناضجة، تتشكل السوري (المفرد، السورو) كمجموعات صغيرة تتطور فيها الأبوارانجيا (الشكل\(\PageIndex{8}\)).

    تُظهر الصورة نتوءات صغيرة تسمى سوري على الجانب السفلي من سعفة السرخس.
    الشكل\(\PageIndex{8}\): تظهر السوري على شكل نتوءات صغيرة على الجانب السفلي من سعفة السرخس. (تصوير: ميريام فيلدمان)

    داخل السوري، يتم إنتاج الجراثيم عن طريق الانقسام الاختزالي وإطلاقها في الهواء. تلك التي تهبط على ركيزة مناسبة تنبت وتشكل الفطريات المشيجية على شكل قلب، والتي تلتصق بالأرض بواسطة جذور خيطية رقيقة (الشكل\(\PageIndex{9}\)).

    تُظهر الصورة سبورويت صغير بورقة على شكل مروحة تنمو من نبات مشيج يشبه الخس.
    الشكل\(\PageIndex{9}\): يظهر هنا سبوروفيت صغير (الجزء العلوي من الصورة) ومشيج على شكل قلب (الجزء السفلي من الصورة). (الائتمان: تعديل العمل من قبل «Vlmastra» /ويكيميديا كومنز)

    تؤوي الفطريات المشيمية غير الواضحة كلا من التشنج الجنسي. تسبح الحيوانات المنوية المنبعثة من الأنثيريديوم على سطح مبلل إلى الأركيغونيوم، حيث يتم تخصيب البويضة. ينمو الزيجوت المشكل حديثًا ليصبح سبوروفيت يخرج من الفطريات المشيمية وينمو عن طريق الانقسام الفتيلي إلى الجيل التالي من البوروفيت.

    الاتصال الوظيفي: مصمم المناظر الطبيعية

    بالنظر إلى أشجار الزهور والنوافير المُعدّة جيدًا في أراضي القلاع الملكية والمنازل التاريخية في أوروبا، يتضح أن مبدعي الحدائق كانوا يعرفون أكثر من الفن والتصميم. كانوا أيضًا على دراية ببيولوجيا النباتات التي اختاروها. تصميم المناظر الطبيعية له أيضًا جذور قوية في تقاليد الولايات المتحدة. يعد Monticello مثالًا رئيسيًا على التصميم الكلاسيكي الأمريكي المبكر: عقار توماس جيفرسون الخاص. من بين اهتماماته العديدة، حافظ جيفرسون على شغف قوي بعلم النبات. يمكن أن يشمل تخطيط المناظر الطبيعية مساحة خاصة صغيرة، مثل حديقة الفناء الخلفي؛ أماكن التجمعات العامة، مثل سنترال بارك في مدينة نيويورك؛ أو مخطط المدينة بأكمله، مثل تصميم بيير لينفانت لواشنطن العاصمة.

    سيقوم مصمم المناظر الطبيعية بتخطيط المساحات العامة التقليدية - مثل الحدائق النباتية والمتنزهات والحرم الجامعي والحدائق والتطورات الأكبر - بالإضافة إلى المناطق الطبيعية والحدائق الخاصة. تتطلب استعادة الأماكن الطبيعية التي يتعدى عليها التدخل البشري، مثل الأراضي الرطبة، أيضًا خبرة مصمم المناظر الطبيعية.

    مع هذه المجموعة من المهارات الضرورية، يتضمن تعليم مصمم المناظر الطبيعية خلفية صلبة في علم النبات وعلوم التربة وعلم أمراض النبات وعلم الحشرات والبستنة. الدورات الدراسية في الهندسة المعمارية وبرامج التصميم مطلوبة أيضًا لإكمال الدرجة. يعتمد التصميم الناجح للمناظر الطبيعية على معرفة واسعة بمتطلبات نمو النبات، مثل الضوء والظل، ومستويات الرطوبة، والتوافق بين الأنواع المختلفة، والقابلية للإصابة بمسببات الأمراض والآفات. سوف تزدهر الطحالب والسراخس في منطقة مظللة، حيث توفر النوافير الرطوبة؛ من ناحية أخرى، لن يكون الصبار جيدًا في تلك البيئة. يجب أن يؤخذ النمو المستقبلي للنباتات الفردية في الاعتبار، لتجنب الازدحام والمنافسة على الضوء والمواد المغذية. يعد ظهور المساحة بمرور الوقت مصدر قلق أيضًا. يجب موازنة الأشكال والألوان والبيولوجيا من أجل مساحة خضراء جيدة الصيانة ومستدامة. يمتزج الفن والهندسة المعمارية والبيولوجيا في منظر طبيعي تم تصميمه وتنفيذه بشكل جميل.

    تظهر الصورة حديقة ذات مناظر طبيعية مع مجموعة متنوعة من الزهور والشجيرات.
    الشكل\(\PageIndex{10}\): تم تصميم هذه الحدود ذات المناظر الطبيعية في حرم الكلية من قبل الطلاب في قسم البستنة والمناظر الطبيعية بالكلية. (تصوير: ميريام فيلدمان)

    أهمية نباتات الأوعية الدموية الخالية من البذور

    غالبًا ما تكون الطحالب وديدان الكبد أول كائنات مجهرية تستعمر منطقة ما، سواء في سلسلة أولية - حيث تستقر الأرض العارية لأول مرة بواسطة الكائنات الحية - أو في تتابع ثانوي، حيث تظل التربة سليمة بعد حدث كارثي يقضي على العديد من الأنواع الموجودة. يتم نقل جراثيمها بواسطة الرياح أو الطيور أو الحشرات. بمجرد إنشاء الطحالب وحشيشة الكبد، فإنها توفر الغذاء والمأوى للأنواع الأخرى. في بيئة معادية، مثل التندرا حيث يتم تجميد التربة، تنمو نباتات البريوفيت جيدًا لأنها لا تحتوي على جذور ويمكن أن تجف وتجدد بسرعة بمجرد توفر المياه مرة أخرى. تقع الطحالب في قاعدة السلسلة الغذائية في منطقة التندرا الأحيائية. تعتمد العديد من الأنواع - من الحشرات الصغيرة إلى ثيران المسك والرنة - على الطحالب للحصول على الغذاء. في المقابل، تتغذى الحيوانات المفترسة على الحيوانات العاشبة، وهي المستهلك الأساسي. تشير بعض التقارير إلى أن النباتات البريوفيتية تجعل التربة أكثر قابلية للاستعمار من قبل النباتات الأخرى. تعمل الطحالب على تجديد التربة بالنيتروجين لأنها تنشئ علاقات تكافلية مع البكتيريا الزرقاء المثبتة للنيتروجين.

    في نهاية القرن التاسع عشر، لاحظ العلماء أن الأشنات والطحالب أصبحت نادرة بشكل متزايد في المناطق الحضرية والضواحي. نظرًا لأن النباتات البريوفيتية لا تمتلك نظامًا جذريًا لامتصاص الماء والمواد المغذية، ولا طبقة بشرة تحميها من الجفاف، فإن الملوثات في مياه الأمطار تخترق أنسجتها بسهولة؛ فهي تمتص الرطوبة والمواد المغذية من خلال أسطحها المكشوفة بالكامل. لذلك، فإن الملوثات الذائبة في مياه الأمطار تخترق أنسجة النبات بسهولة ولها تأثير أكبر على الطحالب مقارنة بالنباتات الأخرى. يمكن اعتبار اختفاء الطحالب مؤشرًا حيويًا لمستوى التلوث في البيئة.

    تساهم السرخس في البيئة من خلال تعزيز تجوية الصخور، وتسريع تكوين التربة السطحية، وإبطاء التآكل عن طريق نشر الجذور في التربة. تحتوي سرخس الماء من جنس Azolla على البكتيريا الزرقاء المثبتة للنيتروجين وتستعيد هذه المغذيات المهمة إلى الموائل المائية.

    لعبت النباتات الخالية من البذور تاريخيًا دورًا في حياة الإنسان من خلال استخداماتها كأدوات ووقود وأدوية. يشيع استخدام الطحالب المجففة، Sphagnum، كوقود في بعض أجزاء أوروبا وتعتبر موردًا متجددًا. تُزرع مستنقعات Sphagnum (الشكل\(\PageIndex{11}\)) بشجيرات التوت البري والتوت. إن قدرة Sphagnum على الاحتفاظ بالرطوبة تجعل الطحلب مكيفًا شائعًا للتربة. يستخدم بائعو الزهور كتل Sphagnum للحفاظ على الرطوبة لترتيبات الأزهار.

    يتميز Sphagnum الموجود في الصورة بمظهر سجادة حمراء وعرة مع سيقان سوداء بارزة.
    الشكل\(\PageIndex{11}\): Sphagnum acutifolium عبارة عن طحالب مجففة ويمكن استخدامها كوقود. (تصوير: كين غولدنغ)

    إن سعف السرخس الجذاب يجعلها نبات الزينة المفضل. نظرًا لأنها تزدهر في الإضاءة المنخفضة، فهي مناسبة تمامًا كنباتات منزلية. والأهم من ذلك أن الفيدلهيدس هو طعام ربيعي تقليدي للأمريكيين الأصليين في شمال غرب المحيط الهادئ، ويشتهر كطبق جانبي في المطبخ الفرنسي. يعتبر سرخس عرق السوس، Polypodium glycyrrhiza، جزءًا من النظام الغذائي للقبائل الساحلية في شمال غرب المحيط الهادئ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى حلاوة جذوره. له طعم عرق السوس الباهت ويعمل كمُحلي. يظهر الجذمور أيضًا في دستور الأدوية للأمريكيين الأصليين لخصائصه الطبية ويستخدم كعلاج لالتهاب الحلق.

    رابط إلى التعلم

    انتقل إلى هذا الموقع لمعرفة كيفية التعرف على أنواع السرخس بناءً على رؤوس الكمان الخاصة بها.

    ومع ذلك، فإن التأثير الأكبر للنباتات الوعائية الخالية من البذور على حياة الإنسان يأتي إلى حد بعيد من أسلافها المنقرضين. أدت الطحالب الطويلة وذيول الخيل والسراخس الشبيهة بالأشجار التي ازدهرت في غابات المستنقعات في الفترة الكربونية إلى ظهور رواسب كبيرة من الفحم في جميع أنحاء العالم. كان الفحم مصدرًا وفيرًا للطاقة خلال الثورة الصناعية، مما كان له عواقب وخيمة على المجتمعات البشرية، بما في ذلك التقدم التكنولوجي السريع ونمو المدن الكبيرة، فضلاً عن تدهور البيئة. لا يزال الفحم مصدرًا رئيسيًا للطاقة وأيضًا مساهمًا رئيسيًا في ظاهرة الاحتباس الحراري.

    ملخص

    تتكون أنظمة الأوعية الدموية من نسيج الخشب، الذي ينقل الماء والمعادن، وأنسجة البلغم، التي تنقل السكريات والبروتينات. مع تطور نظام الأوعية الدموية، ظهرت أوراق تعمل كأعضاء كبيرة في التمثيل الضوئي، وجذور للوصول إلى الماء من الأرض. الأوراق الصغيرة غير المعقدة هي ميكروفيلز. الأوراق الكبيرة ذات الأنماط الوريدية هي megaphyls. الأوراق المعدلة التي تحمل سبورانجيا هي سبوروفيل. يتم ترتيب بعض البوروفيلز في هياكل مخروطية تسمى الستروبيلي.

    تشمل نباتات الأوعية الدموية الخالية من البذور الطحالب، وهي الأكثر بدائية؛ والسراخس المخفقة، التي فقدت أوراقها وجذورها بسبب التطور الاختزالي؛ وذيل الحصان والسراخس. السرخس هي المجموعة الأكثر تقدمًا من نباتات الأوعية الدموية الخالية من البذور. تتميز بأوراق كبيرة تسمى السعف وهياكل صغيرة تحتوي على سبورانجيا تسمى سوري، والتي توجد على الجانب السفلي من السعف.

    تلعب الطحالب دورًا أساسيًا في توازن النظم البيئية؛ فهي من الأنواع الرائدة التي تستعمر البيئات العارية أو المدمرة وتجعل من الممكن حدوث تعاقب. إنها تساهم في إثراء التربة وتوفير المأوى والمواد الغذائية للحيوانات في البيئات المعادية. يمكن استخدام الطحالب والسراخس كوقود وتخدم أغراض الطهي والطب والديكور.

    اتصالات فنية

    الشكل\(\PageIndex{7}\): Which of the following statements about the fern life cycle is false?

    1. Sporangia produce haploid spores.
    2. The sporophyte grows from a gametophyte.
    3. The sporophyte is diploid and the gametophyte is haploid.
    4. Sporangia form on the underside of the gametophyte.
    Answer

    D.

    Glossary

    adventitious
    describes an organ that grows in an unusual place, such as a roots growing from the side of a stem
    club mosses
    earliest group of seedless vascular plants
    fern
    seedless vascular plant that produces large fronds; the most advanced group of seedless vascular plants
    horsetail
    seedless vascular plant characterized by joints
    lignin
    complex polymer impermeable to water
    lycophyte
    club moss
    megaphyll
    larger leaves with a pattern of branching veins
    microphyll
    small size and simple vascular system with a single unbranched vein
    peat moss
    Sphagnum
    phloem
    tissue responsible for transport of sugars, proteins, and other solutes
    sporophyll
    leaf modified structurally to bear sporangia
    strobili
    cone-like structures that contain the sporangia
    tracheophyte
    vascular plant
    vein
    bundle of vascular tissue made of xylem and phloem
    whisk fern
    seedless vascular plant that lost roots and leaves by reduction
    xylem
    tissue responsible for long-distance transport of water and nutrients