25.1: Maisha ya Mapema ya Kupanda

Ujuzi wa Kuendeleza

• Kujadili changamoto za kupanda maisha juu ya ardhi
• Eleza marekebisho ambayo iliruhusu mimea kutawala ardhi
• Eleza ratiba ya mageuzi ya mimea na athari za mimea ya ardhi kwenye vitu vingine vilivyo hai

Ufalme Plantae hufanya makundi makubwa na mbalimbali ya viumbe. Kuna aina zaidi ya 300,000 za mimea iliyoorodheshwa. Kati ya hizi, zaidi ya 260,000 ni mimea ya mbegu. Mosses, ferns, conifers, na mimea ya maua ni wanachama wote wa ufalme wa mmea. Wanabiolojia wengi pia wanaona mwani wa kijani kuwa mimea, ingawa wengine huwatenga mwani wote kutoka ufalme wa mmea. Sababu ya kutokubaliana hii inatokana na ukweli kwamba mwani wa kijani tu, Charophytes, hushiriki sifa za kawaida na mimea ya ardhi (kama vile kutumia chlorophyll a na b pamoja na carotene kwa uwiano sawa na mimea). Tabia hizi hazipo katika aina nyingine za mwani.

Evolution Connection: Algae na Mabadiliko Njia ya usanisin

Wanasayansi wengine wanaona mwani wote kuwa mimea, wakati wengine wanasema kuwa Charophytes tu ni katika Plantae ya ufalme. Maoni haya tofauti yanahusiana na njia tofauti za mabadiliko kwa usanisinuru uliochaguliwa kwa aina tofauti za mwani. Wakati mwani wote ni photosynthetic—yaani, wana aina fulani ya kloroplasti-hawakuwa wote kuwa photosynthetic kupitia njia ile ile.

Wazazi wa mwani wa kijani wakawa photosynthetic kwa endosymbiosing bakteria ya kijani, photosynthetic kuhusu miaka bilioni 1.65 iliyopita. Mstari huo wa algal ulibadilika kuwa Charophytes, na hatimaye katika mosses ya kisasa, ferns, gymnosperms, na angiosperms. Trajectory yao ya mabadiliko ilikuwa sawa na monophyletic. Kwa upande mwingine, wengine algae-nyekundu, kahawia, dhahabu, stramenopiles, na kadhalika-wote wakawa photosynthetic na sekondari, au hata elimu ya juu, matukio endosymbiotic; yaani, wao endosymbiosed seli kwamba alikuwa tayari endosymbiosed cyanobacterium. Hizi latecomers kwa usanisinuru ni sambamba na Wakarophytes katika suala la autotrophy, lakini hawakupanua kwa kiwango sawa na Wakarophytes, wala hawakutawala ardhi.

Maoni tofauti kuhusu kama mwani wote ni Plantae yanatokea kutokana na jinsi njia hizi za mageuzi zinavyotazamwa. Wanasayansi ambao hufuatilia tu mistari ya moja kwa moja ya mabadiliko (yaani, monophyly), fikiria tu Charophytes kama mimea. Kwa wanabiolojia ambao hutupa wavu mpana juu ya vitu vilivyo hai ambavyo vinashiriki tabia ya kawaida (katika kesi hii, eukaryotes ya photosynthetic), kila mwani ni mimea.

Unganisha na Kujifunza

Nenda kwenye tovuti hii ya maingiliano ili upate mtazamo wa kina wa Wakarophytes.

Kupanda Mabadiliko ya Maisha kwenye Ardhi

Kama viumbe vilivyotumiwa na maisha kwenye ardhi, walipaswa kushindana na changamoto kadhaa katika mazingira ya duniani. Maji yameelezewa kama “mambo ya maisha.” Mambo ya ndani ya seli ni supu ya maji: katikati hii, molekuli ndogo nyingi hupasuka na kuenea, na wengi wa athari za kemikali za kimetaboliki hufanyika. Uharibifu, au kukausha nje, ni hatari ya mara kwa mara kwa viumbe vilivyo wazi kwa hewa. Hata wakati sehemu za mmea zipo karibu na chanzo cha maji, miundo ya angani inawezekana kukauka. Maji pia hutoa buoyancy kwa viumbe. Kwenye ardhi, mimea inahitaji kuendeleza msaada wa miundo kwa kati ambayo haitoi kuinua sawa na maji. Viumbe pia vinakabiliwa na bombardment na mionzi ya mutagenic, kwa sababu hewa haina kuchuja mionzi ya ultraviolet ya jua. Zaidi ya hayo, gametes kiume lazima kufikia gametes kike kutumia mikakati mpya, kwa sababu kuogelea ni tena inawezekana. Kwa hiyo, gametes na zygotes lazima zihifadhiwe kutokana na kukausha. Mimea ya ardhi iliyofanikiwa ilianzisha mikakati ya kukabiliana na changamoto hizi zote. Sio mabadiliko yote yaliyoonekana mara moja. Spishi fulani hazijawahi kuhamia mbali sana na mazingira ya majini, ilhali nyingine ziliendelea kushinda mazingira mazito zaidi duniani.

Ili kusawazisha changamoto hizi za kuishi, maisha kwenye ardhi hutoa faida kadhaa. Kwanza, jua ni nyingi. Maji hufanya kama chujio, kubadilisha ubora wa spectral wa mwanga unaotumiwa na chlorophyll ya rangi ya photosynthetic. Pili, dioksidi kaboni inapatikana kwa urahisi zaidi katika hewa kuliko maji, kwani inaenea kwa kasi zaidi katika hewa. Tatu, mimea ya ardhi ilibadilika kabla ya wanyama wa ardhi; kwa hiyo, mpaka nchi kavu ilipokuwa na ukoloni na wanyama, hakuna wanyama wanaokula wanyama wanaoishi maisha ya mmea. Hali hii ilibadilika kadiri wanyama waliojitokeza kutoka maji na kulishwa kwenye vyanzo vingi vya virutubisho katika flora iliyoanzishwa. Kwa upande mwingine, mimea ilianzisha mikakati ya kuzuia predation: kutoka miiba na miiba kwa kemikali za sumu.

Mimea ya mapema ya ardhi, kama wanyama wa kwanza wa ardhi, haikuishi mbali sana na chanzo kikubwa cha maji na kuendeleza mikakati ya kuishi ili kupambana na ukame. Moja ya mikakati hii inaitwa uvumilivu. Mosses nyingi, kwa mfano, zinaweza kukauka kwenye kitanda cha rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi ya rangi Mkakati mwingine ni kutawala mazingira na unyevu wa juu, ambapo ukame ni kawaida. Ferns, ambayo ni kuchukuliwa kizazi mapema ya mimea, kustawi katika maeneo ya uchafu na baridi kama vile understory ya misitu baridi. Baadaye, mimea ilihamia mbali na mazingira ya mvua au majini kwa kutumia upinzani dhidi ya kukausha, badala ya uvumilivu. Mimea hii, kama cacti, kupunguza upotevu wa maji kwa kiwango ambacho wanaweza kuishi katika mazingira kavu sana.

Suluhisho la kukabiliana na mafanikio zaidi lilikuwa maendeleo ya miundo mipya ambayo iliwapa mimea faida wakati wa ukoloni mazingira mapya na kavu. Vipimo vinne vikubwa vinapatikana katika mimea yote ya duniani: mbadala ya vizazi, sporangium ambayo hutengenezwa spora, gametangium inayozalisha seli za haploidi, na tishu za meristem za apical katika mizizi na shina. Mageuzi ya cuticle ya waxy na ukuta wa seli na lignin pia yalichangia mafanikio ya mimea ya ardhi. Hizi marekebisho ni noticeably kukosa katika karibu kuhusiana kijani algae-sababu nyingine ya mjadala juu ya uwekaji wao katika ufalme kupanda.

Ubadilishaji wa Vizazi

Mchanganyiko wa vizazi huelezea mzunguko wa maisha ambapo kiumbe kina hatua zote za haploid na diploid multicellular (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Mchanganyiko wa vizazi kati ya gametophyte ya 1 na 2 n sporophyte inavyoonyeshwa. (mikopo: Peter Coxhead)

Haplontic inahusu lifecycle ambayo kuna hatua kubwa ya haploidi, na diplontic inahusu lifecycle ambayo diploid ni hatua kubwa ya maisha. Binadamu ni diplontiki. Mimea mingi inaonyesha mbadala ya vizazi, ambayo inaelezewa kama haplodiplodontic: aina ya haploidi multicellular, inayojulikana kama gametophyte, inafuatiwa katika mlolongo wa maendeleo na viumbe vingi vya diploid: sporophyte. Gametophyte inatoa kupanda kwa gametes (seli za uzazi) na mitosis. Hii inaweza kuwa awamu ya wazi zaidi ya mzunguko wa maisha ya mmea, kama katika mosses, au inaweza kutokea katika muundo microscopic, kama vile nafaka ya poleni, katika mimea ya juu (neno la kawaida la pamoja kwa mimea ya mishipa). Hatua ya sporophyte haionekani sana katika mimea ya chini (neno la pamoja kwa makundi ya mimea ya mosses, liverworts, na lichens). Miti mirefu ni awamu ya diplontic katika maisha ya mimea kama vile sequoias na pines.

Ulinzi wa kiinitete ni mahitaji makubwa kwa mimea ya ardhi. Kiinitete kilicho na mazingira magumu lazima kihifadhiwe kutokana na kukausha na hatari nyingine za mazingira. Katika mimea yote isiyo na mbegu na mbegu, gametophyte ya kike hutoa ulinzi na virutubisho kwa kiinitete kama inavyoendelea kuwa kizazi kipya cha sporophyte. Kipengele hiki cha kutofautisha cha mimea ya ardhi kiliwapa kundi jina lake mbadala la embryophytes.

Sporangia katika Mimea isiyo na mbegu

Sporophyte ya mimea isiyo na mbegu ni diploid na matokeo kutoka kwa syngamy (fusion) ya gametes mbili. Sporophyte huzaa sporangia (umoja, sporangium): viungo ambavyo vilionekana kwanza katika mimea ya ardhi. Neno “sporangia” linamaanisha “spore katika chombo,” kama ni mfuko wa uzazi ambao una spores Kielelezo\(\PageIndex{2}\). Ndani sporangia multicellular, sporocytes diploid, au seli mama, kuzalisha spora haploidi na meiosis, ambapo 2 n kromosomu idadi ni kupunguzwa kwa 1 n (kumbuka kuwa wengi mimea sporophytes ni polyploidi: kwa mfano, ngano durumu ni tetraploid, ngano ya mkate ni hexaploid, na baadhi ferns ni 1000-ploid). Spora zinatolewa baadaye na sporangia na kutawanyika katika mazingira. Aina mbili za spores zinazalishwa katika mimea ya ardhi, na kusababisha kujitenga kwa ngono kwa pointi tofauti katika maisha. Mimea isiyo na mimea isiyo na mishipa huzalisha aina moja tu ya spore na inaitwa homosporous. Awamu ya gametophyte ni kubwa katika mimea hii. Baada ya kuota kutoka kwenye michezo, gametophyte inayozalisha huzalisha gametangia ya kiume na ya kike, kwa kawaida kwa mtu mmoja. Kwa upande mwingine, mimea ya heterosporous huzalisha aina mbili za spores tofauti. Spores ya kiume huitwa microspores, kwa sababu ya ukubwa wao mdogo, na kuendeleza katika gametophyte ya kiume; megaspores kubwa zaidi huendeleza katika gametophyte ya kike. Heterospory inazingatiwa katika mimea michache isiyo na mbegu na katika mimea yote ya mbegu.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Sacs zinazozalisha sporangia zinazoitwa sporangia zinakua mwishoni mwa mabua ndefu, nyembamba katika picha hii ya moss Esporangios bryum. (mikopo: Javier Martin)

Wakati spore ya haploid inakua katika mazingira ya ukarimu, inazalisha gametophyte ya multicellular na mitosis. Gametophyte inasaidia zygote iliyotokana na fusion ya gametes na kusababisha sporophyte vijana (fomu ya mimea). Mzunguko huo huanza upya.

Spora za mimea isiyo na mbegu zimezungukwa na kuta nene za seli zenye polymer mgumu inayojulikana kama sporopollenin. Dutu hii ngumu ina sifa ya minyororo ndefu ya molekuli za kikaboni zinazohusiana na asidi ya mafuta na carotenoids: hivyo rangi ya njano ya poleni nyingi. Sporopollenin ni sugu isiyo ya kawaida kwa uharibifu wa kemikali na kibiolojia. Katika mimea ya mbegu, ambayo hutumia poleni kuhamisha mbegu ya kiume kwenye yai ya kike, ushupavu wa sporopollenin unaelezea kuwepo kwa fossils za poleni zilizohifadhiwa vizuri. Sporopollenin mara moja ilifikiriwa kuwa uvumbuzi wa mimea ya ardhi; hata hivyo, mwani wa kijani Coleochaetes huunda spores zilizo na sporopollenin.

Gametangia katika Mimea isiyo na mbegu

Gametangia (umoja, gametangium) ni miundo inayozingatiwa kwenye gametophytes nyingi za haploid. Katika gametangia, seli za mtangulizi hutoa kupanda kwa gametes na mitosis. Gametangium ya kiume (antheridium) hutoa mbegu. Mimea mingi isiyo na mbegu huzalisha mbegu yenye vifaa vya flagella vinavyowawezesha kuogelea katika mazingira yenye unyevu hadi archegonia: gametangium ya kike. Mtoto huendelea ndani ya archegonium kama sporophyte. Gametangia ni maarufu katika mimea isiyo na mbegu, lakini haipatikani sana katika mimea ya mbegu.

Apical Meristems

Shina na mizizi ya mimea huongezeka kwa urefu kupitia mgawanyiko wa haraka wa seli katika tishu inayoitwa meristem ya apical, ambayo ni eneo ndogo la seli zinazopatikana kwenye ncha ya risasi au ncha ya mizizi (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Meristem ya apical inafanywa kwa seli zisizofafanuliwa ambazo zinaendelea kuenea katika maisha yote ya mmea. Siri za meristematic hutoa tishu zote maalumu za viumbe. Kupanua kwa shina na mizizi inaruhusu mmea kupata nafasi ya ziada na rasilimali: mwanga katika kesi ya risasi, na maji na madini katika kesi ya mizizi. Meristem tofauti, inayoitwa meristem ya nyuma, inazalisha seli zinazoongeza kipenyo cha miti ya miti.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Kuongezea kwa seli mpya katika mizizi hutokea kwenye meristem ya apical. Uboreshaji wa baadaye wa seli hizi husababisha chombo kukua na kuenea. Kofia ya mizizi inalinda meristem ya apical tete kama ncha ya mizizi inaingizwa kupitia udongo na upungufu wa seli.

Vipimo vya ziada vya Plant Ardhi

Kama mimea ilichukuliwa na ardhi kavu na ikawa huru kutokana na uwepo wa maji mara kwa mara katika makazi ya uchafu, viungo vipya na miundo vilionekana. Mimea ya mapema ya ardhi haikukua zaidi ya inchi chache mbali ya ardhi, ikishindana kwa mwanga juu ya mikeka hii ya chini. Kwa kuendeleza risasi na kukua mirefu, mimea ya mtu binafsi ilichukua mwanga zaidi. Kwa sababu hewa inatoa msaada mkubwa chini ya maji, mimea ya ardhi kuingizwa molekuli rigid zaidi katika shina zao (na baadaye, miti vigogo). Katika mimea ndogo kama mwani moja-celled, usambazaji rahisi unatosha kusambaza maji na virutubisho katika viumbe vyote. Hata hivyo, kwa mimea kufuka aina kubwa, mageuzi ya tishu za mishipa kwa ajili ya usambazaji wa maji na solutes ilikuwa sharti. Mfumo wa mishipa una tishu za xylem na phloem. Xylem inafanya maji na madini kufyonzwa kutoka udongo hadi risasi, wakati phloem husafirisha chakula inayotokana na usanisinuru katika mmea mzima. Mfumo wa mizizi ulibadilika kuchukua maji na madini kutoka kwenye udongo, na kumtia nanga risasi ilizidi mirefu katika udongo.

Katika mimea ya ardhi, kifuniko cha maji, kinachojulikana kama cuticle kinalinda majani na inatokana na kukausha. Hata hivyo, cuticle pia kuzuia ulaji wa dioksidi kaboni inahitajika kwa ajili ya awali ya wanga kupitia photosynthesis. Ili kuondokana na hili, stomata au pores kwamba wazi na karibu na kudhibiti trafiki ya gesi na mvuke wa maji alionekana katika mimea kama wao wakiongozwa mbali na mazingira ya unyevu katika makazi kavu.

Maji filters ultraviolet-B (UVB) mwanga, ambayo ni hatari kwa viumbe wote, hasa wale ambao lazima kunyonya mwanga kuishi. Uchujaji huu haufanyi kwa mimea ya ardhi. Hii iliwasilisha changamoto ya ziada kwa ukoloni wa ardhi, ambayo ilikutana na mageuzi ya njia za biosynthetic kwa awali ya flavonoids ya kinga na misombo mingine: rangi ambayo inachukua wavelengths ya UV ya mwanga na kulinda sehemu za angani za mimea kutokana na uharibifu wa photodynamic.

Mimea haiwezi kuepuka kuliwa na wanyama. Badala yake, wao huunganisha aina kubwa ya metabolites ya sekondari yenye sumu: molekuli za kikaboni tata kama vile alkaloids, ambazo harufu mbaya na ladha isiyofaa huzuia wanyama. Misombo hii ya sumu pia inaweza kusababisha magonjwa mazito na hata kifo, hivyo kukata tamaa predation. Binadamu wametumia misombo mingi hii kwa karne nyingi kama dawa, dawa, au viungo. Kwa upande mwingine, kama mimea ushirikiano tolewa na wanyama, maendeleo ya metabolites tamu na lishe lured wanyama katika kutoa msaada muhimu katika kutawanya nafaka poleni, matunda, au mbegu. Mimea imekuwa ikiwaandikisha wanyama kuwa wasaidizi wao kwa njia hii kwa mamia ya mamilioni ya miaka.

Mageuzi ya mimea ya Ardhi

Hakuna majadiliano ya mageuzi ya mimea kwenye ardhi yanaweza kufanywa bila mapitio mafupi ya ratiba ya vipindi vya kijiolojia. Zama za mwanzo, inayojulikana kama Paleozoiki, imegawanywa katika vipindi sita. Inaanza na kipindi cha Cambrian, ikifuatiwa na Ordovician, Silurian, Devonian, Carboniferous, na Permian. Tukio kubwa la kuashiria Ordovician, zaidi ya miaka milioni 500 iliyopita, ilikuwa ukoloni wa ardhi na mababu wa mimea ya kisasa ya ardhi. Seli za fossilized, cuticles, na spora za mimea ya mapema ya ardhi zimekuwa zimeandikwa mbali kama kipindi cha Ordovician katika zama za mwanzo za Paleozoic. Mimea ya zamani zaidi inayojulikana ya mishipa imetambuliwa katika amana kutoka kwa Devonian. Moja ya vyanzo tajiri wa habari ni Rhynie chert, sedimentary mwamba amana kupatikana katika Rhynie, Scotland (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)), ambapo fossils iliyoingia ya baadhi ya mimea ya mwanzo mishipa wamekuwa kutambuliwa.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Chert hii ya Rhynie ina nyenzo za fossilized kutoka kwa mimea ya mishipa. Eneo ndani ya mduara lina shina za chini ya ardhi zinazoitwa corms, na miundo kama mizizi inayoitwa rhizoids. (mikopo b: mabadiliko ya kazi na Peter Coxhead kulingana na picha ya awali na “Smith609” /Wikimedia Commons; data ya kiwango cha bar kutoka Matt Russell)

Paleobotanists kutofautisha kati ya aina haiko, kama fossils, na aina zilizopo, ambazo bado zinaishi. Mimea ya mishipa ya kutoweka, iliyoainishwa kama zosterophylls na trimerophytes, pengine ilikosa majani na mizizi ya kweli na kuunda mikeka ya chini ya mimea inayofanana na ukubwa wa mosses ya kisasa, ingawa baadhi ya trimetophytes inaweza kufikia mita moja kwa urefu. Jenasi ya baadaye Cooksonia, ambayo ilistawi wakati wa Silurian, imejifunza sana kutokana na mifano iliyohifadhiwa vizuri. Imprints ya Cooksonia kuonyesha nyembamba matawi inatokana kuishia katika kile kuonekana kuwa sporangia. Kutoka kwa vipimo vilivyopatikana, haiwezekani kuanzisha kwa hakika kama Cooksonia ilikuwa na tishu za mishipa. Fossils zinaonyesha kwamba mwishoni mwa kipindi cha Devonian, ferns, horsetails, na mimea ya mbegu zilikuwa na mazingira, na kutoa kupanda kwa miti na misitu. Uoto huu wa kifahari ulisaidia kuimarisha anga katika oksijeni, na iwe rahisi kwa wanyama wanaopumua hewa kutawala nchi kavu. Mimea pia ilianzisha mahusiano mapema symbiotic na fungi, kujenga mycorrhizae: uhusiano ambao mtandao wa vimelea wa filaments huongeza ufanisi wa mfumo wa mizizi ya mimea, na mimea hutoa fungi na bidhaa za photosynthesis.

Kazi Connection: Paleobotanist

Jinsi viumbe vilivyopata sifa ambazo zinawawezesha kutawala mazingira mapya-na jinsi mazingira ya kisasa yanavyoumbwa-ni maswali ya msingi ya mageuzi. Paleobotany (utafiti wa mimea haiko) inashughulikia maswali haya kwa njia ya uchambuzi wa sampuli fossilized retrieved kutoka masomo ya shamba, reconstituting morphology ya viumbe kwamba kutoweka muda mrefu uliopita. Paleobotanists kufuatilia mageuzi ya mimea kwa kufuata marekebisho katika morphology kupanda: kumwaga mwanga juu ya uhusiano kati ya mimea zilizopo kwa kutambua mababu wa kawaida kwamba kuonyesha sifa sawa. Shamba hili linataka kupata spishi za mpito ambazo zinaweka daraja mapungufu katika njia ya maendeleo ya viumbe vya kisasa. Fossils hutengenezwa wakati viumbe vinakabiliwa katika sediments au mazingira ambako maumbo yao yanahifadhiwa. Paleobotanists kukusanya sampuli za mafuta katika shamba na kuziweka katika mazingira ya sediments za kijiolojia na viumbe vingine vya fossilized vinavyowazunguka. Shughuli inahitaji uangalifu mkubwa ili kuhifadhi uadilifu wa fossils maridadi na tabaka za mwamba ambazo hupatikana.

Moja ya maendeleo ya kusisimua ya hivi karibuni katika paleobotany ni matumizi ya kemia ya uchambuzi na biolojia ya molekuli kujifunza fossils. Uhifadhi wa miundo ya Masi inahitaji mazingira yasiyo ya oksijeni, kwani oxidation na uharibifu wa nyenzo kupitia shughuli za microorganisms hutegemea uwepo wake. Mfano mmoja wa matumizi ya kemia ya uchambuzi na biolojia ya molekuli ni utambulisho wa oleanane, kiwanja kinachozuia wadudu. Hadi sasa, oleanane ilionekana kuwa ya kipekee kwa mimea ya maua; hata hivyo, sasa imepatikana kutoka kwenye sediments inayotokana na Permian, mapema zaidi kuliko tarehe za sasa zinazotolewa kwa kuonekana kwa mimea ya kwanza ya maua. Wapaleobotanisti wanaweza pia kujifunza DNA ya kisukuku, ambayo inaweza kutoa kiasi kikubwa cha habari, kwa kuchambua na kulinganisha utaratibu wa DNA wa mimea ya kutoweka na yale ya viumbe hai na vinavyohusiana. Kupitia uchambuzi huu, mahusiano ya mabadiliko yanaweza kujengwa kwa ajili ya mistari ya mimea.

Baadhi ya paleobotanists wana wasiwasi juu ya hitimisho inayotokana na uchambuzi wa fossils za Masi. Kwa mfano, vifaa vya kemikali vya maslahi huharibu haraka wakati wa hewa wakati wa kutengwa kwao kwa awali, pamoja na katika uendeshaji zaidi. Kuna daima hatari kubwa ya kuchafua sampuli na vifaa vya nje, hasa kutoka kwa microorganisms. Hata hivyo, kama teknolojia inavyosafishwa, uchambuzi wa DNA kutoka kwa mimea ya fossilized itatoa taarifa muhimu juu ya mageuzi ya mimea na kukabiliana nao kwa mazingira yanayobadilika.

Mgawanyiko Mkubwa wa Mimea ya Ardhi

Mimea ya kijani na mimea ya ardhi imeunganishwa pamoja katika subphylum inayoitwa Streptophytina, na hivyo huitwa Streptophytes. Katika mgawanyiko zaidi, mimea ya ardhi imewekwa katika makundi mawili makuu kulingana na ukosefu au kuwepo kwa tishu za mishipa, kama ilivyoelezwa kwenye Kielelezo\(\PageIndex{5}\). Mimea ambayo haina tishu za mishipa, ambayo hutengenezwa kwa seli maalumu kwa usafiri wa maji na virutubisho, hujulikana kama mimea isiyo ya mishipa. Liverworts, mosses, na hornworts ni mimea isiyo na mbegu, isiyo ya mishipa ambayo inawezekana ilionekana mapema katika mageuzi ya mmea wa ardhi. Mimea ya mishipa ilianzisha mtandao wa seli zinazofanya maji na solutes. Mimea ya kwanza ya mishipa ilionekana mwishoni mwa Ordovician na labda ilikuwa sawa na lycophytes, ambayo ni pamoja na klabu ya mosses (sio kuchanganyikiwa na mosses) na pterophytes (ferns, horsetails, na ferns whisk). Lycophytes na pterophytes hujulikana kama mimea isiyo na mbegu, kwa sababu hazizalishi mbegu. Mimea ya mbegu, au spermatophytes, huunda kundi kubwa la mimea yote iliyopo, na hivyo kutawala mazingira. Mimea ya mbegu ni pamoja na gymnosperms, hasa conifers (Gymnosperms), ambayo huzalisha “mbegu za uchi,” na mafanikio zaidi ya mimea yote, mimea ya maua (Angiosperms). Angiosperms hulinda mbegu zao ndani ya vyumba katikati ya maua; kuta za chumba baadaye huendeleza kuwa matunda.

Sanaa Connection

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Jedwali hili linaonyesha mgawanyiko mkubwa wa mimea ya kijani.

Ni ipi kati ya taarifa zifuatazo kuhusu mgawanyiko wa mimea ni uongo?

1. Lycophytes na pterophytes ni mimea isiyo na mbegu za mishipa.
2. Mimea yote ya mishipa huzalisha mbegu.
3. Embryophytes zote zisizo na mishipa ni bryophytes.
4. Mimea ya mbegu ni pamoja na angiosperms na gymnosperms.

Muhtasari

Mimea ya ardhi ilipata sifa ambazo zimewezekana kutawala ardhi na kuishi nje ya maji. Mimea yote ya ardhi inashiriki sifa zifuatazo: mbadala ya vizazi, na mmea wa haploidi unaoitwa gametophyte, na mmea wa diploid unaoitwa sporophyte; ulinzi wa kiinitete, uundaji wa spores haploidi katika sporangium, uundaji wa gametes katika gametangium, na meristem ya apical. Tishu za mishipa, mizizi, majani, kifuniko cha cuticle, na safu ngumu ya nje ambayo inalinda spores imechangia kukabiliana na mimea kwa nchi kavu. Mimea ya ardhi ilionekana miaka milioni 500 iliyopita katika kipindi cha Ordovician.

Sanaa Connections

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Ni ipi kati ya taarifa zifuatazo kuhusu mgawanyiko wa mimea ni uongo?

1. Lycophytes na pterophytes ni mimea isiyo na mbegu za mishipa.
2. Mimea yote ya mishipa huzalisha mbegu.
3. Embryophytes zote zisizo na mishipa ni bryophytes.
4. Mimea ya mbegu ni pamoja na angiosperms na gymnosperms.

Jibu

B.

faharasa

antheridium

gametangium kiume

archegonium

gametangium ya kike

charophyte

nyingine mrefu kwa mwani kijani; kuchukuliwa jamaa wa karibu zaidi wa mimea ya ardhi

diplontic

hatua ya diploid ni hatua kubwa

kiinitete

jina lingine kwa ajili ya kupanda ardhi; kiinitete ni ulinzi na kulishwa na sporophyte

iliyopo hadi leo

aina bado wanaoishi

kutoweka

hakuna aina zilizopo tena

gametangium

muundo juu ya gametophyte ambayo gametes huzalishwa

haplodiplodontic

hatua za haploid na diploid zinabadilisha

ya kimsingi

hatua ya haploid ni hatua kubwa

heterosporous

hutoa aina mbili za spores

homosporous

hutoa aina moja ya michezo

megaspore

michezo ya kike

microspore

michezo ya kiume

mmea usio na mishipa

mmea ambao hauna tishu za mishipa, ambayo hutengenezwa kwa seli maalumu kwa usafiri wa maji na virutubisho

mmea usio na mbegu

mmea usiozalisha mbegu

sporocyte

kiini cha diploid kinachozalisha spores na meiosis

sporopollenin

polymer ngumu inayozunguka spore

mmea wa mishipa

kupanda zenye mtandao wa seli kwamba inafanya maji na solutes kwa njia ya viumbe