Ģimnosēkļi (lat. Gymnospérmae) un segsēkļi jeb ziedošie (lat. Magnoliophyta) ir divas dažādas augu valsts (apakšvalsts Augstākie augi) grupas, kas secīgi parādījās dabas evolūcijas attīstībā. Viņiem ir svarīga loma planētas dzīvības nodrošināšanā, veidojot tās zaļo segumu.
Daži šo grupu pārstāvji tagad ir pilnībā izmiruši un pieder pie fosilo atradņu kategorijas. Tagad uz Zemes ir gan holosēkļi, gan segsēkļi. Ir būtiskas atšķirības, kas raksturo abas grupas.
Izcelsme
Izcelsme un vecums – tā ir galvenā atšķirība starp ģimnosēkļiem un segsēklām. Gimnosēkļi ir ļoti sena augu organismu grupa. Tie pastāv uz Zemes kopš devona perioda (paleozoja laikmeta), kas ir aptuveni pirms 370 miljoniem gadu. Tiek uzskatīts, ka tie bija sēklu papardes (lat. Pteridospermae) pēcteči -pilnīgi izmiruši augi, kuru daudzi nospiedumi bieži atrodami vēlā devona un agrā krīta atradnēs.
Ziedēšana jeb segsēkļi parādījās pirms 120-150 miljoniem gadu uz juras un krīta perioda robežas (mezozoja laikmets) un ātri ieņēma dominējošu stāvokli uz planētas. Tiek uzskatīts, ka viņu senči bija senie ģimnosēklas.
Sugu un dzīvības formu daudzveidība
Gimnosperm ir aptuveni 1000 pašlaik dabā sastopamu sugu. Citi šīs grupas pārstāvji ir pilnībā izmiruši, un paleontologi tos bieži atrod fosilās formās. Dzīvības formas - mūžzaļie koki un krūmi, kā arī reti sastopami staipekņi. Gimnosēklas pārstāv vairākas klases:
- Cikādes: nokarenas cilpas, vilnas stangerija, bovenija utt.
- Benetīti: Williamsonia, Nilsonopteris (pilnīgi izmirusi klase).
- Gnetovye: ephedra horsetail, Velichia mirabilis.
- Ginkgo: Ginkgo biloba.
- Skujkoki: egle, egle, priede, kadiķis, ciedrs utt.
Ievērojami lielāka sugu daudzveidība ir tas, kas atšķir segsēkļus no ģimnosēkļiem. Ir aptuveni 300 tūkstoši segsēklu sugu - tas ir vairāk nekā puse no visiem planētas augiem. Tie pastāv koku, krūmu, daudzgadīgo un viengadīgo garšaugu, vīnogulāju veidā. Viņu klasifikācija ir atšķirīga.liela dažādība un sarežģītība, proti:
Vienkoka klase:
Ģimenes:
Graudi: rudzi, auzas, kvieši utt.
Lilijas: lilija, tulpe, ķiploki, sīpoli utt.
Klases sadalījums:
Ģimenes:
Solanaceae: kartupeļi, tabaka, naktsvijoļi, sēnes, vēdzeles utt.
Asteraceae: saulespuķes, vērmeles, pienenes, topinambūri utt.
Pupiņas: sojas pupiņas, aunazirņi, zirņi, pupiņas utt.
Krustzieži: kāposti, redīsi, redīsi, rāceņi utt.
Rosaceae: roze, savvaļas roze, pīlādži, ķirsis utt.
Reproduktīvie orgāni
Galvenā atšķirība starp segsēkļiem un ģimnosēkļiem ir seksuālās reprodukcijas orgāns. Pirmajā grupā tas ir zieds, kura olnīcā pēc apaugļošanas veidojas sēklas (augļi). Tas sastāv no putekšņlapām - vīriešu dzimumorgāniem, pistoles - sieviešu dzimumorgāniem (no tā veidosies auglis), vainaga ar ziedlapiņām, trauka un kātiņa. Zieds atšķiras pēc formas, krāsas un krāsas atkarībā no auga veida.
Gimnosēklos šo funkciju veic modificēts dzinums - čiekurs, kas var būt vīrišķīgs vai mātīte, kā to var viegli spriest pēc izmēra. Tieši uz tā zvīņām attīstās olšūnas, un pēc tam veidojas sēkla.
Apaugļošana
Apaugļošanas process ir galvenā atšķirība starp ģimnosēkļiem un segsēklām. Gimnosēkļos tas ir pavisam vienkārši. Ziedputekšņu maisosnotiek pakāpeniska putekšņu graudu nobriešana, kas pēc tam tiek pārnesta uz sieviešu gametofītu. Viena sperma (vīriešu dzimumšūna) apaugļo tikai vienu olšūnu, pēc kuras veidojas sēkla. Process notiek olšūnās vai megasporangijā.
Ziedi ir dažādi. Šeit notiek dubultā apaugļošana, ar to segsēkļi atšķiras no ģimnosēkļiem. Īsumā šo procesu aprakstīja pašmāju zinātnieks S. G. Navašins 1898. gadā. Tas notiek šādi: divi spermatozoīdi dīgst no putekšņu graudiem olnīcā, viens no tiem apaugļo olšūnu, no kuras attīstās sēkla, otrā - centrālā šūna, no kuras veidojas endosperma - barības vielu piegāde embrijam.
Augļa veidošanās
Pēc apaugļošanas ziedošie augi veido augļus – ar ko segsēkļi atšķiras no ģimnosēkļiem. Augļa veidošanās ar sēklu iekšpusē notiek, pārveidojot olnīcu sienas. Bet dažreiz tā veidošanā piedalās apzvēris, putekšņlapas un kausiņi, tas viss ir atkarīgs no auga veida. Šajā laikā minerālu un organisko vielu kustība augā tiek virzīta uz augli, kas var noplicināt citus audus. Augļiem, tāpat kā segsēklu sugu sastāvam, ir raksturīgas dažādas formas.
Gimnosēkļi atšķiras no segsēkļiem ar to, ka nav augļu. Viņu sēklas atrodas atklāti uz konusa skalas, un tās nekas neaizsargā. Tomēr tiem ir īpašas ierīces, kas ļauj tām paplašināties līdzlielas distances.
Izplatīšana
Sēklu izkliedēšanas metode ir svarīgs apstāklis, kas atšķir ģimnosēkļus no segsēkļiem. Pirmajā grupā tas notiek vienīgajā veidā - ar vēja palīdzību. Tāpēc sēklas ir aprīkotas ar izaugumiem, spārnu formas piedēkļiem un membrānu struktūru. Gaisa kustības spēj izplatīt šādas sēklas ievērojamos attālumos, kas nodrošina konkrētā auga areāla paplašināšanos.
Segsēkļos sēklu izplatīšanas metodes ir daudzveidīgākas. Tas notiek, piedaloties vējam, kukaiņiem, putniem, zīdītājiem, cilvēkiem. Dažām sēklām ir pielikumi un izaugumi, kas var pieķerties apģērbam vai dzīvnieku matiem un tādējādi pārvietoties lielos attālumos. Daudziem augļiem ir salda, sulīga mīkstums, ko var ēst cilvēki un dzīvnieki, kas arī nodrošina sēklu izplatīšanos.
Vadīto audu struktūra
Vadošās sistēmas struktūra ir tas, kas atšķir ģimnosēkļus no segsēkļiem. Vecākiem augiem ūdens un barības vielu kustība audos nav intensīva. Šķidrums lēnām pārvietojas pa traheidām - dobām caurulēm ar biezām lignified sienām un perforētām starpsienām. Tie ir daļa no ksilēmas un nodrošina šķidruma plūsmu uz augšu - no saknēm līdz lapām. Traheīdas ir skaidri redzamas, skatoties mikroskopā.
Diriģēšanas sistēmasegsēkļi ir pilnīgāki. Šajos augos traheīdas tika pārveidotas par traukiem. Tās ir ļoti garas caurules (dažos vīnogulājus tās sasniedz desmitiem metru), caur kurām tiek veikta pastiprināta šķidruma un barības vielu plūsma. Šī struktūras iezīme veicina daudzu svarīgu fizioloģisko procesu aktīvāku plūsmu augā: hlorofila veidošanos, fotosintēzi, elpošanu.
Evolūcijas priekšrocības
Gimnosēkļi uz Zemes pastāv daudz ilgāk nekā segsēkļi. Bet, neskatoties uz to, viņi nesasniedza sugu un formu daudzveidību, kas raksturīga jaunākiem ziedošiem augiem. Kā segsēkļi atšķiras no ģimnosēkļiem? Kādas priekšrocības ļāva viņiem ieņemt dominējošo stāvokli planētas augu pasaulē? Ir vairāki punkti, kas to noteica, proti:
- Kukaiņiem pievilcīga zieda izskats ir palielinājis auga iespējas apputeksnēties;
- dažādas apputeksnēšanas iespējas;
- olnīca aizsargā olšūnu no iespējamiem bojājumiem;
- dubultā apaugļošana ļauj sēklas dīglim saņemt pietiekami daudz barības tā attīstībai;
- sulīgi augļi saglabā sēklu iekšā;
- pieaug sēklu izplatīšanas veidi;
- dzīvības formu daudzveidība (koki, zāles, krūmi) ļauj apdzīvot vairāk ekoloģiskās nišas;
- vadošo sistēmu stiprina asinsvadi, kas aktivizē daudzus nepieciešamos augu organisma fizioloģiskos procesus.
Galvenās atšķirības. Kopsavilkums
Tātad, kāda ir atšķirība starp ģimnosēkļiem un segsēklām? Īsumā galvenās atšķirības starp abu grupu pārstāvjiem ir parādītas tabulā.
| Parakstīties | Gymnosperms | Angiosperms |
| Izcelsme | Paleozoja laikmets | Mezozoja laikmets |
| Vēstures laikmets | Apmēram 370 Ma | 125-150 Ma |
| Sugu daudzveidība | Apmēram 1000 veidu | Apmēram 300 tūkstoši sugu |
| Dzīvības formu daudzveidība | Galvenokārt koki un krūmi | Koki, krūmi, garšaugi |
| Sēklas pozīcija | Atvērts, neaizsargāts | Atrodas augļa iekšpusē |
| Apputeksnēšana | Vēja pūsts | Vējš, kukaiņi, putni, pašapputes |
| Apaugļošana | Vienkāršs | Dubults |
| Augļa klātbūtne | Nē | Jā |
| Ūdens kustība audos | Ar traheidām (lēna augšupejoša strāva) | Caur asinsvadiem (pastiprināta augšupejoša strāva) |
Evolūcijas gaitā izstrādātie pielāgojumi, piemēram, sēklu aizsardzība, dubultā mēslošana, kukaiņu apputeksnēšana un uzlabotas asinsvadu sistēmas, ir ļāvušas segsēkļiem dominēt planētas florā.
