- ลักษณะเฉพาะ
- กำเนิดและวิวัฒนาการ
- Angiosperms แรก
- การจำแนกประเภทของ angiosperms
- วงจรชีวิตของ Angiosperm
- Microgametophyte หรือ gametophyte ตัวผู้
- Megagametophyte หรือ Gametophyte ตัวเมีย
- การปฏิสนธิ
- ตัวอย่างพันธุ์พืชแองจิโอสเปิร์ม
- อ้างอิง
Angiospermsเป็นจำนวนมากที่สุดที่มีความหลากหลายและประสบความสำเร็จในกลุ่มของพืชที่อาศัยอยู่ในโลก พวกเขาเรียกว่าไม้ดอกเนื่องจากลักษณะที่โดดเด่นที่สุดคือดอกไม้
คำว่า angiosperm มาจากคำภาษากรีก "angion" ซึ่งหมายถึงภาชนะและจากคำว่า "sperma" ซึ่งหมายถึงเมล็ดพันธุ์ ดังนั้นชื่อ angiosperm จึงหมายถึงภาชนะบรรจุเมล็ดพืช
ทุ่งดอกทิวลิป (ที่มา: John O'Neill, Wikimedia Commons)
หน้าที่หลักของดอกไม้ในพืชเหล่านี้คือการผลิตผลไม้และเมล็ดพืช เมล็ดสามารถผลิตได้โดยการผสมเกสรด้วยตนเองการผสมเกสรข้ามหรือโดยเหตุการณ์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับเพศเช่น apomixis
Angiosperms เป็นกลุ่มพืชที่มีหลอดเลือดแบบโมโนไฟเลติกและถือว่าเป็นกลุ่มน้องสาวของ gymnosperms ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง angiosperms และ gymnosperms คือ ovules จะอยู่ในรังไข่ซึ่งจะกลายเป็นผลไม้ในภายหลัง
Angiosperms เติบโตและมีอำนาจเหนือทุกภูมิภาคของโลกยกเว้นป่าสน มี angiosperms ที่ปรับให้เข้ากับที่อยู่อาศัยบนบกสัตว์น้ำและ epiphytic โดยพื้นที่เขตร้อนของอเมริกาใต้มีความร่ำรวยที่สุดในสายพันธุ์เหล่านี้ Cacti เป็นพืชที่ได้รับการปรับให้เข้ากับการเจริญเติบโตในพื้นที่แห้งแล้งมาก
ดอกแองจิโอสเปิร์มมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับแมลงผสมเกสรและคิดว่ามีวิวัฒนาการควบคู่กันไป (วิวัฒนาการร่วม) แมลงผสมเกสรได้จำลองการปรับตัวของพืชให้เข้ากับความครอบคลุมของไข่
ภายในกลุ่มของพืชแองจิโอสเปิร์มมีพืชที่มีรูปแบบที่แตกต่างกันมากที่สุดโดยมีตัวแทนขนาดเล็กมากเช่นแหนมีขนาด 1 มม. และต้นไม้ขนาดใหญ่เช่นยูคาลิปตัสซึ่งสามารถวัดความสูงได้ถึง 100 เมตร
ในกลุ่มนี้เป็นพันธุ์ไม้ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจของมนุษยชาติมากที่สุดโดยที่ข้าวโพดข้าวสาลีกาแฟโกโก้มันฝรั่งมีความโดดเด่นและพืชอื่น ๆ อีกมากมายที่เป็นพื้นฐานในอาหารของมนุษย์
Angiosperms สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศหลังจากการปฏิสนธิสองครั้งซึ่งก่อให้เกิดตัวอ่อนและเอนโดสเปิร์ม
Angiosperms เป็นตัวแทนของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันมากกว่า 300,000 ชนิดโดยจำแนกออกเป็น 450 ตระกูลโดยประมาณและเป็นพืชดอกที่ครองโลกมานานกว่า 100 ล้านปี
ลักษณะเฉพาะ
แองจิโอสเปิร์มเป็นพืชที่มีชีวิตอิสระเป็นส่วนใหญ่อย่างไรก็ตามมีกาฝากและซาโพรไฟติกบางชนิด พืชแองจิโอสเปิร์มบางชนิดเป็นนกนางแอ่นที่ปีนขึ้นไปบนยอดป่าดิบชื้นในขณะที่พืชชนิดอื่นเป็นเอพิไฟต์ที่เติบโตภายในชั้นนอกของป่า
-The ดอกไม้ Angiosperms ถูกสร้างขึ้นจากสามก้นหอย: perianth , androeciumและgynoecium
- perianthมีโครงสร้างจากใบหน่อดัดแปลงที่สร้างกลีบเลี้ยงและกลีบดอก กลีบเลี้ยงโดยทั่วไปมีสีเขียวและสังเคราะห์แสงได้ประกอบด้วยกลีบเลี้ยงรูปใบไม้ โดยทั่วไปแล้วกลีบดอกไม้จะมีสีสันฉูดฉาดมีกลิ่นหอมและประกอบด้วยกลีบแต่ละกลีบหรือหลอมรวมกัน
- แอนโดรเซียมประกอบด้วยชุดของเกสรตัวผู้และเกสรตัวผู้เหล่านี้เป็นพาหะของละอองเรณูซึ่งพบเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ (microgametophytes) เกสรตัวผู้เป็นอวัยวะสืบพันธุ์ของดอกไม้
- gynoeciumประกอบด้วยชุดคาร์เปลที่สร้างเกสรตัวเมียอย่างน้อยหนึ่งอัน ภายในคาร์เปลมีรังไข่หรือ mega-sporangia ซึ่งพบเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย (macrogametophyte) ปลาคาร์พเป็นตัวแทนของอวัยวะสืบพันธุ์ของดอกไม้ตัวเมีย
ดอกไม้ในพืชแองจิโอสเปิร์มเป็นกะเทยในสปีชีส์ส่วนใหญ่กล่าวคือเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเพศเมียไม่เพียง แต่พบในพืชชนิดเดียวกันเท่านั้น แต่ยังอยู่ในโครงสร้างเดียวกันด้วย
แองจิโอสเปิร์มส่วนใหญ่มีภาชนะเป็นเซลล์นำน้ำและแร่ธาตุอย่างไรก็ตามกลุ่มแองจิโอสเปิร์มพื้นฐานบางกลุ่มมี tracheids เป็นเซลล์นำ
กำเนิดและวิวัฒนาการ
Angiosperms ปรากฏในยุคครีเทเชียสตอนล่างเมื่อประมาณ 125 ล้านปีก่อนซึ่งมีความเชี่ยวชาญระดับสูงในยุคครีเทเชียสตอนกลาง ซากดึกดำบรรพ์ของพืชจากยุคครีเทเชียสตอนล่างมีลักษณะร่วมกับกลุ่มที่มีอยู่และเป็นที่รู้จักในปัจจุบัน
บรรพบุรุษล่าสุดของ angiosperms ยังคงเป็นปริศนา สมมติฐานที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดคือเกิดจากสมาชิกของกลุ่ม Pteridiosperms ที่สูญพันธุ์ไปแล้วซึ่งเป็นที่รู้กันว่าเป็นพืชที่มีเมล็ดและใบคล้ายเฟิร์น
สมมติฐานของที่มาของ angiosperms นั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่า Pteridiosperms มีโครงสร้างสืบพันธุ์เพศผู้คล้ายอับเรณูในขณะที่โครงสร้างของตัวเมียมีโครงสร้างเทียบเท่ากับคาร์เปล
Angiosperms แรก
ในบรรดาพืชที่คิดว่าเป็นพืชแองจิโอสเปิร์มที่เก่าแก่ที่สุดคือพืชฟอสซิลในสกุล Archaefructus ซึ่งมีอายุย้อนหลังไปถึง 130 ล้านปี เหล่านี้เป็นพืชน้ำที่เกี่ยวข้องกับ Magnoliaceae เนื่องจากพวกมันนำเสนอดอกไม้โดยไม่มี perianth โดยมีคาร์เปลอยู่บนเกสรตัวผู้
ดอกไม้ของ Archaefructus ถูกจัดประเภทโดยนักพฤกษศาสตร์ว่าเป็นดอกไม้ที่เก่าแก่มากซึ่งเป็นสารตั้งต้นของดอกไม้ในปัจจุบันของ angiosperms อย่างไรก็ตามนักพฤกษศาสตร์บางคนมองว่าดอกไม้นั้นผิดปกติคล้ายกับสิ่งที่สังเกตได้ใน angiosperms ในปัจจุบัน
นักพฤกษศาสตร์ Cladist และ paleobotanists เชื่อว่าจำเป็นต้องค้นพบและอธิบายฟอสซิลเพิ่มเติมด้วยเทคนิคใหม่ ๆ เพื่อชี้แจงและไขปริศนาที่ท้าทายเกี่ยวกับต้นกำเนิดของ angiosperms การวิเคราะห์เชิงวิวัฒนาการใน angiosperms จะขึ้นอยู่กับลักษณะสำคัญเช่นสมมาตรลักษณะของดอกไม้ palynology และขนาดของจีโนม
ลักษณะทางพันธุกรรมของพืชมีความซับซ้อนและมีข้อจำกัดความเข้าใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการ อย่างไรก็ตามการวิเคราะห์ระดับโมเลกุลจำแนกชนิดของ Magnoliides clade เป็นกลุ่ม angiosperms บรรพบุรุษมากที่สุด
ดอกไม้บรรพบุรุษของแองจิโอสเปิร์มได้รับการสร้างขึ้นใหม่โดยมีลักษณะเป็นกะเทยสมมาตรตามแนวรัศมีโดยมีสองวงขึ้นไปกลีบดอกที่แยกจากกันกับ tepals ที่ไม่แตกต่างกันแอนโดรเซียมที่มีเกสรตัวผู้หนาสามอันที่แยกจากกันเล็กน้อยและ gynoecium ที่มีคาร์เปลเกลียว 5 อัน
ดอกไม้ของพืชแองจิโอสเปิร์มในปัจจุบัน (ยูดิโคทิลีดอน) มีดอกเป็นวงรอบที่จัดเรียงโดยเฉพาะกลีบเลี้ยงสลับกลีบเลี้ยงและกลีบเลี้ยง เส้นใยความแข็งแกร่งของแอนโดรเซียมนั้นบางมีอับเรณูที่แตกต่างกันและ gynoecium ที่มีคาร์เปลลักษณะและสติกมาสที่ด้อยกว่า
ละอองเรณูของ angiosperms เป็นลักษณะที่มีการพัฒนาให้มีช่องเปิดสามช่องขึ้นไป (tricolpates) ดังที่สังเกตได้ในยูดิโคเทอร์ลีนในขณะที่พบในละอองเรณูของยิมโนสเปิร์มและอาร์ไคฟรุคตัสที่มีการเปิดเพียงครั้งเดียว (โมโนซัลเคต)
การจำแนกประเภทของ angiosperms
การจำแนกประเภทแรกของ angiosperms จัดทำโดย Linnaeus ตามระบบทางเพศของพืชในปี 1735 เขาใช้ตัวอักษรดอกไม้เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างกลุ่มของ phanerograms
ปัจจุบันพืชถูกจำแนกตามระบบ APG (Angiosperm Phylogeny Group) ระบบนี้เสนอโดยทีมนักวิจัยจำนวนมากซึ่งเสนอการจำแนกประเภทที่รวมข้อมูลที่มีอยู่ทั้งหมดเกี่ยวกับตระกูลพืชที่รู้จัก
ระบบ APG สร้างการแยกครอบครัวตามยีนของคลอโรพลาสต์และยีนที่เป็นรหัสสำหรับไรโบโซมเนื่องจากยีนเหล่านี้ในออร์แกเนลล์มีอัตราการกลายพันธุ์ที่ช้าลง นอกจากนี้ยังใช้อักขระทางสัณฐานวิทยาหลายอย่างเช่นสัณฐานวิทยาของละอองเรณู
ระบบการจำแนกประเภท APG ครั้งแรกได้รับการเผยแพร่ในปี 2541 ปัจจุบันระบบ APG อยู่ในฉบับที่ 4 ซึ่งตีพิมพ์ในปี 2559 ใน Journal Botanical APG IV รับรู้คำสั่งซื้อ 64 รายการและตระกูลที่แตกต่างกัน 416 ตระกูลเมื่อเทียบกับคำสั่งซื้อ 40 คำสั่งซื้อและ 457 ตระกูลที่ APG I ยอมรับ
การจำแนกประเภทล่าสุดของ angiosperms มีกลุ่ม "ANITA" (Amborellaceae, Nymphaeales, Illiciaceae, Trimeniaceae และ Austrobaileyaceae) เป็นฐานส่วนใหญ่จากนั้นจะเพิ่ม clade Magnoliidae จากนั้น monocots และสุดท้ายคือ dicots และ eudicots
วงจรชีวิตของ Angiosperm
เช่นเดียวกับสเปิร์มโตไฟต์ทั้งหมด angiosperms มีการสลับรุ่น gametophyte พัฒนาขึ้นทั้งหมดภายในโครงสร้างการสืบพันธุ์ของสปอโรไฟต์ซึ่งเป็นวงจรชีวิตแบบเฮเทอโรสปอริก
แผนภาพวงจรชีวิตของ Angiosperm (ที่มา: Angiosperm_life_cycle_diagram.svg: LadyofHats งาน Mariana Ruizderivative: Tinymonty ผ่าน Wikimedia Commons)
Microgametophyte หรือ gametophyte ตัวผู้
วัฏจักรเริ่มต้นด้วยเกสรตัวผู้ที่สร้างละอองเรณูหรือไมโครกาเมโทไฟต์ เกสรตัวผู้แต่ละอันมีอับเรณูที่มีไมโครสปอรังเกียหรือถุงละอองเกสร 4 อันภายในถุงเรณูแต่ละอันเซลล์ต้นกำเนิดจะผ่านไมโอซิสและสร้างไมโครสปอร์สี่ตัว
ไมโครสปอร์เติบโตและพัฒนาเพื่อสร้างเม็ดละอองเรณูที่ยังไม่สมบูรณ์ประกอบด้วยเซลล์หลอดละอองเรณูและเซลล์กำเนิดที่จะสร้างเซลล์อสุจิสองเซลล์ ไมโครสปอร์พัฒนาเพื่อสร้างผนังภายนอก (exin) และผนังภายใน (intine)
เพื่อให้การพัฒนาของละอองเรณูเสร็จสิ้นมันจะต้องไปถึงจุดด่างดำของดอกไม้เมื่อมีการงอกของหลอดละอองเรณูเกิดขึ้น
Megagametophyte หรือ Gametophyte ตัวเมีย
การพัฒนา megagametophyte เกิดขึ้นภายใน mega-sporangia ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ ovules ซึ่งพบได้ภายในรังไข่ รังไข่สามารถมีหนึ่งหรือหลายรังไข่ซึ่งแต่ละอันประกอบด้วย megasporangium หรือ nucelle ที่ปกคลุมด้วยอวัยวะ
จำนวนเต็มพบกันที่ช่องเปิดของรูปแบบหรือไมโครไพล์ซึ่งช่องเปิดนี้เป็นจุดที่หลอดละอองเรณูเจาะเข้าไปในดอกไม้
ภายใน megasporangium แต่ละ megasporophyte ทำหน้าที่เป็นเซลล์แม่สำหรับสปอร์ขนาดใหญ่และผ่านไมโอซิสกลายเป็นสี่เมกะสปอร์เดี่ยว megaspore สามตัวนี้สลายตัวหรือเสื่อมสภาพและ megaspore ที่อยู่ไกลที่สุดจาก micropyle ที่ยังมีชีวิตอยู่ซึ่งจะกลายเป็น megagametophyte
ใน angiosperms ส่วนใหญ่ megagametophyte ที่กำลังพัฒนาจะสร้างนิวเคลียสแปดนิวเคลียส แกนสี่แกนถูกจัดกลุ่มไว้ที่ปลายล่างและบน จากนั้นนิวเคลียสสองอันจะเคลื่อนเข้าหาศูนย์กลาง นิวเคลียสเหล่านี้เรียกว่านิวเคลียสมีขั้ว
นิวเคลียสที่เหลืออีกสามนิวเคลียสที่ปลายสุดจะสร้างเซลล์แต่ละเซลล์และนิวเคลียสสองขั้วจะรวมตัวกันเป็นเซลล์ทวินิวเคลียสเดียว เซลล์ที่อยู่ไกลที่สุดจากไมโครไพล์จะก่อให้เกิดเซลล์ไข่ซึ่งจะถูกขนาบข้างด้วยเซลล์อายุสั้นสองเซลล์ที่เรียกว่าซินเนอร์จิสต์
ผู้เสริมฤทธิ์จะมีส่วนร่วมในกระบวนการปฏิสนธิโดยการสร้างส่วนปลายของถุงตัวอ่อน เซลล์อีกสามเซลล์ที่อยู่ตรงข้ามกันเรียกว่าแอนติโปดและจะทำหน้าที่เป็นเนื้อเยื่อที่มีคุณค่าทางโภชนาการสำหรับเซลล์ไข่
megametophyte หรือที่เรียกว่าถุงเอ็มบริโอประกอบด้วยนิวเคลียสแปดนิวเคลียสที่แยกจากกันในเซลล์ที่แตกต่างกันเจ็ดเซลล์ ภายในถุงเอ็มบริโอเป็นที่ที่ตัวอ่อนที่ปฏิสนธิแล้วจะพัฒนา
การปฏิสนธิ
เมื่อปานได้รับเม็ดละอองเรณูแคลเซียมไอออนบนพื้นผิวนี้จะกระตุ้นการงอกของหลอดละอองเรณูเป็นระยะเวลาตั้งแต่ไม่กี่ชั่วโมงถึงหลายวัน สิ่งนี้เติบโตผ่านรูปแบบการถ่ายทอดเป็นหนึ่งในการทำงานร่วมกัน
เมื่ออยู่ภายใน synergids หลอดละอองเรณูจะขับเซลล์อสุจิสองเซลล์ที่เลื่อนเข้ามาและเมื่อมีการปฏิสนธิสองครั้งที่นั่น
เซลล์อสุจิตัวหนึ่งจะเคลื่อนที่เข้าไปในตัวเสริมฤทธิ์และทำการปฏิสนธิกับเซลล์ไข่ที่อยู่ติดกันทำให้ไซโกตกลายเป็นเอ็มบริโอ เซลล์อสุจิตัวที่สองรวมเข้ากับเซลล์ที่มีนิวเคลียสสองขั้วซึ่งหลังจากผ่านการไมโทซิสแล้วจะสร้างเนื้อเยื่อที่มีคุณค่าทางโภชนาการที่เรียกว่าเอนโดสเปิร์ม
เมื่อกระบวนการปฏิสนธิเสร็จสิ้นกระบวนการเจริญเติบโตของเมล็ดจะดำเนินต่อไป เมื่อเมล็ดงอกเติบโตและเติบโตเต็มที่มันจะก่อให้เกิดสปอโรไฟต์แบบไดพลอยด์หรือพอลิพลอยด์ที่โตเต็มที่สปอโรไฟต์กล่าวเมื่อพัฒนาดอกไม้มันจะเริ่มวงจรอีกครั้ง
ตัวอย่างพันธุ์พืชแองจิโอสเปิร์ม
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ angiosperms จัดกลุ่มพืชดอกทั้งหมดที่เรารู้จัก ดังนั้นการเลือกสายพันธุ์ที่เป็นแบบอย่างภายในส่วนย่อยของพืชนี้อาจเป็นงานที่ไม่สำคัญนัก
จากมุมมองของมนุษย์พบว่า angiosperms หลายชนิดมีความสำคัญทางการค้าอย่างมากเนื่องจากเป็นตัวแทนของแหล่งอาหารหลักของมนุษย์ พืชสกุล Triticum หลายชนิดมีความจำเป็นสำหรับการผลิตแป้งที่กินได้ทั่วโลก
Zea mays เป็นตัวอย่างที่ดีของสายพันธุ์ที่กินได้อีกชนิดหนึ่งที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในวัฒนธรรมประวัติศาสตร์และการทำอาหารของส่วนใหญ่ของประเทศในอเมริกากลางและอเมริกาใต้
Coffea arabica เป็นพืชที่ได้รับความสนใจทางการค้าอย่างมากในโลกเนื่องจากเมล็ดของมันถูกใช้ในการผลิตกาแฟซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจและการกิน
ในทำนองเดียวกัน Thebroma cacao เป็นอีกหนึ่งพันธุ์ไม้ดอกที่เป็นที่ชื่นชอบของผู้ชายและมีประโยชน์หลากหลาย ผลไม้และถั่วทั้งหมดเกิดจากต้นไม้ที่มีสปีชีส์อยู่ในกลุ่มไม้ดอกหรือพืชแองจิโอสเปิร์ม
กุหลาบทิวลิปดอกทานตะวันและดอกเดซี่ล้วนเป็นตัวอย่างที่ดีของพืชที่มีความสนใจทางการค้าและวัฒนธรรมในหลายประเทศใน 5 ทวีปของโลก
อ้างอิง
- Chase, MW, Christenhusz, MJM, Fay, MF, Byng, JW, Judd, WS, Soltis, DE, … & Stevens, PF (2016) การอัปเดตของการจำแนกประเภท Angiosperm Phylogeny Group สำหรับคำสั่งซื้อและตระกูลของพืชดอก: APG IV วารสารพฤกษศาสตร์ของ Linnean Society, 181 (1), 1-20.
- Lindorf, H. , De Parisca, L. , & Rodríguez, P. (1985). การจำแนกพฤกษศาสตร์โครงสร้างและการสืบพันธุ์
- Luis, E. , Eguiarte, LE, Castillo, A. , & Souza, V. (2003). วิวัฒนาการระดับโมเลกุลและจีโนมของ Angiosperms อินเตอร์เซียนเซีย, 28 (3), 141–147
- Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005) ชีววิทยาของพืช. Macmillan Agiosperms Pg (333-345)
- ซิมป์สัน, MG (2010). ระบบพืช ข่าววิชาการ. วิวัฒนาการของไม้ดอก. หน้า (121-136)
- Soltis, DE, Bell, CD, Kim, S. , & Soltis, PS (2008) ต้นกำเนิดและวิวัฒนาการขั้นต้นของ Angiosperms NY Acad. วิทย์, 1133, 3–25