Filogenija i istorija biljaka

Evolutivna istorija i filogenija kopnenih biljaka

Petra Grbović 2-7

Kljucni pojmovi

1. Smena generacija
2. Sporofit
3. Gametofit
4. Mahovine
5. Rinije
6. Precice
7. Papratnjace
8. Semene paprati
9. Semenice

Sta su prednosti a sta nedostaci ( nove ) kopnene sredine za prve biljke?

Prednost kopnenih ekosistema u odnosu na vodene je obilje kiseonika u vazduhu i mineralnih materija u zemljistu.Najveca prepreka koju su biljke morale da savladaju prilikom osvajanja kopna bila je opasnost od gubitka vode iz nadzemnih delova njihovih tela. Ovaj problem su mogle uspesno da savladaju samo vrste koje su se karakterisale prisustvom celija sa zadebljalim zidom i u kojima su postojale celije koje su olaksavale provodjenje vode iz podzemnog u nadzemni deo.

Filogensko stablo biljaka

Koji organizmi sa hlorofilom su prvi razvili visecelijsko telo?

ALGE- su medju prvim organizmima razvile visecelijsko telo, koje ima primitivno stablo i rizome , primitivne strukture koje su sluzile da ih drze pricvrscenim za tlo.Gripania spiralis(fosilni ostatak)

Kako su alge prilagodjene zivotu u vodi ?

Voda je puno gusca od vazduha zbog cega alge u njoj plutaju pa im za uspravno telo ne treba nikakav “oslonac”Alge nemaju pravi koren jer im u vodi ni ne trebaDok zive u moru nemaju problem sa gubitkom vode Voda je neophodna za prezivljavanje I rasprostiranje gameta i spora na vece I manje udaljenosti

Izlazak biljaka na kopno

Pre 500 miliona godina kopno je bilo pusto. Cinile su ga beskrajne kamenite I pescane pustinje. Tek pocetkom silura i stvaranjem ozonskog omotaca, pre oko 400 mil god pojavile su se prve kpnene biljke

Sta je potrebno biljkama da bi opstale na kopnu?

Prelaskom na kopno bilke su morale razviti cvrsto stablo kako bi mogle rasti u visinuNa kopnu je biljkama potreban oslonac koji ce ih zadrzati na jednom mestu i omogutiti uspravni rastZa rast u visinu biljkama je neophodna energija( iz fotosinteze)Ako im treba vise E ,logicni korak bi bio povecati povrsinu na kojoj se odvija fotosinteza. Biljke su upravo na kopnu to napravile, pa su tako nastali prvi listovi

Biljke su morale da razviju provodne sudove Na kopnu su biljke problem isusivanja delimicno resile vostanim prevlakama na povrsini ( kutikula).Omotac oko spora doneo je otpornost prezivljavanja semena do pogodnih uslova za klijanje

Opsta sema zivotnog ciklusa kod biljaka

Prsljencice- CHAROPHYTA

· Kod danasnjih prsljencica dominira GAMETOFIT GENERACIJA (haploidni gametofit), dok je samo ZIGOT-diploidan i on se deli mejozomNekadasnje prsljenice su rasle u plitkim vodama I bile su cesto izlozene suvozemnim uslovima. To je dovelo do nagomilavanja adaptacija , koje su na kraju omogucile prezivljavanje i rast van vodeZajednicka osobina svih kopnenih biljaka je SMENA GENERACIJA sa visecelijskim I sporofitom I gametofitom.

Nevaskularne biljke-mahovine

Prve biljke na kopnu bile su slicne danasnjim mahovinama.One su se pojavile u kasnom devonuOne su parafiletska grupa sa tri klase:Jetrenjace, Prave mahovine Rogljace

https://www.hornworts.uzh.ch/dam/jcr:ccfb24f7-f145-4fea-af77-dcb611280aae/Anthoceros_agrestis_4c_MlUTH.jpg

Mahovine

Nemaju lignin, nemaju pravi koren, imaju rizoide,dominantan gametofitKlase: Jetrenjace (Marchantiopsida)Rogljace (Anthocerathophyta)Prave mahovine (Bryophyta)

Gradja mahovina

Iako nemaju mnoge adaptacije vaskularnih biljaka mahovine imaju neke zajednicke osobine osobine svih kopnenih biljaka:Visecelijski zasticeni embrion, vrsni meriste stome i kutikuluDanasnje mahovine su niske biljke jer nemaju lignin pa ni pravo provodno tkivo.Nemaju koren pa formiraju mikorizu. Imaju rizoide –tanke cevcice koje biljku pricvrscuju za podlogu ali nemaju kutikula I stome (izuzev Jetrenjaca)Uzivotnom ciklusu dominira gametofit generacija, dok sporofit, raste na gametofitu I ne obavlja fotosintezu. Rastu na vlaznim stanistima jer mu je neophodna voda za razmnozavanje.

Zivotni ciklus mahovina

Mikoriza (mykes-gljiva i rhiza-koren)

Mikoriza je mutualisticki odnos tj simbioza gljive i korena vaskularnih biljke-obe stane imaju koristBiljka od gljive dobija vodu i mineralne materije potrebne za metabolicke procese dok gljive od nje dobija secere koje nije u stanju da sama proizvede jer je heterorofna

Biljke koje ne obrazuju seme-Ryniophyta

Vaskularne biljke

Sledeci korak u osvajanju kopnaSu se pojavile pocetkom a izumrle krajem devona (420-360 miliona godina)Smatraju se precima svih kopnenih biljaka izuzev mahovina.To su prve biljke koje su ostavile fosilne ostatke celog tela.Dominira-SPOROFIT. Nadzemni deo sporofita je bio gradjen od tankog, razgranatog stabla, koje obavlja FOTOSINTEZU..list jos uvek nije postojaoStablo se dihotomo grana, navrhu stabla su bile vretenaste sporangijeUsredini stabla je primitivno PROVODNO TKIVO a oko njega sloj celija za FOTOSINTEZU.Na povrsini epidermisa je KUTIKULA a u epidermisu STOMERinije nisu imale koren vec horizontalno razgranato podzemno stablo RIZOM sa koga su polazili RIZOIDI..cija je uloga bila vise u pricvrscivanju a manje u apsorpciji vode I mineralaUocena I mikoriza na fosilnim ostacima

Vaskularne biljke su velika grupa biljaka koje se odlikuju prisutnoscu specijalizovanih provodnih tkiva : KSILEM I FLOEMKsilem provodi vodu I mineralne materije od korena ka listu a floem provodi vodu i organske materije od lista ka korenu (zive celije). Dominira SPOROFIT , dok se GAMETOFIT, redukuje

Ovako su izgledale prve kopnene biljke-Rinije

Gradja precica

Precice

Precice su imale spiralno, gusto rasporedjene listice sa samo jednim provodnim snopicem u sredini. PRAVI KOREN se kao i STABLO- DIHOTOMO GRANASPORANGIJE su u pazuhu sa gornje strane listicaDanasnje precice su zeljaste forme , zive u vlaznoj sredini koja je neophodna za njihovo razmnozavanje

Pojavile su se krajem silura pre oko 425 miliona godina.Zajedno sa papratnjacama gradile su mocvarne sume karbona.Evo kao su izgledale tadasnje precicePrecnika oko 2m i visine oko 40 m

VS

Gradja papratnjaca

Papratnjace

Ovako izgledaju danasnje papratiPodzemno stablo –rizom ,nadzemno stablo, sporangije

Su se pojavile u kasnom devonu ( pre oko 360 miliona godina)Granjanje nije dihotomoPravi listovi sa provodnim snopicimaDominantan je diploidni sporofit sa pravim stablom I krupnim listovima.Imaju jedan haploidni gametofit,tzv protalijum sa oba tipa gametangija anteridije I arhegonije

Zivotni ciklus paprati

Na sporofitu-2n nalaze se listovi koji na nalicju nose sporangije -2n. U njima mejozom nastaju spore –n koje su prve celije gametofita.Iz spora se razvija srcast mladi protalijum-n. Na gametofitu, (protalijumu) u anteridijama nastaju spermatozoidi a u arhegonijama jane celije.U prisustvu vode dolazi do spajanja gameta I nastanka zigota-2n. Zigot se razvija u embrion a on dalje u novu biljku sporofit

Rastavici

Rastabici su bile rasprostranjene u karbonu I to kao drvenaste vrste ,visine do 15 metaraRizom je clankovit i razgranat sa adventivnim korenom

Odgovori na pitanja

Koje su glavne zajednicke osobine biljaka koje ne obrazuju seme?Samostalni gametofitVodaPovezi organe I tkiva koji se prvi put pojavljujuKoren mahovineStablo papratnjaceList riniofitatraheidi

Biljke sa semenom-semene paprati

Preci svih danasnjih biljaka sa semeno su semene paprati..javile se krajem perma pre oko 250 miliona godinaOsnovne odlike biljaka sa semenomGAMETOFIT SE REDUKUJE I POSTAJE ZAVISTAN OD SPOROFITAOdvajaju se MUSKA I ZENSKA REPRODUKTIVNA LINIJAMUSKA SPORA, pa I sam muski gametofit - se svodi na POLENOVO ZRNO( nije mu potrebna voda za oplodjenje)ZENSKA SPORANGIJA -2n ,deo sporofita -2n se ukljucujuci I gametofit-n koji na njoj ostaje, a ksnije I embrion koji se u njemu razija od zigota,daju SEME - strukturu specijalizovanu zazastitu prezivljavanje i ishranu embrionaDominaciju semenica na kopnu, vec vise od 250 miliona godina,omoguciljo je SEKUNDARNO DEBLJANJE STABLA I KORENAPojava KAMBIJUMA omogucava stalno dodavanje ksilemskh cevcica I sekundarno debljanje stabla

Golosemenice -Gymnosperms-imaju seme-drvenaste, zbunaste, lijanekoren i stablo sekundarno debljajusporofili grade sisarkemikrosporofil sa po 2 polenove kesice u kojima se nalaze polenova zrna grade muske sisarkemegasporofilima sa po 2 semena zametka smesteni su u pazusima zastitnih ljuspioprasivanje vetromza oplodjenje nije potrebna vodaoplodjenje i razvice embriona je unutar semenog zametkap

Life cyclus of a GymnospermsKod svih semenica MIKROSPOROFILI su PRASNICI...na kojima su POLENOVE KESICE-MIKROSPORANGIJEKod cetinara mikrosporofili su grupisani u na zajednicckoj osovini i grade MUSKE SISARKEU polenovim kesicama MEJOZOM nastaju MIKROSPORE tj POLENOVA ZRNA.U polenovim zrnima MITOZOM nastaju 2 haploidne SPERMATICNE CELIJE...Od tog trenutka polenovo zrno postaje MIKROGAMETOFITZENSKE SISARKE cini veliki broj zastitnih ljuspi...sa gornje strane zastitne ljuspe nalazi se MEGASPOROFIL, sa po 2 MEGASPORANGIJE. Megasporangija, njen omotac / i tkivo / cine SEMENI ZAMETAK. U semenom zametku MEJOZOM nastaju 4 celije od kojih samo jedna postaje MEGASPORA. MITOZOM megaspore nastaje MEGAGAMETOFIT koji formira 2 ARHEGONIJE a u svakoj od njih po 1 JAJNU CELIJU.Oplodjenjem jajne celije i spermaticne celije nastaje ZIGOT (2n). mitozama ,zigot daje EMBRION , iz njega nastaje KLICA.SEME CINE: klica ,semenjaca i endosperm

Skrivenosemenice-zeljaste i drvenaste biljke ( parafiletska grupa najprimitivnijih skrivenosemenica)-odvajaju se muska i zenska linija-muska spora pa i sam muski gametofit svodi se na polenovo zrno-zenska sporangija (2n deo sporofita) ukljucujuci i gametofit (n) a kasnije i embrion (2n) koji se u njemu razvija iz zigota , daju seme -strukturu specijalizovanu za zastitu , prezivljavanje i ishranu embriona-cvet-plod-tucak stiti semene zametke-traheje i sitaste cevi u provodim snopicima-primitivni elementi ksilema-spiralni raspored cvetnih delova

Gradja cvetaCvet je kljucna evolutivna novina kod skrivenosemenica.

https://www.shtreber.com/delovi-biljke-cvet

THANKS!