34.2
الحياة النباتية المتنوعة على الأرض _ تتكون من ما يقرب من ٤٠٠٠٠٠ نوع _ يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات عريضة بناءً على الخصائص البيولوجية: نباتات غير وعائية…
تتكون حياة النبات على الأرض من نباتات لا وعائية ونباتات وعائية لا بذرية ونباتات لا بذرية. في حين أن النباتات البذرية هي الأكثر انشاراًعلى الأرض هذه الأيام،فإن النباتات اللاوعائية كان في وقت من الأوقات أحد المميزات الرئيسية للمناظر الطبيعية. تشمل هذه المجموعة في هذه الأيام ثلاث شعب من النباتات الصغيرة والعشبية:الطحالب،الحزازيات الكبدية والحزازيات القرنية والتي تشمل كثيراًمن الأنواع المائية.
تسمى هذه النباتات مجتمعة غالباًبالطحلبيات. مثل كل النباتات،فإن الطحلبيات تتناوب بين مراحل الأمشاج الأحادية هنا-الجسم الرئيسي للطحلب و والنباتات البوغية الثنائية خلال دورة حياتها. تسمى هذه العملية التبديل بين أجيال.
مثل النباتات الأخرى،تمتلك الطحلبيات دورات حياة سائدة من قبل الأمشاج. أمشاج الطحلبيات أكبر وتعيش لفترة أطول من نظيراتها البوغية والتي تعتمد عليها للتغذية والحماية. أحد الصفات الأساسية للطحلبيات هي أنها تفتقر للبذور وتتناسل باستخدام الأبواغ المنتجة من قبل النباتات البوغية الثنائية.
تنمو هذه الأبواغ بعد ذلك عن طريق الانقسام المتساوي لتشكل أمشاجاًالتخصيب في النباتات اللاوعائية ما زال يحدث باستخدام الجاميتات الذكرية والأنثوية. ورغم ذلك،فبدلاُمن حبوب اللقاح فإن الجاميتات الذكرية للنباتات اللاوعائية تتحرك ذاتياًوتتطلب ماءًحتى بكميات قليلة مثل ندى الصباح الخفيف لتوزيعه والسباحة بفعالية تجاه الجاميتات الأنثوية. وأخيراًفإن البويضة الثنائية المخصبة،تبقى متصلة بالأمشاج،تنمو عن طريق الانقسام المتساوي لتشكل نباتات بوغية.
الطحلبيات هي مميزة أيضاًفي أنها تفتقر إلأى نسيج وعائي مكثف دون جذور أو،أوراق أو جذوع حقيقية-وبالتالي تعتمد على الانتشار من خلال الخلايا لتوزّع المواد الغذائية والماء. يعني هذا أيضاًأن لا تستطيع الوصول للأحجام الكبيرة،وتبقى غالباًتنكو بحجم نمو صغير. لذا في حين أن معظم النباتات على الأرض هذه الأيام تنمو من البذور لأنها كثيرة وتكيفاتها متنوعة للنباتات اللاوعائية،فإنها تستمر بالازدهار في المواطن الرطبة على الكوكب.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What are the three main groups of nonvascular plants?
Nonvascular plants include mosses, liverworts, and hornworts, collectively called bryophytes. These small, herbaceous plants lack extensive vascular tissue and true roots, leaves, or stems. Many species are aquatic, and all rely on diffusion through cells to distribute nutrients and water, limiting their size and keeping them low-growing.
Q2: How do nonvascular plants reproduce without seeds?
Nonvascular plants reproduce using spores produced by the diploid sporophyte. These spores grow via mitosis to form the haploid gametophyte. Once mature, gametophytes generate male sperm or female eggs in structures called antheridia or archegonia. In the presence of water, sperm swim to fertilize eggs, forming a new sporophyte.
Q3: Why do nonvascular plants require water for fertilization?
Male gametes in nonvascular plants are self-motile and must actively swim through water to reach female gametes. Unlike seed plants that use pollen, bryophytes depend on water—even small amounts like morning dew—to disperse sperm. This water dependency restricts nonvascular plants to moist habitats and makes reproduction more successful when plants grow close together.
Q4: What is alternation of generations in bryophytes?
Bryophytes alternate between haploid gametophyte and diploid sporophyte stages during their life cycle. Unlike other plants, bryophytes are dominated by the gametophyte stage, which is typically larger and longer-lived than the sporophyte. The sporophyte depends on the gametophyte for nourishment and protection, remaining attached to it after fertilization.
Q5: How do nonvascular plants transport nutrients and water without vascular tissue?
Nonvascular plants lack extensive vascular tissue and rely on diffusion through cells to distribute nutrients and water. This passive transport mechanism limits their ability to grow large or reach significant heights. Because they cannot efficiently transport resources over distance, bryophytes remain small and low-growing, restricting them to moist environments where resources are readily available.
Q6: Why were nonvascular plants important in Earth's terrestrial history?
Nonvascular plants were once primary colonizers of the terrestrial landscape before seed plants became dominant. Today, most plants on Earth grow from seeds, yet bryophytes continue to thrive in moist habitats worldwide due to their many adaptations. Their historical significance reflects their role in establishing early plant communities on land.
Q7: What structural limitations prevent nonvascular plants from growing large?
Nonvascular plants lack true roots, leaves, and stems, and possess no extensive vascular tissue for efficient resource transport. Without these structures, they cannot develop the internal support systems or transport mechanisms needed for large size. Consequently, bryophytes remain small and low-growing, dependent on diffusion for nutrient and water distribution.