34.2
ניתן לחלק את חיי הצמחים המגוונים על פני כדור הארץ, המורכבים מכמעט 400,000 מינים, לשלוש קטגוריות רחבות המבוססות על מאפיינים ביולוגיים: צמחים לא-וסקולרי…
חיי הצומח על פני כדור הארץ מורכבים מצמחים לא וסקולריים, וסקולריים ללא זרע וזרעים. בעוד שצמחי זרע הם הנפוצים ביותר בכדור הארץ כיום, צמחים לא וסקולריים היו בעבר אחד המאפיינים העיקריים של הנוף היבשתי. כיום קבוצה זו כוללת שלוש פילות של צמחים עשבוניים קטנים:טחבי כבד-הכוללים מינים ימיים רבים.
צמחים אלה נקראים באופן קולקטיבי טחבים. כמו כל הצמחים, טחבים הבירופיטים מתחלפים בין גמטופיט הפלואיד-כאן הגוף העיקרי של טחב-ו שלבי ספורופיט דיפלואיד במהלך מחזור חייהם תהליך זה נקרא לסירוגין של דורות. בניגוד לצמחים אחרים, לטחבים מחזורי חיים הנשלטים על ידי גמטופיטים.
גמטופיטים של טחבים הם בדרך כלל גדולים יותר וחיים זמן רב יותר מאשר עמיתיהם הספורופיטים התלויים בהם לצורך הזנה והגנה. מאפיין אחד עיקרי של טחבים הוא שהם חסרים זרעים ומתרבים באמצעות נבגים המיוצרים על ידי הספורופיט הדיפלואידי. נבגים אלו צומחים באמצעות מיטוזה ליצירת הגמטופיט.
דישון בצמחים לא וסקולריים מתרחש עדיין באמצעות גמטות זכריות ונקביות. עם זאת, במקום אבקה הגמטות הזכריות של צמחים לא-וסקולריים הינן תנועתיות עצמית, ודורשות מים אפילו בכמויות קטנות כמו טל בבוקר לח כדי להתפזר ולשחות באופן פעיל לגמאט הנשי לבסוף, הביצית הדיפלואידית מופרית, שנותרה מחוברת לגמטופיט, גדלת באמצעות מיטוזה ליצירת ספורופיט חדש. טחבים הם גם ייחודיים בכך שהם חסרים רקמת וסקולריים נרחבת ללא שורשים, עלים או גבעולים אמיתיים ולכן הם מסתמכים על פיזור דרך התאים להפצת חומרי מזוןו ומים.
המשמעות היא גם שהם לא יכולים להגיע למידה גדולה ולעתים קרובות, הם נשארים בעלי צמיחה נמוכה. אז בעוד שכיום מרבית הצמחים בכדור הארץ צומחים מזרעים, בגלל ההתאמות הרבות והמגוונות של צמחים לא-וסקולריים, הם ממשיכים לשגשג בבתי גידול לחים ברחבי העולם.
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.