34.2
Het gevarieerde plantenleven op aarde – bestaande uit bijna 400.000 soorten – kan worden onderverdeeld in drie brede categorieën op basis van biologis…
Op aarde zijn niet-vasculaire planten, zaadloze vaatplanten en zaadplanten. Zaadplanten zijn nu het algemeenst op aarde, maar niet-vasculaire planten waren ooit zeer belangrijk. Nu vallen onder deze groep drie phyla kleine, kruidachtige planten: mossen, levermossen hauwmossen—waaronder vele aquatische soorten.
Collectief worden deze planten vaak bryofyten genoemd. Zoals alle planten wisselen bryofyten tussen haploïde gametofyt—het meeste van het lichaam van dit mos—en diploïde sporofyt gedurende de levenscyclus. Dit proces heet de afwisseling van generaties.
Anders dan andere planten is de levenscyclus van bryofyten gedomineerd door gametofyten. Gametofyten van bryofyten zijn doorgaans groter en leven langer dan de sporofytvorm, die van hen afhankelijk is voor voeding en bescherming. Een hoofdeigenschap van de bryofyten is dat ze geen zaden hebben en zich met sporen voortplanten gemaakt door de diploïde sporofyt.
Deze sporen groeien door mitose om de gametofyt te vormen. Bevruchting gebeurt in niet-vasculaire planten nog altijd met mannelijke en vrouwelijke gameten. Maar in plaats van stuifmeel zijn de mannelijke gameten van niet-vasculaire planten beweeglijk.
Ze hebben water nodig, al is het maar een lichte ochtenddauw, om actief naar de vrouwelijke gameet te zwemmen. Uiteindelijk groeit de bevruchte diploïde eicel, nog altijd bevestigd aan de gametofyt, om via mitose een nieuwe sporofyt te vormen. Ook uniek aan bryofyten is dat ze geen uitgebreid vasculair weefsel hebben—geen ware wortels, bladeren of stengels—en daarom afhangen van diffusie door cellen om nutriënten en water te distribueren.
Dit betekent ook dat ze niet groot worden en vaak laag groeien. De meeste planten op aarde groeien nu uit zaadjes, maar niet-vasculaire planten blijven, dankzij hun diverse adaptaties, overal goed gedijen in vochtige habitats.
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.