Name: plant adaptations for land life
Uploaded: 2019-01-29T11:04:46.000Z
Duration: 6 min 40 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Louisiana Student Standards for Science

High School

Life Sciences

ecosystems-interactions-energy-and-dynamics

Ecosystems: Interactions, Energy And Dynamics

HS-LS2-7

Plant Diversity

Bitkiler denizden karaları kolonileştirmeden önce kıtalar çoraktı. Şimdi milyonlarca mikrop, bitki ve hayvan türü karada yaşıyor ve tüm bunları mümkün kılan kara bitkilerinin evrimiydi. Bu şaşırtıcı dönüşümü anlamak için, bitkilerin tam olarak ne olduğunu ve karadaki yaşamın zorluklarını karşılamak için nasıl evrimleştiklerini anlamamız gerekiyor. 
En uzun ağaçlardan en küçük yosunlara kadar tüm bitkilerin paylaştığı belirli özellikler vardır. İlk olarak, tüm bitkiler çok hücreli ökaryotlardır. İkincisi, bitkiler kloroplast adı verilen organellerde fotosentetik pigment klorofili üretir ve güneşten gelen enerjiyi kullanarak kendi yiyeceklerini üretmelerini sağlar. Üçüncüsü, tüm bitkilerin selülozdan yapılmış duvarlarla çevrili hücreleri vardır. Son olarak, tüm bitkilerin, yaşam döngüsü boyunca haploid ve diploid çok hücreli aşamalar arasındaki geçiş olarak tanımlanan, nesillerin değişmesiyle karakterize edilen bir yaşam döngüsü vardır. Burada nesiller, yaşam döngüsündeki iki farklı çok hücreli fazı ifade eder. Bir faz haploid gametofittir. Gametofit, döllenme sırasında bir diploid hücre oluşturmak için birleşen ve daha sonra bir sporofit haline gelmek için mitoza uğrayan mitoz yoluyla gametler üretir. Sporofit, sırayla, miyoz yoluyla haploid sporlar üretir ve yeni gametofitlere yol açarak döngüyü tamamlar. 
Tüm bitkiler bu özellikleri paylaşsa da, bu özelliklerin bazılarının nasıl ifade edildiği konusunda çeşitli bitki soyları arasında keskin farklılıklar vardır. Gelin bu çeşitliliği inceleyelim. Kara bitkileri, vasküler olmayan bitkiler, çekirdeksiz vasküler bitkiler ve tohumlu bitkiler olmak üzere üç ana gruba ayrılır. Bu grupların her biri binlerce tür içerir. 
Yosunlar Bryophyta bölümüne aittir. Bu nispeten basit bitkilerin üç ana özelliği vardır, vasküler doku eksikliği, gametofit yaşam döngülerinin baskın serbest yaşam aşamasıdır ve sporofit küçük, dallanmamış ve beslenme için gametosite bağımlıdır. 
Evrimleşecek bir sonraki büyük kara bitkileri grubu, burada Monilophyta bölümü ile temsil edilen çekirdeksiz vasküler bitkilerdi. Bu grup eğrelti otları ve at kuyruklarını içerir. Bu bitkiler gerçek damar dokusuna sahiptir ancak diğer damarlı bitkiler gibi tohum üretmezler. Sporofit baskındır ve mumsu bir kütikül ve gaz değişimini düzenleyen stoma adı verilen yaprak gözenekleri ile dallıdır. Gametofit çok daha küçüktür, ancak bu grubun çoğu üyesinde serbest yaşar. Eğreltiotu sporları ve spermin her ikisi de dağılmak için sıvı suya ihtiyaç duyar. Geniş kök sistemleri ve vasküler dokular, yapısal destek sağlayan ve suyun topraktan verimli bir şekilde toplanmasına izin veren çekirdeksiz vasküler bitkilerde önemli yeniliklerdir. 
Tohumlu bitkiler, evrimleşecek bir sonraki ana gruptu. Bu grupta gymnospermler ve anjiyospermler olmak üzere iki ana soy vardır. Birçok ayrıntıda farklılık gösterseler de, tüm gymnosperm ve anjiyosperm tohumları, bir embriyo ve tohum kabuğu adı verilen koruyucu bir kabukla çevrili bir besin deposundan oluşur. Yiyecek deposu, fideye kendini besleyebilecek duruma gelene kadar kaynak sağlar. Gymnospermler, çam, ladin ve ginkgos gibi tanıdık ağaçları içerir. Sporofit, gymnospermlerde baskın yaşam döngüsü aşamasıdır. Gametofitler çok küçüktür ve erkek veya dişi koniler üzerinde büyür. Rüzgar, polen taneleri adı verilen erkek gametofiti dişi gametofitlere taşır. Döllenmeden sonra, ovül adı verilen dişi bir yapı tohum haline gelir. Kapalı tohumlular veya çiçekli bitkiler, evrimleşecek bir sonraki tohumlu bitki grubuydu. Bu grup, zambak, meşe ve elma gibi birçok tanıdık bitki ve ağaç da dahil olmak üzere en yaygın ve tür açısından zengin bitki grubudur. Gymnospermler gibi, anjiyosperm sporofitleri de büyük ve serbest yaşar ve gametofitler çok küçüktür ve erkek ve dişi formlara ayrılır. Ancak açık tohumluların aksine, çeşitli hayvanlar rüzgara ek olarak çiçekleri tozlaştırabilir, çiçekleri ziyaret ederken polen toplayabilir ve başkalarını ziyaret etmek için ayrılırken dağıtabilir. Tozlaşma ve döllenmeden sonra yumurtalık, tohumları içeren bir meyveye dönüşür. 
Vasküler dokudan meyvelerin evrimine kadar bazı temel bitki özelliklerini vurgulayan basitleştirilmiş bitki çeşitliliği turumuzu tamamladık. Birlikte, bu adaptasyonlar bitkilerin çoğu karasal biyoma hakim olmasını sağladı. Bu laboratuvarda, farklı ana bitki soylarından örnekleri inceleyerek ve yapılarını hem laboratuvar hem de tarla ortamlarında gözlemleyerek bitki çeşitliliğini araştıracaksınız.

bitki Çeşitliliği

<h4>Sudan Karaya</h4>
Kingdom Plantae ilk olarak yaklaşık 410 milyon yıl önce yeşil alglerin sudan karaya geçişiyle ortaya çıktı. Zorlu olsa da, bu geçiş ilk sömürgecilere çeşitli şekillerde fayda sağladı. Başlangıçta, çoğu canlı organizma (bitkiler ve hayvanlar dahil) okyanusta yaşıyordu, bu da su ortamlarını kalabalık ve oldukça rekabetçi hale getiriyordu. Buna karşılık, arazi, bol miktarda kaynağa sahip ve çok az yırtıcı veya rakip olan veya hiç olmayan nispeten sömürgeleştirilmemiş bir ortamdı. Karasal ortamlar ayrıca bitkilerin büyümesi ve hayatta kalması için ihtiyaç duyduğu daha fazla ışık ve karbondioksit sundu. Buna göre, yeni karasal nişler, kuru ortamlara geçiş yapan ilk yarı sucul algler için olasılık ile olgunlaştı.
Bununla birlikte, kara ve deniz arasındaki keskin farklar, erken kolonileşen türler için zorlu bir zorluk teşkil ediyordu. Bu zorluklar, günümüzde gözlemlenen çok çeşitli bitki formlarıyla sonuçlanan birçok yeni adaptasyona yol açtı. Karadaki yaşama uyum sağlamak, bitki türlerinin yapısında, üreme stratejilerinde, beslenme ve savunma mekanizmalarında köklü değişiklikler gerektirdi. Örneğin, su bitkileri genellikle su ve besin maddelerinin doğrudan emilmesi, fiziksel destek için kaldırma kuvveti ve döllenme için gametlerin su yoluyla taşınması için sıvı bir ortama güvenir. Kara bitkileri için bu stratejiler imkansız hale geldi. Karada yaşamın önündeki bu tür engeller, karasal bitkilerin erken evriminde kritik bir rol oynadı ve bugün evrimlerini şekillendirmeye devam ediyor.
Erken bir adaptasyon, kütikül1 adı verilen bir dış mumsu kaplamanın geliştirilmesiydi. Tırnak etleri, nemi içeride hapsederek bitkileri kurumaya veya aşırı kurumaya karşı korumaya hizmet eder. Bununla birlikte, bu adaptasyon, bitkilerin yüzeyi boyunca doğrudan gaz alışverişini engelledi. Sonuç olarak, bitkilerin dış yüzeylerinde karbondioksitin emilmesine ve oksijenin salınmasına izin veren gözenekler gelişti. Stoma adı verilen bu gözenekler çevresel koşullara bağlı olarak açılıp kapanabilir. Bitkiler, stomaları çevreleyen koruyucu hücreleri kasarak, aşırı nem kaybını önlemek için kuru dönemlerde bu açıklıkları kapatır. Bu adaptasyonlar, karada yaşayan bitkiler için suyun korunmasına yardımcı oldu. Bununla birlikte, su ve besin maddelerinin topraktan bitkinin üst kısımlarına taşınmasını kolaylaştırmak için ek yapılar gerekliydi. Sonuç olarak, sadece su ve besin maddelerini bitkinin tüm alanlarına taşımaya hizmet etmekle kalmayan, aynı zamanda gövdeler uzadıkça ve güçlendikçe yapısal destek sağlayabilen vasküler doku gelişti.
Karada üremeye uyum sağlamak için, bitki gübreleme ve gelişiminin yapılarında ve mekanizmalarında çeşitli değişiklikler meydana geldi. İlk olarak, karasal bitkiler, gametleri ve embriyoları bitki dışındaki zorlu ortamdan koruyan üreme yapıları olan gametangia'yı geliştirdi. Erkeklerde bu yapıya antheridia, kadınlarda ise archegonia denir. Spermin antheridia'dan archegonia içindeki yumurtalara taşınmasını kolaylaştırmak için farklı stratejiler geliştirildi. Bunlar, spermin bir yapıdan diğerine yüzmesini, rüzgarla taşınmasını veya arılar ve kuşlar gibi tozlayıcılar tarafından taşınmasını içerir. Kullanılan spesifik mod, her bir bitki sınıflandırması için benzersizdir. Döllenmeyi takiben, gelişmekte olan embriyoyu veya sporofiti korumak ve beslemek için yumurtalar archegonia içinde tutulur.
Bir diğer önemli üreme adaptasyonu ise tohum üretimiydi. Tüm karasal bitkiler tohumlanmasa da, tohum kullanımı birçok nedenden dolayı avantajlıdır. Bu yapılar olmadan bitkiler, gametleri bir yerden başka bir yere taşımak için nemli ortamlara ihtiyaç duyarlar. Genellikle bu tür bitkilerde, erkek ve dişi sporlar yaklaşık olarak aynı boyuttadır ve her ikisi de hareket eder. Bununla birlikte, tohumlu bitkiler genellikle polen taneleri adı verilen, oldukça hareketli olacak şekilde uyarlanmış küçük erkek sporları içerir. Polen, spermi doğrudan yumurtaya bırakmak için dişi gametofitlere gider. Döllenme gerçekleştiğinde, bitki embriyosunu ve bir miktar besin içeren bir tohum oluşur. Birçok tohumun ayrıca koruyucu bir tabakası vardır ve kuru ortamlarda hayatta kalabilir ve uzun mesafelerde dağılabilir. Hatta bazıları, uygun çevresel koşulların çimlenmeyi tetiklemesini "bekleyerek" uzun süre uykuda kalabilir. Bu adaptasyonlar, karasal ortamlarda yaşama iyi adapte olmuş bitki türleri yaratmıştır.
<h4>Bitkilerin Başlıca Soyları</h4>
Şu anda sayısız bitki çeşidi mevcut olsa da, hepsi üç gruba ayrılabilir: vasküler olmayan, vasküler çekirdeksiz ve vasküler tohumlu. Vasküler olmayan bitkiler, yosunlar, ciğer otları ve boynuz otları dahil olmak üzere en atalardan kalma ve en az karmaşık olanlardır. Bu bitkiler vasküler yapılardan ve tohumlardan yoksun olduklarından ve sadece ince bir kütiküle sahip olduklarından veya hiç olmadıklarından, hayatta kalmak ve üremek için suya bağımlıdırlar. Bazı türler, ek yağışlar büyümeyi veya üremeyi kolaylaştırana kadar kurak dönemlerde uyku haline girebilir. Bu bitkilerde destekleyici yapıların eksikliği, üzerinde büyüdükleri yüzeyi kucaklıyor gibi görünen, genellikle düşük formlarla sonuçlanır. Üremek için, vasküler olmayan bitkiler, çevredeki sudan archegonia'ya yüzmesi gereken çıplak sperm salgılar. Bu bitkiler, diğer karasal grupların sahip olduğu adaptasyonların çok azına sahip olsalar da, vasküler olmayan bitkiler, bulundukları nemli ortamda yaşamak için uzmanlaşmıştır.
Daha sonra, vasküler çekirdeksiz bitkiler eğrelti otları ve at kuyruğu içerir. Bunlar, genellikle ılıman yağmur ormanlarının alt katlarında bulunan ıslak habitatlarda bulunabilir. Vasküler olmayan türlerin aksine, bu bitkiler daha kalın bir kütiküle, işleyen stomalara ve daha uzun büyümelerine ve aktif olarak su ve besinleri taşımalarına izin veren vasküler dokuya sahiptir. Eğrelti otlarının tohumları yoktur, bunun yerine gametleri nemden antheridia'dan archegonia'ya taşımak için sporları kullanırlar. Sonuç olarak, bu türler kuru ortamlarda yaşayabilen, ancak üremek için nemli koşullara ihtiyaç duyan bir ara evrimsel soyu temsil eder.
Son grup olan vasküler tohumlu bitkiler, kalan tüm türleri içerir. Bu grup en çeşitlidir ve en geniş habitat yelpazesini kaplar2. Bununla birlikte, tüm türler, vasküler doku, oldukça hareketli polen ve tohumlar dahil olmak üzere birkaç yaygın adaptasyon ile karakterize edilir. Bu büyük grup, kapalı tohumlular ve açık tohumlular olmak üzere iki ana alt gruba ayrılır. Kapalı tohumlular, rüzgarla taşınan veya tozlayıcılar3-4 tarafından taşınan polenleri ile tüm çiçekli ve meyve veren bitkileri içerir. Çiçeklerin ve meyvelerin gelişimi, polen ve tohumların dağılımı için uyarlanabilir. Arılar ve sinek kuşları da dahil olmak üzere birçok hayvan, polenin bir çiçekten diğerine taşınmasına yardımcı olur. Bu grup tarafından üretilen meyveler, insanlar da dahil olmak üzere birçok hayvanın beslenmesi için son derece önemlidir. Biyolojik tanımı ile meyve, domates, avokado ve salatalık gibi ürünlerin yanı sıra elma ve portakal da dahil olmak üzere yaygın olarak bilinen çeşitleri kapsayan, tohum taşıyan ve yumurtalıktan oluşan herhangi bir yapıyı içerir. Meyvelerin insanlar ve diğer hayvanlar tarafından tüketilmesi veya taşınması, tohumların uzun mesafelere yayılmasına yardımcı olabilir. Buna karşılık, açık tohumlular, kozalaklı ağaçlar, sikadlar ve ginkgo ağaçları dahil olmak üzere çiçekli olmayan bitkilerdir. Bu türler, rüzgarla taşınan meyve ve polen tarafından korunmayan çıplak tohumlar üretir. Hem kapalı tohumlular hem de açık tohumlular, bugün gözlemlenen bitkilerin büyük çoğunluğunu oluşturur.
Geniş zaman dilimlerinde doğal olarak evrimleşen türlere ek olarak, insanlar, insan kullanımı veya tüketimi için birçok bitki türünün yapay seçimine ve ıslahına katılmıştır. Örneğin, Brassica grubundaki yabani hardal bitkisi, lahana, brokoli, Brüksel lahanası, lahana, şalgam, alabaş ve karnabahar üretmek için kapsamlı bir yapay seleksiyona tabi tutulmuştur. İnsanlar ayrıca, istilacı türleri yerli olmayan bölgelere tanıtarak bitki yaşamının manzarasını da değiştirdiler. Bu tür türler genellikle yerli organizmaları geride bırakır, çünkü yeni ortamda genellikle doğal rakipleri veya yırtıcıları yoktur. Bir örnek, hızla büyüyen ve verimli bir şekilde yayılan bir bezelye bitkisi olan kudzu'dur. Kudzu, toprağı stabilize etmek ve yolların ve çiftliklerin yakınında erozyonu önlemek amacıyla Güneydoğu Asya'dan doğu Amerika Birleşik Devletleri'ne kasıtlı olarak tanıtıldı. Bununla birlikte, bir kez tanıtıldıktan sonra, kudzu hızla yerli türleri aştı, ışığı engelledi ve kaynakları aşırı tüketti. Şu anda kudzu'nun her yıl 500 milyon doların üzerinde ormancılık ve tarımsal hasara neden olduğu tahmin ediliyor. Bu ve diğer istilacı türlerin ekolojik etkileri, hem biyologlar hem de ekonomistler için büyük bir endişe kaynağıdır.
<h4>Başvuru</h4>
<ol class="referanslar">
	<li>Ziv, C. ve ark. (2018). 'Bitki-patojen etkileşimleri sırasında bitki kütikülünün çok işlevli rolleri.' Ön Bitki Sci 9: 1088.</li>
	<li>Gupta, R. ve R. Deswal (2014). 'Antifriz proteinleri bitkilerin donma koşullarında hayatta kalmasını sağlar.' J Biosci 39(5): 931-944.</li>
	<li>Jurgens, A., vd. (2012). 'Etçil bitkilerde tozlayıcı-av çatışması.' Biol Rev Camb Philos Soc 87(3): 602-615.</li>
	<li>Thomann, M., ve ark. (2013). 'Küresel tozlayıcı düşüşü altındaki çiçekli bitkiler.' Eğilimler Bitki Bilimi 18(7): 353-359.</li>
</ol>

Bitki Çeşitliliği

Sudan Karaya
Kingdom Plantae ilk olarak yaklaşık 410 milyon yıl önce yeşil alglerin sudan karaya geçişiyle ortaya çıktı. Zor olsa da, bu ...

Education

JoVE Lab Manual

Biology

Biyoloji

Evolution

Evrim

plant adaptations for land life

Plant adaptations for land life explain how plants moved from water to land and diversified over time. Kingdom Plantae first appeared about 410 million years ago, when green algae began transitioning from aquatic environments to dry land. That shift was difficult, but land offered more light, more carbon dioxide, and far less competition than crowded oceans.

Life on land forced plants to solve new problems. Aquatic plants can absorb water and nutrients directly from the surrounding liquid, use buoyancy for support, and move gametes through water for fertilization. On land, those strategies no longer worked, so early plants evolved new structures and reproductive methods that shaped the plant forms we see today.

One early change was the cuticle, a waxy outer layer that helps prevent desiccation, or extreme drying. But the cuticle also blocked direct gas exchange. Plants responded by developing stomata, which are surface pores that let carbon dioxide in and oxygen out, and by using guard cells to close those pores during dry conditions and limit water loss.

Plants also needed a way to move water and nutrients upward. Vascular tissue evolved for this job. It transports water and nutrients through the plant and also gives stems support so plants can grow taller and stronger.

Reproduction on land required more protection for gametes and embryos. Terrestrial plants developed gametangia, which are reproductive structures that protect gametes and embryos from the outside environment. Male gametangia are called antheridia, and female gametangia are called archegonia. Sperm may swim, be carried by wind, or be moved by pollinators such as bees and birds, depending on the plant group.

Seeds became another major advantage for many land plants. Seeded plants use small male spores called pollen grains, which carry sperm directly to the egg. After fertilization, the seed forms with a plant embryo, nutrients, and often a protective coat. Many seeds can survive dry conditions, spread long distances, or remain dormant until the right conditions trigger germination.

Modern plants are grouped into three main lineages: non-vascular, vascular seedless, and vascular seeded plants. Non-vascular plants, such as mosses, liverworts, and hornworts, are the most ancestral and least complex. They lack vascular tissue and seeds, have a thin cuticle or none at all, stay low to the ground, and depend on water for survival and reproduction. Their bare sperm must swim through water to reach the archegonia, and some can enter dormancy during dry periods until rain returns.

Vascular seedless plants, such as ferns and horsetails, are found in wet habitats, including the understory of temperate rain forests. They have a thicker cuticle, functioning stomata, and vascular tissue, so they can grow taller and move water and nutrients more efficiently. However, they still do not make seeds, and they need moist conditions to move gametes through water during reproduction.

Vascular seeded plants include the most diverse and widespread plant species. They share vascular tissue, mobile pollen, and seeds, and they are divided into angiosperms and gymnosperms. Angiosperms are flowering and fruiting plants, and their flowers and fruits help move pollen and seeds. Bees and hummingbirds often carry pollen between flowers, and fruits such as apples, oranges, tomatoes, avocados, and cucumbers help spread seeds when animals eat or transport them.

Gymnosperms are non-flowering plants such as conifers, cycads, and ginkgo trees. They produce bare seeds that are not protected by fruit, and their pollen is carried by wind. Together, angiosperms and gymnosperms make up most of the plants seen today. Human activity has also changed plant diversity through artificial selection, as seen in the Brassica group, where wild mustard was bred into kale, broccoli, Brussels sprouts, cabbage, turnips, kohlrabi, and cauliflower. Humans have also introduced invasive species, such as kudzu, which was brought from Southeast Asia to the eastern United States but now outcompetes native plants and causes major damage each year.

Plant Adaptations for Land Life

natural selection

Fitness and Selection in Populations

Fitness and natural selection shape how traits spread through a population over time. Variation in inherited phenotypes gives evolution its raw material. When a trait is heritable and affects survival or reproduction, natural selection can change how common that trait becomes in later generations. Fitness means reproductive success compared with others in the same population. A heritable trait that improves fitness is called an adaptation. Individuals with higher lifetime reproductive success...

artificial selection

Selective Breeding in Dogs and Crops

Artificial selection, also called selective breeding, is the human choice of which plants or animals reproduce. It uses natural variation in a population to produce traits people want. Over many generations, this can create domesticated organisms that look very different from their wild ancestors. Natural selection is a different process, but it helps explain how change happens in nature. In adaptive evolution, differences in traits can lead to differences in survival and reproductive success.

hardy-weinberg and genetic drift

Hardy-Weinberg Tests for Population Change

Hardy-Weinberg tests help scientists check whether a population is changing over time. Because evolution happens slowly and over large areas, researchers often use mathematical models to study it. These models use measurable data and computer simulations to predict how allele frequencies may shift across many generations. The Hardy-Weinberg equilibrium equation is one common model. It was developed independently in 1908 by G. H. Hardy and Wilhelm Weinberg. The equation gives the expected...

evolutionary relationships

DNA Evidence in Evolutionary Trees

DNA evidence helps scientists map evolutionary relationships between living things. Early classification began with Aristotle in the 4th century BC and was later improved during the Renaissance and by Carolus Linnaeus in the mid-1700s. These systems grouped species by physical similarity, such as the presence or absence of a backbone in vertebrates and invertebrates. Traits like a backbone are called synapomorphies, which are shared traits that likely came from a common ancestor. Physical...

plant diversity

Plant adaptations for land life explain how plants moved from water to land and diversified over time. Kingdom Plantae first appeared about 410 million years ago, when green algae began transitioning from aquatic environments to dry land. That shift was difficult, but land offered more light, more carbon dioxide, and far less competition than crowded oceans. Life on land forced plants to solve new problems. Aquatic plants can absorb water and nutrients directly from the surrounding liquid, use...

animal diversity

Animal Classification and Adaptation

Kingdom Animalia includes a wide range of organisms that share a few basic traits. Most animals are multicellular eukaryotes that move, consume organic matter, and reproduce sexually. Even with those shared features, animals are extremely diverse because each species adapts to a different niche. A niche is the place, role, and set of interactions a species has with living and nonliving parts of its environment. Specialization helps species survive, reproduce, and reduce competition with others...

microbial and fungal diversity

How Scientists Identify Bacteria and Fungi

Bacteria and fungi are highly diverse organisms, and scientists identify them by looking at their structure, growth, and role in health. Some species help people, while others can cause disease, so learning how to tell them apart matters in biology and medicine. Biological taxonomists group organisms by evolutionary relatedness. Life is divided into three domains: Bacteria, Archaea, and Eukaryota. Bacteria belong to the domain Bacteria, which includes single-celled prokaryotes. Prokaryotic...

evolution

Trace how plants adapted from water to land, from cuticle and stomata to vascular tissue, seeds, flowers, and the major plant groups.

Plant Adaptations for Land Life | JoVE K12

Tennessee Academic Standards

Biological Change: Unity and Diversity

BIO1.LS4.3

Virginia  Standards of Learning

HIgh School

BIO.8

BIO.8.d

Life Science

LS.3

LS.3.c

new-jersey-student-learning-standards-for-science

New Jersey Student Learning Standards for Science

Ecosystems: Interactions, Energy, and Dynamics

HS-LS2-2

Arizona Science Standards

HS.L2

HS.L2U3.18

Alabama Course of Study Science

9-12

Ecosystems: Interactions Energy and Dynamics

9-12.B.2.9

Next Generation Science Standards

heredity-inheritance-and-variation-of-traits

Heredity: Inheritance and Variation of Traits

HS-LS4-6

Georgia Standards of Excellence

Botany

SBO2.

All Standards

south-carolina-college-and-career-ready-science-standards

South Carolina College and Career Ready Science Standards

Biological Evolution: Unity and Diversity

B-LS4-6.

Environmental Science

SEV2.

SEV2.a

SBO1.

coevolution-plant-morphological-anatomical-structures-with-animals-ie

Coevolution of plant morphological and anatomical structures with animals (i.e., pollination), Rhizobium (i.e., nitrogen fixation), and Mycorrhiza (i.e., fungi in rhizosphere).

Bitki Çeşitliliği öğretimine bu 1 dakikalık eğitmen rehberiyle hazırlanın. JoVE Lab Manual üzerindeki Biology laboratuvarı için temel hazırlık adımlarını kapsar.

Biology içinde Bitki Çeşitliliği Eğitmen Hazırlığı - 2.2K+ Görüntülenme | JoVE Lab Manual

6 dakikalık bu öğrenci protokol videosunda Bitki Çeşitliliği prosedürlerini adım adım takip edin. JoVE Lab Manual üzerindeki Biology koleksiyonunun bir parçasıdır.

Biology içinde Bitki Çeşitliliği Öğrenci Protokolü - 4.7K+ Görüntülenme | JoVE Lab Manual

What is an Ecosystem?

Overview

An ecosystem is the interaction between all abiotic and biotic factors in an environment and can be classified as terrestrial or aquatic. ...

Trophic Levels

All organisms in an ecosystem occupy a trophic level in the food chain. The lowest level consists of primary producers, which synthesize their food from ...

Primary Production

The total amount of energy acquired by primary producers in an ecosystem is called gross primary production (GPP). However, of this energy, producers use ...

Production Efficiency

Net production efficiency (NPE) is the efficiency at which organisms assimilate energy into biomass for the next trophic level. Due to low metabolic rates ...

Trophic Efficiency

Trophic level transfer efficiency (TLTE) is a measure of the total energy transfer from one trophic level to the next. Due to extensive energy loss as ...

Life Histories

Constrained by limited energy and resources, organisms must compromise between offspring quantity and parental investment. This trade-off is represented ...

Energy Budgets and Reproductive Strategies

Organisms must balance energy intake with the energy required for growth, maintenance, and reproduction. These trade-offs result in a variety of ...

Population Growth

Population size is dynamic, increasing with birth rates and immigration, and decreasing with death rates and emigration. In ideal conditions with ...

Ecological Niches

All organisms have a position within an ecosystem. The complete set of living and nonliving factors&#x2014;including food resources, climate, and ...

Ecological Succession

Ecological succession is influenced by the processes of facilitation, inhibition, and toleration. Facilitation occurs when early successional species ...

Keystone Species

Measures of species biodiversity, such as richness (i.e., the number of species present) and evenness (i.e., their relative abundance), describe an ...

Symbiosis

Symbiotic relationships are long-term, close interactions between individuals of different species that affect the distribution and abundance of those ...

Competition

When organisms require the same limited resources within an environment, they may have to compete for them. Competition is a net-negative interaction. ...

Predator-Prey Interactions

Predators consume prey for energy. Predators that acquire prey and prey that avoid predation both increase their chances of survival and reproduction ...

Ecological Disturbance

An ecological disturbance is a temporary disruption in the environment resulting from abiotic, biotic, or anthropogenic factors, causing a pronounced ...

What is Biodiversity?

Biodiversity describes the variety of living things at multiple organizational levels: genetic, species and ecosystem diversity. Species diversity ...

Threats to Biodiversity

There have been five major extinction events throughout geological history, resulting in the elimination of biodiversity, followed by a rebound of species ...

Biodiversity and Human Values

Human civilization relies on biodiversity in many ways. Sudden changes in species biodiversity result in environmental changes that can modify weather ...

What is Photosynthesis?

All living organisms on Earth are directly or indirectly dependent on photosynthesis. It is the only biological process that can capture energy from ...

What is Conservation Biology?

Conservation biology is a scientific field that focuses on the preservation of biodiversity in order to protect ecosystems while meeting the needs of the ...

The Anatomy of Chloroplasts

Green algae and plants, including green stems and unripe fruit, harbor specialized organelles called chloroplasts to carry out photosynthesis. They ...

Sustainable Development

As the human population continues to grow and use resources, we must be mindful of our planet&rsquo;s natural limits. Sustainable development provides a ...

Photosystems

Photosystems are multiprotein complexes that form the functional units of photosynthesis in plants, algae, and cyanobacteria. They are found embedded in ...

Conservation of Small Populations

Small population sizes put a species at extreme risk of extinction due to a lack of variation, and a consequent decrease in adaptability. This weakens ...

The Photochemical Reaction Center

Reaction centers are pigment-protein complexes that initiate energy conversion from photons to chemical entities. Therefore, photochemical reaction center ...

What is Weather?

Overview

Weather refers to the current state of atmospheric conditions at a specific time and place. Weather is temporary and is influenced by the ...

The Antenna Complex

Plants and other photosynthetic organisms comprise pigments capable of absorption of direct sunlight. These pigments are present in the reaction center - ...

What is Climate?

Climate refers to the prevailing weather conditions in a specific area over an extended period. As the saying goes, &#8220;Climate is what you expect. ...

the-z-scheme-of-electron-transport-in-photosynthesis

The Z-Scheme of Electron Transport in Photosynthesis

The light reactions of photosynthesis assume a linear flow of electrons from water to NADP+. During this process, light energy drives the splitting of ...

Global Climate Change

Throughout its ~4.5 billion year history, the Earth has experienced periods of warming and cooling. However, the current drastic increase in global ...

The Calvin Benson Cycle

Ribulose 1,5- bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCo) is a critical enzyme that catalyzes carbon dioxide assimilation during photosynthesis. However, ...

Conservation of Declining Populations

Conservation of declining population focuses on ways of detecting, diagnosing, and halting a population decline. The approach uses methods to prevent ...

Introduction to Cellular Respiration

Organisms harvest energy from food, but this energy cannot be directly used by cells. Cells convert the energy stored in nutrients into a more usable ...

Habitat Fragmentation

Habitat fragmentation describes the division of a more extensive, continuous habitat into smaller, discontinuous areas. Human activities such as land ...

What is Glycolysis?

Overview
Cells make energy by breaking down macromolecules. Cellular respiration is the biochemical process that converts &#34;food energy&#34; (from the ...

Energy-requiring Steps of Glycolysis

Glucose is the source of nearly all energy used by organisms. The first step of converting glucose into usable energy is called glycolysis. Glycolysis ...

Energy-releasing Steps of Glycolysis

Glycolysis is divided into two phases based on whether energy is utilized or released. While the first phase consumes ATP, the second phase produces ...

ATP Synthase: Mechanism

In animals, the mitochondrial F1F0 ATP synthase is the key protein that synthesizes ATP molecules through a complex catalytic mechanism. While the nuclear ...

Outcomes of Glycolysis

Nearly all the energy used by cells comes from the bonds that make up complex organic compounds. These organic compounds are broken down into simpler ...

The ADP/ATP Carrier Protein

ADP/ATP carrier or AAC protein is the most abundant carrier protein in the inner mitochondrial membrane. It transports large quantities of ADP and ATP, ...

Pyruvate Oxidation

After glycolysis, the charged pyruvate molecules enter the mitochondria via active transport and undergo three enzymatic reactions. These reactions ensure ...

The Citric Acid Cycle: Overview

In aerobic organisms, the citric acid cycle is the second stage of cellular respiration wherein molecules derived from the breakdown of carbohydrates, ...

The Citric Acid Cycle: Output

The citric acid cycle is termed an amphibolic pathway as it operates both anabolically and catabolically. The cyclic reactions balance the flux of the ...

electron-transport-chain-complex-i-and-ii

Electron Transport Chain: Complex I and II

The mitochondrial electron transport chain (ETC) is the main energy generation system in the eukaryotic cells. However, mitochondria also produce ...

electron-transport-chain-complex-iii-and-iv

Electron Transport Chain: Complex III and IV

During the electron transport chain, electrons from NADH and FADH2 are first transferred to complexes I and II, respectively. These two complexes then ...

The Electron Transport Chain

The electron transport chain or oxidative phosphorylation is an exothermic process in which free energy released during electron transfer reactions is ...

the-supercomplexes-in-the-crista-membrane

The Supercomplexes in the Crista Membrane

The mitochondrial cristae membrane is the primary site for the oxidative phosphorylation (OXPHOS) process of energy conversion mediated through ...

ATP Synthase: Structure

ATP synthase or ATPase is among the most conserved proteins found in bacteria, mammals, and plants. This enzyme can catalyze a forward reaction in ...

Use mathematical and/or computational representations to support explanations of factors that affect carrying capacity, biodiversity and populations of ecosystems at different scales. Emphasis is on quantitative analysis and comparison of the relationships among interdependent factors including boundaries, resources, climate and competition. Examples of mathematical comparisons could include graphs, charts, histograms, or population changes gathered from simulations or historical data sets.

HS-LS2-1

What are Biogeochemical Cycles?

The most common elements in organic molecules, carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur, and phosphorus, are only available in the ecosystem in limited ...

The Water Cycle

The Earth&rsquo;s hydrosphere includes all of the areas where the storage and movement of water occurs. Since water is the basis of all living processes, ...

The Carbon Cycle

Carbon is the basis of all organic matter on Earth, and is recycled through the ecosystem in two primary processes: one in which carbon is exchanged among ...

The Nitrogen Cycle

Nitrogen atoms, present in all proteins and DNA, are recycled between abiotic and biotic components of the ecosystem. However, the primary form of ...

The Phosphorus Cycle

Unlike carbon, water, and nitrogen, phosphorus is not present in the atmosphere as a gas. Instead, most phosphorus in the ecosystem exists as compounds, ...

The Sulfur Cycle

Sulfur, an important element in the chemical makeup of proteins, is recycled through the atmosphere and aquatic and terrestrial environments. Found in the ...

Use mathematical representations to support claims for the cycling of matter and flow of energy among organisms in an ecosystem. Emphasis is on using a mathematical model of stored energy in biomass to describe the transfer of energy from one trophic level to another and that matter and energy are conserved as matter cycles and energy flows through ecosystems. Emphasis is on atoms and molecules such as carbon, oxygen, hydrogen and nitrogen being conserved as they move through an ecosystem.

HS-LS2-4

Plant Adaptations for Land Life

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards