34.2
Dünyadaki çeşitli bitki yaşamı —yaklaşık 400.000 türden oluşan— biyolojik özelliklere göre üç geniş kategoriye ayrılabilir: damarsız, damarlı tohumsuz…
Dünyadaki bitki yaşamı vasküler olmayan, tohumsuz vasküler ve tohumlu bitkilerden oluşur. Tohum bitkileri bugün Dünya'da en yaygın olanı olsa da, vasküler olmayan bitkiler bir zamanlar karasal peyzajın temel özelliklerinden biriydi. Bugün, bu grup küçük, otsu bitkilerin üç şubesini içerir: birçok su türünü içeren yosunlar, ciğer otları ve boynuz otları.
Bu bitkilere genellikle toplu olarak kara yosunları (briyofitler) denir. Tüm bitkiler gibi, kara yosunları da, haploid gametli bitki - yosunun ana gövdesi - ve diploid sporofit aşamaları arasında yaşam döngüleri değişir. Bu sürece nesillerin değişimi denir.
Diğer bitkilerin aksine, kara yosunları gametli bitkilerin egemen olduğu yaşam döngülerine sahiptir. Kara yosunu gametli bitkileri tipik olarak, beslenme ve koruma için onlara bağımlı olan sporofit muadillerinden daha büyüktür ve daha uzun yaşarlar. Kara yosunlarının önemli bir özelliği, tohum eksikliği ve diploid sporofit tarafından üretilen sporları kullanarak çoğalmalarıdır.
Bu sporlar daha sonra gametofit oluşturmak için mitoz yoluyla büyür. Vasküler olmayan bitkilerde gübreleme hala erkek ve dişi gametler kullanılarak gerçekleşir. Bununla birlikte, polen yerine, vasküler olmayan bitkilerin erkek gametleri kendiliğinden hareketlidir, hafif bir çiğ gibi küçük miktarlarda bile dağılması ve aktif olarak dişi gamete yüzmesi gerekir.
Son olarak, gametli bitkiye bağlı kalan döllenmiş diploid yumurta, yeni bir sporofit oluşturmak için mitoz yoluyla büyür. Kara yosunları, gerçek kökleri, yaprakları veya sapları olmayan geniş vasküler dokuya sahip olmamaları ve böylece besinleri ve suyu dağıtmak için hücrelerden difüzyona dayanmaları bakımından benzersizdir. Bu aynı zamanda büyük boyutlara ulaşamadıkları ve genellikle düşük büyüme gösterdikleri anlamına gelir.
Bugün dünyadaki çoğu bitki tohumdan büyürken, vasküler olmayan bitkilerin birçok ve çeşitli adaptasyonları nedeniyle, dünyadaki nemli habitatlarda gelişmeye devam ediyorlar.
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.