34.3: Damarlı Tohumsuz Bitkiler

Damarlı Tohumlu Bitkiler Dünyadaki İlk Uzun Bitkilerdi

Günümüzde damarlı tohumsuz bitkiler, monilofitler ve likofitler ile temsil edilmektedir. Eğrelti otları —en yaygın çekirdeksiz vasküler bitkiler— monilofitlerdir. Çırpma teli eğrelti otları (ve akrabaları) ve at kuyrukları da monilofitlerdir. Likofitler arasında kulüp yosunları, dikenli bitkiler ve tüylü otu —bunların hiçbiri gerçek yosun değildir— bulunur.

Damarsız bitkilerden farklı olarak, damarlı tohumsuz bitkiler dahil olmak üzere damarlı bitkiler, ksilem ve floemden oluşan geniş bir vasküler doku ağına sahiptir. Çoğu damarlı tohumsuz bitkinin de gerçek kökleri ve yaprakları vardır. Dahası, damarlı tohumsuz bitkilerin yaşam döngüleri, gametofitlerden ziyade diploid spor üreten sporofitlerin hakimiyetindedir.

Bununla birlikte, damarsız bitkiler gibi, damarlı tohumsuz bitkiler de tohumlardan ziyade sporlarla çoğalırlar. Damarlı tohumsuz bitkiler genellikle nemli ortamlarda üreme açısından daha başarılıdır çünkü spermlerinin yumurtalara ulaşması için bir su tabakası gerekir.

Damarlı Tohumsuz Bitkilerin Yaşam Döngüsü

Hayvanlar gibi, damarlı tohumsuz bitkiler (ve diğer bitkiler) üreme sırasında mayoz ve döllenme arasında gidip gelir. Mayoz, haploid hücreleri —bir tam kromozom seti içeren— diploid bir hücreden —iki tam kromozom seti içeren— üreten bir hücre bölünme sürecidir. Bunun tersine, döllenme, gamet —sperm ve yumurtalar— adı verilen haploid hücrelerin füzyonu yoluyla zigot adı verilen diploid bir hücre üretir.

Çoğu hayvanda, yalnızca diploid aşama çok hücrelidir ve gametler tek haploid hücrelerdir. Bununla birlikte bitkiler, her ikisi de çok hücreli olan haploid ve diploid aşamalar arasında değişir; buna nesillerin değişimi denir. Nesillerin değişmesi, cinsel olarak üreyen tüm bitkilerin bir özelliğidir, ancak haploid ve diploid aşamaların göreceli boyutu ve önemi bitkiler arasında farklılık gösterir.

Damarlı tohumsuz bitkilerde (aynı zamanda tohumlu bitkilerde), yaşam döngüsünün diploid aşaması —sporofit— baskındır. Örneğin, çoğu insanın eğrelti otu olarak tanıdığı şey, büyük, bağımsız eğrelti otu sporofitidir. Sporofitler, mayoz yoluyla spor adı verilen haploid hücreler üretir.

Bir spor filizlenebilir ve mitoz yoluyla bir gametofit —yaşam döngüsünün haploid aşaması— haline gelebilir. Gametofitler, mitoz yoluyla yumurta ve sperm hücreleri üretir (mayoz yoluyla gamet üreten hayvanların aksine). Çoğu damarlı tohumsuz bitki, biseksüel bir gametofitin ortaya çıkmasına neden olan bir tür spor üretir. Gametofitler, sporofitlerden daha küçüktür ve yapısal olarak daha az karmaşıktır, ancak fotosentez yapabilirler ve beslenme veya koruma için sporofite bağlı değildirler.

Yumurta ve sperm hücreleri döllenme yoluyla kaynaşarak diploid bir zigot oluşturur. Zigot, tanıdık, önlü eğrelti otu sporofitini oluşturmak —döngüye devam etmek— için mitoz yoluyla bölünür.

Dünya üzerindeki bitki yaşamını kapsayan üç ana grup vardır - vasküler olmayan bitkiler... tohumsuz vasküler bitkiler... ve tohumlu bitkiler. Tohumsuz vasküler bitkiler, özel vasküler sistemleri geliştiren ilk bitkilerdi - Dünyadaki ilk uzun bitkiler olmalarına yardımcı olan bir adaptasyon. Bugün, tohumsuz vasküler bitkiler likofitler ve monilofitler ile temsil edilmektedir.

Liyofitler arasında clubmosses, spikemosses ve quillworts bulunur. Özellikle, likositlerin hiçbiri vasküler olmayan bitkiler olan gerçek yosunlar değildir. Monilofitler arasında eğrelti otları, at kuyruğu otu ve ufak eğrelti otları ve akrabaları bulunur.

Tüm bitkiler gibi, tohumsuz vasküler bitkiler de burada örnek olarak bir eğrelti bitkisi kullanılarak gösterildiği gibi yaşam döngülerinde bir nesil değişimi gösterir. Bu, yaşam döngülerinin bir kısmını haploid bir gametofit, diğer kısmını ise bir diploid sporofit olarak geçirdikleri anlamına gelir. Damarsız bitkiler gibi, tohumsuz vasküler bitkiler de tohum yerine sporlar kullanarak çoğalırlar.

Sporlar haploiddir ve yaprakların alt kısmında kümelenmiş sori adı verilen yapılar tarafından dağıtılır. Sorilerin kendileri birçok Spor kesesi içerir. Olgunluğa ulaştığında, bu spor kesesi açılır ve haploid sporları dağıtır.

Sporlar daha sonra haptoid gametofit oluşturmak için mitoz yoluyla büyür. Tipik olarak çok küçük olan ve toprak yüzeyinin üzerinde veya hemen altında bulunan gametofit aşamasında, haploid gametler mitoz ile oluşur. Tek bir gametofit biseksüeldir ve sırasıyla erkek ve dişi formlarda gamet üreten iki farklı yapı (anteridia ve archegonia) geliştirir.

Damar dışı bitkiler gibi, erkek sperm gameti de yumuşatılır ve yumurtayı bulmak için kimyasal bir cezbediciyi takiben dişi gamete gitmek için suya ihtiyaç duyulur. Tek bir gametofitteki gametler, haploid kökenleri nedeniyle genetik olarak aynı olacağından, tipik olarak farklı gametofitler arasında çaprazlama meydana gelir. Eğrelti otları, anteridileri ve arkegonlarını farklı zamanlarda olgunlaştırarak herhangi bir döllenmeyi önleyebilir.

Son olarak, döllenmiş yumurta, gametofitin diploid zigotundan yeni bir diploid sporofit oluşturacak ve yaşam döngüsünü tamamlayacaktır. Tohumlu bitkileri gibi, tohumsuz vasküler bitkiler de sporofitlerin hakim olduğu yaşam döngülerine sahiptir. Bununla birlikte, diğer büyük bitki soylarından farklı olarak, daha küçük gametofitleri bağımsız olarak yaşayabilir - yani sporofite beslenmez veya sporofitten talep etmezler.

Tartışmasız, çekirdeksiz vasküler bitkilerin temel özelliği, tohumlu bitkilerininkine benzer özel vasküler doku ağıdır. Bu adaptasyon, su, besin maddeleri ve diğer organik materyalleri taşımasına ve daha büyük boyutlara ulaşmalarına izin verdi - bu da onları vasküler olmayan akrabalarından ayırdı.