Ашықтұқымдылар (Pinophyta, Gymnospermae) бөлімі Ашықтұқымдылардың жалпы сипаттамасы
Тұқымның пайда болуы және оның биологиялық маңызы
Даму циклі, классификациясы
Жалпы сипаттама. Тас көмір дәуірінің аяғында жер бетінде климат өзгеріп қатты суық түсіп, құғақшылық болды, бұл өзгерістер өсімдіктер дүниесінде үлкен өзгерістер туғызады. Көптеген шаңжапырақтәрізділер (папоротниктәрізділер) жойылып кетіп олардың орнын ашықтұқымдылар басты.
Ашықтұқымдылардың басты ерекшелігі тұқымы және дән ұрығы мегаспорофиллда (бүр қабыршақтарында) ашық жатады, жабықтұқымдағылардай жемістің ішінде емес. Сондықтан ашықтұқымдылар деп аталады. Тұқымды өсімдіктердің ұрықтануы суға тәуелді емес, мұның өзі шаңжапырақтәрізділерге қарағанда ашықтұқымдылардың құлықта таралуына бейімділігі басым екенін көрсетеді.
Ашықтұқымдылардың басым көпшілігі сүректі және бұталы, мәңгі жасыл өсімдіктерге жатады. Бұлардың арасында шөптесін өсімдіктер жоқ. Бұл бөлімнің өкілдеріне моноподиалды бұтақтану тән. Ашықтұқымдылар шаңжапырақтәрізділерден жапырақтарының құрылысы арқылы ажыратылады. Шаңжапырақтәрізділерде жапырақтары үлкен – (макрофилия) болса ашықтұқымдыларда жапырақтары ұсақ ине тәрізді болып келеді, тек өліп жойылып кеткен және қазіргі кезде тіршілік ететін кейбір түрлерінде (саговник) ғана үлкен жапырақ кездеседі. Жапырақ – инелер немесе қылқан жапырақтар 2 жылдан 5 жылға дейін өмір сүреді, олар жыл сайын біртіндеп түсіп отырады сондықтан бұл өсімдіктер мәңгі жасыл болып көрінеді. Ашықтұқымдылардың ішінде жапырақтары жылда түсіп отыратын өкілдеріде бар ол самырсын (лиственница).
Ашықтұқымдылар сүрегінің ерекше систематикалық құрылысымен ерекшеленеді. Бұларда діңнің негізгі бөлігі сүрек алып жатады, өзегі нашар дамыған қабығы өте жұқа болады. өткізгіш системасы (жүйелі) тек трахеидтан тұрады, түтікшелері болмайды.
Ашықтұқымдылар көпшілігінде тұқым арқылы көбейеді, вегетативті көбею өте сирек кездеседі. Ашықтұқымдылардың ертедегі өкілдерінде (саговник, гинкго) аналық жасушаның ұрықтануы талшықты сперматозоид арқылы жүреді, бірақ олардың қозғалысы суда емес, тозаң қабының ерекше сұйығында өтеді. Эволюция барысында ашықтұқымдылардың көптеген өкілдерінде (қарағай, шырша, кедр, пипарис т.б.) сперматозоид талшықсыз спермиямен алмасады. Спермиялар жұмыртқа жасушаға тозаң түтікшесі арқылы жетеді.
Мұндай ұрықтану процессі ашықтұқымдылардың құрлықта өмір сүруге жақсы бейімделгенін көрсетеді, өйткені ұрықтану үшін су әрқашанда бола бермейді.
Ашықтұқымдыларда ұрпақ алмасу болады, демек жыныссыз (спорофит) және жынысты (гаметофит). Бұлардың даму кзеңінде спорофит басым болады. Жынысты ұрпақ – гаметофит шаңжапырақтәрізділермен салыстырғанды әлде қайта қатты редукцияланған. Ашықтұқымдыларда аталық және аналық гаметофит болады. Аналық гаметофит мегаспораның ішінде ерекше (арнайы) тұқым бүрінен дамиды. Тұқым бүрі ол түрөзгеріске ұшыраған мегаспорангия. Тұқым бүрі өскіннен және 2-3 архегониядан тұрады. Аталық гаметофит өнген микроспорадан тұрады, бұрынғы (алдыңғы) жоғарғы споралы өсімдіктермен (мүктер, плаундар, қырықбуындар, шаңжапырақтәрізділер) салыстырғанда мұнда антеридии болмайды.
Микроспора (тозаң) желмен ұшып аналық бүрдегі тұқым бүріне тұседі, нуцелустың жоғарғы бетінде ол тозаң түтікшесін түзеді, тозаң түтікшесі нуцелустың ұлпасы арқылы өтіп аталық гаметаны жұмыртқа жасушаға жеткізеді.
Ашықтұқымдыларда эволюция екі бағытта жүреді – мегафилия және микрофилия, сондықтан бөлім екі топқа бөлінеді. Мегафильды (үлкен жапырақты) және микрофилльді (кішкентай жапырақты). Бірінші топқа ертедегі жалаңаштұқымдылар (саговниктер, тұқымды шаңжапырақтар, беннетиттер). Екінші топқа ұсақ кішкентай жапырақтылар – корданттар, гинкогтар және қылқан жапырақтылар (хвойные).
Классификациясы (жіктеу). Жалаңаштұқымдылар 4 класқа бөлінеді.
1 – класс Саговниктер класы. Жапырақтары үлкен, сағақты немесе сағақсыз. Қарапайым түрлерінде жапырақтары қауырсынды. Тұқым бүрі (мегаспорангии) жапырақтары мегаспорада орналасқан. Бұл класқа 3 қатар бірігеді: тұқымды шаңжапырақтар саговниктер және беннетиттер.
Тұқымды шаңжапырақтар қатары (Zyginopteridales) Тұқымды шаңжапырақттар – ең көне жойылып кеткен ашықтұқымды өсімдіктер. Олар шаңжапырақтар және ашықтұқымдылар арасындағы байланыстырушы звено.
Тұқымды шаңжапырақттар сүректі, тік сабақты және үлкен күрделі қауырсынды жапырақты өсімдік. Жапырақтары шаңжапырақтардың жапырағына ұқсас. Сыртқы түрі қазіргі заманғы сүректі шаңжапырақтарға ұқсас, бірақ олардан айырмашылығы тұқымның болуында.
Ең жақсы зерттелген өкілі калимматотека. Сабағы моностельді. Тұқымбүрі дара. Сабағында үлкен күрделі екі-үш қауырсынды жапырақтар орналасады. Сабағының анатомиялық құрылысы күрделі. Сабағында өзегі болады.
Микроспорофилласы стерильді және споралы бөліктерге бөлінген. Стерильді бөлімінде қауырсынды тілімденген жапырақ топшасы болады. Споралы бөлімі табақша тәрізді төменгі бетінде 6-7мм микроспорангиі болады. Микроспорасы үлкен және өнген түрінде (аталық өскін) көп жасушалы. Тұқымды шаңжапырақтарда тозаң түтікшесі болмайды. Микроспораның ішінде, қозғалғыш сперматозоидтар дамиды. Калиматотеканың ұсақ (кішкентай) мегаспорангиі (тұқым бүрі) қазіргі кездегі саговниктердің тұқым бүріне өте ұқсас. Тұқымбүрі сыртжағынан нуцелусты толығымен интугмент қаптап жатады. Интугмент нуцелуспен тығыз бітісіп кеткен, бірақ төбе жағында бос болып микропиле түзеді. Нуцелустің жоғарғы жағында конус тәрізді өсінді болады, оның айналасында тозаң қабы (болады) орналасады. Нуцелустың ортасында эндосперм – аналық өскін орналасады.
Тұқымды шаңжапырақтар өзінің шығу тегі жағынан шаңжапырақтардың қарапайым формаларына жақын немесе мүмкін псилофиттерден шығуы мүмкін.
Саговниктер қатары (Cycadeles) саговниктер қазіргі кезде 1 тұқымдас, 9 туыс және 100 түрден тұрады. Бұлар негізінен Шығыс Азия, Австралия, Африка және Американың тропикалық және субтропикалық облыстарында кездеседі. Қазіргі кезде тіршілік ететін өкілі – ол саговник.
Саговниктер – сүректі өсімдік. Сабағы биік, колоннотәрізді немесе түйнек тәрізді онша биік емес 6-8 м, сабағы кейде жерде жасырын орналасады.
Саговник (cycal.sp.) nescs 15-тен аса түрді біріктіреді. әдетте бұл сүректі қосүйлі өсімдік. Көптеген саговниктерде спорофилдері тығыз – бүршікке жиналған. Саговник туысында аналық бүршік (шишка) жоқ. Мегаспорофилялды бос сабақты ұшында дамиды. Енді саговниктің көбею мүшелерін қарастырамыз.
Микроспорангиі тозаң аяқшаға орналасқан және жасушаларының қабырғасы біркелкі қалыңдамаған қабықпен қапталған. Спорангиилары ұзын – бойы жарықша арқылы ашылады. Онда көптеген мөлшерде ұсақ микроспоралар даимды. Микроспораның тозаң қабы болмайды. Микроспорангияның ішінде микроспора өніп аталық өскін түзіледі. Микроспораның өнуі кезінде бірінші бөлінудің нәтижесінде екі жасуша түзіледі. Оның бірі – протилиалды жасуша, басқа жасушаның бөлінуі нәтижесінде антеридальды жасуша түзіледі., бұл жасуша проталлиальды және вегетативті жасушаға жақын орналасады, келешекте бұл жасушадан гаустория (тозаң түтігі) дамиды. Осындай үш жасушалы түрінде микроспора микроспорангиядан сыртқа шашылады да желмен тұқымбүріне түсіп аталық өскіннің әрі қарай дамуы жүреді.
Дәріске ағымдық, аралық, қорытынды бақылау бойынша тест тапсырмалары және сұрақтар
Ашықтұқымдыларды жоғары споралы өсімдіктерден айырықша ажырататын белгілері қандай?
Ашықтұқымдыларды жоғары споралы өсімдіктермен жақындататын белгілер қандай?
Ашықтұқымдыларды қалай жіктейді (классификациялайды)?
Кәдімгі қарағайдың даму циклі қандай?
Қылқандылар қатарының аталық бүрінің құрылысы қандай?
1.Жалаңаш тұқымдылардың жоғары споралы өсімдіктер ден айырмашылығы неде
A) Аналық гаметофиті бар
B) Аталық гаметофиті бар
C) &Тұқымұрығы және тұқымның болуымен
D) Аталық және аналық гаметофиттері бар
E) Аталық гаметофиттің редукциялануы
2.Қарағайдың жұмыртқа клеткасына спермия қалай жеткізіледі
A) Сумен
B) Желмен
C) &Тозаң түтігімен
D) Насекомдармен
E) Сумен, желмен
A) Сабақта
B) Өркенде
C) Жапырағында
D) &Қатпарларында
E) Бүрінде
4.Аталық бүрде (шишка) не түзіледі
A) &Тозаң
B) Зигота
C) Архегоний
D) Антеридий
E) Тозаң, антеридий
