Wątrobowce

Charakterystyka ogólna

cykl życia

rozród zarodników

rozmnażanie bezpłciowe

Ewolucja

zasoby

wątrobowce są jedną z trzech klas w kladzie roślin Bryophyta. Pozostałe dwie klasy to mchy i hornworty. Wątrobowce są małymi zielonymi roślinami lądowymi. Nie mają prawdziwych korzeni, łodyg ani liści. Zamiast tego mają naziemną strukturę przypominającą liście, znaną jako plecha, i podziemną strukturę, znaną jako kłącze. Większość wątrobowców znajduje się w wilgotnym środowisku i wydają się być mniej odporne na wysuszenie niż ich krewni, mchy. Niektóre gatunki wątrobowców występują w umiarkowanej Ameryce Północnej, ale większość gatunków rośnie w tropikach.

Charakterystyka ogólna

podobnie jak mchy i rośliny wyższe, wątrobowce używają chlorofilu a, chlorofilu b i karotenoidów jako pigmentów fotosyntetycznych i przechowują swoje rezerwy żywności jako skrobię. Podobnie jak u mchów i roślin wyższych, ich ściany komórkowe zbudowane są z celulozy.

podobnie jak mchy i rogi, wątrobowce są ograniczone do wilgotnych środowisk z dwóch głównych powodów: Po pierwsze, brakuje im układu naczyniowego do efektywnego transportu wody i żywności. Po drugie, ich plemniki muszą pływać przez wodę, aby dotrzeć do komórek jajowych.

plechy większości wątrobowców mają morfologię grzbietową. Innymi słowy, mają wyraźne przednie i tylne strony. Pod tym względem thalli wątrobowe są podobne do liści roślin wyższych.

nazwa „wątrobowce” jest wiekowa i została nadana tym roślinom, ponieważ ich plechy mają kształt wątroby. We wcześniejszych czasach ludzie wierzyli w „doktrynę sygnatur”, która dyktowała, że część roślin przypominająca narząd cielesny może być używana do leczenia chorób tego narządu. Tak więc wątrobowce były stosowane w leczeniu chorób wątroby. Zachodnia nauka już dawno zdyskredytowała doktrynę podpisów, chociaż nadal jest ona propagowana przez różne „New Age” i inne ruchy pseudonaukowe.

cykl życia

ogólne cechy cyklu życia wątrobowców są takie same jak u mchów. Oba mają charakterystyczną alternację pokoleń, w której wielokomórkowy diploidalny sporofit jest zależny od zielonego i” liściastego ” haploidalnego gametofitu. Podobnie jak w przypadku mchów, gametofit wątrobowców jest formą najczęściej spotykaną w przyrodzie.

u większości gatunków haploidalny zarodnik wątrobowca kiełkuje i daje początek jednokomórkowej protonemy,

małej komórce nitkowatej. Ogólnie rzecz biorąc, gametofit haploidalny rozwija się z protonemy. U większości wątrobowców gametofit jest prokopowaty, choć u niektórych gatunków jest wyprostowany. Zazwyczaj gametofit ma podziemny kłącze, wyspecjalizowaną jednokomórkową strukturę, która zakotwicza wątrobę do jej podłoża i pobiera składniki odżywcze z gleby.

z gametofitu wyrastają męskie i żeńskie narządy rozrodcze, pylnik i archegonia. Powstają one bezpośrednio z plechy lub są noszone na łodygach. Około 80% gatunków wątrobowców to gatunki dwupienne (samce i samice na osobnych roślinach), a pozostałe 20% to gatunki jednopienne (samce i samice na tej samej roślinie). Każde archegonium wytwarza jedno jajo; każde anteridium wytwarza wiele ruchomych plemników, z których każda ma dwie wici. Plemniki muszą przepłynąć przez wodę, aby dotrzeć do archegonium. Następnie plemnik zapłodnia jajko tworząc diploidalną komórkę. Ostatecznie rozwija się w wielokomórkowy diploidalny sporofit.

sporofity wątrobowców, podobnie jak mchy, mają końcową kapsułkę osadzoną na łodydze, znaną jako seta. W miarę rozwoju sporofitu wewnątrz kapsuły powstają zarodniki haploidalne. Ogólnie sporofity wątrobowców są mniejsze i prostsze w morfologii niż u mchów. Inną różnicą jest to, że seta wątrobowa wydłuża się po dojrzewaniu kapsułki, podczas gdy seta Mech wydłuża się przed dojrzewaniem kapsułki.

Dyspersja zarodników

wątrobowce mają charakterystyczną metodę dyspersji zarodników. Wewnątrz sporofitowej kapsuły zarodniki są przyłączone do wyspecjalizowanych komórek zwanych elaterami. Elater ma kształt rurkowaty i ma jedno lub więcej zgrubień ściany komórkowej, które są spiralnie zorientowane wzdłuż długiej osi komórki. Te spiralne zagęszczenia są hydroskopowe, ponieważ łatwo wchłaniają wodę.

kluczowe pojęcia

Diploid —Jądro lub komórka zawierająca dwie kopie każdego chromosomu, powstałe w wyniku fuzji dwóch haploidalnych jąder.

Elater —wyspecjalizowane komórki rurkowate o spiralnie zorientowanych zgrubieniach ściany komórkowej, do których przyczepione są zarodniki wątrobowców.

gametofit —haploidalne, gametotwórcze pokolenie w cyklu życiowym rośliny.

Gemma —Wielokomórkowa bezpłciowa struktura rozrodcza mchów i wątrobowców.

haploidalne —jądro lub komórka zawierająca po jednej kopii każdego chromosomu.

mejoza —podział jądra komórki, w którym liczba chromosomów jest zmniejszona o połowę, zazwyczaj z diploidalnego do haploidalnego.

sporofity —diploidalne, wytwarzające zarodniki pokolenie w cyklu życiowym rośliny.

plecha —pojedyncze ciało roślinne pozbawione wyraźnych łodyg, liści i korzeni.

gdy kapsułka wątrobowa wysycha, otwiera się. Następnie helikalna ściana komórkowa zgrubienia elater wysycha i elater zmienia swój kształt. W takim przypadku elater uwalnia powiązane zarodniki, które są następnie rozpraszane przez wiatr.

rozmnażanie bezpłciowe

podobnie jak mchy, wiele gatunków wątrobowców rozmnaża się poprzez tworzenie gemmae, małych okrągłych lub kulistych struktur rozrodczych przenoszonych wewnątrz kubków gemmae, które tworzą na szczycie plechy. Tworzenie Gemmae jest ważną formą rozmnażania bezpłciowego u wielu gatunków wątrobowców i mchów.

Ewolucja

istnieje tylko kilka skamieniałości wątrobowców i mchów, a nie ma skamieniałości rogowców. Dzieje się tak dlatego, że tkanka miękka tych mszaków nie skamieniała dobrze. Najstarsza znana skamieniałość wątrobowców pochodzi z późnego okresu Dewońskiego, około 350 milionów lat temu. Większość botaników uważa, że powstały one na długo przed tym.

niektórzy botanicy zaproponowali, że na świecie jest ponad 10 000 gatunków wątrobowców. Bardziej realistyczne szacunki to około 6 tys. Liczba gatunków mogła być w przeszłości zawyżona, ponieważ morfologia wielu gatunków jest elastyczna, ponieważ różni się w różnych środowiskach. To sprawia, że identyfikacja gatunków wątrobowców jest bardzo trudna, zazwyczaj trudniejsza niż u roślin wyższych.

Co ciekawe, mimo że wątrobowce powstały kilkaset milionów lat przed kwitnącymi roślinami, istnieje kilkaset tysięcy gatunków roślin kwitnących, ale tylko około 6000 gatunków wątrobowców. Powodem tego może być to, że wątrobowce polegają na nieefektywnym mechanizmie transportowanego w wodzie nasienia do rozmnażania płciowego. W związku z tym zaproponowano, że większość gatunków wątrobowców opiera się na aseksualnych gemmae jako sposobie rozmnażania. Rozmnażanie bezpłciowe ma tendencję do zmniejszania różnorodności genetycznej. Ponieważ różnorodność genetyczna jest potrzebna do ewolucji nowych gatunków, wątrobowce i inne mszaki mogły wyewoluować w rodzaj ewolucyjnego ślepego zaułka.

Zobacz też

zasoby

książki

Austin, TX: Steck-Vaughn, 1992.

Margulis, L., and Schwartz, K. V. Five Kingdoms. New York: W. H. Freeman and Company, 1998.

inne

„Bryophytes: Moses, Liverworts, and Hornworts” <http://bryophytes.plant.siu.edu/marchantiophyta.html>(Dostęp 2 grudnia 2006).

University of Massachusetts, Amherst: Biological Sciences. „Liverworts” <http://www.bio.umass.edu/biology/conn.river/liverwts.html> (accessed December 2, 2006).

Peter A. Ensminger