9. Maakasvien kehitys Flashcards
Miten maakasvien kehitys alkoi?
Noin 460 miljoonaa vuotta sitten ilmakehän happipitoisuus oli saavuttanut lähes nykyisen tasonsa, tämän myötä otsonikerros oli vahvistunut ja UV-säteilyn määrä täten vähentynyt elämän kannalta turvalliselle tasolle. Ensimmäisenä maaelämään sopeutuivat sienet ja vihreät kasvit.
Kasvien esi-isiä ovat vuorovesirantojen monisoluiset viherlevät, joiden pintarakenne kehittyi ajoittaista kuivuutta kestäväksi.
Kerro sammalista.
Sammalet olivat ensimmäisiä maakasveja, ne alkoivat kehittyä n. 500 miljoonaa vuotta sitten kosteille rannoille.
- Sekovartisia, eli ei voida erottaa tyypillisiä kasvien osia
- Lisääntymisessä suvullinen sekä suvuton vaihe: Suvullinen lisääntyminen hedelmöityksen avulla on mahdollista vain kosteassa ympäristössä, koska sammalten siittiösolut liikkuvat veden mukana munasolujen luo. Suvullisen vaiheen etuna on, että syntyy perinnöllistä muuntelua. Suvuton lisääntyminen tapahtuu itiöiden avulla sekä useilla sammallajeilla niiden katkenneista osista.
Kerro sanikkaisista.
Sanikkaisia ovat liekokasvit, saniaiset ja kortteet. Ne kehittyivät n. 400 miljoonaa vuotta sitten.
Kuivalla maalla oli tarjolla runsaasti vapaita elinympäristöjä. Kasveille riitti valoa ja hiilidioksidia, ja lajien välinen kilpailu oli aluksi vähäistä. Vähitellen kehittyi kasveja, jotka sopeutuivat uusiin ympäristöoloihin sammalia paremmin. Nämä kasvit olivat kooltaan isompia ja rakenteeltaan monipuolisempia kuin sammalet.
Avainsopeumia:
- Juuret, veden ja ravinnon ottoon
- Lehdet fotosynteesiin
- Varsi: pysty ja tukisolukkoa sisältävä
- Johtosolukko, jossa vesi ja siihen liuenneet aineet kulkevat kasvin eri osiin
- Ilmaraot, joiden kautta vesi haihtui
Kerro itiökasveista.
Sammaleet ja sanikkaiset ovat lisääntymistapansa perusteella itiökasveja. Ne lisääntyvät vuorotellen itiöiden avulla suvuttomasti ja sukusolujen avulla suvullisesti. Munasolujen ja siittiösolujen hedelmöittymiseen sanikkaiset tarvitsevat sammalten tavoin kosteat olosuhteet.
Kerro siemenkasveista.
Noin 250 miljoonaa vuotta sitten ilmasto muuttui kuivemmaksi ja viileämmäksi. Tämän seurauksena laajat sanikkaismetsät hävisivät. Tilalle kehittyi siemenkasvit, jotka sopeutuivat oloihin paremmin, sillä niiden lisääntyminen onnistui kuivemmissa oloissa.
Siemenkasvin lisääntymisrakenne on kukka. Sukusolut eli siitepölyhiukkaset syntyvät kukan heteissä ja munasolut emeissä. Emien rakenteen perusteella ryhmitellään paljassiemenisiin ja koppisiemenisiin. Siitepölyhiukkaset kestävät kuivuutta ja kulkeutuvat helposti tuulen, veden tai jonkin eläimen kuljettamana emikukintoon munasolun luokse.
Siemen sisälsi kasvialkion ja sitä ympäröivän vararavinnon. Siementä suojaamaan kehittyi siemenkuori. Siemen kestää kuivia, kuumia ja kylmiä oloja ja oli valmis itämään sopivassa lämmössä ja kosteudessa.
Kerro paljassiemenisistä kasveista.
Paljassiemenisten kasvien siitepölyhiukkaset kulkeutuivat tuulen kuljettamina munasolujen luokse emikukinnon siemenaiheisiin. Uuden lisääntymistavan ansiosta paljassiemeniset kasvit sopeutuivat elämään kuivilla alueilla. Siinä auttoi myös useimpien lajien lehtien muuttuminen pieniksi ja vahapeitteisiksi neulasiksi, minkä vuoksi vettä haihtui vähemmän.
Kerro koppisiemenisistä kasveista.
Ensimmäiset koppisiemeniset kasvit kehittyivät rinnakkain paljassiemenisten kanssa, mutta ne alkoivat yleistyä nopeasti vasta noin 100 miljoonaa vuotta sitten. Koppisiemenisten kasvien menestyminen perustui paljassiemenisiä kasveja tehokkaampaan lisääntymiseen. Koppisiemenisiä kasveja kutsutaan myös kukkakasveiksi.
Tuulipölytyksen rinnalla koppisiemenisillä kasveilla yleistyi myös eläinpölytys. Koppisiemenisten kasvien evoluutio onkin ollut tiiviissä yhteydessä hyönteisten evoluutioon, koska hyönteiset ovat niiden tärkeimpiä pölyttäjiä.
Pölytyksen jälkeen tapahtuu hedelmöitys, kun toinen siitepölyhiukkasen tumista hedelmöittää emissä oleman munasolun, josta kehittyy kasvin alkio ja sen ympärille siemenvalkuainen.
Koppisiemenisillä kasveilla alkiota ympäröivät vararavintoa sisältävä siemenvalkuainen sekä siemenkuoret, ja siemenen ympärille kehittyi usein värikäs ja mehevä hedelmä. Koppisiemenisten kasvien leviäminen on tehokasta, koska monet eläimet syövät mielellään siemeniä ja hedelmiä. Siemenet voivat selviytyä kokonaisina eläimen ruuansulatuskanavan läpi ja levitä näin kauaskin uusille alueille.
Kerro putkilokasveista.
Sanikkaiset ja siemenkasvit ovat putkilokasveja. Ne ottavat veden ja ravinteet maaperästä juurillaan.
Juuren keskiosasta alkaa putkilokasveilla johtosolukko, jossa on aineiden kuljetukseen erikoistuneita johtojänteitä. Johtojänteet jatkuvat juuresta varteen. Ne koostuvat puuosasta ja nilaosasta.
Puuvartisten kasvien paksuuskasvun saa aikaan puu ja nilaosan välissä oleva jälsisolukko. Johtojänteiden paksuseinäiset solut tukevat putkilokasveja.
Mitä on haihtumisimu?
Suurin osa kasvin ottamasta vedestä haihtuu lehden alapinnalla sijaitsevien ilmarakojen kautta. Tämän aiheuttama haihtumisimu saa yhdessä vesimolekyylien välisen vetovoiman kanssa veden nousemaan kasvissa ylöspäin. Vesimolekyylien välinen vetovoima sitoo ne toisiinsa pitkäksi yhtenäiseksi molekyylijonoksi. Ilmaraoista haihtuu yksi vesimolekyyli kerrallaan, jolloin vesimolekyylijono siirtyy ylöspäin ja juuressa siihen liittyy uusi vesimolekyyli. Jos vesimolekyylinauha katkeaa, veden nousu päättyy. Veden nousua kasvissa edistää myös ohuiden putkiloiden aiheuttama kapillaari-ilmiö eli veden pintajännityksestä johtuva nousuvoima.
Kerro kasvien ja sienten evoluution kulusta rinnakkain.
Sienet hajottivat kuolleita eliöitä ja vapauttivat näin ravinteita kasvien käyttöön. Sienten ja levien välille, kuten myös sienten ja kasvien välille, kehittyi molempia osapuolia hyödyttäviä yhteiselämän muotoja. . Joidenkin viherlevien ja sienten koevoluution tuloksena kehittyivät jäkälät. Sienten ja lähes kaikkien kasvien yhteiselämän muodoksi puolestaan kehittyi sienijuuri, joka muodostui sienirihmastosta ja kasvin juuren solukoista. Sienijuuri tehostaa kasvien veden ja ravinteiden ottoa. Sieni saa vastavuoroisesti kasvilta fotosynteesissä valmistunutta sokeria.
