9. Maakasvit kehittyivät levistä Flashcards
Milloin maakasvien kehitys alkoi?
Noin 460 miljoonaa vuotta sitten ilmakehän happipitoisuus oli saavuttanut lähes nykyisen tasonsa, eli happea ilmakehässä oli noin 20%. Hapen lisääntynyt määrä ilmakehässä oli myös vahvistanut yläilmakehän otsonikerrosta, jonka seurauksena maan pinnalle pääsevän UV-säteilyn määrä oli laskenut elämän kannalta turvalliselle tasolle.
Tämä kaikki loi suotuisat olosuhteet elämän sopeutumiselle maahan. Ensimmäisinä maaelämään sopeutuivat sienet ja vihreät kasvit.
Kerro kasvien esi-isistä.
Kasvien esi-isiä olivat monisoluiset, vuorovesirannoilla eläneet, viherlevät. Niiden pintarakenne oli kehittynyt ajoittaista kuivuutta kestäväksi. Viherleviä esiintyi myös jokisuistoissa, joissa ne sopeutuivat vähäsuolaiseen tai suolattomaan veteen.
Nykyisinkin elävien viherlevien rakenne on samankaltainen kuin muilla vihreillä kasveilla muun muassa lehtivihreän, soluseinän selluloosan ja glukoosista syntyvän tärkkelyksen osalta.
Kerro ensimmäisistä kehittyneistä maakasveista.
Ensimmäiset maakasvit olivat kosteille rannoille noin 500 miljoonaa vuotta sitten kehittyneet sammalet. Pienikokoiset sammalet vihersivät noin 100 miljoonan vuoden ajan kosteissa elinympäristöissä valtalajeina.
Sammalten varsi oli sekovarsi, eli siitä ei kyennyt erottamaan kasveille tyypillisiä osia, kuten lehtiä, vartta tai juuria. Myöhemmin monille kasvilajeille kehityi kuitenkin lehtiä ja juurtumahapsia. Sammalet eivät olleet täysin sopeutuneita maaelämään, sillä useat sammallajit ottavat vettä koko niiden pinnallaan ja voivat lisääntyä vain kosteissa olosuhteissa –> kylmät, karut ja märät kasvupaikat.
Sammalten lisääntymiseen kuuluu sekä suvullinen että suvuton vaihe. Suvullinen lisääntyminen tapahtuu heledmöityksen avulla, mutta vain kosteissa olosuhteissa, sillä siittiösolut liikkuvat munasolun luo vedessä. Suvuton lisääntyminen tapahtuu itiöiden tai katkenneiden osien avulla.
Milloin sammalten ohelle tuli muitakin kasveja, miksi?
Kuivalla maalla oli runsaasti vapaita elinympäristöjä. Lisäksi hiilidioksidia ja Auringon valoa riitti kasveille, jonka vuoksi lajien välinen kilpailu oli aluksi vähäistä. Vähitellen kehittyi kasveja, jotka sopeutuivat uusiin ympäristöoloihin sammalia paremmin. Uudet kasviryhmät, eli liekokasvit, saniaiset ja kortteet, kehittyivät noin 400 miljoonaa vuotta sitten. Ne olivat kooltaan isompia ja rakenteeltaan monipuolisempia. Sanikkaiset olivat maaekosysteemissä hallitseva kasviryhmä kivihiilikaudella 360-300 miljoonaa vuotta sitten (kostea ja lämmin ilmasto, paljon hiilidioksidia).
Mitkä olivat maaelämän kannalta hyödyllisiä sanikkaisten avainsopeutumia?
Sanikkaisilla (liekokasvit, saniaiset ja kortteet) oli monia maaelämän kannalta hyödyllisiä avainsopeumia. Sanikkaisille kehittyi muun muassa juuret, jotka mahdollistivat niille näin ollen veden ja ravinteiden ottamisen maaperästä. Lisäksi niille kehittyivät lehdet fotosynteesiä varten. Fotosynteesiä tuki myös niille kehittynyt pysty, tukisolukkoa sisältävä, varsi, jonka avulla kasvit kurottautuivat kohti auringonvaloa. Sanikkaisten pintasolukko kesti hyvin kuivuutta.
Sanikkaisille kehittyi myös johtosolukko, jonka avulla vettä ja siihen liuenneita aineita kuljetettiin kasvin eri osiin. Ilmarakojen kautta pääsi haihtumaan vettä.
Miten sanikkaiset luokitellaan, miten ne lisääntyvät?
Sanikkaiset luokitellaan sammalten tavoin niiden lisääntymistavan perusteella itiökasveiksi. Sanikkaiset lisääntyvät vuorotellen suvullisesti sukusolujen avulla ja suvuttomasti itiöiden avulla. Munasolujen ja siittiösolujen hedelmöittyminen vaatii sammalten tavoin kosteat olosuhteet. Saniaisilla itiöt kehittyvät lehden alapintojen itiöpesäkkeissä.
Milloin siemenkasvit kehittyivät?
Kivihiilikauden jälkeen noin 250 miljoonaa vuotta sitten maapallon ilmasto viileni ja kuiveni, jonka seurauksena suuret sanikkaismetsät hävisivät. Suurten sanikkaisten tilalle keittyivät siemenkasvit. Ne sopeutuivat paremmin muuttuneisiin ympäristöoloihin, sillä ne pystyivät lisääntymään kuivemmissa olosuhteissa.
Mikä on siemenkasvien lisääntymisrakenne?
Siemenkasvien lisääntymisrakenne on kukka. Koiraspuoliset siittiösolut, siitepölyhiukkaset, sijaitsevat kukan heteissä ja munasolut puolestaan kukan emeissä.
Siitepölyhiukkaset kestävät hyvin kuivuutta ja ne kulkeutuvat helposti tuulen, veden tai jonkun toisen eliön kuljettamana emikukintoon munasolun luo.
Siemenkasvit jaetaan niiden emien rakenteen perusteella koppisiemenisiin ja paljassiemenisiin kasveihin.
Miksi siemen oli tärkeä rakenne, millainen sen rakenne on?
Siemen oli tärkeä uusi rakenne. Se sisälsi kasvialkion, sekä sitä ympäröivän vararavinnon. Siemenen suojaksi kehittyi siemenkuori.
Siemen kestää kuivia, kuumia ja kylmiä olosuhteita ja on valmis itämään sopivassa lämmössä ja kosteudessa.
Kerro paljassiemenisistä siemenkasveista (kilpailuetu, lisääntyminen, sopeutuminen).
Maapallon ilmaston muututtua kylmemmäksi ja kuivemmaksi, paljassiemenisistä siemenkasveista tuli maapallon kasvillisuuden valtalajeja miljooniksi vuosiksi.
Paljassiemenisten siemenkasvien kilpailuetuna oli se, ettei niiden lisääntyminen ollut enää sanikkaisten tavoin vedestä riippuvainen. Siitepölyhiukkaset kulkeutuivat tuulen mukana munasolun luo emikukinnon siemenaiheisiin.
Uusi lisääntymistapa mahdollisti kuiville aluielle sopeutumisen. Siihen auttoi myös monien lajien lehtien muuttuminen pieniksi ja vahapintaisiksi neulasiksi, joka vähensi veden haihtumista.
Kerro koppisiemenisistä siemenkasveista (milloin, menestyminen)
Ensimmäiset koppisiemeniset siemenkasvit kehittyivät rinnakkain paljassiemenisten kasvien kanssa, mutta ne alkoivat yleistyä nopeasti vasta noin 100 miljoonaa vuotta sitten. Koppisiemenisistä siemenkasveista kehityi suhteellisen lyhyessä ajassa tuhansia uusia erilaisiin ympäristöihin sopeutuneita lajeja. Niiden menestyminen perustui paljassiemenisiä siemenkasveja tehokkaampaan lisääntymiseen.
Koppisiemenisiä siemenkasveja kutsutaan myös kukkakasveiksi.
Kerro koppisiemenisten siemenkasvien lisääntymisestä.
Koppisiemenisten siemenkasvien menestyminen perustui paljassiemenisiä kasveja tehokkaampaan lisääntymiseen. Koppisiemenisillä kasveilla tuulipölytyksen rinnalla yleistyi eläinpölytys, jonka vuoksi koppisiemenisten kasvien evoluutio on tiiviissä yhteydessä hyönteisten evoluutioon (tärkeimmät pölyttäjät)
Pölytystä seurasi hedelmöitys, jossa siitepölyhiukkasen toinen tuma hedelmöitti emin munasolun. Hedelmöittyneestä munasolusta kehittyi kasvin alkio. Alkiota ympäröi puolestaan vararavintoa sisältävä siemenvalkuainen (tärkkelys, proteiini, rasva), sekä siemenkuoret. Siemenen ympärille kehittyi usein värikäs ja maukas hedelmä. Lisääntyminen oli tehokasta, sillä monet eläimet syövät mielellään siemeniä/hedelmiä –> siemen voi selvitä jopa koko eläimen ruuansulatuskanavan läpi kokonaisena, jolloin se voi levitä hyvinkin kauas.
Mitä putkilokasvit ovat? Kerro rakenteesta.
Sanikkaiset ja siemenkasvit ovat putkilokasveja, eli ne ottavat veden ja ravinteet maaperästä laajalle alueelle levittäytyneillä juurillaan. Juurissa on lisäksi juurikarvoja suurentamaan vedenottopinta-alaa entisestään. Vesi siirtyy maaperästä juuren soluihin, sillä maaperän vesi ja siihen liuenneet ravinteet muodostavat laimeamman liuoksen kuin liuos, joka on juuren solujen sisällä.
Kerro putkilokasvien johtosolukosta.
Putkilokasveilla juuren keskiosasta alkaa johtosolukko, jossa on aineiden kuljettamiseen erikoistuneita juuresta varteen jatkuvia johtojänteitä. Johtojänteiden paksuseinäiset solut tukevat putkilokasveja.
Mikroskoopin alla tarkasteltuna johtojänne koostuu puuosasta ja nilaosasta. Puuosan putkiloissa kulkee vesi ja ravinteet; nilaosan siiviläputkissa puolestaan fotosyneesissä syntyneet tuotteet.
Putkilot jatkuvat lehdissä lehtisuonina, joista vesi siirtyy yhteyttämissolukon viherhiukkasiin.
Puuvartisten kasvien paksuuskasvun saa aikaan puu- ja nilaosan välissä oleva jälsisolukko.
Miten vesi nousee putkilokasveissa?
Suurin osa kasvin ottamasta vedestä haihtuu sen lehtien alapinnalla sijaitsevien ilmarakojen kautta. Tämä aiheuttaa haihtumisimun, joka yhdessä vesimolekyylien välisen vetovoiman kanssa saa veden nousemaan kasvissa ylöspäin.
Vesimolekyylien välinen vetovoima sitoo ne pitkäksi ja yhtenäiseksi molekyylijonoksi. Ilmaraoista haihtuu aina ykis vesimolekyyli kerrallaan, jolloin vesimolekyylijono siirtyy ylöspäin ja juuressa siihen liittyy uusi vesimolekyyli.
Veden nousua kasvissa edistää myös ohuiden putkiloiden aiheuttama kapillaari-ilmiö, eli veden pintajännityksestä johtuva nousuvoima.
