SPERMATOPHYTES HOẶC PHANEROGAMS: ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI, TIẾN HÓA - SINH HỌC - 2026

Các espermatofitas hoặc thực vật có hoa, còn được gọi là "nhà máy hạt giống" là một dòng đơn ngành lớn của các nhà máy thuộc nhóm lignofitas (cây thân gỗ) và được phân loại cả thực vật hạt kín (thực vật có hoa) là cây hạt trần ( cây lá kim và tương tự).

Spermatophytes tạo thành một nhóm riêng biệt với lignophytes nhờ vào đặc điểm chung của sự phát triển hạt giống, được mô tả trong sách giáo khoa như một "tính mới tiến hóa" cho nhóm.

Ảnh chụp cây táo, một cây sinh tinh (Nguồn: W. carter / CC0, qua Wikimedia Commons)

Từ "tinh trùng" có nghĩa đen là "thực vật có hạt", vì nó xuất phát từ từ "tinh trùng" trong tiếng Hy Lạp, có nghĩa là hạt giống, và "phyton", có nghĩa là thực vật.

Thực vật ăn thịt là một trong những sinh vật quan trọng nhất trên trái đất, vì cả thực vật hạt kín và thực vật hạt trần đều là hai nhóm cực kỳ phong phú cần thiết cho hoạt động của hầu hết các hệ sinh thái trên cạn.

Nếu bạn nghĩ về nó một cách nhanh chóng, thực vật có hạt có lẽ là nhóm quen thuộc nhất với hầu hết mọi người, không chỉ từ khía cạnh dinh dưỡng (vì dầu, tinh bột và protein được lấy từ hạt của nhiều loại thực vật), mà còn từ quan điểm cảnh quan.

Spermatophytes là những cây gỗ đỏ khổng lồ của California, những loài cây lớn và nhiều lá của rừng nhiệt đới Amazon, hoa loa kèn và hoa hồng, gạo, yến mạch, ngô, lúa mì và lúa mạch, cùng hàng ngàn loài khác.

Đặc điểm của tế bào sinh tinh

- Đặc điểm chính của tế bào sinh tinh hay phanerogam là sản xuất hạt sau khi thụ phấn, tức là sản phẩm kết quả từ sự dung hợp của hai tế bào sinh dục.

- Chúng là sinh vật quang hợp, tức là chúng có lục lạp chứa chất diệp lục, đó là lý do chúng có thể chuyển hóa năng lượng ánh sáng từ tia nắng mặt trời thành năng lượng hóa học có thể sử dụng được.

- Phần thân của các loại rau này được chia thành rễ, thân và lá.

- Một số thực vật sinh tinh, thực vật hạt kín, tạo ra hoa và từ những hoa này tạo ra quả, đó là những quả chứa hạt.

- Cây hạt trần không ra hoa nhưng có cấu tạo chuyên biệt để nâng đỡ hạt.

- Hầu hết các tế bào sinh tinh có mô mạch phát triển tốt, bao gồm mô xylem và khí quản.

- Chúng phân bố rộng khắp trong sinh quyển nên chiếm hàng trăm sinh cảnh khác nhau.

- Chúng có thể có các mô tăng trưởng thứ cấp hoặc không.

Môi trường sống

Thực vật có hoa (thực vật hạt kín) mọc ở hầu hết mọi khu vực có thể sinh sống được trên trái đất (ngoại trừ rừng lá kim), và thậm chí có thể thống trị một số hệ sinh thái dưới nước. Do đó, chúng có thể sinh sống:

- Sa mạc

- Bình nguyên

- Serranías

- Đại dương, biển và sông

Tương tự như vậy, cây hạt trần, các cây khác có hạt, cũng có độ dẻo lớn đối với môi trường sống mà chúng có thể chiếm giữ, mặc dù chúng bị hạn chế hơn ở môi trường trên cạn và không dưới nước.

Phân loại và phân loại

Cây có hạt thuộc bộ Spermatophyta. Trong bộ phận này được nhóm các cây dương xỉ có hạt "Pteridosperms", Hạt trần và Thực vật hạt kín.

Dương xỉ hạt là nhóm được cấu tạo chủ yếu từ thực vật hóa thạch nên thực vật sinh tinh thường được coi là Thực vật hạt trần và Thực vật hạt kín.

Hạt trần

Nón của cây thông, Hạt trần (Nguồn: Sridhar Rao / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) qua Wikimedia Commons)

Từ "hạt trần" có nghĩa là "thực vật có hạt trần" (gymnos, có nghĩa là "trần trụi" và tinh trùng, có nghĩa là "hạt giống").

Tùy thuộc vào nghiên cứu được phân tích, nhóm thực vật này là một nhóm "phi tự nhiên", vì các thành viên của nó có nguồn gốc cận sinh, có nghĩa là không phải tất cả đều có cùng một tổ tiên chung; hoặc nó là nhóm đơn ngành, anh em của thực vật hạt kín.

- Các thành viên trong nhóm gặp nhau trong bộ phận này vì họ có chung đặc điểm (apomorphy) là không sinh hoa.

- Ngoài ra, những cây này có cấu trúc được gọi là "hình nón", một số cây cái và một cây đực.

- Hạt sau khi thụ tinh không được bao bọc trong thành quả.

- Chúng có lá cuốn, hình kim và chứa nhiều sáp.

Cây hạt trần được chia thành các dòng sau:

- Cycadophyta , dòng dõi được cho là cơ bản nhất

- Ginkgophyta

- Coniferophyta , cây lá kim

- Gnetophyta hoặc Gnetales, đôi khi được xếp vào nhóm cây lá kim

Thực vật hạt kín

Hoa của Tetradenia riparia, một loài hạt kín. Conrado / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Ngược lại, thực vật có hoa là một nhóm đơn ngành đã được chứng minh, được coi là một nhóm chị em với cây hạt trần. Cho đến nay, chúng là nhóm thực vật phong phú, đa dạng và thành công nhất, chiếm hơn 95% các loài thực vật còn sống hiện nay.

Chúng cũng là một trong những loài thực vật quan trọng nhất đối với hệ thống kinh tế thế giới, vì chúng không chỉ được khai thác để sản xuất lương thực mà còn để khai thác các loại nguyên liệu thô khác nhau.

- Tất cả thực vật hạt kín đều có hoa, thường là hoa lưỡng tính (cả hai giới trong cùng một hoa).

- Hạt của nó được bao bọc trong bầu noãn, phát triển thành quả.

- Nhìn chung chúng có biểu hiện thụ tinh kép.

Thực vật hạt kín bao gồm một nhóm vô cùng phong phú và đa dạng, mà phân loại là đối tượng nghiên cứu của nhiều chuyên gia trong lĩnh vực này, do đó có một số khác biệt giữa phân loại này với phân loại khác. Tuy nhiên, trong số những người được chấp nhận nhiều nhất là nhóm này bao gồm các nhóm:

- Amborellales

hoặc Nymphaeales

- Austrobaileyales

- Magnoit

hoặc Laurales

hoặc Magnoliales

hoặc Canellales

o Piperales

o Cây một lá mầm

• Petrosavials
• Acorales
• Alismatales
• Asparagales
• Dioscoreales
• Liliales
• Pandanales

hoặc Commelinidos

• Arecales
• Commelinales
• Zingiberales
• Poales

hoặc Eudicotyledons

• Buxales
• Trochodendrales
• Ranunculales
• Nghi thức
• Berberidopsidales
• Dillenials
• Lễ tang
• Caryophyllales
• Santalales
• Saxifragales
• Rosides
• Vital
• Crossosomatales
• Geraniales
• Myrtales
• Zygophyllales
• Địa chính
• Bầu bí
• Fabales
• Fagales
• Malpighiales
• Oxalidal
• Rosales
• Vườn cây ăn quả
• Brassicales
• Malvales
• Quả bồ hòn
• Asterids
• Cornales
• Ericales
• Garryales
• Gentianales
• Lamiales
• Solanales
• Apiales
• Aquifoliales
• Asterales
• Dipsacales

Vòng đời và sinh sản

Vòng đời của tế bào sinh tinh được gọi là "thể bào", nơi mà thể bào tử chiếm ưu thế và hạt được tạo ra và thể giao tử, không giống như các nhóm thực vật khác, bị giảm phân bên trong noãn hoặc hạt phấn.

Sự luân phiên của các thế hệ

Từ đó hiểu rằng tất cả các cây có hạt đều có sự luân phiên của các thế hệ, một thể giao tử và một thể giao tử khác, nhưng thể giao tử chỉ phát triển khi cây đến tuổi trưởng thành hoặc giai đoạn sinh sản.

Các thể bào tử mang các cấu trúc chuyên biệt nơi tạo ra các giao tử cái và giao tử đực. Các vi bào tử tạo ra các hạt phấn (đực) và các megasporangia tạo ra các hạt phấn hay noãn (cái).

Trong một số trường hợp, cả megasporangium và microsporangium đều được tìm thấy trong các cá thể hoặc cấu trúc khác nhau (Thực vật hạt trần) nhưng nhìn chung, ở hầu hết các loài thực vật, cả hai đều có cấu trúc giống nhau được gọi là hoa (Thực vật hạt kín).

Những bông hoa

Hoa là một cấu trúc chuyên biệt để sinh sản và phát sinh từ thân như một "phần mở rộng" của cơ thể thực vật.

Megasporangium chứa trong hoa có một "hộp chứa" (bầu nhụy) có chức năng tiếp nhận các hạt phấn, được tạo ra bởi microsporangium (từ cùng một hoa hoặc từ các hoa khác nhau).

Các noãn bên trong bầu có tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết để hỗ trợ sự phát triển của phôi, hạt và quả, một quá trình xảy ra sau khi hạt phấn thụ phấn và thụ tinh cho noãn.

Do đó, các hạt được tạo ra có thể được phân tán bằng các phương tiện khác nhau và một khi chúng nảy mầm, hình thành một thể bào tử mới có thể lặp lại vòng đời.

Ví dụ về các loài sinh tinh

Spermatophytes là những loài thực vật vô cùng đa dạng, có chu kỳ sống, hình dạng, kích thước và cách sống rất khác nhau.

Nhóm này thuộc về tất cả các loài thực vật có hoa mà chúng ta biết, thực tế là tất cả các loài thực vật mà chúng ta tiêu thụ để làm thực phẩm và những cây vĩ đại và hùng vĩ tạo nên các khu rừng và rừng rậm hỗ trợ sự sống của động vật.

- Quả táo, đặc trưng của mùa thu ở nhiều nước theo mùa, thuộc loài Malus domestica , nó thuộc bộ Magnoliophyta và bộ Rosales.

- Pinus mugo là một loài thông cây bụi mọc ở dãy núi Alps và từ đó người ta chiết xuất ra một số hợp chất có tác dụng long đờm, chống hen và khử trùng.

- Bánh mì mà con người ăn hàng ngày được làm bằng bột từ hạt lúa mì, một loài thực vật hạt kín thuộc chi Triticum và được gọi là Triticum aestivum .

Sự tiến hóa của tế bào sinh tinh

Sự tiến hóa của thực vật có hạt liên quan chặt chẽ đến sự tiến hóa của hai cấu trúc: hạt và hạt phấn.

- Sự tiến hóa của hạt

Sự tiến hóa của hạt giống là một quá trình xảy ra theo nhiều bước, nhưng trình tự chính xác của chúng không được biết và có thể đã xảy ra hai hoặc nhiều hơn cùng một lúc. Tiếp theo, "các bước" của sự tiến hóa của hạt giống được trình bày như một số tác giả đề xuất:

1-Dị vật

Thuật ngữ này đề cập đến sự hình thành của hai loại bào tử đơn bội (với một nửa tải lượng nhiễm sắc thể của thực vật đã cho chúng nguồn gốc) bên trong hai túi bào tử khác nhau

- Bào tử trùng: số lượng lớn và nhỏ, do meiosis tạo ra trong một cấu trúc được gọi là megasporangium. Mỗi megaspore phát triển bên trong thể giao tử cái, trong đó người ta tìm thấy chứng archegonia.

- Vi bào tử: các sản phẩm sinh học của vi bào tử. Các vi bào tử có nguồn gốc từ thể giao tử đực, trong đó có các thể giao tử.

Nó được coi là một trong những “bước” cần thiết trong quá trình tiến hóa của tế bào sinh tinh, vì điều kiện tổ tiên bao gồm khí quyển, tức là chỉ sản xuất một loại bào tử (bào tử bằng nhau).

2-Endosporia

Ngoài sự hình thành hai loại bào tử khác nhau, tế bào sinh tinh còn phát triển một điều kiện khác được gọi là nội bào tử, bao gồm sự phát triển hoàn chỉnh của giao tử cái bên trong vách ban đầu của bào tử.

Tình trạng tổ tiên được gọi là "exosporia" và liên quan đến sự nảy mầm của bào tử và sự phát triển của nó như một giao tử bên ngoài.

3-Giảm số lượng megaspores

Thực vật có hạt có đặc điểm là tạo ra một megaspore duy nhất, một đặc điểm được cho là đã tiến hóa theo hai cách.

Ban đầu, họ phải có khả năng giảm số lượng tế bào meiosis trong megasporangium xuống chỉ còn một; Điều quan trọng cần lưu ý là mỗi tế bào này được gọi là tế bào megasporocyte hoặc tế bào mẹ megaspore.

Sau khi meiosis, một megasporocyte lưỡng bội tạo ra 4 megaspore đơn bội. Ba trong số các megaspore này "hủy bỏ", để lại một megaspore chức năng duy nhất, tăng kích thước, tương quan với sự gia tăng kích thước và nguồn dinh dưỡng trong megasporangium.

4-Lưu giữ megaspore

Một trong những điều kiện hoặc đặc điểm tổ tiên của sinh tinh là megaspore được giải phóng từ megasporangium, một điều gì đó đã thay đổi trong nhóm này, vì trong những thực vật này, megaspore, một khi được tạo ra, được giữ lại trong megasporangium.

Lần lượt, sự "thu nhận" tiến hóa mới này đã đi kèm với sự giảm độ dày của thành tế bào megaspore.

5-Sự phát triển của tương tác

Nhiều tác giả coi đây là một trong những sự kiện cuối cùng diễn ra trong quá trình tiến hóa của thực vật có hạt. Đó là sự "bao phủ" của megasporangium bởi một mô đặc biệt được gọi là lớp phủ, bao quanh nó gần như hoàn toàn, với sự biểu hiện của đầu xa.

Sự liên kết phát triển từ nền của megasporangium, có thể được gọi là nucela trong nhiều văn bản.

Các ghi chép về hóa thạch cho thấy phần nguyên đầu tiên phát triển thành hai thùy riêng biệt, tuy nhiên, tất cả các cây có hạt tồn tại ngày nay đều có phần nguyên bao gồm một lớp phủ liên tục bao quanh nucela ngoại trừ vi hạt, là cực xa.

Micropyle là nơi xâm nhập của các hạt phấn hoặc ống phấn trong quá trình thụ tinh của megaspore, vì vậy nó tham gia tích cực vào quá trình này.

- Sự tiến hóa của hạt phấn

Sự tiến hóa của hạt trực tiếp đi kèm với sự tiến hóa của hạt phấn, nhưng hạt phấn là gì?

Hạt phấn là một giao tử nội giao tử đực chưa trưởng thành. Nội bào tử trong những cấu trúc này phát triển theo cách tương tự như những gì đã xảy ra trong hạt, vì nó liên quan đến sự phát triển của giao tử đực bên trong thành của bào tử.

Chúng chưa trưởng thành vì khi chúng được thả ra chúng vẫn chưa được phân biệt hoàn toàn.

Không giống như các loại thực vật khác, và như đã thảo luận ở trên, hạt phấn rất khác với megaspores. Đây là những giao tử đực cực kỳ nhỏ, bao gồm một vài tế bào.

Khi được giải phóng khỏi túi vi, các hạt phấn phải được vận chuyển đến các lỗ nhỏ của noãn để quá trình thụ tinh diễn ra. Đặc điểm tổ tiên của thụ phấn là không ưa thích (thụ phấn nhờ gió).

Sau khi tiếp xúc với noãn, giao tử đực hoàn thành quá trình phát triển bằng cách phân chia bằng nguyên phân và biệt hóa. Từ đó, một ống phấn ngoại phát triển (bên ngoài bào tử), có chức năng như một cơ quan hấp thụ các chất dinh dưỡng xung quanh mô bào tử.

Ống phấn hoa

Tất cả các cây hạt tồn tại ngày nay đều có các giao tử đực có khả năng hình thành ống phấn ngay sau khi tiếp xúc với mô của megaspore (nucela). Sự hình thành của ống phấn được gọi là sự giao hợp.

Ngoài chức năng là cơ quan hấp thụ thức ăn, ống phấn còn có chức năng vận chuyển các tế bào tinh trùng đến gặp "trứng" của noãn.

Người giới thiệu

1. Merriam-Webster. (nd). Spermatophyte. Trong từ điển Merriam-Webster.com. Truy cập ngày 7 tháng 4 năm 2020 từ merriam-webster.com
2. Nabors, MW (2004). Nhập môn thực vật học (số 580 N117i). Lề.
3. Simpson, MG (2019). Hệ thống thực vật. Báo chí học thuật.
4. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Sinh học của thực vật. Macmillan.
5. Westoby, M., & Rice, B. (1982). Sự tiến hóa của cây hạt và sự phát triển toàn diện của các mô thực vật. Evolution, 36 (4), 713-724.