THỰC VẬT HẠT TRẦN: ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI VÀ VÍ DỤ VỀ CÁC LOÀI - SINH HỌC - 2026

Hạt trần là một nhóm thực vật có mạch có hạt "trần trụi", nhưng không ra hoa. Giống như thực vật hạt kín, nhóm thực vật này thuộc nhóm thực vật "sinh tinh" hoặc thực vật bậc cao.

Thực vật hạt trần được nhiều nhà thực vật học coi là đại diện cho một nhóm chị em với thực vật hạt kín (thực vật có hoa) và phần lớn kiến ​​thức hiện tại của nhóm thứ hai là do các nghiên cứu liên quan đến cây hạt trần.

Ảnh chụp một khu rừng lá kim (Ảnh của Johannes Plenio tại www.pixabay.com)

Theo bằng chứng hóa thạch và phân tích tin sinh học, thực vật hạt trần và thực vật hạt kín phân kỳ cách đây khoảng 300 đến 360 triệu năm, trong thời kỳ Carboniferous, một trong những kỷ Paleozoi. Mặc dù thực tế là hiện chỉ có khoảng 1000 loài, trong suốt thời kỳ Đại Trung sinh, chúng là những dạng sống thực vật chủ yếu.

Nhóm này bao gồm các loài thực vật lớn nhất trong toàn bộ giới thực vật, chẳng hạn như các thành viên của loài Sequoia sempervirens (cao hơn 150 m) và chi Metasequoia (trên 100 mét).

Trong nhóm thực vật hạt trần là các loài thực vật được biết đến như thông (cây lá kim), cây chu sa và cây bạch quả, trong số những loài khác.

Đặc điểm hạt trần

Người ta tin rằng có những nhóm thực vật hạt trần đại diện không thay đổi trong hơn 100 triệu năm, tức là chúng vẫn giữ được nhiều đặc điểm của tổ tiên. Ngoài ra, chúng là loài cây sinh trưởng rất chậm, có tuổi thọ cao.

Phân phối

Những loài thực vật này phân bố trên tất cả các lục địa, ngoại trừ Nam Cực. Khoảng 2/3 tổng số cây hạt trần trong sinh quyển là cây lá kim, chiếm hơn 35% diện tích rừng trên thế giới, đặc biệt là ở các vùng ôn đới.

http://www.majordifferences.com/2013/03/difference-between-gymnosperms-and.html#.WZbE6lFJaM9

Kết cấu

Tất cả các cây hạt trần đều là cây thân gỗ và cây lâu năm, có sinh trưởng thứ cấp dồi dào. Cơ thể của nó được chia (mặc dù nó đại diện cho một đơn vị duy nhất) thành thân, rễ và lá. Chúng khác với các loài thực vật khác ở chỗ cơ thể thực vật là thể bào tử hay thế hệ vô tính, là thể trội trong suốt vòng đời của cây.

Chúng có thân và rễ với sự phát triển thứ cấp dồi dào, một thực tế là đặc biệt quan trọng trong nhóm cây lá kim. Mối quan hệ giữa các vùng mô khác nhau của thân cây (vỏ cây, mạch gỗ, gỗ hoặc khúc gỗ (xylem) và thân cây) thay đổi tùy theo loài.

Vận chuyển nước

Về sự vận chuyển nước ở thực vật hạt trần, chúng khác với thực vật hạt kín ở chỗ xylem của chúng chỉ bao gồm các tế bào khí quản (có nghĩa là khả năng vận chuyển kém hiệu quả), trong khi ở thực vật hạt kín có cả khí quản và mạch.

Đặc điểm dẫn truyền hydric của cây hạt trần liên quan đến loại lá mà những cây này có, có thể là dạng lá (trên các cành ngắn) hoặc dạng "cọ" lớn, nhưng số lượng ít.

Sinh sản

Một trong những đặc điểm chính của cây hạt trần, mặc dù không phải là đặc điểm duy nhất xác định chúng là một nhóm, là không có hoa và sản xuất hạt "trần". Đây là những cấu trúc mà các noãn và hạt lộ ra trên bề mặt của bào tử hoặc các cấu trúc tương tự khác, và không được bao bọc trong một lớp bảo vệ và dinh dưỡng.

Sự thụ tinh của noãn chứa trong giao tử cái của cây hạt trần xảy ra nhờ sự vận chuyển thụ động nhờ gió (cây ưa phấn) hạt phấn hoặc của giao tử đực hoàn chỉnh cho đến khi tiếp cận tế bào trứng (thụ phấn).

Sự khác biệt giữa noãn của hạt Hạt kín và noãn của hạt trần (Nguồn: Tameeria tại Wikipedia tiếng Anh, qua Wikimedia Commons)

Nhiều cây hạt trần là đơn tính cùng gốc (giao tử cái và đực trên cùng một cây), một số khác lại đơn tính (cấu trúc sinh sản cái và đực trên các cây riêng biệt).

Các cấu trúc sinh sản của mỗi giới được nhóm lại thành các strobili đơn tính, tuy nhiên, một số loài chỉ có con đực. Strobilus là một tập hợp các thể bào tử tạo ra các túi bào tử.

Các nét chấm của một hạt trần (Nguồn: Borgetti N., Isocrono D. (DISAFA) qua Wikimedia Commons)

Các vi hạt tạo ra các đại bào tử sản sinh macrosporangia (giao tử cái), trong khi các vi hạt tạo ra các vi hạt, chịu trách nhiệm sản xuất meiotic của các hạt phấn (giao tử đực).

Phân loại cây hạt trần

Nhóm thực vật hạt trần đại diện cho năm dòng chính của thực vật hạt và được chia thành bốn lớp phụ, được nhóm lại trong lớp Equisetopsida, và được gọi là:

- Họ Bạch quả: với một loài hiện đang tồn tại.

- Họ Cycadidae: có 297-331 loài chia thành 10 chi. Họ thường đến từ các vùng nhiệt đới châu Mỹ và châu Á.

- Pinidae: với 614 loài chia thành 69 chi. Những loài thực vật này là đặc trưng của vùng ôn đới ở bắc và nam bán cầu.

- Gnetidae: có 80-100 loài, chia thành 3 chi.

Trong số bốn phân lớp này, thực vật hạt trần chiếm khoảng 12 họ, 83 chi và khoảng 1000 loài.

Một thực tế gây tò mò là, trong số 83 chi này, 34 chi trong số chúng là đơn mẫu, tức là chúng bao gồm một loài duy nhất; 22 loài được tạo thành từ 2 đến 5 loài và chỉ có 3 chi có gần 100 loài, đó là chi Cycas, chi Pinus và chi Podocarpus.

Cây lá kim

Không nghi ngờ gì nữa, dòng dõi rộng rãi nhất của nhóm cây hạt trần là cây lá kim, được chia thành 7 họ (mặc dù đây là chủ đề thảo luận của nhiều nhà hệ thống thực vật), đó là:

- Họ Hoa môi

- Họ Podocarpaceae

- Họ Araucariaceae

- Họ Cephalotaxaceae

- Họ Pinaceae

- Họ Hoa môi (Taxodiaceae)

- Họ cà phê chè

Genophytes

Nhóm thực vật sống (phân lớp Gnetidae) bao gồm ba họ, tất cả đều được tạo thành từ một chi duy nhất, đó là:

- Họ ma hoàng

- Họ Gnetaceae

- Họ Welwitschiaceae

Cycads

Việc phân loại các loài cây họ cà đã gây ra khá nhiều tranh cãi, tuy nhiên, các công bố tương đối gần đây đã công nhận rằng nhóm này được chia thành hai họ, cộng lại lên đến 10 chi:

- Họ cà gai leo

- Họ Zamiaceae

Ví dụ về các loài hạt trần

Thực vật hạt trần là một nhóm rất quan trọng, không chỉ theo quan điểm sinh thái mà còn về mặt kinh tế, vì ngoài chức năng hoạt động trong chu trình cacbon của trái đất, chúng còn là nguồn cung cấp nhựa, gỗ, thậm chí cả thuốc và thực phẩm.

Sequoias

Một ví dụ không thể chối cãi về cây hạt trần nổi bật là cây Sequoias , thuộc họ Taxodiaceae, của cây lá kim. Sequoias hiện bị giới hạn ở bang California, Hoa Kỳ, và hai loài hiện có được biết đến với sải cánh lớn, vì chiều cao trung bình của chúng dài hơn 100 mét.

những cây thông

Thông cũng đại diện cho một trong những nhóm quan trọng nhất và nổi tiếng nhất trong cây hạt trần, vì chúng không chỉ tạo thành những khu rừng rộng lớn nhất trên hành tinh, mà còn có các mục đích sử dụng công nghiệp khác nhau và được con người khai thác mạnh để lấy gỗ, sản xuất chẳng hạn như giấy và việc lấy nhựa.

Vòng đời của hạt trần (Nguồn: Jhodlof (ảnh cây), JJ Harrison (ảnh nón cái), Beentree (ảnh nón đực), MPF (ảnh vảy noãn và hạt), RoRo (sơ đồ vòng đời cuối cùng) qua Wikimedia Commons)

Ginkgo biloba

Một loài hạt trần đặc biệt, Ginkgo biloba , cũng được biết đến nhiều trong nhóm này. Đây là loài duy nhất của chi duy nhất trong phân lớp Gingkoidae và được cho là đại diện lâu đời nhất của tất cả các loài thực vật sinh tinh sống ngày nay.

Người giới thiệu

1. Chamberlain, CJ (1935). Cây hạt trần. Tạp chí Botanical, 1 (6), 183-209.
2. Lindorf, H., De Parisca, L., & Rodríguez, P. (1985). Thực vật học Phân loại, cấu tạo và sinh sản.
3. Nabors, MW (2004). Nhập môn thực vật học (số 580 N117i). Lề.
4. Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, SE (2005). Sinh học của thực vật. Macmillan.
5. Vidal, JA Cây không có hoa / có hoa. (Quyển số 589.3 V5.).
6. Wang, XQ & Ran, JH (2014). Sự tiến hóa và địa lý sinh vật của cây hạt trần. Phát sinh loài và tiến hóa phân tử, 75, 24-40.