Gymnosperm-definitie
Gymnospermen zijn een groep planten die zaden produceren die niet in een eierstok of vrucht zitten. De zaden staan open voor de lucht en worden direct bevrucht door bestuiving.
“Gymnosperm”, van het Grieks, gymnos, “naakt” en sperma, “zaad”, ontwikkelen hun zaden op het oppervlak van schubben en bladeren, die vaak groeien tot kegel- of stengelvormen, die qua kenmerken contrasteren met de angiospermen, bloeiende planten die hun zaden omsluiten in een eierstok.
De gymnospermen bestaan uit de coniferen, de cycaden, de gnetophytes en de enige bestaande soort van de Gynkgophyta-divisie, de Gingko biloba.
Voorbeelden van Gymnosperm
Coniferen
Coniferen, in de divisie Pinophyta of Coniferophyta, zijn het talrijkst van de gymnospermen; houtachtig en met vaatweefsel, dit zijn kegelvormige bomen en struiken.
Coniferen groeien in alle delen van de wereld, hoewel ze vooral de boreale bossen van het noordelijk halfrond domineren. Velen zijn aangepast aan koude klimatologische omstandigheden ns, met naar beneden gerichte takken, die helpen sneeuw af te werpen, en specifieke biochemische eigenschappen die weerstand bieden tegen bevriezing.
Voorbeelden van coniferen zijn dennen, taxusbomen, sequoias, sparren, sparren en ceders.
De naaldbossen van de wereld beslaan enorme stukken land en bieden de grootste koolstofopslag op het land. Coniferen worden ook economisch gewaardeerd; hun naaldhout wordt gebruikt voor de productie van papier en hout, ze worden gebruikt om pijnboompitten te verbouwen en de bessen van de jeneverbesstruik worden gebruikt om gin op smaak te brengen.
Cycads
Het uiterlijk van de cycaden (divisie Cycadophyta) vormt typisch een enkele, stevige, cilindrische, houtachtige stam en een kroon van grote, harde en stijve, groenblijvende samengestelde bladeren, die rechtstreeks uit de stam groeien in een rozetformatie. De cycaden zijn tweehuizig, wat betekent dat elke individuele plant ofwel volledig mannelijk of volledig vrouwelijk is.
De cycaden zijn gedeeltelijk xerofyt, wat betekent dat ze zijn aangepast om te overleven in gebieden met zeer weinig vloeibaar water, hoewel hun verspreiding grotendeels centra rond de subtropische Kreeftskeerkring en de Steenbokskeerkring, evenals tropische regios zoals Midden- en Zuid-Amerika, China en Zuidoost-Azië, India en Sri Lanka, Madagaskar en Tropisch en Zuidelijk Afrika.
De cycaden waren in het verleden veel talrijker dan nu, met een hoogtepunt in het tijdperk van de cycaden – de Jura-periode. Er zijn momenteel nog maar drie families binnen de cycaden: de Cycadaceae, Stangeriaceae en Zamiaceae.
Gnetophytes
De gnetophyta zijn te onderscheiden binnen de gymnospermen omdat ze vatelementen hebben, een systeem van kanalen dat meestal in de angiospermen wordt aangetroffen en die water binnen de plant transporteren.
De gnetophyta beslaan 70 soorten over drie geslachten en zijn morfologisch variabel, waaronder bomen, struiken, stronken, wijnstokken en klimplanten met bladvormen variërend van tegenovergesteld tot wervelend, schubachtig en straplike.
De verspreiding wordt bepaald door het geslacht: Welwitschia is uniek voor de Namib-woestijn en de omliggende gebieden in Zuidwest-Afrika; Gnetum komt voor in tropische bossen; en Ephedra komen vooral voor in dorre of woestijngebieden van Zuidwest-Amerika, Noord-Afrika, Zuid-Europa en Centraal-Azië.
Ginkgo
Gingko, de naaste verwant van de cycaden, is een geslacht van gymnospermen waarvan Gingko biloba de enige nog bestaande soort is.
Gingkos zijn grote, slanke, schaduw-intolerante bomen, die tot 160 voet groeien met opvallende waaiervormige bladeren. Ze zijn diepgeworteld en bestand tegen beschadiging door wind en sneeuw. Ze zijn ook resistent tegen ziekten en insectenschade, dankzij een uitzonderlijk groot genoom, dat antibacteriële en chemische afweermechanismen mogelijk maakt.
Gingko verschijnt voor het eerst in het fossielenbestand in de Perm-periode, 270 miljoen jaar geleden, en de Gingko biloba blijft grotendeels ongewijzigd, waardoor het een classificatie krijgt als een levend fossiel.
Ginkgo biloba, afkomstig uit China, wordt wereldwijd verbouwd voor gebruik in verschillende traditionele medicijnen en als voedselbron.
Levenscyclus van gymnospermen
Gymnospermen planten zich voort met een verandering van generaties, wat betekent dat hun voortplantingscyclus zowel haploïde als diploïde fasen heeft.
Net als bij alle andere vaatplanten hebben gymnospermen een sporofyt dominante levenscyclus (de sporofyt is het diploïde meercellige stadium, dat het lichaam van de plant omvat, dwz een bladboom). De gametofytfase is relatief kort en er worden gameten geproduceerd op de voortplantingsorganen, die meestal kegeltjes zijn.
De vrouwelijke ovulaaskegel, of megasporofyl, draagt het megasporangium, diploïde cellen, die meiose ondergaan om vier haploïde sporen.Van deze haploïde sporen overleeft er maar één als megaspoor. De overlevende megaspore ontwikkelt zich vervolgens door mitose tot de vrouwelijke gametofyt. Binnen de vrouwelijke gametofyt bevinden zich een eicel en een endosperm-moedercel; de endosperm-moedercel maakt endosperm aan, dat uiteindelijk het embryo ‘voedt’.
De mannelijke kegel, de microsporofyl genaamd, is een klein, sponsachtig, bladachtig orgaan dat het microsporangium draagt. Het microsporangium bevat de mannelijke microsporen, die meiose ondergaan om de mannelijke gametofyt, pollen, te genereren. Het stuifmeelkorrel bevat de stuifmeelbuiscel en de generatieve cel (die twee zaadcellen bevat, hoewel er één sterft).
Wanneer het stuifmeel de eicel bereikt, hetzij door wind of door dierlijk door bestuiving, wordt het stuifmeelkorrel geeft het enkele sperma vrij. De kernen van de vrouwelijke en mannelijke gametofyten smelten vervolgens samen om een diploïde zygote te creëren. Het endosperm, een haploïde voedingsweefsel, komt vrij uit de moedercel van het endosperm en omringt de zygote om een zaadje te vormen. De zaden verschijnen als de ‘schubben’, die zichtbaar zijn op de kegels van gymnospermen; deze schubben worden vervolgens verspreid om een nieuwe sporofyt van jonge boompjes te vormen, die uitgroeit tot een volwassen sporofyt, en de cyclus gaat verder.
Vrouwelijke kegels zijn groter en houteriger dan mannelijke kegels en worden meestal hoger op de boom geplaatst, hoewel bij tweehuizige soorten, zoals de cycaden, de mannelijke en vrouwelijke kegels op aparte bomen worden gedragen.
- Angiosperm – De term voor de groep bloeiende planten die zich voortplanten via zaden in eitjes.
- Vasculaire planten – Een grote groep planten gedefinieerd als planten die weefsels hebben (xyleem en floëem) om mineralen en water door de plant te geleiden.
- Niet-vasculaire planten – De groep planten zonder het xyleem en floëem vasculaire weefsels, hoewel ze gewoonlijk water transporteren via andere mechanismen.
Quiz
1. Wil een plantensoort ‘tweehuizig’ zijn, dan moet het:
A. Ongeslachtelijk voortplanten
B. Zowel mannelijke als vrouwelijke organen hebben
C. Heb aparte mannelijke en vrouwelijke individuen
D. Niet reproduceren
2. Welke indeling van de gymnospermen wordt het meest gebruikt om papier te maken?
A. Coniferen
B. Cycads
C. Gnetophyta
D. Gingkophyta
3. Welke rol speelt de kegel in de levenscyclus van de gymnospermen?
A. Het is het zaad
B. Het is de mannelijke gametofyt
C. Het is het voortplantingslichaam
D. Het voedt het embryo