nøgenfrøede er blomsterløse planter, der producerer kegler og frø. Udtrykket gymnosperm betyder bogstaveligt "nøgen frø", da gymnospermfrø ikke er indkapslet i en æggestokk. Snarere sidder de eksponeret på overfladen af bladlignende strukturer kaldet bracts. Gymnospermer er karplanter i underdykdom Embyophyta og inkluderer nåletræer, cykader, ginkgoer og gnetophytter. Nogle af de mest genkendelige eksempler på disse træagtige buske og træer inkluderer fyrretræer, graner, graner og ginkgoer. Gymnospermer er rigelige i tempereret skov og boreal skov biome med arter, der kan tolerere fugtige eller tørre forhold.
I modsætning til dækfrøede, gymnospermer producerer ikke blomster eller frugt. De antages at være de første karplanter, der beboede land, der forekommer i triasperioden for omkring 245-208 millioner år siden. Udviklingen af en vaskulært system i stand til at transportere vand gennem planten aktiveret gymnosperm landkolonisering. I dag er der over tusind arter af gymnospermer, der hører til fire hovedafdelinger: Coniferophyta, Cycadophyta, ginkgophyta, og gnetophyta.
Det Coniferophyta division indeholder nåletræer, der har den største variation af arter blandt gymnospermer. Mest nåletræer er stedsegrønne (beholder deres blade hele året) og inkluderer nogle af de største, højeste og ældste træer på planeten. Eksempler på nåletræer inkluderer fyrretræer, sequoias, graner, hemlock og graner. Konifere er en vigtig økonomisk kilde til tømmer og produkter, såsom papir, der er udviklet af træ. Gymnospermtræ betragtes som blødt træ, i modsætning til hårdttræ fra nogle angiospermer.
Ordet nåletræ betyder "keglebærer", et særpræg, der er fælles for nåletræer. Kegler huser den mandlige og kvindelige reproduktionsstruktur af nåletræer. De fleste nåletræer er enbohampeplanten, hvilket betyder, at både mandlige og kvindelige kegler kan findes på det samme træ.
En anden let identificerbar egenskab ved nåletræer er deres nålelignende blade. Forskellige nåletræfamilier, såsom Pinaceae (fyrretræer) og Cupressaceae (cypresser), er kendetegnet ved den tilstedeværende type blade. Pines har enkelte nålelignende blade eller nålebladskræder langs stilken. Cypresser har flade, skala-lignende blade langs stilkene. Andre nåletræer af slægten Agathis har tykke, elliptiske blade og nåletræer af slægten Nageia har brede, flade blade.
Bartræer er iøjnefaldende medlemmer af taiga skovbiomet og har tilpasninger til livet i det kolde miljø i boreale skove. Træernes høje, trekantede form tillader, at sne lettere falder fra grenene og forhindrer dem i at bryde under isens vægt. Nålebladskærtræer har også en voksagtig pels på bladoverfladen for at forhindre vandtab i det tørre klima.
Det Cycadophyta opdeling af gymnospermer inkluderer cykader. Cycads findes i tropiske skove og subtropiske regioner. Disse stedsegrønne planter har en fjerlignende bladstruktur og lange stængler, der spreder de store blade ud over den tykke, træagtige stamme. Ved første øjekast kan cykader ligne palmer, men de er ikke beslægtede. Disse planter kan leve i mange år og have en langsom vækstproces. King Sago-palmen kan for eksempel tage op til 50 år at nå 10 fod.
I modsætning til mange nåletræer producerer cycadetræer enten kun mandlige kegler (producerer pollen) eller hunnkegler (producerer ægløsning). Kegleproducerende cykader til kvinder producerer kun frø, hvis en mand er i nærheden. Cykader er hovedsageligt afhængige af insekter til pollination, og dyr hjælper med spredning af deres store, farverige frø.
Ginkgo biloba er de eneste overlevende planter i ginkgophyta opdeling af gymnospermer. I dag er naturligt voksende ginkgo-planter eksklusivt for Kina. Ginkgoer kan leve i tusinder af år og er kendetegnet ved vifteformede, løvfladende blade, der bliver gule om efteråret. Ginkgo biloba er ret store, med de højeste træer når 160 fod. Ældre træer har tykke kufferter og dybe rødder.
Ginkgoer trives i godt sollys områder, der modtager masser af vand og har masser af jorddrenering. Ligesom cykader producerer ginkgo-planter enten mandlige eller kvindelige kegler og har sædceller, der bruger flageller at svømme mod ægget i den kvindelige ægløsning. Disse holdbare træer er brandbestandige, skadedyrbestandige og sygdomsbestandige, og de producerer kemikalier, der menes at have medicinsk værdi, inklusive flavinoids og terpener med antioxidant, antiinflammatoriske og antimikrobielle egenskaber.
Gymnospermdivisionen gnetophyta har et lille antal arter (65) fundet inden for tre slægter: ephedra, Gnetum, og Welwitschia. Mange af arterne fra slægten ephedra er buske, der kan findes i ørkenregioner i Amerika eller i de høje, kølige regioner i Himalaya bjergene i Indien. Bestemte ephedra arter har medicinske egenskaber og er kilden til det decongestant medikament efedrin. ephedra arter har slanke stængler og skala-lignende blade.
Gnetum arter indeholder nogle buske og træer, men de fleste er træagtige vinstokke, der klatrer omkring andre planter. De bor tropiske regnskove og har brede, flade blade, der ligner bladene fra blomstrende planter. De mandlige og kvindelige reproduktionskegler findes på separate træer og ligner ofte blomster, selvom de ikke er det. Disse planters karvævstruktur svarer også til strukturen blomstrende planter.
Welwitschia har en enkelt art, W. mirabilis. Disse planter lever kun i den afrikanske ørken i Namibia. De er meget usædvanlige, idet de har en stor stængel, der forbliver tæt på jorden, to store bueflade, der opdeles i andre blade, når de vokser, og en stor, dyb taprot. Denne plante kan modstå ørkenens ekstreme varme med højder på 50 ° C (122 ° F) samt manglen på vand (1-10 cm årligt). Han W. mirabilis kegler er farverige, og både mandlige og kvindelige kegler indeholder nektar for at tiltrække insekter.
I gymnospermens livscyklus skifter planter mellem en seksuel fase og en aseksuel fase. Denne type livscyklus er kendt som veksling af generationer. Gametproduktion finder sted i den seksuelle fase eller gametofytgenerering af cyklussen. sporer produceres i den aseksuelle fase eller sporofytgenerering. I modsætning til i ikke-vaskulære planter, den dominerende fase af plantelivscyklussen for karplanter er sporophtye-generationen.
I gymnospermer anerkendes plantens sporophyt som hovedparten af selve planten, herunder rødder, blade, stængler og kegler. Det celler af planten sporophyt er diploid og indeholder to komplette sæt af kromosomer. Sporofytten er ansvarlig for produktionen af haploide sporer gennem processen med meiose. Indeholder et komplet sæt kromosomer udvikler sporer sig til haploide gametofytter. Plante gametophytes producerer mandlige og kvindelige kønsceller som forenes ved pollination for at danne en ny diploid zygote. Zygoten modnes til en ny diploid sporophyt og afslutter dermed cyklussen. Gymnospermer tilbringer det meste af deres livscyklus i sporophytfasen, og gametophytgenerationen er helt afhængig af sporophytgenerationen for at overleve.
Kvindelige gameter (megasporer) produceres i kaldte gametophytstrukturer archegonia placeret i ægformede kegler. Hanlige gameter (mikrosporer) produceres i pollen kegler og udvikles til pollenkorn. Nogle gymnospermearter har mandlige og kvindelige kegler på det samme træ, mens andre har separate mandlige eller kvindelige kegleproducerende træer. For at pollination skal finde sted, skal gameter komme i kontakt med hinanden. Dette sker typisk via vind-, dyre- eller insektoverførsel.
Befrugtning i gymnospermer forekommer, når pollenkorn kommer i kontakt med den kvindelige ægløsning og spirer. Sædceller kører sig hen til æget inde i ægløsningen og befrugter æget. Hos nåletræer og gnetofytter har sædceller ingen flagella og skal nå ægget via dannelsen af en pollenrør. I cykader og ginkgoer svømmer den flagellerede sæd mod æget til befrugtning. Efter befrugtning udvikles den resulterende zygote inden i gymnospermfrøet og danner en ny sporofyt.
Asaravala, Manish, et al. “Triasperiode: Tektonik og paleoklimat.” Tektonik fra triasperioden, University of Califonia Museum of Paleontology, www.ucmp.berkeley.edu/mesozoic/triassic/triassictect.html.
Frazer, Jennifer. “Er cykler sociale planter?” Scientific American Blog Network, 16. oktober 2013, blogs.scientificamerican.com/artful-amoeba/are-cycads-social-plants/.
Pallardy, Stephen G. “Woody Plant Body.” Woody Plants fysiologi, 20. maj 2008, s. 9–38., Doi: 10.1016 / b978-012088765-1.50003-8.
Wagner, Armin et al. "Lignifikation og Lignin-manipulation i nåletræer." Fremskridt inden for botanisk forskning, vol. 61, 8. juni 2012, s. 37–76., Doi: 10.1016 / b978-0-12-416023-1.00002-1.