عاريات البذور Gymnosperms هي مجموعة من النباتات (نباتات وعائية) الحاملة للبذور ، تكون البذور في هذه المجموعة غير متشكلة ضمن البييضة ovule الموجودة داخل مغلفات البذور والتي تتطور لاحقا إلى ثمرة ، لكنها تكون عارية ضمن الخروط الصنوبري Conifer cone أوفي بنية شبه مخروطية .

النباتات البذرية هي أرقى النباتات وأكثرها وجودا على ظهر الأرض ، يعتقد أنها نشأت تطورت من نباتات تيريدية تكون نوعين من الجراثيم heterosporous تشابه سيلاجينيلا أومن السرخسيات البذرية المنقرضة ، واعتمد التطور على اختزال الطور الجاميطي وتكونه داخل جسم النبات الجرثومي .

الصفات

تمتاز النباتات البذرية بتكوينها للبذور ، والبذرة هي نبات جرثومي صغير يتكون من جنين محاط بغذاء مخزن أويحتوي الجنين على غذائه ، ويحاط الجميع باغلاف ، تتكون البذور داخل أنشجة النبات الجرثومي الأم . تنفصل البذور عن النابت الأم وتنبت مستقلة عند توفر الظروف الملائمة ، وتكون فرص البذور في المعيشة المستقلة أفضل من فرص الجراثيم في النباتات الأقل رقيا . كذلك تمتاز النباتات البذرية عن النباتات السابقة جميعا بأنها أكثر ملائمة للمعيشة الأرضية فأعضاء التذكير قد تكون جاميطات ذكرية هدبية إلا أنها لاتحتاج إلى الماء لانتنطقها ، بل أنها تتكون داخل حبوب لقاح تنتقل بوسائل مختلفة منها الهواء والحشرات ، وتنبت حبوب التفاح فتعطي جميع حبة لقاح أنبوبة لقاح تتحرك فيها الجاميطات الذكرية حتى تصل إلى البويضة.نطقب:كتاب المملكة النباتية

تضم النباتات البذرية مجموعتين كبيرتين من النباتات ، عاريات البذور وكاسيات البذور ، وتمتاز النباتات عاريات البذور بأن البذور تكون عارية على الورقة الجرثومية الكبيرة والتي تعهد بالحرشفيةالكريلية في حين حتى البذور تتكون في النباتات كاسيات البذور داخل جدار المبيض الذي يصبح جدار الثمرة ولذلك تكون البذور مغطاة .

يعتبر البعض النباتات عاريات البذور أنها نباتات زهرية أزهارها مختزلة إلى حد كبير خاصة وأن بعض هذه النباتات لها أزهار بدائية .

مميزات النباتات عاريات البذور

جميع النباتات عاريات البذور خشبية معمرة ، فهي إما أشجار أوشجيرات ولا يوجد منها نباتات عشبية ، وغالبيتها مستديمة الخضرة . يوجد بالنباتات نسيج كامبيوم ولهذا فيحدث لها نموفي السمك فيتكون خشب ولحاء ثانويين . ويتكون الخشب في غالبية الأجناس من قصيبات ولا توجد أوعية خشبية . خلايا إندوسبرم البذرة أحادية الأساس الكروموسومي .

الطور السائد هوالطور الجرثومي ، أما الطور الجاميطي فصغير جدا ، وينموفي أنسجة النبات الجرثومي معتمدا في تغذيته عليه .

دورة حياة النباتات عاريات البذور

يتكون على النبات الواحد أوعلى نباتين مختلفين تبعا لجنس النبات ، نوعان من الجراثيم تتكون في غالبية الأنواع في مخايط يعهد أحدهما بالمخروط المذكروالآخر بالمخروط المؤنث . يتكون المخروط المذكر staminate strobilus من محور يحمل أوراقا جرثومية صغيرة microsporophylls تعهد بالحراشيف السدائية staminate scales تحمل أكياس جرثومية صغيرة microprangia تعهد بأكياس حبوب اللقاح pollen sacs ، والتي يتكون بداخلها الخلايا الأمية للجراثيم الصغيرة microsporocyts . تنقسم الخلايا الأمية للجراثيم الصغيرة اختزاليا لتعطي جميع منها أربعة جراثيم صغيرة microspores والتي تعهد بحبوب اللقاح pollen grains وهي وحيدة الأساس الكروموسومي . تنموحبوب اللقاح داخليا مكونة نباتات جاميطية مذكرة ، يتكون جميع منها من خلية أوخليتين خضريتين تبعا للجنس وخلية مذكرة تنقسم لتعطي خلية مولدة generative cell وخلية الأنبوبة tube cell . وعادة تتحلل الخلايا الخضرية مبكرا وتبقى الخلية المولدة وخلية الأنبوبة بالنبات الجاميطي المذكر (حبة اللقاح) . يحدث تمزق لجدار كيس حبوب اللقاح ، ويحدث التلقيح بانتثار حبوب اللقاح وحملها بالهواء ووصولها إلى البويضة .

يتكون المخروط المؤنث ovulate strobilus من محور يحمل أوراقا جرثومية كبيرة megasporophylls تعهد بالحراشيف الكربلية ، تحمل أكياس جرثومية كبيرة megasporangia تعهد بالبويضات ovules ، يتكون بداخل جميع منها خلية أمية للجراثيم الكبيرة megasporocyte ، تنقسم اختزاليا لتعطي أربع جراثيم كبيرة أحادية الأساس الكروموسومي ، تتلاشى ثلاثة منها وتبقى واحدة فقط في جميع بويضة . تنموالجرثومة الكبيرة لتكون النبات الجاميطي المؤنث والذي يسمى بالكيس الجنيني embryo sac والذيي حتوي على عضوتأنيث أوأكثر . يتكون عضوالتأنيث archegonium أساسا من عنق وبطن بها خلية البيضة ، أومن عنق وخلية البيضة فقط وذلك تبعا للجنس .

عند حدوث التلقيح تلتصق حبة اللقاح بالبويضة عادة بوساطة سائل لزج تفرزه البويضة ويعهد بنقطة التلقيح pollination drop ، ويؤدي جفاف نقطة التلقيح وانكماشها إلى سحب حبة اللقاح إلى داخل البويضة حيث تستقر داخل حجرة التلقيح pollen chamber ، وبزيادة جفاف نقطة التلقيح تغلق الحجرة وأثناء التلقيح يتم تكوين ونضج البويضة . والبويضة الناضجة تتكون من غلاف واحد يتكون من ثلاث طبقات ، الداخلية والخارجية لحميتان والوسطية قد تكون حجرية صلبة . ويحيط الغلاف بنسيج النيوسيلة nucellus تماما فيما عدا فتحة طرفية تعهد بالنقير micropyle ، يوجد أسلها حجرة التلقيح . الجرثومة الكبيرة تنغمس في نسيج النيوسيلة وتنمومتغذية عليه لتكون النبات الجاميطي المؤنث .

تنبت حبة اللقاح في حجرة التلقيح وتنموأنبوبة حبة اللقاح في نسيج البويضة ، ويساعدها على ذلك عادة أفرازها لأنزيمات تحلل هذه الأنسجة . تتكون أنبوبة اللقاح من خلية الأنبوبة وخلية مولدة ، وأثناء ذلك تنقسم الخلية المولدة انقساما غير مباشر لتكون خلية ساق stalk وخلية جسدية body cell ، ثم تنقسم الخلية الجسدية إلى خليتين هما تعبير عن جاميطتين ذكريتين تختلف أشكالها حسب الأجناس . يستمر نموأنبوبة اللقاح مخترقا نسيج النيوسيلة حتى تصل إلى عنق عضوالتأنيث فيتمزق طرق أنبوبة اللقاح وتفرغ ما فيها من جاميطات ذكرية . تنجح جاميطة ذكرية واحدة في الإتحاد مع نواة البيضة وبذلك يتم الإخصاب ويتكون الزيجوت . ويلاحظ حتى الفترة من حدوث التلقيح حتى تمام الإخصاب تكون عادة طويلة قد تصل إلى سنة .

ينقسم الزيجوت ويكون الجنين الثنائي الأساسي الكروموسومي وهويتكون من ريشة وجذير وعدد من الفلقات يختلف باختلاف الجنس والنوع . ويتكون الأندوسبرم endosperm وهوغذاء الجنين من بقايا النسيج الجاميطي المؤنث فيكون أحادي الأساس الكروموسومي . ثم تتكون القصرة من غلاف البويضة وبذلك يتم تكون البذرة . تنتثر البذور من المخاريط المؤنثة ويساعدها على ذلك ازدياد حرارة الجو، وقد لوحظ حتى حدوث الحرائق يساعد على انتشار البذور . وقد تظل البذور داخل المخاريط المؤنثة لعدة سنوات . وعند سقوط البذور فإنها تمضي عادة فترة سكون تنبت بعدها لتكون بادرات تنموإلى النباتات الجرثومية الشجرية أوالشجيرية ، إلى غير ذلك تتكرر دورة الحياة .

التصنيف

توضع النباتات عاريات البذور ضمن أربعة أقسام من أقسام المملكة النباتية ، يمكن التمييز بينهم كما يأتي : أ- الجاميطات الذكرية عديدة الأهداب ب- الحراشيف السدائية متزاحمة في المخاريط . الأوراق مركبة ريشية  النباتات السيكادية ب ب- الحراشيف السدائية غير متزاحمة أوقليلة العدد في المخاريط . الأوراق بسيطة  النباتات الجنكوية أ أ- الجاميطات الذكرية غير هدبية . ب- المخروط المذكر سهل . توجد قنوات راتنجية  النباتات المخروطية ب ب- المخروط المذكر مركب . لاتوجد قنوات راتنجية  النباتات النيتية

قسم النباتات السيكادية Division Cycadophyta

السيكاديات cycadeoids، مجموعة متنوعة من عاريات البذور، تشبه أسلافها القليلة الان أشجار النخيل.

أفراد هذا القسم نباتات تعيش في المناطق الإستوائية والشبه استوائية ، وتعتبر من أقدم النباتات عاريات البذور وأقلها رقيا ، الكثير منها نباتات منقرضة . النباتات الموجودة تشبه النخيل فهي ذات سيقان قائمة سميكة أسطوانية غير متفرعة عادة ، وتحمل في قمتها تاج من أوراق كبيرة مركبة ريشية تتبادل مع أوراق حرشفية صغيرة . وقد يحدث الساق درنيا ومدفونا تحت سطح التربة . الأوراق الخضرية تظل لعدة سنين .

النباتات ثنائية المسكن فتوجد أعضاء التذكير على نبات وأعضاء التأنيث على نبات آخر وتوجد الأوراق الجرثومية علىهيئة مخاريط طرفية وأحيانا توجد المخاريط جانبيا قريبا من القمة . وتحمل جميع المخاريط أوراقا جرثومية مرتبة حلزونيا على محور المخروط ، وتكون الأوراق الجرثومية متزاحمة في المخاريط المذكرة ، الجاميطات المذكرة ذات أهداب cilia كثيرة مرتبة حلزونيا . من أفراد هذا القسم تخيل السيكاس .

نخيل السيكاس Cycas

يغرس نخيل السيكاس للزينة في مصر . يتكون النبات الجرثومي من ساق قصيرة نسبيا سميكة اسطوانية قائمة غير متفرعة . جذورها تأخذ شكل الشعب المرجانية عليها نتوءات تحتوي على جيوب يسكنها في بعض الحالات طحالب زرقاء مخضرة . الأوراق الخضراء مركبة ريشية وتتكون سنويا أوجميع سنتين عند قمة النبات ، وتبقى الأوراق لعدة سنوات ثم تموت وتسقط وتبقى قاعدتها السميكة البنية مستديمة على الساق . الأوراق في صغرها تكون ملتفة قسقطيا كما في السرخسيات .

النبات ثنائي المسكن .قد يكون مخاريطا مذكرة على النبات المذكر ومخاريطا مؤنثة على النبات المؤنث .

يتكون المخروط المذكر من محور يحمل أوراقا جرثومية صغيرة (سدائية) مرتبة حلزونيا ومتزاحمة في تعاقب قمي ، تتكون على السطح السفلى للحرشفة السدائية أكياس حبوب اللقاح التي تحتوي على حبوب اللقاح . تنشق أكياس حبوب اللقاح خلال شق بطني فتخرج حبوب اللقاح وتنتشر في الهواء . عند إنبات حبة اللقاح يتكون بها جاميطات مذكرة مخروطية الشكل وعلهيا أهداب cilia كثيرة في وضع حلزني .

يتكون المخروط المؤنث من أوراق جرثومية كبيرة (حراشيف كربلية) مفصصة تغطى بشعور صفراء بنية وتحمل عند القاعدة على جانبيها البويضات ، وتحتوي جميع بويضة على عديد من أعضاء التأنيث archegonia .

يحدث التلقيح والإخصاب وتتكون البذور .

قسم النباتات الجنكوية Division Ginkgophyta

جميع نباتات هذا القسم نباتات منقرضة ، عدا نبات واحد هوجنكجوبيلوبا الذي يعهد باسم شجرة شعر العذراء maidenchair tree التي تكثر وجودها في الصين واليابان ، ويعتقد أنها أقدم الأنواع النباتية وجودا على حالته الأصلية دون تغير جوهري فيه . وصفات هذا النوع هي صفات القسم ، وعموما فهي تشبه النباتات السيكادية في وجود غرفة تلقيح بالبويضة ووجود جاميطات ذكرية ذات أهداب في النبات الجاميطي المذكر ، وتختلف عنه في حتى الحراشيف السدائية في المخاريط المذكرة غير متزاحمة ، وأن الأوراق الخضرية بسيطة .

جنكجوبيلوبا Ginkgo biloba

النبات جرثومي شجري متفرع كبير الحجم قد يصل إلى أكثر من 30 متر طولا و1.5 متر قطرا . يحمل الساق فروع طويلة قليلة الأوراق وفروع قصيرة تعهد بالدوابر spure متزاحمة الأوراق وتحمل المخاريط . الأوراق بسيطة مروحية الشكل عروقها متفرعة ثنائيا . الأوراق على الأفرع الطويلة ذات فصين أما الأوراق التي على الدوابر فإنها متعرجة الحواف ، الأوراق متساقطة شتاء . تحتوي أنشجة النصل وعنق الورقة والجذر على فجوات مخاطية .

النبات ثنائي المسكن ، ولاتتكون البذور إلا عند وجود النبات المذكر قريبا من النبات المؤنث .

المخاريط المذكرة صغيرة وتتكون في اباط الأوراق على الأفرع القصيرة وتتكون في مجاميع على هيئة نورات شبه هرية ، يتكون المخروط من محور يحمل حلزونيا 40 إلى 50 حرشفية سدائية غير متزاحمة . تحمل جميع ورقة عند قمتها عادة كيسين لحبوب اللقاح ، كما تنتهي الورقة بسنام hump من نسيج عقيم يحتوي على فجوات مخاطية. حبة اللقاح ذات نتوءات جانبيان على هيئة جناحان . تنتثر حبوب اللقاح ويحدث التلقيح . تتميز الجاميطات الذكرية بأنها مخروطية الشكل وعلهيا أهداب كثيرة متشابهة لجاميطات السيكاس .

تتكون المخاريط المؤنثة في آباط الأوراق على الأفرع القصيرة ، ويتكون المخروط من حرشفية كربلية ، تتكون الحرشفة من ساق طويلة تنتهي بيوضتين تحاط قاعدة جميع منها بنتوء يعهد بالياقة collar .

يحدث التلقيح والإخصاب وتتكون البذور على النبات المؤنث في الربيع . البذرة ذات غلاف شحمي ، تحمل على عنق طويل . تسقط الثمار ويكون لها رائحة عفنة نتيجة لوجود حمض البيوتريك في الغلاف الشحمي للبذرة ، ولهذا فيفضل عند زراعة هذه الأشجار للزينة زراعة الأشجار المذكرة .

ويصعب جدا تمييز الأشجار المذكرة عن المؤنثة قبل الأزهار إلا أنه يمكن فهم ذلك عن طريق الإختلاف في المجموعات الكروموسومية عند فحص القمة النامية للساق .

قسم النباتات المخروطية Division Coniferophyta

تضم النباتات المخروطية أكبر مجموعة من النباتات عاريات البذور وجودا على ظهر الأرض ، معظمها أشجار والقليل شجيرات ، مستديمة الخضرة عادة ، ولها عادة ساق رئيسية تعطي أفرعا جانبية تظهر غالبا بشكل مخروطي الأوراق ابرية أوحرشفية عادة . المجمع الجذري كبير تحتوي أنسجته على قنوات راتنجية . من أجناسيها الصنوبر pinus والأروكاريا Araucaria والسيكويا Sequaia ، وتعتبر السيكويا أكبر أشجار العالم وأطولها عمرا ، منها شجرة موجودة بالحديقة الوطنية بكاليفورنيا يصل عمرها إلى أربعة آلاف سنة وتصل في طولها إلى 83 مترا وقطرها حوالي تسعة أمتار .

النباتات قد تكون وحيدة المسكن أوثنائية المسكن حسب النوع . تكون الأعضاء الجنسية في مخاريط وحيدة الجنس ، المخاريط المذكرة بسيطة ، الجاميطات المذكرة غير هدبية.

الصنوبر Pinus

جنس الصنوبر أكبر أجناس النباتات المخروطية وأكثرها انتشارا . أغلب أنواعه أشجار ، والقليل شجيري . الساق مخروطية تغطي بقلف حرشفي . ينتهي الساق ببرعم طرفي كبير . تحمل الساق نوعين من الأفرع ، أفرع طويلة وأفرع قزمية . توجد على الأفرع الطويلة أوراق حرشفية دقيقة تظهر في آباطها الأفرع القزمية . تحمل الأفرع القزمية أوراق ابرية مستديمة الخضرة مرتبة حلزونية توجد في مجاميع يتراوح عددها من 2-5 تبعا للنوع ، تغلف قواعد الأوراق بغلاف أوجيب حرشفي ، الجذر ابتدائي وتدي كبير متفرع ومتعمق لمسافات كبيرة .

الصنوبر نبات وحيد المسكنقد يكون جميع من المخاريط المذكرة والمخاريط المؤنثة عن نفس النبات المخاريط المذكرة صغيرة قصيرة العمر وتتكون في مجاميع قرب نهايات الأفرع ، ويخرج جميع مخروط من ابط الورقة حرشفية ، في موضع ساق قزمية . والمخاريط المؤنثة كبيرة وطويلة العمر وتوجد منفردة في قمم أفرع جانبية .

يتكون المخروط المذكر من محور أسطواني يحمل حراشيف سدائية مرتبة عليه حلزونيا . تحمل جميع حرشفية سدائية كيسين حبوب لقاح على سطحها السفلي . حبة اللقاح ذات جدارين ينفصلان في منطقتين متقابلتين ، ويتمد الجدار الخارجي ليكون جناحين الجاميطة المذكرة اختزلت إلى نواة .

يتكون المخروط المؤنث من محور اسطواني يحمل حراشيف كربلية . والحرشفية الكربلية تتكون من حرشفة بويضية ovuliferous كبيرة ويلتحم بها من أسفل نتوء يعهد بالحرشفة القنابية bract scale . تحمل جميع حرشفية بويضية على سطحها العلوي بويضتين . يحتوي النبات الجاميطي المؤنث على عضوي تأنيث عادة ، يتكون جميع مها من عنق مكون من خليتين وبيضة .

يحدث الإخصاب بعد سنة من التلقيح ويتكون الجنين من بيضة عضوتأنيث واحد أما الثانية فلا يكتمل نموها . وعند النضج تجف الحراشيف الكربلية وتنتثر البذور من المخروط المؤنث بعد 2-3 سنوات من تكوين المخروط المؤنث .

قسم النباتات النيتية Division Gnetophyta

تعتبر أفراد هذا القسم أكثر النباتات عاريات البذور رقيا . صفاتها وسط بين صافت كاسيات البذور وصفات باقي النباتات عاريات البذور . البذور عارية . الخشب الثانوي يحتوي على أوعية خشبية بجانب القصيبات . الأوراق توجد متقابلة أوسوارية أومتبادلة . لاتحتوي الأنسجة على قنوات راتنجية .

المخاريط المذكرة والمؤنثة مركبة . تحاط أعضاء التذكير أوالتأنيث بأوراق تشبه الغلاف الزهري . الجاميطات الذكرية غير هدبية . الجنين يحتوي على فلقتين . كثير من الصفات السابقة تميز النباتات كاسيات البذور ، ولذا يعتبر الكثير من الفهماء حتى هذا القسم هوالمنشأ للنباتات كاسيات البذور . معظم أجناس هذا القسم انقرضت ، ومن الأجناس القليلة الباقية جنس افيدرا .

إفدرا ephedra

نبات جفافي شجري ، بعض أنواعه خشبي متسلق والكثير ينتشر بنموات ريزومية أرضية .

الساق خضراء اللون تقوم بعملية التمثيل الضوئي ، الأوراق عادة حرشفية جافة متقابلة الوضع وقد تكون سوارية . النبات أحادي أوثنائي المسكن تبعا للنوع . تحمل الأعضاء الجنسية على مخاريط صغيرة . والعقدة الواحدة تعمل ثلاثة أوأربعة مخاريط في وضع سواري أومتقابل .

المخروط المذكر مركب يتكون من محور يحمل حوالي سبعة أزواج من القنابات المتقابلة يوجد بين جميع زوج منها عدا السفلية زهرة بدائية مذكرة . تتكون الزهرة المذكرة من محور ثانوي توجد عليه وريقتين حرشفيتين وتنتهي بواحد إلى ثمانية أسدية تحمل أكياس حبوب اللقاح .

المخروط المؤنث مركب يتكون من محور يحمل 4-7 أزواج من القنابات المتقابلة التي يوجد بينها أزهار بدائية مؤنثة . القنابات السفلى عقيمة ، وعادة توجد زهرة أواثنين خصبتان في قمم المخروط . تتكون الزهرة المؤنثة من محور مختزل ينتهي بالبويضة وتحاط بغلافين من قنابات ، الغلاف الخارجي مكونمن أربعة أوراق حرشفية متلاصقة من قاعدتها . والغلاف الداخلي مكون من ورقتين حرشفيتين . ينموالجزء العلوي من الغلاف الداخلي عند التلقيح مكونا شبه قلم stylelike .

تنتثر حبوب اللقاح ويحدث الإخصاب بكيفية تشابه باقي النباتات عاريات البذور .

المصادر

• Burleigh, J. G., and S. Mathews. 2004. Phylogenetic signal in nucleotide data from seed plants: implications for resolving the seed plant tree of life. American Journal of Botany 91: 1599-1613 (abstract)
• Gifford, Ernest M., Adriance S. Foster. 1989. Morphology and Evolution of Vascular Plants. Third edition. WH Freeman and Company, New York.
• Hilton, Jason, and Richard M. Bateman. 2006. Pteridosperms are the backbone of seed-plant phylogeny. Journal of the Torrey Botanical Society 133: 119-168 (abstract)

وصلات خارجية

مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع Gymnosperm.

• Gymnosperm Database
• Gymnosperms on the Tree of Life