Botaanika konspekt (1)

TTÜ | MIHKEL HEINMAA | MMIX SÜGIS
BOTAANIKA YTG0020 LOENGU KONSPEKT SÜGIS 2009 LUGES TÕNU PLOOMPUU TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL | MATEMAATIKA -LOODUSTEADUSKOND | GEENITEHNOLOOGIA MIHKEL HEINMAA |YAGB11
SÜSTEMAATIKA
14/09/09 /.../ Kuna see heterotroofia sai tõenäoliselt toimida, saagi allaneelamine, sai toimuda ainult sellises keskkonnas, kus ei olnud agressiivseid vaenlasi , heterotroofseid tõelisi baktereid. Miks? Seepärast ilma kestata, oled täiesti kaitsetu. Bakterid seedivad koos, päristuumse eellane pidi seedima üksi ja kehasiseselt. Eellane võib-olla kogus oma saagi kromosoome, et tekitada nn suur katki hammustatud kromosoomide haru, see seletab pulksed kromosoome. Kui oli juba peremehekromosoom ja kõrval oli kahe membraaniga toitevakuooli genoom, siis järgmine aste, mis tekkis oli see, et omasugused tuli ära tunda, kellega oli kasulik toitevakuooli sisu vahetada, ehk tekkis meioos. Tekitati mitoos vakuoolis sees. Hiljem kolisid peremehe kromosoomid samuti vakuooli. (see kõik on tõestamata). Sümbiogeneesist lähtudes saab maailma veel üht pidi klassifitseerida ­ kompleksuse põhine. Esimise (0) taseme, ehk eelelulise tasemena võib välja tuua kromosoomse taseme, kus on koos teatav hulk omavahel kooskõlas kromosoome, mis ei taga tervikorganismi tööd, aga võimaldavad soodsas keskkonnas eluavaldustena ilmneda. Siia alla võiks liigitada primaarsed viirused , plasmiidid ja vb ka päristuumsete kromosoomid. Vajab kindlasti teise elusorganismi olemasolu. Järgmine tase oleks eeltuumne tase, eh nö ühikraku tase, kuhu alla saab paigutada kõik bakterid, sinivetikad , plastiidid , mitokondrid , rakutuumad. Kahe membraaniga ümbritsetud ühikute evolutsiooni puu. Kui panna eeltuumseid ühikud kokku, saadakse päristuumne rakk . Edasi tulevad sümbioossed organismid. Kui erinevaid kompleksustasemeid vaadata, siis mida aste edasi, seda autonoomsemaks elemendid seal muutuvad. Tervikorganism on evolutsiooni käigus muutunud üha hägusemaks, aga ka keerulisemaks.
BAKTERID
28/09/09 Esimeses 1-2 miljardit aastat valitsesid elu arhebakterid. Jälgi tollastest kemosünteesijatest ilmselt on raske leida. Pärisbakterite puhul tuleb eristada erinevad eluvorme. Kõigepealt on kaks rühma autotroofseid baktereid: nitrotroofsed bakterid ja fotosünteesivad bakterid. Nitrotroofsed bakterid ehk kemosünteesivate bakterite hulgas on mitmesuguseid väävlibaktereid (tuleb rõhutada kemosünteesivad väävlibakterid, sest on olemas ka fotosünteesivad väävlibakterid, mõlemad autotroofid), rauabakterid (kes oksüdeerivad rauda. Suure majandusliku tähtsusega. Sooraua maak on toodetud rauabakterite elutegevuse tulemusena. Tänapäeval ummistavad nad rauaroostega kuivendussüsteemides drenaazitorusid), jt, sh nitrifitseerivad bakterid (, kes oma elutegevuse käigus oksüdeerivad ammooniumlämmastikku ja saavad sealt energiat orgaanilise aine sünteesiks, tahavad happelist keskkonda). Fotosünteesivad bakterid: fotoheterotroofid, kes vajavad eluks orgaanilist ainet, aga samal ajal kasutavad ka päikeseenergiat. Sellised on mõned purpurbakterid, kellel on fotosünteesi esimene pool. Järgmine aste on nendel, kellel fotosünteesil lagundatakse orgaaniline aine. Teine rühm fotosünteesivaid baktereid on fotoautotroofid. Nendel toodetakse fotosünteesil orgaanilist ainet süsihappegaasist. Fotosünteesivad väävlibakterid on siis rohelised ja purpursed väävlibakterid. Need fotosünteesivad väävelbakterid on obligatoorsed anaeroobid, sest sulfitid õhukeskkonnas oksüdeeruksid kiiresti. Teine rühm fotosünteesivaid baktereid on sinivetikad. Sinivetikate teke tõi kaasa vaba õhuhapniku, mille tõttu suri välja enamik toonasest elust. Algas hingamisprotsess. Miks on maismaataimedel fotosüntees samasugune kui sinivetikatel? Sest kloroplastid tekkisid sinivetika endosümbioosi tulemusena. Sinivetikaid on maailmas teada umbes 2000 liiki. Sinivetikate rakkudes on kloroplastide sarnaseid lamellstruktuure, kuid mitte nii täiuslikud. Sisemembraanistikku on vaja elektri (elektronide (energia)) isoleerimiseks. Tsüanobakteritel on kitiinist rakukest ja limakapsel . Paljud sinivetikad seovad õhulämmastikku, mis on sinivetikate puhul unikaalne , teistel vetikatel seda omadust pole. Õhu lämmastikku suudavad kasutada ainult eeltuumsed .
12/10/09 /.../ Niitjates kolooniates võib eristada rakkude diferentseerumist (mis on hulkraksuse tunnus). Osad rakud tegelevad lämmastiku sidumisega ja ei fotosünteesi, teised rakud siis fotosünteesivad. Spoorid arenevad väljas, vahel ka
1 TTÜ | MIHKEL HEINMAA | MMIX SÜGIS
raku sees, mõni kord ka raku sisse hulgaliselt väikesi spoore. Esinevad sageli sümbiontidena (samblikes, vetikates, käsnades). (Vees on kasvu piirajateks fosfor ja lämmastik, sinivetikad saavad vohada seepärast, et kasutavad õhulämmastikku). On olemas aeroobsed ja anaeroobsed. Aeroobid on oblikatoorsed ja fakultatiivsed aeroobid. Obligatoorsed aeroobid on need, kes elavad ainult hapniku keskkonnas. Fakultatiivsed on need, kes elavad küll hapnikukeskkonnas, kuid suudavad elada ka hapniku vaeses keskkonnas. Anaeroobid, kes ei ela hapnikukeskkonnas, obligatoorsed ja fakultatiivsed on jällegi ­ obligatoorsed ei talu hapniku, fakultatiivsed taluvad, kuid ei tarvita hapnikku. Anaeroobide hulgas on baktereid, kes hingavad teiste ühendite hapniku, näiteks nitraate. Need on denitrifitseerijad bakterid. Denitrifitseerija bakter kasutab orgaanilise aine oksüdeerimiseks nitraatide lämmastikku (lämmastik on hea oksüdeerija). Elavad hapnikuvabas keskkonnas: tihkes, märjas mullas. (mulda ei ole võimalik lämmastikuga väetada, kuna see lastakse denitrifitseerivate bakterite kaudu õhku tagasi, küll aga saab väetada taimi). Teine rühm on lämmastikku siduvad bakterid (vabalt elavad ja sümbiontsed). Nemad on tingimata aeroobsed. Lämmastiku sidumine on väga energiamahukas protsess ja on võimalik ainult hapniku juuresolekul. Kui mullas ei ole õhku, siis loomulikku mulla lämmastikuga rikastamist ei toimu. Sümbiontsed lämmastikku siduvad bakterid on liblikõielistel ja näiteks lepal, astelpajul, porsal.
SEENED
12/10/09 Seened on heterotroofsed päristuumsed organismid. Loomadest erinevad seedimise järgi ­ seedimine on kehaväline. Bakteritest erinevad sellega, et suudavad tegeleda mitme asjaga korraga. Miks ei saa seen seedida kehasiseselt? Loom sööb kvaliteeti (vähesest kraamist kiirelt palju vajalike aineid), seen lepib madalakvaliteediga. Kuna seene toit on raskesti lagundatav ja võtab palju aega, siis ei saa seda sisse võtta. Sellega kaasneb parasitism . Umbes pool seente liikidest on parasiidid . Seened on põhiliselt maismaaorganismid . Primaarseid veeseeni on vähe sest vees ei jätku neile toitu, kuna bakterid jõuavad neist ette. Küllalt palju on sekundaarseid veeseeni (need, kes on maismaalt uuesti vette läinud ja seotud maismaalt vette sattunud materjaliga ). Seened on üldjuhul rakukestaga rakkudega. Rakukest erineb sõltuvalt seenerühmast. Kõrgematel seentel tavaliselt kitiinist. Ürgsemate seente puhul esineb üherakulist ehitust, enamasti on nad aga seeneniitidena (hüüfid). Mõnedel alamatel vormidel keha meenutab küll seeneniiti, kuid on jätkuvalt üherakuline e risomütseel (üks rakutuum, sealt väljuvad seeneniidi taolised väljakasved). Sekundaarne üherakulisus ­ pärmi eluvorm. Pärmi võib kohata magusas taimemahlas. Kui seeneniite on palju koos, siis moodustavad nad sellise kimbu e risomorfi. Risomorf on üheltpoolt säilitusorgan, teiselt poolt juhtorgan , seal toimub väga intensiivne ainete transport. Sklerootsium ­ kõva must moodustis , üleelamis kude. Seen kogub sinna varuaineid. Sklerootsium on iseloomulik väga eripärase toiduga seentele . Viljakeha esineb ainult keerulisematel vormidel ­ kandseentel ja kottseentel. Ürgsemad kottseened on ilma viljakehata. Viljakeha on paljunemisorganite kandja, täpsemalt sugulise protsessiga. Viljakehal toimub nitroitsete (?) rakkude teke. Viljakehal moodustuvad eosed on meioosijärgsed eosed, alati haploidsed. Formaalselt seentel ei ole tõelisi kudesid . Kudesid võib näha viljakehas. Strooma on paljunemisorganite kandja. Strooma sees võib paikneda ka viljakehad . Seente paljunemisest. Eristatakse kolme tüüpi paljunemist: vegetatiivne , sugutu , suguline. Sugutu ja vegetatiivse vahe on see, et vegetatiivne toimub sisuliselt suvaliste rakkudega, sugutu spetsiaalsetes organistes tekkinud rakkudega. Vegetatiivse alla pannakse kolme tüüpi rakke: 1) oiidid ­ hüüti rakkude jagunemisel tekkivad (ümarad) rakud, puudub puhkeperiood, suurem üleelamisvõime, neist areneb uus hüüv. 2) Klamüdospoorid ­ paksukestalised üleelamisrakud hüüfides. 3) Blastospoorid ­ õrnad punfumisel eralduvad väikesed rakud (pärmidel). 4) Mütseel jaguneb aja jooksul kasvades sõltumatuteks osadeks. Sugutu paljunemine ­ see tähendab seentel tekivad paljunemisrakkud kindlates eoslatres, kindlates seeneniitides. On kahte tüüpi: 1) rakusisese tekkega eoslad (sporangiumid), kus eosed tekivad ühe suure raku sisse. Enamasti ümarad. On kas viburitega eosed ­ zoospoorid või ilma viburita (tuulega levivad) ­ aplanospoorid. 2) Hüüfi tipmise tekkega eoslad, lülieosed ehk kiniinid. Koniidikandjate rühm: pükniid. Sugulisel paljunemisel eristatakse kahte tüüpi: 1) haploidsete rakkude (hüüfide) ühinemisele järgneb kohe rakutuumade ühinemine. 2) haploidsete seeneniitide ühinemisel moodustub dikaarüon ­ kakstuumne seeneniit . See tähendab, et tekib kaks tuuma, tuumad jagunevad sama aegselt, tütarrakkudesse üks rakutuumake(?). Rakutuumade ühinemine toimub vahetult enne meioosi. Kakstuumne rakutuum on haploidne, rakk tervikuna diploidne . (seeneniit kasvab ainult tipust). Seentel on kindel ligikaudne kromosoomide arv, kuid mitte kindlat liigiomast kromosoomide arvu. Seentel välised sootunnused enamasti puuduvad. Soo tunnused võivad olla füsioloogilised, aga ka geneetilised. /.../
2 TTÜ | MIHKEL HEINMAA | MMIX SÜGIS
19/10/09 Limaseened ei ole nagu päris seened, on kaks hõimkonda: ebalimaseened ja väärlimaseened. Limaseened pannakse amööbidega ühte riiki, Eestis teada 113 liiki. Oma olemusest looma ja seene vahepealsed ­ limaseen ei neela oma toitu alla, kuid seedib keha sees sissesopistusel. Neil on haploidsed eosed, mis levivad tuulega. Eostest tulevad välja zoospoorid, toimu haploidsete ühinemine, tekib diploidne plasmoodium . Limaseente puhul on tegemist hulgatuumse plasmoodiumiga, kus on tuhandeid rakutuumasid ühe rakumembraani sees. Hulgatuumne plasmoodium liigub, kui ta on noor, siis liigub pimedama poole, vanemana valguse poole. Noorena elavad kõdus, söövad baktereid ja seeni. Üks plasmoodium võib kaaluda mitu kilo, seejuures liigub suunatult. Vanaks saades hakkab ta valguse poole liikuma, et eosed saaksid tuulega levida . Plasmoodium on tavaliselt väga ere, paarikümne cm läbimõõduga. Eosed arenevad sporangiumites, kus on tugistruktuurid ­ kapiliitsiumi niidid . Limaseen suudab minna läbi seina, auku jälgi jätmata. Hõimkond nuuterseened . Sarnanevad oma elutsüklilt limaseentega. Sinna kuuluvad kaks olulist taimeparasiiti: kapsanuuter, kartuli süvakärn. Riik Esiviburlased (stramenofiilid), ühtne evolutsiooniharu. Iseloomulik kaks viburit, teine vibur on n.-ö karvane . Karvane vibur on vajalik vees paremaks edasiliikumiseks. Nad on tavaliselt diploidsed. Seentest kuuluva stramenofiilide hulka munasseened. Munasseeni on umbes sama palju kui limaseeni (alla tuhande liigi). Munasseentele on iseloomulik hulktuumne seeneniit, diploidne. Sugutu paljunemisega , rakusisese tekkega zoospoorid (?), mis on kaheviburiline. Lülieoseid esineb harva, kui nad esinevad, siis on nad enamasti zoosporangumid (?), mis on muutunud väga väikesteks. Munasseente eosed vajavad idanemiseks niiskust, vett. Suguline protsess seisneb sporangiumite (?) ühinemisega. Munasseente hulka kuuluvad vesihallikulaadsete selts, nad on veeorganismide parasiidid, nagu vähikatk. Samuti kuuluvad nende alla sääsevesihallik. Teine munasseente selts on ebajahukastelaadsed, sinna kuuluvad näiteks ka kartulilehemädanik. Stramenofiilide hulka kuuluvad veel vähelimasseened ja esiviburseened. Seeneriiki ( kitsas mõistes) kuuluvad n.-ö tõelised seened. Hk Viburseened (tagaviburseened) - 1000 liiki. Risomütseeliga, mütseeliga. Vees, ka niiskes mullas (kapsa tõusmepõletik). Parasiidid tekitavad sageli vohandeid (kartulivähk). Õietolmul (Rhizopogon pollinis-pini), vetikail.
26/10/09 Seeneriik kitsalt. Hmk Ikkesseened. Maailmas u 1000, Eestis 50 liiki. Iseloomulik on hulgatuumne seeneniit, pikk, rakkudeks jagunemata. Sugutu paljunemine toimub rakusisesetekkega eostega, lülieoseid on harva. Erinevalt eelnevatest seenerühmadest, neil ei ole viburiga eoseid, seega esimesed tõelised maismaa organismid. Suguline protsess: hulgatuumsed sugurakud ühinevad, areneb puhkeos (seigeos), millest idanemisel areneb eosla haploitsete eostega. Diploidne on ainult puhkeos. Kuigi seeneniit on rakkudeks jagunemata, esineb rakuvaheseini kahel juhul: sporangiumi kandja on seinaga eraldatud ja sugurakk on seinaga. Kaks klassi: Klass Ikkesseened (nutthallikulaadsed, putukhallikulaadsed (eos, mis langedes mitte putukale ajab välja väkese eoskandja, kus on sekundaarne eos ja nii kuni vajadusel 3 korda), loomhallikud, sõnnikuhallik jm) ja klass Juusseened (putukate pärasoole kommensaalid(?)) Hmk. Glomeromycota. Maailmas u 160 liiki. Pole sugulist paljunemist, sarnanevad ikkesseentega. Paljunemine klamüdospooridega ­ eosed seeneniidi keskele . Nad on obligatoorsed mükoriisa moodustajad ­ elavad ainult koos taimedega, arbuskulaarne (taimeraku sisse tekib tihe seeneniidistik , mis meenutab puuvõra) mükoriisa, enamusel rohttaimedel ja mitmetel puudel. Hmk Kottseened. 32000- 50000 liiki maailmas. Annavad enamuse seente liigilisest mitmekesisuse. Seeneniidid on haploidsed ja rakkudeks jagunenud. Kahe raku vahel on poorike. Lülieosed on väga levinud. Sugulise paljunemise eosed arenevad eoskotis (enamasti sisaldab kaheksat eost. Eoskotid arenevad mitmesugustes viljakehades: 1) peiteosla ( kinnine kerakujuline viljakeha - kleistoteetsium) 2) sulgeosla (kerakujuline, (pika) kaelaga avanev viljakeha - periteetsium) 3) lehtereosla (kausjas avatud viljakeha ­ apoteetsium). Harvem viljakeha puudub (luudikutel, pärmseentel). Viljakehad kui lülieosed võivad omakorda asuda stroomas . Kottseeni kolm klassi: 1) Ürgkottseened (luudikulaadsed: tuulepesa; kääriseenelaadsed: õllepärm). 2) Pärmkottseened: reeglina sekundaarsed, üherakulised, ilma viljakehata, punguvad (pärmkottseenelaadsed: pärmseen). 3) Päriskottseened; kunstlikult moodustatud neli rühma: a) peiteoslaga (nt jahukastelaadsed, väga levinud parasiidid. Eurootsialaadsed (def viljakeha järgi. Kaks perekonda: penitsillum ehk pintselhallik ja aspergillus(?) ehk ), sitikaseenelaadsed, keratiiniseenelaadsed). b) sulgeoslaga ­ tungalseened (helekottseenelaadsed (nt tungaltera (kõrreliste parasiit), punane komuseen), süsikulaadsed, musttäpptõvelaadsed). c) kamberseened, lehtereosla stroomas (mustlaikpõletikulaadsed). d) ketasseened, lehteroeslaga (tiksikulaadsed, liudikulaadsed, hirvepähklilaadsed, enamus samblikke). Teisseened ­ seened, kes paljunevad sugutult, lülieostega. Hk Kandseened . Seeneniidi on kakstuumsed, rakkudeks jagunenud. Lülieoseid esineb suhteliselt harva. Sugulisel protsessil moodustub eoskand nelja eosega. Eoskand on evolutsiooniliselt tekkinud eoskotist /.../
3 TTÜ | MIHKEL HEINMAA | MMIX SÜGIS
02/11/09 (Mükoriisa; söögiseened lugeda). Mürgistest seentest peab tundma kahte liiki: valge ja roheline kärbseseen. Nende mürkidele puudub vastumürk. Tegemist on rakumürgiga, valgusünteesi blokeerija. Maailmas olulisimad kasvatatavad seened: austerservik , enortifake (?) e samettõrges (?), sampinjonid. Seenekasvatusel on oluline, et ei moodusta mükoriisat
SAMBLIKUD
09/11/09 Kandsambliku peal on seene viljakeha /...Loengu salvestus kuulamatu..., / ©TP: Maailmas ~11 000, Eestis umbes 900 liiki. Liitortganismid, koosnevad seenest ja vetikast. Seen ja vetikas on sümbiootiliselt seotud: seen saab vetikalt orgaanilisi aineid, vetikas seenslt kaitset teiste organismide eest (teiste, parasiitsete seente, jm.), vett ja mineraalaineid ja kaitset ebasoodsa keskkonna ( kuivamine ) eest. Samblikus on juhtiv, keerukam pool seen (Samblik on lihheniseerunud seen). Samblikku moodustavad seened: Kottseened (eriti ketasseened) (enamus, "tüüpilised") ja kandseened (vähe). Vastavalt kott - ja kandsamblikud. Ketasseente moodustatud samblikel on sageli selgelt näha seente viljakehad ­ litrikujulised lehtereoslad. Samblikku moodustavad vetikad : Rohevetikad või sinivetikad. Vahel on nii rohe- kui ka sinivetikad ­ sel juhul on sinivetikate osa eelkõige õhulämmastiku sidumine ja sambliku lämmastikuühenditega varustamine. Samblike talluse ehitus. Sambliku tallus võib olla kahte tüüpi: lihtsamal juhul on kogu ulatuses üsna ühesuguse ehitusega (homöomeerne tallus), keerukamal juhul ("tüüpilised" samblikud) on tallus mitmekihiline (heteromeerne tallus): koorkiht (ülemine, sageli esineb ka alumine) seenest, vetikakiht, südamikukiht (hõre, ~seenest). Samblike eluvormid . Kooriksamblikud, soomussamblikud, lehtsamblikud, põõsassamblikud. Samblike mineraalne toitumine Samblikud kasvavad enamasti puudel, kividel , harvem (enamasti kuivas kohas) maapinnal. Nii saavad nad suure osa eluks vajalikke toitaineid õhu kaudu ­ sademeteveest ja tolmu koostisest. Väiksem osa pärineb maapinnast/kividest/puukoorest vms. Samblike paljunemine. Samblikel pole sugurakke . Samblikes võib esineda aga seente ja harva ka vetikate sugulist paljunemist. Seene sugulise protsessi olemasolu näitavad seene viljakehad sambliku pinnal. Samblikel esinevad spetsiaalsed terviklikud vegetatiivse paljunemise kehad (sigikehad: soreedid ­ jahuja tolmuna ­ üks-mõni vetikat ja jupp seeneniiti, ja isiidid ­ veidi suuremad, kaetud koorkihiga). Samblike terviklikkuse tunnused. 1. Samblikuained 2. Eluvormid, mida pole üksi ei seentel ega vetikatel 3. Spetsiaalsed terviklikud paljunemisvahendid (soreedid ja isiidid). Lihhenoindikatsioon. Keskkonnatingimuste (eelkõige õhu) hindamine samblike abil. Osad samblikud vajavad puhtamat õhku, osad nõuavad rohkem tolmu või teisel kujul (nt. linnusõnnik, taimemahl) mineraalainete sattumist nende kasvupaika. Õhu saastumise korral muutuvad mineraalained "vales kohas" kättesaadavaks ­ levivad saastatud õhku armastavad liigid ja kaovad vähenõudlikud. Võib eristada samblikukooslusi, mis iseloomustavad tolmusaastet, väävlisaastet, lämmastikusaastet, leeliselist või happelist õhusaastet. Väga ränga õhusaaste korral kaovad aga lõpuks kõik samblikuliigid. Lihhenoindikatsiooni jaoks on oluline ka samblike kasvupinna omadused. Täpse keskkonnaomadusted määramise jaoks sobivad eelkõige puudel kasvavad samblikud (epifüüdid) ­ need saavad kõik elu määrava õhu kaudu, teiselt poolt ­ kasvupinna omadused on taimeliigi pinna kaudu väga täpselt ühesugused. Kividel kasvavate samblike (epiliidid) kasvupinna keemilise koostise samasus on palju raskemini kindlaks tehtav . Puudel kasvavad samblikud võib jämedalt jaotada kahte rühma ­ lehtpuude (laialehiste) samblikud ja okaspuude samblikud (peenelehised puud ­ kased, ka haavad jäävad kahevahele). Oksapuude samblikud armastavad happelisemat, lehtpuude samblikud leeliselisemat kasvupinda. Kui laialehine mets (mitte üks tamm männikus!) on kaetud vaid okaspuusamblikega, võib eeldada happelist õhusaastet, kui okaspuumetsas kasvavad eelkõige lehtpuusamblikud, võib eeldada leeliselist (nt. lubjatolmu) saastet. Puhta õhu indikaatoriteks on pikad habesamblikud vanades okasmetsades (nende puudumine ei pruugi alati tähendada saastunud õhku!). Tolmu, samuti rohke lämmastiku indikaatoriteks onseinakorp (erekollane samblik) ­ näiteks (endiste!) kruusateede lähedal, suurte lautade ümbruses, linnukolooniate lähistel.
VETIKAD
16/11/09 Esmase plastiidiga vetikad. Neid on kolm hõimkonda (vaadata mujalt). Hmk Glaucocystophyta : tsüanell ­ plasmiid , mis meenutab sinivetikat. Kahte hõimkonda on vaja teada: Esimene on punavetikad . Maailmas u 4000 liiki.
4 TTÜ | MIHKEL HEINMAA | MMIX SÜGIS
Enamus tänapäeva punavetikaid on hulkraksed . Punavetikad on eelkõige merevee liigid ja magevees leidub harva. Sugulise paljunemisega. Värvus on tingitud fükobiliinidest, mis annab roosaka mustja tooni. Nad on väga olulised elupaikade loojad ookeanide põhjas. Sisaladavad sellist polüsahhariidi nagu agaroos , mida kasutatakse marmelaadi valmistamiseks aga ka tardsöötmete valmistamisel igasuguste bakterite jaoks. Rohevetikad. Jaotatakse kolmeks rühmaks. Väga laialt levinud. Nende hulgas on üherakulis liike, koloniaalseid ja hulkrakseid. Tõnäoliselt esineb nende hulgas sekundaarset üherakulisust: liike, mille esivanemad olid hulkraksed, kuid tänapäevaks evolutsioneerunud üherakuliseks. Ikkesvetikate hõimkond oleks polüfeneetiline hõimkond ­ erinevate eelastega järeltulijatega rühm. Ikkesvetikad kitsas mõttes on u 10000 liiki, sugurakkudel pole viburit. Sageli on rakud väga erineva kujuga. Mändvetikad on hulkraksed ja viburitega sugurakud, suhteliselt sarnased maismaa taimedega. Inimesele toiduks kasutatakse mõningaid mereliike. Kui meres on palju rohevetikaid , siis viitab see vee tugevale toitainesisaldusele. Kui on magevees on palju rohevetikaid, siis viitab see vee puhtusele. Rohevetikad on maismaa eellased. Mille poolest on rohevetikad paremad teistest, et just nendest kujunesid maismaataimed ? Rohevetikad olid kõige madalamas vees ja suhteliselt tihti sai juhtuda, et nad jäid kuivale. Vetikate ja kõrgemate taimede võrdlus:
VETIKAD (enamasti) KÕRGEMAD TAIMED (enamasti)
Koosneb tallusest (pole eristunud kehaosad va paljunemisorgan) Eristatavad vars (tugi ja juhtprgan) ja lehed (fotosünteesiv organ)
Võrdväärselt üherakulisi, koloniaalseid ja hulkrakseid Alati hulkraksed
Kudedeks eristumine puudub või vähene Selgelt eristatavad eri ülesandega koed
Elukeskkond vesi (sh. kastepiisk, mullaniiskus jne.) Elukeskkond maismaa (võivad tagasi pöörduda vette)
Primaarsed eluprotsessid mitmekesised , varieeruvad Primaarsed eluprotsessid sarnased, tuletatavad rohevetikaist.
Polüfüleetilised Monofüleetiline
~30 000 liiki 250-300 000 liiki
MAISMAATAIMED
Maismaataimed ehk kõrgemad taimed saab jagada kaheks: 3 hmk sammaltaimi ja soontaimed . Soontaimed on monofüleetiline evolutsiooniuharu, sammaltaimed parafüleetiline. Soontaimed on taimed, millel on välja kujunenud juhtkude. Soontaimed jagunevad omakorda kaheks: on parafüleetiline rühm sõnajalgtaimed, kus koldtaimed ja sõnajalgtaimed kitsalt (ja ositaimed), neile vastandub monfüleetiline rühm seemnetaimed. /.../
23/11/09 /.../Gametofüütjas sporofüüt. Kõrgemate taimede puhul on jälgitav kaks elujärku: gametfüüt ja sporofüüt. Gametofüüt on see kes toodab sugurakke (on haploidne). Sporfüüt on diploidne. Sellest, kas on haploidne või diploidne kromosoomide valim tuleneb see, et arenev taim omab kas ainult nõrgalt välja kujunenud juhtkudet või on juhtkoes selgelt puidu- ja niineosa. Juured on omased ainult sporofüüdile, gametofüüdil pole juuri. Gametofüüdil on varrel risoidid, sporofüüdil analoogilised juurekarvad. Gametofüütidel on kuivakindlus passiivne (vett ei ole, siis kuivab ja tärkab, kui vett saab), kui üldse; sporofüütidel aktiivne (taim võitleb kuivamise vastu; õhulõhed, kattekoed , juured jms). gametofüüdil lehti ei ole või on väikesed ja lihtsad. Sporfüüdil võivad olla igasuguseid lehti. Gametofüüdil ei ole õhulõhesid või on need väga lihtsad, sporofüüdi õhulõhed on sulgrakkudega. Kõrgemate taimede õie evolutsiooniline kujunemine (joonis). Esimesed maismaataimed olid sõnajalgtaimed (vars,pung, juured (juurekarvad), lehed) ­ diploidne. Lehtedel arenevad eosed, mis on haploidsed (meioosil). Haploidne eos kukub maha ja areneb haploidne eelleht . Eellehel arenevad risoidid ja sugurakud. Toimub viljastamine (vees). Arneb idu ja nii arenb diploidne uus taim. Selline oli elutsükkel esimestel taimedel. Kõik maismaataimed ei saanud sellise elutsükliga jääda, kuna selline tsükkel vajab palju niiskust. Nii hakkasid lehtedel kohe arenema eellehed, mis kandusid edasi sugurakkude asemel. Sugurakud arenesid edasikanduval eellehel. Gametofüüt hakkas taandarenema. Tekkis pmst käbi. Käbis on megasporofüllid (arenevad megaspoorid, kus arenevad emasgametofüüdid) ja mikrosporofüllid (arenevad mikrospoorid, kus arenevad isasgametofüüdid). Paljasseemnetaime õiteolmu tera ei ole mitte sugurakk vaid mikrospoor,
5 TTÜ | MIHKEL HEINMAA | MMIX SÜGIS
mis sialdab isasgametofüüti. Liitsugulisi käbisid pole tänapäeval ühelgi taimel. Edasi: Paljaseemnetaime ... Emakas areneb megaspoor, siis on palju pisikesi tolmukaid eh mikrosporofüllid. Toimub õietolmu ülekandumine, mis viljastab. Õistaimede õietolmu tera koosneb kahest rakust: üks on vegetatiivne, teine suguraku eelasrakk . Emakas ees on kaheksarakuline lootekott. Sammaltaimed on ilmselt kujunenud sõnajalalaadsest eelasest, mille kinnituseks on see, et sammalde sporfüüdil esineb sulgrakkudega õhulõhesid. Sõnajalad tänu õrnale sporofüüdile vajavad märga elupaika. Kuidas elada ajati niiskes keskkonnas ja kaljusel pinnal: eos kukub maha, areneb, toimub viljastamine, aga ei saa juuri ajada, siis tuleb kuivus ka peale. Selleks tuleks kohmakast sporofüüdist lahti saada, ehk pikale sporofüüdile areneb otsa eosla, eoslas toimub meioos ja areneva haploidsed eosed. Selliseid samblaid on kaks hõimkonda kolmest: helmiksamblad ja kõdersamblad. Edasi areneb ja täiustub. Tekivad väljakasved (lehed), arenevad sugurakud ...(vaadata joonist)... eos kukub maha, ei teki uut suurt taime vaid sammaldel tekib eelniit (e protoneema), millel tekivad pungad. Sammalde gametofüüt on kaheastmeline: niitjas plaatjas eelniidi staadium (kiirek elupaiga hõlvamiseks vajalik), millele arenevad pungad, millest areneb tõeline samblataim. Kõdersammaltaimedel ja pärislehtsammaldel on osadel liikidel eoskupra peal sulgrakkudega õhulõhed, mida saab käsitleda kui rudimenti.
SAMMALTAIMED
Kolm hõimkonda: Kõdersamblad (250 liiki, Eestis 3), lehtsamblad ja helviksamblad. Helviksamblad e maksasamblad ­ 7000 liiki, Eestis ~120, enamasti tallusega. Omane: sporofüüt väike ja õrn, elab umbes kuu. Reeglina niiskes, väikesemõõdulised. Majanduslik kasutusvõimalus veel teadmata. Hõimkond lehtsamblad: maailmas 16000 liiki, Eestis ~400. Jagatakse kolme põhirühma: neist kaks: prk svagnum ( turbasamblad ) ja prk pärislehtsamblad, kolmas lõhiskupralaadsed. Turbasablad. Maailmas ~100, Eestis 36 liiki. Rabade põhiliik. Väga hea vee juhtimisvõime ja vee kinnihoidmisvõime. Tänu sellele saab kujuneda välja kõrgsoo ehk raba . Veejuhtimine ei põhinejuhtkudedel vaid väga hüdroskoopsetel rakkudel lehtedes ja kattekoes. Turbasamblad toodavad happeid , mis muudab rabakeskkonna happeliseks . Tänu sellele saab sammal õhus leviva tolmu lahustada ja sealt piisavalt toitaineid saada./.../
SÕNAJALGTAIMED
30/11/09 Kokku maailmas umbes 10000 liiki. See on parafüleetiline rühm (koldtaimede hmk ja sõnajalad kitsalt). Koldtaimed. 3 teadmisväärt rühma: kollalaadsed, selagenellilaadsed, lahnarohud. Maailmas ligi 1000 liiki (enamus selagenellid), Eestis 2 lahnarohtu, 1 selagenell ja 6 kollalaadset. Väikesed lehed. Eosed arenevad lehe alusel ja sageli spetsiaalsetel lehtedel eospeadena. Esinevad nii kuivades kui ka märgades elualadel. Koldadel areneb gametofüüt mullas ninga eelleht areneb sümbioosis seenega (esialgu varustab seen kolda orgaanilise ainega, pärast toidab kold seent). Eellehe areng võtab mullas kaua aega. /Eestis kõik kollad kaitse all, peale kattekolla/. /Umbrokolda kasutatakse viinaravil okserefleksi tekitamiseks; metallurgias kaetakse eostega valuvorme /. Selagenellid ja lahnarohud. Eestis kõik kaitsealused . Selagenellid erieoselised ( isas - ja emaseosed). Seliganellid eelkõige troopika taimed. Lahnarohud veetaimed, väga puhtavee veekogude põhjataimed. Erieoselised. Eosed arenevad lehealusel. Puhtaveeliste järvede taimed, kuna vajab palju valgust. Ositaimed. Maailmas 1 prk, liike ~40 liiki, Eestis 8 liiki ja hübriidsed liigid. Varred on lülilised, pisikesed lehed. Lehed moodustavad tupja männase varrelüli alusel. Eosed arenevad eospeades. Väga laialdase levikuga , tüütud umbrohud. Sageli mürgised ja sisaldavad räni. Keerdlehikud. Lehed suured. Lehed kujunenud spetsialiseerunud varre harudest. Leht kasvab sõnjalal tipust ja seetõttu tipst rullunud. Tänu sellele kasvutüübile on praktiliselt kõik sõnajalad mürgised ja seetõttu suhteliselt harvaesinevad. Eosed paiknevad lehtede all. Ebakeerdlehikud. Maokeelelaadsed. Eestis 1 liik maokeelt ja 4 liiki võtmeheina. Lehed kaheosalised: vegetatiivne pool ja eoseid kandev pool, vars on maasisene. Võtmeheinad on kuivade elupaikade taimed. Majanduslikku tähtsust pole. Päriskeerdlehikud. Salviinialaadsed ehk veesõnajalad. Erieoselised. Esineb erilehisus (anisofüllia). Juuri pole. Pärissõnajalad./.../
6 TTÜ | MIHKEL HEINMAA | MMIX SÜGIS
PALJASSEEMNETAIMED
7/12/09 Palmlehikud. Palmlehikud on paljasseemnetaimede seas ürgsed vormid, tänapäeval alla 100 liigi. Kasvavad troopikas . Erinevalt plamidest on neil võimalik mingil-määral tüvi jämedamaks kasvamine. Saago palmlehiku säsist toodetakse tärklist ja sellest saadot (?) (riisi taoline moodustis). Kinkod e Hõlmikpuud. Tänapäeval üks liik, tänapäeval pmslt istutatult, enamasti Hiinas. Kaheks harunev leht. Käbis areneb ainult kaks seemet . Okaspuutaimed. Üle 700 liigi, seega enamus paljasseemnetaimedest, Eestis 4 liiki. Männilised: mänd, kuusk, lehised, nulud, seedrid, ebatsuugad, tsuugad . Männiliste tähtsus: puidutööstus, vaik keemiatööstusele. Küpressilised: küpressid, elupuud , kadakad. Väikeste käbidega. Sooküpressilised: sügisel langevad maha mitte ainult okkad, vaid võsud. Neil on hingamisjuured, et varustada õhuga õhuvabas mudas olevaid juuri. Sooküpressiliste hulka kuulub mammutipuu, mis on ilmselt maailma suurim elusorganism massilt ja ranniksekvoia, Jugapuulised. Eestis looduskaitse all, kuna on aeglase arenguga. Seemnerüü söödav, seeme ise ja puit mürgine. Araukaariad. Hinnatud puidu, vaigu ja seemnetelt. Lõunapoolkeral. Vastaklehiktaimed. Maailmas umbes 50 liiki. Kuulub kolm perekonda: Efedra (Stepi ja kõrbe taimed, lehed redutseerunud , käbid rühmadena väga väikesed, meenutavad õisi. Meenutavad välimuselt osja . Mürgised, mürki kasutatakse ravimina ( efedriin )), Vastaklehik, Miraabilis (elu jooksul kaks lehte: esimene iduleht , järgmised kaks aluslehte, mis alt kasvavad ja ülalt mädanevad. Kahe esilehe vahele tuleb käbi.
KATTESEEMNETAIMED
7/12/09 Enamus maailma liikidest ­ 250-300 000 liiki. Õistaimedel erinevalt paljasseemnetaimedest on kaheliviljastamine: tuleb viljastada haploidne munarakk ja diploidne teistuum, mille tulemusena tekib triploidne rakk, millest areneb sekundaarne endospern (primaarne endosperm , paljasseemnetaimedel, on haploidne ja sisuliselt emasgamofüüt. Endosperm iseenesest toitekude ). Selline protsess vähendab genoomide konflikti. Õis on käbi erivorm , millel on õiekate, et meelitada ligi putukaid. Putuktolmnemine pakub võrreldes tuultoilmlemisel suuremat ja kiiremat spetsialiseerumist. Putuktolmnemine kujunes ilmselt välja udumetsades, kus tuultolmnemine ennast eriti ei õigustanud. Õistaimede väiksus võimaldab kiiremat elutsüklit, mis omakorda toob kiirema evolutsioneerumise. Vanasti kaks klassi: üheidulehelised ja kaheidulehelised. Tänapäeval: üheidulehelised, pärisidulehelised.
7