IV Luonnon monimuotoisuus BI 1 IV Luonnon monimuotoisuus

IV Luonnon monimuotoisuus BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

15. Kasvikunta Sisällys 1. Avainsanat 2. Kasvikunta sai alkunsa makean veden viherlevistä 3. Sammalet sopeutuivat ensimmäisinä kasveina maalle 4. Putkilokasveilla on juuri, varsi ja lehdet 5. Sanikkaiset ovat itiöitä tuottavia putkilokasveja 6. Siemenkasvit sopeutuivat täydellisesti maaelämään 7. Paljassiemeniset ovat eläviä fossiileja 8. Koppisiemeniset eli kukkakasvit ovat nykyinen kasvikunnan valtiasryhmä 9. Tehtävät 10. Kuvat BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Avainsanat • • • kasvikunnan evoluutio sporofyytti gametofyytti sammalet sekovartiset sanikkaiset putkilokasvit siemenkasvit paljassiemeniset koppisiemeniset BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Kasvikunta sai alkunsa makean veden viherlevistä • • • Kasvit yhteyttävät epäorgaanisista aineista orgaanisia. Kasvien ja levien yhteisiä piirteitä: • kahdenlainen lehtivihreä • soluseinän selluloosa • varastotärkkelys. Kasvit sopeutuivat nopeasti maaelämään. Kasvikunnalle tyypillinen piirre on sukupolvenvuorottelu, jossa sporofyytti- ja gametofyyttivaihe. Kasvikunta luokitellaan kaariin, joita ovat sammalet, sanikkaiset ja siemenkasvit. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Sammalet sopeutuivat ensimmäisinä kasveina maalle • • Kehittyivät 475 miljoonaa vuotta sitten. Sammalet jaetaan: • maksasammaliin • sarvisammaliin • varsinaisiin sammaliin Sammalet ovat sekovartisia itiökasveja. Lisääntyminen sukupolvenvuorottelun avulla: • gametofyyttivaihe • sukusolut • hedelmöitys • itiöitä tuottava sporofyytti • itiöistä uusi gametofyytti BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Putkilokasveilla on juuri, varsi ja lehdet • • • Putkilokasvit ilmestyivät rannoille noin 420 miljoonaa vuotta sitten. Johtosolukko kuljettaa vettä ja ravinteita sekä yhteyttämistuotteita kasvin eri osiin. Juuren, varren ja lehden sekä tukisolukon kehittyminen. Uusia sopeutumia kuivuutta vastaan: • vahapintaiset lehdet • ilmaraot Kasvit sopeutuivat yhä kuivemmille kasvupaikoille. Jaetaan sanikkaisiin ja siemenkasveihin. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Sanikkaiset ovat itiöitä tuottavia putkilokasveja • • Ensimmäisiä putkilokasveja. Valtakautta hiilikausi elämän vanhan ajan lopulla. Sanikkaisten jako: • lieot • kortteet • saniaiset Sanikkaiset ovat itiökasveja, joilla sukupolvenvuorottelu: • sanikkaiskasvi on suvuton sporofyytti • sporofyytin tuottamista itiöistä kasvaa suvullinen gametofyytti, alkeisvarsikko • siittiöt uivat munasolun luo • hedelmöityneestä munasolusta kasvaa uusi sporofyytti BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Siemenkasvit sopeutuivat täydellisesti maaelämään • • • Ilmasto kuivui ja viileni noin 245 miljoonaa vuotta sitten. Tämä vaati sopeutumista kuivan maan elämään. Siemenkasvit ovat sporofyyttejä. Gametofyytit ovat surkastuneet sporofyyttien sisään. Lisääntyminen: – siitepöly heteissä – munasolu emissä – siitepölyttää emin joko tuulen, veden tai eläinten siirtämänä – siiteputki – hedelmöitys – munasolusta siemenaihe – siemen BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Paljassiemeniset ovat eläviä fossiileja • • Ilmestyivät 360 miljoonaa vuotta sitten. Valta-aikaa elämän keskiaika. Aina vihreät, vahapintaiset kuivuutta ja kylmyyttä hyvin kestävät neulaset. Siemenaiheet kehittyvät emilehtien pinnalla. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Koppisiemeniset eli kukkakasvit ovat nykyinen kasvikunnan valtiasryhmä • • • Ensimmäiset kukkakasvit n. 140 miljoonaa vuotta sitten. Uusi lisääntymisrakenne, kukka. Emin sikiäimessä tapahtuu kaksoishedelmöitys. Koppisiemenisten kilpailuetu on niiden siemenen nopea kehitys. Sikiäimestä muodostuu siemenaiheiden ympärille hedelmä. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Tehtävät 1. Yhteiset piirteet 2. Sammalet ja vesi 3. Sammalet vs. muut kasvit 4. Sanikkaiset ja sammaleet 5. Hiilikauden kasvillisuus 6. Siemenellisten kasvien edut 7. Suomen paljassiemeniset 8. Koevoluution esimerkit 9. Tuulipölytys vs. eläinpölytys 10. Jälkeläishuolto 11. Hedelmätyyppien leviäminen 12. Vuorovaikutussuhteet 13. Biologinen tapahtuma BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

1. Yhteiset piirteet a) Mitkä ovat levien ja kasvien yhteiset piirteet? b) Miten kasvit eroavat levistä? BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

2. Sammalet ja vesi Miten sammalet ovat lisääntymisessään riippuvaisia niiden ulkopuolisesta vedestä? BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

3. Sammalet vs. muut kasvit a) Miten sammalet eroavat muista kasveista? b) Miksi sammalet ovat hyviä karujen alueiden pioneerilajeja? BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

4. Sanikkaiset ja sammaleet Mitkä ovat sanikkaisten ja sammalten keskeiset erot? BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

5. Hiilikauden kasvillisuus Selitä väite ”hiilikauden kasvillisuus on vaikuttanut maapallon ilmastoon kaksi kertaa”. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

6. Siemenellisten kasvien edut Mitkä olivat siemenellisten kasvien edut kuivan maan valloituksessa siemenettömiin kasveihin verrattuna? BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

7. Suomen paljassiemeniset Luettele kolme Suomen luonnonvaraista paljassiemenistä kasvia. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

8. Koevoluution esimerkit Kerro esimerkkejä paljassiemenisten ja muiden eliöryhmien koevoluutiosta. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

9. Tuulipölytys vs. eläinpölytys a) Mistä voit päätellä, onko kasvi tuuli- vai eläinpölytteinen? b) Kumpi pölytystapa on tehokkaampi? c) Onko tuulipölytyksen ja eläinpölytyksen maantieteessä eroja? BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

10. Jälkeläishuolto Termi jälkeläishuolto yhdistetään tavallisesti vain eläimiin, mutta kukkakasvitkaan eivät lähetä jälkeläisiään maailmalle ”tyhjin repuin”. Perustele. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

11. Hedelmätyyppien leviäminen Hedelmät suojaavat siemenaihetta ja edistävät siemenen leviämistä. Kerro Suomen luonnosta erilaisten hedelmätyyppien leviämistapoja. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

12. Vuorovaikutussuhteet Kerro vuorovaikutussuhteista a) koppisiemenisten ja eläinten b) koppisiemenisten ja sienten välillä Suomen luonnossa. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

13. Biologinen tapahtuma a) Selosta, mistä tärkeästä biologisesta tapahtumasta kuvassa on kysymys. (2 p. ) b) Miten kukkakasvin siemen syntyy? (2 p. ) c) Selosta lyhyesti kukkakasvien ja hyönteisten vuorovaikutussuhteen evoluutiota. (2 p. ) (YO-tehtävä K-07) BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 1. Yhteiset piirteet a) Kummatkin ovat tuottajia ja kykenevät fotosynteesiin. Yhteisiä piirteitä ovat kahdenlainen lehtivihreä a ja b, soluseinän selluloosa ja varastotärkkelys. b) Kasvit eroavat viherlevistä ratkaisevimmin niiden sukusoluja ja itiöitä muodostavien rakenteiden osalta. Myös yhteyttämispigmentit ovat erilaisia. Kasvit ovat kehittyneet leviä myöhemmin. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 2. Sammalet ja vesi Sammaleiden siittiösolut tarvitsevat vettä uidakseen munasolun luo vesipisaroissa. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 3. Sammalet vs. muut kasvit a) - Sammalilla ei ole varsinaisia putkilokasvien päärakenteita: juurta, vartta eikä lehteä. - Sammalilta puuttuvat kuljettamiseen erikoistuneet johtosolukot (muiden kasvien yhteisnimitys onkin putkilokasvit). - Niiden sukupolvenvuorottelua hallitsee gametofyyttivaihe, joka muilla kasveilla on surkastunut. Sammalilla sporofyytti ei menesty itsenäisenä, vaan gametofyytti huoltaa sitä. b) - Sammalet eivät kasva 10 senttiä korkeammaksi, joten niiden kyky kilpailla valosta on rajallinen. Karuilla alueilla on vähän muuta kasvillisuutta. - Eräät sammalet voivat kuivua rutikuiviksi ja virota yhteyttämään taas sateen tai sumun tultua. - Sammalet kestävät myös jäätymisen ja kykenevät yhteyttämään jopa muutamassa pakkasasteessa. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 4. Sanikkaiset ja sammaleet • Sammalet ovat sanikkaisia alkeellisempia ja todennäköisimmin kaikkein vanhimpia kasveja. • Sanikkaisilla on erikoistuneet juuri, varsi ja lehdet, joita sammalella ei varsinaisesti ole. • Sanikkaiset olivat ensimmäisiä putkilokasveja, eli niiden veden, ravinteiden ja yhteyttämistuotteiden kuljetusta hoitaa siihen erikoistunut johtosolukko. • Vain sammalen itiöpesäke edustaa lyhyttä sporofyyttivaihetta ja sen gametofyyttiä näkemämme sammal. Sammalilla sporofyytti ei menesty itsenäisenä eliönä kuten sanikkaisilla vaan gametofyytti huoltaa sitä. • Sanikkaisten sukupolvenvuorottelussa sprofyyttivaihe (sanikkainen) on gametofyyttiä (alkeisvarsikko + sukusolut) huomattavasti hallitsevampi vaihe kuin sammalilla. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 5. Hiilikauden kasvillisuus Hiilikauden runsas kasvillisuus viilensi ilmastoa sitomalla valtavan määrän ilmakehän hiilidioksidia. Nykyisin hiilikauden aikaisia hiiltyneitä metsiä poltetaan kivihiilenä. Kivihiilen poltto vapauttaa varastoituneen hiilidioksidina ilmakehään voimistaen osaltaan kasvihuoneilmiötä ja ilmastonmuutosta. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 6. Siemenellisten kasvien edut • Siemenen sisällä suojassa oleva alkio on lepotilassa ja kestää hyvin kuivuutta, kylmyyttä ja kuumuutta. Siemen itää vasta olosuhteiden ollessa otolliset kasvulle. • Kuivuutta kestävät siemenet leviävät tehokkaasti ilmassa. Myös eläimet levittävät ravintonaan käyttämiensä kasvien ja hedelmien siemeniä. • Siemenelliset kasvit lisääntyvät suvullisesti. Suvullinen lisääntyminen moninkertaistaa muuntelun siemenettömiin kasveihin verrattuna. Sopeutuminen muuttuviin olosuhteisiin on siten nopeampaa. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 7. Suomen paljassiemeniset mänty, kuusi, kataja, marjakuusi (Ahvenanmaalla) BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 8. Koevoluution esimerkit • Sienten ja paljassiemenisten symbioosi on sienijuuri eli mykoritsa. • havupuista riippuvaiset eläimet kuten orava, käpylinnut, kaarnakuoriaiset BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 9. Tuulipölytys vs. eläinpölytys a) Eläinpölytteisen kasvin kukat ovat näyttäviä, värikkäitä ja tuoksuvia. b) Eläinpölytys. Tuulen mukana siitepöly leviää kauemmas, mutta tuulipölytystä varten täytyy tuottaa paljon siitepölyä, koska osumatarkkuus emin luotille on sattumaa. c) Tuulipölytys on kylmempien ja kuivempien alueiden pölytystapa. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 10. Jälkeläishuolto Siemenessä on siemenaiheen ympärille varastoitu vararavintoa siemenvalkuaisena, jota tarvitaan itämiseen. Siemenen ympärille kehittyvä hedelmä edistää siemenen leviämistä eläinten matkassa. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 11. Hedelmätyyppien leviäminen Esimerkkejä eri hedelmätyypeistä ovat palko, litu, kota, tuppilo, pähkylä, marja ja luumarja. • Linnut ja nisäkkäät syövät houkuttelevan värisiä ja maukkaita marjoja. Niiden siemenet säilyvät eläimen suoliston vahingoittumattomina, joten siemenet pystyvät leviämään eläimen ulosteen välityksellä pitkiäkin matkoja. • Eräiden kasvien siemenet, hedelmät tai kukinnot ovat tahmeita (esim. piharatamo) tai muuten helposti eläimiin takertuvia (esim. takiaisen koukkupäiset mykeröt). • Eräiden kasvien siemenissä on ravintopitoisia lisäkkeitä, jotka houkuttelevat eläimiä keräämään siemeniä (esim. muurahaiset kantavat orvokin siemeniä). • Palsamien kodat "räjähtävät", minkä ansiosta siemenet lentävät kauas. • Lenninsiivellinen, kevyt hedelmä (esim. vaahteralla) putoaa hitaasti ja kauas lenninsiiven aikaansaaman pyörimisliikkeen ansiosta. • Voikukan siemen leviää tuulisella säällä "laskuvarjonsa" avulla kauas. • Eräiden vesikasvien (esim. lumme) siemenkodat kelluvat ja siten leviävät vesistössä. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 12. Vuorovaikutussuhteet a) kasvinsyöjät (laiduntajat), loiset, mutualistit (pölyttäjät, kts. myös tehtävä 13 c), kommensalistit (lintujen pesät), kilpailijat (tila) b) juurisymbioosi: sieni tarjoaa kasville ravinteita ja vettä, kasvi antaa sienelle yhteyttämistuotteita energiaksi BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 13. Biologinen tapahtuma a-b a) Kuvassa sinisiipi etsii kukasta mettä tai siitepölyä ravinnokseen. Perhonen toimii pölyttäjänä koska se kuljettaa kasvin siitepölyä kukan heteistä toisen saman lajin kukan emin luotille. b) Emin luotille tuulen, pölyttäjän tai muun vastaavan mukana tuleva saman lajin siitepölyhiukkanen itää ja kasvattaa siiteputken emin sikiäimeen (siemenaiheeseen). Kahdesta siitepölyhiukkasen sisältämästä tumasta toinen hedelmöittää sikiäimen munasolun ( alkio) ja toinen keskussolun ( siemenen vararavintoa). Siemenen ympärille kehittyy suojaava siemenkuori. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

VASTAUS: 13. Biologinen tapahtuma c c) Kukkakasvit houkuttelevat hyönteisiä tuoksuilla, väreillä ja medellä. Hyönteispölytyksessä vuorovaikutussuhde on mutualismi. Siinä hyötyvät molemmat osapuolet, pölyttäjä saa ravintoa (mettä tai siitepölyä) ja kasvin kukat pölyttyvät. Yhtä aikaa tapahtuneessa rinnakkaisevoluutiossa (koevoluutiossa) on kehittynyt erilaisia sopeutumia: kukkien rakenne, väri sekä monet elintoiminnat (hyönteisiä houkuttelevan meden valmistus, kukkien aukeamisrytmi) sekä hyönteisten rakenne (esim. perhosen imukärsä) ja lentoajat. Monelle kukkakasville pölyttäjäksi kelpaa vain jokin tai muutamat hyönteislajit. BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Kuvat BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Kasvien sukupuu BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Sammal BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Saniainen BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Mänty BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Koppisiemeninen BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Pölytys BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava

Sirkkaisuus BI 1 • IV Luonnon monimuotoisuus • 15. Kasvikunta Otava
- Slides: 46