IV Luonnon monimuotoisuus

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

Avainsanat kasvikunnan evoluutio sporofyytti gametofyytti sammalet sekovartiset sanikkaiset putkilokasvit siemenkasvit paljassiemeniset koppisiemeniset

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. Kuva kirjan sivulta 109

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 Kuvatiedosto sammal itiöpesäke ja kuva kirjan sivulta 110

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. Kuvatiedosto voikukka koko kasvi

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 Kuvatiedostot metsäkorte ja saniainen ja kuva kirjan sivulta 112

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 siitepöly pölyttää emin joko tuulen, veden tai eläinten siirtämänä siiteputki hedelmöitys munasolusta siemenaihe siemen Kuva kirjan sivulta 115 ja kuvatiedostot kukkakärpänen ja voikukka siemenet

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. Kuva kirjan sivulta 114 ja kuvatiedosto mänty kukinto

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. Kuva kirjan sivulta 114 ja kuvatiedosto pihlaja

Tehtävät Yhteiset piirteet Sammalet ja vesi Sammalet vs. muut kasvit Sanikkaiset ja sammaleet Hiilikauden kasvillisuus Siemenellisten kasvien edut Suomen paljassiemeniset Koevoluution esimerkit Tuulipölytys vs. eläinpölytys Jälkeläishuolto Hedelmätyyppien leviäminen Vuorovaikutussuhteet Biologinen tapahtuma

1. Yhteiset piirteet a) Mitkä ovat levien ja kasvien yhteiset piirteet? b) Miten kasvit eroavat levistä?

2. Sammalet ja vesi Miten sammalet ovat lisääntymisessään riippuvaisia niiden ulkopuolisesta vedestä?

3. Sammalet vs. muut kasvit a) Miten sammalet eroavat muista kasveista? b) Miksi sammalet ovat hyviä karujen alueiden pioneerilajeja?

4. Sanikkaiset ja sammaleet Mitkä ovat sanikkaisten ja sammalten keskeiset erot?

5. Hiilikauden kasvillisuus Selitä väite ”hiilikauden kasvillisuus on vaikuttanut maapallon ilmastoon kaksi kertaa”.

6. Siemenellisten kasvien edut Mitkä olivat siemenellisten kasvien edut kuivan maan valloituksessa siemenettömiin kasveihin verrattuna?

7. Suomen paljassiemeniset Luettele kolme Suomen luonnonvaraista paljassiemenistä kasvia.

8. Koevoluution esimerkit Kerro esimerkkejä paljassiemenisten ja muiden eliöryhmien koevoluutiosta.

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?

10. Jälkeläishuolto Termi jälkeläishuolto yhdistetään tavallisesti vain eläimiin, mutta kukkakasvitkaan eivät lähetä jälkeläisiään maailmalle ”tyhjin repuin”. Perustele.

11. Hedelmätyyppien leviäminen Hedelmät suojaavat siemenaihetta ja edistävät siemenen leviämistä. Kerro Suomen luonnosta erilaisten hedelmätyyppien leviämistapoja.

12. Vuorovaikutussuhteet Kerro vuorovaikutussuhteista a) koppisiemenisten ja eläinten b) koppisiemenisten ja sienten välillä Suomen luonnossa.

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)

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

VASTAUS: 2. Sammalet ja vesi Sammaleiden siittiösolut tarvitsevat vettä uidakseen munasolun luo vesipisaroissa.

VASTAUS: 3. Sammalet vs. muut kasvit - 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. - 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.

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.

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 hiilen hiilidioksidina ilmakehään voimistaen osaltaan kasvihuoneilmiötä ja ilmastonmuutosta.

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.

VASTAUS: 7. Suomen paljassiemeniset mänty, kuusi, kataja, marjakuusi (Ahvenanmaalla)

VASTAUS: 8. Koevoluution esimerkit Sienten ja paljassiemenisten symbioosi on sienijuuri eli mykoritsa. havupuista riippuvaiset eläimet kuten orava, käpylinnut, kaarnakuoriaiset

VASTAUS: 9. Tuulipölytys vs. eläinpölytys Eläinpölytteisen kasvin kukat ovat näyttäviä, värikkäitä ja tuoksuvia. Eläinpölytys. Tuulen mukana siitepöly leviää kauemmas, mutta tuulipölytystä varten täytyy tuottaa paljon siitepölyä, koska osumatarkkuus emin luotille on sattumaa. Tuulipölytys on kylmempien ja kuivempien alueiden pölytystapa.

VASTAUS: 10. Jälkeläishuolto Siemenessä on siemenaiheen ympärille varastoitu vararavintoa siemenvalkuaisena, jota tarvitaan itämiseen. Siemenen ympärille kehittyvä hedelmä edistää siemenen leviämistä eläinten matkassa.

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.

VASTAUS: 12. Vuorovaikutussuhteet kasvinsyöjät (laiduntajat), loiset, mutualistit (pölyttäjät, kts. myös tehtävä 13 c), kommensalistit (lintujen pesät), kilpailijat (tila) juurisymbioosi: sieni tarjoaa kasville ravinteita ja vettä, kasvi antaa sienelle yhteyttämistuotteita energiaksi

VASTAUS: 13. Biologinen tapahtuma a-b Kuvassa sinisiipi etsii kukasta mettä tai siitepölyä ravinnokseen. Perhonen toimii pölyttäjänä koska se kuljettaa kasvin siitepölyä kukan heteistä toisen saman lajin kukan emin luotille. 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.

VASTAUS: 13. Biologinen tapahtuma 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.

Kuvat

Kasvien sukupuu

Sammal

Saniainen

Mänty

Koppisiemeninen

Pölytys

Sirkkaisuus