Navn: Parti: Journalen kan leveres når du går, og senest torsdag 30 oktober i kasse utenfor laben! NB! Labrapporten skal ikke leveres inn i Classfronter! Labøvelse BIO 1000 høst 2003 Botanikk 28 oktober Gruppe moser Gruppe karsporeplanter Gruppe frøplanter Levermoser (Hepathophyta) Nålekapselmoser (Anthoceratophyta) Bladmoser (Bryophyta) Kråkefotplanter (Lycophyta) Bregner (Pterophyta) Nakenfrøete Dekkfrøete 1
Introduksjon Et av trekkene som kjennetegner landplanter er alternerende generasjoner. Figuren nedenfor viser skjematisk hvordan gametofytt- og sporofytt-generasjonene hos flercellete organismer veksler med hverandre: den haploide gametofytten produserer haploide gameter som etter befruktning gir opphav til den diploide sporofytten. Sporofytten produserer på sin side haploide sporer ved meiose og gir opphav til gametofytten. Zygote (2n) Mitose Sporofytt (diploid, 2n) Befruktning (B!) Gameter (n) Meiose (R!) (reduksjonsdeling) Haploide sporer (n) Mitose Gametofytt (haploid, n) Mitose Hvordan dette skjer, er svært forskjellig hos de ulike landplantegruppene. I denne laboratorieøvelsen får dere se eksempler på (1) primitive planter der gametofytt-generasjonen er fremtredende (Gruppe: moser), (2) organismer der både gametofytt og sporofytt har selvstendige stadier ute i naturen (Gruppe: karsporeplanter), og (3) organismer der sporofyttgenerasjonen er fullstendig dominerende (Gruppe: frøplanter: nakenfrøete og dekkfrøete). 2
1. Gruppe moser ( bryophytes ) Mosene er de mest primitive av landplantene. De omfatter minst tre uavhengige monofyletiske grupper, levermoser (Hepatophyta), nålekapselmoser (Anthoceratophyta) og bladmoser (Bryophyta). Vi skal se nærmere på den første og den siste av de tre divisjonene. Se forøvrig Fig. 29.1., s. 577 i læreboka. Generell livssyklus hos moser er gjengitt i læreboka (Fig. 2916, s. 586). Preparat 1 Levermoser (liverworts) Phylum Hepatophyta Tvaremose (Marchantia polymorpha) Tvaremose er en vanlig art på fuktig kulturmark. Disse plantene er fra urtehagen utenfor Biologisk institutt. Denne arten er thalloid (figur 29.15a s. 585 i læreboka), det vil si at den ikke er differensiert i stengel og blad. Legg merke til de skålformete organene for vegetativ (ukjønnet) formering. Grokornene spres ved at regndråper treffer skålene. Denne ekstra vegetative formeringen har tvaremose i tillegg til vanlig formering med generasjonsveksling mellom sporofytter og gametofytter. Er det gametofytt- eller sporofyttgenerasjonen av tvaremose dere ser i preparatet? Har levermoser rhizoider? Hvor finner du dem og hvilken funksjon har de? 3
Preparat 2 Bladmoser (mosses) Phylum Bryophyta Sigdmose (Dicranum sp.) Sigdmoser er svært vanlige i barskoger over hele landet. Stomata (spalteåpninger) fins bare på sporofytten til bladmosene, men mangler helt i begge generasjoner hos levermosene. Vis hva som er gametofytt og sporofytt på figuren over (gjerne med en pil til en gametofytt og en sporofytt). Hvordan er gametofytten hos denne planten differensiert i forhold til levermosen i preparat 1?... 4
2. gruppe karsporeplanter ( pteridophytes ) Karsporeplantene omfatter to separate utviklingslinjer blant landplantene, kråkefotplanter (Lycophyta) og bregner (Pterophyta). Karsporeplantene skiller seg fra mosene ved at sporofyttgenerasjonen er frittlevende og relativt langlivet, mens gametofyttgenerasjonen spiller en underordnet rolle. Bladene hos kråkefotplantene er mikrofyller, mens bregnene har megafyller. Heterospori forekommer i begge gruppene. Preparat 3 Kråkefotplanter (clubmosses) Phylum Lycophyta 3a) Myk kråkefot (Lycopodium clavatum) - figur Sporangiene er samlet i strobili. 3b) Lusegras (Huperzia selago) levende materiale Sporangiene er ikke samlet i strobili, men sitter i de øvre bladhjørnene. Begge artene er isospore. Spørsmål (gjelder både myk kråkefot og lusegras): Hva er et mikrofyll? Er det gametofytten eller sporofytten du ser på her? 5
Hvilke andre karakterer (synlige eller mikroskopiske) viser at kråkefotplantene er mer avanserte enn mosene? Preparat 4 Bregner (ferns) Phylum Pteridophyta a) Sisselrot (Polypodium vulgare) Vanlig art i ur og steinete steder over hele landet. Livssyklus hos isospore bregner er tegnet i læreboka (Fig. 29.23, s. 592). På undersiden av bladene sitter sporangiene sammen i grupper, sori (jf. Fig. 29.24, s. 593 i læreboka). Legg merke til at hvert sporangium har en ring av spesielle celler (annulus). De er hygroskopiske (sensitive overfor fuktighet) og gir en aktiv utkasting av sporene i tørt vær. 6
b) Vannbregne (Salvinia natans) Heterospor bregne som vokser i relativt stille, næringsrike vann og elver i Sør-Europa og Øst- Asia. Mye brukt som akvarieplante. Planten har blad i 3-tallige kranser, med to flyteblad og et undervannsblad som har sporangier ved basis. Mikro- og makrosporangiene er like utenpå. Planten mangler røtter. Vannbregne (Salvinia natans). Til venstre sett ovenfra, i midten fra siden. Til høyre tverrsnitt av sori, her ser vi mikrosorus til venstre og makrosorus til høyre. Spørsmål (gjelder både sisselrot og vannbregne): Er det gametofytten eller sporofytten til bregnene du ser på her? Er bregnebladet et mikrofyll eller et megafyll? Begrunn svaret. Hva er forskjellen på isospori og heterospori? 7
3. gruppe frøplanter (seed plants) Frøplantene, som inkluderer de nakenfrøete (gymnospermene) og de dekkfrøete plantene (angiospermene eller blomsterplantene), er de mest avanserte av landplantene. Som hos karsporeplantene er det hos frøplantene det diploide stadiet (sporofytten) som dominerer i livssyklus. Hvor er gametofytten hos frøplantene? :.... :.... Gymnospermer / nakenfrøete Preparat 5. Utstilling av eksempler på gymnospermer. Studer alle de utstilte gymnospermene. Tror du at de har mikrofyller eller megafyller? (Tips: barnåler har to nerver.) Et eksempel på en nakenfrøet: Konglepalme (Zamia floridana). Mikrosporofyll i midten, makrosporofyll med befruktet frøanlegg til høyre. 8
Angiospermer / dekkfrøete Phylum Anthophyta Angiospermer (phylum Anthophyta) kalles også dekkfrøete eller blomsterplanter. Et kjennetegn for angiospermene er at frøene er beskyttet inne i et omdannet megasporofyll under frøutviklingen. Figuren viser utviklingen av megasporofyll fra åpent (hos nakenfrøete/gymnospermer) til lukket (hos dekkfrøete/angiospermer). Det lukkede megasporofyllet hos de dekkfrøete kalles også karpell. Preparat 6. Belg Tegn en skisse av et tverrsnitt av belgen, og vis hvor frøene har sittet (frøene løsner som regel når belgen er moden). Se belgen i sammenheng med figuren øverst på siden, og figuren på forrige side. 9
Kan du tenke deg en fordel av være dekkfrøet? Angiospermblomsten Angiospermene er den største plantegruppa med ca 250 000 kjente arter. Det er stor variasjon i gruppa, ikke minst har det utviklet seg en rekke tilpasninger til ulike former for pollinering og spredning. Selve blomsten er et spesialisert reproduksjonsorgan, unikt for angiospermene. Figuren viser hva de ulike delene heter og hvor de er plassert i en generell blomst. Denne blomsten har frie kronblad (ikke sammenvokst) og er radiærsymmetrisk (man kan legge mange symmetriplan i blomsten). Alle kronbladene er like. 10
Man antar den primitive angiospermblomsten har avveket fra figuren på forrige side ved en rekke trekk, blant annet ved udifferensiert blomsterdekke (ingen definert forskjell på begerblad og kronblad) og et stort og ubestemt antall blomsterdeler (blomsterdekkblad, pollenbærere og fruktblad). Disse karakterene finner vi i dag igjen i flere primitive angiosperm-grupper. Andre grupper har evolvert en rekke mer avledete trekk i ulike kombinasjoner. De viktigste evolusjonstrendene er: - Reduksjoner i blomsten: Stort og ubestemt antall blomsterdeler fast antall (gjerne 3 i enfrøbladete og 5 i tofrøbladete). - Symmetriforhold i blomsten: Radiærsymmetri (mange symmetriplan kan legges gjennom blomsten) bisymmetri (bare ett symmetriplan kan legges gjennom blomsten; zygomorfi). - Sammenvoksninger i blomsten: Frie fruktblad (apokarpi) sammenvokste fruktblad (synkarpi) Frie kronblad sammenvokste kronblad Frie begerblad sammenvokste begerblad Preparat 7 Hvordan skiller disse blomstene (A-C) seg fra den primitive angiospermblomsten? (Fyll inn i skjema.) Antall beger- og kronblad Antall pollenbærere Antall fruktblad (karpeller) Symmetriforhold Primitiv angiosperm (f.eks. hvitveis, Anemone nemorosa) Preparat A:... Preparat B:... Preparat C:... mange, frie, ikke differensierte i beger + krone B: K: B: K: B: K: mange, frie mange, frie radiærsymmetri Hvilke(t) preparat(er) er mest avledet? 11