Ақпарат

7.2.1: Цикадтар және Гинкостар - Биология

7.2.1: Цикадтар және Гинкостар - Биология


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

үйрену мақсаттары

  • Гинкго мен гүлді өсімдіктерді ажырату үшін морфологиялық сипаттамалар мен тіршілік тарихының ерекшеліктерін қолданыңыз.
  • Неліктен екенін түсіндіріңіз Гинкго билоба тірі қазба деп аталады.
  • Цикадтар мен папоротниктерді ажырату үшін морфологиялық сипаттамаларды және өмір тарихының белгілерін пайдаланыңыз.
  • Екіжүзділік терминіне анықтама беріңіз және мысал келтіріңіз.

Гинкгофита

2019 жылғы жағдай бойынша ең соңғы генетикалық зерттеулер гинкголарды сақталған гимноспермдердің ең көнесі ретінде орналастырды. Бұл бірінші гимносперм болды дегенді білдірмейді. Қазба деректерінен гимноспермдердің көпшілігі жойылып кеткен сияқты. Бұл топтағы жалғыз қалған түрлер, Гинкго билоба, оның қазылған ата-бабаларынан іс жүзінде өзгермеген тірі қазба ((PageIndex{1}) суретін қараңыз). Бұл өсімдік жабайы табиғатта дерлік жойылды - Қытайда бірнеше табиғи популяциялар қалады, бірақ сәндік ағаш ретінде кең таралған. Бұл түрді емдік қасиеттері үшін будда монахтарының өсіру күш-жігерінің арқасында ғана тірі қалдырған болуы мүмкін.

Гинкго билоба екіжүзді (өсімдіктерден ерекшелігі ретінде, Гинкго құстар мен сүтқоректілер сияқты жыныстық хромосомалары бар) және тозаң ағаштарды овуляциялау үшін желмен тасымалданады. Микростробили кейбір гүлді өсімдіктерде шығарылған мысықтарды еске түсіреді ( ( PageIndex {2} сурет)). Гинкгос тозаң дәндері екі көп флагеллетті сперматозоидтарды шығарады.

Овуляцияда жемістерге ұқсайтын бұтақтардың ұштарында жұп жұмыртқалары болады ((PageIndex{3}) сурет). Тұқымның майлы қабығы ыдыраған кезде жағымсыз иіс шығарады, бұл сәндік жағдайларда тұрақты ағаштарды танымал таңдауға айналдырады.

Бұл түр де ұзақ өмір сүреді, жалғыз ағаш мыңдаған жылдар бойы өмір сүре алады (ең көненің жасы 3500 жыл!), олар зиянкестердің көпшілігіне төзімді. Бұл зиянкестерге төзімділік, сонымен қатар дәрілік қасиеттер, жапырақтарда өндірілетін қайталама метаболиттердің алуан түріне жатқызылуы мүмкін, соның ішінде терпендер мен флавоноидтар. Жапонияның Токио қаласындағы Зенпуку ғибадатханасындағы гинкго ағашы шамамен 750 жаста ( PageIndex {4} суреті). Гинкго Хиросимадағы жарылыстан кейін қалпына келген алғашқы өсімдіктер болды және оларда генетикалық ауытқулар табылмады.

Цикадофита

Тұқымдық папоротниктер қазір жойылғанымен, олардың кейбір тірі ұрпақтары велосипедтер, оларға қатты ұқсайды ( ( PageIndex {5} суреті)). Цикадалар шамамен 300 миллион жыл бұрын қазба қалдықтарында пайда болған ең көне гимноспермдердің бірі. Ұқсас Гинкго билоба, цикадаларда жұмыртқаға қарай жүзетін бірнеше флагелла бар сперматозоидтар бар. Өсімдіктер үшін бұл ата -баба қасиеті болып саналады. Цикадалар мен гинкголар қылқан жапырақты ағаштардан шыққан әпке -таксондар ретінде пайда болады.

Цикадалар үлкен және түйіршікті жапырақтар шығарады (қауырсын тәрізді орталық осьтен шығатын жапырақшалары бар), оларды жапырақ тәрізді етіп көрсетеді. Папоротниктен айырмашылығы, бірақ басқа гимноспермдер сияқты, бұл жапырақтар ксерофитті ( ( PageIndex {6} сурет)): қатал, балауыз және құрғауға төзімді.

Цикадтар екіжақты. Микростробил «аталық» өсімдікте өндіріледі және микроспорангиялары бар көптеген микроспорофиллдерден тұрады. Ол микростробилус деп аталады, себебі емес ол кішкентай (олардың биіктігі бір метрден асады), бірақ ол мегаспорангиумға қарағанда кіші және көп спора түзетіндіктен. Микростробилдер көбінесе циклодтардағы мегастробилдерден үлкен болады ((PageIndex{7}) суретін және (PageIndex{8}) суретін қараңыз). Цикадаларда тозаңды мегастробиллге жәндіктер апарады. Мегастробил «аналық» өсімдікте өндіріледі және қабаттасатын мегаспорофиллдерден тұрады. Кейбір циклда, мысалы Cycas spp., мегаспорофиллдер стробилді құрылымға айналмайды. Жұмыртқалар мегаспорофиллдерде түзіледі ( PageIndex {9} суреті); бұл жұмыртқалар ұрықтанғаннан кейін тұқымға айналады. Содан кейін тұқымдар жануарлар арқылы таралады.


7.2.1: Цикадтар және Гинкостар - Биология

Оның ең алғашқы жапырақты қалдықтары 270 миллион жыл бұрын палеозойдың пермь кезеңінде тұқымдық папоротниктер мен папоротниктер басым болып, гинкго, цикадалар мен қылқан жапырақты ағаштар танымал болған кезде пайда болған.
Динозаврлар дәуірінде (Юра дәуірі 213 миллион жыл бұрын) ол бұрыннан болған!


Гинкго Байера
Төменгі жоғарғы пермь (төменгі турингтік)
Zechstein / Kupferschiefer, Харц ауданы, Орталық Германия
Берлиндегі Натуркунде дер Гумбольдт-Университетінің мұражайы
фото және көшірме Cor Kwant

Гинкгоалес - дәстүрлі түрде алты отбасыдан тұратын, мүмкін 19 тұқымнан тұратын Ginkgoaceae отбасынан тұратын гимноспермдер тобы. Байера, гинкгоиттер, гинкгоидий, гинкго, арктобайера, сфенобаьера, виндвардия, трихопиты. Дегенмен, бұл жіктеу дұрыс анықталмаған, мысалы, вариациялар Байера, Сфенобайера және Гинкгоиттер болып саналады Гинкго сондай -ақ.

Осы уақыт ішінде гинкго, беннеттиталес, папоротниктер, цикладтар және қылқан жапырақты өсімдіктер дүние жүзіндегі өсімдіктерде басым болды. Мезозой климаты: полярлық мұз жоқ, ылғалды және жылы климаттық жағдайлар мезозойдың басында құрғақшылықтан кейін жүрді.

Гинкго цифрлары
(A.C. Севардтан, 1919 ж.)

Түрлердің максималды әртүрлілігі Солтүстік жарты шарда бор кезеңінде болды, қазір Азия, Еуропа және Солтүстік Америка деп аталатын аймақтар, мысалы. Ginkgo coriacea, Ginkgo adiantoides, Ginkgo tigrensis, Ginkgo apodes, Ginkgo digitata, Ginkgo yimaensis, Ginkgo gardneri. Гинкго Оңтүстік жарты шарда да болды: Гондвана.

Гинкго эволюция (үлкейту үшін басыңыз)


Гинкго хаттоны
Орта юра,
Скалби, Солтүстік Йоркшир, Ұлыбритания
фото және көшірме Дэвид Скарборо

Үшінші (тек 65 миллион жыл бұрын) үш (немесе төрт) түрі ғана қалды: Гинкго адиантоиды (негізінен Солтүстік жарты шарда) жапырақтары іс жүзінде қазіргі заманнан ерекшеленбейді Гинкго билоба, жәнеГинкго гарднери (кеш палеоцен, тек Шотландиядағы Малл аралында кездеседі).
Ginkgo jiayinensis (Солтүстік-Шығыс Қытай, Цзяиннің Вуюн формациясы) басқа кайнозой гинкголарынан қоршаған ортаға бейімделуіне байланысты амфистоматикалық жапырақтары (жапырақтың екі бетінде стоматалар (кеуектер)) болуымен ерекшеленеді.

Төмендеу бүкіл Солтүстік жарты шарда болатын ауқымды салқындаудың және жауын-шашынның бірте-бірте жаздың ылғалды бірінен жаздың құрғақ мезгіліне ауысуының нәтижесі болуы мүмкін. Ангиоспермдердің өсуі де маңызды рөл атқарған болуы мүмкін. Ірі тұқымдардың ықтимал тұқым таратушылары ретінде динозаврлардың жойылуы да қазба ескерткіштеріне сәйкес келетін бұл құлдырауға әсер еткен болуы мүмкін. Тұқым таратқыштар туралы толығырақ менің Көбею бетінде оқыңыз. Кайнозой климаты: мұздық кезеңге дейін өте жылы.
Шамамен 7 миллион жыл бұрын Гинкго Солтүстік Американың қазба деректерінен жоғалып кетті.
Еуразияда плиоценнен тек өте аз мөлшерде қазба табылған, ал плейстоцен үшін тек белгілі құбылыстар кездеседі. Гинкго олар Жапонияның оңтүстік -батысынан. Ол Еуропадан шамамен 2,5 миллион жыл бұрын кеткен.

Гинкго билоба Л. Қытайдың мұздану әсері аз болатын кейбір аудандарда аман қалды.
ДНҚ талдаулары (Чжао және т.б., 2019) Гинкго рефугиясының оңтүстік-батыс, шығыс және оңтүстік Қытайда кездесетінін көрсетті:

- Рефуги Қытайдың оңтүстік -батысында, әсіресе Чунцин муниципалитеті мен Гуйчжоу провинциясының шекарасында, Нанчуань округінің Цзиньфо тауының (Джинфо Шань) оңтүстік беткейлерінде кездеседі (28 & deg53'N 107 & deg27'E аймақ картасын қараңыз). Бұл аймақтағы, сонымен қатар Гуйчжоу провинциясының іргелес бөліктеріндегі экологиялық жұмыстар, мысалы, жабайы немесе жабайы өсімдіктердің қалдықтары деп санауға болатын Учуань уезі мен Туоле (пансиандық) көптеген ұсақ популяцияларды анықтады. Далу тауларының аңғары мен төменгі тау беткейлерінде жабайы гинкго билоба (Ginkgoaceae) популяцияларының тұрақтылығының дәлелі 2012 жылы (Тан және т.б.) және 2019 жылы (Чжао және т.б.) жарияланды.
Қосымша ақпарат пен фотосуреттер мұнда.

- Шығыс Қытайдағы гинкголар, мысалы. Батыс Тяньму тауында, Чжэцзян провинциясы: бұл қорық - жабайы гинкго билоба қауымдастығының тағы бір қорғаны.
Қытайлық емес популяциялардың барлығы генетикалық тұрғыдан осы шығыс тегіне жақын, бұл Гинкгоның шығыс Қытайдан Солтүстік Америка мен Еуропаға адам енгізгенін көрсетеді. Қосымша ақпарат: мақала Чжао және басқалар.

- Қытайдың оңтүстігінде үшінші босқындар генетикалық тұрғыдан жіктелген, мысалы. Фуцзянь провинциясында.
Бір қызығы, қазбалардың барлығы дерлік табылған Гинкго 40 ° N ендік бойынша полярлықта, үшінші сатыда 40 ° -қа дейін суытуға және маусымдықтың жоғарылауына байланысты. Оның Қытайда өмір сүруі ұзақ уақытқа созылған Гинкго тарихынан ауытқиды.

Қытайлар Гинкго билоба өзгеріссіз өмір сүрді. Юра кезеңінен осы уақытқа дейін жеке жұмыртқа сабақтарының азаюы және жұмыртқалар санының азаюы байқалды. Овуляция мөлшері ұлғайған. Жұмыртқадан шыққан мүшелер ортаңғы юрада пайда болуы мүмкінGinkgo yimaensis (170 миллион жыл бұрын). Эмбриондары Гинкго билоба тұқымдар температураға тәуелді дамудың кешігу механизміне ие, бұл тұқымдардың күзде ерте өнуін болдырмау арқылы қыста аман қалуына мүмкіндік береді. Бұл және басқа да суық климатқа бейімделу тұқым ішінде дамыған сияқты Гинкго ерте бор дәуірінде, солтүстік жарты шарда ұзақ уақыт тұрақты, жылы жағдайдан кейін күрт суыту болды. Төменгі бор кезеңіндегі тасталған жапырақтар мен ұрпақты болу мүшелері (Гинкго аподтары 121 миллион жылдық Yixian формациясынан табылған. Қытай) олардың морфологиясы осы уақытқа дейін аз өзгергенін көрсетеді.

Гинкго адиантоиды Үшінші кезеңнен (56 миллион жыл бұрын) қазіргі заманға өте ұқсас Гинкго билоба.

Миоцен дәуірінен бастау алатын, 15 миллион жылдық тасқа айналған бөренелер Гинкго Бекки және басқа да көптеген ағаш түрлері осы аймақтың маңындағы тасқын шөгінділері мен лава ағындарынан табылған. Гинкго бөренелер миллиондаған жылдар бойы лава ағынымен жабылған көлдің шөгінділеріне көмілген жердегі ағынды сулар арқылы қараңғы аймаққа жеткізілді.

Гинкго Бекки ғажап ұқсастығын көрсетеді Гинкго билоба ағаш, трахеидтердің радиалды қабырғаларында бірлік ұзындығы бойынша шұңқырлар аз болуы мүмкін.


үлкенірек сурет
тасқа айналды Гинкго ағаш, 6х7 см, аяқ -қол қимасы, триас
Аризона, Каньон де Челлидің солтүстігі, Чинл формациясы
фото және көшірме Cor Kwant

Қазба ағашы төменгі пермь дәуірінен (Гьюко формациясы, Нью-Мексико) және соңғы триас дәуірінен (Холбрук аймағы, Чинле формациясы, Тасталған орман ұлттық паркі, Аризона) белгілі.
Эоцен дәуірінен бастап бір үлгі белгілі Ginkgo bonesii, Кларно Формациясы, Орегон.

тасталған Гинкго ағаш, диаметрі 17 см., миоцен
Вантаж, Солтүстік Америка
фото және көшірме Льюис Гудман

Гинкгоал ағашының қазбалары тапшы болуы мүмкін, себебі ағаштың шөгінділерде тұндырылғаннан кейін жасуша қабырғаларының деградациясына химиялық төзімділігі жоқ.

-Brenner ED, Katari MS, Stevenson DW, Rudd SA, Douglas AW, Moss WN, Twigg RW, Runko SJ, Stellari GM, Richard MW, Coruzzi GM. 2005 ж. Гинкго билобадағы EST талдауы: дамыған реттеушілер мен гимоспермнің спецификалық гендерін бағалау. BMC геномикасы. 6(1):143.
-Бреннер Э.Д., Стивенсон Д.У., Твигг Р.В. 2003 ж. Цикадтар: эволюциялық инновациялар және өсімдік тектес нейротоксиндердің рөлі. Trends Plant Sci.8(9):446-52.
-Чен Л.К., Ли С.С., Шалонер В.Г., Бирлинг Дж., Сан К.Г., Коллинсон М.Э. және Митчелл П.Л. 2001 ж. Атмосфералық СО2 өзгеруі туралы сигнал беру үшін сақталған және гинкго жапырақтарының стоматальды кейіпкерлерінің әлеуетін бағалау. Американдық ботаника журналы 88 (7): 1309-1315.
-Чун-Шиен Ву және т.б. Хлоропласт филогеномикасы гинкго билобаның цикадтардың қарындасы екенін көрсетеді. Genome Biol Evol (2013) 5 (1): 243-254. doi: 10.1093/gbe/evt001.
-Дель Тредичи, П., Х.Линг және Г.Янг. 1992 ж. Тянь Му Шаньның гинкгосы. Қорғау биологиясы 6:202 209.
-Дель Тредичи, P. 2000. Гинкго билоба, Медициналық және хош иісті өсімдіктер сериясындағы Ginkgo Biloba 12 бөлімінде, Ван Бек Т - Өнеркәсіптік профильдер, Harwood Academic Publ., Амстердам.
-Дель Тредичи, P. 2007. Гинкго билобадағы жыныстық көбею фенологиясы: экологиялық және эволюциялық әсерлері. Ботаникалық шолу: том. 73, No 4, 267 278 б.
-Дэн Шэнхуй, Ян Сяодзю және Чжоу Чжянь. 2004 ж. Қытайдың солтүстік-шығысындағы Ляониннен шыққан бор дәуіріндегі гинкго тәрізді жұмыртқалы органның қалдықтары және оның эволюциялық салдары. Қытай ғылым бюллетені. 49 No 16 1774 1776.
-Ге, Кэрол Т. және т.б. 2010. Мезозой заманындағы өсімдіктер: морфологиялық инновациялар, филогенез, экожүйелер. Индиана университетінің баспасөзі, Индианаполис.
-Hohmann, N. et al. 2018 ж. Гинкго билобаның динамикалық плейстоцен тарихының ізі бар болғаны 390 000 жыл бұрын басталады. BMC Genomics, 2018 сәуір 2719 (1): 299. doi: 10.1186/s12864-018-4673-2.
-Хори, Т., Р.В.Ридж, В.Тулекке, П.Дель Тредичи, Дж.Тр&еакуилья-Гильлер және Х.Тобе, ред. 1997 ж. Гинкго билоба: жаһандық байлық. Шпрингер, Токио.
-Цзян, З. және т.б. Юк ағашы Гинкго ағашының эволюциясындағы алғашқы қадам туралы түсінік береді. Ғылыми баяндамалар 6, Art.no. 38191, қараша/желтоқсан 2016 ж.
-Квант C. 2006 ж. Гинкго беттері, тарих/ағаш/көбейту беттері. Интернет -сайт.
-Людвиг-Максимилиан-Университет және aumlt M & uumlnchen. 1998 ж. Der Ginkgo - Baum, Uninum of Vergangenheit. Интернет -сайт.
- Mustoe George E. 2002. Тынық мұхитының солтүстік-батысынан эоцендік гинкго жапырағының қалдықтары. Болады. Дж. Бот. 80(10): 1078-1087.
-Ли, Х.-Л. 1956. Гинкгоның бау -бақша және ботаникалық тарихы. Morris Arboretum Хабаршысы 7: 3-12.
- Нагалингум, N.S., Marshall C.R., Quental T.B., Rai H.S., Little D.P., Mathews S. 2011. Тірі қазбаның соңғы синхронды сәулеленуі. Ғылым, DOI: 10.1126/science.1209926.
-Quan C, Sun G, Zhou Z. 2010 ж. Қытайдың солтүстік-шығысындағы Цзяин, Хэйлунцзян, Вуюнь формациясының жаңа үшінші гинкго (Ginkgoaceae) және оның палеоэкологиялық салдары. Американдық ботаника журналы 97 (3): 1-12. (doi: 10.3732/ajb.0900128)
-Ротвелл, Г.В., Холт, Б. 1997 ж. Гинкго билобасының эволюциясындағы қазбалар мен фенология, Ginkgo biloba-биологиядан медицинаға арналған жаһандық қазына (ред. Хори, Т., Ридж, Р.В., Тулекке, В. және т.б.), Токио: Springer Verlag, 223-230.
-Сиднейдегі ботаникалық бақтар. 2004. Cycad беттері. Интернет -сайт.
-Ройер, Дана Л, Хики, Лео Дж. Және Винг, Скотт Л. 2003 ж. «Тірі қазбадағы» гинкгодағы экологиялық консерватизм. Палеобиология, 29(1), 84 104 бет.
-Савидж, Р.А., 2006. Екі жаңа қылқан жапырақты ағаштар мен гинкгоға арналған ксилотомиялық дәлелдер, Аризона штатындағы Тасталған орман ұлттық саябағындағы соңғы триас дәуіріндегі Чинле формациясы. Солтүстік Аризона мұражайы Хабаршысы 62: 147-149.
-Скотт, Р.А., Э.С.Баргоурн және У.Пракаш. 1962 ж. Солтүстік Американың батысындағы үшінші сатыдағы Гинкго ағашы. Американдық ботаника журналы, том. 49, No 10, 1095-1101 б.
-Севард, А.С. 1919 ж. Қазба өсімдіктер. IV. Ginkgoales, Coniferales, Gnetales. Кембридж университетінің баспасөзі, Кембридж.
-Шэн, Л., X. Ю. Чен, X. Чжан, Ю. Ю. Ли, C. X. Фу & Y. X. Цю. 2005 ж. CpDNA PCR_Rflps негізіндегі Ginkgo biloba L. (Ginkgoaceae) генетикалық вариациясы: мұздық рефугиясының қорытындысы. Тұқымқуалаушылық 94, 396-41 бб.
-Стюарт, В.Н. 1983 ж. Палеоботаника және өсімдіктер эволюциясы. Кембридж университетінің баспасөзі, Кембридж.
-Стюарт, В.Н., Ротвелл, Г.В.. 1993 ж. Тірі қазбаның жазбасы: Гинкго, палеоботаника және өсімдіктер эволюциясы (ред. Стюарт, В.Н., Ротвелл, Г.В.), Лондон: Кембридж университетінің баспасы, 385-412.
- Тан, Синди Q және т.б. 2012. Қытайдың оңтүстік -батысындағы Далу тауларында жабайы гинкго билоба (гинкгоцея) популяциясының табандылығының дәлелі. Ам. J. Bot. 2012 жылдың тамызы, 99:1408-1414.
- Тидвелл, В.Д. және Мунцинг, Г.Э., 1995 ж. Оңтүстік-орталық Нью-Мексиконың төменгі пермьдік уэко формациясының гимноспермді ормандары. Нью-Мексико жаратылыстану және ғылым мұражайы хабаршысы, 6: 91-100.
-Тралау, Х. 1967 ж. Ginkgo L. тұқымының фитогеографиялық эволюциясы. Botaniska Notiser 120:409 422.
-Тралау, H. 1968 ж. Гинкго тұқымдасының эволюциялық тенденциялары. Летайя 1: 63-101.
-Уемура, Қ. 1997 ж. Шығыс Азиядағы гинкгоның кайнозойлық тарихы. Pp. 207-221 жылы Hori және т.б. 1997 жыл.
- Калифорния университетінің палеонтология мұражайы. 2006 ж. Гинкгоалес. Интернет сайты.
-Чикаго университеті. Палеогеографиялық атлас жобасы. 2001. Палеогеографиялық атлас жобасы. Интернет сайты.
-Вэй Гун, Чжэн Цзэн, Йэ-Е Чен, Чуан Чен, Ин-Сион Цю және Чен-Син Фу. 2008. Ginkgo biloba L мұздық рефугиясы және оның генетикалық әртүрлілігіне адамның әсері: хлоропласт ДНҚ дәлелі. J. Интегр. Pl. Биол. 50 (3), 368-374 беттер.
- Чжао, Юн-Пэн және т.б. Бүкіл әлем бойынша 545 гинкго геномына сәйкес келу тірі қазбаның эволюциялық тарихын көрсетеді. Nature Communications 10, 4201-бап, 2019 ж.
- Чжэн, С.-Л., Чжоу, З.-Ы. 2004. Батыс Ляонин, Қытайдағы жаңа мезозойлық гинкго және оның эволюциялық маңызы, Аян Палаеобот.Палинол., 131: 91-103.
-Чжоу, З.-Ы., Чжан, Б.-Л. 1989. Орта юралық гинкго, аналық безі бар мүшелері бар, Хэнань, Қытай, Palaeontographica B, 211: 113-133.
-Чжоу Цзы, Чжэн С. 2003 ж. Гинкго эволюциясында жоғалған сілтеме. Табиғат 423(6942):821-2.
-Чжоу З. 2009 ж. Гинкгалес қазбаларына шолу. Palaeoworld, 18 том, 1 шығарылым, 1-22 беттер.
-Зиглер, А.М., П.М.Риес, Д.Б.Роули, А.Беккер, Л.Цин және М.Л.Хулвер. 1996 жыл. Азияның мезозойлық жиынтығы: қазба флоралар, тектоника және палеомагнетизмнің шектеулері.Pp. 371-400 А.Ин мен М.Харрисон, ред. Азияның тектоникалық эволюциясы. Кембридж университетінің баспасы, Кембридж.

Редингтен (Ұлыбритания) келген Дэвид Скарбороға ерекше алғыс айтамыз, Ашық университет оқытушысы,
осы бетке көптеген суреттер бергеніңіз үшін.


Цикадтар тұқымында ежелгі тұтас геномның қайталануының дәлелі

Ангиоспермдерге (гүлді өсімдіктер) жазылған көптеген геномдық қайталану оқиғаларына қарағанда, гимноспермдердің (гүлсіз тұқымдық өсімдіктер) тұтас геномдық қайталануы әлдеқайда сирек көрінеді. Көптеген гимносперм тұқымдары үшін де ежелгі тұтас геномның қайталануы туралы хабарланғанымен, кейбіреулері әлі күнге дейін даулы және расталуды қажет етеді. Мысалы, гинкго, бірақ әсіресе цикладтар туралы деректер осы уақытқа дейін қол жетімді деректердің сапасы мен талдаудағы кемшіліктерге байланысты нәтижесіз болып қалды. Біз Encephalartos natalensis цикадасынан да, Гинкго билобадан да РНҚ шығардық және реттедік. Осыдан кейін транскриптомды құрастыру болды, содан кейін бұл деректер паралогтық жас үлестірімдерін құру үшін пайдаланылды. Осы таралуларға сүйене отырып, біз цикадаларда да, гинкгода да ежелгі тұтас геномдық қайталанудың қалдықтарын анықтадық. Ең ұтымды түсініктеме бұл геномның қайталануының барлық оқиғасы екі түр арасында ортақ болған және олардың дивергенциясына дейін шамамен 300 миллион жыл бұрын болған.

Мүдделер қақтығысы туралы мәлімдеме

Бәсекелес мүдделер: Авторлар бәсекелес мүдделер жоқ деп мәлімдеді.

Фигуралар

1-сурет. Қ С жас бойынша бөлу…

1 -сурет. Қ С жасына қарай бөлу Гинкго билоба және Encephalartos natalensis транскриптомдар.

2-сурет. Жалпыға арналған ықтимал орындар…

2 -сурет. Геномның толық қайталануының мүмкін емес орындары ашылды Encephlartos natalensis және Гинкго…


Кіріспе

Хлоропласттар әдетте біржақты тұқым қуалайды және өздерінің геномдары бар, хлоропласт бойынша бірнеше геномдық көшірмелері бар, тығыз гендік құрамы және ядролық және митохондриялық геномдарға қарағанда баяу эволюциялық жылдамдықтары бар (Wolfe et al. 1987 Drouin et al. 2008). Жаңа буынның жүйелеу технологиясының соңғы жетістіктері жалпы ДНҚ-дан хлоропласттың толық геномының тез жиналуына ықпал етті (Nock et al. 2011). Бұл даму генетикалық мәліметтер қорындағы хлоропласттың толық геномдарының санын көбейтеді. Сонымен қатар, өкілдік түрлердің хлоропласт геномдарына негізделген филогенетикалық талдаулар танымал және практикалық тәсілге айналды (мысалы, Jansen et al. 2007 Moore et al. 2007, 2010 Lin et al. 2010 Wu et al. 2011). «Хлоропласт филогеномикасы» деп аталатын бұл тәсіл бұрын ұсынылған гипотезаларды тексеруге мүмкіндік береді (Martin et al. 2005).

Дегенмен, филогеномикада кейбір шектеулер бар. Мысалы, Джеффрой және т.б. (2006) кең ауқымды геномдық тәсілдер әдістер мен сипаттар жиынтығы арасында айтарлықтай сәйкессіздікке әкелуі мүмкін деп мәлімдеді. Филипп және т.б. (2011) күрделі филогенетикалық сұрақтарды шешу үшін көп реттіліктерді қосу жеткіліксіз деп мәлімдеді, себебі модельді бұзудан (жүйелік қателіктер) алынған «филогенетикалық емес» сигналдар «шынайы» сигналдармен бәсекелесуі мүмкін. Шынында да, соңғы хлоропласттың филогеномиялық зерттеулері (мысалы, Горемыкин және т.б. 2009, 2013 Zhong et al. 2011) деректер жиынтығынан модельді бұзатын сайттарды (мысалы, ең айнымалы тораптарды) алып тастау арқылы филогеномиялық талдаулардың дәлдігін жақсартуға болатынын көрсетті. Алайда, егер нақты топология белгісіз болса, нақты тізбектер жиынтығынан алынған ағаштардың дәлдігін бағалау үшін критерий қажет. Delsuc және т.б. (2005) «әртүрлі деректер жиынынан және/немесе әртүрлі әдістерден алынған нәтижелердің сәйкестігі эволюциялық қорытындылардың негізгі растауы болып табылады» деп ұсынды. Лей және т.б. (2011) бұл көзқарасты қолдады және «үйлесімділік - бұл эволюциялық биологияда көп геногенді филогенезді немесе филогеномиканы ақтау үшін қолданылатын кеңінен қолданылатын ұғым» деп мәлімдеді. Біз топологиялық сәйкестіктің анықталған ағаштарға деген сенімділікті арттыратынын және филогенетикалық сәйкессіздікке әкелуі мүмкін факторларды анықтауға мүмкіндік беретінін ұсынамыз. Мұнда гинкгоның бұрын даулы орналасуы мысал ретінде пайдаланылды.

Гинкго - гинкгоалдардың жалғыз тұқымы және кем дегенде 270 жыл бұрын өмір сүрген ұрпақты білдіреді. Көптеген зерттеулерге қарамастан, гинкгоның басқа төрт сақталған гимноспермалармен байланысы-цикадалар, қарағай тұқымдастары (Pinaceae), купрессофиттер (Pinaceae емес қылқан жапырақты өсімдіктер) және гнетофиттермен байланысы шешілмеген. Мысалы, Норстог және т.б. (2004) гинкго цикладан гөрі қылқан жапырақты ағаштарға жақын, ал Ванг және т.б. (2011) гинкго осы екі тұқымның арасында аралық болып табылады деген қорытындыға келді. Бүгінгі күні молекулалық зерттеулер гинкгоның алты ықтимал орналасуын хабарлады. Бұл апалы -сіңліліден цикадалыққа дейін барлық қалған гимноспермдерге дейін (1 -сурет). Өкінішке орай, бұл тірі қазбаның филогенетикалық орналасуын шешу неге қиын болғанын зерттеуге аз көңіл бөлінді.

Бұрын хабарланған орналастырулар Гинкго билоба. Алты бәсекеге қабілетті орын (A -F) әр түрлі түсті фонмен ерекшеленеді. Көрсетілген факторларға таксон сынамасының кеңдігі, гнетофиттердің орналасуы (1-5 сандар), реттілік түрі (NU және AA) және ағаш құру әдісі (ML, BI және MP) жатады. Сілтеме (Сілтеме): 1, Грэм және Илес (2009) 2, Ран және т.б. (2010) 3, Zhong et al. (2011) 4, Burleigh and Mathews (2004) 5, Hajibabaei et al. (2006) 6, Ву және т.б. (2011) 7, Bowe et al. (2000) 8, Чоу және т.б. (2000) 9, Chaw et al. (1997) 10, Regina and Quagliariello (2010) 11, Zhong et al. (2010) 12, де ла Торре-Барсена және т.б. (2009) 13, Ли және т.б. (2011) 14, Цибриан-Джарамильо және т.б. (2010) 15, Райдин және т.б. (2002) 16, Rai et al. (2008) 17, Qiu et al. (2007) және 18, Финет және т.б. (2010).

Бұрын хабарланған орналастырулар Гинкго билоба. Алты бәсекелес орын (A–F) әртүрлі түсті фонмен бөлектелген. Көрсетілген факторларға таксон сынамасының кеңдігі, гнетофиттердің орналасуы (1-5 сандар), реттілік түрі (NU және AA) және ағаш құру әдісі (ML, BI және MP) жатады. Сілтеме (Сілтеме): 1, Грэм және Илес (2009) 2, Ран және т.б. (2010) 3, Чжун және т.б. (2011) 4, Burleigh and Mathews (2004) 5, Hajibabaei et al. (2006) 6, Wu et al. (2011) 7, Bowe et al. (2000) 8, Chaw et al. (2000) 9, Chaw et al. (1997) 10, Регина мен Квальяриелло (2010) 11, Чжун және т.б. (2010) 12, де ла Торре-Барсена және т.б. (2009) 13, Ли және т.б. (2011) 14, Cibrián-Jaramillo et al. (2010) 15, Райдин және т.б. (2002) 16, Rai et al. (2008) 17, Qiu et al. (2007) және 18, Финет және т.б. (2010).

1 -суретте таксонды іріктеудің әр түрлі кеңдігі мен алдыңғы зерттеулердегі гнетофиттердің әр түрлі позициялары нақты көрсетілген. Бұл екі фактор гинкгоның орналасуында детерминанттар бола ма, соны зерттеу керек. Атап айтқанда, гнетофиттердің хлоропласт геномдарының гендері АТ құрамы өте жоғары жылдамдыққа ие (Wu et al. 2009), бұл ұзын тармақты тартудың көзі (LBA). Сонымен қатар, ағаш құрудың әр түрлі әдістері (максималды ықтималдылық [ML], Байес қорытындысы [BI] және максималды парсимония [MP]) мен реттілік түрлері (нуклеотид [NU] және амин қышқылы [AA]) сәйкес келмеуіне ықпал етуі мүмкін. гинкго алдыңғы талдауларда.

Гинкго хлоропластының геномдық тізбегі жақында аяқталды (Lin et al. 2012). Бұл зерттеу гинкгоның филогенетикалық орналасуындағы белгісіздікке әкелуі мүмкін факторларды зерттеуге және көптен бері талқыланатын мәселені қайта бағалауға бағытталған. Сондықтан біздің талдаулар гимноспермнің хлоропласт геномының (25 түрі) ең үлкен және ең кең көлемді іріктеуіне негізделді, оның ішінде екі рет замамица (Cycadalesles), бір үнді гнетофиті мен бір купрессофит. Біз іріктеудің ұлғаюы гинкгоның филогенетикалық орналасуын жақсы бағалауға және хлоропласт геномдарының ақуызды кодтайтын гендерінің эволюциясын түсіндіруге көмектеседі деп күттік.


«Марикен» (Ginkgo biloba «Mariken») - кең, жылайтын бұтаға ұқсайтын ергежейлі гинкго. Ол тек 3 фут биіктікте өседі және ені 8 футқа таралады. Кішкене жапырақтары күзде алтын сарыға айналады. USDA 3 -тен 8 -ге дейінгі аймақтарда төзімді. «Jade Butterflies» (Ginkgo biloba «Jade Butterflies»), USDA 4 -тен 9 -ға дейінгі аймақтарға төзімді, сыртқы түрі бойынша бұталы, ені 15 фут, ені 10 фут.

1981 жылдан бері Джанет Байерс Портлендтегі "The Oregonian" газетіне саяхат, жылжымайтын мүлік трендтері және көгалдандыру туралы жазды. Оның жұмысы «Better Homes & Gardens», «Traditional Home», «Autdoor Living» және басқа баспана журналдарында да пайда болды. Ол Мичиган мемлекеттік университетінің лингвистика ғылымдарының магистрі.


Гинкго ағаштары өздігінен жойылып кетті, содан кейін адамдар бұл тірі қазбаларды сақтап қалды, сондықтан олар қазір барлық жерде

Көптеген американдық қала маңындағы көшелерде адамның табиғатпен әрекеттесуі туралы көптеген оқиғалардан айырмашылығы, табиғатты жоюшы, ал адамзат, құтқарушы ретінде қатысатын тірі қазбалар бар.

Джерри Ванг

Кейбір адамдар гинкго жапырағын ноотропты қоспа ретінде қабылдағанымен, аз адамдар оны жылқының шаянын жеумен тең деп елестетеді, яғни бұл оның отбасының басқа мүшелерінен айырмашылығы, оны басқа ағзалардан жасалған ағза деп санайды. сүтқоректілерге дейінгі уақыт.

Гинкго Билоба өз отбасында жалғыз тұрады Ginkgoaceae соңғы туыстары динозаврлардың соңғы дәуірінде өліп кетуі мүмкін. Ағаштың мұрасы туралы түсінік оның қылқаламсыз T-rex жолымен кеткенін көрсетеді. гомо сапиен.

Оған дәлел эволюцияда байқалатын баяу қару -жарақ. Қазіргі уақытта жер бетінде тұқым беретін өсімдіктердің бес түрі бар. Гүлді өсімдіктер, қылқан жапырақты ағаштар, циклалар мен гнеталдар жалғыз гинкго тұқымдасына қосылады, бұл ғалымдар қазба табылған мәліметтерге негізделген, әсіресе Қытайда көптеген түрлерді қамтуы мүмкін деп болжайды.

Шамамен 130 миллион жыл бұрын гүлді өсімдіктер шоуды ұрлай бастады, олардың гүлдерінде тозаңдандырғыштарды тарту үшін тәтті бал шырынын, ал тұқымдарды тарату үшін жануарларды тарту үшін тәтті жемістерді дамыта бастады. Гинкго, керісінше, еркектерден аналық ағаштарға тозаңды ұшыру үшін желге сүйенді.

Бұл сәйкес келмейтін стратегия ретінде гипотеза жасалды, өйткені гинкго кейде жынысты өзгертеді, мүмкін репродуктивті мүмкіндікті арттыратын қауіпті механизм.

Бұл сәйкес эволюциялар гинкго отбасын эволюциялық автобустың артына итермеледі. 66 миллион жыл бұрын, сәйкес ұлттық географиялық, гинкго Солтүстік Америка мен Еуропаның көп бөлігінен кетті және соңғы мұз дәуірінің соңына қарай тек Қытайда ғана жабысып қалды.

Гинкго жаңғағының сыртынан қабығын алып тастап, пістеге ұқсайтын тағам көзін іздеп Қытайдың палеолит дәуірінің тұрғындары болды деп теорияланды.

Гинкго қазір АҚШ-тың шығыс жағалауындағы қалалардағы ең көп таралған ағаштардың бірі болып табылады, ботаниктер 17 ғасырда Қытайдан ағашты алып келгеннен кейін. Ешқандай пайдасы жоқ, күзде әдемі сары жапырақтардың көп мөлшерін ұсынудан басқа, олар өте қысқа мерзімде өзгереді, дегенмен ол ластануға төзімді және бетон астында жақсы дами алады.

Питер Крейн, кітаптың авторы Гинкго және әлемдегі жетекші гинкго сарапшыларының бірі адамның араласуын «табиғи ұмытып қалудан құтқару» және «үлкен эволюциялық [және мәдени» тарих «деп сипаттады. ”

IUCN әлі күнге дейін ағашты Қызыл кітапқа жойылып кету қаупі төнген деп таныды - әлемдегі жойылып кету қаупі төнген түрлердің ең үлкен каталогы, көбінесе жабайы табиғатта тіршіліксіз күйде тірі қалатын гинкго ағаштарының болмауына байланысты.

2012 жылы жүргізілген зерттеулер Қытайдың оңтүстік -шығысында тірі қалған жалғыз шынайы жабайы популяцияны білдіретін ағаштар бар екенін растады.

Әңгіме көрсеткендей, адамдар өсімдіктер мен жануарларды ұмытып кетуге жиі кінәлі болса да, біз оларды құтқару үшін де беделге ие боламыз.

Достарыңыз үшін жақсы жаңалықтар жасаңыз - бұл оқиғаны әлеуметтік желілерде бөлісіңіз …


Гинкгалес: Морфология туралы толығырақ

Жапырақтардың желдеткіші Гинкго тегіс және тұрақты емес ойықтар. Олар көбінесе жапырақтың ортасына терең еніп, екі бөлек шығарады лобтар, сондықтан Гинкго билоба (екі лоб) атауы. Жапырақтардың арасында екі лобтың бөліну дәрежесі өзгереді, төменде көріп тұрғаныңыздай. Жапырақтарда желдету үлгісі бар ашық екіұштылық веналар жапырақтың түбінен жұп болып ашылады және айқаспайды. Кутикула - бұл гипостоматикалық (шұңқырлы тесіктері бар) осы устьицалардың бірнешеуі ғана адаксиальды жағында кездеседі, ал ааксиальды жағында көптеген устьица кешендері бар. Жапырақтың үстіңгі бетіндегі саңылаулардың және шектеулі санының азаюы буланудан судың жоғалуын азайтады.

The жапырақшасы жапырақ азды -көпті жұқа және икемді. Жапырақтары ұзындығы 3 дюймге дейінгі қысқа өркендердің ұшында шоғырланып өседі және олар қызғылт папоротниктің жапырақтарына ұқсайды, сондықтан өсімдіктің лақап аты қызгүл ағашы. Қашу ұзын көлденең немесе салбыраған бұтақтардан өседі.

Ескі ағаштардың діңі жерге өсіп, тамыр түзетін қазық тәрізді құрылымдар шығарады, сонымен қатар жоғарыда жапырақты бұтақтар болады. The қабық Ағаштың сұр түсі бар және көбінесе ескі ағаштарда қопсытылған, ал діңінің ішіндегі ағаш сары. Жапырақтары күзде ағаштан құламай тұрып әдемі алтынға айналады.

Гинкго екіжүзді.

Гинкго ағаштары, кейбір қылқан жапырақты және циклдар сияқты екіжынды, бөлек ағаштарда тозаң мен тұқым шығару. Тозаң конустары да, тұқым құрылымдары да одан өседі шыбын соққылар, жапырақтар арасында. Әрбір тозаң конусында бірнеше тозаң қалтасы болады. Тозаң желмен тасымалданады және шығарады қозғалмалы шәует, кейіннен дамып келе жатқан қылқан жапырақты ағаштар мен ангиоспермдерде көрінбейді. Тозаң конустары ерте көктемде пайда болады жұмыртқалар күзде пайда болады және жапырақтармен бірге төгіледі.

G. biloba -ның жұмыртқалары шыбық өсінділерінде де шығарылады. Әрқайсысы аналық ұлпасына енген жұмыртқа жасушасынан тұрады гаметофит қалың тұқым қабығымен қоршалған. Бұл тұқым қабығы жұмсақ майлы сыртқы қабаттан, қатты тасты ортаңғы қабаттан және жұқа қабықшалы ішкі қабаттан тұрады. The ovule falls off the tree in the fall and the outer layer begins to rot away in time for the egg to be fertilized by the sperm in the spring.

Ginkgo trees can also reproduce asexually. This occurs when woody structures, known as burls grow down from underneath large branches. If they contact the ground, they will root themselves and form new leaves. Actually, they are deeply embedded spur shoots with buds, but it is still unknown why this development occurs.

Ginkgos are similar to conifers.

The ginkgo has a relatively primitive vascular system. The primary vascular system consists of a eustele and a bifacial vascular cambium. The secondary xylem is composed of thin walled tracheids and narrow vascular rays. This tracheal pitting is circular bordered and restricted to the radial walls. This is similar to conifers, suggesting that these two groups are related.

For pictures of Ginkgo anatomy, see the University of Wisconsin-Madison gopher. For more information (and pictures!) of Ginkgo biloba, go to The Virtual Garden of online resources. You may search for other topics from their frontpage.

See how (and especially why) an Iowa town created a festival around one aspect of the ginkgo's morphology.

Дереккөздер:
Dallimore, William., 1967, A handbook of Coniferae and Ginkgoaceae, St. Martin's Press, New York, pp. 229-233.

Taylor, Thomas N. and Edith L., 1993, The Biology of Evolution of Fossil Plants, Prentice Hall, New Jersey, pp. 636-43.


6 GINKGO: AN EXEMPLAR FOR PLANT SPECIES SURVIVAL

The biography of ginkgo is one of the most extraordinary in all the plant kingdom. In the face of dramatic changes on our planet over the past 200 million years ginkgo proved resilient, yet perhaps for the past 15 million years it has been in decline. Natural forces brought it to the brink of extinction and human dominance on our planet could have pushed it into the abyss. Remarkably, unlike many other trees, ginkgo has flourished alongside people and in the past 50 years ginkgo has been resurgent. Interest in growing ginkgo, what it stands for scientifically, and the ways in which it might be useful, has never been higher. A draft of the ginkgo genome is also now available (Guan, 2016 ).

Almost everywhere that ginkgo grows today it has been taken there by people. Ginkgo reminds us that conservation through cultivation is an important means of protecting threatened plants. There are many other examples: from the Wollemi Pine (Wollemia nobilis) in Australia, to Franklinia (Franklinia alatamaha) in North America, where ex situ conservation has proved important for species survival. Ex situ conservation must not cause us to neglect the conservation of natural habitats, but it is an important tool in helping secure plant diversity for the future. The biggest threat to the future of plant diversity is habitat loss. We neglect at our peril the need to conserve the natural habitats that support individual species, but in an uncertain world it is also important to use all the tools and approaches at our disposal to secure the variety of plant life.


The Surprising Lives of Cycads

If you had to guess which organism possesses sperm with 40,000 tails, what would you guess? Elephant? Whale? Chuck Norris? Would you have guessed that it belongs to a plant?

This is the sperm of Zamia roezlii. It has a flapper dress-like fringe of tens of thousands of flagella to turbo-charge its way to eggs.* That a plant should possess sperm with such horsepower is all the more surprising given that most plants have sperm with no tails at all. A pollen grain is actually a tiny haploid plant called a male gametophyte. In most flowering and coniferous plants a pollen grain produces two tailless sperm who travel down a burrowing pollen tube to reach the female gametophyte buried inside a cone or flower -- no tails needed.

Ancestral plants tend to have swimming sperm because land plants evolved from aquatic green algae, where the swimming -- and fertilization -- was easy. A few ancestral plants like mosses still have sperm with tails and rely on a watery film on the surface of the plant for the sperm to get from Point A to Point B. But they are such lousy swimmers that some mosses resort to Plan B: they make special leaves folded into little splash cups, and when a raindrop lands in them, their architecture blasts sperm inside skyward in an attempt to Fed-Ex them to the vicinity of a receptive female. So turbocharged swimming plant sperm is definitely an oddity.

To which plant does this impressively-endowed sperm belong? A cycad.

OK, so what's a cycad? This is a cycad.

Not dinosaur eggs -- but something that the dinosaurs might have seen. Creative Commons kiryna. Click image for license and link.

Here's what they typically look like in profile. These are mature, juvenile, and seedling cycads of the same species.

Creative Commons Esculapio Click image for license and link.

Cycads are old. Way old. They were the dominant plants during the Mesozoic, the age of the dinosaurs, as seen in countless ancient murals. At least that was the dogma for many, many years. But recently a widely reported studied was published that undermines that idea -- if you look at it in a certain way. But before we come to that, let's look at what cycads are and at their surprising biology.

Sometimes called sago palms, cycads are in no way palms. Palms are flowering plants. Cycads, like pine trees and juniper bushes, are gymnosperms -- "naked seed" plants. In other words, they make seeds, but they don't make flowers or fruit as a way of bringing those seeds into the world or sending them on their way. Seeds were a great evolutionary innovation for plants, because they allowed them to package a little plant embryo that has already begun to develop -- perhaps even a little root and a few small leaves -- with a little stored food in a dessication-resistant shell.

A seed is a way of giving a young plant a jump start on life and a little food for the road, not unlike the relatively contemporaneous innovation of amniote eggs in land vertebrates. Microscopic spores -- the previous dispersal method still employed by mosses, lycopods, and ferns today -- are much more prone to drying out or landing in a place far too inhospitable for germination. Seeds help increase the chance of success.

A cycad plant is a column or trunk of old leaf bases surmounted by a cluster of new leaves. Cycad leaves are wonderful to touch, if you ever get the chance. Strappy, leathery, tough, and often blue-green, there's something delightfully primeval in the way they feel (although, it should be said, the much-older mosses have delicate, thin leaves**).

Cycads also have an interesting symbiosis with cyanobacteria, also called blue-green algae, just like some lichens. They make special "coralloid roots" that grow upward in a very un-root-like fashion. In return for feeding, housing, and hoisting their cyanobacterial symbionts above-ground inside these structures, the cyanobacteria provide the cycad with that most limiting of bio-nutrients: fixed nitrogen.

In addition to having super-charged sperm, the pollen of cycads has another interesting habit that they share with their close relative, Gingko. When their pollen arrive on a female cone (usually via weevil, beetle, or wind), they start to grow into an ovule. Once there, they send out a long tube into a part of the ovule called the nucellus and send out a haustorial structure that sucks up nutrients from the host female. Haustoria are also used by parasitic fungi that penetrate their plant hosts.

In cycads, the haustorial pollen tube ends up destroying most of the tissue into which it penetrates, although this tissue is a) not part of the future seed and b) technically expendable because once a cone is fertilized it is not used again. But imagine, if you will, that every time human sperm landed in a uterus, they implanted in the uterine wall, sucked up nutrients and grew into little organisms of their own for a while, and only then released the gametes that would go on to fertilize the egg. That should give you the general, somewhat unnerving idea.

Like most gymnosperms, cycads make both male and female cones, but unlike many conifers, they bear only male or female cones on a given plant. That is, there are girl cycads and boy cycads. The female cones make seeds and the male cones pollen. In the photo at top are female cones with seeds inside. When you break them open, you often find brightly colored seeds, like this, or this:

Disemboweling a cycad cone. One of the brightly colored seeds is visible in the subject's hand. Creative Commons Sharktopus click for license and link.

Because cycads are gendered, that means it's also possible to end up all alone. Indeed, as Robert Krulwich reported recently on his blog, that has been the sad fate of a cycad found in Africa 100 years ago and sent off to the Royal Botanic Gardens at Kew. It's a boy. And unless someone finds a female to keep it company, it will be the last of its kind.

Cycads have received a bit of attention lately. Many cycads contain carcinogens or neurotoxins or both. In Oliver Sacks's Island of the Colorblind, he relates his fondness for cycads (a love I share) and his frustrating investigation into a mysterious devastating neurological disease among the people of Guam that may be linked to their habit of pounding up seeds to make cycad flour. Lately, suspicion has fallen on the practice of eating bats who may have concentrated cycad neurotoxins in their bodies.

That brings us back to the question of their antiquity. Cycad fossils date back to at least the Permian, and possibly the Carboniferous, 320 million years ago, the age of giant coal-forming swamps and disturbingly large dragonflies. But they flourished during the Mesozoic -- the "age of the dinosaurs" -- and probably were dined upon, and certainly trod upon by dinosaurs. They may also have been the first insect pollinated plants when beetles took up the habit of eating -- and generally living in, wallowing in, and spreading around -- cycad pollen, a tradition they continue today. But a recent study in Ғылым reported here, here, and here finds that, according to their DNA, the 300 modern түрлер of cycad evolved a paltry 5-12 million years ago.

OK, so the species alive today were not those alive during the Mesozoic. I accept that. That, in of itself, that is interesting news -- their diversity declined in the wake of the Big Impact, and seem to have rebounded and re-speciated during some sort of worldwide climatic change. But the authors make a big point about us not being able to call cycads "living fossils" because they are not the same species we find in fossils.

Hold up there. They still қара like ancient cycads. They still make seeds like ancient cycads. Their tailed sperm still betray their ancient origin, and the ancestral condition of all land plants, presumably just like ancient cycads. Survey says: They're still cycads. And cycads are still old. And so, in my opinion, when you visit cycads at botanic gardens or see them in someone's yard, it's still OK to think of them as ancient, and imagine these extraordinary creatures among the dinosaurs.

**OPTIONAL BIONERD TECHNICAL DIGRESSION AND SOAPBOX ALERT**

You learn quickly in biology, as in our lives, nearly everything is a gray area. Life is a continuum of form and function. We try to impose neat conceptual order on it to make it easier for біз to understand and discuss, but no sooner have we done it than we find some (or many!) creatures that throw wrenches in the cogs.

Take, for example, the term "species". If you really want to light a match in a room full of ideological fuel, ask a group of biologists to define that term. Better yet, study life long enough and you'll realize "species" has completely different meanings among various groups of living things, and especially bacteria and archaea, where inter-species sex is common and species-defining mechanisms like reproductive or geographical isolation that work fairly well in animals are often meaningless.

I'm not saying we should ditch the concept "species" or even get rid of binomial nomenclature, the double-named system devised by Carolus Linnaeus for calling species by name (think: Homo sapiens). I think it still has great value for humans to think of living things in terms of species -- many of which are easily discernable and very "real" -- and to give them names and not (forgive the term) dehumanizing barcode numbers, as some have proposed.

BUT, perhaps we should not be so finicky about the term "living fossil" with regard to species. Perhaps cycads have changed a little bit from their days of the dinosaurs. Perhaps they're not the same "species". If they look more or less the same and are doing more or less the same things in the same ways, that's good enough for me. They are still recognizable ancient формалар, and they're still alive.

I, for one, love "living fossils" because it helps make things vivid for non-scientists. It helps people engage their imaginations. Because unless you know their story, and their history, cycads might just seem like a boring palm-thingy, and a cycad fossil just "a leaf". When you read that cycads are living fossils, and that something almost identical lived among dinosaurs and giant ancient dragonflies, and that today they possess perhaps the most well-endowed sperm on the planet, and that you can still түрту their living, breathing descendants today, your eyes may be opened that they are so much more.

*I'm sensing some latent flagella envy among some elements of my reading audience. Kinda reminds me of those guys with three or four outboard motors clamped to the back of their motorboats, if you know what I mean.

** Technically, "phyllids". Only vascular plants (those possessing conducting tissues for water and sugars like xylem and phloem) have true leaves, according to botanists.

The views expressed are those of the author(s) and are not necessarily those of Scientific American.

ABOUT THE AUTHOR(S)

Jennifer Frazer, an AAAS Science Journalism Award–winning science writer, authored The Artful Amoeba blog for Ғылыми американдық. She has degrees in biology, plant pathology and science writing.


Cycad

Біздің редакторлар сіз жіберген нәрсені қарап, мақаланы қайта қарау керектігін анықтайды.

cycad, any of the palmlike woody plants that constitute the order Cycadales. The order consists of three extant families—Cycadaceae, Stangeriaceae, and Zamiaceae—which contain 10–11 genera and 306 species. Some authorities use the term cycad to refer to all members of the division Cycadophyta. Plants of this division are known to have existed in the Mesozoic Era, about 252.2 million to 66 million years ago. Only the order Cycadales contains living species.

Cycads are gymnosperms distinguished by crowns of large pinnately compound leaves and by cones typically borne at the ends of the branches. Some cycads have tall unbranched trunks with an armourlike appearance others have partially buried stems with swollen (tuberous) trunks. The stem has a large pith surrounded by a narrow zone of soft woody tissue. Male cones produce pollen that is carried by wind to female cones (borne on separate plants), where fertilization occurs.

Slow-growing cycads are used as ornamental conservatory plants, but some survive outdoors in temperate regions (қараңыз Cycas). Starch from the stems of some cycads is edible after an alkaloid is removed by thorough cooking. The young leaves and seeds of other species also are edible.

The desirability of cycads as specimen and ornamental plants in gardens and greenhouses has led to the overharvesting of many species from the wild. As a result, some species are nearly extinct in nature, and a number are critically endangered. Most cycads are protected by conservation laws in their native countries. International trade in cycads is controlled by the Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora.