+20 Kasvit

Tiesitkö?


Monet kasvit ovat myrkyllisiä – syötyinä tai niitä kosketettaessa. Esimerkiksi jättiputki aiheuttaa iholle palovamman kaltaista ihottumaa.

Myös vihertynyt peruna sisältää kemiallisia aineita, jotka ovat suurina pitoisuuksina haitaksi.

Johdanto

Kasvikunta kehittyi viherlevistä noin puoli miljardia vuotta sitten. Sen jälkeen kasvit ovat sopeutuneet mitä erilaisimpiin elinympäristöihin lukuisten selviytymiskeinojensa avulla. Kasvit tarvitsevat erityisesti valoa, elintilaa, vettä, hiilidioksidia ja ravinteita. Varmistaakseen näiden ympäristötekijöiden saannin kasveille on kehittynyt erilaisia rakenteellisia sopeutumia.


Kasvit ovat sopeutuneet erilaisiin ympäristötekijöihin. Risteytyminen lähilajin kanssa voi olla yksi tapa sopeutua. Kuvassa kangasvuokon ja hämeenkylmäkukan risteymä.

Kasvit ovat omavaraisia

Kasvienkin täytyy eläinten tavoin kilpailla resursseista, lisääntyä ja puolustautua vihollisia vastaan. Ihminen ei yleensä huomaa näitä tapahtumia kasveissa niiden näennäisen passiivisuuden vuoksi. Kasveilla ei ole eläinten kaltaista liikkumiskykyä, koska kasvit ovat yleensä kiinni kasvualustassaan. Kuitenkin kasveilla on havaittavissa kasvuliikkeitä ja kurottautumista valoa kohti.

Köynnökset (esimerkiksi villiviini), kiipeävät kohti valoa tahmeiden kärhien avulla. Nopeutetussa videokuvassa kärhien kiipeävää liikettä voidaan kuvainnollisesti verrata kiipeilijän käsien tarttuvaan otteeseen. Monet kasvien liikkeet ja elintoiminnot vaihtelevat vuodenajoittain tai vuorokausirytmin mukaan. Esimerkiksi käenkaalin kukat avautuvat ja sulkeutuvat päivä- ja yörytmin säätelemän valon määrän mukaan.

Myös kasvit kykenevät reagoimaan ympäristöönsä. Käenkaali vetää lehtensä suppuun yöllä, suorassa auringonpaisteessa ja sateella. Sen lehdet talvehtivat vihreinä.

Vihreät kasvit ovat omavaraisia eli autotrofisia eliöitä, koska ne pystyvät valmistamaan fotosynteesin avulla oman ravintonsa. Kasvit tarvitsevat auringon valoenergiaa fotosynteesiä varten. Fotosynteesissä kasvit tuottavat happea ja valmistavat glukoosia (rypälesokeri), jota kasvi käyttää omaan kasvuun ja lisääntymiseen. Ylimääräinen glukoosi varastoituu kasvin eri osiin. Se voi varastoitua kasvilajista riippuen esimerkiksi siemeniin, maavarteen tai hedelmiin. Kasvi varastoi yhteyttämistuotteita tärkkelyksenä, öljyinä, rasvoina ja proteiineina. Kasvien valmistama glukoosi ja siitä valmistetut aineet ovat muiden eliöiden ravintona suoraan (kasvinsyöjät) tai välillisesti (pedot). Näin ollen toisenvaraiset eliöt ovat riippuvaisia kasveista. Kasvit ja muut yhteyttämiseen kykenevät eliöt ovat luoneet siten perustan koko maapallon elämälle.

Vesi on kaikille eliöille elinehto. Kasveilla on monia keinoja ja sopeutumia veden saamiseksi ja säästämiseksi, kuten juuret, johtosolukko ja veden haihtumista estävät pintarakenteet. Suurin osa kasveista ottaa veden juurillaan maaperästä. Päällyskasveilla (epifyytti) kuitenkin paljaat juuret keräävät veden, ja sammalet ottavat vettä suoraan pintarakenteiden läpi.

Kasvit lisääntyvät joko suvullisesti tai suvuttomasti. Siemenkasvit lisääntyvät yleensä suvullisesti siemenistä. Tosin siemenkasvit voivat lisääntyä myös suvuttomasti (kasvullisesti) esimerkiksi rönsyjen, mukuloiden, sipulien ja itusilmujen avulla. Suurin osa kasveista lisääntyy vuorotellen suvullisesti ja suvuttomasti. Tällaista lisääntymistapaa kutsutaan sukupolvenvuorotteluksi. Sukupolvenvuorottelu on selkeästi havaittavissa sanikkaisilla ja sammalilla.

Kasvit ovat monisoluisia ja aitotumaisia eliöitä kuten eläimet. Kasvien solut ovat erikoistuneet eri tehtäviin. Kasveilla samanlaisista soluista muodostuu solukoita kuten pinta-, johto- ja yhteyttämissolukkoja. Kasvisolu eroaa eläin- ja sienisoluista monin tavoin. Erotuksena eläinsolusta kasvisolussa on soluseinä, viherhiukkasia ja solunesteontelo (vakuoli). Kasvilla soluseinä on muodostunut selluloosasta, eikä kitiinistä kuten sienillä. Viherhiukkasessa (soluelin) tapahtuu fotosynteesi. Kasvit ovat omavaraisia toisin kuin sienet ja eläimet.
Kasvisolu. Vertaa kasvi- ja eläinsolun rakennetta toisiinsa. Mitä eroja huomaat?

Kasvilajit ovat vuorovaikutuksessa muiden lajien kanssa. Esimerkiksi hyönteiset sekä käyttävät kasveja ravintonaan että suorittavat useiden kasvilajien pölytyksen. Osa kasveista jopa saalistaa. Lihansyöjäkasvit, kuten kihokit ja kärpäsloukut, saavat osan ravinteistaan houkuttelemalla ja pyydystämällä hyönteisiä. Niiden ruuansulatusentsyymit sulattavat hyönteiset ja näin lihansyöjäkasvit saavat lisätyppeä, jota ne tarvitsevat vähäravinteisessa elinympäristössä (esimerkiksi suoalueet). Koska kasvien ja niitä hyödyntävien hyönteisten välillä on ollut tiiviitä vuorovaikutussuhteita, ovat ne vaikuttaneet vastavuoroisesti toistensa kehitykseen.Tällaista kahden lajin toisistaan riippuvaa, vuorovaikutteista evoluutiota sanotaan koevoluutioksi eli rinnakkaisevoluutioksi.

Kasvikunnan piirteet:
  • aitotumaisia
  • omavaraisia
  • solukot
  • monisoluisia
  • soluseinä on selluloosaa
  • yleensä alustaansa kiinnittyneitä
  • suvuton tai suvullinen lisääntyminen (tai sukupolvenvuorottelua)
  • ryhmittely kaariin: sammalet, sanikkaiset ja siemenkasvit
  • sanikkaiset + siemenkasvit = putkilokasvit

Kasvikunnan kolme pääryhmää


Kasvikunta jaetaan kolmeen pääryhmään eli kaareen: sammalet, sanikkaiset ja siemenkasvit. Näillä kaikilla ryhmillä on omat erityispiirteensä esimerkiksi rakenteessa ja lisääntymisessä. Sanikkaiset ja siemenkasvit kuuluvat putkilokasvien ryhmään. Lisääntymistavan perusteella kasvit jaetaan itiökasveihin ja siemenkasveihin.

Sammalet

Sammalet ovat maapallon ensimmäisiä ja alkeellisimpia maakasveja. Ne ovat pieniä ja ainavihantia. Sammalet jaetaan maksa- ja lehtisammaliin. Maksasammalilla ei ole putkilokasveille tyypillisiä peruselimiä, vartta, lehtiä ja juuria. Lehtisammalilla on lehdet ja varsi, mutta juurten sijaan niillä on juurtumahapset. Tällaista putkilokasveja alkeellisempaa rakennetta kutsutaan sekovarreksi. Sammalten lisäksi myös levillä on sekovarsi. Vedenotossa juurtumahapset eivät riitä, joten sammalet ottavat veden ja sen mukana ravinteet suoraan lehtien ja varren läpi. Sammalilta puuttuu veden kuljetukseen erikoistunut rakenne, johtosolukko.

Sammalten lisääntyminen vaatii kosteita olosuhteita, sillä koiraspuolisen sammaleen siittiöt voivat kulkeutua naaraspuolisen sammalen munasolun luokse vain veden avustamana. Naaraspuolinen sammal kasvattaa hedelmöityksen jälkeen itiöpesäkkeen, jonka itiöistä kasvaa suvuttomasti uusia sammalkasveja (koiras- tai naaraspuolisia sammalia). Täten sammalet lisääntyvät vuorotellen suvullisesti ja suvuttomasti. Tällaista sammalille ja sanikkaisille tyypillistä lisääntymistapaa kutsutaan sukupolvenvuorotteluksi. Sammalet voivat lisääntyä myös suvuttomasti katkenneista sammaleen palasista.

Sammalia tavataan yleensä kosteissa ja varjoisissa elinympäristöissä, esimerkiksi havumetsien pohjakerroksessa ja soilla. Sammalet kestävät hyvin kuivuutta ja kylmyyttä. Ne eivät ole kovin vaateliaita ravinteiden ja lämpötilan suhteen, siksi niitä kasvaa myös karuilla kallio- ja kivipinnoilla ja jopa tundralla. Sammalet kasvavat latvasta tyvipään samalla kuollessa. Esimerkiksi rahkasammalen tyvipäästä syntyy turvetta, ellei se hajoa kokonaan.

Sanikkaiset

Sanikkaisia ovat saniaiset, kortteet ja liekokasvit. Saniaisista tunnetuimpia ovat kotkansiipi ja kallioimarre. Saniaisilla on usein liuskamaiset lehdet ja lehtien alapinnoilla tummina täplinä näkyvät itiöpesäkkeet. Uusien lehtien versot ovat kääriytyneet aluksi tiiviisti rullalle. Kortteilla on nivelikäs varsi. Liekokasveilla on maanmyötäinen suikerteleva verso. Sanikkaisia kasvaa sekä lämpimillä alueilla että viileällä havumetsävyöhykkeellä. Ne viihtyvät kosteissa ja varjoisissa olosuhteissa.

Sanikkaiset ovat itiökasveja, joiden itiöpesäkkeissä on suvuttomasti muodostuneita itiöitä. Itiöistä kasvaa uusia yksilöitä. Itiöpesäkkeet sijaitsevat sanikkaisten lehtien alapinnoilla. Itiöpesäkkeen itiöistä kasvaa maanmyötäinen levymäinen alkeisvarsikko, jonka siittiö- ja munapesäkkeissä valmistuu naaras- ja koirassukusoluja. Koirassukusolut eli siittiöt pääsevät veden avustamana munasolun luokse. Näin tapahtuu hedelmöitys. Hedelmöittyneestä munasolusta kehittyy itiöitä tuottava sanikkaiskasvi. Sanikkaisilla on sammalten tavoin sukupolvenvuorottelua, eli sanikkaisten lisääntymisessä vuorottelevat suvullinen ja suvuton sukupolvi. Lisäksi sanikkaiset lisääntyvät suvuttomasti maavartensa avulla.

Siemenkasvit

Siemenkasvit eli kukkakasvit ovat monilajisin kasviryhmä. Ne lisääntyvät siementen avulla. Sanikkaisten tavoin siemenkasveilla on varsi, juuret, lehdet ja johtosolukko. Siemenkasvit ja sanikkaiset muodostavat yhdessä putkilokasvien ryhmän. Siemenkasveja kutsutaan myös kukkakasveiksi, joita on 80 % maailman kasveista. Kukalla on vain yksi tarkoitus: tuottaa lisääntymiseen tarvittavia siemeniä. Vaikka kukkia on hyvin erilaisia, on kukkien perusrakenne samanlainen.

Kukka koostuu muuntuneista lehdistä: verho- ja terälehdistä sekä emi- ja hedelehdistä (emi ja hede). Verholehdet suojaavat nuppua. Terälehtien tarkoituksena voi esimerkiksi olla pölyttäjien houkutteleminen. Emissä on munasolu ja heteessä valmistuu siitepölyhiukkasia. Emin alaosan eli sikiäimen sisällä ovat siemenaiheet. Emin yläosaa kutsutaan luotiksi, johon siitepölyhiukkaset takertuvat. Luotin ja sikiäimen välillä on niitä yhdistävä vartalo.

Kukan rakenne (emi ja hede).

Usein heteet ja emit sijaitsevat eri kukissa tai eri kasviyksilöissä. Kasvi, jolla on sekä emiö (emilehdet) että heteet samassa kukassa, on kaksineuvoinen. Yksineuvoiseksi sanotaan kasvia, jonka kukassa on vain heteitä tai emiö, mutta ei molempia. Kasvi on kaksikotinen, jos sen yksineuvoiset kukat ovat eri kasviyksilöissä. Yksikotiseksi sanotaan kasvia, jossa saman yksilön kukissa on sekä hede- että emilehtiä. Yksikotisten kasvien kukat voivat olla joko yksi- tai kaksineuvoisia.

Siemenkasvin lisääntyminen vaatii pölytyksen. Pölytyksessä siemenkasvin heteen siitepölyä kulkeutuu toisen kukan emin luotille, josta seuraa hedelmöitys. Ristipölytyksessä siitepölyä kulkeutuu toisen kasviyksilön emin munasoluun, kun taas itsepölytyksessä munasolu hedelmöityy saman kukan siitepölyllä. Pölytys voi tapahtua tuulen, veden, hyönteisten, lepakoiden tai lintujen avulla. Siemenkasvit voidaan jakaa tuuli- ja hyönteispölytteisiin kasveihin.

Tuulipölytteisten kasvien kukat ovat usein vaatimattomia: pieniä, tuoksuttomia ja värittömiä. Siitepölyhiukkasia on runsaasti ja ne ovat kevyitä. Lisäksi heteet ovat roikkuvia, jotta tuuli saa niiden siitepölyn helposti liikkeelle. Hyönteispölytteisten kasvien kukat houkuttelevat pölyttäjiä isoilla, värikkäillä ja tuoksuvilla kukilla. Emin luotti ja siitepölyhiukkaset ovat tahmeita, joten siitepölyhiukkaset takertuvat sekä pölyttäjiin että emin luottiin. Heteet ja emi sijaitsevat kukassa niin, että hyönteisen käydessä kukassa se koskee niitä pölyttäen samalla kasvin.

​​

Pölytyksen jälkeen siitepölyhiukkasesta kasvaa ns. siiteputki, jonka kautta siitepölyhiukkasen tuma siirtyy emin munasoluun yhtyen sen tumaan. Tapahtuu hedelmöitys, jonka jälkeen hedelmöittyneestä munasolusta kehittyy siemenaihe.
​


Männyn lisääntyminen. Mänty on paljasiemeninen kasvi. Paljassiemenisillä tuulen kuljettama siitepöly pölyttää emikukinnon. Emikukinnosta kehittyy esim. männyllä lopulta käpy.

Esimerkiksi tuuli ja linnut voivat levittää kasvien siemeniä. Siemenen ulkonäöstä pystytään päättelemään sen leviämistapa. Siementen leviämistä tuulen avulla helpottaa siementen aerodynaaminen muotoilu sekä siipimäiset ja laskuvarjomaiset lisärakenteet. Esimerkiksi linnut syövät siemeniä sisältäviä hedelmiä. Näin siemenet päätyvät eläinten ulosteiden mukana uusille kasvupaikoille oman lannoitteen kera. Uudet kasviyksilöt kasvavat siemenistä.

Siemenen kuoren ansiosta siemen kestää hyvin kuivumista ja kylmyyttä. Siemen itää vasta sopivissa olosuhteissa, kun saatavilla on riittävästi vettä, happea ja lämpöä. Siemenen sisällä on vararavintoa (siemenvalkuainen) kasvun alun varmistamiseksi. Siemenen itäessä sen kuoresta työntyy ulos sirkkavarsi ja -juuri. Sirkkalehdet ovat kasvin ensimmäisiä yhteyttäviä alkeislehtiä. Sirkkalehdet kuolevat yleensä pois, kun varsinaiset kasvulehdet muodostuvat taimeen. Osa siemenkasveista lisääntyy suvuttomasti esimerkiksi rönsyjen, juurivesojen ja sipulien avulla.


Erilaisia hedelmiä ja siemeniä. Monilla siemenillä on leviämistä helpottavia lisärakenteita. Myös syötävä hedelmä edistää siementen leviämistä.

Siemenkasvit jaetaan paljas- ja koppisiemenisiin. Paljassiemenisten kasvien, kuten havupuiden, siemenet kehittyvät emilehtien pinnalle eivätkä umpinaiseen sikiäimeen kuten koppisiemenisillä. Kaikki nykyiset paljassiemeniset kasvit ovat puuvartisia.

Koppisiemenisten kasvien siemenet kehittyvät emin sisällä sikiäimessä, kopissa. Sikiäimestä kehittyy pölytyksen ja hedelmöityksen jälkeen hedelmä. Hedelmä suojaa siemenaiheita, ja siemenaiheista kehittyy siemeniä. Tästä syystä koppisiemenisiä kutsutaan myös hedelmäkasveiksi. Jos hedelmät ovat eläinten ravintoa, se edesauttaa siementen leviämistä. Siemenkasveista suurin osa on koppisiemenisiä.


Koppisiemenisen kasvin kehitys. Alkio kehittyy sikiäimen suojassa. Alkion ympärillä on siemenvalkuainen ja siemenkuoret. Hedelmä sijaitsee usein siemenen ympärillä. Pölytyksen jälkeen tapahtuu emin sikiäimessä kaksoishedelmöitys. Siitepölystä itää siiteputki emin siemenaiheen luokse. Siitepölyhiukkasista kehittyy kaksi siiteputken tumaa. Toinen näistä tumista hedelmöittää munasolun, josta kehittyy siemenaihe. Toinen siiteputken tuma hedelmöittää sikiäimen keskussolun ja näin kehittyy siemenvalkuainen.

Siemenen perusrakenne.

Koppisiemeniset jaetaan yksi- ja kaksisirkkaisiin kasveihin. Yksisirkkaisilla kasveilla on vain yksi sirkkalehti eli alkeislehti, kun taas kaksisirkkaisilla niitä on kaksi. Yksi- ja kaksisirkkaisilla kasveilla on myös muitakin keskinäisiä eroja. Esimerkiksi yksisirkkaisilla johtojänteet sijaitsevat varressa hajallaan, kun taas kaksisirkkaisilla ne sijaitsevat kehässä. Yksisirkkaisten kasvien lehtien suonitus on yhdensuuntainen ja kaksisirkkaisten verkkomainen. Yksisirkkaisia kasveja ovat esimerkiksi lilja- ja heinäkasvit. Suurin osa siemenkasveista on kaksisirkkaisia (esimerkiksi voikukka).


Yksi- ja kaksisirkkaisten kasvien eroja.


Sanikkaiset ja siemenkasvit ovat putkilokasveja

Putkilokasvin rakenteesta on erotettavissa kasvien peruselimet (juuri, varsi ja lehdet) eli ne ovat versokasveja. Ne kiinnittyvät juurien avulla kasvualustaansa ja ottavat maaperästä vettä ja siihen liuenneita ravinteita. Niiden varressa on johtosolukko, joka on erikoistunut kuljettamaan vettä, ravinteita ja yhteyttämistuotteita kasvin eri osiin. Varsi myös tukee kasvia.

Näiden ominaisuuksien takia putkilokasvit ovat parhaiten maaelämään sopeutuneita kasveja. Yhteyttäminen tapahtuu pääosin kasvin lehdissä. Lehdissä on mikroskooppisen pieniä ilmarakoja, joiden kautta tapahtuu kasvin kaasujen (hiilidioksidi ja happi) vaihto ja veden haihtuminen. Lehtien muoto ja rakenne vaihtelevat kasvilajista riippuen. Esimerkiksi havuneulaset ovat pieniä ja vahapintaisia lehtiä, ja kaktuksen lehdet ovat piikkimäiset.

Tiivistelmä

  • Kasvit ovat monisoluisia, aitotumaisia, viherlevistä kehittyneitä omavaraisia eliöitä.
  • Kasvit lisääntyvät sekä suvuttomasti että suvullisesti. Vuorotellen suvuttomasti ja suvullisesti lisääntymistä kutsutaan sukupolvenvuorotteluksi.
  • Kasvit ryhmitellään kolmeen kaareen: sammaliin, sanikkaisiin ja siemenkasveihin.
  • Lisääntymistavan perusteella ne jaetaan itiökasveihin ja siemenkasveihin.
  • Siemenkasvit jaetaan yksi- ja kaksineuvoisiin sekä yksi- ja kaksikotisiin.
  • Sammalet ovat maapallon ensimmäisiä maakasveja. Ne ovat pieniä ja ainavihantia. Niiltä puuttuu johtosolukko ja ne lisääntyvät itiöiden avulla.
  • Sanikkaisia ja siemenkasveja kutsutaan putkilokasveiksi.
  • Sanikkaisilla ja siemenkasveilla on varsi, juuret, lehdet ja johtosolukko.
  • Sanikkaiset ovat itiökasveja.
  • Siemenkasvit lisääntyvät siementen avulla.
  • Siemenkasvit jaetaan paljas- ja koppisiemenisiin.
  • Koppisiemeniset jaetaan yksi- ja kaksisirkkaisiin.
  • Siemenkasvin lisääntyminen vaatii pölytyksen. Pölytys voi olla risti- tai itsepölytys ja tapahtua mm. tuulen tai hyönteisten avulla.