Kwiatowa symetria

[Po lewej] Normalny kwiat Streptocarpus ( zygomorficzny lub lustrzano-symetryczny) i [po prawej] kwiat peloryczny (promieniowosymetryczny) na tej samej roślinie

Symetria kwiatowa opisuje, czy i jak kwiat , w szczególności jego okwiat , można podzielić na dwie lub więcej identycznych lub lustrzanych odbić części.

w ogóle nie mieć osi symetrii , zazwyczaj dlatego, że ich części są ułożone spiralnie.

aktynomorficzny

Dalsze informacje: Merosity

Wurmbea stricta , jej działki w układzie aktynomorficznym

Większość kwiatów jest aktynomorficznych („w kształcie gwiazdy”, „promieniowa”), co oznacza, że ​​można je podzielić na 3 lub więcej identycznych sektorów, które są ze sobą powiązane przez obrót wokół środka kwiatu. Zazwyczaj każdy sektor może zawierać jedną działkę lub jeden płatek i jeden płatek i tak dalej. Może, ale nie musi, być możliwe podzielenie kwiatu na symetryczne połówki przez taką samą liczbę podłużnych płaszczyzn przechodzących przez oś: Oleander jest przykładem kwiatu bez takich lustrzanych płaszczyzn. Kwiaty aktynomorficzne nazywane są również promieniście symetrycznymi lub regularnymi. Inne przykłady kwiatów aktynomorficznych to lilia ( Lilium , Liliaceae ) i jaskier ( Ranunculus , Ranunculaceae ).

Zygomorficzny

Satyrium carneum . Zmielona orchidea o typowej zygomorficznej anatomii kwiatowej

Kwiaty zygomorficzne („ w kształcie jarzma ”, „dwustronne” - z greckiego ζυγόν, zygon , jarzmo i μορφή, morphe , kształt) można podzielić tylko jedną płaszczyzną na dwie lustrzane połówki, podobnie jak jarzmo lub ludzkie twarz. Przykładami są storczyki i kwiaty większości członków Lamiales (np. Scrophulariaceae i Gesneriaceae ). Niektórzy autorzy preferują termin monosymetria lub symetria dwustronna. Asymetria umożliwia osadzanie się pyłku w określonych miejscach na owadach zapylających, a ta specyfika może skutkować ewolucją nowych gatunków.

W skali globalnej iw poszczególnych sieciach kwiaty zygomorficzne stanowią mniejszość. Rośliny o kwiatach zygomorficznych mają mniejszą liczbę gatunków odwiedzających w porównaniu z roślinami o aktynomorficznych . Podsieci roślin z kwiatami zygomorficznymi mają większe powiązania, większą asymetrię i niższą odporność na współwymieranie zarówno roślin, jak i gatunków odwiedzających. Taksony roślin o kwiatach zygomorficznych mogą być bardziej narażone na wyginięcie z powodu spadku liczebności zapylaczy .

Asymetria

Kilka gatunków roślin ma kwiaty pozbawione jakiejkolwiek symetrii, a zatem mające „ręczność”. Przykłady: Valeriana officinalis i Canna indica .

Różnice

Kwiaty aktynomorficzne są podstawowymi kwiatami okrytozalążkowymi; kwiaty zygomorficzne to postać pochodna, która ewoluowała wiele razy.

Niektóre znane i pozornie aktynomorficzne tak zwane kwiaty, takie jak stokrotki i mlecze ( Asteraceae ) oraz większość gatunków Protea , są w rzeczywistości skupiskami drobnych (niekoniecznie aktynomorficznych) kwiatów ułożonych w mniej więcej promieniście symetryczny kwiatostan w formie znanej jako głowa , capitulum lub pseudanthium .

Peloria

Główny artykuł: peloryzm

Digitalis purpurea (naparstnica pospolita) z nieprawidłowym końcowym kwiatem pelorycznym i normalnymi kwiatami zygomorficznymi

Peloria lub kwiat peloryczny to aberracja, w której roślina, która normalnie wytwarza kwiaty zygomorficzne, wytwarza zamiast tego kwiaty aktynomorficzne. Ta aberracja może być rozwojowa lub może mieć podłoże genetyczne: gen CYCLOIDEA kontroluje symetrię kwiatów. Peloric Antirrhinum zostały wyprodukowane przez wybicie tego genu. Wiele współczesnych odmian Sinningia speciosa („gloksynia”) zostało wyhodowanych tak, aby miały kwiaty peloryczne, ponieważ są one większe i bardziej efektowne niż normalnie zygomorficzne kwiaty tego gatunku.

Charles Darwin badał pelorię w Antirrhinum (lwia paszcza), badając dziedziczenie cech kwiatowych w swojej książce The Variation of Animals and Plants Under Domestication . Późniejsze badania z wykorzystaniem Digitalis purpurea wykazały, że jego wyniki były w dużej mierze zgodne z teorią Mendla .

Grupy symetrii

Jeśli weźmiemy pod uwagę tylko te kwiaty, które składają się z pojedynczego kwiatu, a nie z główki kwiatu lub innej formy kwiatostanu , możemy podzielić ich symetrie na stosunkowo niewielką liczbę dwuwymiarowych grup symetrii. Grupy te charakteryzują się dwoma typami symetrii: symetriami odbicia (lub lustrzanymi) i symetriami obrotowymi. ${2}$$displaystyle C_$ odbicia, którą opisuje cykliczna grupa rzędu 2 (czasami oznaczana ) \ } . Liczby, które pozostają niezmienne przy obrotach o ${\ Displaystyle 2 \ pi / n}$ mają symetrię obrotową należącą do cyklicznej grupy rzędu ${\ displaystyle n}$ , $\ displaystyle C_ {n}}$ ( lub ${\ Displaystyle Z_ {n}}$ ). Wiele kwiatów, które są niezmienne przy obrotach o ${\ Displaystyle 2 \ pi / n}$$,$ jest również niezmiennych przy odbiciach wokół osi, połączenie tych dwóch symetrii tworzy większą dwuścienną grupę wymiaru ${\ displaystyle n}$ , ${\ displaystyle D_ {n}}$ (który ma kolejność ${\ displaystyle 2n}$ ).

Kwiaty o symetrii dwustronnej , takie jak storczyki , mają symetrię odbicia wokół jednej osi i brak symetrii obrotowej, co oznacza, że ​​są one opisane po prostu $odbicia$ .

Jednoliścienne można rozpoznać po ich trymerycznych płatkach , co oznacza, że ​​często są one niezmienne przy obrotach o ${\ displaystyle 2 \ pi / 3}$ i dlatego mają symetrię obrotową . Rośliny jednoliścienne, które wykazują symetrię obrotową, ale $nie symetrię lustrzaną ($ przykład, jeśli ich płatki wykazują chiralność ), są opisane przez grupę cykliczną rzędu 3 a rośliny jednoliścienne zarówno z symetrią obrotową, jak i symetrią odbicia około 3 osie są opisane przez grupę dwuścienną o wymiarze 3, ${\ displaystyle D_ {3}}$ .

Eudicots z tetramerycznymi lub pięcioramiennymi płatkami są często niezmienne przy obrotach o ${\ Displaystyle \ pi / 2}$ lub ${\ Displaystyle 2 \ pi / 5}$ . Ponownie, to, $}$ one również lustrzane płaszczyzny, decyduje o tym, czy należą do grup dwuściennych ( i $lub$ grup cyklicznych ( $}$$\ displaystyle C_ {4}$ lub do ${5}}$ ). Większość $D_$ będzie miała symetrię lub ${5}} symetrię, ale, podobnie$ w przypadku roślin jednoliściennych, te, które wykazują chiralność, będą miały tylko cykliczną symetrię rzędu liczby płatki. Na przykład poszczególne płatki kwiatów z rodzaju Hypericum nie mają osi $, pod którą są niezmienne pod wpływem odbić, więc ich$ opisuje .

Widzimy trend kształtujący się, że generalnie kolejność grupy cyklicznej lub wymiar grupy dwuściennej opisującej symetrię kwiatu będzie odpowiadać merosyczności jego płatków. Jednak płatki niektórych kwiatów jednoliściennych rozwijają się w celu replikacji płatków, dlatego powierzchownie niektóre rośliny jednoliścienne mogą wydawać się mieć symetrię obrotową rzędu 6 i należeć albo do grupy symetrii, $} styl wyświetlania C_{6}}$ do ${\ displaystyle$ . Niektóre kwiaty złożone mogą również mieć przynajmniej powierzchowną symetrię cykliczną lub dwuścienną. Jak dokładna jest ta symetria, zależy od struktury główki kwiatu. Nawet w przypadku roślin jednoliściennych i dwuliściennych symetrie kwiatów rzadko są idealne, ponieważ wszelkie niedoskonałości płatków spowodują niedoskonałą niezmienność przy obrotach lub odbiciach.

Zobacz też

• Wzory w przyrodzie
• filotaksja
• Symetria w biologii
• Wir (botanika)

Bibliografia

•   Craene, Louis P. Ronse De (2010), Diagramy kwiatowe: pomoc w zrozumieniu morfologii i ewolucji kwiatów , Cambridge: Cambridge University Press, ISBN 9780521493468
• Darwin, Karol (1868). Zmienność zwierząt i roślin w warunkach udomowienia . Tom. II. Londyn: John Murray.
•   Endress, PK (luty 2001). „Ewolucja kwiatowej symetrii”. bież. Opinia. Biol roślinny . 4 (1): 86–91. doi : 10.1016/S1369-5266(00)00140-0 . PMID 11163173 .
•   Neal PR; Dafni A.; Giurfa M. (1998). „Symetria kwiatowa i jej rola w systemach roślina-zapylacz: terminologia, rozmieszczenie i hipotezy”. Annu Rev Ecol Syst . 29 : 345–373. doi : 10.1146/annurev.ecolsys.29.1.345 . JSTOR 221712 .