Ο κόσμος των Γυμνοσπέρμων: Μια αρχαία ομάδα αντιμέτωπη με την κλιματική αλλαγή
Έγινε ενημέρωση: 27 Σεπ 2021
του Σπύρου Οικονομίδη
Η εμφάνιση και εξέλιξη των Γυμνοσπέρμων και των Σπερματοφύτων
Η ομάδα των Γυμνοσπέρμων, μαζί με τα Αγγειόσπερμα, αποτελούν τις δύο ομάδες των Σπερματοφύτων. Η σημαντική διαφορά των δύο ομάδων έγκειται στο τρόπο που διαμορφώνεται η διάταξη των σπερμάτων τους, όπου στην περίπτωση των γυμνοσπέρμων αυτά δεν περιβάλλονται από προστατευτικές δομές - από εκεί πήραν και το όνομά τους.
Νεαρός κώνος του είδους Pinus halepensis – Όρος Υμηττός (Προσωπικό αρχείο).
Η εξέλιξη των σπερμάτων (σπόρων) αποτέλεσε μια «καινοτομία» στον κόσμο των φυτών, που επέτρεψε στα Σπερματόφυτα να κατακτήσουν όλα σχεδόν τα ενδιαιτήματα. Και αυτό διότι αυτές οι μονάδες διασποράς αποτελούν ανθεκτικότατες μορφές, που μπορούν να διατηρηθούν βιώσιμες για πολύ μεγάλα χρονικά διαστήματα σε χαμηλές θερμοκρασίες και σε συνθήκες απουσίας υγρασίας. Η ανθεκτικότητα των σπερμάτων και οι ενδογενείς μηχανισμοί που επιτρέπουν στο φυτό να αντιλαμβάνεται εξωτερικά ερεθίσματα (παρουσία νερού, θερμοκρασία, φως κ.τ.λ.) επιτρέπουν τη φύτρωση μόνο υπό ιδανικές συνθήκες, καθιστώντας τα Σπερματόφυτα μια ιδιαίτερα επιτυχημένη φυτική ομάδα.
Η ομάδα των Γυμνοσπέρμων εμφανίστηκε περί την Ύστερη Λιθανθρακοφόρο περίοδο. Παρουσίασε γρήγορη εξάπλωση και «κατάκτηση» των υπερηπείρων της περιόδου, μέχρι το Ανώτερο Κρητιδικό όπου ταχύτατα αντικαταστάθηκαν από τα Αγγειόσπερμα. Σήμερα τα Γυμνόσπερμα αριθμούν περίπου 1000 είδη, σε αντίθεση με τα Αγγειόσπερμα που αποτελούν την συντριπτική πλειοψηφία των χερσαίων φυτών.
Η σημασία των Γυμνοσπέρμων για τον άνθρωπο
Παρά το γεγονός ότι τα Γυμνόσπερμα εκπροσωπούνται από μικρό αριθμό ειδών, η σημασία τους είναι ιδιαίτερη σε όλη την ιστορία του ανθρώπινου πολιτισμού. Η πλειονότητα των ειδών της ομάδας ανήκουν στα γνωστά μας κωνοφόρα (Πεύκη, Κυπάρισσος, Ελάτη, Αροκάρια κ.τ.λ.). Παρά το γεγονός ότι τα κωνοφόρα εκπροσωπούνται από μόλις 600 είδη, σχηματίζουν εκτενή δάση κυρίως στο βόρειο ημισφαίριο, καλύπτοντας περίπου το 40% της δασικής βιομάζας σε παγκόσμιο επίπεδο. Η χρήση τους για ξυλεία, παραγωγή φαρμάκων και καλλωπισμό ήταν, και παραμένει ιδιαίτερα διαδεδομένη στις μέρες μας. Χαρακτηριστική στον ελλαδικό χώρο αποτελεί η χρήση ξύλου από κυπαρίσσια, το οποίο αξιοποιούνταν τόσο στην κατασκευή των πολεμικών πλοίων, αλλά ταυτόχρονα εξαγόταν και στην Αίγυπτο όπου αξιοποιούνταν στην κατασκευή των σαρκοφάγων. Είδη όπως οι Αροκάριες του νοτίου ημισφαιρίου έχουν εξαπλωθεί σε όλο τον κόσμο ως καλλωπιστικά, ενώ είδη όπως τα μέλη του γένους Taxus (Ίταμος) έχουν χρησιμοποιηθεί για την καταπολέμηση του καρκίνου με τη βιοδραστική ταξόλη που παράγουν. Τα σπέρματα της γνωστής κουκουναριάς Pinus pinea έχουν αξιοποιηθεί για τροφή εκτενώς στην Ελλάδα.
Abies cephalonica από το Όρος Οίτη (Προσωπικό αρχείο)
Βέβαια δεν είναι μόνο τα κωνοφόρα Γυμνόσπερμα. Η γνωστή, πλέον, σε πολλούς Gingko biloba αποτελεί ένα ζωντανό απολίθωμα, που φυσικά εντοπίζεται μόνο σε μια περιορισμένη περιοχή της Κίνας όπου έχει επιβιώσει και ως καλλιεργούμενο φυτό σε χώρους λατρείας. Πλέον έχει φτάσει σε κάθε γωνιά του κόσμου ως καλλωπιστικό, ενώ τελευταία εντοπίζεται σε πολλά σκευάσματα που σχετίζονται με τη βελτίωση της μνήμης.
Ο περιορισμός της εξάπλωσης των Γυμνοσπέρμων κατά το Κρητιδικό και έως τις μέρες μας
Σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση της σημερινής εικόνας της εξάπλωσης των Γυμνοσπέρμων ανά τον κόσμο, έπαιξαν τρεις παράγοντες: δύο αβιοτικοί που σχετίζονται με το κλίμα, και ένας βιοτικός.
Οι παγετωνικοί κύκλοι και ο περιορισμός των περιοχών με σταθερές εποχικές συνθήκες και μικρές διακυμάνσεις περιόρισαν τα Γυμνόσπερμα, σε περιοχές που έδρασαν ως καταφύγια στους παγετώνες. Πολλά είδη εξαιτίας αυτών των μεγάλων αλλαγών σταδιακά εξαφανίστηκαν. Χαρακτηριστικά παραδείγματα ειδών που επιβίωσαν σε τέτοια καταφύγια κατά τις παγετωνικές περιόδους, αποτελούν τα Gingko biloba (Ασία), Welwitschia mirabilias (Αφρική), Wollemia nobilis (Αυστραλία).
Η εξάπλωση των Αγγειοσπέρμων και η κυριαρχία τους κατά το Ανώτερο Κρητιδικό περιόρισε αισθητά την παρουσία των Γυμνοσπέρμων. Τα Αγγειόσπερμα είναι είδη που παρουσιάζουν γρηγορότερη αύξηση από αυτή των Γυμνοσπέρμων. Ταυτόχρονα, ο ταχύτατος ρυθμός διαφοροποίησής τους, τους επέτρεψε να καταλάβουν όλα τα ενδιαιτήματα που μέχρι τότε καταλαμβάνονταν από Γυμνόσπερμα.
To μονοτυπικό γυμνόσπερμο Welwitschia mirabilis.
Η σημερινή εξάπλωση των Γυμνοσπέρμων και ο κίνδυνος της κλιματικής αλλαγής
Αν και η ομάδα εντοπίζεται σε όλο τον κόσμο, με εξαίρεση την Ανταρκτική, η πλειονότητα των εκπροσώπων της μπορεί να βρεθεί μόνο σε περιορισμένες θέσεις, οι οποίες εντοπίζονται σε τροπικά και υποτροπικά κλίματα, κυρίως της Ανατολικής Ασίας και Αυστραλίας. Η παρούσα εξάπλωση των αρτίγονων Γυμνοσπέρμων αποτελεί καθρέφτη ενός ένδοξου παρελθόντος, με πολύ μεγαλύτερους αριθμούς ειδών και έκτασης που αυτοί κάλυπταν. Η προτίμηση των προγόνων των σημερινών Γυμνοσπέρμων, αλλά και πολλών από τα αρτίγονα είδη, σε περιβάλλοντα με μικρές εποχικές διακυμάνσεις, τα ώθησε σε πολύ περιορισμένες περιοχές εξάπλωσης. Ομάδες όπως τα κυκαδικά που αποτελούν τη βάση του εξελικτικού δέντρου των Γυμνοσπέρμων, είναι προσαρμοσμένα σε περιβάλλοντα με τροπικά και υποτροπικά κλίματα όπως και οι «πρόγονοι» αυτών.
Science Fact
Ομάδες οργανισμών που εμφανίστηκαν στο παρελθόν περιλαμβάνουν είδη τα οποία επιβιώνουν και στις μέρες μας, καθώς και είδη τα οποία έχουν πλέον εξαφανιστεί. Στην πρώτη περίπτωση, τα είδη των ομάδων που επιβιώνουν και σήμερα χαρακτηρίζονται ως αρτίγονα.
Τα γυμνόσπερμα είναι, στην πλειονότητα των περιπτώσεων, είδη με μεγάλη διάρκεια ζωής, με πολύ αργούς ρυθμούς ανάπτυξης και εξέλιξης. Η ανάγκη για σταθερές συνθήκες, σε συνδυασμό με την ταχύτατη μεταβολή του κλίματος, αλλά και των ενδιαιτημάτων των φυτών αυτών από τις δραστηριότητες του ανθρώπου, έχει θέσει σε κίνδυνο μεγάλο αριθμό εκπροσώπων της ομάδας αυτής. Ειδικά για τα κυκαδικά, που αναφέρθηκαν παραπάνω, περισσότερο από τους μισούς αρτίγονους εκπροσώπους τους βρίσκονται σε μια από τις κατηγορίες κινδύνου της IUCN, κινδυνεύοντας άμεσα με εξαφάνιση. Με τη μελλοντική εξαφάνιση των ειδών αυτών, ένα σημαντικό κομμάτι της ιστορίας του πλανήτη θα έχει εξαφανιστεί.
Τι να θυμάσαι
Τα Γυμνόσπερμα αποτελούν μια αρχαία ομάδα φυτών, που στο παρελθόν γνώρισε μεγάλη εξάπλωση.
Τα Γυμνόσπερμα αντικαταστάθηκαν κατά το Κρητιδικό από τα Αγγειόσπερμα που εξαπλώθηκαν με ταχύτατους ρυθμούς.
Τα Γυμνόσπερμα του παρελθόντος και μεγάλος αριθμός των αρτίγονων Γυμνοσπέρμων προτιμούν περιβάλλοντα με μικρές εποχικές διακυμάνσεις.
Η καταστροφή των ενδιαιτημάτων των παραπάνω φυτικών ειδών και η κλιματική αλλαγή απειλεί με εξαφάνιση πολλά είδη γυμνοσπέρμων.
Τα είδη αυτά έχουν μεγάλη σημασία για τις δραστηριότητες του ανθρώπου και η προστασία τους είναι αναγκαία.
Για περισσότερες πληροφορίες:
Baumman H. (1993). H ελληνική χλωρίδα στο μύθο, στη τέχνη και στη λογοτεχνία. Published by: Ελληνική Εταιρεία Προστασίας της Φύσης.
Christenhusz M.J.M., Fay M.F., Chase M.W. (2017). Plants of the world an illustrated encyclopedia of vascular plants. Kew Publishing, Royal Botanic Gardens, Kew.
Farjon A., Filler D. (2013). An atlas of the world’s conifers: An analysis of their distribution, biogeography, diversity and conservation status. Published by: Brill.
Gong W., Chen C., Dobes C., Fu C. X., Koch M. A. (2008). Phylogeography of a living fossil: Pleistocene glaciations forced Ginkgo biloba L. (Ginkgoaceae) into two refuge areas in China with limited subsequent postglacial expansion. Molecular Genetics and Evolution, 48: 1094-1105.
IUCN 2021. The IUCN Red List of Threatened Species. Version 2020-3. https://www.iucnredlist.org.
Medina R. C., Morrone J. J., Vega I. L. (2001). Biogeographic methods identify gymnosperm biodiversity hotspots. Naturwissenschaften, 88: 427-430.
Λίγα λόγια για τον Σπύρο Οικονομίδη...
«Είμαι Υποψήφιος Διδάκτορας του Τμήματος Βιολογίας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Τα τελευταία 4 χρόνια το ερευνητικό μου ενδιαφέρον έχει κεντρίσει η αναπαραγωγική βιολογία των ορχιδεών σε παγκόσμιο επίπεδο, αλλά κυρίως των αυτοφυών ορχιδεών της Ελλάδας.
Τα κύρια ερευνητικά μου ενδιαφέροντα αποτελούν: 1) η βιολογία αναπαραγωγής των ορχιδεών της Ελλάδας 2) βιολογία διατήρησης κινδυνευόντων φυτικών ειδών και 3) η ποικιλομορφία των λειτουργικών χαρακτήρων της οικογένειας Orchidaceae.
Στην προσωπική μου σελίδα μπορείτε να βρείτε περισσότερα σχετικά με τη δουλειά και τα ενδιαφέροντα μου, καθώς και τα στοιχεία επικοινωνίας μου.»