मागील अध्यायात, आपण व्हिटेकर (१९६९) यांनी प्रस्तावित केलेल्या प्रणाली अंतर्गत सजीवांचे व्यापक वर्गीकरण पाहिले, ज्यात त्यांनी पाच राज्य वर्गीकरण म्हणजेच मोनेरा, प्रोटिस्टा, बुरशी, प्राणी आणि वनस्पती यांचा सुचवला. या अध्यायात, आपण वनस्पती राज्य म्हणून लोकप्रिय असलेल्या ‘वनस्पती राज्य’ अंतर्गत पुढील वर्गीकरणाचा तपशीलवार विचार करू.

येथे आपण यावर भर द्यायला हवा की वनस्पती राज्याबद्दलची आपली समज कालांतराने बदलली आहे. बुरशी आणि मोनेरा आणि प्रोटिस्टा यांचे सदस्य ज्यांच्याकडे पेशीभित्तिका आहेत, ते आता वनस्पतीतून वगळले गेले आहेत, जरी पूर्वीच्या वर्गीकरणांनी त्यांना त्याच राज्यात ठेवले होते. तर, निळ्या हिरव्या शैवाल म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या सायनोबॅक्टेरिया आता ‘शैवाल’ राहिलेले नाहीत. या अध्यायात, आपण वनस्पती अंतर्गत शैवाल, ब्रायोफाइट्स, टेरिडोफाइट्स, जिम्नोस्पर्म्स आणि आवृतबीजधारी वनस्पतींचे वर्णन करू.

काही चिंतांवर परिणाम करणाऱ्या वर्गीकरण पद्धती समजून घेण्यासाठी आवृतबीजधारी वनस्पतींमधील वर्गीकरण देखील पाहू या. सर्वात प्राचीन वर्गीकरण पद्धतींमध्ये केवळ स्थूल, बाह्य आकारिक लक्षणे जसे की वृत्ती, रंग, पानांची संख्या आणि आकार इत्यादी वापरली जात. त्या मुख्यतः वनस्पती वैशिष्ट्यांवर किंवा पुंकेसर रचनेवर (लिनियस यांनी दिलेली पद्धत) आधारित होत्या. अशा पद्धती कृत्रिम होत्या; त्या जवळच्या संबंधित प्रजातींना वेगळे करत कारण त्या काही वैशिष्ट्यांवर आधारित होत्या. तसेच, कृत्रिम पद्धती वनस्पती आणि लैंगिक वैशिष्ट्यांना समान महत्त्व देत; हे स्वीकार्य नाही कारण आपल्याला माहित आहे की बहुतेक वेळा वनस्पती वैशिष्ट्ये पर्यावरणाद्वारे सहज प्रभावित होतात. याच्या विरुद्ध, नैसर्गिक वर्गीकरण पद्धती विकसित झाल्या, ज्या सजीवांमधील नैसर्गिक आकर्षणांवर आधारित होत्या आणि केवळ बाह्य वैशिष्ट्येच नव्हे तर अंतर्गत वैशिष्ट्ये, जसे की अतिसूक्ष्म रचना, शरीररचना, भ्रूणशास्त्र आणि वनस्पती रसायनशास्त्र यांचाही विचार करत. फुलांच्या वनस्पतींसाठी असे वर्गीकरण जॉर्ज बेंथम आणि जोसेफ डाल्टन हुकर यांनी दिले.

सध्या, विविध सजीवांमधील उत्क्रांती संबंधांवर आधारित फायलोजेनेटिक वर्गीकरण पद्धती स्वीकार्य आहेत. यात असे गृहीत धरले जाते की समान टॅक्सा मध्ये असलेल्या सजीवांचा एक सामान्य पूर्वज असतो. वर्गीकरणातील अडचणी सोडवण्यासाठी आता आपण इतर अनेक स्रोतांकडून माहिती देखील वापरतो. जेव्हा समर्थनकारी जीवाश्म पुरावा नसतो तेव्हा हे अधिक महत्त्वाचे बनतात. संगणक वापरून आता सहजतेने केली जाणारी संख्यात्मक वर्गिकी सर्व निरीक्षण करण्यायोग्य वैशिष्ट्यांवर आधारित आहे. सर्व वैशिष्ट्यांना संख्या आणि कोड नियुक्त केले जातात आणि नंतर डेटावर प्रक्रिया केली जाते. अशाप्रकारे प्रत्येक वैशिष्ट्याला समान महत्त्व दिले जाते आणि त्याच वेळी शेकडो वैशिष्ट्यांचा विचार केला जाऊ शकतो. गुणसूत्र संख्या, रचना, वर्तन यासारख्या कोशिकाशास्त्रीय माहितीवर आधारित सायटोटॅक्सॉनॉमी आणि गोंधळ दूर करण्यासाठी वनस्पतीच्या रासायनिक घटकांचा वापर करणारी केमोटॅक्सॉनॉमी देखील आजकाल वर्गीकरणतज्ज्ञ वापरतात.

३.१ शैवाल

शैवाल ही हरितद्रव्ययुक्त, साधी, थॅलॉइड, स्वयंपोषी आणि मोठ्या प्रमाणात जलचर (गोडे पाणी आणि समुद्री दोन्ही) सजीव आहेत. ती इतर अनेक आवासांमध्ये आढळतात: ओल्या दगड, माती आणि लाकूड. त्यापैकी काही बुरशी (लायकेन) आणि प्राण्यांसोबत (उदा., आळशी अस्वलावर) देखील आढळतात.

शैवालांचा आकार आणि आकारमान अत्यंत परिवर्तनशील आहे, व्हॉल्वॉक्स सारख्या वसाहती स्वरूपापासून ते युलोथ्रिक्स आणि स्पायरोगायरा (आकृती ३.१) सारख्या तंतुमय स्वरूपांपर्यंत. केल्प्स सारख्या काही समुद्री स्वरूपांची विशाल वनस्पती शरीरे असतात.

शैवाल वनस्पती, अलैंगिक आणि लैंगिक पद्धतींद्वारे पुनरुत्पादन करतात. वनस्पती पुनरुत्पादन विखंडनाद्वारे होते. प्रत्येक तुकडा थॅलसमध्ये विकसित होतो. अलैंगिक पुनरुत्पादन विविध प्रकारच्या बीजाणूंच्या निर्मितीद्वारे होते, सर्वात सामान्य म्हणजे चलबीजाणू. ते कशाभयुक्त (चल) असतात आणि अंकुरणाने नवीन वनस्पती निर्माण करतात. लैंगिक पुनरुत्पादन दोन युग्मकांच्या संलयनाद्वारे होते. हे युग्मक कशाभयुक्त आणि आकारात समान (युलोथ्रिक्समध्ये) किंवा कशाभरहित (अचल) पण आकारात समान (स्पायरोगायरामध्ये) असू शकतात. अशा पुनरुत्पादनास समयुग्मकता म्हणतात. युडोरिनाच्या प्रजातींमध्ये आकारात भिन्न असलेल्या दोन युग्मकांच्या संलयनास विषमयुग्मकता म्हणतात. एक मोठा, अचल (स्थिर) स्त्री युग्मक आणि एक लहान, चल नर युग्मक यांच्यातील संलयनास दंडयुग्मकता म्हणतात, उदा., व्हॉल्वॉक्स, फ्युकस.

आकृती ३.१ शैवाल : (a) हिरवी शैवाल (i) व्हॉल्वॉक्स (ii) युलोथ्रिक्स (b) तपकिरी शैवाल (i) लॅमिनेरिया (ii) फ्युकस (iii) डिक्टिओटा (c) लाल शैवाल (i) पॉर्फिरा (ii) पॉलिसिफोनिया

तक्ता ३.१ शैवालांचे विभाग आणि त्यांची मुख्य वैशिष्ट्ये

शैवाल मनुष्यासाठी विविध प्रकारे उपयुक्त आहेत. पृथ्वीवरील एकूण कार्बन डायऑक्साइड स्थिरीकरणाचा किमान अर्धा भाग शैवालाद्वारे प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे केला जातो. प्रकाशसंश्लेषक असल्याने ते त्यांच्या तात्काळ वातावरणात विरघळलेल्या ऑक्सिजनची पातळी वाढवतात. सर्व जलचर प्राण्यांच्या अन्न चक्राचा आधार बनणाऱ्या ऊर्जा-समृद्ध संयुगांच्या प्राथमिक उत्पादक म्हणून ते अत्यंत महत्त्वाचे आहेत. पॉर्फिरा, लॅमिनेरिया आणि सार्गासम यांच्या अनेक प्रजाती अन्न म्हणून वापरल्या जाणाऱ्या ७० समुद्री शैवाल प्रजातींमध्ये आहेत. काही समुद्री तपकिरी आणि लाल शैवाल मोठ्या प्रमाणात हायड्रोकोलॉइड्स (पाणी धरणारे पदार्थ) तयार करतात, उदा., अल्जिन (तपकिरी शैवाल) आणि कॅरेजीन (लाल शैवाल) जे व्यावसायिकरित्या वापरले जातात. जेलिडियम आणि ग्रॅसिलेरिया यांपासून मिळणारे एक व्यावसायिक उत्पादन, अगर, हे सूक्ष्मजीव वाढवण्यासाठी आणि आईस्क्रीम आणि जेली तयार करण्यासाठी वापरले जाते. प्रथिनांनी समृद्ध असलेली एकपेशीय शैवाल, क्लोरेला, हे अवकाश प्रवाशांद्वारे देखील अन्न पूरक म्हणून वापरले जाते. शैवालांचे तीन मुख्य वर्गांमध्ये विभाजन केले जाते: क्लोरोफायसी, फियोफायसी आणि रोडोफायसी.

३.१.१ क्लोरोफायसी

क्लोरोफायसीच्या सदस्यांना सामान्यतः हिरवी शैवाल म्हणतात. वनस्पती शरीर एकपेशीय, वसाहती किंवा तंतुमय असू शकते. हरितद्रव्य a आणि b च्या प्रबळतेमुळे ते सहसा गवताळ हिरवे असतात. वर्णक निश्चित हरितलवकांमध्ये स्थानिकीकृत असतात. हरितलवक वेगवेगळ्या प्रजातींमध्ये चकतीसारखे, प्लेटसारखे, जाळीदार, कपाच्या आकाराचे, सर्पिल किंवा फीतसारखे असू शकतात. बहुतेक सदस्यांमध्ये हरितलवकांमध्ये स्थित पायरेनॉइड्स नावाचे एक किंवा अधिक साठवण पिंड असतात. पायरेनॉइड्समध्ये स्टार्च व्यतिरिक्त प्रथिने असतात. काही शैवाल तेलाच्या थेंबांच्या रूपात अन्न साठवू शकतात. हिरव्या शैवालांमध्ये सहसा सेल्युलोजच्या आतील थर आणि पेक्टोजच्या बाह्य थरापासून बनलेली कठोर पेशीभित्तिका असते.

वनस्पती पुनरुत्पादन सहसा विखंडन किंवा विविध प्रकारच्या बीजाणूंच्या निर्मितीद्वारे होते. अलैंगिक पुनरुत्पादन चलबीजाणुधानीमध्ये तयार झालेल्या कशाभयुक्त चलबीजाणूंद्वारे होते. लैंगिक पुनरुत्पादन लैंगिक पेशींच्या प्रकार आणि निर्मितीमध्ये लक्षणीय बदल दर्शवते आणि ते समयुग्मक, विषमयुग्मक किंवा दंडयुग्मक असू शकते. काही सामान्यतः आढळणारी हिरवी शैवाल आहेत: क्लॅमिडोमोनास, व्हॉल्वॉक्स, युलोथ्रिक्स, स्पायरोगायरा आणि कॅरा (आकृती ३.१a).

३.१.२ फियोफायसी

फियोफायसी किंवा तपकिरी शैवालांचे सदस्य प्रामुख्याने समुद्री आवासात आढळतात. ते आकार आणि स्वरूपात मोठे बदल दर्शवतात. ते साध्या शाखायुक्त, तंतुमय स्वरूपांपासून (एक्टोकार्पस) केल्प्सद्वारे दर्शविल्याप्रमाणे मुबलक शाखायुक्त स्वरूपांपर्यंत असतात, जे १०० मीटर उंचीपर्यंत पोहोचू शकतात. त्यांच्याकडे हरितद्रव्य a, c, कॅरोटेनॉइड्स आणि झॅन्थोफिल्स असतात. त्यांच्यात असलेल्या झॅन्थोफिल वर्णक, फ्युकोझॅन्थिनच्या प्रमाणानुसार ते ऑलिव्ह ग्रीनपासून तपकिरीच्या विविध छटांपर्यंत रंगात बदलतात. अन्न जटिल कर्बोदकांच्या रूपात साठवले जाते, जे लॅमिनेरिन किंवा मॅनिटॉलच्या रूपात असू शकते. वनस्पती पेशींमध्ये सहसा बाहेरून अल्जिनच्या जिलेटिनस कोटिंगने झाकलेली सेल्युलोजिक भिंत असते. द्रव्यकेंद्रकामध्ये, लवकांव्यतिरिक्त, मध्यभागी स्थित रसधानी आणि केंद्रक असते. वनस्पती शरीर सहसा होल्डफास्टद्वारे आधारस्तंभाशी जोडलेले असते आणि त्यात एक देठ, स्टाइप आणि पानासारखे प्रकाशसंश्लेषी अवयव - फ्रॉंड असतात. वनस्पती पुनरुत्पादन विखंडनाद्वारे होते. बहुतेक तपकिरी शैवालांमध्ये अलैंगिक पुनरुत्पादन द्विकशाभी चलबीजाणूंद्वारे होते जे नाशपातीच्या आकाराचे असतात आणि त्यांच्याकडे दोन पार्श्विक जोडलेले कशाभ असतात.

लैंगिक पुनरुत्पादन समयुग्मक, विषमयुग्मक किंवा दंडयुग्मक असू शकते. युग्मकांचे एकत्रीकरण पाण्यात किंवा अंडधानीमध्ये (दंडयुग्मक प्रजाती) होऊ शकते. युग्मक नाशपातीच्या आकाराचे (पीयर-शेप्ड) असतात आणि त्यांच्याकडे दोन पार्श्विक जोडलेले कशाभ असतात. सामान्य स्वरूपे आहेत: एक्टोकार्पस, डिक्टिओटा, लॅमिनेरिया, सार्गासम आणि फ्युकस (आकृती ३.१b).

३.१.३ रोडोफायसी

रोडोफायसीच्या सदस्यांना सामान्यतः लाल शैवाल म्हणतात कारण त्यांच्या शरीरात लाल वर्णक, आर-फायकोएरिथ्रिनचे प्राबल्य असते. बहुसंख्य लाल शैवाल समुद्री असतात आणि उबदार भागात त्यांची मोठी एकाग्रता आढळते. ते पाण्याच्या पृष्ठभागाजवळील चांगल्या प्रकाशित प्रदेशांमध्ये आणि समुद्रातील खोल गाभ्यात देखील आढळतात जिथे तुलनेने कमी प्रकाश प्रवेश करतो. बहुतेक लाल शैवालांचे लाल थॅलस बहुपेशीय असतात. त्यापैकी काहींची शरीर रचना जटिल असते. अन्न फ्लोरिडियन स्टार्चच्या रूपात साठवले जाते जे रचनेत अमायलोपेक्टिन आणि ग्लायकोजनसारखेच असते. लाल शैवाल सहसा विखंडनाद्वारे वनस्पती पद्धतीने पुनरुत्पादन करतात. ते अचल बीजाणूंद्वारे अलैंगिकरित्या आणि अचल युग्मकांद्वारे लैंगिकरित्या पुनरुत्पादन करतात. लैंगिक पुनरुत्पादन दंडयुग्मक असते आणि त्यास जटिल निषेचनोत्तर विकासासह असते. सामान्य सदस्य आहेत: पॉलिसिफोनिया, पॉर्फिरा (आकृती ३.१c), ग्रॅसिलेरिया आणि जेलिडियम.

३.२ ब्रायोफाइट्स

ब्रायोफाइट्समध्ये विविध मॉसेस आणि लिव्हरवर्ट्सचा समावेश होतो जे डोंगरावरील ओल्या सावलीच्या भागात सामान्यतः वाढत आढळतात

आकृती ३.२ ब्रायोफाइट्स: एक लिव्हरवर्ट - मार्कंशिया (a) मादी थॅलस (b) नर थॅलस मॉसेस - (c) फ्युनारिया, युग्मकोद्भिद आणि बीजाणुद्भिद (d) स्फॅग्नम युग्मकोद्भिद

ब्रायोफाइट्स यांना वनस्पती राज्याचे उभयचर देखील म्हणतात कारण ही वनस्पती मातीत राहू शकतात परंतु लैंगिक पुनरुत्पादनासाठी पाण्यावर अवलंबून असतात. ते सहसा ओलसर, दमट आणि सावलीच्या ठिकाणी आढळतात. कोरड्या दगड/मातीवर वनस्पती क्रमविकासात त्यांची महत्त्वाची भूमिका असते.

ब्रायोफाइट्सचे वनस्पती शरीर शैवालांपेक्षा अधिक विभेदित असते. ते थॅलससारखे आणि प्रोस्ट्रेट किंवा उभे असते आणि एकपेशीय किंवा बहुपेशीय मूळतंतूंद्वारे आधारस्तंभाशी जोडलेले असते. त्यांच्याकडे खरी मुळे, खोड किंवा पाने नसतात. त्यांच्याकडे मुळासारखे, पानासारखे किंवा खोडासारखे संरचना असू शकतात. ब्रायोफाइटचे मुख्य वनस्पती शरीर अगुणित असते. ते युग्मक निर्माण करते, म्हणून त्याला युग्मकोद्भिद म्हणतात. ब्रायोफाइट्समधील लैंगिक अवयव बहुपेशीय असतात. नर लैंगिक अवयवाला पुंधानी म्हणतात. ते द्विकशाभी पुंयुग्मक निर्माण करतात. मादी लैंगिक अवयव ज्याला स्त्रीधानी म्हणतात ते सुरईच्या आकाराचे असते आणि एक अंडी निर्माण करते. पुंयुग्मक पाण्यात सोडले जातात जिथे ते स्त्रीधानीशी संपर्क साधतात. एक पुंयुग्मक अंड्याशी संलयन करून युग्मज निर्माण करते. युग्मज लगेच अपचयन विभाजन करत नाहीत. ते बीजाणुद्भिद नावाचे बहुपेशीय शरीर निर्माण करतात. बीजाणुद्भिद स्वतंत्र जिवंत नसते तर प्रकाशसंश्लेषी युग्मकोद्भिदशी जोडलेले असते आणि त्यापासून पोषण मिळवते. बीजाणुद्भिदच्या काही पेशी अगुणित बीजाणू निर्माण करण्यासाठी अपचयन विभाजन (अर्धसूत्रीविभाजन) करतात. हे बीजाणू अंकुरित होऊन युग्मकोद्भिद निर्माण करतात.

सामान्यतः ब्रायोफाइट्सचे आर्थिक महत्त्व कमी असते परंतु काही मॉसेस शाकाहारी सस्तन प्राणी, पक्षी आणि इतर प्राण्यांना अन्न पुरवतात. स्फॅग्नम, एक मॉस, याच्या प्रजाती पीट पुरवतात जे लांब काळापासून इंधन म्हणून आणि त्यांच्या पाणी धरण्याच्या क्षमतेमुळे जिवंत सामग्रीच्या पुनर्प्रेषणासाठी पॅकिंग मटेरियल म्हणून वापरले जातात. लायकेन्ससोबत मॉसेस हे दगडांवर वसाहत करणारे पहिले सजीव आहेत आणि म्हणून, ते मोठे पारिस्थितिक महत्त्वाचे आहेत. ते दगड विघटित करतात आणि उच्च वनस्पतींच्या वाढीसाठी योग्य आधारस्तर तयार करतात. मॉसेस मातीवर दाट गवत तयार करतात, ते पडणाऱ्या पावसाचा प्रभाव कमी करतात आणि मृदा अपरदन रोखतात. ब्रायोफाइट्सचे लिव्हरवर्ट्स आणि मॉसेस असे विभाजन केले जाते.

३.२.१ लिव्हरवर्ट्स

लिव्हरवर्ट्स सहसा ओल्या, सावलीच्या आवासात वाढतात जसे की प्रवाहांचे किनारे, चिखलाची जमीन, ओलसर माती, झाडांची साल आणि जंगलात खोल. लिव्हरवर्टचे वनस्पती शरीर थॅलॉइड असते, उदा., मार्कंशिया. थॅलस पृष्ठोदर असते आणि आधारस्तंभाशी घट्ट चिकटलेले असते. पाने असलेल्या सदस्यांमध्ये खोडासारख्या संरचनांवर दोन ओळींमध्ये लहान पानासारखे उपांग असतात.

लिव्हरवर्ट्समध्ये अलैंगिक पुनरुत्पादन थॅलायच्या विखंडनाद्वारे किंवा जेमा (एकवचन जेमा) नावाच्या विशेष संरचनांच्या निर्मितीद्वारे होते. जेमा हे हिरवे, बहुपेशीय, अलैंगिक कळ्या असतात, जी थॅलायवर स्थित जेमा कप नावाच्या लहान पात्रांमध्ये विकसित होतात. जेमा पालक शरीरापासून वेगळे होतात आणि नवीन व्यक्ती तयार करण्यासाठी अंकुरित होतात. लैंगिक पुनरुत्पादनादरम्यान, नर आणि मादी लैंगिक अवयव एकाच किंवा वेगवेगळ्या थॅलायवर तयार होतात. बीजाणुद्भिदचे पाद, सेटा आणि कॅप्सूल असे विभेदन केले जाते. अर्धसूत्रीविभाजनानंतर, कॅप्सूलमध्ये बीजाणू तयार होतात. हे बीजाणू मुक्त-जिवंत युग्मकोद्भिद तयार करण्यासाठी अंकुरित होतात.

३.२.२ मॉसेस

मॉसच्या जीवनचक्रातील प्रबळ टप्पा म्हणजे युग्मकोद्भिद ज्यामध्ये दोन टप्पे असतात. पहिला टप्पा म्हणजे प्रोटोनेमा टप्पा, जो थेट बीजाणूपासून विकसित होतो. हा एक रांगणारा, हिरवा, शाखायुक्त आणि वारंवार तंतुमय टप्पा असतो. दुसरा टप्पा म्हणजे पर्णमय टप्पा, जो दुय्यम प्रोटोनेमापासून पार्श्विक कळी म्हणून विकसित होतो. त्यामध्ये उभ्या, बारीक अक्ष असतात ज्यावर आवर्तपणे मांडलेली पाने असतात. ते बहुपेशीय आणि शाखायुक्त मूळतंतूंद्वारे मातीशी जोडलेले असतात. या टप्प्यावर लैंगिक अवयव असतात.

मॉसेसमध्ये वनस्पती पुनरुत्पादन दुय्यम प्रोटोनेमामध्ये विखंडन आणि कलिकोद्भेदनाद्वारे होते. लैंगिक पुनरुत्पादनात, लैंगिक अवयव पुंधानी आणि स्त्रीधानी