Гаметофит хвощевидных растений представляет собой

«Только же зацветёт папоротник, хватай его и не оглядывайся, что бы тебе позади ни чудилось»

Николай Гоголь, «Вечер накануне Ивана Купала»

Папоротникообразные — крупная группа споровых растений. Большинство из них — это многолетние корневищные травянистые растения, но встречаются и древесные формы. У этих растений развиваются настоящие корни. Ископаемый уголь образовался из остатков ископаемых древовидных форм папоротникообразных.

Славянские народы верили, что папоротники цветут, правда всего одну ночь в году. Если найти и сорвать такой цветок, то он принесёт удачу, счастье и богатство.

Так выглядит цветущий папоротник в представлении польского художника Антония Пиотровского. Картина так и называется «цветок папоротника».

На самом деле папоротник не цветёт, а размножается с помощью спор, формирующихся на нижней стороне листа.

Тело папоротникообразных разделено на ткани и органы. В отличие от мхов у этой группы развиваются настоящие корни, состоящие из тканей разных типов.

У большинства папоротникообразных имеется многолетний подземный побег — корневище с придаточными корнями, на котором каждую весну развиваются новые надземные побеги.

У папоротникообразных хорошо развиты все ткани, включая механические и проводящие.
На микрофотографии поперечного среза плауна можно найти все ткани.

В жизненном цикле папоротникообразных присутствуют два поколения: спорофит (бесполое поколение) и гаметофит (половое поколение). В отличие от мхов у этих растений в жизненном цикле преобладает спорофит. Гаметофит представляет из себя небольшое растение, имеющее талломное строение — заросток.

Общая схема жизненного цикла:
1) На спорофите формируются спорангии.
2) В спорангиях развиваются споры. 3) Споры высыпаются на землю, и из них прорастает половое поколение — гаметофит.
4) На гаметофите развиваются половые органы — архегонии (женские) и антеридии (мужские).
5) В антеридиях формируются сперматозоиды
6) В архегониях формируются яйцеклетки
7) С капелькой воды сперматозоид попадает в архегоний и оплодотворяет яйцеклетку
8) Из зиготы формируется новый спорофит (бесполое поколение).

Плауны — небольшие стелющиеся многолетние травянистые растения. По виду немного напоминают мхи. Единственная группа современных растений, для которой характерно дихотомическое ветвление.

Хвощи — многолетние травянистые корневищные растения. Для хвощей характерна четкое разделение побега на членики — междоузлия и узлы, в которых мутовками располагаются узкие листья.

Большинство современных папоротников — многолетние травянистые растения, но встречаются и древесные формы. Обитают во влажных тенистых лесах, водоёмах и болотах.

Большая часть представителей данной группы вымерло, сохранилось всего около 1300 видов небольших травянистых растений. В палеозое были широко распространены огромные древовидные формы плаунов.

В жизненном цикле плаунов происходит смена поколений. Бесполое поколение (спорофит) преобладает в жизненном цикле. Тело спорофита состоит из тканей и органов. Гаметофит мелкий и устроен примитивно (слоевище). Гаметофиты плаунов живут в симбиозе с грибами.

Строение спорофита плаунов

Большинство плаунов вечнозелёные. Тело состоит из небольшого подземного корневища, длинного стелющегося и множества вертикальных побегов. На побегах по спирали располагаются многочисленные тонкие листья.

На рисунке показано строение спорофита Плауна годичного

Строение гаметофита плаунов

У большинства плаунов гаметофит развивается под землёй и питается за счет симбиотического гриба. Следующее бесполое поколение (спорофит) развивается непосредственно на гаметофите и сохраняет симбиоз с грибом.

К концу лета на верхушках вертикальных побегов спорофита в спороносных колосках созревают споры. Споры высыпаются на почву и из них прорастает гаметофит. На гаметофите формируются половые органы: архегонии и антеридии. В антеридиях появляются сперматозоиды, а архегониях — яйцеклетки. С капельками воды сперматозоиды проникают в архегонии и оплодотворяют яйцеклетку. Из зиготы развивается новый спорофит. До формирования побегов и корней бесполое поколение питается за счет гаметофита.

Источник

Хвощи

Хвощи — многолетние споровые корневищные растения, с зелеными стеблями, ветвями и чешуйчатыми листьями. Современные хвощи — травянистые растения, в прошлом имели большее разнообразие: встречались древовидные формы до 20 м высотой. Наряду с древними плауновидными в карбон (каменноугольный период) участвовали в образовании каменного угля.

Как и плауны, хвощи поселяются в увлажненных местах: по берегам водоемов, на лугах, лесных опушках. Закисленные почвы — излюбленное место обитания хвощей.

Характеристику хвощам будем давать на основе типичного представителя — хвоща полевого.

Строение хвоща полевого

Хвощ полевой имеет членистое строение, мелкие чешуйчатые листья собраны в мутовки по 6-12 листьев. Эпидермис стебля гладкий, оболочки клеток содержат кремнезем — SiO₂, что придает стеблю прочность, делает его несъедобными для скота, многих диких животных.

Подземная часть растения включает сильно разветвленное корневище, по площади до 8м 2 , от которого вглубь почвы отходят придаточные корни. У хвоща полевого отдельные боковые ветви корневища могут видоизменяться в клубни, запасающие питательные вещества. Клубни также принимают участие в процессах вегетативного (бесполого) размножения. Вегетативные побеги появляются весной позже спороносных, и отвечают главным образом за питание, рост и развитие растения. Фотосинтез происходит в стебле летних зеленых побегов.

Весной первыми у хвоща полевого появляются спороносные побеги, заканчивающиеся спороносными колосками. Стебель у них коричневого цвета, хлорофилл в стебле весенних побегов отсутствует. Спороносный побег отвечает за половое размножение. Перпендикулярно оси колоска к нему крепятся органы спороношения — спорангиофоры, под которыми лежат 6-10 спорангиев. Спороносный побег отмирает после спороношения.

Спороносный побег отличается от вегетативного главным образом наличием стробила. Стробил — видоизмененный укороченный побег, служащий для размножения некоторых высших растений: хвощей, плаунов, голосеменных. Несет специализированные листья спорофиллы, на которых формируются спорангии. Спорофилл (от греч. sporá — семя и phýllon — лист) — видоизмененный лист споровых растений, на котором развиваются органы бесполого размножения — спорангии.

Жизненный цикл хвощей

В жизненном цикле хвощей, как и папоротников, доминирует спорофит. Начнем рассматривать цикл с момента прорастания споры (n). Споры высыпаются из спорангиев, во влажной среде прорастают в заросток — гаметофит (n), который крепится к почве ризоидами. Образующиеся из спор гаметофиты раздельнополы, на одних развиваются антеридии (мужские половые органы), на других архегонии (женские половые органы). В антеридиях (n) формируются сперматозоиды, в архегониях (n) — яйцеклетки.

Во влажной среде подвижный сперматозоид (n) достигает яйцеклетки (n) в архегонии, сливается с ней, образуя зиготу (2n). Из зиготы развивается спорофит (2n), у которого на спорофилле в спорангии материнские клетки (2n) делятся мейозом, в результате образуются споры (n).

Значение хвощей

Хвощи имеют медицинское значение, их используют в качестве мочегонных и кровеостанавливающих средств. Несмотря на твердость стебля, вследствие высокого содержание кремнезема, хвощом питаются олени. Не вызывает сомнений, что хвощ является звеном в цепи питания (продуцентом). Весенние побеги употребляют в пищу в свежем и вареном виде, из них делают соусы, начинки для пирога.

Мы с вами, ботаники, безусловно восхищаемся хвощом! Но вот садоводы от него совсем не в восторге. Хвощ считается одним из злостных сорняков в огороде, трудно выводимым и доставляющим массу хлопот. Хвощ селится на закисленной почве, поэтому помимо перекапывания, садоводы применяют известкование — внесение в почву карбонатов кальция CaCO₃ и магния MgCO₃, а также оксидов — CaO и MgO и гидроксида кальция — Ca(OH)₂ с целью снижения кислотности почвы. Почва со сниженной кислотностью нравится хвощу гораздо меньше, и он перестает заводиться на огороде 😉

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник