Гаметофита моховидных растений является

Доминирование гаметофита в жизненном цикле: определение, виды и особенности доминирования

Гаметофит — это гаплоидная многоклеточная стадия развития растения, которая, в большинстве случаев, начинает развиваться из спор и производит половые клетки, называемые гаметами.

Есть два вида гаметофита: мужской и женский.

Большинство растений в ходе эволюции связаны с гаметофитами. И этому есть несколько объяснений:

Наземная среда довольно изменчивая, поэтому диплоидного организму проще сохранить в своем генотипе рецессивные признаки. Именно эти признаки в постоянно меняющихся условиях могут сыграть большую роль в выживании;

Гаметы передвигаются в водной среде, поскольку у споровых растений нет способностей для распространения в среде с другими условиями существования и адаптации к другим типам распространения (с помощью ветра или насекомых);

Жизненный цикл высших растений включает и стадию гаметофита, и стадию спорофита. Гаметофит контролируется половым размножением, а спорофит — бесполым. В процессе образования спор осуществляется мейоз. У высших растений спорофит является диплоидным, а у гаметофита — гаплоидный набор хромосом.

Плоидность — признак, отражающий способность организма к реализации генетического материала.

Исследователями отмечается, что плоидность — не неотъемлемый признак спорофита или гаметофита.

Вопрос доминирования гаметофита в жизненном цикле растения неразрывно связан с самим понятием «жизненный цикл».

Жизненный цикл растения является совокупностью всех фаз развития, которые, начиная с фазы зиготы, сопровождают рост и формирование растения.

Жизненный цикл предполагает чередования половой и бесполой формы размножения — у каждой из них есть свои биологические преимущества.

К преимуществам полового размножения относятся:

• комбинация наследственного материала родительских форм. Комбинации, которые возникают, дают возможность увеличить эволюционные преимущества определенных особей перед другими особями;
• появление особи, которая генетически не является тождественной какой-либо родительской форме. Генетическое разнообразие — это прогрессивный эволюционный признак, позволяющий организму встать на новый уровень в развитии и получить прогрессивные черты развития;
• за счет полового размножения реализуется комбинативная изменчивость и устойчивая ее передача из поколения в поколение;
• в случае естественного отбора половое размножение дает преимущество — оно увеличивает шансы организмов на выживание в постоянно меняющейся среде путем увеличения степени генетического разнообразия.

Отличительная характеристика бесполого размножения заключается в том, что передача наследственных признаков из поколения в поколение происходит без изменений. Наследственный материал родительской особи тиражируется и численность особей быстро растет.

Доминирование гаметофита в жизненном цикле

У растений половое и бесполое поколения чередуются. Спорофит и гаметофит характеризуются схожестью морфологического строения и продолжительностью жизни.

Высшие растения, за исключением мохообразных, характеризуются преобладание спорофита в жизненном цикле. Гаметофит развит слабо и не отличается долговечностью. В жизненном цикле мхов преобладает гаметофит: он отличается длиной от 0,5 до 50 см. Для жизненного цикла мха гаметофит очень важен, так как с его помощью реализуются различные функции:

• фотосинтез или воспроизведение органических веществ на свету при помощи молекулы хлорофилла и в случае разложения молекул воды;
• минеральное питание или транспортировка питательных веществ в растворенном виде в направлении от корня к листу;
• выведение продуктов жизнедеятельности растений и их возвращение в кровоток;
• снабжение водой (осмос).

Жизненный цикл моховидных характеризуется половым размножением, в котором важная роль отводится воде. Она нужна для того, чтобы спермии имели возможность подплывать к архегониям, содержащим половые клетки. Благодаря влажной среде происходит раскрытие антеридиев и высвобождение сперматозоидов. С этим связаны и предпочтения в среде обитания моховидных — влажные и затаенные места.

Развитие спорофита моховидных осуществляется из зиготы внутри женского полового органа (архегонии) и напрямую связано с гаметофитом. Это еще раз указывает на то, что гаметофит доминирует и морфологически, и физиологически. Поэтому в большинстве случаев спорофит относят к органу, который выполняет функцию спорообразования.

Листостебельные мхи, к примеру, имеют спорофит в виде коробочки.

Жизненный цикл моховидных развивался в направлении увеличения самостоятельности гаметофита и морфологического упрощения спорофита — вследствие чего он утрачивал самостоятельно. Все это приводило к эволюционному тупику. В одном архегонии мха содержится только одна яйцеклетка.

Мужское растение образует на собственном теле антеридии или мешочки, в которых находятся сперматозоиды. Гаметы образуются без участия мейоза, поскольку растение является гаплоидным.

Чтобы произошло оплодотворение, мху необходима вода — по ней сперматозоиды переплывают на женское растение и попадают в архегоний. Чтобы переплыть, сперматозоидам достаточно даже сильной росы. По окончании оплодотворения происходит формирование диплоидного спорофита. Для роста спорофиту нужно гаплоидное растение — он пользуется образованными этим растением веществами.

Спорофит не обладает способностью самостоятельно фотосинтезировать.

Что касается эволюции остальных типов растений, то она характеризуется постепенной редукцией гаметофита и доминированием спорофита. Ученые считают, что преобладание спорофита дает возможность выйти из эволюционного тупика и позволяет организмам справляться с разными адаптационными противоречиями намного быстрее. Тем не менее гаметофит доминирует в жизненном цикле мхом, представляющих примитивные формы высших растений.

Гаметофит мхов — свободно живущее самостоятельное растение. Его структуре характерна определенная особенность: наличие побега со множеством листоподобных выростов и ризоидов.

Тело гаметофита мхов содержит ассимиляционную ткань. Но механическая, покровная и запасающая ткани развиты недостаточно хорошо. Мхи — многолетние растения.

Источник

3. Размножение мхов

У мхов бесполое размножение осуществляется с участием спор (\(1\)). При прорастании споры образуется протонема, или предросток (\(2\)–\(3\)), который выглядит как тонкая зелёная ветвящаяся нить. На этой нити образуются почки (\(4\)), из которых развиваются женские (\(5\)) или мужские (\(6\)) растения мха.

Половое размножение мхов происходит с участием гамет. У кукушкина льна есть женские и мужские растения. На мужских растениях развиваются мужские гаметы — сперматозоиды , на женских растениях формируются женские гаметы — яйцеклетки . Во время дождя или во время половодья сперматозоиды по воде подплывают к яйцеклеткам (\(9\)).

Сперматозоид сливается с яйцеклеткой и образуется зигота . Этот процесс происходит на женском растении. Из зиготы развивается покрытая колпачком коробочка на ножке — спорангий (\(10\)). В спорангии образуются споры. В сухую погоду колпачок сбрасывается, споры рассеиваются (\(1\)) и прорастают в предростки (\(2\)–\(3\)), на которых опять формируются женские (\(5\)) и мужские (\(6\)) растения.

У мха кукушкин лён происходит чередование поколений — бесполого и полового (спорофита и гаметофита).
Коробочка на ножке — это бесполое поколение , или спорофит . Спорофит живёт за счёт гаметофита.

У мхов широко распространено вегетативное размножение . Почти все части листостебельного растения могут дать начало новому растению. Вегетативное размножение приводит к образованию целых моховых ковров, устилающих влажную почву.

Источник

1.Бессосудистые растения. Общая морфолого-анатомическая характеристика гаметофита и спорофита Моховидных. Классификация Моховидных. Цикл воспроизведения.

Моховидные — это древняя, самая примитивная группа высших растений, ныне живущих на Земле. Древнейшие ископаемые формы мхов известны с каменноугольного периода.

По оценкам разных специалистов, современные моховидные представлены 2.0—25 тыс. видов, распространенных на всех континентах. Особенно это относится к Северному полушарию, где на больших площадях (на болотах, иногда в лесах) моховидные доминируют в растительном покрове. Эти растения предпочитают наиболее увлажненные места, однако произрастают и на каменистых склонах гор, в пустынях, на сухих открытых скалах, в тундрах, но не встречаются в морях, на сильно засоленных почвах, в ледниках и сыпучих песках.

Подавляющее большинство моховидных — низкорослые многолетние травянистые растения размером от 1 мм до нескольких сантиметров, реже до 60 см и более. У большинства из них тело расчленено на стебель и листья, но встречаются и слоевищные формы.

Листостебельные представители моховидных имеют ряд признаков, которые отличают их от остальных высших растений. Они являются бессосудистыми растениями. У них отсутствуют корни; прикрепление к субстрату (частично и всасывание воды) осуществляется одним или многочисленными ризоидами — выростами эпидермы. Поглощение воды происходит главным образом нижней частью стебля или телом всего растения (сфагновые мхи).

Вегетативные органы сформированы ассимиляционной, проводящей, запасающей и покровной тканями. Однако в отличие от других высших растений у моховидных отсутствуют настоящие сосуды и механические ткани. На стебле зеленых мхов по спирали расположены бесчерешковые листья, имеющие цельную пластинку с жилкой или без нее.

Это единственная группа растений, эволюция которой связана с регрессивным развитием спорофита и преобладанием в жизненном цикле гаметофита.

Спорофит моховидных —спорогон — состоит из коробочки и ножки, нижняя расширенная часть которой — стопа -— внедряется в ткань гаметофита и доставляет спорофиту воду и питательные вещества. Спорофит, таким образом, лишен самостоятельности и полностью зависит от гаметофита.

Основная функция спорофита — образование спор, которые в благоприятных условиях прорастают.

С момента прорастания споры начинается развитие гаметофита — полового поколения моховидных. Прежде всего развивается разветвленная нитчатая (у большинства мхов) или пластинчатая (у сфагнума) протонема, на которой закладываются почки. У одних мхов из почек протонемы формируются пластинчатые слоевища, у других — листостебельные побеги гаметофита (взрослого мха), на которых развиваются органы полового размножения — антеридии и архегонии.

Классификация. Моховидные подразделяют на три класса: Антоцеротовые, Печеночники, Листостебельные мхи. Наибольшее значение имеют два последних класса.

Самую многочисленную группу моховидных составляет класс Листостебельные мхи (около 10 тыс. видов), который подразделяют на три подкласса: Андреевые мхи, Сфагновые мхи, Бриевые (Зеленые) мхи.

Цикл воспроизведения. Мхи, как и водоросли, размножаются спорами. Попав во влажную почву, спора прорастает, образуя едва видную зелёную нить. Это первонить, или протонема. Протонема начинает расти, на ней образуются ризоиды, прикрепляющие её к земле, и почки. Из почек прорастают молодые растения. Это гаметофиты, образующие органы полового размножения (гаметангии) — мужские (антеридии) и женские (архегонии). У некоторых мхов на одном растении находятся и антеридии, и архегонии.

Такие растения называются однодомными. У двудомных мхов побеги с мужскими гаметангиями растут отдельно от женских. Гаметангии у мхов обычно располагаются группами. Они либо окружены листовидными выростами и располагаются на верхушке гаметофита, как у листостебельных мхов, либо, как у печёночников, например у маршанции многообразной, находятся на специальных подставках — выростах слоевища. В архегониях образуются женские гаметы — яйцеклетки, в антеридиях мужские гаметы — сперматозоиды (антерозоиды). Чтобы произошло оплодотворение, необходима вода. Капля дождевой воды, падая с мужского растения на соседнее женское, помогает сперматозоиду попасть к яйцеклетке. Происходит оплодотворение, и внутри архегония образуется зигота*. Из зиготы, прямо на верхушке женского гаметофита, спустя некоторое время (обычно год) развивается спорофит — бесполое растение, получающее питание от гаметофита. Если вы обратите внимание на мох в конце весны — в начале лета, то заметите рыжевато-бурые булавочки спорофитов. Спорофит представляет собой крошечную коробочку на длинной ножке. В «коробочке» — споры. Созревшая коробочка раскрывается, и споры разлетаются в разные стороны. Из спор прорастет протонить, и все начнётся сначала.

Источник