Гаметофитная линия эволюции высших растений

8. Особенности жизненного цикла высших растений: гаметофитная и спорофитная линии. Взаимоотношение спорофита и гаметофита у моховидных, высших споровых и семенных растений.

Основное назначение репродуктивных органов заключается в образовании и расселении потомства, обеспечивающе­го сохранение и процветание вида. Поэтому в условиях наземной среды обита­ния они должны быть более надежно защищены, чем одноклеточные гаметан­гии и спорангии водорослей. В ходе эволюции у всех высших растений сформировались многоклеточные спорангии и гаметангии, имеющие стенку из живых клеток. Цитоплазма клеток стенки, прочно удерживая влагу, пре­дохраняет развивающиеся гаметы и споры от высыхания. Мужской половой орган — антеридий — имеет овальную или шаровидную форму. Под однослойной стенкой располагается сперматогенная ткань. Женский половой орган — архегоний — имеет колбовидную форму; верхняя узкая часть называется шейкой, нижняя расширенная — брюшком. На дне брюшка помещается одна крупная яйцеклетка.

Теория Дэвиса, 1903 г, гаметангии высших растений произошли из многокамерных гаметангиев водорослей (эктокарпуса). Первые наземные растения, обладали изогамным половым процессом. Фор­мирование антеридиев сопровождалось увеличением количества сперматогенных клеток и уменьшением их размеров. При формировании архегониев происходило увеличение размеров яйцекле­ток и постепенное сокращение их числа до одного. В результате полового процесса образуется диплоидная зигота. Она фор­мирует диплоидный спорофит, который заканчивает свое развитие обра­зованием многоклеточного спорангия со спорами. У всех высших расте­ний, за исключением мохообразных, спорангии возникают на специальных органах, которые широко трактуются как спорангиофоры. Форма в разных группах может быть разнооб­разной (плоская листовидная форма – спорофиллы). В спорангиях всех высших растений в результате мейотического (редукцион­ного) деления возникают тетрады гаплоидных спор. Характерной чертой всех высших растений является наличие в оболочке спор спорополлинина — вещества, близкого к кутину.

Из гаплоидных спор формируется гаплоидное половое по­коление — гаметофит. Мохообразные унаследовали гаметофитный тип цикла воспроизведения, при котором ведущее положение занимает гаметофит. Спорофит представлен лишь коробочкой и гаусторией. Поскольку половой процесс у мохообразных осуществляется при участии воды, гаметофит связан с влажными местообитаниями и не может по той же причине достигать больших размеров. Поэтому эта линия эволюции оказалась боковой, тупиковой.

У всех остальных высших растений спорофит занимает ведущее место в цикле воспроизведения. Поскольку он обеспечивает размножение кутинизированны­ми спорами, то является типично наземным растением.

Диплоидный набор хромосом расширил возможности формообразователь­ных процессов, поэтому огромное разнообразие жизненных форм высших ра­стений принадлежит бесполому диплоидному поколению. Гаметофит, назначение которого состоит в осуществлении полового про­цесса, подвергся у большинства высших растений значительной редукции и существует в виде недифференцированного таллома, получившего название заростка.

Источник

Тема 21. Гаметофитная линия в эволюции высших растений. Отдел мохообразные.

Основные (ключевые) понятия: мохообразные, мхи, печеночники, антоцеротовые, зеленые мхи, листостебельные мхи, сфагновые мхи, протонема, спорогон, антеридий, архегоний, элатера.

Содержание темы. Отдел мохообразные (Bryophyta). Отличитель­ные особенности и общая характеристика. Своеобразие цикла воспроизведения. Принципы классификации, деление на классы и порядки. Сравнительная характеристика классов мохообразных. Происхождение и основные направления их эволюции. Географическое распространение, экология, роль в природе и жизни человека.

Тема 22. Спорофитная линия высших растений. Современные высшие споровые: плауны, хвощи, папоротники.

Основные (ключевые) понятия: высшие споровые растения, семенные растения, микрофилл, макрофилл, равноспоровость, разноспоровость, мегаспора, микроспора, микро- и мегаспорофилл, микро- и мегаспорангий, стробил, стела, тип стелы.

Содержание темы. Спорофитная линия в эволюции наземных растений. Специфика цикла вос­произведения и важнейшие особенности строения, размножения, образа жизни в сравнении с мохообразными. Современные высшие споровые. Принципы классификации. Особенности размножения и циклов воспроизведения. Строение спорофитов и гаметофитов, их взаимосвязи в жизненных циклах. Разноспоровость, её последствия и фило­генетическая значимость. Сравнительная характеристика отделов высших споровых растений: плауновидные, псилотовидные, хвощевидные, папоротниковидные. Время их жизни и расцвета, характерные представители. Редкие и нуждающиеся в охране виды папоротникообразных Пермского края.

Тема 23. Семенные растения, отличительные особенности. Отдел голосеменные

Основные (ключевые) понятия: семя, стробилл, микростробилл, мегастробил, мегаконстробилл, микроспорангий, мегаспорангий, пыльца, пыльцевая трубка, семезачаток, интегумент, нуцеллус.

Семенные растения, их отличительные особенности. Семя как орган раз­множения и расселения. Преимущества семенных растений перед споровыми в стратегии жизни. Принципы классификации: голосеменные и покрытосеменные. Общая характеристика голосеменных: жизненные формы, продолжительность жизни, цикл воспроизведения, особенности размножения на примере хвойных. Классификация голосеменных.

Классы саговниковые и гинкговые, время их жизни и расцвета, распространение в былые геологические эпохи и в настоящее время. Специфика размножения, его отличие от других голосемен­ных. Необходимые меры охраны.

Класс оболочкосеменные. Отличительные признаки. Порядки эфедровые, гнетовые, вельвичиевые, распространение и экология. Специфика размножения. Филогене­тические связи и положение в системе голосеменных растений.

Общая характеристика класса хвойные. Распространение, экология и значение. Строение древесины, шишек, семян. Xарактеристика природных ландшафтов с участием хвойных; тайга, её географическое распространение, структура и флористический состав. Лесообразующие породы тайги, их биология и экология. Важнейшие фитоценозы уральской тайги, их экологическая приуроченность. Семейства: араукариевые, таксодиевые, тиссовые, кипарисовые, сосновые; геологическая история, географическое распространение, хозяйственное значение. Декоративные свойства хвойных деревьев и кустарников, использование в озеленении.

Источник