Споровое размножение
Споровое размножение – это тип бесполого размножения, который осуществляется с помощью специализированных клеток — спор.
Различные типы размножения спорами
Споры – это репродуктивные одноклеточные образования, при прорастании которых развиваются новые особи.
Споры наземных растений и грибов не имеют специализированных приспособлений для активного движения. Однако у водорослей, обитающих в воде споры, как правило, имеют способность двигаться и снабжены жгутиками.
Зооспоры – это тип спор, который обладает подвижностью и жгутиками.
Споры любого организма образуются в органах бесполого размножения или спорангиях (зооспорангиях). У водорослей практически любая клетка может быть спорангием, у высших растений это всегда многоклеточный орган. Споры растений имеют одинарный набор хромосом или являются гаплоидными.
Когда споры возникают на диплоидном растении, то их образованию предшествует мейоз. Если она образуются на гаплоидном растении. То споры образуются путем митоза. Растения, на котором образуются споры называется спорофитом. При этом согласно типологии спор, формируемых на растении, выделяют:
- равноспоровые растения (все споры растения имеют одинаковые размеры);
- разноспоровые растения (все споры отличаются по физиологическим показателям и величине).
Разноспоровость встречается среди высших растений гораздо чаще. Она характерна для папоротников, плаунов, покрытосеменных растений.
Микроспоры представляют собой споры, которые формируются в микроспорангиях и дают мужские заростки или гаметофиты мужского типа. Мегаспорами называют более крупные споры, из которых образуются женские гаметофиты.
Особенности процесса размножения спорами
Размножение спорами имеет приспособительный эффект, который выражается в нескольких критериях:
- происходит рекомбинация генетического материала;
- обычно у растений споры образуются в огромных количествах, что обеспечивает высокую интенсивность размножения;
- малые размеры и легкость спор разносятся на большие расстояния и обеспечивают расселение и освоение ареалов обитания;
- споры имеют достаточно плотную оболочку, что позволяет им переживать весьма неблагоприятные условия среды.
Размножение растений представляет собой физиологический процесс воспроизведения организмов, который позволяет обеспечить непрерывность существования того или иного вида растения в природе.
Размножение спорами относится к бесполому типу размножения, то споры образуются в большом количестве и из них весьма быстро и эффективно развиваются новые организмы. Спор образуется настолько много, что их гибель в неблагоприятных условиях не имеет большого значения.
Первыми высшими споровыми растениями, возникшими около 400 млн. лет назад были зеленые риниофиты. Считается, что они дали начало всем высшим споровым растениям, а в последствии и семенным. Риниофиты относятся к вымершим растениям.
В жизненном цикле высших споровых растений чередуются поколения бесполого и полового размножения. Такие поколения называются спорофитом и гаметофитом соответственно. На спорофите образуются органы бесполого размножения, на гаметофите – полового.
Высшие споровые растения в процессе эволюции вышли на сушу и претерпели ряд систематических изменений в своем строении. Таким образом были сформированы две группы растений: гаплоидная и диплоидная. Первая ветвь включает в себя мхов, у которых развит гаметофит, спорофит для них занимает подчиненное положение. Диплоидная ветвь объединяет: папоротников, плаунов, хвощей. У них гаметофит редуцирован и выглядит как заросток.
Из спор вырастает половое поколение. Они имеют специализированные мужские и женские половые органы, формирующие гаметы двух типов. Мужские гаметы называются спермиями и обладают подвижностью, женские гаметы являются неподвижными и называются яйцеклетками. Для того, чтобы оплодотворить яйцеклетку сперматозоиду необходимо попасть в окружающую среду и затем достичь яйцеклетки. Для оплодотворения многих высших споровых растений необходима вода. Это говорит о том, что они имеют некоторые примитивные черты строения организации и споровое размножение также в большей степени значимо.
Таким образом, размножение спорами дало существенный эволюционный толчок, который позволил сформировать такой тип размножения, который увеличил количество вновь появляющихся особей и дал возможность распространяться на колоссальные расстояния и осваивать новые территории. Размножение спорами не является примитивным по отношению к половому. Сегодня оно находится на одном эволюционном уровне и вполне может составить «конкуренцию» половому размножению.
Кроме растений спорами могут размножаться грибы. У них также образуются большое количество спор. Спора грибов может прорастать только в том случае, если она попадет в благоприятные условия, например, в почву с нужной степенью влажности. Спорообразование у грибов чередуется с половым размножением, в общем сходным с этим процессом у водорослей.
Споры шляпочных грибов находятся под шляпкой внутри тесно прижатых к друг другу пластинок. Иногда споры развиваются на особых сосочках на верхней поверхности складчатых извилин. Форма и окраска спор позволяет точно определить систематическую принадлежность той или иной формы организма грибов. Особенно важным для такого способа определения спор является тот факт, что по ним можно определить степень отравления тем или иным организмом. Микроскопическое исследование дает возможность определить вид гриба по спорам, оказавшимся в пище.
Споры грибов также, как и споры растений могут выдержать достаточно большие перепады температур и эффективно образовывать грибницу. В связи с этим спорообразование можно назвать универсальным процессом.
Таким образом, размножение спорами характерно для представителей различных царств живой природы, и оно имеет колоссальное эволюционное значение как фактор приспособления организмов к среде обитания.
Источник
Процесс размножение спорами у бактерий, водорослей, грибов и растений
Споры — это репродуктивные клетки растений, грибов, водорослей и бактерий. Они, как правило, одноклеточные и обладают способностью развиваться в новый организм. В отличие от гамет в половом размножении, споры не должны сливаться, чтобы происходило размножение. Организмы используют споры для бесполого размножения. Споры также образуются у бактерий, однако бактериальные споры обычно не участвуют в размножении. Эти споры неактивны и защищают бактерии в экстремальных условиях окружающей среды.
Споры бактерий
Некоторые бактерии образовывают споры, называемые эндоспорами, как средство борьбы с экстремальными условиями окружающей среде, которые угрожают их выживанию. Эти условия включают высокие температуры, засушливость, наличие токсичных ферментов или химических веществ и отсутствие пищи.
Спорообразующие бактерии развивают толстую клеточную стенку, которая является водонепроницаемой и защищает бактериальную ДНК от высыхания и повреждения. Эндоспоры могут выживать в течение длительных периодов времени, пока условия не изменятся и не станут пригодными для прорастания. Примеры бактерий, способных образовывать эндоспоры, включают клостридии (Clostridium) и бациллы (Bacillus).
Споры водорослей
Водоросли производят споры для бесполого размножения. Эти споры могут быть не подвижными (апланоспоры), или подвижными (зооспоры) и перемещаться из одного места в другое с помощью жгутиков. Некоторые водоросли способны размножаться половым или бесполым способом. Когда условия благоприятны, зрелые водоросли делятся и производят споры, которые развиваются в новых особей.
Споры гаплоидные и производятся митозом. Во времена, когда условия неблагоприятны для развития, водоросли подвергаются половому размножению и образовывают гаметы. Эти половые клетки сливаются, чтобы стать диплоидным зигоспорами. Зигоспора останется бездействующей до тех пор, пока условия не станут благоприятными еще раз. В это время зигоспора подвергается мейозу для создания гаплоидных спор.
Некоторые водоросли имеют жизненный цикл, который чередуется между различными периодами бесполого и полового размножения. Этот тип жизненного цикла называется чередованием поколений и состоит из гаплоидной и диплоидной фаз. В гаплоидной фазе структура, называемая гаметофитом, производит мужские и женские гаметы (половые клетки). При слиянии этих гамет образуется зигота. В диплоидной фазе зигота развивается в диплоидную структуру, называемую спорофитом. Спорофит продуцирует гаплоидные споры через мейоз.
Споры грибов
Большинство спор грибов выполняют две основных функции: перенесение неблагоприятных условий в состоянии покоя и размножение через рассеивание. Споры грибов могут быть одноклеточными или многоклеточными. Они бывают разных цветов, форм и размеров в зависимости от вида. Споры грибов бывают бесполыми или половыми:
- Бесполые споры, такие как спорангиоспоры, производятся и удерживаются внутри органов, называемых спорангиями. Другие бесполые споры, такие как конидии, образуются в результате митоза на нитчатых образованиях, называемых гифами.
- Половые споры включают аскоспоры, базидиоспоры и зигоспоры. Большинство грибов полагаются на ветер, чтобы рассеять споры в областях, где они могут успешно прорастать. Споры способны активно выбрасываться из репродуктивных структур (баллистоспор) или могут быть высвобождены без активного выброса (статисмоспор). Споры переносятся ветром в другие места. Чередование поколений распространено среди грибов. Иногда условия окружающей среды таковы, что необходимо, чтобы грибковые споры были бездействующими. Прорастание после периодов покоя у некоторых грибов может быть вызвано разными факторами, включая температуру, уровень влажности и количество других спор в определенной области. Покой позволяет грибам выжить в стрессовых условиях.
Споры растений
Как водоросли и грибы, растения также демонстрируют чередование поколений. Растения без семян, такие как папоротники и мхи, развиваются из спор. Споры производятся внутри спорангий и выпускаются в окружающую среду. Первичной фазой жизненного цикла несосудистых растений, таких как мхи, является генерация гаметофитов (половая фаза).
Фаза гаметофита состоит из зеленой мшистой растительности, а фаза спорофита (бесполая фаза) состоит из удлиненных стеблей со спорами, заключенными внутри спорангий, расположенных на кончике стеблей. У сосудистых растений, которые не производят семена, такие как папоротники, поколения спорофит и гаметофит являются независимыми. Лист папоротника представляет собой зрелый диплоидный спорофит, тогда как спорангии на нижней стороне листьев образовывают споры, которые развиваются в гаплоидный гаметофит.
У цветковых растений (покрытосеменных) и нецветковых семенных растений генерация гаметофитов полностью зависит от доминантного спорофита. У покрытосеменных, цветок вырабатывает как мужские микроспоры, так и женские мегаспоры. Микроспоры содержатся в пыльце, а мегаспоры производятся внутри цветочной завязи. При опылении микроспоры и мегаспоры объединяются, образуя семена.
Источник