Общая характеристика жизненных циклов высших споровых растений

Отличительные характеристики и черты высших споровых растений

Отличительные характеристики высших споровых растений

Какие растения называют споровыми?

Споровые растения — это такие растения, размножающиеся спорами и распространенные в наземной среде.

Споровые растения представляют собой новый этап эволюционного развития растительного мира. Высшие растения — это растения, которые имеют расчленение тела на вегетативные органы: корень, стебель и листья. У низших растений такой дифференцировки нет. Признаком высших растений является еще и то, что вегетативные органы строятся из разнообразных тканей.

Высшие споровые растения обычно являются обитателями суходола. Однако встречаются и обитатели водоемов.

Все наземные листостебельные растения, размножающиеся спорами, относятся к высшим споровым растениям. Среди них представители отделов:

• Мохообразные или Мхи, представленные 25 тысячами видов;
• Плаунообразные или Плауны, которых насчитывается около 400 видов;
• Хвощеобразные или Хвощи. Это 32 вида;
• Папоротникообразные или Папоротники. Их примерно 10 тысяч видов.

Основные примеры споровых растений — различные виды папоротников, мхов, лишайников и др.

Высшие растения сформировались давно. Среди предков высших растений называют бурые или зеленые водоросли, достигшие высокого уровня дифференциации тела и органов полового размножения.

Низшие споровые растения, как правило, заселяют водную среду. На суше господствующее положение занимают высшие растения. С выходом на сушу у последних появились специальные приспособления к новым условиям существования.

Отличительные черты высших споровых растений

Каковы отличительные особенности высших растений по сравнению с низшими?

Растения, которые размножаются спорами, имеют следующие особенности:

• разные типы тканей. С внешней стороны растения имеют ткань, которая призвана защищать их от неблагоприятных условий. Процесс фотосинтеза обеспечивает отлично развитая хлорофилоносная ткань. Имеющиеся проводящие ткани обеспечивают протекание обмена веществ между подземными и надземными органами. Механические (опорные) и запасающие ткани тоже хорошо развиты;
• дифференцировка тела на органы. В первую очередь у высших растений произошло формирование специальных органов, отвечающих за поглощение минеральных веществ из субстрата. Это ризоиды и корневые волоски. Автотрофное питание — общая биологическая черта всех высших растений. По этой причине у них произошло формирование фотосинтезирующего органа — листка. Формирования стебля и корня произошло ввиду необходимости связи двух важных конечных аппаратов: корневого волоска и зеленой клетки листка. Также одна из причин — обеспечение стойкости растения в воздушной среде и почве;
• многоклеточные органы полового размножения. Они встречаются двух типов: мужские (антеридии) и женские (архегонии);
• начало онтогенеза происходит с зародыша, который развивается из зиготы. Она представляет собой клетку, образованную в результате слияния двух гамет;
• правильное чередование полового и бесполого поколений. Гаметофит — половое поколение, спорофит — бесполое;
• преобладание спорофита в цикле развития. Исключение — мохообразные (понятно, по каким признакам мхи относят к высшим растениям). Причина прогрессивного развития спорофита — высокая приспособленность к наземным условиям и большим объемом генетической информации (она свойственна диплоидному поколению).

Перечисленные особенности позволяют ответить на вопросы, почему мхи называют высшими споровыми растениями, по каким признакам мхи относятся к высшим растениям, а также почему папоротники относят к высшим растениям.

Жизненный цикл высших споровых растений и чередование поколений

Под жизненным циклом понимают последовательность фаз в развитии растения, по окончании которых растительный организм достигает зрелости и становится способным дать начало будущим поколениям: половому (гаметофиту) и бесполому (спорофиту).

У высших споровых растений жизненный цикл состоит из ритмического чередования двух поколений: бесполого и полового (спорофита и гаметофита соответственно).

На спорофите происходит образование спорангиев — органов бесполого размножения. В них происходит формирование спор. Из спор формируются гаметофиты, особи полового поколения, среди которых встречаются как одно-, так и двуполые.

На гаметофите происходит образование антеридий и архегоний — мужских и женских половых органов соответственно. В антеридиях формируются подвижные сперматозоиды, а в архегониях — неподвижные яйцеклетки.

Капельножидкая вода — ключевое условие для осуществления оплодотворения. Вода нужна для того, чтобы сперматозоид мог перемещаться к яйцеклетке. Оплодотворенная яйцеклетка дает начало зародышу, которые постепенно растет и превращается в особь бесполого поколения — спорофит.

Важно, что зигота дает начало только спорофиту, а спора — гаметофиту.

Спорофит преобладает в цикле развития большинства споровых растений, кроме мохообразных. Он имеет лучшую приспособленность к жизни в сложных условиях наземной среды. Из этого следует, что для эволюции высших споровых растений, за исключением мхов, свойственна тенденция к преобладанию и усовершенствованию спорофита (параллельно происходит редукция гаметофита).

Источник

23)Жизненные циклы высших споровых растений с преобладанием гаметофита и спорофита.

Жизненный цикл — период между однок фазами развития двух или большего числа одинаковых поколений. Он обеспечивает непрерывность жизни.

Cпорофит (неполовое поколение) — спорангии — споры .

Гаметофит (половое поколение) — гаметангии (половые органы) — гаметы (половые клетки).

Доминирует то поколение, которое представлено зеленым растением. В мхов доминирует гаметофит, у папоротника, хвощей, плаунов — спорофит.

Мохообразные — бриофиты (бриология — наука о мхах) — высшие споровые растения, многолетние, мелкие (2-50 мм) живут в умеренном и холодном поясах, в тропиках, в горных районах, сухих степях и пустынях. Мхи являются: зеленые кукушкин лен (обычный), маршанция; белые а) торфяной мох (сфагнум). Некоторые из мхов годами могут сохранять жизнеспособность находясь в высушенном состоянии. В жизненном цикле мхов является чередование двух поколений . доминирует гаметофит. Мхи нечленораздельные, плохо защищены от недостатка влаги. Небольшая высота стебля обусловлена недостаточной ризоиды как водопоглощающие органа (отсутствие настоящих сосудистых тканей), а также отсутствием хорошо развитой механической ткани.

Кукушкин лен. Строение гаметофит. Вегетативное тело представлено слоевищем, состоящий из стебля и листьев, корней нет, есть ризоиды — вырасти поверхностных клеток тела. Стебель покрыт кожицей, под ней механическая ткань, далее в глубину основная, и в центре примитивный ведущий пучок. Стебель небольшой (30-40 мм), травянистый, прямое, неразветвленное, густо покрытое сидячими линейно-ланцетными листьями. Листья мелкие, чешуйчатые, на мужских экземплярах листки большие, сидят гуще и имеют красноватый цвет. Зозулин лен — двудомное растение, потому мужские и женские половые органы находятся на разных растениях. Ризоиды выполняют функции корня: содержание растения в почве и всисання из него растворов питательных веществ. Но в отличие от корней, ризоиды не имеют тканей. На верхушке стебля мужской особи формируются антеридии, в которых созревают сперматозоиды; на верхушке стебля женской особи формируются архегонии, где созревают яйцеклетки. Оплодотворение происходит при участии влаги, ранней весной. Сперматозоид проникает в яйцеклетку с помощью воды и происходит оплодотворение. С оплодотворенной яйцеклетки вырастает спорофит: он состоит из стопы, стеблоподибнои ножки и коробочки накрыта крышечкой. В коробочке содержатся спорангии, в которых созревают споры. Коробочка имеет специальное приспособление к рассеивания спор. Крышечка с коробочкой соединена зубчиками, которые в сухую погоду открываются наружу и тем самым открывают выход зрелым спорам. Спора падает на землю и начинает прорастать, образуя протонему — тонкие разветвленные нити, имеющие верхушечную почку, из которой вырастают взрослые растения мха. Кукушкин лен — растение многолетнее, поэтому на второй год на мужских и женских растениях образуются антеридии и архегонии. По характеру питания — автотрофами (фотосинтез в хлоропластах. Кукушкин лен может впитывать воды в 4 раза больше собственную массу. Практическое значение зеленого мха незначительно, временами его используют, как подстилку для животных. Может вызвать заболачивание леса.

Сфагнум (белые мхи — сфагновые) — торфяной мох. Получил такое название, потому участвует в образовании торфа, а белый — потому в сухом состоянии он окрашен в белый или светло-зеленый цвет. В Украине — 30 видов. Строение гаметофит — стебель (10-15 см) галузисте, покрытое листьями, корней и ризоиды сфагнум нет, прикрепляется нижней частью стебля. Растет он верхушкой и по мере роста нижняя часть стебля отмирает. Листья сфагнуму состоят из 2-х типов клеток — одни клетки длинные и узкие, заполненные хлорофиллом (хлорофилоносни, способные к ассимиляции (фотосинтез)), между ними размещены большие овальные, мертвые клетки с тонкими стенками и большими порами. Мертвые клетки заполнены водой, а при высыхании воздухом (делаются белыми). С помощью листков, сфагнум вбирает воду как губка (в 25 раз больше свою массу.

Сфагнум — однодомные растение (мужские и женские органы на одном растении. Процесс оплодотворения происходит ранней весной при наличии воды. С зиготы вырастает спорофит, который представляет собой ножку с шаровидной коробочкой. Спора выпадает на почву и прорастает, образуется протонема с ризоидами, у взрослого растения их нет. Почки протонема дают новую особь гаметофит.

Источник