Основные черты споровых растений

11. Общая характеристика растений. Споровые растения Царство растения – Plantae, Vegetabilia Общая характеристика царства

Представители царства – высокоспециализированные автотрофные организмы, питающиеся за счет процесса аэробного фотосинтеза. Их тело обычно расчленено на стебель, корень, лист, и они хорошо приспособлены к жизни в наземно-воздушной среде. Клетки растений имеют плотную клеточную стенку, в основе которой – целлюлоза. Основной запасной продукт – крахмал. Размножение вегетативное, бесполое (спорами) и половое (оогамия); мужские гаметы либо имеют ундулиподии (сперматозоиды), либо не имеют их (спермии). Характерно чередование полового (гаметофит) и бесполого поколения (спорофит) с преобладанием диплоидного бесполого поколения. Зигота у растений дает начало зародышу, который затем развивается в спорофит.

Царство растений включает не менее 300 тыс. видов (ныне существующих и вымерших), относящихся к 9 отделам – риниофиты (Rhyniophyta) и зостерофиллофиты (Zosterophyllophyta) (ныне вымершие), моховидные (Btyophyta), плауновидные (Lycopodiophyta), псилотовидные (Psilotophyta), хвощевидные (Equisetophyta), папоротниковидные (Polypodiophyta), голосеменные (Pinophyta) и покрытосеменные (Magnoliophyta). Представители ныне существующих отделов, за исключением моховидных, характеризуются преобладанием в цикле развития бесполого поколения (спорофита), имеющего сосуды и (или) трахеиды. Благодаря последнему обстоятельству эти растения называют сосудистыми.

Растения делят на две группы: споровые и семенные. У споровых растений спорогенез и гаметогенез разобщены во времени и пространстве: спорофиты и гаметофиты являются отдельными физиологически самостоятельными организмами. Единицей размножения являются споры. У семенных растений гаметофиты сильно редуцированы и не являются физиологически самостоятельными организмами. Единицей размножения является семя.

Споровые растения являются первопоселенцами суши, которые дали начало в процессе эволюции семенным растениям.

Споровые растения

Включают следующие ныне существующие отделы: моховидные (Bryophyta), плауновидные (Lycopodiophyta), псилотовидные (Psilotophyta), хвощевидные (Equisetophyta), папоротниковидные (Polypodiophyta).

Споровые растения появились в конце силурийского периода, более 400 млн. лет тому назад. Первые представители споровых были небольших размеров и имели простое строение, но уже у примитивных растений наблюдалась дифференциация на элементарные органы. Усовершенствованию органов соответствовало усложнение внутреннего строения и онтогенеза. В жизненном цикле происходит чередование полового и бесполого способов размножения и связанное с этим чередование поколений. Бесполое поколение представлено диплоидным спорофитом, половое – гаплоидным гаметофитом.

На спорофите образуются спорангии, внутри которых в результате мейотического деления образуются гаплоидные споры. Это мелкие, одноклеточные образования, лишенные жгутиков. Растения, у которых все споры одинаковые, называются равноспоровыми. У более высокоорганизованных групп споры двух типов: микроспоры (формируются в микроспорангиях), мегаспоры (формируются в мегаспорангиях). Это разноспоровые растения. При прорастании споры образуется гаметофит.

Полный жизненный цикл (от зиготы до зиготы) состоит из гаметофита (период от споры до зиготы) и спорофита (период от зиготы до образования спор). У плаунов, хвощей и папоротников эти фазы представляют собой как бы отдельные физиологически самостоятельные организмы. У мхов гаметофит является самостоятельной фазой жизненного цикла, а спорофит сведен до его своеобразного органа – спорогона (спорофит живет на гаметофите).

На гаметофите развиваются органы полового размножения: архегонии и антеридии. В архегониях, похожих на колбу, образуются яйцеклетки, а в мешковидных антеридиях — сперматозоиды. У равноспоровых растений гаметофиты обоеполые, у разноспоровых – однополые. Оплодотворение происходит лишь при наличии воды. При слиянии гамет образуется новая клетка – зигота с двойным набором хромосом (2n).

Источник

21. Характеристика высших споровых растений. Основные признаки, чередование поколений

К высшим споровым растениям относится значительная часть типа сосудистые растения: хвощевидные, плауновидные, папоротниковидные. Как и для всех сосудистых растений, для споровых характерно наличие у спорофита двух сосудистых тканей – ксилемы и флоэмы.

В эволюции высших сосудистых растений происходит постепенная редукция (уменьшение и упрощение гаметофита) и преобладание в жизненном цикле спорофита. У высших споровых растений гаметофит представлен маленьким заростком, не расчлененным на органы, живущим несколько недель (у плауновых – несколько лет) независимо от спорофита. На заростках в антеридиях развиваются сперматозоиды, которые, плавая в каплях воды, достигают архегония и сливаются с яйцеклеткой. Благодаря крошечным размерам гаметофита, оплодотворение у высших споровых растений может происходить при ничтожно малых количествах воды в виде капелек росы, тумана.

22. Покрытосеменные растения. Общая характеристика. Цветок. Образование семян

Отдел Покрытосеменные (Цветковые) растения (250 тыс. видов) составляет наиболее обширную и совершенную группу высших растений. Покрытосеменные растения появились в начале мелового периода (125 млн лет назад) из некоторых примитивных голосеменных.

Важнейший признак покрытосеменных – наличие цветка. Цветок – видоизмененный, укороченный и ограниченный в росте спороносный побег, приспособленный для семенного размножения.

Семяпочки у цветковых растений заключены (в отличие от голосеменных) в полость завязи пестика и тем самым защищены. Гаметофиты (женский – зародышевый мешок, мужской — пыльцевое зерно) крайне упрощены и развиваются значительно быстрее, чем у голосеменных, в связи с чем они утратили гаметангии – антеридии и архегонии. Кроме того гаметофиты полностью зависят от спорофита и всегда находятся под его защитой, в то время как у моховидных и у некоторых папоротников гаметофит не защищен и легко высыхает. Для оплодотворения покрытосеменных не нужна вода, их мужские гаметы – спермии проникают к яйцеклетке по пыльцевой трубке.

Для цветковых растений характерно двойное оплодотворение, в результате которого развивается зародыш и эндосперм с запасом питательных веществ. Мужской гаметофит формируется в пыльниках тычинок и представляет собой пыльцевое зерно. Женский гаметофит формируется в пестике мейотическим делением мегаспороцита на четыре мегаспоры. Три мегаспоры погибают, из четвертой возникает зародышевый мешок. Перед оплодотворением происходит опыление – процесс переноса пыльцы из пыльников тычинок на рыльце пестика.

Попав на рыльце пестика, пыльцевое зерно (состоит из вегетативной и генеративной клеток, покрытых двойной оболочкой, или вегетативной и двух спермиев) начинает прорастать. Из вегетативной клетки развивается длинная пыльцевая трубка, которая по тканям столбика дорастает до завязи и далее до семяпочки. Из генеративной клетки образуются два спермия, которые спускаются в пыльцевую трубку и проникают в зародышевый мешок. После этого один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, образуя зиготу, из которой развивается зародыш нового организма. Другой спермий сливается с двумя полярными ядрами или с центральным диплоидным ядром (образуются при митотическом делении ядра зародышевого мешка), образуя триплоидную клетку, из которой впоследствии возникает эндосперм.

После оплодотворения семяпочка разрастается и превращается в семя, а в результате разрастания завязи пестика формируется плод. Стенки завязи становятся стенкой плода – околоплодником, внутри которого находятся семена.

Поскольку семена заключены в плод, они надежно защищены от неблагоприятных условий внешней среды. Кроме того, плод обеспечивает их распространение при посредстве птиц, млекопитающих, насекомых, а также при помощи ветра, воды и т.д.

Покрытосеменные имеют высоко организованную проводящую систему: в состав ксилемы входят более совершенные проводящие элементы – настоящие сосуды (восходящий ток), имеются ситовидные трубки флоэмы, повышающие эффективность перемещения продуктов фотосинтеза (нисходящий ток).

Развитие покрытосеменных шло параллельно с некоторыми видами животных. Адаптация цветка (окраска, запах, съедобная пыльца и нектар) была направлена, как правило, на максимальное увеличение шансов для переноса пыльцы насекомыми. Покрытосеменные – единственная группа растений, образующая сложные многоярусные сообщества – фитоценозы.

Источник