Особенности спорового размножения: варианты и специфика процесса
Размножение спорами — это тип бесполого размножения, который происходит при участии специализированных клеток: спор.
Споры представляют собой репродуктивные одноклеточные образования, прорастание которых приводит к появлению новых особей.
У спор наземных растений и грибов нет специализированных приспособлений для активного движения. А вот водоросли, обитающие в воде, имеют споры со способностью к движению — оно осуществляется за счет наличия жгутиков.
Зооспоры являются таким типом спор, для которых характерна подвижность и наличие жгутиков.
Образование спор у любого организма происходит в органах бесполого размножения или спорангиях (зооспорангиях). Если говорить о водорослях, то у них почти любая клетка может выступать в качестве спорангия. Что касается высших растений, то это всегда многоклеточный орган. У спор растений есть только одинарный набор хромосом (они являются гаплоидными).
Если споры возникают на диплоидном растении, то их образование предваряется процессом мейоза. Если споры возникают на гаплоидном растении, то присутствует процесс митоза. Растение, на котором происходит образование спор, получило название спорофита. Формируемые на растениях споры делят такие растения на две категории:
- Равноспоровые, у которых споры отличаются одинаковым размером.
- Разноспоровые, у которых есть различия спор по величине и физиологическим показателям.
Более частое явление среди высших растений — разноспоровость. Ее можно встретить среди папоротников, плаунов, покрытосеменных растений.
Микроспоры — это споры, формирующиеся в микроспорангиях: они дают начало мужским заросткам или гаметофитам мужского типа. Мегаспоры — споры покрупнее, из них образуются женские гаметофиты.
Специфика процесса размножения споровых растений
Для споровых растений и размножения спорами характерен приспособительный эффект, выражаемый в определенных критериях:
- осуществляется рекомбинация генетического материала;
- образование спор в большом количестве, обеспечивающее высокую интенсивность размножения;
- небольшие размеры и легкость спор, благодаря чему они разносятся на большие расстояния и расселение и освоение ареалов обитания;
- наличие довольно плотной оболочки, за счет которой они могут переживать неблагоприятные условия среды.
Размножение растений — это физиологический процесс воспроизведения организмов: он обеспечивает непрерывность существования определенного вида растения в природе.
Размножение спорами — это бесполый тип размножения, поэтому споры образуются в большом количестве. Позже из них довольно успешно развиваются новые организмы. Количество образуемых спор таково, что даже неблагоприятные условия никак не могут повлиять на их распространение и воспроизведение.
Зеленые риниофиты — первые высшие споровые растения, которые возникли около 400 млн лет назад. Ученые полагают, что именно они дали начало всем высшим споровым растениям, а позже и семенным. Риниофиты — вымершие растения.
Для жизненного цикла высших споровых растений характерно чередование поколений: бесполого и полового размножения (спорофит и гаметофит соответственно). На спорофите происходит образование органов бесполого размножения, а на гаметофите — полового.
В ходе эволюции высшие споровые растения вышли сушу, с ними произошли некоторые систематические изменения в строении. Как результат — сформировались группы растений: гаплоидная и диплоидная. В первом случае речь идет о мхах с развитым гаметофитом. Спорофит в первой группе имеет подчиненное значение. Диплоидная ветвь объединила папоротники, хвощи и плауны, которые отличаются редуцированным гаметофитом (он имеет вид заростка).
Спора дает начало половому поколению. В спорах есть специализированные мужские и женские половые органы, которые формируют гаметы двух типов. Мужские гаметы — спермии (они подвижны), а женские — яйцеклетки (они неподвижны). Для оплодотворения яйцеклетки сперматозоиду нужно оказаться в окружающей среде и достичь яйцеклетки. Оплодотворение многих высших споровых растений невозможно без воды. Это указывает на определенные примитивные черты строения.
Как видно, размножение спорами послужило большим эволюционным толчком, позволившим сформировать тип размножения, который увеличил количество появляющихся особей и позволил им распространяться на большие расстояния для освоения новых территорий. Те, кто размножаются спорами, а точнее, само споровое размножение, нельзя считать примитивным в сравнении с половым. Оно находится на одном эволюционном уровне и успешно конкурирует с половым размножением.
Спорами размножаются также и грибы. Они тоже могут образовывать большое количество спор, прорастающих только в том случае, если они попадают в благоприятные условия. Такими условиями может быть почва с нужной степенью влажности. У грибов спорообразование чередуется с половым размножением: этот процесс имеет сходства с тем, что протекает у водорослей.
У шляпочных грибов споры находятся под шляпкой: внутри пластинок, тесно прижатых друг к другу. В некоторых случаях споры могут развиваться на особых сосочках, на верхней поверхности складчатых извилин. По форме и окраске спор можно понять систематическую принадлежность определенной формы организма грибов. Кроме того, такой способ определения также позволяет определить степень отравления тем или иным организмом. Споры, оказавшиеся в пище, подвергают микроскопическим исследованиям для установления вида гриба.
Спорам грибов, как и растений, свойственна относительная устойчивость к температурным перепадам, а также эффективное образование грибницы. Поэтому с большой уверенностью можно сказать, что спорообразование — процесс универсальный.
Какие растения размножаются спорами? Вообще, не только представители царства Растения, но и других царств. Для спорового размножения характерно большое эволюционное значение — оно выступает фактором приспособления организмов к среде обитания.
Источник
1. Типы размножения
Размножение — важнейшее свойство всех живых организмов. Размножение обеспечивает воспроизведение вида и увеличение числа особей.
В процессе бесполого размножения участвует один родительский организм, который производит двух или более потомков. Потомки идентичны между собой и родительскому организму.
С помощью спор размножаются одноклеточные и многоклеточные водоросли, мхи, папоротники, хвощи и плауны.
Спора — особая клетка с плотной оболочкой, служащая для размножения и расселения. У большинства растений споры образуются в специальных органах — спорангиях. На одном растении может образоваться огромное количество спор. При попадании в благоприятные условия спора прорастает и образует новое растение.
2. Вегетативное размножение — размножение при помощи вегетативных частей растения: стеблей, корней, листьев, луковиц, клубней и т. д. Новая особь наследует все признаки и свойства материнского организма.
При половом размножении развитие нового организма начинается с оплодотворения, т. е. слияния гамет (половых клеток).
У растений половые клетки — это яйцеклетки (женские) и сперматозоиды или спермии (мужские). Сперматозоиды имеют жгутики и могут самостоятельно передвигаться, а спермии неподвижны.
Процесс слияния яйцеклетки с мужской гаметой — оплодотворение . В результате оплодотворения образуется зигота , из которой развивается зародыш . Растение, образовавшееся в результате полового размножения, имеет сходство с обоими родительскими организмами, но некоторые его признаки могут отличаться от признаков родительских особей.
Цветок — репродуктивный орган цветкового растения. В цветках формируются мужские и женские половые клетки. После опыления и оплодотворения из цветка образуются плоды с семенами.
В цикле развития высших растений и некоторых водорослей наблюдается чередование полового и бесполого способов размножения.
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