Ботаника как наука, Растительная клетка , страница 61
Или раздельнополым (разноспоровые папоротники и плауны, высшие цветковые растения).
Виды смены поколений: 1) гетероморфная — гаметофит производит гаметы, спорофит – мейоспоры; они разные морфологически и по продолжительности жизни; 2) изоморфная – гаметофит и спорофит одинаковы морфологически и по продолжительности жизни (каждое поколение самостоятельно живущие особи).
Циклы воспроизведения
Цикл воспроизведения – это временный отрезок жизни вида, ограниченный двумя одноименными этапами (от споры до споры, от зиготы до зиготы и т.д.). Цикл воспроизведения сопровождается сменой ядерных фаз.
Семенные растения проходили следующие этапы в филогенезе: разноспоровости (гетероспоровости), крайней редукции и разнополовости заростков.
Пример: Цикл воспроизведения селагинеллы (Selaginella) – разноспорового плауна.
Взрослое растение – спорофит (диплобионт). На концах побегов формируются спороносные колоски – стробилы, которые состоят из оси и сидящих на ней чешуевидных спорофиллов, на их верхней стороне располагаются спорангии. В одном и том же колоске есть микроспорангии и мегаспорангии. Оба типа спорангиев имеют стенку и спорогенную ткань. В микроспорангии спорогенные клетки делятся митотически, образуя много мелких микроспор. В мегаспорангии одна клетка спорогенной ткани разрастается, занимает всю полость (у остальных клеток функция питания одной клетки). Она становится материнской, делится мейозом, образуется тетрада мегаспор одетых толстой бугорчатой оболочкой. Попадая на субстрат споры прорастают и образуются раздельнополые заростки: из мегаспор – крупные женские (остаются внутри спор под оболочкой); из микроспор – мелкие мужские.
Мужской заросток – это одна вегетативная клетка с ризоидами, антеридий с двухжгутиковыми сперматозоидами. При наличии воды мужской заросток вскрывается, сперматозоиды выплывают, заросток погибает.
Женский заросток – многоклеточный, под оболочкой формируется несколько архегониев, погруженных в ткань. Заросток открывается трехлучевой трещиной, часть заростка высвобождается наружу и образует ризоиды.
Яйцеклетки в архегониях оплодотворяются спермотозоидами, но только в одном архегонии яйцеклетка развивается в зародыш спорофита, образуется зеленый побег, придаточные корни, заросток отмирает.
Биологическое значение разноспоровости:
1. обеспечение лучшей защиты мужского и женского гаметофита и молодого заростка оболочками спор;
2. приводит к уменьшению заростков (у мужского сильная редукция), но их большее количество;
3. обеспечивает перекрестное оплодотворение.
Разноспоровость — огромный шаг на пути к образованию семени, но ещё хорошо различимы гаметофит и спорофит, необходима воды для оплодотворения, функцию расселения и размножения выполняют споры, наблюдается главенствующая роль мегаспоры, которая защищает и питает заросток и зародыш.
Семенное размножение
Семенное размножение присуще голо- и покрытосеменным растениям. Семена образуются на материнском растении и, опадая, дают новое растение. Чередование поколений у семенных сильно замаскировано. Гаметофиты (особенно женский) утратили самостоятельность и живут за счет спорофита. Для оплодотворения не нужна вода, возникает процесс опыления – перенос мужских гаметофитов по воздуху.
Чем то они подобны разноспоровым (на спорофите формируются микро- и гегаспорангии), но наружу не высыпаются, а прорастают внутри спорангиев (то есть развитие мужских и женских гаметофитов внутри микро- и мегоспорангиев). Семя формируется из семязачатка — видоизменения мегаспорангия, внутри которого женский гаметофит. Покровы мегаспорангия переходит в семенную кожуру, семязачаток – в семя. У голо- и покрытосеменных разное образование запасающих тканей.
Цикл развития и семенное размножение голосеменных
Голосеменные – чаще крупные деревья, спорофиты. На спорофите располагаются женские и мужские шишки. Мужские шишки после выхода пыльцы засыхают и опадают. В женских шишках формируются семена. Шишки – это органы спороношения.
Источник
Жизненный цикл голосеменных
Жизненным циклом называется совокупность всех поколений, или фаз развития организма. Цикл развития голосеменных растений, как и у споровых, включает непохожие друг на друга поколения – спорофит и гаметофит. Жизненный цикл голосеменных имеет особенности, благодаря которым эти растения оказались более распространёнными на Земле, чем споровые растения.
Материал подготовлен совместно с учителем высшей категории, кандидатом биологических наук Факторович Лилией Витальевной.
Взрослое растение
Рассмотрим развитие голосеменных на примере сосны обыкновенной. Сосна – вечнозелёное дерево, обычно живущее 100–300 лет, но иногда доживающее и до 500–600.
Взрослое растение является спорофитом. Это значит, что на нём развиваются споры. Органы, в которых созревают споры, называются спорангиями и находятся в шишках.
Женские шишки первого года красного цвета, мужские – обычно жёлтые.
Мужской гаметофит сосны, – это пыльца, так как из её антеридиальной клетки образуются спермии (мужские гаметы).
Про такой гаметофит, сокращённый до одной клетки, говорят, что он сильно редуцирован. Мужской гаметофит, т.е. пыльца образуется из мужской споры, которая образуется в мужской шишке еще раньше.
Пыльцевые зерна или пыльца в мае и в начале июня высыпаются из мужских шишек и переносятся ветром на женские шишки. Пыльца очень многочисленна и легка, т. к. содержит воздухоносные клетки.
Женский гаметофит
Женские споры не вылетают из шишек, а прорастают там, где образовались, внутри спорангиев.
которые читают вместе с этой
Проросшая женская спора образует зародышевый мешок или семязачоток с двумя архегониями (органами, в которых развиваются яйцеклетки). Таким образом, заросток, – это гаметофит.
Заросток находится внутри спорангия (семязачатка), и является новым поколением сосны. Для будущего зародыша сосны он является материнским организмом.
Оплодотворение
В первый год оплодотворения не происходит, так как ни женские, ни мужские гаметы ещё не созрели. После опыления женские шишки закрываются и в течение года в них продолжается развитие гамет, как женских, так и мужских.
На следующий год, в закрытых женских шишках, которые уже одревеснели и позеленели, происходит оплодотворение: спермий соединяется с яйцеклеткой, образуя зиготу.
То, что гаметофит развивается не во внешней среде (как, например, у папоротников), а внутри спорофита, является особенностью голосеменных. Их яйцеклетка остаётся неподвижной клеткой, и от зарождения до оплодотворения находится внутри спорангия (семязачатка).
Сосна, в отличие от папоротников и мхов, не зависит от наличия воды для соединения гамет. Поэтому голосеменные более способны к заселению сухих мест.
Новый спорофит
Зигота – первая клетка спорофита. Она делится и из новых клеток формируется зародыш. Зародыш имеет зачаточные вегетативные органы – побег и корень. Вокруг зародыша откладываются питательные вещества и оболочки. Так в женской шишке образуется семя.
На третий год женские шишки становятся коричневыми и раскрываются. Созревшие семена высыпаются наружу. При прорастании семени появляется спорофит – молодая сосна.
Сравнение с другими отделами растений
По сравнению с цветковыми растениями, жизненный цикл сосны растянут, т. к. от опыления до созревания семени должно пройти два года.
В сравнении с хвощами и плаунами, наоборот – жизненный цикл проходит значительно быстрей.
В отличие от споровых растений, заросток находится в более выгодном положении, т. к. он защищён женской шишкой, и процесс оплодотворения не зависит от погодных условий.
Что мы узнали?
Жизненный цикл голосеменных растений сложный, т. к. включает в себя не похожие друг на друга поколения спорофита и гаметофита. Особенности жизненного цикла голосеменных позволяют им размножаться быстрее, чем споровые растения и заселять более сухие места.
Источник