В каком растении преобладает спорофит

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

Характеристика гаметофита и спорофита: определения и особенности

Гаметофит — это гаплоидная фаза жизненного цикла высших растений и водорослей, которая берет свое начало из спор и производит, в результате, половые клетки или гаметы.

Спорофит — это диплоидная фаза жизненного цикла растений и водорослей, результатом которой является производство спор.

В жизненном цикле растений наблюдается последовательное чередование спорофита и гаметофита. Гаметофиту отводится роль реализации полового размножения, а спорофиту — обеспечение бесполого типа воспроизведения организма.

У водорослей спорофит возникает из зиготы — внутри него формируются споры. Зигота образуется на половой гаплоидной фазе из женской гаметы — яйцеклетки. Важно, чтобы яйцеклетку оплодотворила мужская половая клетка.

Гаметофит — это гаплоидная фаза в жизненном цикле растительного организма. Он получает развитие из спор и формирует женские и мужские половые клетки. В результате слияния гамет формируется зигота — она дает гаплоидное поколение.

Формирование мужских гамет осуществляется из гаметангий или антеридий. У споровых и семенных растений гаметы имеют разные названия: в первом случае — сперматозоиды, во втором — спермиями.

Сперматозоиды подвижны — эта подвижность достигается за счет жгутиков. Женские гаметы, для сравнения — это неподвижная яйцеклетка: их образование происходит внутри женских гаметангиев.

Архегонии являются женскими гаметангиями растений.

Оплодотворение яйцеклетки наземной растительности осуществляется внутри архегония. Затем происходит спорообразование, и жизненный цикл проходит собственное чередование.

Наиболее заметно чередование поколений у споровых растений. Наблюдается раздельное нахождение гаметофита и спорофита у таких групп растений как:

У этих групп растений преимущество получило гаплоидное поколение. Жизненный цикл папоротников — хороший пример чередования поколений. Гаметофит у них представлен в виде маленького и недолговечного ростка, на котором вырастает спорофит.

У мхов фазы не разделяются — в этом случае коробочка со спорами формируется на гаметофите. Что касается цветковых растений, то мужские гаметы здесь формируются внутри тычинок, которые осуществляют перенос мужских половых клеток на пестики.

Гаметофит голосеменных имеет особенность. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде в шишках, при этом процесс оплодотворения практически не отличается от процесса, происходящего у покрытосеменных. Развитие семени голосеменных происходит из семязачатка (он открыт на семенной чешуе), а у покрытосеменных семя находится внутри плода (мужской гаметофит покрытосеменных).

Выделяют несколько этапов в жизненном цикле растительных организмов:

• формирование спорофита и спор;
• преобразование спорофита и спор в молодой гаметофит;
• образование гамет.

Особенности гаметофита и спорофита

Остановимся подробнее на том, что такое спорофит и гаметофит.

Гаметофит и спорофит растений отличаются как минимум по двум критериям: размеру и этапу оформления.

Также, к примеру, гаметофит относится к гаплоидам и характеризуется наличием одинарного набора хромосом. Спорофит же относится к диплоидам и обладает двойным набором хромосом.

Гаметофит обеспечивает половое размножение, а спорофит — бесполое.

С началом в гаметофите мейоза происходит запуск процесса образования гамет — эти гаметы отличаются высокой активностью.

У большинства растений в жизненном цикле преобладает спорофит. Это связано с определенными преимуществами, которые он обеспечивает. Если среда водная, то у гамет есть возможность передвигаться. А вот в наземно-воздушной среде у растений нет возможностей для перемещения собственных спор. Диплоидные растения легче сохраняют рецессивные признаки в сложных условиях на поверхности земли. Эти признаки в дальнейшем могут обеспечить выживание.

У разных групп растений соотношение спорофита и гаметофита разное. К примеру, для высших растений (за исключением мхов) характерно преобладание гаплоидности. Этому есть объяснение: в природе наличие семени важно для дальнейшей жизни. Гаметофит отвечает за реализацию непосредственного оплодотворения. Споры же нужны для распространения и произрастания вида на планете.

Только диплоидные организмы способны справляться с резкой сменой условий обитания. По этой причине диплоидное поколение преобладает у наземных растений, а у подводных растений чаще встречается гаметофит или гаплоидная часть.

К примеру, для одноклеточных водорослей (хламидомонад) характерно преобладание гаплоидности на протяжении всего периода жизни.

Отличия гаметофита от спорофита заключаются в:

• мейоз — способ образования спор из спорофита;
• гаметофит образуется из споры;
• как результат мейоза — образование половых клеток из гаметофита.

Для зиготы и спорофита характерны диплоидные свойства, а вот споры и гаметофит связаны с гаплоидностью.

Спорофит мхов (прорастание споры) начинается с «зеленой нити», затем предросток дает начало гаметофиту. Споры семенных растений прорастают непосредственно внутри спорофита. Макроспора прорастает в женский гаметофит — в нем происходит образование яйцеклетки. Мужской гаметофит прорастает в пыльцевое зерно — в нем образуются спермии.

В изучении особенностей спорофита и гаметофита важны следующие моменты:

• гаметофит папоротников, гаметофит плаунов и хвощей — это их заросток;
• образование половых клеток происходит только в органах гаметофита;
• женский гаметофит цветковых растений — это зародышевый мешок. В нем находится 7 клеток, в том числе яйцеклетка и центральная клетка с диплоидным набором хромосом;
• в состав мужского гаметофита входят вегетативная клетка, превращающаяся в пыльцевую трубку, и генеративная клетка, продуцирующая образование двух спермиев. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй участвует в оплодотворении центральной клетки. Как результат — появляется диплоидная зигота и триплоидный эндосперм.

Разделение спорофита и гаметофита — важный этап эволюционного процесса растений, который обусловил их высокий уровень приспособленности к окружающей среде.

Источник