23. Воспроизведение и размножение растений. Типы размножения. Способы бесполого размножения растений.
Размножение растений. Одно из обязательных свойств живых организмов — воспроизведение потомства (размножение). Размножение связано с последующим расселением растений. По словам В. И. Вернадского, размножение и расселение, т. е. растекание жизни — важнейший биологический фактор нашей планеты. При размножении увеличивается численность особей данного вида. Термин «воспроизведение» отражает качественную сторону. Численность особей в результате воспроизведения иногда может сокращаться (диатомовые водоросли).
Размножение как свойство живой материи, т.е. способность одной особи дать начало себе подобной, существовало и на ранних этапах ее развития. Эволюция жизни шла параллельно эволюции способов размножения.
Формы размножения растений можно разделить на два вида: бесполое и половое.
Собственно бесполое размножение осуществляется с помощью специализированных клеток — спор. Они образуются в органах бесполого размножения — спорангиях в результате митотического деления. Спора при своем прорастании воспроизводит новую особь, сходную с материнской, за исключением спор семенных растений, у которых спора утратила функцию размножения и расселения.
Бесполое размножение осуществляется без участия половых клеток, с помощью спор, которые формируются в специализированных органах — спорангиях win зооспорангиях. Внутри спорангия происходит редукционное деление и наружу высыпаются одноклеточные споры, или зооспоры (со жгутиками). Большинство низших растений размножается спорами (водоросли), из высших споровых — моховидные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные.
Размножение растений с помощью вегетативных органов (частью побега, листом, корнем) или делением одноклеточных водорослей пополам и т.д. называется вегетативным (рис. 134). Оно широко используется в сельском хозяйстве, особенно при размножении сортового материала, где необходимо сохранить материнские признаки сорта. Так, многие культуры хорошо размножаются с помощью одревесневших и зеленых черенков (облепиха, лимонник, актинидия, черная смородина и др.), другие плодовые (яблоня, груша, черешня, абрикос и др.) — прививкой сортовых черенков в крону дикорастущих сеянцев. Луковичные растения размножают луковицами (тюльпаны, гиацинты, гладиолусы и др.); многие многолетние травянистые растения разводят корневищами (ландыш, купена, люпин многолетний, спаржа и др.), корнеклубнями (георгины, топинамбур и др.). Некоторые растения размножаются с помощью поросли (арония черноплодная, облепиха крушиновидная, малина обыкновенная и др.) или отводками (земляника садовая, крыжовник и др.).
Половое размножение осуществляется специальными половыми клетками — гаметами. Гаметы образуются в результате мейоза, они бывают мужские и женские. В результате их слияния появляется зигота, из которой в дальнейшем развивается новый организм. Растения различаются типами гамет. У некоторых одноклеточных организм в определенный период функционирует как гамета. Разнополые организмы (гаметы) сливаются. Такой половой процесс называется хологамией. Если мужские и женские гаметы морфологически сходны, подвижны, это изогаметы, а половой процесс называется изогамией (см. рис. 160, Б, 2). Если женская гамета несколько крупнее и менее подвижна, чем мужская, то это гетерогаметы, а половой процесс называется гетерогамией (рис. 160, Б, 3). Более совершенна в эволюционном плане оогамия (рис. 160, Б, 5), при которой женские гаметы довольно крупные и неподвижные, а мужские — мелкие и подвижные. Женская гамета называется яйцеклеткой, а гаметангий, в котором образуется яйцеклетка, у низших растений (водорослей) называется оогонием, а у высших — архегонием. Мужские гаметы — сперматозоиды — обладают жгутиками.
У большинства семенных растений мужские гаметы утратили жгутики и называются спермиями. Гаметангии, в которых образуются сперматозоиды, именуются антеридиями.
Большинство растений обладают всеми способами размножения, однако для многих водорослей, высших споровых и семенных растений характерно чередование бесполого и полового типа размножений. На бесполом поколении в спорофите, или диплобионте (2л), в результате созревания спор, а затем редукционного деления образуются споры (п), а на половом поколении — гаметофите — женские и мужские гаметы (п), которые при слиянии образуют зиготу (2л). Из нее опять вырастет спорофит (2л), т. е. чередование поколений происходит со сменой ядерных фаз.
Чередование фаз развития. Установлено чередование фаз развития у разных систематических групп растений. Удалось выяснить общую закономерность: спорофит лучше развивается и становится самостоятельным; гаметофаза, наоборот, все более редуцируется и полностью теряет свою самостоятельность и зависит от спорофита (голосеменные и покрытосеменные растения). В эволюции полового размножения редукция гаметофита имела прогрессивное значение, что привело к образованию новых зачатков размножения и распространения — семян и плодов.
Наиболее примитивный цикл развития у мхов. Только у них среди высших растений можно видеть хорошо развитый самостоятельный гаметофит (см. рис. 169).
У плаунов, хвощей, папоротников по продолжительности жизни преобладает спорофит, а гаметофит представлен слоевищем (заростком).
У перечисленных растений половой процесс и гаметофаза служат для воспроизведения спорофазы, а спорофаза, хотя и недолго, но все же зависима от гаметофазы.
Большая приспособленность к условиям наземного существования связана с жизненным циклом голосеменных и покрытосеменных растений. Специфика жизненного цикла голосеменных растений выражена в строении семязачатка и превращении его в семя. Мегаспора этих растений полностью утратила функцию зачатка размножения и распространения. Мужской гаметофит (пыльца) в условиях отсутствия водной среды приобретает новое значение: с помощью пыльцевой трубки доставляет гаметы к яйцеклетке. Мужские гаметы — спермин — неподвижны. Таким образом, смена поколений спорофита и гаметофита у голосеменных растений существенно отличается от предыдущих групп растений, так как половое поколение — мужской гаметофит (пыльцевое зерно) и женский гаметофит (первичный эндосперм) — в значительно редуцированном состоянии заключено в тканях спорофита и полностью зависят от него. и
Жизненный цикл у покрытосеменных растений существенно отличается от жизненного цикла предыдущих групп растений. Женский гаметофит покрытосеменных сильнее редуцирован, чем гаметофит голосеменных. Это зародышевый мешок. Архегонии отсутствуют. Оплодотворение двойное (один спермий оплодотворяет яйцеклетку, другой — вторичное ядро зародышевого мешка). Эндосперм тришюидный.
Таким образом, у покрытосеменных растений хотя и происходит смена поколений — спорофита и гаметофита, однако мужской и женский гаметофиты редуцированы еще больше — до нескольких клеток, находящихся в тканях цветка спорофита. Спорофит же — обычные, хорошо знакомые нам деревья, кустарники и травы (рис. 135).
Источник
Способы размножения растений
Благодаря размножению постоянно образуются новые организмы. Растения, по сравнению с другими царствами, имеют наибольшее разнообразие способов размножения.
Виды и типы размножения
Существует два основных типа размножения:
Половое размножение
При этом типе размножения дочерние организмы появляются в результате слияния половых клеток.
Особенностью половых клеток (гамет) является то, что они имеют не двойной (диплоидный) набор хромосом, как все остальные клетки, а одинарный (гаплоидный).
При слиянии мужской и женской гамет образуется зигота. Это первая клетка нового организма, которая содержит двойной набор хромосом, причём половина из них получена от мужской, а половина от женской родительской клетки.
которые читают вместе с этой
Мужская гамета + женская гамета = зигота.
Мужские и женские гаметы могут образовываться на одном растении, а могут на разных.
Новые особи имеют благодаря половому процессу признаки обоих родительских организмов, что усиливает их способность к выживанию.
Бесполое размножение
Бесполое размножение у растений бывает двух видов:
При споровом размножении образуются специальные клетки – споры. Органами, в которых они развиваются являются спорангии. После созревания споры высыпаются из спорангиев и прорастают.
Чередование поколений
У растений происходит чередование полового и бесполого поколений:
- из споры вырастает половое поколение, гаметофит, размножающийся гаметами;
- из зиготы вырастает спорофит, бесполое поколение, размножающееся спорами.
Известные нам внешне споровые растения являются бесполым поколением. Половое поколение споровых, например папоротников, называется заростком и представляет собой мелкие, не похожие на спорофиты, растения.
Половое размножение споровых зависит от наличия воды для перемещения гамет.
У семенных растений тоже есть чередование поколений, но внешне оно не проявляется. Гаметофит развивается за счёт спорофита и внутри него. Так, у голосеменных развитие гаметофитов происходит внутри закрытых женских шишек, а у покрытосеменных внутри цветка.
Вегетативное размножение
При этом типе размножения новые особи появляются из частей материнского организма. Способы вегетативного размножения растений различны. Прежде всего, это размножение с помощью видоизменений побега и его частей:
Кроме того, новые особи могут развиваться просто из случайно отломанных частей растения. Главное, чтоб на этой части была почка – зачаточный побег.
Способность к вегетативному размножению используется человеком. Основные виды искусственного вегетативного размножения:
Черенки являются частями побегов. Отводки – побегами, прижатыми к земле для образования придаточных корней.
Сравним особенности разных способов размножения растений в таблице
Преимущества
Образование особей с новым набором признаков
Из специальных клеток вырастают гаметофиты – растения полового поколения
Широкое расселение за счёт лёгкости спор
Осуществляется за счёт регенерации
Скорость и независимость от погодных условий и наличия опылителей
Что мы узнали?
Изучая в 6 классе биологию, мы узнали какие способы размножения встречаются у растений. Все виды размножения встречаются как у низших (водоросли), так и у споровых и семенных растений. Каждый вид размножения имеет свои преимущества и закрепился у растений разных отделов. Каждое растение может размножаться разными способами.
Источник