Значение процесса размножения растений

Размножение растений. Значение полового и бесполого размножения. Виды полового процесса

Размножение растений — совокупность процессов, приводящих к увеличению числа особей некоторого вида; у растений имеет место бесполое, половое и вегетативное (бесполое и половое размножение объединяют в понятие генеративное размножение). Изучение различных аспектов размножения является предметом репродуктивной биологии.

Бесполое размножение отличается от вегетативного тем, что при вегетативном размножении дочерняя особь, идентичная генетически материнской (клон), обязательно получает фрагмент материнского организма, так как образуется из него; при бесполом размножении же этого не происходит.

В основе генеративного размножения лежит чередование двух ядерных фаз — гаплоидной и диплоидной. Это чередование обусловлено двумя альтернативными процессами — оплодотворением и редукционным делением (мейозом). У растений гаплоидная фаза, образующая гаплоидные гаметы, называется гаметофитом, а диплоидная фаза, формирующая гаплоидные споры, из которых развиваются гаметофиты, — спорофитом. Спорофит и гаметофит могут как отличаться друг от друга морфологически (гетероморфный жизненный цикл), так и быть одинакового строения (изоморфный жизненный цикл).

Отличие полового размножения от полового воспроизведения заключается в том, что в первом случае на гаметофите формируется единственный зародыш спорофита, а во втором — несколько. У большинства растений происходит половое воспроизведение

Бесполое размножение растений осуществляется гаплоидными спорами — апланомейоспорами. Они формируются в специальных органах — спорангиях. У водорослей в большинстве случаев спорангии одноклеточные (только у некоторых водорослей спорангии многоклеточные, но не дифференцированные на ткани).

У высших растений спорангии многоклеточные, их клетки дифференцированы. Фертильные клетки составляют археспорий — спорогенную ткань, наружные стерильные клетки составляют защитную стенку. Из наружных клеток археспория формируется выстилающий слой — тапетум, который, расплываясь, образует периплазмодий. Содержащиеся в нём питательные вещества расходуются для образования спор.

Клетки археспория, делясь митозом, дают начало спороцитам, которые, делясь мейозом, образуют тетрады спор.

Споры покрыты двух- или трёхслойной оболочкой — спородермой. Споры лёгкие, богаты цитоплазмой, имеют крупное ядро, пропластиды; запасные вещества нередко представлены жирами.

Из спор развиваются гаметофиты (заростки). В случае равноспоровых растений все споры имеют равные размеры. Это явление получило название изоспории. При гетероспории образуются споры разного размера. Более крупные споры (мегаспоры) дают начало женским гаметофитам, а более мелкие (микроспоры) — мужским; такие растения называются разноспоровыми.

Половой процесс в растительном мире крайне разнообразен и часто очень сложен, но по существу сводится к слиянию двух половых клеток (гамет) — мужской и женской.

Гаметы возникают в определенных клетках или органах растений. В некоторых случаях гаметы одинаковы по размерам и форме и обе обладают подвижностью благодаря наличию жгутиков (изогамия); иногда они несколько отличаются друг от друга по размерам (гетерогамия). Но чаще — при так называемой оогамии — размеры гамет резко различны: мужская гамета, называемая сперматозоидом, небольшая, подвижная, а женская — яйцеклетка — неподвижная и крупная. Процесс слияния гамет называется оплодотворением. Гаметы имеют в своем ядре по одному набору хромосом, а в образовавшейся после слияния гамет клетке, которая называется зиготой, число хромосом удваивается. Зигота прорастает и дает начало новой особи растения.

Половой процесс осуществляется у растений в определенное время и на определенном этапе его развития, на протяжении которого растение может размножаться также и бесполым путем (с образованием спор), и вегетативно .

Половое размножение возникло в растительном мире в процессе эволюции. У бактерий и сине-зеленых водорослей его еще нет. У большинства водорослей и грибов, а также у всех высших наземных растений половой процесс отчетливо выражен.

Половое размножение очень важно для организма тем, что благодаря слиянию отцовской и материнской клеток создается новый организм. Он имеет большую изменчивость, лучше приспособлен к условиям окружающей среды.

Наиболее просто процесс полового размножения можно наблюдать у одноклеточных водорослей, например у хламидомонад.

Значение бесполого: первое и главное — скорость: бесполое размножение требует существенно меньших затрат энергии, значит даёт больше возможностей, грубо говоря, на 1 Дж затраченной энергии.
Следствие этого первого — больше шансов для расселения, но при условии, что генотип растения, размножающегося бесполым способом, достаточно оптимален для местных условий. В этом случае потомки растения совершают своеобразную экспансию.
Наконец, сохранение генотипа: половое размножение — это стартовая площадка для возможности видообразования, а бесполое — это своеобразная консервация существующего генотипа.

Значение полового:При половом размножении по сравнению с вегетативным достигается: 1) более высокий коэффициент размножения, т. е. гораздо большее количество зачатков новых особей; 2) возможность расселения на гораздо более далекие расстояния и, следовательно, заселение большей территории; 3) перенесение семян в иные условия, что дает возможность возникновению разнообразных изменений под влиянием новых условий и, следовательно, дает новый материал для естественного отбора. Еще более важно, что при вегетативном (или бесполом) размножении новое растение наследует полностью все свойства материнского, в том числе и наступающие у большинства раньше или позже возрастные старческие изменения; кроме того, оно не получает никаких новых свойств и способно жить лишь в тех же границах внешних условий, что и материнское растение.

При половом же размножении происходит полное обновление, жизнь начинается в полном смысле сначала, и все возрастные изменения родителей потомству не передаются. Кроме того, и это очень важно, при половом размножении происходит соединение более или менее различных отцовских и материнских наследственных задатков, потомство получается более разнообразное, с новыми комбинациями отцовских и материнских свойств, а иногда и с совсем новыми признаками. Такое генетически более разнородное потомство обладает более широкой амплитудой приспособляемости к внешним условиям, отдельные представители его могут уживаться в условиях, где их родители погибли бы, а весь вид (комплекс наиболее близких друг к другу форм) будет более стойким в борьбе за существование. Такие размножающиеся половым путем виды и явились победителями в жизненной борьбе.

Источник

15. Понятие о размножении. Биологическое значение размножения. Способы размножения.

Любому организму присущи признаки живого. Размножение определяет свойства организмов воспроизводить себе подобных, но это не точно т.к. при воспроизведении численность сокращается или остается на одном уровне. При размножении не всегда получается воспроизвести себе подобных. В силу конкурентных отношений в природе воспроизведение без увеличения численности не может обеспечить существование вида, поэтому более грамотное определение будет звучать так: под размножением следует понимать процесс воспроизведения особей данного вида, сопровождающийся увеличением численности вида.

Значение размножения: За счет размножения происходит расселение особи на территории. Формируется ареал вида, та территория, которую занимают особи данного вида. Показатели ареала – плотность популяции и частота встречаемости. За счет размножения происходит передача наследственных признаков из поколения в поколение. Это явление называется преемственностью вида. В ходе размножения происходит накопление изменений генотипа, причем изменения как полезных, так и вредных. Эти изменения способствуют микроэволюции. Таким образом, размножение это важный фактор эволюции. Размножение является важной основой функционирования биосферы и ее единства. За счет размножения происходит трансформация вещества и энергии.

С точки зрения практики, размножение — важный процесс для растениеводства и селекции, поскольку решает продовольственную проблему. Существует даже репродуктивная биология. На специфичность размножения растения влияют: прикрепленный образ жизни, незавершенный рост, наличие образовательных тканей, отсутствие полостей.

Специфические черты размножения растений: вступление в фазу размножения в разном возрасте (от 1 года до нескольких десятков лет), быстрые темпы роста и развития, размножение и расселение зачатками.

У растений выделяют три основных способа размножения:

16. Вегетативное размножение растений. Его значение в природе и сельском хозяйстве. Понятие о прививках. Примеры использования вегетативного размножения в школьной практике.

Вегетативное размножение – размножение при помощи вегетативных органов, их частей и метаморфозов. Другими словами, это получение целого организма из его вегетативной части. Это размножение возможно за счет наличия образовательных тканей. Вегетативное размножение широко распространено у растений как высших, так и низших. Особенно это размножение достигло своего развития у цветковых растений за счет метаморфозов.

Преимущество этого размножения: делает растение конкурентно мощным, за счет него растение хорошо удерживает занятую территорию, не надо тратить энергию на формирование специализированных органов размножения.

Недостатки: потомство имеет только материнскую наследственность; не происходит полного омоложения особи, поэтому со временем растения вырождаются. Грубо говоря, организм воспроизводит одну и ту же особь каждый год.

Различают естественное и искусственное вегетативное размножение.

Способы естественного вегетативного размножения:

• размножение черенками (частями побега) – ива, элодея, смородина, виноград, фиалка.
• размножение отводками; отводки – это части побега поддерживающие связь с материнским растением до тех пор, пока не образуют придаточные корни и не смогут размножаться самостоятельно (смородина).
• размножение усами или плетями – клубника, лютик, земляника.
• размножение корневыми отпрысками – такое размножение возможно, когда корни способны формировать придаточные почки, из них способны вырастать подземные побеги (сирень, ива, тополь, вишня, слива).
• размножение пневой порослью – за счет придаточных почек на корнях и спящих почек у основания пня; это единственный способ возобновления леса после рубки.
• Размножение специализированными видоизмененными подземными органами: корневище – многолетние, луговые и лесные травы; клубнями побегового и корневого происхождения – картофель, георгины, хохлатка; луковицы – лилии, лук, тюльпаны, нарцисс.

Способы искусственного вегетативного размножения.

Прививками – приживление части одного растения на другой. Привой – почка или черенок, которые прививают на другое растение. Подвой – растение, на которое прививают.

Различают: копулировка – прививка черенком, обычно прививку осуществляют весной с началом сокодвижения; окулировка – прививка почкой, проводят в августе-сентябре.

Условия успешной прививки – совпадение слоев камбия, привоя и подвоя.

Источник