Ботаника как наука, Растительная клетка, страница 60

2.  Изогамия – сливаются гаметы одинаковые по форме и размерам; физиологически обозначены «+» и «-», гаметы со жгутиками ( у водорослей и грибов).

3.  Оогамия – сливаются яйцеклетка (женская гамета, лишенная жгутиков, неподвижная, больших размеров, с большим запасом питательных веществ), и сперматозоид (маленький, подвижный, состоит из крупного ядра). У некоторых растений сперматозоиды утратили жгутики – называются спермии. Женские гаметангии у низших растений называются оогонии, у высших – архегонии. Мужские гаметангии – антеридии. Значение оогамии: в яйцеклетке большой питательных веществ, неподвижные гаметы создают предпосылки для внутреннего оплодотворения и защиты в наземных условиях, большое число мужских гамет – гарантия полового процесса и возможность передвижения в небольшом количестве воды.

Чередование ядерных фаз и поколений

Оплодотворение (слияние гамет) и мейоз (редукционное деление, которое предотвращает прогрессирующее увеличение числа хромосом) – это две стороны одного жизненного процесса. Образование в диплоидном организме гамет – называется чередованием ядерных фаз. У растений мейоз наблюдается в разные моменты жизни.

У фукуса (бурой водоросли) взрослая особь диплобионт (сложена диплоидными клетками). У половозрелых особей образуются оогонии и антеридии, а затем после иейоза – гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды). Затем происходит оплодотворение, образуется зигота (в плотной оболочке), а из неё – диплобионт.

У улотрикса взрослая особь гаплобионт. Образует гаметы в результате митоза, в воде гаметы сливаются, образуется диплоидная зигота, а после периода покоя – мейоз, в результате которого образуются 4 гаплоидные особи.

Сложный процесс смены гапло- и диплобионтов, закономерная смена в жизненном цикле организмов генераций называется чередованием поколений.

Пример: папоротник щитовник мужской (Dryopteris filix-mas) имеет взрослое растение – диплобионт. На нижней стороне вай (листьев несущих споры, спорофиллов) находятся группы спорангиев – сорусы. Спорангии формируются из меристемного бугорка, наружные клетки его образуют стенку спорангия, а внутреннии – археспориальную ткань, часть клеток дает выстилающий слой – тапетум (покрывало), другая часть – спорогенную ткань (клетки которой материнские клетки спор). После мейоза клеток спорогенной ткани образуется тетрада гаплоидных спор (мейоспор). Клетки тапетума выполняют функцию питания спор и формируют их оболочки. Споры имеют двойную оболочку: толстую, наружную – экзину, и тонкую, внутреннюю – интину. При вскрывание спорангия споры разносятся ветром. Растение, на котором формируется спорангий и мейоспоры называется спорофит – бесполое поколение.

Споры прорастают, делятся, и образуется заросток (гаплобионт) – небольшая зеленая многоклеточная, сердцевидная пластинка, диаметром 1 см. На нижней стороне её находятся ризоиды – одноядерные нити, прикрепляющие заросток к субстрату. Заросток – автотрофный организм, состоит из хлорофиллоносной ткани, эпидермиса не имеет. С нижней его стороны образуются гаметангии (антеридии и архегонии), а после процесса митоза – гаметы (сперматозоиды и яйцеклетки). Заросток – половое поколение – гаметофит.

Антеридии вскрываются при наличии воды и многожгутиковые сперматозоиды подплывают к архегониям. Архегонии имеют колбообразную форму: расширенная часть его называется брюшко – она находится в ткани заростка, узкая часть (шейка) – выступает над поверхностью. В брюшке расположены яйцеклетка и брюшная канальцевая клетка, в шейке – шейковые канальцевые клетки. При созревании шейка разрушается, канальцевые клетки ослизняются. Слизь выходит в воду и привлекает сперматозоиды. Происходит процесс оплодотворения, образуется зигота, а после митоза – зародыш спорофита, который на первых этапах жизни питается за счет заростка. Затем заросток отмирает и формируется взрослое растение – спорофит.

Организмы, подобные себе, воспроизводятся лишь через одно поколение. Гаметофит может быть обоеполым (сфагнум, равноспоровые папоротники, плауны)