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.

Пример:

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.