Мхи разноспоровые или равноспоровые
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 19.09.2024
К споровым растениям относится не только папоротник. Ученые подразделяют их на две категории: высшие и низшие. В первой категории – папоротники, плауны, мох и хвощи. Во второй – водоросли и лишайники.
Если говорить о высших споровых организмах, то у них очень интересный жизненный цикл. Здесь можно увидеть чередование особей бесполого и полового видов. Соответственно, и размножение, в зависимости от вида, идет половым или бесполым путем. Полный жизненный цикл непрерывен. Растение образовывает гаметофит (орган полового размножения) и спорофит (орган бесполого размножения). Эволюция позволила развиваться этим видам растений в двух направлениях. Получились две обширные группы: гаплоидная и диплоидная. Описывая споровые растения, примеры гаплоидной группы которых – мхи, ученые доказали, что у них более развит половой гаметофит. Спорофит у гаплоидной группы имеет подчиненный статус. Диплоидное направление споровых организмов (хвощ и папоротники) имеет сильно развитый спорофит, а гаметофит в виде заростка. Половое поколение всегда имеет антеридии и архегонии. Это мужские и женские органы. Мужские сперматозоиды подвижны, женская половая клетка статична. Чтобы ее оплодотворить, сперматозоид должен попасть в водную среду, по которой сможет добраться до цели. Оплодотворенная яйцеклетка образует зародыш, из которого прорастает неполовое поколение, то есть спорофит. Следующий этап размножения произойдет спорами, которые развиваются в спорангиях.
Отличительные признаки : Споровые растения не цветут. Этот вид биологически не способен к цветению. Имеют уникальный жизненный цикл. Половое и бесполое размножение. Невозможность полового оплодотворения без присутствия воды. Если три признака присущи рассматриваемому растению, то это споровый вид.
Включают следующие ныне существующие отделы: моховидные (Bryophyta), плауновидные (Lycopodiophyta), псилотовидные (Psilotophyta), хвощевидные (Equisetophyta), папоротниковидные (Polypodiophyta).
Споровые растения появились в конце силурийского периода, более 400 млн. лет тому назад. Первые представители споровых были небольших размеров и имели простое строение, но уже у примитивных растений наблюдалась дифференциация на элементарные органы. Усовершенствованию органов соответствовало усложнение внутреннего строения и онтогенеза. В жизненном цикле происходит чередование полового и бесполого способов размножения и связанное с этим чередование поколений. Бесполое поколение представлено диплоидным спорофитом, половое – гаплоидным гаметофитом.
На спорофитеобразуются спорангии, внутри которых в результате мейотического деления образуются гаплоидные споры. Это мелкие, одноклеточные образования, лишенные жгутиков. Растения, у которых все споры одинаковые, называются равноспоровыми. У более высокоорганизованных групп споры двух типов:микроспоры (формируются в микроспорангиях), мегаспоры (формируются в мегаспорангиях). Это разноспоровые растения. При прорастании споры образуется гаметофит.
Полный жизненный цикл (от зиготы до зиготы) состоит из гаметофита(период от споры до зиготы) и спорофита (период от зиготы до образования спор). У плаунов, хвощей и папоротников эти фазы представляют собой как бы отдельные физиологически самостоятельные организмы. У мхов гаметофит является самостоятельной фазой жизненного цикла, а спорофит сведен до его своеобразного органа – спорогона(спорофит живет на гаметофите).
На гаметофите развиваются органы полового размножения: архегонии и антеридии. В архегониях, похожих на колбу, образуются яйцеклетки, а в мешковидных антеридиях - сперматозоиды. У равноспоровых растений гаметофиты обоеполые, у разноспоровых – однополые. Оплодотворение происходит лишь при наличии воды. При слиянии гамет образуется новая клетка – зигота с двойным набором хромосом (2n).
Отдел Моховидные
Общая характеристика. Моховидные — это древняя, самая примитивная группа высших растений, ныне живущих на Земле. Древнейшие ископаемые формы мхов известны скаменноугольного периода.
По оценкам разных специалистов, современные моховидные представлены 2.0—25 тыс. видов, распространенных на всех континентах. Особенно это относится к Северному полушарию, где на больших площадях (на болотах, иногда в лесах) моховидные доминируют в растительном покрове. Эти растения предпочитают наиболее увлажненные места, однако произрастают и на каменистых склонах гор, в пустынях, на сухих открытых скалах, в тундрах, но не встречаются в морях, на сильно засоленных почвах, в ледниках и сыпучих песках.
Подавляющее большинство моховидных — низкорослые многолетние травянистые растенияразмером от 1 мм до нескольких сантиметров, реже до 60 см и более. У большинства из них тело расчленено на стебель и листья, но встречаются и слоевищные формы.
Листостебельные представители моховидных имеют ряд признаков, которые отличают их от остальных высших растений. У них отсутствуют корни; прикрепление к субстрату (частично и всасывание воды) осуществляется одним или многочисленными ризоидами — выростами эпидермы. Поглощение воды происходит главным образом нижней частью стебля или телом всего растения (сфагновые мхи).
Вегетативные органы сформированы ассимиляционной, проводящей, запасающей и покровной тканями. Однако в отличие от других высших растений у моховидных отсутствуют настоящие сосуды и механические ткани. На стебле зеленых мхов по спирали расположены бесчерешковые листья, имеющие цельную пластинку с жилкой или без нее.
Это единственная группа растений, эволюция которой связана с регрессивным развитием спорофита и преобладанием в жизненном цикле гаметофита. Спорофит моховидных —спорогон— состоит из коробочки и ножки, нижняя расширенная часть которой — стопа -— внедряется в ткань гаметофита и доставляет спорофиту воду и питательные вещества. Спорофит, таким образом, лишен самостоятельности и полностью зависит от гаметофита.
Основная функция спорофита — образование спор, которые в благоприятных условиях прорастают. С момента прорастания споры начинается развитие гаметофита — полового поколения моховидных. Прежде всего развивается разветвленная нитчатая (у большинства мхов) или пластинчатая (у сфагнума) протонема, на которой закладываются почки. У одних мхов из почек протонемы формируются пластинчатые слоевища, у других — листостебельные побеги гаметофита (взрослого мха), на которых развиваются органы полового размножения — антеридии и архегонии.
Самую многочисленную группу моховидных составляет класс Настоящие мхи (около 10 тыс. видов), включающий зеленые и сфагновые мхи.
Зеленые мхи. Они встречаются повсеместно: произрастают на почве, стволах деревьев, скалах и крышах домов, но наиболее широко распространены в сырых лесах, образуя сплошной зеленый ковер. Один из наиболее известных и самых распространенных мхов — кукушкин лен,образующий густые дерновинки из прямостоячих неветвистых стеблей, густо покрытых узкими линейно-ланцетными листьями.
Архегонии и антеридии формируются на верхушках стеблей разных особей, которые обычно растут рядом. В антеридиях созревают двухжгутиковые сперматозоиды, в архегониях — по одной неподвижной яйцеклетке. Оплодотворение происходит во время дождя или при обильной росе, поскольку сперматозоиды могут подплыть к архегонию только в воде. Из зиготы здесь же, на верхушке женского гаметофита, развивается спорофит.
Внутри коробочки спорогона размещается спорангий, в котором образуются гаплоидные споры. После созревания споры высыпаются из коробочки, разносятся ветром и в благоприятных условиях прорастают, образуя протонему в виде зеленой разветвленной нити. На ней закладываются почки, из которых со временем развиваются листостебельные растения мха.
Зеленые мхи способны также к вегетативному размножению молодыми побегами, почками, листьями, выводковыми телами.
Сфагновые мхи. К сфагновым (белым, или торфяным, мхам) относится примерно 350 видов, составляющих один род сфагнум. Они распространены по всему миру, но наиболее обильно представлены на верховых болотах, где господствуют над всеми остальными видами растений.
Строение сфагновых мхов отличается рядом особенностей. У них отсутствуют ризоиды, поэтомувода с растворенными минеральными солями поступает непосредственно в клетки листа и стебля. Стебель гаметофита несет мутовки ветвей, густо покрытых листьями, которые на верхушке главной оси образуют розетку в виде головки почковидной формы. Некоторые боковые, более длинные веточки свешиваются вдоль стебля и плотно прилегают к нему, создавая своеобразную проводящую систему наподобие фитиля, по которому поднимается вода.
Листья сфагновых мхов не имеют средней жилки. Все они состоят из двух типов клеток: живых — ассимилирующих, длинных и узких, с хлоропластами, и мертвых (без протопласта), с утолщениями на стенках и порами. Подобные клетки без живого содержимого присутствуют и в стебле. Благодаря такому анатомическому строению стебля и листа сфагнум способен впитывать и удерживать большое количество воды, которая в 30— 40 раз превышает массу самого растения. Поэтому почва, где поселяются эти мхи, постепенно переувлажняется и заболачивается.
Антеридии и архегонии сфагнумов образуются либо на разных особях, либо на разных веточках одного и того же растения. После оплодотворения из зиготы формируется шаровиднаякоробочка на ложноножке, являющейся частью гаметофита. При вскрытии коробочки зрелые споры разлетаются на расстояние до 10 см и прорастают, образуя пластинчатую протонему с ризоидом. Из почки на протонеме вырастает гаметофит.
Особенностью сфагновых мхов является беспрерывное нарастание стебля верхушкой и отмирание нижней части. Однако полного сгнивания отмерших частей не происходит, так как в переувлажненной почве мало кислорода, а вследствие выделения сфагнумом специфических органических кислот создается кислая среда, в которой прекращается развитие почвенных микроорганизмов (бактерий, грибов и др.), разлагающих растительные остатки. В течение длительного времени происходит накопление значительных запасов органических веществ в виде торфа. Процесс образования торфа идет очень медленно: слой торфа в 1 см накапливается за 10 лет, толщиной в 1 м — за тысячу лет.
В Беларуси болота занимают площадь около 2,5 млн. га с запасом торфа примерно 30 млрд. м 3 .
Торф находят широкое и разнообразное применение. Издавна его использовали как топливо и удобрение, особенно ценное для подзолистых почв. Мало разложенный торф в сельском хозяйстве служит для приготовления компостов, идет на подстилку, помогает сохранению плодов и семян.
Торф является важным источником сырья для получения уксусной кислоты, воска, парафина, нафталина, фенолов, спирта, карболовой кислоты и т. д. Его используют в строительстве при изготовлении изоляционных плит, пластмасс и др.
Мхи, способные впитывать и удерживать большое количество воды, играют существенную роль в регулировании водного баланса ландшафтов на значительной территории. Кроме того, они обеспечивают равномерный переход поверхностного стока вод в подземный, предохраняя почву от эрозии. Но в то же время при интенсивном развитии мхи могут заметно ухудшать продуктивность сельскохозяйственных земель и лугов, способствуя их заболачиванию.
Мохообразные
Отдел мохообразные
22-27 тыс. видов. Большинство обитают в лесах и на болотах, реже встречаются по берегам водоемов и на влажных лугах.
Общие признаки
1) В жизненном цикле преобладает гаметофит. Спорофит представлен коробочкой.
Показать полностью.
2) Для оплодотворения необходима вода.
3) Ткани слабо развиты или отсутствуют.
4) Корней нет. Есть ризоиды – нитчатые выросты стебля, участвующие в поглощении веществ из почвы и удерживающие растение.
5) Листья и стебли мхов не гомологичны листьям и стеблям сосудистых растений.
Класс листостебельные мхи или мхи
У этих растений есть стебли с листьями; их побеги, как правило, обладают радиальной симметрией. У большинства видов листья многослойные (искл. – сфагновые мхи). Есть ризоиды, которые всегда многоклеточные (искл.: у сфагновых мхов ризоидов нет).
Коробочка состоит из крышечки и урночки. Внутри урночки формируется спорангий со спорами. При созревании крышечка отскакивает, и споры активно разбрасываются. Из споры развивается протонема (имеет форму пластинки).
Подкласс Зеленые мхи
Побег не ветвится. У всех есть ризоиды. Листья простые, на них есть средняя жилка (выполняет транспортную функцию), могут быть одно- или многослойными. Стебель состоит из трех частей: эпидермы, коры (живая механическая ткань и паренхима) и центрального тяжа (слабо дифференцированные проводящие ткани).
Цикл развития кукушкиного льна. Развитие начинается с прорастания споры и образования протонемы. Затем на ней формируются почки, из которых развивается гаметофит. Кукушкин лен – двудомное растение, поэтому на одних особях формируются антеридии (мужские половые органы), а на других – архегонии (женские половые органы), в которых митозом образуются гаметы. С помощью воды происходит оплодотворение, и из зиготы развивается спорофит. Внутри него развиваются спорангии, в которых происходит мейоз и образуются споры. Когда споры созревают, крышечка сбрасывается, и споры рассеиваются ветром. Таким образом, в цикле развития мхов происходит чередование двух поколений: полового гаплоидного (гаметофит) и бесполого диплоидного (спорогоний).
Подкласс Сфагновые мхи (торфяные мхи)
Один род – сфагнум. Формируют сфагновые болота. Поселяясь на влажных территориях, они способствуют их заболачиванию, т.к. могут быстро поглощать влагу в больших количествах (в 25 раз больше собственной массы) и прочно ее удерживать.
У молодых растений есть ризоиды. С началом ветвления рост ризоидов прекращается, и взрослые растения их не имеют. Стебель сильно ветвится. Листья однослойные и состоят из двух типов клеток: водоносных и фотосинтезирующих. Водоносные клетки накапливают воду. Они мертвые, крупные, с сильно развитой оболочкой. Фотосинтезирующие клетки живые, узкие, длинные, в них много хлоропластов.
Цикл развития сфагнума. Жизненный цикл начинается с прорастания споры и формирования протонемы. На ней образуются почки, из которых развивается гаметофит. На гаметофите формируются половые органы, в которых развиваются гаметы (в основном сфагнумы – однодомные растения). После оплодотворения образуется зигота, из которой развивается коробочка. В коробочке созревают споры.
Образование торфа
Торф образуется на торфяных болотах, расположенных в долинах рек или на водоразделах. Отмирающие части растений (в основном торфяных мхов, но также и других болотных растений), находящиеся в анаэробных условиях, минерализуются с помощью почвенных беспозвоночных животных, бактерий и грибов. Интенсивность распада растительных останков зависит от ряда факторов, как-то вид растения, количество воды, кислотность и температура среды.
Средообразующее – образуют многочисленные болота.
Вызывают сукцессии – заболачивают леса, что приводит к переходу леса в болото.
Антисептический и перевязочный материал – в войну сфагнум применяли вместо ваты.
Торф: топливо, удобрение, промышленное сырье (получение спирта и др. органических веществ).
Псилофиты. Папоротникообразные
Отдел риниофиты (псилофиты)
Этот отдел включает вымершие формы, которые были первыми наземными высшими растениями. Они обитали по берегам водоемов. Риниофиты не имели типичных побегов и корней, их тело состояло из дихотомически ветвящихся вертикальных осей, которые с помощью ризоидов прикреплялись к почве.
Показать полностью. Высота этих растений не превышала 45-50 см. Снаружи их тела покрывала эпидерма, внутри была хорошо развита проводящая система. Размножение происходило с помощью спор, расположенных в спорангиях на вершине вертикальных осей.
Папоротникообразные
10-11 тысяч видов.
Общие признаки:
1) В цикле развития доминирует спорофит, гаметофит сильно редуцирован.
2) Есть все типы тканей: покровная, механическая, основная, проводящая и образовательная. Проводящая ткань впервые образует транспортную систему, объединяющую все органы.
3) Есть все вегетативные органы: стебель, корень, лист.
4) Для оплодотворения необходима вода.
Отдел Папоротниковидные (Папоротники)
Распространены на всех континентах практически во всех природных зонах. Подавляющее большинство обитает во влажных тропических и субтропических лесах. Несколько видов (сальвиния) – водные растения. В основном являются травами, также встречаются древовидные формы.
Характерна макрофилия – наличие относительно крупных листьев (вайи). Листовая пластинка растет верхушкой. На листьях с нижней стороны формируются специальные образования – сорусы, в которых находятся спорангии и созревают споры. Для папоротников характерно корневище, на котором развиваются придаточные корни. Камбий отсутствует.
Жизненный цикл щитовника мужского. Доминирует спорофит. На нижних сторонах листьев формируются сорусы, содержащие спорангии с созревающими спорами (образуются мейозом). Споры разбрасываются благодаря наличию в спорангии кольца – полоски из толстостенных клеток. Затем споры прорастают и формируют заростки. Заросток папоротника – это небольшая зеленая многоклеточная пластинка сердцевидной формы, не имеющая корней (у заростка развиваются ризоиды). На нижней стороне гаметофита формируются антеридии и архегонии; в них митозом образуются гаметы, и с помощью капельной влаги происходит оплодотворение. Далее из зиготы развивается спорофит. Некоторые виды папоротников (сальвиния) характеризуются разноспоровостью, т.е. у них созревают микроспоры и мегаспоры. Из микроспор развивается мужской заросток, из мегаспор – женский.
Представители: орляк, щитовник мужской, кочедыжник женский, сальвиния.
Отдел Плауновидные
Это самые древние из ныне живущих высших растений. Жизненная форма – многолетние травы. Имеют побеги и корни (главного корня нет, развиваются придаточные и боковые). Побеги и корни характеризуются дихотомическим ветвлением. У плаунов выделяют два типа побегов: стелющиеся горизонтальные и вертикальные, на которых развиваются спороносные колоски. Характерна микрофиллия – листья имеют относительно мелкие размеры. Листья линейно-ланцетной формы имеют цельную листовую пластинку и располагаются спирально.
Существуют равноспоровые и разноспоровые плауны. В спорофитах равноспоровых растений развиваются одинаковые споры. У разноспоровых плауновидных развиваются два типа спор: мегаспоры и микроспоры. Оба типа спор формируются в соответствующих спорангиях, которые расположены на одном спороносном колоске (стробиле). Внутри микроспоры формируется мужской заросток с антеридием, внутри мегаспоры формируется женский заросток с архегонием.
Жизненный цикл плауна булавовидного. Доминирует спорофит. В спороносных колосках развиваются спорангии, в которых происходит мейоз, и формируются споры. Споры высеваются, прорастают, и из них развивается бесцветный заросток (гаметофит). Он находится под землей, а его рост и развитие возможно только при условии внедрения в него гиф гриба, за счет которого заросток питается. На одном заростке образуются и антеридии, и архегонии, в которых развиваются гаметы. С помощью капельной влаги происходит оплодотворение и образуется зигота. В дальнейшем из зиготы развивается спорофит.
Представители: плаун булавовидный, селягинелла.
Отдел Хвощевидные
Характерны горизонтальные подземные побеги – сильно ветвящиеся корневища, на которых хорошо развиты придаточные корни. Надземные побеги с полыми междоузлиями. Выделяют два типа надземных побегов: ветвящиеся вегетативные зеленого цвета, с чешуевидными листьями (т.н. летние побеги), и неветвящиеся спороносные, лишенные хлорофилла (т.н. весенние побеги), на верхушках которых развиваются спороносные колоски. Листорасположение мутовчатое, листья сильно редуцированы до небольших зубчиков, которые срослись вместе и образуют пленчатое кольцо в каждом узле. Фотосинтез чаще всего происходит в стебле. Эпидерма стебля имеет утолщенные стенки, в которых откладывается кремнезем, увеличивающий прочность побега.
Жизненный цикл хвоща полевого: Доминирует спорофит. Ранней весной появляются спороносные побеги, на которых формируются спорангии со спорами (образуются мейозом). После созревания споры высыпаются и распространяются ветром. Затем споры прорастают, формируя гаметофит (заросток). Заросток сначала имеет форму однослойной пластинки зеленого цвета, а затем становится многослойным. На заростке развиваются половые органы, в которых созревают мужские и женские гаметы. Оплодотворение происходит при наличии капельной влаги. В дальнейшем из зиготы развивается спорофит.
Древние папоротникообразные
Расцвет папоротникообразных был 300 млн. лет назад, когда на большей территории Земли господствовал влажный тропический климат. Древние папоротникообразные формировали либо чистые леса из представителей какой-то одной группы, либо смешанные из древних плауновидных, хвощевидных и папоротниковидных.
Древние плауновидные были травянистыми растениями высотой до 50 см или деревьями высотой 30-40 м и диаметром ствола до 2 м(лепидодендроны). Для древних плаунов было характерно наличие стелющихся и вертикальных побегов с дихотомическим ветвлением, корневая система и древесина были слабо развиты. Большинство древних хвощевидных были деревьями (каламиты) высотой 10-15 м, но встречались травы и лианы. Для каламитов было характерно наличие корневища с придаточными корнями, ветвящихся или неветвящихся побегов с хорошо развитой древесиной; линейные, реже овальные листья располагались мутовчато. Древние папоротниковидные были травами или деревьями высотой до 40 м. У древесных форм были хорошо развиты древесина и кора; листья были рассеченными или цельными.
Образование каменного угля
Каменный уголь образуется из продуктов разложения органических остатков растений в условиях повышенного давления и высокой температуры. Образование каменного угля началось в силуре, но наиболее активно этот процесс происходил в каменноугольный период.
Леса каменноугольного периода были сильно заболочены. Погибая, деревья падали в воду и заносились илом, что исключало доступ кислорода, а, следовательно, и гниение. В этих условиях, при относительно невысоких температурах и давлении и при отсутствии кислорода, в течение длительного времени образовывался бурый уголь. В результате длительного воздействия повышенных температур и давления бурый уголь преобразовывался в каменный уголь.
Значение папоротникообразных
1) Сорняки (хвощи), причем довольно трудноискоренимые.
2) Пищевое – в некоторых странах в пищу употребляются молодые листья папоротников и молодые спороносные побеги хвощей.
3) Полировка различных материалов и чистка металлической посуды (стебли хвощей).
4) Присыпка в медицине (споры плаунов).
5) Каменный уголь – важный вид топлива для получения электроэнергии.
Мир растений богат и разнообразен.
Много миллионов лет назад, когда жизнь на земле только зарождалась, в воде уже существовали многоклеточные зеленые водоросли. Считается, что от них зародились первые высшие растения — риниофиты, положившие начало развитию сегодняшних зеленых обитателей суши.
Какие растения размножаются спорами
Они бывают споровыми и семенными.
Споровые размножаются и распространяются при помощи спор. Они подразделяются на две группы:
Высшие споровые растения
К этой группе относятся мхи, папоротники, хвощи, плауны.
Для высших растений характерно то, что они имеют расчленение на органы: побег и корень. У них сильно развита проводящая система, имеется сложная система покровных тканей.
На протяжении всего жизненного цикла у них происходит переменное появление экземпляров с бесполыми и половыми признаками. В зависимости от этого размножение проходит бесполым и половым путем.
Процесс размножения позволяет обеспечивать непрерывность существования и расселение в окружающем пространстве.
Бывает несколько видов размножения:
- Половое;
- Бесполое;
- Вегетативное.
Размножение посредством спор бывает половым и бесполым.
Спора — это мельчайшая частица — клетка, защищённая от высыхания и механического повреждения двумя оболочками. Внутренняя — тонкая, прозрачная. Наружная — толстая, окрашенная. Наружная оболочка обычно имеет разные выросты в виде бугорков, шипов, ресничек.
Споры образуются в специальных отсеках, которые называются спорангиями. Ветром споры переносятся на далекие расстояния и, попадая в благоприятную среду, прорастают.
Растение, на котором образуются споры, называется спорофитом.
Существуют как половые, так и бесполые особи. Если в группе преобладают особи с половыми признаками, то эта группа называется гаплоидной. Если же преобладают бесполые, то группа называется диплоидной.
В гаплоидной группе каждое новое растение появляется в результате сложного процесса оплодотворения. Представителями гаплоидных являются мхи.
Бывают растения, у которых образуются споры одинакового размера. Они называются равноспоровыми.
Если у растения образуются споры разного размера, то они называются разноспоровыми. Мелкие — микроспоры, из них появляются мужские заростки. Крупные — мегаспоры, из них появляются женские заростки.
Рассмотрим, какие растения относятся к споровым.
На первый взгляд, мох — это слоевище, прижатое к субстрату. При более внимательном рассмотрении можно увидеть, что тело мха состоит из стебелька с листочками, который вместо корня имеет тонкий волосок — ризоид. С его помощью всасывается влага и питательные вещества.
Мох имеет небольшие размеры, от 1 мм до нескольких десятков сантиметров.
Мох является раздельнополым растением. На верхушках одних стебельков образуются женские органы, которые называются архегониями. Каждый из них содержит яйцеклетку. На других развиваются мужские органы — антеридии. Они имеют форму мешочков, в которых содержатся сперматозоиды.
Для полового развития благоприятной средой является вода. После оплодотворения появляется диплоидный спорофит. Он некоторое время растет на гаплоидном зеленом растении, питаясь образованными им веществами. Выглядит как коричневая нить, которая одним концом прикреплена к растению. На другом конце появляется расширение похожее на коробочку с крышечкой. Это спорангий, в нем развиваются споры. После созревания коробочка открывается, и споры просыпаются. Ветром они разносятся на расстояние. Из спор, попавших во влажную среду, вырастают новые гаплоидные растения.
Все вышесказанное объясняет, почему мхи называют высшими споровыми растениями.
Мхи чаще всего встречаются во влажной среде. Они обильно растут на болотах и в лесной зоне, в горах и в тундре. Тундру часто называют царством мхов и лишайников.
Мхи быстро впитывают влагу и прочно ее удерживают, это приводит к заболачиванию почвы.
Многие зеленые мхи растут на болотах, образуя сплошной ковер. Моховая дерновина при отмирании слабо разлагается и образует залежи торфа.
Мхи имеют большое значение. Так, изо мха сфагнума изготавливают лекарственные препараты.
Торф широко применяется в сельском хозяйстве в виде удобрения.
Диплоидные растения
К диплоидной группе относятся папоротники, хвощи и плауны, у которых гаметофит редуцирован в заростки.
Плауны — это травянистые, вечнозеленые многолетники. Выглядят они как стелющийся стебель с мелкими листьями. Имеют вильчатое ветвление. Внешне плауны напоминают мхи.
На верхушках стеблей образуются колоски, в которых созревают споры. После созревания споры опадают в почву. При их прорастании образуется заросток в виде бесцветного клубенька с ризоидом. Из одних заростков образуются антеридии, из других — архегонии. Оплодотворение происходит, если есть влага. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, из которого вырастает спорофит.
Стебли и листья плаунов содержат алкалоиды и поэтому применяются в медицине. Споры используют в виде присыпок.
Хвощи — это многолетние корневищные травы. Высота стебля у хвощей достигает нескольких десятков сантиметров. Из узлов стебля выходят мутовки ветвей с мелкими чешуевидными листьями. Некоторые побеги заканчиваются колоском со спорангиями. Из спор прорастает недолговечный, очень маленький зеленый заросток. Он крепится к почве при помощи ризоида. На заростках образуются мужские и женские органы. При благоприятных условиях происходит оплодотворение и появление зародыша. Вырастает новое бесполое растение — спорофит.
Папоротники по числу видов значительно превосходят все другие группы.
Они очень разнообразны по внешнему виду, формам и условиям их произрастания. Среди папоротников много травянистых, но в тропических лесах встречаются древовидные папоротники высотой до 25 м с диаметром ствола до 50 см.
Низшие споровые
Низшие растения отличаются отсутствием корней и листьев. Они состоят из слоевища (таллома) и крепятся к поверхности с помощью ризоидов. Размножаются в основном спорами. К этой группе относятся водоросли и лишайники.
У большинства водорослей споры подвижны, так как имеют жгутики. Они называются зооспорами. У наземных растений споры не имеют специальных приспособлений для активного движения.
У низших споровых любая клетка может стать спорангием, в то время как спорангий высших растений — это многоклеточный орган.
Итак, для появления и развития спорового растения необходимы благоприятные условия, а именно влажная среда. В других условиях этот вид не выживает, поэтому на смену ему приходит семенной.
Они размножаются семенами, которые разносятся ветром или насекомыми, для оплодотворения не требуют воду. При помощи придаточных корней закрепляются в грунте и добывают влагу и питательные вещества. Имеют развитую проводящую систему.
Зеленые мхи. Строение и размножение кукушкина льна. Мох сфагнум, особенности его строения. Образование торфа, его значение. Папоротник. Строение и размножение. Хвощ. Плаун.
Общие указания. Тело высших растений дифференцировано на ткани и органы, которые появились у них как одно из приспособлений к жизни на суше. Спорангии и гаметангии у них многоклеточные. Систематическое положение всех отделов высших растений отражает последовательность их появления на Земле и усложнение строения тела, связанное с изменениями условий жизни в процессе исторического развития органического мира (см. рис. 15, 16).
Рис. 16. Редукция гаметофита и преобладание спорофита в цикле развития растений в процессе эволюции:
А — зеленые водоросли, Б — мхи, В — папоротники, Г — голосеменные, Д — покрытосеменные
• Повторить учебный материал.
• Ответить на вопросы для самоконтроля.
• Выполнить контрольную работу № 27.
• Проанализировать таблицы 63, 64.
• Проанализировать схему 36, рисунок 17.
Рис. 17. Цикл развития папоротника:
1 — заросток (гаметофит), 2 — архегоний, 3 — антеридий, 4 — зигота (образуется внутри архегония), 5 — развивающийся на заростке молодой спорофит,
6 — спорофит, 7 — сорусы на обратной стороне листа (вайи), 8 — спорангий, 9 — споры, 10 — прорастание споры
Вопросы для самоконтроля
• Какие признаки характерны для высших растений?
• Какие отделы растений относят к высшим растениям?
• Чем отличается цикл развития растения от цикла развития животного?
• Какое поколение называют бесполым и почему?
• Какое поколение называют половым и почему?
• Из чего развивается спорофит и какой он имеет набор хромосом?
• Что развивается из спор?
• Какую функцию выполняет заросток?
• Какой из факторов окружающей среды является главным для размножения мхов?
• Чем представлен у мхов гаметофит и чем — спорофит?
• В чем отличие цикла развития мхов от цикла развития других высших растений?
• В чем преимущество диплоидного растения по сравнению с гаплоидным?
• Почему мхи представляют собой тупиковую ветвь эволюции?
• Чем отличается сфагновый мох от кукушкина льна?
• Какие растения можно считать более достоверными предками папоротникообразных?
• В какой геологической эре и в каких периодах появились и господствовали папоротникообразные?
• При каких условиях древние папоротникообразные могли законсервироваться в виде каменного угля?
• Где развиваются споры у папоротника, хвоща, плауна?
• Что развивается из спор у папоротника, хвоща, плауна?
• Какова функция заростков у высших споровых растений?
• Что является заростком у мха, папоротника, хвоща, плауна?
• Чем различаются заросток и предросток?
• Какова роль различных представителей высших растений в природе и хозяйстве?
Контрольная работа № 27
1. Каково строение тела высших растений (одноклеточное, слоевище, колониальное, листостебельное)?
2. Чем отличается листостебельное тело от слоевища (наличие тканей, отсутствие тканей, наличие органов, отсутствие органов)?
3. Каков способ питания высших споровых растений (фототрофный, хемотрофный, сапротрофный, паразитический)?
4. Какие органеллы характерны для клеток высших растений (ядро, цитоплазма, хроматофор, хлоропласты, митохондрии)?
5. Что развивается из спор у высших споровых растений (гаметофит, спорофит)?
6. Что развивается из зиготы у высших споровых растений (половое поколение с гаметангиями, бесполое поколение со спорангиями)?
7. Где находятся половое и бесполое поколение у мхов (на одном растении, на разных растениях)?
8. Из чего вырастает растение мха (из споры, из зиготы)?
9. Из чего вырастает коробочка у мха (из споры, из зиготы)?
10. Почему процесс образования торфа связан со сфагновым мхом (мох поселяется на болоте, задерживает влагу, не гниет в толще отложений)?
11. Где расположены спорангии: у папоротника (лист, колосок); у хвоща (лист, колосок); у плауна (лист, колосок)?
12. Что служит ограничивающим фактором в цикле развития споровых растений (воздух, вода, температура)?
13. Споры какого из названных растений применяют в металлургии, пиротехнике, медицине (папоротник, мох, плаун, хвощ)?
Схема 36. Цикл развития спорового растения
Экология высших споровых растений
Это первые наземные растения, обитающие во влажных, часто под пологом леса местах, или на болотах, или на полях с кислыми почвами. Господствовавшие в палеозое древовидные папоротники, хвощи и плауны в наше время представлены травами, за исключением тропических древовидных папоротников. Мхи же за этот период изменились мало, так как они занимают только свойственные им влажные места обитания. Этим растениям для размножения необходима вода, поскольку их гаметы — сперматозоиды — переносятся к яйцеклеткам только в капельножидкой среде, а заростки могут расти только на влажной почве. Жизнь в трудных условиях суши вела отбор на такие приспособительные признаки, как формирование вегетативных органов (корень, стебель, лист), органов размножения (архегонии, антеридии, спорангии), а также тканей. В цепях питания прошлых геологических эпох высшие споровые растения занимали ведущее место: они служили пищей для травоядных земноводных, пресмыкающихся. В настоящее время их роль как кормовых растений заметно уменьшилась, но значение в природе осталось: они удерживают воду в почве, создают условия для сохранения и прорастания семян голосеменных и покрытосеменных растений, являются средой обитания для животных. В хозяйстве человека велика роль древних древовидных форм, давших залежи каменного угля, который, как и торф, служит не только топливом, но и ценным химическим сырьем. Среди этой группы растений лишь хвощ полевой является трудноискоренимым сорняком полей с повышенной кислотностью почв. Высшие споровые — живые ископаемые, дошедшие до наших дней, поэтому их надо беречь и охранять. В Красную книгу занесено 22 вида мхов, 10 — папоротников и 4 — плаунов.
Таблица 63. Сравнительная характеристика отделов высших споровых растений
Читайте также: