Размножение папоротников и цветковых растений
Обновлено: 07.07.2024
Папоротники — наиболее древняя группа высших споровых растений, в который входят как современные папоротники, так и одни из древнейших высших споровых растений, появившихся около 400 млн. лет назад в девонском периоде палеозойской эры. В настоящее время их насчитывается около 300 родов и более 10 000 видов. Встречаются в различных экологических условиях. В умеренных зонах это травянистые растения, многолетние корневищные травы, наиболее распространенные во влажных лесах; некоторые растут на заболоченных местах и в водоемах, их листья отмирают на зиму. Во влажных тропических лесах встречаются древовидные папоротники с колоноподобным стволом высотой до 20 метров. На верхушке ствола находится крона из больших перистых вечнозеленых листьев.
Строение папоротников
Большинство папоротников имеет стебель лежащий, подземный или надземный. Корни и стебель состоят из хорошо дифференцированных тканей. Размеры и форма листьев у разных видов неодинаковы, но у большинства они большие, растут верхушкой, выводковые почки закладываются в мезофилле листа. Листья папоротниковидных — это гомологи стебля (кладодии), их называют вайями. Значительная часть надземных форм папоротников имеет два типа листьев — стерильные и спороносные (диморфизм листьев). В течение сухого сезона развиваются только спороносные листья. Эта форма диморфизма способствует распространению спор: спорангии возвышаются над окружающими листьями и подвергаются действию сухого воздуха и ветра. У древовидных папоротников обычно не бывает подобного диморфизма. Листок у них является одновременно и фотосинтезирующим, и спороносным органом.
Господствующей фазой в жизненном цикле папоротниковидных является спорофит . Почти у всех папоротников спорофит многолетний и лишь у немногих (у видов рода цератоптерис) — однолетний (он ежегодно отмирает, оставляя специальные спорофитные почки, дающие начало новым спорофитам). Спорофит папоротника имеет довольно сложное строение. От корневища вертикально вверх отходят листья, вниз — придаточные корни (первичный корень быстро отмирает). Часто на корнях образуются выводковые почки, обеспечивающие вегетативное размножение растений.
Размножение папоротников
Папоротники чередуют половое и бесполое размножение . Преобладает фаза спорофита.
Спорофит
Спорофит — диплоидная (2n) многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы и производящая споры. На спорофите в специальных органах — спорангиях — в результате мейоза развиваются гаплоидные споры (1n). У цветковых растений, голосеменных и сосудистых споровых (плауны, хвощи и папоротники) спорофит значительно крупнее гаметофита. Собственно, все, что мы обычно называем растением, и есть его спорофит.
Гаметофит
Гаметофит — гаплоидная (n) многоклеточная фаза в жизненном цикле растений, развивающаяся из спор и производящая половые клетки, или гаметы.
Развивается из гаплоидных спор. На гаметофите в специальных органах гаметангиях развиваются половые клетки, или гаметы. Гаметангии, производящие мужские гаметы, называются антеридии, а гаметангии, производящие женские гаметы — архегонии. Из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы развивается диплоидный спорофит, который первое время зависит от гаметофита.
Спорангии находятся на нижней стороне листа, собраны кучками (так называемые сорусы). Сверху сорусы прикрыты покрывальцем. Споры рассеиваются при разрыве стенки спорангия . Число спор на одном растении достигает десятков, сотен миллионов, иногда миллиардов.
Перед вами список вещей из определенных материалов, в состав которых либо входят сами живые организмы и их части, либо продукт приготовлен при помощи живых организмов (обозначены буквами). Во втором столбце даны зашифрованные описания этих живых организмов (обозначены цифрами).
- Описания каких организмов даны цифрами? Как их используют при приготовлении материалов? Одному организму могут соответствовать несколько описаний!
- Установите соответствие между пунктами первого и второго столбца. Обратите внимание на то, что одной вещи может соответствовать несколько организмов и наоборот.
Организмы, которые могут случайно попасть в материал, не указывайте!
При выполнении задания важно сразу соотнести живые объекты, из которых приготовляют определенные вещи и материалы, и их зашифрованные описания.
Венчик - совокупность лепестков цветка, составляющих внутреннюю часть двойного околоцветника.
Цветок - сложный орган семенного размножения цветковых (покрытосеменных) растений.
Цветок - сложный орган семенного размножения цветковых (покрытосеменных) растений.
'>цветок пятичленный. Из всех представленных материалов только льняная олифа приготовляется из семян льна — растения с голубыми цветками. Правильный ответ – Лён. Соответствие: 1 – Ж.
2. Эти вымершие автотрофы были споровыми. Из всех предметов и материалов только мел и графит могут быть продуктом, полученным из вымерших организмов. Из них только графит определённого происхождения является продуктом метаморфизации остатков фотосинтезирующих споровых организмов: папоротников, хвощей и плаунов. Соответствие: 2 – Е.
3. Глаза этих организмов состоят из отдельных фасеток (омматидиев). Этот признак характерен для насекомых. В левом столбце есть два материала, получаемых от насекомых: шёлк и проволис. Таким образом, в описании зашифрованы тутовый шелкопряд и пчела. Соответствие: 3 – А, И.
4. Эти гетеротрофные организмы имеют четырёхкамерный желудок, три из пяти пальцев конечности у них недоразвиты. Строение сердце позволяет сказать, что это – либо птицы, либо млекопитающие. Четырёхкамерный желудок характерен для некоторых представителей Парнокопытных. Он состоит следующих отделов: рубца, сетки, книжки и сычуга. Строение конечностей также соответствует Парнокопытным. Наиболее вероятно, что дано описание коровы. Из соединительных тканей получают желатин, который используется для производства желатиновых фотографических пластинок. Соответствие: 4 – Г.
5. Это тропическое растение содержит во всех своих частях млечный сок. Из млечного сока получают натуральный каучук. Поэтому может быть зашифровано самое распространённое каучуконосное растение – гевея бразильская. Правильным может быть также ответ фикус эластичный [его используют как каучуконос в Индии]. Соответствие: 5 – Б.
6. Это растение имеет
Плод (в ботанике)- конечный этап развития цветка, видоизменённого в процессе двойного оплодотворения; генеративный орган покрытосеменных растений, который служит для формирования, защиты и распространения заключённых в нём семян.
">плод – коробочку с семенами, покрытыми густыми волосками. Таким троением обладает коробочка хлопчатника, а волоски, развивающиеся на семенах, используют для производства хлопачтобумажной ткани. Соответствие: 6 – В.
7. Это автотрофные организмы, в жизненном цикле которых преобладает
Спорофит — диплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из оплодотворённой яйцеклетки или зиготы и производящая споры.
Гаметофит - гаплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле высших растений и водорослей.
'>гаметофит можно разглядеть только под микроскопом. Под это описание подходит довольно большой спектр растений. Это Цветковые (Покрытосеменные) и Голосеменные растения. Перечислим цветковые расетния, участвующие в производстве материалов. Тутовое дерево (шелковица) — пища для тутового шелкопряда. Гевея бразильская –каучуконос. Хлопчатник – источник ваты и хлопчатобумажных тканей. Осина – источник мягкой древесины, удобной для отачивания карандашей. Лён – источник льнаяной олифы и льняных тканей. Тополь, берёза и другие деревья, дающие смолистые выделения – с них пчёлы собирают материал, который перерабатывается в прополис. Из Голосеменных ель используют в производстве бумаги. Соответствие: 7 – А, Б,В, Д, Е, Ж, И.
Организм - живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи, в том числе обменом веществ, самоподдерживанием своего строения и организации, способностью воспроизводить их при размножении, сохраняя наследственные признаки.
'>организм в личиночной стадии имеет грызущий ротовой аппарат. Такой ротовой аппарат характерен для гусениц, который у
Имаго - взрослая стадия индивидуального развития насекомых и некоторых других членистоногих животных со сложным жизненным циклом.
Метаморфоз - видоизменение, превращение, переход в другую форму развития с приобретением нового внешнего вида и функций.
'>метаморфоз . У пчёл – грызуще-лижущий аппарат, сохраняющийся во взрослом состоянии. Таким образом, был зашифрован тутовый шелкопряд. Соответствие: 8 – А.
Простейшие (Protozoa) - тип одноклеточных животных.
'>одноклеточные гетеротрофы имеют раковины и ловчую сеть из специализированных ложноножек. Речь идёт о фораминиферах, раковины которых образовали залежи мела. Соответствие: 9 – З.
pазбирался: Надежда | обсудить разбор | оценить
А) преобладание гаметофита в жизненном цикле
Б) развитие протонемы из споры
В) расположение спорангиев на нижней стороне листа
Г) развитие спор в коробочке
Д) наличие заростка в жизненном цикле
Е) отсутствие корней
Корни отсутствуют у мхов.
Заросток - половое поколение, чередующееся с бесполым в жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов. У папоротников заростки имеют сердцевидную форму, у хвощей выглядят как подушечки с растущими вверх подобиями веточек, у плаунов заростки имеют форму дисков, цилиндров, клубеньков.
Споры развиваются в коробочке у мхов, классический пример – коробочки кукушкиного льна.
Спорангии на нижней стороне листа (
Вайя - листоподобный орган папоротников и некоторых примитивных голосеменных.
">вай ) – папоротники. Наверняка многие видели спорангии папоротников. Они выглядят как небольшие коричневые диски внизу листьев.
Протонема - одна из жизненных форм растений отдела моховидных, наряду с гаметофитом и спорофитом.
Преобладание гаметофита – мхи. У папоротников преобладает
Спорофит — диплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из оплодотворённой яйцеклетки или зиготы и производящая споры.
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
- У покрытосеменных растений появился цветок — специализированный орган , приспособленный к половому размножению.
- Двойное оплодотворение , в результате которого образуется семя .
- Семена находятся в плодах, которые имеют разные приспособления к размножению.
Примечание В пункте 3) вернее указывать в плодах, которые имеют разные приспособления к расселению (распространению). Например, крылатки клена; яркий околоплодник вишни и т.д.
Ответ: см. решение
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
- наличие в клетках пластид ;
- клеточной стенки из клетчатки;
- вакуолей с клеточным соком;
- автотрофный тип питания ( фотосинтез );
- рост в течение всей жизни;
- прикрепление к субстрату.
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
- образование зиготы
- прорастание споры, образование заростка
- формирование половых клеток в заростке
- образование корневища из зиготы
- образование спор на листьях
- рост листьев из корневища
 |  |
Теперь можно делать.
Читаем варианты и видим: 4) образование корневища из зиготы
Затем 6) рост листьев из корневища
Осталось три варианта:
2) прорастание споры, образование заростка
3) формирование половых клеток в заростке
5) образование спор на листьях
Очевидно, что вариант 2) идет следом за вариантом 5), только потом образуются половые клетки.
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
- развитие заростка
- оплодотворение
- развитие спорофита
- образование архегониев и антеридиев
- образование спорангиев
- прорастание споры
Начнем с того, что после оплодотворения образуется зигота, она диплоидна. Из нее должно что-то развиться, тоже диплоидное.
1) развитие заростка
3) развитие спорофита
4) образование архегониев и антеридиев
Диплоидный в перечне только спорофит
На спорофите развиваются спорангии, а из прорастающих спор должно опять же что-то вырасти.
Антеридии и архегонии — взрослые мужские и женские растения, поэтому выбираем заросток, ведь даже взрослым растениям нужно из чего-то вырасти.
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
- оплодотворение
- развитие половых клеток
- развитие спорангиев на листьях
- развитие корневища
- развитие заростка
- развитие спор в спорангиях
Первое по условию — оплодотворение, на схеме это, соответственно, место, где яйцеклетки и сперматозоиды сливаются друг с другом, образуя зиготу.
Далее следует развитие спорофита из зародыша, развивается
Корневище - видоизменённый побег, обычно подземный, с чешуевидными, недоразвитыми или рано отмирающими листьями, верхушечными или пазушными почками, придаточными корнями.
На вайях (листьях) развиваются спорангии.
В спорангиях развиваются споры.
Заросток - половое поколение, чередующееся с бесполым в жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов. У папоротников заростки имеют сердцевидную форму, у хвощей выглядят как подушечки с растущими вверх подобиями веточек, у плаунов заростки имеют форму дисков, цилиндров, клубеньков.
А из него — половые клетки.
| 1 | 4 | 3 | 6 | 5 | 2 |
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Задание EB21617 Известно, что папоротник орляк — это споровое растение, с развитыми проводящими тканями, размножающееся как бесполым, так и половым путём. Выберите из приведённого ниже текста три утверждения, относящиеся к описанию перечисленных выше признаков организма.
(1) Среди папоротникообразных растений в настоящее время встречаются как травянистые, так и деревянистые растения. (2) В цикле развития преобладает спорофит — взрослое, наземное растение. (3) Гаметофит папоротника представлен маленьким заростком, на котором образуются гаметы. (4) В высоту папоротники могут достигать нескольких метров, не испытывая затруднений в поступлении воды к листьям (вайям). (5) Папоротники — наземные растения, широко распространённые в разных ярусах леса. (6) На нижней стороне вайи можно заметить коричневые образования — сорусы, содержащие споры.
Гаметофит папоротника представлен маленьким подземным заростком, на котором образуются гаметы — размножающееся половым путём. В высоту папоротники могут достигать нескольких метров, не испытывая затруднений в поступлении воды к листьям ( вайям ) — с развитыми проводящими тканями. На нижней стороне вайи можно заметить коричневые образования — сорусы, содержащие споры — споровое растение.
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
- размножении спорами
- дифференциация на органы и ткани
- оплодотворении, которое происходит вне водной среды
- автотрофном способе питания
- перекрёстном опылении насекомыми
- преобладании среди них древесных форм
Общие признаки высших споровых растений.
- Наличие многоклеточных антеридиев (мужских органов полового размножения) и архегониев (женских органов полового размножения) и многоклеточных спорангиев (бесполое размножение).
- Чередование диплоидной (бесполое поколение — спорофит ) и гаплоидной фаз (половое поколение — гаметофит ) в жизненном цикле; у большинства организмов гаметофиты раздельнополые.
- Растения, имеют зародыш (признак, отличающий их от водорослей) и размножаются спорами.
- Дифференцированный спорофит (органы и ткани).
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
- оплодотворение происходит в водной среде
- образуется обоеполый заросток
- орган размножения — цветок
- опыляются насекомыми
- не имеют корней
- на нижней стороне листьев образуются споры
Под цифрами 3, 4 — признаки цветковых, 5 — признак мхов.
Заросток обоеполый, служит для полового воспроизведения папоротника. В микроскоп можно увидеть, что верхняя сторона его гладкая, а на нижней имеются тончайшие волоски- ризоиды , служащие для прикрепления его к влажной почве. Между волосками попадаются маленькие полые бугорки (антеридии), содержащие в себе множество мельчайших сперматозоидов.
Ближе к сердцевидной выемке заростка на той же нижней стороне находятся удлиненные вздутия с канальцами, ведущими внутрь. На дне каждого такого бугорка ( архегония ) находится женская половая клетка — яйцеклетка, с которой происходит слияние одного из сперматозоидов.
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
- спермий
- листья
- спора
- зигота
- заросток
Для выполнения этого задания нужно разобрать жизненный цикл папоротника:
Найдем все, что гаплоидно. Следуя схеме, это спермий , споры и заросток . Значит, листья и зигота — диплодны.
Отличия мхов от водорослей:
Имеются органы (стебель, листья) и ткани (механические, проводящие, покровные).
Отличия мхов от остальных высших растений:
1) Вместо корней – ризоиды.
2) Плохо развиты ткани, особенно механические и проводящие, из-за этого все мхи являются небольшими травами.
3) В жизненном цикле преобладает гаметофит, а спорофит небольшой (коробочка на ножке). У остальных высших растений – наоборот, преобладает спорофит, а гаметофит с ходом эволюции редуцируется. Мхи, таким образом, являются тупиковой ветьвью эволюции растений.
Из споры мха развивается зеленая нить (предросток, протонема), напоминающая зеленую водоросль. Из почек на предростке вырастает гаметофит – растение со стеблем и листьями. На верхушке гаметофита образуются гаметы, оплодотворение происходит в водной среде. Из зиготы вырастает спорофит (коробочка на ножке), он получает питание от гаметофита. В спорофите образуются споры.
Представители мхов: кукушкин лён, сфагнум.
Сфагнум (белый, торфяной мох). Ризоидов нет, вода впитывается мертвыми водозапасающими клетками белого цвета. Эффективно накапливает воду, вызывает заболачивание леса. Содержит антисептик (карболовую кислоту), поэтому не гниет, превращается в торф
Спорофит папоротников состоит из стебля, листьев и корней. Стебель обычно представляет собой короткое корневище, от которого отходят придаточные корни. Листья папоротников (вайи) произошли путем уплощения ветвей, растут верхушкой, совмещают функции фотосинтеза и спороношения. На нижней их стороне образуются скопления спорангиев (сорусы); внутри каждого спорангия происходит мейоз и образуются гаплоидные споры.
Во влажных условиях споры прорастают в заросток (гаплоидный гаметофит). Это зеленая пластинка, способная к фотосинтезу, прикрепленная к почве одноклеточными ризоидами. Она не имеет кутикулы, поэтому может жить только во влажной среде. На нижней стороне заростка образуются сперматозоиды и яйцеклетки. Из зиготы вырастает спорофит, который сначала развивается за счет заростка, но вскоре переходит на самостоятельное питание, а заросток отмирает.
Папоротниковидные известны с карбона, но, в отличие от появившихся примерно тогда же хвощей и плаунов, папоротники и в настоящее время насчитывают 12 тысяч видов, широко распространены и представлены многими жизненными формами:
- по всему миру растут многолетние травянистые папоротники (щитовник, кочедыжник, орляк)
- в тропиках встречаются плавающие формы, лианы, эпифиты и древовидные папоротники, достигающие до 25 м в высоту.
Гигантские древовидные хвощи и плауны образовали каменноугольные леса. Современные хвощи и плауны – многолетние травянистые растения с хорошо развитым корневищем. Органом спороношения хвощей и плаунов является спороносный колосок, в котором путем мейоза образуются гаплоидные споры. Спора прорастает в заросток – гаметофит, не нем образуются гаметы, при их слиянии образуется зигота, из которой вырастает спорофит.
Хвощ полевой имеет мощное корневище и членистый стебель. Фотосинтез осуществляется главным и боковыми побегами, листья маленькие, буроватые, не фотосинтезируют. У хвоща полевого образуются надземные побеги двух видов: весенние – бурые, спороносные, отмирают после спороношения, и летние – зеленые, вегетативные, отмирают к осени. Заросток хвощей – зеленая многократно ветвящаяся пластинка.
Плаун булавовидный растет в хвойных лесах. Стебель дихотомически ветвится, от него в почву отходят придаточные корни, а наверх – ветви. Стебель и ветви покрыты мелкими чешуевидными зелеными листьями. Заростки плаунов созревают за 10-15 лет, питаются гетеротрофно – либо за счет питательных веществ, запасенных в споре, либо за счет сожительства с почвенными грибами.
Преемственность жизни и поддержание численности популяций — два важных процесса, которые осуществляются путём воспроизведения себе подобных. Представители флоры могут продлевать свой род различными методами: при помощи спор, вегетации, полового размножения. У растений, как и у животных, есть особые клетки и органы, выполняющие репродуктивную функцию.
Способы размножения
Растения размножаются как бесполым, так и половым способом. К первому типу репродукции относятся спорообразование и вегетативный метод воспроизведения. Спорой называют специализированную клетку растения, которая в процессе жизнедеятельности отделяется от материнского организма. Попадая в благоприятную среду, она даёт жизнь новому растению. Этот способ размножения характерен для самых древних представителей флоры:
- папоротников;
- хвощей;
- плаунов;
- мхов.
Вегетативное размножение происходит при помощи стеблей, листьев, луковиц, побегов или корней растения.
Такой способ воспроизведения характерен почти для всех представителей флоры, имеющих сформированные органы.
В процессе эволюции произошла закономерная смена бесполого размножения на половое. Способ характеризуется слиянием двух половых клеток растений, называемых гаметами. Каждая родительская клетка несёт собственный генетический материал. Это значит, что в первом поколении будут проявляться абсолютно новые наследственные признаки, которые позволят лучше приспособиться к окружающей среде. В этом и заключается основное преимущество полового размножения.
Организм, на котором происходит формирование специализированных клеток, называется гаметофитом, а сам процесс — гаметогенезом. Органы полового размножения у растений называются так же, как и структуры, формирующие репродуктивные клетки, — архегонии и антеридии. Подвижные мужские гаметы называют сперматозоидами, неподвижные — спермиями.
Женской гаметой является яйцеклетка, которая отличается крупным размером и высоким содержанием питательных веществ. После слияния мужских и женских половых клеток образуется зигота. Зародыш имеет диплоидный набор хромосом, полученных от родителей.
Особенности процесса у разных видов
Важно понимать, что половое размножение растений кардинально отличается от аналогичного процесса у животных. Например, представители флоры могут не делиться на мужские и женские, а быть обоеполыми. Для споровых растений и водорослей характерно чередование полового и бесполого способа размножения. Особенности процесса репродукции зависят от принадлежности к конкретной группе и виду.
Водоросли и мхи
У водорослей и споровых растений половой способ размножения чередуется с бесполым. Как правило, гаметогенез активизируется при наступлении неблагоприятных условий внешней среды. Например, распространённая водоросль хламидомонада, обитающая в лужах, на коре деревьев и влажных поверхностях, использует этот способ воспроизводства осенью.
В этот период заканчивается формирование гамет, оболочка хламидомонады рвётся, и содержимое клетки вырывается наружу. Гаметы сливаются друг с другом, в результате чего образуется зигота с плотной оболочкой. В таком виде она переживает неблагоприятные условия. С наступлением тепла содержимое зиготы делится, затем формируется новый организм.
У многоклеточных водорослей спирогир процесс полового размножения протекает немного сложнее. Он характеризуется наличием нескольких этапов:
- Две соседние нити спирогир обволакиваются слизью.
- На клетках водорослей, находящихся друг напротив друга, формируются выросты в виде мостиков.
- Мембрана на концах выростов исчезает, и гаметы выходят наружу.
- Половые клетки сливаются, образуя зиготу с плотной оболочкой.
Для мхов, как и для других споровых растений, характерно чередование способов репродукции, но преобладает гаметогенез. Летом на верхушках кукушкиного льна можно заметить удлинённые мешочки красного цвета. Так выглядят мужские половые органы. Женские растения не имеют какой-либо яркой окраски и выглядят как колбочки.
Мхи растут очень густо, поэтому разнополые растения находятся близко. Благодаря дождю или росе сперматозоиды попадают на женские гаметы. Без воды оплодотворение осуществиться не может. Из сформированной зиготы формируется коробочка со спорами на высокой ножке.
Голосеменные растения
К группе голосемянных можно отнести сосну, пихту, лиственницу, можжевельник. В процессе размножения участвуют семена этих растений. С наступлением весны на дереве сосны образуются шишки. Мужские шишки, расположенные у основания побега, имеют зелёный цвет. В них формируются по два мешочка с пыльцой. Женские шишки имеют красноватый оттенок и находятся на кончиках веток. В них созревают 2 семязачатка с яйцеклетками.
После полного созревания пыльца высыпается наружу и разносится ветром. При ее попадании на женский орган сосны происходит опыление. Шишка закрывается и запечатывается смолой, внутри начинает прорастать трубка со спермиями. Весь процесс занимает не менее одного года.
В образовании зиготы или семени принимает участие только одна мужская половая клетка, вторая обязательно погибает.
Созревание семени занимает около полутора лет. По истечении этого срока шишка раскрывается, а ее содержимое вылетает наружу. Благодаря специальным крылышкам семена сосны разносятся на дальние расстояния. Этим и объясняется широкое распространение хвойных растений.
Цветковый тип
Главный признак группы покрытосеменных — наличие цветка. Мужским половым органом является тычинка, а женским — пестик. Процесс размножения всех представителей семенной группы состоит из двух стадий: опыления и оплодотворения.
В пыльцевых зёрнах происходит развитие мужских гамет, а яйцеклетки созревают в зародышевом мешке. Половое размножение происходит в несколько этапов:
- Благодаря насекомым и ветру пыльца попадает на рыльце пестика.
- Пыльцевое зерно прорастает в направлении завязи, образуя трубку.
- Один из спермиев сливается с женской гаметой, второй — с центральной клеткой.
Таким образом, главной особенностью размножения цветковых организмов является двойное оплодотворение.
Из зиготы формируется зародыш, а центральная клетка преобразуется в эндосперм, осуществляющий питательную функцию. Со временем покровы семязачатка превращаются в кожуру, а часть завязи формирует стенки плода. Знание способов и особенностей размножения позволяет развивать сельское хозяйство, создавая новые виды жизнеспособных растений.
Папоротники относятся к наиболее древним споровым растениям. Обитают в самых разнообразных экологических условиях: в заболоченных местах и водоемах, лесах тропического и умеренного климата. Наиболее известные представители - щитовник мужской, орляк, страусник. В жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов доминирует спорофит.
Расцвет папоротников произошел около 358 млн лет назад и длился примерно 65 млн лет, в честь папоротников назван период палеозойской эры - карбон, или каменноугольный период, который длился указанный промежуток времени. Именно папоротникам принадлежит активная роль в углеобразовании: в карбоне леса заселяли древовидные папоротники, достигавшие 40 и более метров в высоту.
Древесные формы папоротников сохранились до наших дней, однако большинство представителей - травянистые растения, у которых отсутствует камбий, а значит, нет и вторичной древесины.
Папоротники относятся к группе сосудистых растений, так как имеют жилки - сосудисто-волокнистые пучки, в отличие от мхов, которые не имеют жилок и не являются сосудистыми растениями. Механическая прочность обеспечивается отложением склеренхимы вокруг проводящих пучков (жилок).
В отличие от мхов, папоротники имеют проводящую ткань в стеблях и корнях, состоящую из ксилемы и флоэмы. Заметьте, я написал "корень" - у мхов не было и корней, вместо них были ризоиды, выполняющие аналогичную корням функцию. Корни папоротников, хвощей и плаунов всегда придаточные и растут от видоизмененного побега - корневища.
Строение
Рассмотрим строение папоротников на примере типичного представителя - щитовника мужского. Это широко распространенный папоротник, типичный для климата умеренных широт. Представляет собой многолетнее травянистое корневищное растение.
Образован пучком сильно расчлененных листьев, отходящих от корневища. Нарастают листья верхушкой, образуя завитки - "улитки".
Отметьте, что лист папоротника называется вайя (от греч. baion - пальмовая ветвь). В отличие от настоящих листьев, вайя имеет недетерминированный верхушечный рост. Листья имеют черешок, прикрепляющийся к стеблю, который может продолжаться в рахис - главную ось сложного листа, соответствующую центральной жилке.
Жизненный цикл папоротниковидных
Листостебельное растение папоротника, изображенное выше - спорофит (2n). Спорофит доминирует в жизненном цикле папоротниковидных, в отличие от цикла мха, где спорофит, по сути, является придатком гаметофита (редуцирован). На нижней стороне вайи располагаются спорангии, собирающиеся в сорусы - группы близкорасположенных спорангиев. На спорофите (2n) в спорангии после мейоза образуются споры (n).
В 2012 году группа ученых под руководством Ксавьера Нобли из Университета Ниццы выяснили, что спорангий имеет специальный механизм "катапульты", споры из него вылетают со скоростью около 10 м/с.
Гаплоидные споры (n) прорастают в заросток (n), небольшую пластинку (несколько мм) сердцевидной формы. Заросток зеленого цвета, способен фотосинтезировать и прикрепляется к почве ризоидами. На нем образуются мужские и женские половые органы - соответственно антеридии и архегонии. Сперматозоид (n), образовавшийся в антеридии, благодаря воде (во время дождя) попадает в архегоний, где сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n).
Из зиготы развивается зародыш, который проникает в ткани архегонии с помощью особого приспособления - гаустории (от лат. haustor - черпающий, пьющий). Гаустория представляет собой ножку, внедряющуюся в ткани заростка и поглощающую из него питательные вещества. Начинается бурный рост зародыша, образуется побег, а затем взрослое растение - спорофит (2n). Цикл замыкается.
Значение папоротников
Папоротники являются главным компонентом многих лесных сообществ, звеном в цепи питания - продуцентами (производителями органических веществ). Человек использует папоротник в декоративных целях. Молодые побеги некоторых папоротников съедобны и употребляются в пищу: побеги орляка, листья страусника обыкновенного.
Щитовник мужской имеет медицинское значение: из его корневищ изготавливают противогельминтный препарат.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Читайте также: