Морфология растений — т. а. сауткина — 2012

1.5. Жизненный цикл и размножение растений

В жизненном цикле растений чередуются две фазы: гаметофит (гаплодиная) и спорофит (диплоидная). Спорофит  размножается бесполым путем: в  мешковидных  спорангиях в результате мейоза формируются гаплоидные споры. Споры могут быть одинаковы (у равноспоровых растений), из них прорастают обоеполые гаметофиты. У разноспоровых формируется два типа спор: микро- и мегаспоры, при их прорастании  формируются однополые гаметофиты – мужские и женские. Соответственно спорангии называются микро- и мегаспорангии. Спорангии располагаются на спороносных листовых структурах: микро- и мегаспорофиллах. Спорофиллы располагаются поодиночке, либо собраны в спороносные шишки – стробилы.

На гаметофите формируются гаметангии, в которых путем митоза образуются гаметы. В мужских гаметангиях (антеридиях) формируются подвижные жгутиковые сперматозоиды или неподвижные безжгутиковые спермии. В женских гаметангиях (архегониях) формируются яйцеклетки. Архегонии имеют бутылковидную форму: расширенное брюшко, в котором помещается одна или несколько яйцеклеток, и шейка, в которой по мере созревания за счет разрушения клеток образуется канал. Внутри архегония происходит оплодотворение и формируется зигота, из нее вырастает диплоидный спорофит.

Рис. 11. Схема жизненного цикла растений

Жизненный цикл и размножение цветковых растений

В жизненном цикле цветковых доминирует спорофит, который размножается бесполым путем (образуются микро- и мегаспоры), гаметофиты крайне упрощены. Микроспора целиком превращается в пыльцевое зерно, в нем мужской гаметофит представлен двумя клетками (вегетативная, образующая пыльцевую трубку, и генеративная, образующая спермии).  Весь мегаспорангий превращается в семязачаток и в нем созревает единственная мегаспора. Ядро мегаспоры делится и образует 8-ядерный зародышевый мешок (женский гаметофит).  Органом размножения покрытосеменных (цветковых) растений является видоизмененный репродуктивный (генеративный) побег – цветок. В обоеполом цветке происходит микро- и мегаспорогенез, микро- и мегагаметогенез, опыление, оплодотворение, развитие зародыша и образование плода с семенами.

Что такое гаметофит и спорофит в биологии

Спорофит – одно из чередующихся поколений, относится к бесполому. Многоклеточная диплоидная фаза, происходящая в период жизни водорослей и растений. 

Бесполое развитие происходит из зиготы, в которой появляются споры. Образование зиготы происходит на половой гаплоидной фазе из женской яйцеклетки, оплодотворенной мужской гаметой.

Гаметофит — гаплоидная или половая фаза в жизненном цикле растений, которая, в свою очередь, развивается из спор и производит половые мужские и женские клетки, или гаметы. Когда гаметы сливаются вместе или оплодотворяются, снова наступает гаплоидное поколение.

Гаметы бывают двух видов:

1. Мужские гаметы. Появляются из мужских гаметангий – антеридий. У споровых и водорослей они называются сперматозоидами, у семенных – спермиями. Отличаются между собой подвижностью, сперматозоиды имеют жгутики, поэтому могут двигаться.

2. Женские гаметы, представляющие собой неподвижные яйцеклетки. Образуются в женских гаметангиях, которые носят название – архегонии.

У наземной растительности оплодотворение яйцеклетки происходит в архегонии, после которого появляются споры. Жизненный цикл продолжает свое чередование.

Чередование поколений особо выражено у споровых растений. У папоротников, плаунов, хвощей гаметофит находится раздельно от спорофита, но преобладает гаплоидность. 

Гаметофит выражен недолговечным маленьким ростком, на котором затем вырастает спорофит. У мхов нет разделения между фазами, коробочка со спорами развивается на гаметофите.

Цветковые или покрытосеменные растения для размножения используют опыление, когда мужские гаметы в тычинках переносятся к женским в пестиках. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде – шишках, и оплодотворение происходит, как и у покрытосеменных. 

Однако семя голосеменных развивается из семязачатка, который открыт на семенной чешуе, у покрытосеменных оно находится внутри плода.

Схема жизненного цикла высших растений проста: постоянное чередование полового (гаплоидного) с бесполым (диплоидным) поколением.

Жизненные циклы цветковых растений

Самыми прогрессивными в плане эволюции являются цветковые растения. Жизненный цикл цветковых растений характеризуется тем, что часто зародыш способен развиваться из неоплодотворённой яйцеклетки (апомиксис). Преобладающей формой цветковых является разноспоровый спорофит, представляющий собой растение с листьями и стеблем. Мужской гаметофит представлен пыльцевым зерном, а женский — зародышевым мешком (он развивается быстрее, чем у голосеменных). Органом как полового, так и бесполого размножения является видоизменённый побег — цветок. Зачатки семян защищены стенками завязи. Жизненный цикл развития растений этой группы заканчивается после оплодотворения и образования семени, зародыш в котором имеет запас питательных веществ и не зависит от внешних факторов.

Стр. 125. Вопросы

№ 1. Как происходит размножение у одноклеточных водорослей?

У одноклеточных водорослей размножение происходит двумя путями: бесполым (с помощью зооспор) и половым (соединение женской и мужской клеток и образование гамет).

№ 2. Какими способами размножается улотрикс?

Улотрикс является водорослью. Может размножаться двумя способами: бесполым (зооспорой или с помощью кусочка слоевища) при благоприятных условиях и половым при неблагоприятных условиях.

№ 3. Как размножаются мхи?

Мхи размножаются спорами, которые предварительно созревают в спорангиях на спорофите. Попадая во влажную почву, спора прорастает, а вместо нее образуется предросток – тоненькая зеленая нить, которая ветвится и на которой потом вырастают женские и мужские экземпляры мха.

Также возможен вегетативный способ размножения мхов, при котором от взрослой особи отделяется часть таллома. Далее она крепится в непосредственной близости от материнского организма и продолжает существовать самостоятельно.

№ 4. Что такое заросток?

Заростком называют половое поколение, которое чередуется с бесполым в жизненном цикле хвощей, плаунов и папоротников. Внешне он представляет собой небольшую пластинку зеленого цвета диаметром всего несколько миллиметров, которая развивается из проросшей споры.

№ 5. Как происходит половое и бесполое размножение у папоротников?

Особенность полового и бесполого размножения у папоротников заключается в том, что они чередуются. Половое размножение происходит путем формирования гаметофита (полового папоротника), на котором образуются и мужские, и женские половые органы. Когда две клетки противоположного пола соединяются, образуется зигота, которая развивается в зародыш и прорастает.

При бесполом размножении происходит созревание спорофитов – бесполых папоротников. Спорангии, которые находятся на нижней части листа папоротника, образуют споры. Они при созревании высыпаются в почву и при благоприятных условиях прорастают.

Характерные признаки

Основные виды голосеменных растений встречаются в северных регионах с влажным климатом. Некоторые представители растут в жарких пустынях на юге Африки. Общие характерные черты вида:

1. Голосеменными бывают только деревья и кустарники.
2. Хвоя.
3. Одинаковый способ размножения.
4. Развитая древесина.

У некоторых сортов сосен они могут сохраняться до 45 лет, а у лиственниц хвоя опадает каждый год. В отличие от мхов и папоротников, растения размножаются семенами, которым не требуется вода. Процесс опыления происходит с помощью ветра и не зависит от наличия влаги.

Некоторые виды смогли поселиться в засушливых районах мира. Развитие семян из семяпочек происходит открыто, так как отсутствует соответствующее вместилище. В отличие от высших споровых, такой процесс развития соответствует более высокому уровню организации.

Их древесина имеет достаточный запас прочности, что зависит от особенности ее строения. Она состоит из мелких мертвых клеток ксилемы, а внутри и коре находятся каналы со смолой. С давних времен в России охранялись рощи из стройных хвойных деревьев, которые шли на создание флота. Непосредственно из сосны изготавливались корабельные мачты.

Жизненные циклы высших растений

Жизненный цикл высших растений, если не считать мохообразные, характеризуется тем, что гаметофит развит слабо, а в жизненном цикле большую часть занимает спорофит. Мохообразные растения отличаются тем, что спорофит развивается внутри женского полового органа и находится в непрерывной связи с гаметофитом. В случае с листостебельными мхами он выглядит как коробочка со спорами, растущая из верхней части гаметофита.

Остальные высшие растения обладают ярко выраженными спорофитами, которые представляют собой большие и сложные многоклеточные организмы с такими органами, как листва, стебли и корневая система. Большинство растений, которые человек представляет себе, когда говорит о хвощах, папоротниках или других группах, — спорофиты.

Строение цветка

Цикл покрытосеменных растений – это чередование поколений гаметофита (полового) и спорофита (бесполого), который представлен обычным растением, состоящим из стебля, корня, листьев и цветка.

Венчик из лепестков последнего и зеленые чашелистики – это защита для женской части цветка (пестика) и мужской (тычинок). Пестик включает в себя рыльце, столбик и завязь с яйцеклеткой. Тычинки наделены способностью производить пыльцу, которая, попав в завязь, оплодотворяет яйцеклетку. В результате образуется семечко. Плод, защищающий семя и позволяющий ему распространяться, возникает из завязи.

Определение гаметофита

Гаметофиты являются стадией, которая производит половые клетки в растениях и водоросли что проходит смена поколений, Среди наземных растений эти половые клетки можно обозначать как «сперма» и «яйцеклетка», при этом «мужские» и «женские» половые клетки объединяются, чтобы произвести потомство.

В отличие от животных и других организмов, которые используют половое размножение гаметофиты не продуцируют свои половые клетки через мейоз.

Вместо этого все клетки в гаметофите организм находятся гаплоидный – то есть, имея только одну копию каждого хромосома – и эти гаплоидные организмы производят гаметы через митоз.

Это в отличие от животных и других организмов, которые диплоид – иметь две копии каждой хромосомы – и кто должен сократить количество своих хромосом пополам, прежде чем они смогут создать половые клетки с нужным количеством хромосом для получения здорового диплоидного потомства.

Потомки гаметофитов действительно являются диплоидными растениями, и эти диплоидные растения будут использовать мейоз для размножения. Но, как ни странно, диплоидные потомки гаметофитов называются спорофитами.

Вместо того чтобы использовать мейоз для производства половых клеток, они используют мейоз для получения спор, которые затем подвергаются митозу, чтобы вырасти в совершенно новые гаплоидные организмы, например, гаметофиты!

Это чередование поколений является стратегией выживания, в которой растение или водоросли чередуются между различными репродуктивными методами.

Гаметофит – обычно считающийся первой стадией цикла – размножается половым путем, объединяя репродуктивные клетки двух разных организмов для получения генетически разнообразного потомства.

Это позволяет растению Население смешивать и сопоставлять признаки во время размножения гаметофита, что делает население более устойчивым к болезням и более адаптируемым к изменяющимся условиям окружающей среды.

спорофит С другой стороны, потомство гаметофитов может быстро распространяться и не нуждается в партнерах для размножения.

Это позволяет одному спорофиту основать целую новую популяцию, которая затем может смешивать гены с соседними популяциями в поколении гаметофитов. Споры могут также выживать в течение многих лет в неблагоприятных условиях, в то время как сперматозоиды и яйцеклетки не могут.

Такое чередование поколений позволяет родительскому растению воспользоваться преимуществами полового размножения, такими как генетическая рекомбинация который способствует генетическому разнообразию – и преимущества бесполое размножение такие как скорость и быстрый рост.

Обычные растения, которые используют смену поколений, включают мхи, папоротники и сосны. При странном эволюционном перевороте семенные растения, использующие смену поколений, такие как хвойные и другие сосны, развивают стадию своего полного жизненного цикла гаметофита внутри замкнутого конуса.

Напротив, в некоторых других вид Чередование поколений вполне заметно. Например, среди папоротников спорофит – это знакомое крупное лиственное растение, которое часто можно увидеть на лесных полах.

Гаметофит, с другой стороны, является крошечным сердце -образное растение, которое можно легко принять за совершенно иной вид от поколения спорофитов.

Способы размножения

Половым способом размножается большинство растений. При этом происходит образование нового организма из зиготы после оплодотворения и объединения гамет (сингамии). Партеногенез — размножение без оплодотворения — также относится к половому способу: дочерний организм образуется из изогаметы, что роднит изогаметы и споры. Половое размножение практически всегда сочетается с другими способами — вегетативным или бесполым, так как само оно отличается низкой продуктивностью.

Одновременно этот способ и бесполое размножение встречается у папоротников, а в связке с вегетативным вариантом — у некоторых водорослей. У семенных растений формирование половой клетки происходит из одной дочерней зиготы, в результате чего этот процесс больше напоминает не размножение, а воспроизведение.

При бесполом размножении образуются зооспоры — клетки без клеточной стенки, которые у многоклеточных растений находятся в специальных спорангиях, и неподвижные клетки — апланоспоры. Самостоятельно такой способ размножения встречается в природе очень редко. Обычно он сочетается с половым или вегетативным.

Существует 2 типа спор: митоспоры, которые возникают при бесполом способе размножения, а мейоспоры — возникающие при половом. Митоспоры появляются при помощи митоза, в результате чего получается особь, похожая на материнскую. Мейоспоры образуются посредством мейоза при прорастании зиготы или в спорангиях. Для большинства растений характерны оба способа размножения, благодаря которым получаются две разные формы особей.

Классификация голосеменных растений

Ранее в общей типологии растений голосеменные представители были выделены в отдельную группу. Сначала они относились к отделу семенных, позже входили в состав сосудистых растений. Непосредственно класс голосеменных объединял хвойные и некоторые виды вымерших растений.

Хотя по описанию представители этой группы существенно отличались от покрытосеменных, но ученые предполагали на основании ископаемых остатков, что папоротникообразные и цветковые произошли от голосеменных предков.

Против этих утверждений выступают исследования ДНК, результаты которых показывают, что голосеменные являются монофилетической группой. Сейчас эти растения разделяются на 5 классов:

1. Гинкговые.
2. Гнетовые.
3. Саговниковые.
4. Хвойные.
5. Цветковые.

Чередование поколений

Жизнь растений в форме двух разных поколений может носить различные названия: смена форм развития, чередование поколений и т. д. Сменяемость большого папоротника и заростка в случае с равноспоровым папоротником — это пример чередования поколений, отмеченный фазами взрослого состояния форм особей. Эти две формы настолько отличаются внешне, что в них трудно узнать одно и то же растение. Заросток папоротника очень сложно заметить невооружённым глазом. У покрытосеменных растений аналог заростка — зародышевый мешок, который крайне мал и скрыт в глубине цветка. Среди некоторых групп водорослей эти формы особей похожи внешне, но совершенно различаются биологическими признаками. Чередование поколений встречается практически у всех высших растений и эволюционно развитых водорослей.

Жизненный цикл высших споровых растений

В жизненном цикле высших споровых растений чередуются представители разных поколений, размножающихся бесполым и половым способами. Жизненный цикл обеспечивает непрерывность существования определённого вида организмов.

Особи бесполого поколения формируют споры. Из спор развиваются особи полового поколения, на которых образуются женские и мужские половые органы. В них развиваются соответственно женские и мужские гаметы — яйцеклетки и сперматозоиды (от греч. сперма — семя, зоон — живое существо и эйдос — вид). После оплодотворения из зиготы развивается зародыш. Он прорастает и превращается в особь бесполого поколения, размножающуюся спорами.

Новые понятия

Высшие споровые растения. Риниофиты. Спорангий. Жизненный цикл. Яйцеклетка. Сперматозоид

Ответьте на вопросы

1. Кого считают предками первых наземных растений? 2. От каких древних растений произошли высшие споровые растения? 3. Что такое спорангий? 4. Чем характеризуется жизненный цикл высших споровых растений? 5. Какие поколения чередуются в жизненном цикле высших споровых растений?

ПОДУМАЙТЕ!

Чем похожи водоросли и высшие споровые растения? Чем они различаются?

Отдел плаунообразные или ликоподиофиты

Общий вид плауна булавовидного и селягинелла селягинелловидная

Общая характеристика плаунообразных

Современные представители отдела Плаунообразные или Ликоподиофиты (Lycopodiophyta) –только травянистые, преимущественно многолетние вечнозеленые небольшие (до 30 см в высоту) растения, внешним видом напоминают мхи. Насчитывают около 1300 видов. Распространены в увлажненных местах суши. Преимущественно распространены в тропиках. Древнейшие среди современных высших споровых растений, у которых в жизненном цикле преобладает спорофит. Отмершие растения были деревьями и кустарниками, принимали участие в образовании каменного угля. Возникли в середине девонского периода палеозойской эры. Достигли расцвета в каменноугольный период. Происходят от риниофитов. Произрастали в полупогруженном состоянии в заболоченной почве.

В жизненном цикле чередуются спорофит и гаметофит. Спорофит преобладает. Он имеет ползучие (подземные или надземные) и прямостоячие побеги. Подземные части побегов имеют вид типичного корневища. Стебель ветвится вильчасто (дихотомически). Листья мелкие, представляют собой выросты стебля. Имеют одну жилку и устьица. Стебель снаружи покрыт однослойной эпидермой с устьицами. Под ней – кора. В центральной части стебля – проводящая ткань. Рост происходит в точке роста. Камбий в стебле отсутствует. Корень имеет подобное внутреннее строение. Для плаунообразных характерны дополнительные корни. На особых листьях (на верхней стороне или в пазухах) – спорофиллах (от греч. спора и филон – лист) – развиваются спорангии со спорами. Спорофиллы преимущественно расположены на верхушках побега. Они снаружи или не отличаются от обычных листьев, или отделены от вегетативной части стебля и образуют зону, подобную по строению шишке (имеют ось со спирально размещенными спорофиллами), которую называют стробилой (от греч. стробилос – шишка). Плаунообразные бывают равноспоровыми и разноспоровыми.

Плаун булавовидный. 1 – общий вид растения с колосками; 2 – споролистик со спорангием; 3 – споры; 4 – заросток с молодым побегом.

Гаметофит небольшой, имеет различную форму, называется заросток.

Размножаются половым и бесполым способами. Преобладает вегетативное размножение (побегами, выводковыми почками, клубеньками). В спорангиях происходит мейоз и получаются гаплоидные споры. Из споры развивается гаметофит. Половые органы представлены архегониями и антеридиями. В антеридиях развиваются двужгутиковые или многожгутиковые сперматозоиды. Оплодотворение происходит при наличии воды. Из зиготы вырастает спорофит.

Разнообразие плаунообразных

Представители равноспоровых плаунообразных: плаун булавовидный, плаун – баранец.

Представители разноспоровых: селягинелла и др.

Споры равноспоровых плаунов все одинаковые, не различаются. Гаметофиты (заростки) равноспоровых имеют маленькие размеры (2-20 мм), мясистые, напоминают формой луковицу. В процессе развития приобретают блюдцевидную форму. Они подземные или полуподземные, двуполые, сапрофиты или полусапрофиты (полуавтотрофы), то есть надземная часть имеет хлоропласты. Могут жить в симбиозе с грибами (микориза). Созревают от 12 до 20 лет. Равноспоровые плауны следует охранять.

Споры разноспоровых различаются: мелкие (микроспоры) дают начало мужским гаметофитам, большие по размерам (мегаспоры) – женским. Гаметофиты разноспоровых не зеленые, однополые. В особенности редуцированный мужской гаметофит. Они созревают в течение нескольких недель за счет питательных веществ спор. В процессе созревания не выходят за границы оболочки споры.

Значение плаунообразных

Плауны животные не едят. Некоторые из них содержат яд, сходный по действию на кураре. Споры богаты невысыхаемым маслом (до 50 %) и применяются как пересыпки литейных форм, при изготовлении ракет для фейерверков (треск возникает вследствие громкого щелкания оболочек при закипании масла). Растения используют как декоративные, лекарственные. В фармацевтике использовали раньше для обсыпания таблеток и как детскую присыпку. Некоторые из плаунов занесены в Красную книгу (баранец обыкновенный).

Фазы жизненных циклов организмов

В жизненных циклах организмов, размножающихся половым путём, выделяются две фазы – гаплоидная и диплоидная ( гаплоидная – гаплофаза и диплоидная – диплофаза )

Гаплоидная фаза ( гаплофаза )

Диплоидная фаза ( диплофаза )

1.Клетки имеют гаплоидный набор хромосом (n) 2. Поколение ( фаза ) размножающееся половым путём 3. Имеются органы гаметогенеза – гаметангии ( гонады и половые железы , антеридии и архегонии у растений ) 4. В результате мейоза образуют гаплоидные гаметы 5.У растений образуется в результате прорастания ( деления ) гаплоидной споры   6.Менее устойчива к неблагоприятным условиям среды 7. Эволюционно менее продвинутое 8. У растений образует гаметофит , у животных – гаплофазу 9. Преобладает в жизненном цикле простейших , грибов , зелёныз водорослей и мохообразных

1. Клетки имеют диплоидный набор хромосом (2n) 2. Поколение ( фаза ) размножающееся бесполым путём 3. Имеются органы спорогенеза ( спорангии ) у растений   4. В результате мейоза у растений образуются гаплоидные споры 5. Образуется в результате деления диплоидной зиготы , образующейся при слиянии гамет ( оплодотворении ) 6. Более устойчива к действию неблагоприятных факторов 7. Эволюционно более продвинутое 8. Чередование поколений у растений: диплоидная (спорофит) и гаплоидная (гаметофит) фазы У растений образует спорофит , у животных – диплофазу 9. Преобладает в жизненном цикле животных и высших .. . .. растений

Для многих организмов , включая и млекопитающих , характерно чередование гаплоидной и диплоидной фаз и часто это чередование имеет регулярный ( циклический ) характер

q При этом ряд поколений особей с бесполым размножением сменяется поколением особей , размножающихся с помощью гамет или осуществляющих половой процесс , вслед за этим вновь наблюдается бесполое размножение

Первичная смена поколений – явление смены поколения особей , размножающихся бесполым путём , поколением особей , размножающихся половым путём с образованием гамет ( имеет регулярный характер ) ; характерно для простейших и большинства растений

Вторичная смены поколений ( гетерогония ) – чередование полового размножения с партеногенезом ( например , у трематод )

v Преобладание ( удлиннение ) диплофазы в историческом развитии ( у большинства современных организмов ) объясняется тем , что

— благодаря гетерозиготнотси и рецессивности в диплоидном состоянии укрываются от естественного отбора , сохраняются и накапливаются в генофонде популяций разнообразные наследственные изменения ( мутацим , новые аллели )

— накопление мутаций ведёт к образованию резерва наследственной изменчивости и эволюционным перспективам вида

v Гаплоидное поколение ( гаплофаза ) у позвоночных животных и у цветковых растений в процессе эволюционного развития сокращается до нескольких клеток и не существует в виде отдельных особей ( у цветковых гаплоидный гаметофит представляет собой группу клеток , дающих начало зародышевому мешку и пыльцевым зёрнам ; у позвоночных животных гаплофаза представлена гаплоидными гаметами )

v Биологический смысл чередования поколений с половым и бесполым размножением заключается в увеличении комбинативной и мутационной наследственной изменчивости , необходимой для преодоления генетического однообразия особей , размножающихся бесполым путём , расширении эволюционных и экологических перспектив группы , а также повышении адаптивных возможностей в разные сезоны ( зимовка , высокая скорость размножения и распространения в благоприятный период )

Особенности покрытосеменных растений

Исключительность этих растений заключается в следующем:

• Двойное оплодотворение. Из одного семени после контакта с яйцеклеткой возникает зигота. Далее из нее образуется зародыш. Из второго образуется триплоидная клетка, впоследствии приводящая к развитию эндосперма, содержащего питательные вещества.
• Пыльца первоначально попадает на рыльце пестика и далее в пыльцевой вход семяпочки. Последняя защищена от повреждений, так как заключена в пестиковую полость завязи.

• Наличие цветка дает возможность размножения семенами.
• Гаметофит женский – это зародышевый мешок, а мужской – пыльцевое зерно. Они довольно быстро развиваются и значительно упрощены, в отличие от других растений. С другой стороны, они находятся под постоянной защитой и зависят от спорофита.
• В жизненном цикле покрытосеменных преобладает диплоидный спорофит.

Чередование поколений у растений

Типичное чередование поколений характерно для растений, у которых многоклеточны как диплоидная фаза (диплонт), так и гаплоидная (гаплонт). Диплонт образует спорангии, в которых в результате мейоза возникают споры (поэтому диплонт называют также спорофитом или бесполым поколением). Гаплонт образует гаметангии, в которых без редукционного деления — мейоза образуются половые клетки — гаметы (гаплонт называют также гаметофитом или половым поколением).

Спорофит развивается из зиготы, возникающей в результате оплодотворения, т. е. слияния двух гамет, а гаметофит — из споры. У немногих растений (например, у некоторых зеленых и бурых водорослей) спорофит и гаметофит развиты одинаково, а у большинства растений в циклах развития преобладает либо гаметофит (например, у мохообразных), либо спорофит — бурая водоросль ламинария, папоротникообразные и семенные растения.

У многих зеленых водорослей (хламидомонада, улотрикс, спирогира и др.) диплоидны только зиготы, при прорастании которых происходит мейоз. А у сифоновых, диатомовых и некоторых бурых водорослей, как и у огромного большинства животных, гаплоидны только гаметы, возникающие в результате мейоза. Поэтому у этих растений фактически чередования поколений нет, хотя смена ядерных фаз происходит.

Фазы в циклах развития высших растений имеют особые названия: спорофиты мохообразных называют спорогониями (они развиваются на гаметофитах), а гаметофиты остальных высших растений — заростками. У папоротникообразных они существуют самостоятельно, а у семенных развиваются на спорофитах.

Заростки равноспорбвых растений обоеполы, а разноспоровых — раздельнополы и более редуцированы (особенно мужские), чем заростки равноспоровых. Так, например, у покрытосеменных растений мужской заросток — это развивающееся из микроспоры пыльцевое зерно, а женский заросток — зародышевый мешок, развивающийся из мегаспоры.

Выход растений на сушу

Изучение ископаемых остатков показывает, что растительный мир Земли постепенно изменялся. Переход растений к наземному образу жизни, по-видимому, был связан с существованием периодически заливавшихся и освобождавшихся от воды участков суши. Осушение этих участков происходило постепенно. У некоторых водорослей стали появляться приспособления к обитанию вне воды.

В это время (более 400 млн лет назад) на земном шаре был влажный и тёплый климат. Начался переход некоторых растепий от водного к наземному образу жизни. У древних многоклеточных водорослей строение постепенно усложнялось, и они дали начало первым наземным растениям (рис. 23).

Одними из первых наземных растений были росшие по берегам водоёмов риниофиты. Они существовали 420—400 млн лет назад, а потом вымерли.

Строение риниофитов ещё напоминало строение многоклеточных водорослей: отсутствовали настоящие стебли, листья, корни, в высоту они достигали около 25 см. Риниофиты имели древовидную форму. Ризоиды, с помощью которых они прикреплялись к почве, поглощали из неё воду и минеральные соли. Наряду с подобием корней, стебля и примитивной проводящей системы риниофиты имели покровную ткань, предохранявшую их от высыхания. Размножались они спорами.

Классификация высших растений

❖ Отделы высших растений:
■ Риниофиты (полностью исчезли),
■ Моховидные (25 000 видов),
■ Плауновидные (1 200 видов),
■ Хвощевидные (30 видов),
■ Папоротниковидные (10 000 видов),
■ Голосеменные (около 700 видов),
■ Покрытосеменные, или Цветковые (250 000 видов;).
Краткая характеристика отделов приведена в таблице:

Высшие споровые растения — высшие растения, у которых процессы полового и бесполого размножения разделены, причем бесполое размножение и расселение растений осуществляется преимущественно гаплоидными спорами, образующимися в результате мейоза в спорангиях бесполых спорофитов. Споры дают начало половому поколению — гаметофитам, способным образовывать гаметы.

■ К высшим споровым растениям относятся Риниофиты, Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные.

Семенные растения — высшие растения, у которых размножение и расселение осуществляется преимущественно многоклеточными образованиями — семенами, формирующимися в результате взаимосвязанных и последовательно протекающих процессов бесполого и полового размножения; характеризуются независимостью оплодотворения от наличия воды.

■ К семенным растениям относятся отделы Голосеменные и Покрытосеменные.

Вегетативный способ размножения

При вегетативном варианте размножения происходит разделение на акинеты — толстостенные клетки. Он заключается в отделении от маточника какой-то его части — выводковой почки или тельца. Таким способом размножаются некоторые низшие растения, в том числе саргассовые, бурые и красные водоросли. Вегетативно размножаются даже цветковые растения, например ряска. У некоторых из них образуются выводковые почки, которые опадают на землю и там укореняются. Также почки могут ответвляться и отделяться от материнского растения. У покрытосеменной группы растений очень часто встречается развитие побегов под землёй от корневища.