Плаун булавовидный. Таксономическое положение, строение, цикл развития.
Спорофит плауна булавовидного – многолетнее вечнозеленое растение, преобладает в цикле развития. В своем составе имеет стелющийся дихотомически разветвленный стебель, покрытый спирально расположенными маленькими ланцетно-линейными листочками (микрофиллами) и закрепленный в почве дихотомически разветвленными корнями. Стеблевые побеги заканчиваются верхушечными почками или спороносными колосками (стробилами). Спороносные колоски на длинных ножках состоят из оси, на которой спирально расположены спороносные листья (спорофиллы) со спорангиями с верхней (дорсальной) стороны. После редукционного (мейотического) деления материнских диплоидных клеток образуются гаплоидные споры. Споры покрыты двойной оболочкой (эндо- и экзоспорием) и содержат до 50% масла. После созревания споры рассеиваются и в благоприятных условиях прорастают. Развитие гаметофита (заростка) из спор происходит медленно в течение 12-20 лет. Он образует ризоиды, которыми закрепляется в почве и поглощает воду, а также вступает в симбиоз с мицелием гриба, который размещается в его коровой части. Заросток развивается в почве без доступа света, поэтому не имеет хлоропластов, однако если он выходит на поверхность, они образуются. Гаметофит двуполый и напоминает луковицу, позже разрастается до 2-3 см в диаметре, и имеет блюдцеобразную форму. Антеридии и архегонии размещены рядом на верхней стороне и погружены в паренхимную ткань. Антеридии овальной формы, архегонии – колбообразные. В брюшной части архегониев содержится яйцеклетка и брюшная канальцевая клетка, в шейке – шейные канальцевые клетки. Для перемещения сперматозоидов с антеридиев к яйцеклеткам архегониев необходима вода. Заплывая в шейку архегония, сперматозоид движется в брюшко архегония, где сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу – первую диплоидную клетку спорофита. Зародыш – молодой спорофит, медленно развивается на гаметофите, получая из него необходимые питательные вещества. Когда корни зародыша прорастают в почву, он отсоединяется от гаметофита и разрастается во взрослое растение. При постепенном созревании архегониев на гаметофите в них могут образовываться и развиваться несколько разновозрастных спорофитов одновременно.
Селягинелла. Таксономическое положение, строение , цикл развития.
К порядку Селагинелловые (Selaginellales) относится один род —селагинелла(Selaginella), насчитывающий почти 700 видов, растущих в тропических и субтропических областях, и лишь немногие виды встречаются в умеренной зоне Евразии и Северной Америки. В России произрастает 8 видов селагинеллы.
Селагинелла – растение разноспоровое. На спороносных колосках образуется два типа спор микро-и мегаспоры, из них развиваются два типа заростков мужские и женские.
Строение стебля: стебель с наружи покрыт эпидермой без устьиц. Кора хорошо выражена и состоит из паренхимных клеток. Стель расположена в центральной части и подвешена на однорядных хлорофилоностных нитях- трабекулах, отходящих от эндодермы.
Строение стробила- спороносный колосок состоит из оси, на которой располагаются микро –и мегаспорофилла. На их верхней стороне по 1-му почковидному микро или мегаспорангию. В результате редукционного деления в микроспорангиях образуется множество мелких микроспор. Из микр. Споры образ. Сильно редуцированный мужской гаметофит, представленной лишь одной вегет. Клеткой и редуцированные восмиклеточным антеридием, дающим начало двужгутиковым сперматозоидам. В мегаспорангиях образ. 4 мегаспоры. Женский заросток начальный этап своего развития проходит под оболочками мегаспоры. На свободной поверхности заростка закладываются архегонии и ризоиды. Оплодотворение при наличии воды.
Хвощ полевой. Таксономическое положение , строение , цикл развития.
Хвощ полевой (Equisetum arvense)распространён на полях в условиях избыточного увлажнения. Это многолетнее травянистое растение.
Строение
Подземная часть его представлена корневищем, боковые ветви которого превращаются в клубни, служащие местом накопления запасных питательных веществ, а также органами вегетативного размножения. От узлов корневища отходят придаточные корни. Рано весной на корневищах вырастают бледно-розовые спороносные побеги, заканчивающиеся спороносными колосками. Стебли их не ветвистые, членистые, разграничены на узлы и междоузлия. Листья редуцированы до чешуй и располагаются мутовками в узлах.
Жизненный цикл
Спороносный колосок состоит из оси, на которой мутовчато располагаются спорофиллы, имеющие вид шестигранных щитков. На внутренней стороне щитка располагаются 6-8 спорангиев, внутри которых образуются споры одинаковой формы и величины. Из спор развиваются обоеполые заростки (гаметофиты). Они зелёные, свободноживущие, прикрепляются к почве ризоидами. Архегонии и антеридии погружены в ткань заростка. Сперматозоиды много жгутиковые. Оплодотворение происходит в присутствии воды. Из оплодотворённой яйцеклетки развивается зародыш, из него — взрослое растение (спорофит). После рассеивания спор у хвоща полевого спороносные побеги отмирают, и на смену им вырастают зелёные ассимилирующие побеги. Стебель у них ребристый, разделён на узлы и междоузлия, на нём располагаются мутовками боковые побеги. В узлах стебля располагаются редуцированные до чешуй листья, которые срастаются и образуют вздутую мутовку. Вследствие редукции листьев процесс фотосинтеза осуществляется стеблем.
Равноспоровые папоротники. Примеры растений. Особенности цикла развития.
Равноспоровые папоротники - это обычно многолетние растения, любящие тень и влагу. Они имеют подземное корневище, от которого в почву отходят придаточные корни, а на поверхность земли' — листья. Листья могут быть цельными или расчленёнными. Наиболее часто встречаются перисто- или дважды перисто расчленённые листья. У взрослого растения их бывает 5-7, а иногда и более. Длина листьев обычно достигает 30-50 см, но может составлять 3 м и более. Листья бывают и очень мелкими (всего несколько миллиметров). Листья папоротников в молодом возрасте обычно улиткообразно закручены и растут верхушкой, как побеги. Спорангии у папоротников собраны в сорусы, которые размещены по преимуществу с нижней стороны обычных листьев. Сверху сорусы прикрыты индузием. Споры при благоприятных условиях прорастают в двуполый гаметофит, который бывает зелёным и имеет вид округло-серцевидной пластинки 0,5-0,9 см в диаметре. К почве он прикрепляется ризоидами. После оплодотворения, которое, как и у других споровых растений, невозможно без воды, из зиготы формируется зародыш, а из последнего - взрослое растение. Пока спорофит не начнёт самостоятельно фотосинтезировать, он питается за счёт гаметофита.
Наиболее распространёнными являются щитовник мужской и кочедыжник женский, орляк обыкновенный, многоножка обыкновенная и т. д. Щитовник и кочедыжник внешне очень похожи, но у кочедыжника листья расчленены на более тонкие и более нежные доли, чем у щитовника. Вероятно, именно поэтому в народе и называют щитовник мужским папоротником, а кочедыжник - женским.
Примером для рассмотрения цикла развития равноспоровых папоротников может служить любой из папоротников, встречающихся в наших лесах, хотя бы мужской папоротник — Dryopteris (Aspidium) filix mas.
На нижней стороне его сложно перистого листа вдоль средней жилки образуются кучки спорангиев со спорами — сорусы, покрытые округлосердцевидной пластинкой — покрывальцем (индузием). Спора, попав во влажную среду, прорастает и дает сначала короткую прямую нить, формирующуюся затем в округло-сердцевидную пластинку, так называемый заросток.. Заросток состоит из нескольких слоев клеток, по краю же — однослойный, размер его 1—1,5 см в диаметре. В верхней части, в выемке, помещается точка роста. Клетки заростка содержат большое количество хлорофилловых зерен, и заросток, таким образом, питается самостоятельно. На заростке образуются антеридии и архегонии (последние ближе к выемке).
Антеридии — округлой формы, одеты однослойной оболочкой. В них образуются сперматозоиды в виде штопорообразного скрученного тельца, на нижнем конце несущего венец жгутиков. Архегонии погружены брюшной частью в ткань заростка, шейками же возвышены над его поверхностью. Строение их обычное. При созревании архегониев шейка вскрывается на верхушке, сперматозоиды с каплями росы или дождя попадают внутрь архегония, и один из них сливается с яйцеклеткой, производя оплодотворение.
Оплодотворенная клетка — зигота, приступив к делению, формирует зародыш, первоначально питающийся за счет заростка. После образования корешка, стебля и листа (семядоли) зародыш начинает самостоятельное существование и образует постепенно взрослое растение — папоротник. Здесь мы также имеем правильную «смену поколений»: бесполое поколение (папоротник) сменяется половым (заростки), которое опять сменяется бесполым. В цикле развития преобладает, однако, спорофит — сам папоротник — мощное растение, на листьях которого образуются спорангии со спорами. Гаметофит же (заросток) имеет незначительные размеры и кратковременное существование. Оба поколения, в отличие от мхов, имеют самостоятельное существование, разделены друг от друга. Редукционное деление происходит при образовании спор.
Разноспоровые папоротники. Примеры растений. Особенности цикла развития.
Современные разноспоровые папоротники являются водными растениями. Пример: сальвиния плавающая, которая свободно плавает на поверхности водоёмов с медленным течением или со стоячей водой.
Представителем разноспоровых папоротников может служить водный папоротник сальвиния. Сальвиния относится к порядку Salvitiiales. Род Salvinia содержит 8 видов, распространенных главным образом в тропических и субтропических областях. В Южной половине Европейской части России встречается сальвиния плавающая (Salvinia natans). Тонкий стебелек Salvinia natans несет в узлах листья, сидящие мутовкой по 3. Два листа — овально-ланцетные, зеленые, плавающие, третий лист — подводный, сильно рассеченный, заменяющий растению корни. Настоящих корней у Salvinia нет.
В анатомическом строении стебля и листьев резко выражены черты приспособления к водной жизни: много крупных воздушных полостей, ничтожно развиты механические элементы, сильно редуцирована проводящая ткань.
У основания подводного листа, на коротких боковых разветвлениях образуются шарообразные сорусы, называемые здесь спорокарпиями. Они все одинакового размера и формы, но содержат внутри разные спорангии. В одних спорокарпиях образуется большое число мелких шаровидных спорангиев (микроспорангиев), в других — небольшое число более крупных яйцевидно овальных спорангиев (мегаспорангиев).
Снаружи спорокарпии одеты двойной оболочкой — индузием. В микроспорангиях развиваются 64 мелкие микроспоры. В зрелых мегаспорангиях находится одна крупная мегаспора. При созревании микроспоры прорастают внутри микроспорангия и образуют сильно редуцированный (упрощенный) мужской заросток, состоящий из нескольких вегетативных клеток и двух антеридиев. В каждом антеридии образуется по четыре спирально скрученных сперматозоида, с венцом жгутиков на переднем конце. Заростки при прорастании пробивают стенку спорангия и высовываются наружу. Мегаспора отпадает от материнского растения, окруженная оболочкой мегаспорангия, и при прорастании образует женский заросток, состоящий из зеленых клеток. На заростке образуются архегонии, погруженные брюшком в ткань заростка.
После оплодотворения из зиготы развивается небольшой зародыш, связанный первоначально небольшой ножкой с заростком. Постепенно развиваясь, зародыш дает далее начало взрослому растению Salvinia..
Чрезвычайно важно отметить сильную редукцию полового поколения (заростка), особенно мужского. Во всех группах высших растений, параллельно возникновению разноспоровости, наблюдается редукция полового поколения.