link1332 link1333 link1334 link1335 link1336 link1337 link1338 link1339 link1340 link1341 link1342 link1343 link1344 link1345 link1346 link1347 link1348 link1349 link1350 link1351 link1352 link1353 link1354 link1355 link1356 link1357 link1358 link1359 link1360 link1361 link1362 link1363 link1364 link1365 link1366 link1367 link1368 link1369 link1370 link1371 link1372 link1373 link1374 link1375 link1376 link1377 link1378 link1379 link1380 link1381 link1382 link1383 link1384 link1385 link1386 link1387 link1388 link1389 link1390 link1391 link1392 link1393 link1394 link1395 link1396 link1397 link1398 link1399 link1400 link1401 link1402 link1403 link1404 link1405 link1406 link1407 link1408 link1409 link1410 link1411 link1412 link1413 link1414 link1415 link1416 link1417 link1418 link1419 link1420 link1421 link1422 link1423 link1424 link1425 link1426 link1427 link1428 link1429 link1430 link1431 link1432 link1433 link1434 link1435 link1436 link1437 link1438 link1439 link1440 link1441 link1442 link1443 link1444 link1445 link1446 link1447 link1448 link1449 link1450 link1451 link1452 link1453 link1454 link1455 link1456 link1457 link1458 link1459 link1460 link1461 link1462 link1463 link1464 link1465 link1466 link1467 link1468 link1469 link1470 link1471 link1472 link1473 link1474 link1475 link1476 link1477 link1478 link1479

Лекции по биологии: протисты, грибы, растения — Семенные растения. Сравнительная характеристика особенностей размножения

Семенные растения. Сравнительная характеристика особенностей размножения


Возникновение семени — это крупнейший ароморфоз в эволюции растений, обеспечивший их развитие и распространение на Земле.

Все семенные растения — разноспоровые. Если у споровых растений мегаспора падает на землю, то у семенных остается в мегаспорангии. Здесь из мегаспоры вырастает женский заросток и образуется архегоний с женской половой клеткой.

Микроспора (пылинка) ветром или насекомыми переносится к спорангию, содержащему мегаспору. Микроспора прорастает, превращаясь в очень простой мужской заросток, на котором образуются или сперматозоиды (у некоторых голосеменных), или пыльцевая трубка (у хвойных и всех покрытосеменных). В первом случае сперматозоид сливается с яйцеклеткой, а во втором — одно из ядер мужского заростка впрыскивается в женский. Второй вариант позволяет осуществить оплодотворение при отсутствии воды.

Голосеменные растения произошли от древнейших папоротниковидных в девонском периоде. В настоящее время насчитывают около 700 видов деревьев и кустарников. Основную их группу составляют хвойные деревья: ель, сосна, лиственница, кедр, пихта, можжевельник, туя, кипарис и т.д. В жизненном цикле этих растений господствует диплоидный спорофит. Деревья имеют ствол с хорошо развитой корой и древесиной, пронизанными смоляными ходами, где накапливаются смолы, эфирные масла, бальзамы, и хвойные или чешуевидные листья.

Сосна — многолетнее растение, размножающееся семенами, которые образуются в шишках. Шишки бывают двух типов — мужские и женские. Мужские шишки развиваются у основания молодых побегов. Они состоят из оси, покрытой чешуйками, которые и являются микроспорофиллами. На нижней стороне каждой чешуйки находятся два микроспорангия (пыльцевых мешка), в которых после мейотического деления исходных клеток развиваются гаплоидные микроспоры. Из микроспор образуются пыльцевые зерна. Пыльцевое зерно сосны является гаметофитом. Оно покрыто двумя оболочками (экзиной и интиной), между которыми находится камера, заполненная воздухом. Воздух облегчает вес пыльцы. Внутри каждой микроспоры образуется два спермия и клетки, дающие начало пыльцевой трубке.

Женские шишки развиваются на конце молодых побегов. Их образуют семенные и кроющие чешуйки. На нижней стороне семенных чешуек формируется по два семязачатка — мегаспорангия. Каждый мегаспорангий имеет покров (интегумент) и центральную часть (нуцеллус). В семязачатке есть пыльцевход (микропиле). Мегаспора после митотического деления прорастает в женский гаметофит, образованный гаплоидным эндоспермом и двумя архегониями с яйцеклетками.

Опыление у сосны происходит следующим образом: пыльца приклеивается к семязачаткам смолистым веществом. Вегетативная клетка пыльцы образует пыльцевую трубку, кото-

clip_image008

Рис. 28. Жизненный цикл голосеменных на примере сосны: 1—6 — развитие спорофита (1 — зигота; 2 — зародыш семени;

3 — спорофит; 4 — женская шишка; 5 — мужская шишка; 6 — семенная чешуя с семяпочками); 7,8 — развитие гаметофита (7 — микроспора; 8 — верхняя часть семяпочки); 9 — яйцеклетка; 10 — эндосперм

рая проникает в семязачаток. Примерно через 12—14 месяцев происходит оплодотворение. Один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, а другой погибает. Из оплодотворенной яйцеклетки образуется диплоидный зародыш — спорофит. Из остатков нуцеллуса формируется гаплоидный эндосперм, а из интегумента — кожура семени. Покровы чешуи шишки одревесневают и расходятся. Семена, снабженные крылатыми выростами, разлетаются. При попадании в почву в благоприятных условиях они дают начало новому растению.

Покрытосеменные растения произошли, предположительно, в мезозое от голосеменных. Они насчитывают около 250 тыс. видов, господствуют на большей части суши и создают основную часть фитомассы и кислорода. Освоить сушу покрытосеменные растения смогли благодаря прогрессивным изменениям вегетативных и репродуктивных органов.

К основным ароморфозам, обеспечившим появление и распространение цветковых растений, относят:

• формирование сосудистых проводящих тканей — ксилемы и флоэмы;

• появление цветка, из завязи которого развивается плод, защищающий семена; возникновение двойного оплодотворения, обеспечивающего формирование триплоидного эндосперма, необходимого для развития диплоидного зародыша;

• редукция женского гаметофита до восьми клеток зародышевого мешка.

Рис. 29. Жизненный цикл покрытосеменных: 1 —5 — развитие спорофита (1 — зигота; 2 — зародыш семени; 3 — спорофит; 4 — тычиночный цветок; 5 — разрез пестика с семяпочкой); 6,7 — развитие гаметофита (в — пыльца (мужской заросток); 7 — зародышевый мешок); 8 — ядро генеративной клетки;'9 — ядро вегетативной клетки; 10 — центральное ядро (2 n); 11 — яйцеклетка

clip_image010

Женский гаметофит формируется в завязи пестика. Одна из диплоидных клеток семязачатка делится мейотически с образованием четырех гаплоидных мегаспор, причем три из них отмирают, а оставшаяся клетка претерпевает три митотических деления. Образуется зародышевый мешок, или женский гаметофит, состоящий из восьми гаплоидных ядер. Затем в зародышевом мешке формируются: яйцеклетка, диплоидное центральное ядро (образовавшееся в результате слияния двух ядер зародышевого мешка) и несколько дополнительных клеток.

Мужской гаметофит образуется в пыльниках тычинок и представляет собой пылинку, которая содержит генеративную и вегетативную клетки. Из генеративной клетки образуется два спермия.

При попадании на рыльце пестика пыльца прорастает. Из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка, через которую в зародышевый мешок впрыскивается два мужских ядра. Одно из ядер сливается с ядром яйцеклетки, а другое — с диплоидным центральным ядром. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, а из триплоидного ядра — ядра запасающей ткани — эндосперм. Этот способ оплодотворения был открыт С.Г. Навашиным и получил название двойного оплодотворения.

Вы здесь: Главная Биология Лекции по биологии Лекции по биологии: протисты, грибы, растения