Особенности строения и цикла развития основных представителей Папоротниковидных.

Отдел папоротниковидные PTEROPHYTA POLYPODIOPHYTA. Папоротнки, как плауны и хвощи, происходят от псилофитов. Объединяет около 10 тыс. видов, в СНГ 100 видов. Включает классы: Marattiopsida, Polypodiopsida. и др.

В качестве типичного представителя настоящих папоротников рассмотрим щитовник мужской Aspidiumfilixmas, широко распространенный в лесах умеренной зоны. Размножается корневищами, бесполым и половым путем. Из корневищ вырастает пучок листьев. Молодые листья свернуты улиткой у основания взрослых, начинают развертываться под почвой и на третий год заканчивают формирование, достигая в длину 1 и более метров. Сформированные листья двоякоперистораздельные, растут верхушкой и каждый год отмирают. К середине лета на нижней стороне листа образуются спорангии. Спорангии сидят группами на толстом выросте плаценте, образуя сорусы. В каждом спорангии споры округлой формы с двойной оболочкой (экзина и интина).

В благоприятных условиях спора прорастает и дает заросток (половое поколение, гаметофит). На нижней стороне заростка развиваются ризоиды, которыми он прикрепляется к земле, а также антеридии и выше архегонии. Передвижение сперматозоидов связано с водой.

Из зиготы вырастает зародыш, а из зародыша взрослое растение спорофит (диплоидный), заросток погибает.

С точки зрения прогресса эволюции предоставляет интерес водный папоротник сальвиния Salvinianatans, который образует споры двух типов: микроспоры и мегаспоры в микро и мегаспорганиях как начало половой дифференциации.

19.Особенности цикла развития голосеменных на примере сосны обыкновенной.

Цикл развития хвойных (сосны): 1 – мужская шишка;2 – микроспорофилл с микроспорангием; 3 – пыльца; 4 – женская шишка; 5 – мегаспорофилл; 6 – чешуйка с двумя семязачатками; 7 – чешуя с двумя семенами в шишке третьего года; 8 – проросток

Однодомное растение. Микроспорофиллы собраны в шишках, сидящих у основания молодых ветвей. Шишка имеет ось, на которой снизу доверху по окружности сидят микроспорофиллы. На нижней стороне каждый имеет 2 микроспорангия, в которых развиваются микроспоры. Микроспора прорастает еще в микроспорангии. При делении ее ядра образуется одна антеридиальная клетка и одна вегетативная. Вегетативная клетка отмирает, а антеридиальная образует базальную и сперматогенную (генеративную) клетку, дающую два спермия. После образования этих двух клеток микроспорангий вскрывается и пыльца разносится ветром.

Женские шишки возникают на верхушках молодых побегов. На оси шишки расположены два рода чешуй: наружные бесплодные, называемые кроющими чешуями, и внутренние семенные, на верхней стороне которых в основании расположены две семяпочки (мегаспорангии). Кроющая чешуя есть стерилизованный мегаспорофилл.

Семяпочка состоит из нуцеллуса и покровов (интегументов). На верхушке семяпочки находится пыльцевход. Обычно одна из клеток нуцеллуса становится материнской клеткой мегаспор. Она делится с редукцией хромосом на 4 мегаспоры, 3 верхние дегенерируют, одна сохраняется. Прорастая, мегаспора дает женский многоклеточный заросток эндосперм. На стороне заростка, обращенной к пыльцеходу, образуются два архегония, в каждом поляризуется одна крупная яйцеклетка и 24 маленькие шейковые клетки.

Попав через пыльцевход на нуцеллус семяпочки, пыльца долгое время (год) остается в состоянии покоя, прилипая к нему. Через год прорастает. Базальная клетка образует пыльцевую трубку, которая внедряется в нуцеллус и растет в его ткани. Антеридиальнаяделится на 2: генеративную и базальную. Базальная попадает в трубку и предоставляет среду для продвижения генеративной, которая дает два спермия (не сперматозоида). Пыльцевая трубка доносит их до архегониев, лопается и один спермий проникает к яйцеклетке и оплодотворяет ее. Зигота делится, образуя зародыш, который развивается за счет первичного эндосперма (материнского происхождения).

Созревание семян происходит в конце 2 года. Женская шишка разрастается, из красной становится зеленой, чешуи во время оплодотворения и развития семени плотно примыкают друг к другу. Зрелая шишка становится бурой, чешуи раскрываются и семена высыпаются. Итак, подвижных сперматозоидов не существует, вместо них спермии, доносимые до архегониев пыльцевой трубкой, половой процесс отошел наконец от водной среды.