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.