Вопрос 3.Половое размножение растений. Типы полового процесса. Гаметы, гаметангии, гаметофит.

Основу полового размножения (или воспроизведения) составляет половой процесс — слияние мужской и женской гамет. Органы, образующие их, — антеридии и архегонии — развиваются на растениях полового поколения — гаметофитах. У водорослей (за исключением харовых^[17]) они одноклеточные, у высших растений — всегда многоклеточные, как и спорангии^[14].

Внутренние фертильные клетки антеридия составляют сперматогенную ткань, образующую мужские гаметы (сперматозоиды). Типичный зрелый архегоний состоит из расширенного брюшка и узкой шейки, заполненной шейковыми канальцевыми клетками. В процессе эволюции количество фертильных клеток сократилось до единственной яйцеклетки. Оплодотворение внутреннее, в брюшке архегония. Образующаяся при этом зигота представляют собой первую клетку спорофита^[18].

Выше дана самая общая характеристика полового размножения растений; вместе с тем у отдельных групп растений оно имеет свои существенные особенности.

У одноклеточных организмов выделяют две формы полового размножения — копуляцию и конъюгацию.

При копуляции половой процесс осуществляется с помощью специализированных половых клеток, — гамет. У одноклеточных они возникают путем многократного деления клетки-организма.

Гаметы существенно отличаются от клетки-особи по размерам, форме, в них может не быть ряда органелл. Например, в гаметах зеленых жгутиконосцев отсутствуют хлоропласты, светочувствительный глазок и т. д. Кроме того, одни особи вида продуцируют мелкие «мужские» микрогаметы, а другие — более крупные «женские» макрогаметы. При анизогамии и макро-, и микрогаметы снабжены жгутиками и подвижны. Копуляция происходит только между микро- и макрогаметами.

При конъюгации (например, у инфузорий) специальные половые клетки (половые особи) не образуются. У этих организмов имеются два ядра — макро- и микронуклеус. Обычно инфузории размножаются делением надвое. При этом микронуклеус сначала делится митотически. Из него формируются стационарное и мигрирующее ядра, имеющие гаплоидный набор хромосом. Затем две клетки сближаются, между ними образуется протоплазматический мостик. По нему происходит перемещение в цитоплазму партнера мигрирующего ядра, которое затем сливается со стационарным. Формируются обычные микро— и макронуклеусы, клетки расходятся. Так как при этом процессе не происходит увеличения количества особей, то говорят о половом процессе, а не о половом размножении. Однако происходит обмен (рекомбинация) наследственной информацией, поэтому потомки генетически отличаются от своих родителей. И поэтому мы все-таки рассматриваем конъюгацию как половой процесс. После его завершения инфузории, по существу, представляют собой новые особи, генетически отличные от исходных организмов, ибо у них в результате взаимного обмена гаплоидными ядрами на 50 % обновляются хромосомные наборы. В дальнейшем они размножаются бесполым путем.

Гаме́ ты (от греч. γ ᾰ μ ε τ ή — жена, γ ᾰ μ έ τ η ς — муж), или половые клетки, — репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный (одинарный) набор хромосом и участвующие в гаметном, в частности, половом размножении. При слиянии двух гамет в половом процессе образуется зигота, развивающаяся в особь (или группу особей) с наследственными признаками обоих родительских организмов, произведших гаметы.

У некоторых видов возможно и развитие в организме одиночной гаметы (неоплодотворённой яйцеклетки) — партеногенез.

Гаметангий — орган полового размножения у растений, в котором развиваются половые клетки. У водорослей и грибов гаметангием называют клетку, в которой образуются подвижные половые элементы — гаметы.

Женские гаметангии называются архегониями, мужские гаметангии называются антеридиями.

Гаметангии развиваются на гаметофите.

У некоторых грибов гаметангием являются многоядерные клетки, содержимое которых, не дифференцированное на гаметы, сливается при половом процессе. У низших растений содержимое гаметангий иногда не дифференцировано на отдельные гаметы и в этом случае при половом процессе происходит слияние целых гаметангий.

Гаметофит — гаплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из спор и производящая половые клетки (гаметы).

Развивается из гаплоидных спор. На гаметофите в специальных органах гаметангиях развиваются половые клетки гаметы. Гаметангии, производящие мужские гаметы, называются антеридии, а гаметангии, производящие женские гаметы — архегонии. Оплодотворение женских гамет у наземных растений, как правило, происходит в архегонии, после чего из зиготы развивается диплоидный спорофит, который первое время зависит от гаметофита. У большинства многоклеточных водорослей оплодотворение происходит в воде (изогамия, гетерогамия и оогамия) и образовавшийся в результате оплодотворения спорофит не зависит от гаметофита. В разных группах высших растений и водорослей гаметофит развит в различной степени. У одних он существует непродолжительное время (папоротники), у других преобладает в течение всей жизни (мхи).

Вопрос 4. Происхождение и общее строение цветка. Типы околоцветников.

Из попыток понять происхождение наиболее типичного для покрытосеменных растений обоеполого цветка с так или иначе устроенным околоцветником родились основные гипотезы происхождения покрытосеменных как таксона.

Фоллиарная теория

Теория, исходящая из гипотезы Иоганна Вольфганга Гёте, в соответствии с которой цветок есть укороченный побег и его элементы, кроме цветоложа, имеют листовое происхождение.

Псевдантовая теория

Время: начало XX века.

Основатели: А. Энглер, Р. Веттштейн.

Теория основана на представлении о происхождении цветковых от эфедроподобных и гнетоподобных голосеменных предков. Была разработана оригинальная концепция происхождения цветка — идея о независимом возникновении частей цветка как органов «sui generis». Предполагалось, что первичными у покрытосеменных были раздельнополые опыляемые ветром цветки с небольшим и строго фиксированным числом частей, а дальнейшая их эволюция шла по линии от простого к сложному.

Стробилярная, или эвантовая теория

Время: конец XVIII века — начало XX века.

Основатели: И. В. Гете, О. П. Декандоль (типологические построения), Н. Арбер и Дж. Паркин.

Согласно этой теории, наиболее близки к искомым предкам покрытосеменных мезозойские беннеттиты, а исходный тип цветка представляется сходным с тем, что наблюдается у многих современных многоплодниковых: обоеполый энтомофильный цветок с удлиненной осью, большим и неопределенным числом свободных частей. Дальнейшая эволюция цветка в пределах покрытосеменных имела редукционный характер.

Теломная теория

Время: с 30-х годов XX столетия.

Основатель: В. Циммерман.

Согласно этой теории, все органы высших растений происходят и независимо развиваются из теломов; высшие растения с настоящими корнями и побегами происходят от риниофитов, тело которых было представлено системой дихотомически ветвящихся простых цилиндрических осевых органов — теломов и мезомов. В ходе эволюции в результате перевершинивания, уплощения, срастания и редукции теломов возникли все органы покрытосеменных растений. Листья семенных растений возникли из уплощённых и сросшихся между собой систем теломов; стебли — благодаря боковому срастанию теломов; корни — из систем подземных теломов. Основные части цветка — тычинки и пестики — возникли из спороносных теломов и эволюционировали независимо от вегетативных листьев.

Околоцветник называют двойным, если цветок имеет чашечку и венчик (яблоня, огурец). Если в цветке лепестки отсутствуют или между чашелистиками и лепестками нет выраженных различий, околоцветник называют простым (лилия, амариллис, тюльпан). Простой околоцветник, состоящий из одного венчика, называется венчиковидным, как у орхидеи, тюльпана, рябчика, и его крупные и яркие листочки похожи на лепестки. Другие растения, такие как крапива, ситник, свекла, имеют простой чашечковидный околоцветник, листочки которого мелкие, неяркие, в основном, зеленого цвета, похожие на чашелистики.

 

В природе существуют цветки, у которых околоцветник отсутствует (ясень, осока, ива, злаки), они называются голыми. Роль околоцветника у таких растений выполняют чешуйки, волоски, щетинки и др.

В природе существуют разнообразные формы околоцветников, которые приспособились к многообразным насекомым, которые их опыляют.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: