Гаметофит

Географическое распространение

Сфагнум с северными растениями-кувшинами ( Sarracenia purpurea ) в Болоте на озере Браун , Огайо

Сфагновые мхи встречаются в основном в Северном полушарии в торфяных болотах, хвойных лесах и влажных тундровых районах. Самая северная их популяция находится на архипелаге Шпицберген в Арктической Норвегии , на 81 ° северной широты.

В Южном полушарии самые большие площади торфа находятся в южной части Чили и Аргентины , что является частью обширной Магеллановой вересковой пустоши ( около 44 000 квадратных километров). Торфяники также встречаются в Новой Зеландии и Тасмании . Однако в Южном полушарии торфяные ландшафты могут содержать много видов мхов, помимо сфагнума . О разновидностях сфагнумов также сообщается из «капающих камней» в горной субтропической Бразилии .

Использует

Стена покрыта мхом

Традиционный

Доиндустриальные общества использовали мхи, растущие на их территориях.

Лапландцы, североамериканские племена и другие приполярные народы использовали мхи в качестве подстилки. Мхи также использовались в качестве утеплителя как для жилищ, так и для изготовления одежды. Традиционно высушенный мох использовался в некоторых странах Северной Европы и России в качестве изолятора между бревнами в бревенчатых домиках , а племена северо-востока США и юго-востока Канады использовали мох для заполнения щелей в деревянных длинных домах. Циркумполярные и альпийские народы использовали мхи для утепления сапог и рукавиц. У Эци-Ледяного человека были ботинки, покрытые мхом.

Способность высушенного мха поглощать жидкости сделала его практичным как в медицине, так и в кулинарии. Североамериканские племена использовали мхи для изготовления подгузников, перевязки ран и поглощения менструальной жидкости. Племена Тихоокеанского Северо-Запада в Соединенных Штатах и ​​Канаде использовали мхи для очистки лосося перед его сушкой и упаковывали влажный мох в ямные печи для пропаривания луковиц камаса . Корзины для хранения продуктов и корзины для варки также были забиты мхом.

Недавнее исследование останков неандертальцев, обнаруженных в Эль-Сидроне, предоставило доказательства того, что их рацион состоял в основном из кедровых орехов, мха и грибов. Это контрастирует с данными из других европейских регионов, которые указывают на более плотоядную диету.

В Финляндии из торфяного мха пекли хлеб во время голода .

Коммерческий

Существует значительный рынок мхов, собранных в дикой природе. Неповрежденный мох используется в основном в цветочной торговле и для украшения дома. Разлагающийся мох из рода Sphagnum также является основным компонентом торфа , который «добывают» для использования в качестве топлива , в качестве добавки к почве для садоводства и для копчения солода при производстве шотландского виски .

Мох сфагнум , как правило, виды S. cristatum и S. subnitens , собирают еще в процессе роста и сушат для использования в питомниках и садоводстве в качестве среды для выращивания растений.

Некоторые сфагновые мхи могут поглощать воду, в 20 раз превышающую их собственный вес. В Первой мировой войне , сфагновые мхи были использованы в качестве повязок первой помощи на солдатских ранах, так как эти мхи сказали поглощать жидкости в три раза быстрее , чем хлопок, удерживать жидкости лучше, лучше распределять жидкости равномерно по себе, и холоднее, мягче, и быть менее раздражающим. Также утверждается, что он обладает антибактериальными свойствами. Коренные американцы были одним из народов, которые использовали сфагнум для изготовления подгузников и салфеток, что до сих пор производится в Канаде .

В сельской местности Великобритании , Fontinalis antipyretica традиционно используется для тушения пожаров , как это можно было бы найти в значительных количествах в тихоходных реках и мох сохранил большие объемы воды , которые помогли потушить пламя. Это историческое использование отражено в его специфическом латинском / греческом названии, приблизительное значение которого — «против огня».

В Мексике мох используют в качестве рождественского украшения.

Биореактор для выращивания мха Physcomitrella patens

Physcomitrella patens все чаще используется в биотехнологии . Яркими примерами являются идентификация генов мха,
влияющих наулучшение сельскохозяйственных культур или здоровье человека,и безопасное производство сложных биофармацевтических препаратов в биореакторе мха, разработанное Ральфом Рески и его сотрудниками.

Лондон установил несколько структур, названных «Городскими деревьями»: стены, покрытые мхом, каждая из которых, как утверждается, обладает «способностью очищать воздух, как 275 обычных деревьев», поглощая оксиды азота и другие типы загрязнения воздуха и производя кислород.

Классификация

Для классификации папоротников в разное время были предложены многочисленные схемы, и они зачастую плохо согласовывались друг с другом. Современные исследования поддерживают более ранние идеи, основанные на морфологических данных. В то же время, в 2006 году Аланом Смитом (англ. Alan R. Smith), ботаником-исследователем Калифорнийского университета в Беркли, и другими была предложена новая классификация, основанная, в дополнение к морфологическим данным, на недавних молекулярных систематических исследованиях. Эта схема делит папоротники на четыре класса:

• Psilotopsida
• Equisetopsida
• Marattiopsida
• Polypodiopsida

Последняя группа включает большинство растений, известных нам как папоротники.

Полная схема классификации, предложенная Смитом и другими в 2006 году, с учётом исправлений в части Cyatheaceae, предложенных в 2007 году группой Петры Корелл (англ. Petra Korall) и других.

Описание растения

Папоротники часто используют для декорации ландшафта. Они неприхотливы по своей природе, весьма красивы и разнообразны. Папоротники иногда называют орляками за их перистый рисунок листвы, напоминающий крылья орла. Одним из самых распространённых видов папоротника, является «Щитовник». Папоротники — самый крупный класс плаунов. Они похожи на мхи, но при этом не являются ими.

У этого красавца есть много полезных качеств. Содержащийся в них белок, с лёгкостью усваивается человеческим организмом и придаёт ему тонус. Также известно его благотворное влияние на нервную систему человека.

Экология

Естественная среда

Поскольку мох гаметофиты являются автотрофными они требуют достаточно солнечного света , чтобы выполнить фотосинтез . Теневыносливость зависит от вида, как и у высших растений. В большинстве районов мхи растут в основном во влажных, затененных областях, таких как лесные массивы и по краям ручьев, но они могут расти где угодно в прохладном, влажном, облачном климате, а некоторые виды адаптированы к солнечным, сезонно засушливым местам, например альпийским. скалы или стабилизированные песчаные дюны.

Выбор субстрата также зависит от вида. Виды мха могут быть классифицированы как произрастающие на: скалах, обнаженной минеральной почве, нарушенных почвах, кислой почве, известковой почве, просачиваниях скал и областях брызг водопада, берегах ручьев , затененной перегнойной почве, поваленных бревнах, обгоревших пнях, основаниях стволов деревьев, верхних стволах деревьев. , и на ветвях деревьев или в болотах . Мосс видов , растущих на или под деревьями , часто специфичны о породах деревьев , они растут на, например, предпочитая хвою более широколиственных деревьев , дубы над ольхи , или наоборот. Хотя мхи часто растут на деревьях как эпифиты , они никогда не паразитируют на дереве.

Мхи также встречаются в трещинах между брусчаткой на сырых городских улицах и на крышах. Некоторые виды, адаптированные к нарушенным солнечным условиям, хорошо приспособлены к городским условиям и обычно встречаются в городах. Примерами могут служить Rhytidiadelphus squarrosus , садовый сорняк в районах Ванкувера и Сиэтла; Bryum argenteum , космополитичный тротуарный мох, и Ceratodon purpureus , красный кровельный мох, еще один космополитический вид. Некоторые виды являются полностью водными, например, Fontinalis antipyretica , водяной мох обыкновенный; и другие, такие как Sphagnum, населяют болота, болота и очень медленно движущиеся водные пути. Такие водные или полуводные мхи могут значительно превышать нормальный диапазон длины, наблюдаемый у наземных мхов. Например, отдельные растения длиной 20–30 см (8–12 дюймов) и более обычны для видов Sphagnum .

Везде, где они встречаются, мхам требуется жидкая вода, по крайней мере, часть года для завершения удобрения. Многие мхи могут пережить иссушение , иногда в течение месяцев, возвращаясь к жизни в течение нескольких часов после регидратации.

Обычно считается, что в Северном полушарии северная сторона деревьев и скал обычно имеет более пышный рост мха, чем другие стороны. Предполагается, что причина в том, что солнечный свет на южной стороне вызывает сухость. Обратное будет верно в Южном полушарии . Некоторые натуралисты считают, что мох растет на влажной стороне деревьев и скал. В некоторых случаях, например, в солнечном климате в умеренных северных широтах, это будет затененная северная сторона дерева или скалы. На крутых склонах может быть подъем в гору. Для мхов, растущих на ветвях деревьев, это обычно верхняя часть ветки на горизонтально растущих участках или около промежности. В прохладном, влажном, облачном климате все стороны стволов деревьев и камней могут быть достаточно влажными для роста мха. Каждому виду мха требуется определенное количество влаги и солнечного света, поэтому он растет на определенных участках одного и того же дерева или камня.

Некоторые мхи растут под водой или полностью переувлажнены. Многие предпочитают хорошо осушенные места. Есть мхи, которые преимущественно растут на камнях и стволах деревьев различного химического состава.

Отношения с цианобактериями

В бореальных лесах некоторые виды мхов играют важную роль в обеспечении экосистемы азотом из-за их связи с азотфиксирующими цианобактериями . Цианобактерии заселяют мох и получают убежище в обмен на фиксированный азот. Мох выделяет фиксированный азот вместе с другими питательными веществами в почву «при нарушениях, таких как высыхание-повторное увлажнение и пожары», делая его доступным для всей экосистемы.

Орган спорангий – что это такое?

В спорангиях развиваются споры, которые представляют собой специфические клетки. Они, подобно семенам цветковых растений, попадают в почву, прорастают. В заростках или гаметофитах образуются мужские и женские половые клетки. Слияние гамет, формирование зиготы происходит в воде.

У хвощей и плаунов органы бесполого размножения напоминают колоски, у мхов — коробочки. Споровместилища плесеней — это темноватые утолщения на ниточках гиф, у голосеменных — мужские и женские шишки. Папоротники защищают своих деток лучше всех: спорангии выглядят как коричневатые бугорки на нижней поверхности листьев.

Папоротник мужской в медицине

Уже много веков папоротник мужской применяется как эффективное противоглистное средство. При заражении опасными паразитами – бычьим и свиным цепнями (солитёрами) препараты из корневища щитовника способны избавить организм от этих ленточных червей.

Вещества, содержащиеся в папоротнике, вызывают паралич мускулатуры ленточных червей. После этого цепни изгоняются с помощью слабительного.

Фармакологические препараты на основе папоротника – это прежде всего густой экстракт папоротника мужского (капсулы) и филиксан (таблетки).

Существуют и другие, комплексные противоглистные препараты, действующие не только на ленточных червей: антигельминт, гельминтон, дигестодорон. Папоротник мужской они включают, как один из компонентов.

Однако лечение гельминтозов – прежде всего презумпция медиков! Именно они устанавливают диагноз, выписывают рецепт, контролируют результаты лечения. Самолечение опасно!

Тем более опасно самостоятельное лечение корневищем папоротника мужского. Ведь он ядовит!

Да, его яды действуют на холоднокровных животных сильнее, чем на теплокровных. Но они могут быть опасны и для человека. Под воздействием ядов оказывается центральная нервная система, сердечная мышца, желудочно-кишечный тракт.

Признаками отравления являются: головокружение, мышечная слабость, боли в желудке, тошнота, рвота, понос. В наиболее тяжелых случаях возможны судороги, нарушение зрения, потеря сознания и даже смерть от остановки сердца и дыхания.

Противопоказания в применении папоротника мужского:

• сердечная недостаточность
• заболевания печени и почек
• язва желудка и двенадцатиперстной кишки
• туберкулез
• беременность
• возраст до двух лет.

Народная медицина применяет папоротник мужской также наружно – для заживления ран и язв, при различных кожных болезнях, при заболеваниях суставов.

Особенности жизненного цикла папоротника

На настоящий момент количество разновидностей папоротниковых достигает около 10 тысяч. Продолжительность жизни – около 100 лет. Однолетние и многолетние типы встречаются по всему миру, чаще всего увидеть их можно в лесах с повышенной влажностью, так как вода помогает папоротнику размножаться.

Исключительность папоротников обусловлена тем, что они сохранили значительное видовое разнообразие

С момента появления нового куста начинается его жизненный цикл, включающий в себя половое (росток) и бесполое (долгоживущее) поколения. При этом у папоротников преобладает фаза спорофитов.

Обратите внимание! Согласно старославянским верованиям тот, кто найдет цветок папоротника, будет наделен необычайной силой и станет неуязвимым для зла. Цветет ли папоротник на самом деле? Мнения исследователей сходятся на том, что это не цветущее растение

Оно не имеет семян, размножается спорофитами или почками. Цветочным растениям присущ способ распространения с помощью семенных коробочек, которых у травника нет. Поэтому можно с уверенностью сказать, что данное растение не имеет периода цветения

Цветет ли папоротник на самом деле? Мнения исследователей сходятся на том, что это не цветущее растение. Оно не имеет семян, размножается спорофитами или почками. Цветочным растениям присущ способ распространения с помощью семенных коробочек, которых у травника нет. Поэтому можно с уверенностью сказать, что данное растение не имеет периода цветения.

Рассказы о редком цветении папоротника пришли к нам из славянской культуры. Древние славяне считали растение символом солнечной энергии, поэтому они веровали в его волшебные свойства.

Почему в жизненном цикле растений преобладает спорофит?

Преимущества спорофита:

• в водной среде происходит передвижение гамет, а на поверхности земли растения не способны перемещать свои споры;
• из-за изменчивых условий на поверхности земли диплоидным организмам легче сохранить рецессивные признаки, которые могут стать необходимыми для выживания в изменившейся среде обитания.

В жизни покрытосеменных, голосеменных, большей части споровых, кроме мхов, преобладает гаплоидность

Обусловлено это тем, что в природе важно наличие семени для дальнейшей жизни

Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор. Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле.

Именно диплоидный вид организма способен вынести меняющиеся условия наземной жизни.

Споры папоротника

Поэтому диплоидное поколение преобладает у наземных растений, у подводной растительности – водорослей преобладает гаплоидная часть. Даже одноклеточные водоросли — хламидомонады, имеют преобладающую гаплоидность на протяжении своей жизни.

Покрытосеменные (цветковые)

Общая характеристика. Покрытосеменные — самый большой отдел растительного мира. Произошли от древней формы голосеменных в начале мелового периода мезозойской эры (около 125 млн. лет назад). Насчитывают около 250 тыс. видов. Занимают господствующее положение в растительном мире; произрастают во всех климатических зонах и в самых разных климатических условиях. Наибольшее разнообразие видов — во влажных тропиках.

Покрытосеменные — единственная группа растений, образующая сложные многоярусные фитоценозы.

Особенности строения. Доминирующая жизненная форма -диплоидный спорофит (само растение, включающее корень и побег). Спорофиты разных групп покрытосеменных представлены различными жизненными формами (древесными, кустарниковыми, кустарничковыми, лиановыми, одно- и многолетними травами) и могут очень сильно отличаться друг от друга. Большинство покрытосеменных — многолетние растения, а травы могут быть одно- и двулетними. Органы покрытосеменных делятся на вегетативные (корень, стебель, лист) и генеративные (цветок, плод, семя).

В зависимости от строения семян и морфологических особенностей органов отдел делится на два класса: Однодольные (зародыш семени имеет одну семядолю) и Двудольные (зародыш семени имеет две семядоли). Основные различия между одно- и двудольными растениями приведены в таблицах на с. 280-281. При делении классов на семейства, роды и виды учитываются общие признаки растений — строение цветка и плода, тип соцветия, особенности внешнего и внутреннего строения вегетативных органов.

Основные ароморфозы: цветок, плод, двойное оплодотворение; симподиальное ветвление, прогрессивное развитие проводящей ткани: ксилема содержит настоящие сосуды — широкие трахеи (а не трахеиды, как у голосеменных), флоэма — ситовидные трубки с клетками-спутницами, а не ситовидные клетки; наличие специализированной механической ткани (волокон), придающей прочность коре и древесине; прогрессивное развитие вегетативных органов; способность образовывать ядовитые вещества, защищающие растения от растительноядных животных (у некоторых групп покрытосеменных).

Семязачатки находятся в полости завязи пестика и защищены его тканями от неблагоприятных условий среды, семена защищены не только семенной кожурой, но и плодом.

Развитие эндосперма одновременно с развитием зародыща (а не до оплодотворения, как у голосеменных) позволяет избежать ненужной траты питательных веществ и энергии в том случае, когда зародыш не образуется.

Гаметофиты более упрощены, чем у голосеменных. Мужской гаметофит покрытосеменных представлен пыльцевым зерном, содержащим вегетативную клетку с диплоидным набором хромосом (2n) и генеративную гаплоидную клетку (1n). У некоторых до опыления путем митоза из генеративной клетки образуется два спермия с гаплоидным набором хромосом. Женский гаметофит представлен зародышевым мешком, содержащим две клетки -синергиды, три клетки-антиподы, яйцеклетку с гаплоидным набором хромосом (1n) и диплоидную центральную клетку (2n).

Размножение. Пыльцевые зерна попадают на рыльце пестика (а не сразу в пыльцевход семязачатка), предназначенного именно для улавливания пыльцы; в пыльцевход семязачатка проникает пыльцевая трубка, образующаяся в пыльцевом зерне. Оплодотворение двойное: в нем участвуют два спермия: один сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу, из которой развивается зародыш, другой спермий сливается с диплоидной центральной клеткой женского гаметофита, образуя триплоидную клетку, из которой впоследствии возникает эндосперм, содержащий запас питательных веществ, необходимых для развития зародыша.

После оплодотворения семязачаток развивается в семя, завязь пестика формирует плод. Наличие и уникальность плода обеспечивают распространение покрытосеменных птицами, млекопитающими, насекомыми, ветром, водой и т.д.

Для покрытосеменных также характерно вегетативное размножение (с помощью вегетативных органов).

Значение покрытосеменных: поддерживают стабильный газовый состав атмосферы; образуют сложные многоярусные фитоценозы; растения и их плоды служат пищей для многих видов животных; покрытосеменные широко используются человеком: обеспечивают человека хлебом (хлебные злаки), используются им в пищу (овощные и плодово-ягодные) и в качестве лечебных средств, являются источником сырья для деревообрабатывающей, целлюлозной, легкой и медицинской промышленности, применяются в декоративных целях и т.д.

растения

Таблица «Отличия гаметофита и спорофита у растений»

Гаметофит и спорофит могут отличаться по размеру и этапам формирования.

Гаметофит	Спорофит
Относятся к гаплоидам, имеют только один набор хромосом.	Относятся к диплоидам из-за наличия двух наборов хромосом.
Размножение происходит половым путем.	Размножение происходит бесполым способом.
Для процесса характерно образование гамет – мужских и женских половых клеток: спермий, яйцеклеток и сперматозоидов.	Для стадии характерно образование специальной клетки – споры, предназначенной бесполому размножению.
Образование гамет происходит, когда в гаметофите начинается деление (митоз) из гаплоидных клеток.	Образование спор происходит, когда в спорофите начинается деление (мейоз) из диплоидных клеток.
При оплодотворении женской гаметы мужскими образуется зигота. Затем из зиготы образуются споры.	Когда спора делится способом, который называется митоз, наступает диплоидная фаза жизненного цикла.

Пора перейти к циклу развития папоротника

Основные стадии развития папоротника

Из спорангиев, когда в них созревают споры, они начинают вылетать. Сами спорангии удивительно приспособлены для этого. Когда споры в них уже созрели, спорангии особым образом трескаются, а часто, даже ещё и выворачиваются наружу. Споры от этого высыпаются и летят по ветру. Споры очень лёгкие и по воздуху они могут, как пыль, улететь на значительное расстояние от папоротника, от той вайи, где они образовались. Из спор, когда они падают на влажную почву, начинает образовываться следующее поколение. Вспомним, по чередованию, из спор должно вырасти половое поколение. Оно совершенно не похоже на бесполое. Помните комплимент, которым старуха Шапокляк одарила крокодила Гену? Она сказала: «Это хорошо, что вы зеленый и плоский». Вот так можно охарактеризовать и половое поколение папоротника — крохотная зелёная пластинка примерно с ноготок размером, немножко похожа на сердечко.

Главное, что есть у этого маленького, плоского, зелёного сердечка, находится не с верхней стороны, а с нижней. От нижней стороны гаметофита — этого зелёного плоского сердечка — отходят тонкие ниточки. Это не корни — это ризоиды, те самые ризоиды, о которых можно услышать у водорослей или мохообразных. У гаметофита (полового поколения папоротников), настоящих корней нет. Он прикрепляется к почве ризоидами — теми же органами прикрепления, что были у древних растений — его предков.

Увидим мы здесь и более важные части, например, небольшие мешочки, в которых должны созревать яйцеклетки, ведь перед нами половое поколение. Мы должны найти, где здесь образуются половые клетки. Итак,яйцеклетки созревают недалеко от выреза, который делает нашу пластинку похожей на сердечко. Рядом, но ближе краешку, располагаются другие мешочки. В этих мешочках, которые идут по краю, созревают сперматозоиды. И вот здесь, понятно почему, у гаметофита такое строение и почему он такой плоский. После дождя вода затекает под тонкую пластинку и некоторое время там остаётся. Образуется влажная среда, в которой сперматозоиды из своих мешочков переплывают к яйцеклеткам. Итак, перед нами гаметофит. Этот гаметофит — обоеполый, то есть он гермафродитный, и под ним образуется влажная среда, в которой по этой водяной плёночке переплывает сперматозоид к яйцеклетке. Это означает, что происходит оплодотворение и там, где только что были яйцеклетки, уже образуются зиготы, то есть, оплодотворённые яйцеклетки, первые клетки нового будущего организма.

Гаметофит у растений

Гаметофит бывает двуполый и однополый. У спорофита ядра имеют диплоидный хромосомный набор, а вот у гаметофита они гаплоидные. Преимущественное большинство высокоорганизованных водорослей и практически все высшие растения имеют четкую закономерность в циклическом развитии и чередовании поколений, которые воспроизводятся бесполым путем и половым.

Схематически процесс размножения можно представить следующим образом: гаметофит продукция гамет слияние гамет образование зиготы развитие диплоидного спорофита и так далее.

Строение гаметофита достаточно разнообразно и это напрямую зависит от типов смены поколений у тех или иных видов растений. Так, например, у водорослей наблюдается однообразная смена поколений (изоморфная), поэтому гаметофит у них представлен самостоятельной единицей, которая существует отдельно и ничем не отличается от такого же спорофита.

А вот у ламинариевых водорослей, которые имеют отличительный (гетероморфный) цикл развития, гаметофит имеет совершенно другое, отличное от спорофита, строение в виде слаборазвитых нитчатых и разветвленных талломов. Практически у всех представителей спорофитов, в том числе и у папоротниковидных, гаметофит вовсе слаборазвит и существует очень короткое время.

В связи с тем что в ходе эволюции у растений высших классов наблюдалась плавная редукция гаметофита, они утратили свою половую принадлежность. Например, семенные растения полностью утратили женское поколение, и все этапы развития у них происходят на спорофите.

Женский гаметофит голосеменных растений представлен многоклеточными гаплоидными эндоспермиями или несколькими архегониями, как у сосны или других голосеменных растений соответственно. У равноспоровых представителей папоротниковидных растений заростки имеют оба пола.

Мужской гаметофит семенных растений имеет вид пыльцы и берет начало из микроспоры, которая образует гаметы, прорастая в пыльцевую трубку. А вот заростки равноспоровых папоротниковидных – обоеполые.

Таким образом, гаметофит не зависит от сроков вегетации или жизни растения, а лишь от его вида и эволюционных особенностей.

Стадии цикла размножения

Произрастает папоротник весьма занимательным способом: его перистые листья (вайи) лезут прямо из почвы, без ствола и стебля. Поначалу вайи чем-то похожи на раковину моллюска, постепенно они распрямляются и начинают напоминать простой крючок до того момента, пока совсем не распустятся. Несмотря на невероятные легенды и мифы, цветков на папоротниковидных никогда не бывает, а размножение происходит за счёт спор.

Типы размножения

Все этапы, стадии и фазы называются циклом жизни папоротника, который он проходит от прорастания первичного листика до появления взрослого и зрелого экземпляра способного к размножению. Этот цикл развития называется замкнутым и разделён на два типа:

Для рождения новой особи на обороте листа взрослой и созревшей для размножения особи должны появиться споры, которые потом постепенно развиваются. В такой споре гаплоидный или гаметический (одинарный) набор хромосом. Эта фаза на жизненном пути папоротника, несомненно, самая важная. Без созревших спор у папоротника не будет потомства.

Эти зародыши бесцветковых растений располагаются в своеобразном «пакетике», который со временем лопается, и споры разлетаются по сторонам. В живое растение превратятся не все зародыши, а только попавшие в благоприятную среду, где тепло, влажно и безветренно. Но такие обстоятельства складываются редко.

В подходящей и удобной обстановке из спор появляются крохотные ростки (гаметофиты), слегка напоминающие маленькие сердечки. Спустя некоторое время на них появляются женские и мужские половые органы.

Отростки снабжены небольшими нитевидными корешками, которыми прицепляются к земле в месте своего дальнейшего развития. Это половое поколение. Органы мужских особей называются антеридиями и содержат сперматозоиды, а женские именуются архегониями и снабжены яйцеклетками.

Отдел плаунообразные или ликоподиофиты

Общий вид плауна булавовидного и селягинелла селягинелловидная

Общая характеристика плаунообразных

Современные представители отдела Плаунообразные или Ликоподиофиты (Lycopodiophyta) –только травянистые, преимущественно многолетние вечнозеленые небольшие (до 30 см в высоту) растения, внешним видом напоминают мхи. Насчитывают около 1300 видов. Распространены в увлажненных местах суши. Преимущественно распространены в тропиках. Древнейшие среди современных высших споровых растений, у которых в жизненном цикле преобладает спорофит. Отмершие растения были деревьями и кустарниками, принимали участие в образовании каменного угля. Возникли в середине девонского периода палеозойской эры. Достигли расцвета в каменноугольный период. Происходят от риниофитов. Произрастали в полупогруженном состоянии в заболоченной почве.

В жизненном цикле чередуются спорофит и гаметофит. Спорофит преобладает. Он имеет ползучие (подземные или надземные) и прямостоячие побеги. Подземные части побегов имеют вид типичного корневища. Стебель ветвится вильчасто (дихотомически). Листья мелкие, представляют собой выросты стебля. Имеют одну жилку и устьица. Стебель снаружи покрыт однослойной эпидермой с устьицами. Под ней – кора. В центральной части стебля – проводящая ткань. Рост происходит в точке роста. Камбий в стебле отсутствует. Корень имеет подобное внутреннее строение. Для плаунообразных характерны дополнительные корни. На особых листьях (на верхней стороне или в пазухах) – спорофиллах (от греч. спора и филон – лист) – развиваются спорангии со спорами. Спорофиллы преимущественно расположены на верхушках побега. Они снаружи или не отличаются от обычных листьев, или отделены от вегетативной части стебля и образуют зону, подобную по строению шишке (имеют ось со спирально размещенными спорофиллами), которую называют стробилой (от греч. стробилос – шишка). Плаунообразные бывают равноспоровыми и разноспоровыми.

Плаун булавовидный. 1 – общий вид растения с колосками; 2 – споролистик со спорангием; 3 – споры; 4 – заросток с молодым побегом.

Гаметофит небольшой, имеет различную форму, называется заросток.

Размножаются половым и бесполым способами. Преобладает вегетативное размножение (побегами, выводковыми почками, клубеньками). В спорангиях происходит мейоз и получаются гаплоидные споры. Из споры развивается гаметофит. Половые органы представлены архегониями и антеридиями. В антеридиях развиваются двужгутиковые или многожгутиковые сперматозоиды. Оплодотворение происходит при наличии воды. Из зиготы вырастает спорофит.

Разнообразие плаунообразных

Представители равноспоровых плаунообразных: плаун булавовидный, плаун – баранец.

Представители разноспоровых: селягинелла и др.

Споры равноспоровых плаунов все одинаковые, не различаются. Гаметофиты (заростки) равноспоровых имеют маленькие размеры (2-20 мм), мясистые, напоминают формой луковицу. В процессе развития приобретают блюдцевидную форму. Они подземные или полуподземные, двуполые, сапрофиты или полусапрофиты (полуавтотрофы), то есть надземная часть имеет хлоропласты. Могут жить в симбиозе с грибами (микориза). Созревают от 12 до 20 лет. Равноспоровые плауны следует охранять.

Споры разноспоровых различаются: мелкие (микроспоры) дают начало мужским гаметофитам, большие по размерам (мегаспоры) – женским. Гаметофиты разноспоровых не зеленые, однополые. В особенности редуцированный мужской гаметофит. Они созревают в течение нескольких недель за счет питательных веществ спор. В процессе созревания не выходят за границы оболочки споры.

Значение плаунообразных

Плауны животные не едят. Некоторые из них содержат яд, сходный по действию на кураре. Споры богаты невысыхаемым маслом (до 50 %) и применяются как пересыпки литейных форм, при изготовлении ракет для фейерверков (треск возникает вследствие громкого щелкания оболочек при закипании масла). Растения используют как декоративные, лекарственные. В фармацевтике использовали раньше для обсыпания таблеток и как детскую присыпку. Некоторые из плаунов занесены в Красную книгу (баранец обыкновенный).

Гаметофито в мохообразных

В этой группе растений (мхи, печеночники и рогатый) гаметофит является наиболее заметной стадией биологического цикла..

Этот гаметофит bryophyte имеет долгую жизнь и не зависит от питания. Спорофиты, как правило, прикрепляются к гаметофитам и нуждаются в них..

У мхов спора начинает расти по мере того, как она прорастает и производит нить из клеток, называемых протонемой..

Когда зрелый, гаметофит развивается в форме плотных зародышей, которые дают начало половым органам или gametangios, которые являются производителями гамет. Яйца производятся в архегонии и сперматозоиды в антеридии.

В таких группах, как гепатики, принадлежащие к отряду Marchantiales, гаметы происходят из специализированных органов, называемых гаметофорами или гаметангиофорами..