Размножение споровых растений

Различают бесполое и половое размножение растений.

Бесполое размножение подразделяют на собственно бесполое (или спорообразование) и вегетативное.

Спора — это специализированная клетка. Она имеет оболочку, которая защищает генетический материал клетки от воздействия окружающей среды: холода и засухи.

Спорами размножаются низшие растения (одноклеточные и многоклеточные водоросли), а также высшие споровые (мхи, папоротники, хвощи и плауны).

Спора отделяется от материнского растения и, попав в благоприятные условия, прорастает, образуя новое растение. Поскольку споры очень легки, они свободно переносятся по воздуху ветром и служат для расселения растений.

Рассмотрим размножение водорослей.

Вы помните, что для одноклеточной зелёной водоросли хлореллы характерно только бесполое размножение. Оно осуществляется делением клетки на 4-8-16 равных частей ― автоспор. Эти вновь образованные клетки после исчезновения материнской оболочки оказываются свободными, быстро увеличиваются в размерах и через короткий промежуток времени снова делятся.

Обычно же водоросли размножаются как бесполым, так и половым путём.

При благоприятных условиях одноклеточная водоросль хламидомонада размножается бесполым способом.

Перед делением она перестаёт двигаться и теряет жгутики. В материнской клетке в результате деления образуются 2, 4 или 8 подвижных клеток — зооспор. Их назвали зооспорами (животными спорами), потому что раньше способность к движению считалась характерной только для животных. Зооспоры покидают материнскую клетку и вырастают до размеров взрослой хламидомонады.

Половое размножение у хламидомонады наступает при неблагоприятных условиях (похолодании, пересыхании водоёма). В этом случае внутри хламидомонады возникают половые клетки — гаметы. Гаметы разных хламидомонад выходят в воду и соединяются попарно, образуя зиготу, которая покрывается толстой оболочкой.

С наступлением благоприятных условий зигота делится, образуя четыре клетки — молодые хламидомонады.

Рассмотрим на примере улотрикса размножение многоклеточных водорослей. Как и другие многоклеточные водоросли, улотрикс размножается бесполым и половым путями.

В благоприятное время размножение идёт бесполым путём. При этом каждая клетка, кроме той, с помощью которой нить прикрепляется, может разделиться на 2 или 4 подвижные клетки со жгутиками — зооспоры. Они выходят в воду, плавают, прикрепляются к какому-либо подводному предмету и делятся. Так образуются новые нити водоросли.

При неблагоприятных условиях улотрикс размножается половым путём. В некоторых клетках водоросли появляются многочисленные мелкие подвижные гаметы со жгутиками. В воде они попарно сливаются, образуя зиготу. Обычно сливаются гаметы, возникшие в клетках нитей разных водорослей. Зигота покрывается толстой оболочкой и может долго находиться в состоянии покоя.

При наступлении благоприятных условий зигота делится на 4 клетки — безжгутиковые споры. Каждая из них, опустившись на подводный предмет, может дать начало новой нитчатой водоросли улотриксу.

Также многоклеточные водоросли могут размножаться и вегетативно — кусочками слоевища.

Рассмотрим размножение мхов.

Вспомним, что мхи относятся к высшим споровым растениям.

У мхов также происходит чередование бесполого и полового поколений.

У кукушкина льна есть мужские и женские растения. На женских растениях развиваются коробочки на длинных ножках.

В этих коробочках развиваются споры. Споры высыпаются прорастают. Из проросшей споры образуется тонкая зелёная нить — предросток, или протонема. Нить ветвится, на ней появляются почки, из которых затем вырастают мужские или женские экземпляры мха (это бесполое размножение мхов).

Половое же размножение кукушкина льна происходит так. На верхушке одних растений развиваются мужские гаметы — сперматозоиды, на других женские – яйцеклетки.

При наличии воды мужские половые клетки плывут к женской. Затем они сливаются. Поэтому мхи так сильно зависят от воды.

В результате слияния половых клеток образуется клетка, которая содержит двойной набор хромосом ― зигота, то есть генетическую информацию от отца и матери. Из этой клетки на женском растении развивается коробочка на ножке — бесполое поколение, из которой будут рассеиваться споры и прорастать в предросток.

При вегетативном размножении у мхов формируются подушковидные дернины, которые сплошным ковром покрывают влажную почву.

Рассмотрим размножение папоротников

Папоротники так же, как и мхи, относятся к высшим споровым растениям.

У папоротников отмечают чередование поколений ― полового и бесполого.

У папоротника споры созревают в спорангиях на нижней стороне листа.

На срезе листа при увеличении можно увидеть, что бугорок имеет форму перевёрнутого зонтика, под которым находятся маленькие мешочки ― спорангии. В каждом из них образуются споры. Когда споры созревают, мешочек лопается и споры разбрасываются. Очень мелкие и лёгкие, они разносятся ветром. Если спора попадает на влажную почву, она прорастает. Вырастает маленькая зелёная пластинка — это заросток папоротника.

На нижней стороне заростка развиваются мужские и женские гаметы (сперматозоиды и яйцеклетки). Под заростком задерживаются капельки росы или дождевой воды, в которых сперматозоиды могут подплыть к яйцеклеткам. Происходит оплодотворение. Из зиготы развивается зародыш. Зародыш сначала получает питательные вещества от зелёного заростка. Он растёт и постепенно развиваются корень и очень короткий стебель с первым листом. Весной из зародыша на заростке развивается новый папоротник.

Папоротник крыловидный, или водяная капуста как её ещё называют, распространён в тропических областях всего земного шара.

На поверхности воды его листья образуют своеобразную, очень красивую розетку, густо-зелёного цвета. Листья достигают 15 см в длину, а в поперечнике ― 10 см, имеют зубчатые края.

Размножается водяная капуста дочерними растениями, которые появляются на любом месте листовой пластины, напоминая бантики. Особенно много их появляется на местах излома.

Перейдём к размножению хвощей.

Для хвощей также характерно размножение спорами.

Споры заключены в колосках на верхушках весенних побегов. Созревая, колосок растягивается, образуются щели, через которые высыпаются созревшие споры.

Споры имеют четыре лентовидных придатка, которые помогают зацепится будущему хвощу за различные неровности земной поверхности. При прорастании споры образуют заросток, похожий на заросток папоротников.

Мужские и женские клетки заростка соединяются, образуя зиготу, а затем зародыш, который первоначально формируется за счёт заростка и остаётся с ним связанным до тех пор, пока не разовьёт побег и корни.

Размножение плаунов

Плаун представляет собой вечнозелёное многолетнее растение, у которого имеется стелющийся по земле длинный стебель. На этом ползучем стебле данного травянистого растения расположены многочисленные мелкие листья. На верхушках ветвей находятся спорангии на маленьких ножках. На внутренней стороне споролистиков располагаются почковидные спорангии. В спорангиях в результате деления образуются мелкие споры. После высыпания из спорангия споры прорастают через 3―8 лет.