С ЭТИМ у растений всё не так, как у людей. Ну, это ожидаемо... А как?
Для начала напомню, что вообще-то в природе существует две стратегии размножения. И о каждой из них я уже рассказывала:
- вот здесь о бесполом размножении - 3 фактора, делающих бесполость более эффективной, чем раздельнополость
- а здесь о размножении половом - Зачем нужны мужчины?
У каждой из стратегий размножения свои сильные и свои слабые стороны. Ну, и какую же из них выбрали растения? Плюсы какого типа размножения перевесили для них минусы?
А вот представьте, растения вообще "отказались" делать выбор. Каждый вид растений размножаются как половым, так и бесполым путём, с успехом используя преимущества обоих вариантов.
После подобного открытия возникает вопрос: а всё ли мы о растениях знаем, действительно ли у них отсутствует мозг?
А теперь подробности.
В жизни каждого вида растений чередуются два поколения: поколение половое сменяет поколение бесполое, которое в свою очередь вновь сменится половым поколением. И так далее...
Вот жили-были себе растительные бабушка и дедушка нормальной семейной жизнью и родили детей (пока ещё не были бабушкой и дедушкой). А вот в жизни их детей уже секса не было, и не так, как в СССР, а в действительности - полная асексуальность. Тем не менее внуки у бабушки и дедушки каким-то образом появились, И вот внуки-то вновь нашли себе половых партнёров для размножения.
А теперь о каждом поколении отдельно.
Половое поколение
Называется это поколение растений - гаметофит, потому что оно размножается с помощью гамет - половых клеток. Половые клетки у гаметофита образуются... в половых органах (где же ещё?), хотя бывают и исключения, некоторые гаметофиты обходятся и без половых органов. В женских половых органах архегониях образуются женские гаметы яйцеклетки. В мужских половых органах антеридиях - мужские гаметы. Мужские гаметы у растений могут иметь жгутик, быть подвижными и именоваться знакомым нам термином сперматозоиды, а могут быть жгутика лишёны и называться спермиями. Куда жгутик у некоторых подевался?
Ну, вот он есть у моховидных и папоротниковидных. Зачем он их мужским гаметам? А чтобы плыть к яйцеклетке. У мхов яйцеклетка на одной особи, а сперматозоид на другой. Приходится добираться.
А у папоротников гаметы хоть и на одном организме созревают, но всё же расстояние между ними имеется (несколько миллиметров всего, но тем не менее...), без весла жгутика никак.
Ну и чтобы плыть ещё и вода нужна. Теперь понятно, почему мхи и папоротники селятся поближе к болотам, ну или хотя бы там, где достаточно влажно? На солнечной опушке вы их точно не найдёте.
А вот у семенных растений (голосеменных и покрытосеменных) спермии как-то и без жгутиков обходятся, хотя расстояния до яйцеклетки иногда преодолевают такие, что вышеупомянутым мхам и папоротникам и не снилось - от мужской шишки одного растения до женской шишки другого или от тычинки одного цветка до пестика другого! Как им удаётся? Дело в том, что спермии у этих отделов растений формируются в пыльцевом зерне (в пыльце), а созревшая пыльца доставляется к яйцеклетке по воздуху: либо ветер переносит, либо животные.
Яйцеклетки же у хвойных и цветковых развиваются в зародышевых мешках - семязачатках, которые расположены между чешуйками женской шишки у первых и в пестике цветка у вторых. И уж когда пылинка оказывается недалеко от яйцеклетки, то она прорастает - образует пыльцевую трубку, проникающую в зародышевый мешок и доставляющую мужские гаметы прямо к цели. В общем, двигаться самостоятельно спермиям нет нужды.
Если половым клеткам повезло и они встретились, преодолев все преграды, то, слившись воедино, они образуют новую клетку - зиготу, у которой в два раза больше наследственного материала, чем у каждой из гамет. Но зигота - это уже первая клетка следующего поколения - бесполого. Теперь речь о нём.
Бесполое поколение
Как вы уже поняли, начинается оно с зиготы и, надо бы заметить, что у некоторых растений зиготой и оканчивается. Это я о водорослях, но о них как-нибудь позже расскажу отдельно, а у прочих, более эволюционно продвинутых отделов растений, зигота делится и образует в итоге множество клеток нового поколения.
Называется бесполое поколение растений - спорофит, потому что оно размножается с помощью спор - специальных клеток, предназначенных именно для бесполого размножения. Споры у спорофита образуются в предназначенных для этого органах - спорангиях.
Вот здесь созревают споры у мхов:
А вот здесь у папоротников:
У голосеменных спорангии расположены под чешуйками шишек. Причем у них спорангии двух типов: в женских шишках - мегаспорангии, в мужских - микроспорангии:
У покрытосеменных спорангии находятся в цветке. Мегаспорангий - в завязи пестика, а микроспорангий - в пыльнике тычинки:
Бесполому поколению полового партнёра искать не нужно, добираться к нему сквозь непогоду и лишения тоже. В плане размножения это поколение самодостаточно. Ну, а образуемая им спора становится первой клеткой следующего поколения - да, вы правы, вновь полового. И цикл замыкается.
А теперь нестыковки и их объяснение...
"Но позвольте! - воскликнет иной знаток ботаники. - Мы же ни разу в жизни не видели спор у хвойных или цветковых растений. Они же семенами размножаются."
Да, соглашусь, не видели. В чём причина?
Причина в том, что хвойные и цветковые растения учли ошибки своих эволюционных предков и не отправляют больше маленькие беззащитные клетки (это я о спорах) в этот жестокий-жестокий мир. Тем не менее, споры у них есть. Споры хвойных и цветковых не разыскивают благоприятную почву, где бы им можно было бы приземлиться и прорасти, а остаются внутри спорофита и там же внутри спорофита развиваются в гаметофиты. Там же, в теле своего родителя-спорофита, гаметофит взрослеет, производит половые клетки и даже ведёт половую жизнь. Женские гаметофиты семенных растений - это семязачатки (я их уже упоминала), а мужские гаметофиты у них - это пылинки. Вот до таких-то микроскопических размеров уменьшилось половое поколение в результате эволюции. Почему бы ему и не поместиться внутри поколения бесполого?
А теперь о семенах голо- и покрытосеменных растений. Они откуда?
А они из семязачатков. В семязачатке - яйцеклетка. После оплодотворения яйцеклетка становится зиготой - первой клеткой спорофита - и из неё развивается зародыш будущего взрослого спорофита, ну а остальные части семязачатка становятся оболочками, защищающими зародыш, и запасом пищи для него. Зародыш, защитная кожура и запас пищи - это и есть семя. То есть семя - это тоже спорофит, только чуть взрослее, чем зигота. Ну а уж из семени при благоприятных условиях вырастает полностью сформировавшийся взрослый спорофит. Что там с ним будет дальше, вы уже в курсе.
Уважаемые старшеклассники, готовящиеся к ЕГЭ по биологии, надеюсь данный материал будет вам полезен при повторении темы "Жизненные циклы высших растений". Кроме того, вы можете воспользоваться презентацией по данной теме, ссылка на которую внизу.
Уважаемые коллеги-биологи, буду очень рада если интерактивный плакат "Жизненные циклы высших растений", посвящённый данной теме, поможет вам в подготовке учеников к ЕГЭ. Вопрос о жизненных циклах растений один из самых сложных в КИМах, вы-то знаете почему. Отделы растений мы изучаем в 6 классе, когда сами термины "спорофит", "гаметофит" для ребят звучат пугающе, а уж про существование митоза и мейоза они не подозревают даже (и не нужно им!), и более к этой теме уже не возвращаемся.
Интерактивный плакат можно посмотреть и скачать по ссылке: https://disk.yandex.ru/i/OA8qCjfOqXPXoQ
