Анатомія та морфолог ...

Лекція №3. Типи розмноження рослин

План.

1.Нестатеве розмноження рослин.

2.Статеве розмноження рослин.

3.Цикл відтворення рослин.

Рослини здатні відтворювати собі подібних, що забезпе­чує існування виду і в просторіі в часі. В разі втрати цієї здатності вид приречений на вимирання.

Розмноження - це утворення потомства, що спричиняє збільшення певного виду, яке не тільки підтримує іс­нування виду, а й забезпечує його розселення. розмноженняне відбувається, якщо кількість дочірніх особин дорівнює кількості батьківських, або призводить до знешкодження їх.

Рослини розмножуються нестатевим і статевим спосо­бом. При нестатевому розмноженні новий організм розвивається з однієї або кількох клітин материнського організму. Нестатеве розмноження поділяють на вегетативне і власне нестатеве,

Вегетатативнер о з м н оже н н я - це розвиток нових рослин з різних звичайних вегетативних органів аєю їхніх видозмін - сте­бел, коренів, листків, бульб, кореневищ, в нижчих - частками таломів, виводковими бруньками.

При власне нестатевому розмноженні на материнській рослині утворюються спеціальні клітини - спори. Дозрілі спори відокремлюються від материнської рослини, потрапивши у сприя­тливі умови, кожна з них розвивається в нову рослин}.

Статеве розмноження здійснюється шляхом злиття двох статевих клітин - гамет, внаслідок чого утворюється одна кліти­на - зигота, з якої розвивається новий організм.

Власне нестатеве розмноження

Власне нестатеве розмноження здійснюється в наслідок утворення спеціальних клітин, які називаються спорами. Форму­ються спори всередині спеціального органа - спорангія, У ниж­чих рослин спорангії одноклітинні, різної форми. Кількість спор в одному спорангії може бути різною (мукор).

Вищі рослини мають багатоклітинні спорангії, оболонка
одно - або багатошарова.

Формування спор рослиною називається спороношенням. Воно здійснюється поділом на частини (нові клітини) та виходом цих ча­стин (клітин) з оболонки материнської клітини. Поділ клітин в момент спороношення мітозний або мейозний. Спори, утворені мітозом, називають мітоспорами, мейозом - мейоспорами. Мітоспори характерні для водоростей і грибів. У водоростей спори здебільшого округлі, або овальні, у грибів вони різноманітніші -нитчасті, серповидні тощо. Залежно від способу пересування роз­різняють зооспори і аутоспори. Зооспори з допомогою прото­плазматичних виростів-додатків активно рухаються у водному се­редовищі. Аутоспори джгутиків не мають і активно рухатися не можуть. Розносяться вони вітром і водою. У грибів спори мо­жуть утворюватись послідовно по одній на кінці, виростів міце­лію, таки спори зовнішнього походження називаються конідіями.

Для вищих рослин характерно утворення мейоспор. Це спори, які беруть участь у циклі статевого розвитку. Утворенню їх завжди передує редукція ядра (мейоз); отже вони гаплоїдні; тобто мейоспори - це спори, які забезпечили появу статевого покоління в життєвому циклі вищих рослин. У вищих рослин у молодому спорангії формуються спорогенна тканинаклітини якої після мейотичного поділ) утворюють мейоспори.

Статеве розмноження

Статеверозмноженняхарактеризуєтьсятим, щопередутворенням нового покоління особин здійснюється статевий про­цес: злиття двох статевих клітин - гамет Зливаються (копуляція) при цьому як цитоплазма, так і ядра клітин, утворюючи якісно новин продукт зиготу.гамети формуються на певному етапі розвитку організм), у нижчих рослин в окремих клітин - гаме­тангіях, а у вищих - у багатоклітинних утвореннях, які називаються антеридії та архегонії. Оскільки водорості пройшли найдовший шлях еволюції, то серед них бувають і найрізноманітніші форми статевого процесу.

Статеве розмноження має ряд переваг над іншими спосо­бами розмножень:

А)більш високий коефіцієнт розмноження, тобто утворюється бі­льша кількість зачатків нових особин:

Б)більша можливість розселення на значнодальніші відстані, за­селення значних територій:

В)імовірність появи під дією різних умов навколишнього середо­вища нового матеріал) для природного добору;

г)статеве розмноження різних батьківських і материнських спад­кових задатків, потомство стає більш різноманітнішим і забезпе­чене більш широкою амплітудою пристосування до умов навколишнього середовища.

Длярослинногосвітухарактернірізнітипистатевого процесу,

які відповідають певним етапам еволюції.

Найпростішим типом статевого процесу є хологамія -злиття двохклітин, позбавлених твердої оболонки, які є цілим організмом (дуналіела).

Наступним ступенем в еволюції статевого процесу є утворення спеціалізованих гамет, відмінних від вегетативних клі­тин не тільки властивою їм функцією, а й будовою.

При ізогамії обидві гамети, що копулюють, схожі розмі­ром і формою, їх умовно позначають як плюс (+) та мінус (-) гамети. В більшості водоростей зливаються гамети різних особин - гете­роталізм.

Гетерогамія- характеризується рухливістю обох гамет, але розміри їх неоднакові. Дрібнішу, більш рухливу, вважають за чоловічу, а більшу, з запасними речовинами - за жіночу.

Оогамія - еволюційно найвищий тип статевого розмно­ження. Це форма статевого розмноження, в якому бере участь одна гамета нерухома, позбавлена джгутиків, має порівняно бі­льший розмір із значним записом поживних речовин - яйцеклі­тина(жіноча гамета). Друга гамета маленька, рухома, з джгути­ками, з великим ядром і незначною кількістю цитоплазми - це чоловіча гамета або спер м а то-

зоїд.

Оогаміямає ряд значних переваг:

А)велика за розміром яйцеклітина з запасом поживних речовин забезпечує живлення зиготи доти, доки вона не набуде здатності до самостійного живлення:

Б) Зменшенняза розміром чоловічих гамет забезпечило їм здатність рухатись у дуже малій кількості води або навіть за її від­сутності в наземних умовах, а велика кількість і рухомість спер­матозоїдів (сперміїв), підвищують ефективність процесу:

В)Нерухомість яйцеклітини створила передумови виникнення вну­трішнього запліднення, а також надійного захисту зиготи, що особливе важливо в умовах наземного існування.

Статеві клітини формуються в особливих органах - гаме­тангіях. Гаметангії нижчих рослин, як і їхні спорангії, одноклі­тинні. Гаметангії, в яких утворюються яйцеклітини називають архегоніями; а

чоловічі гаметангії - антеридіимн. У вищих рослин гаметангії багатоклітинні. Жіночі статеві органи називають архе­гоніями, чоловічі - антеридіями.

Під циклом відтворення(або життєвим циклом) - розу­міють певний відрізок життя виду, що обмежений двома однойменними етапами: від спорофіту до спорофіту; від гаметофіту до гаметофіту, від мейоспори до мейоспори. від зигота до зиготи.

Уже в багатьох високоорганізованих водоростей зелених і бурих, а також для всіх відділів вищих рослин; виявлено одну з основних закономірностей рослинного світу - чергування поко­лінь в одному життєвому циклі: нестатевого, яке завершується утворенням спор, і статевого, що закінчується формуванням га­мет. Нестатеве покоління називають спорофітом, а статеве -гаметофітом.

Зазначенне чергування поколінь супроводжується звичай­но зміною ядерних фаз - диплоїдноїі гаплоїдної. Диплоїдна фаза починається завжди з зиготи; характеризується вона подвій­ним набором хромосом в ядрі (2п) у зв'язку з тим, що при ко­пуляції гамет хромосоми не зливаються. Закінчується диплоїдна фаза редукційним поділом клітин (мейозом), при якому кількість хромосом зменшується вдвічі.

Редукційний (мітоз) поділ відбувається в рослин залежно від систематичної приналежності виду в певний період життєвого циклу (циклу відтворення), тобто редукція може бути зиготич­ною, споритичноюабо гаметичною.

Для рослин відомо кілька варіантів зміни ядерних фаз. а також їх тривалість. Рослину з гаплоїдною кількість хромосом на­зивають гаплобіонтом, а рослину з диплоїдним набором - діплобінтом.

У багатьох водоростей в життєвому циклі домінуючою є гаплоїдна фаза, диплоїдною в них є лише зигота. Перший її по­діл під час проростання після періоду спокою - редукційний, отже нова рослина - гаплоїдна(приклад -- хламідомонада).

У ряду рослин є повне домінування в життєвому циклі диплоїдної фази (диплобіонта) (кладофора грудкувата), гаплоїдні є лише гамети.

Слід зазначити, що зміна ядерних фаз не залежить від рівня морфологічної організації особин чи особливостей їхньої життєдіяльності, вона властива всім нижчим еукаріотам і всім вищим рослинам.

У багатьох водоростей і всіх вищих рослин чергування гаплофази і диплофази у життєвому циклі пов'язана з більш складним процесом чергування поколінь - гаплобіонтіві діплобіонтів.

Кожне покоління відрізняється від свого попереднього кі­лькістю хромосом, розмірами, а також зовнішнім видом.

Рослина в диплофазі розмножується нестатево - спорами, утворення яких супроводжується мейозом. Із спор розвивається гаплоїдна рослина - гаметофіт - з наступним утворенням гамет. Гамети після злиття утворюють зиготу, яка розвивається в нову диплоїдну рослину. При цьому спостерігається не лише зміна га­плоїдної і диплоїдної ядерних фаз. а й відповідне їм чергування поколінь - статевого (галоїдного) (гаметофіта)і нестатевого (ди-плоідного) (спорофіта).

Потужність розвитку і тривалість життя гаметофіта від­носно спорофіта в різних відділів рослин неоднакова. V більшос­ті зелених водоростей у циклі розвитку переважає гаметофіт:

*у бурої водорості диктіти, зеленої ульви і в червоних водо­ростей обидва покоління розвинені однаково);

*у ламінарії - представник бурих водоростей переважає спо­рофіт.

У всіх вищих рослин, за винятком мохів, домінує споро­фіт у вигляді вегетативного тіла, а гаметофіт або представлений невеликим заростком (папоротеподібні), або редукований настіль­ки, що розпізнати його можна лише при докладному морфологічному аналізі.

У мохів більш розвинений гаметофіт, а спорофіт у вигля­ді безхлорофільної ніжки із спороносною коробочкою живе на гаметофіті.