Золотой огород
Назад

Жизненный цикл развития папоротника

Опубликовано: 26.04.2020
Время на чтение: 16 мин
0
6

Этапы жизненного цикла папоротника

Цикл развития папоротника включает в себя два поколения, которые резко отличаются друг от друга - бесполое и половое. Интересным является тот факт, что обычно мы называем папоротником как раз бесполое поколение, которое называется спорофитом. А из огромного количества спор, которые образуются на листьях папоротника, только очень малое их количество попадает в благоприятные для них условия, и тогда они дают новую жизнь молодым растениям.

Благоприятными факторами для спор считаются влага, тепло и свет.

Из этих самых спор развиваются маленькие растения с разнообразными формами и размерами, которые называются гаметофитами. После образования этих самых растений - гаметофитов - на них образуются половые органы - мужские (антеридии) и женские (архегонии). Оплодотворение растения происходит только при высокой влажности воздуха и наличии воды на поверхности маленького растения, ведь сперматозоиды гаметофита могут передвигаться только по воде от антеридий к архегониям. Развитие спорофита начинается после оплодотворения.

Размножение спорами – процесс очень трудоемкий и обычному цветоводу вряд ли удастся его освоить, поэтому чаще прибегают к вегетативному размножению, который подразумевает под собой деление разросшихся кустов, корневищ, отростками и почками.

Некоторые виды папоротников размножаются вегетативным способом, т.е. выводными почками на листьях растения, а вообще цикл развития папоротника достаточно интересен и требует особого изучения у заинтересовавшихся этим растением.

Жизненный цикл папоротника включает половую и бесполую стадии и отличается от жизненного цикла других растений. Они не цветут, чтобы размножаться, а делают это половым путем от спор. Споры образуются на спорофите и являются бесполыми. Высыпаясь и прорастая в благоприятных условиях, они образуют гаметофит.

Споры папоротника зеленого цвета и содержат хлорофилл. Они недолговечны, жизнеспособность сохраняется от нескольких дней до нескольких месяцев в зависимости от окружающей среды. Условия должны позволить спорам совершить оплодотворение, затем позволить развиться спорангию. По мере роста последнего окружающая среда должна удовлетворять требованиям растения, которые весьма различны. Только при соблюдении всех условий развитие папоротника будет завершено и его жизненный цикл не будет прерван.

Основные этапы жизненного цикла папоротника происходят в следующей последовательности:

  • образование спор,
  • развитие гаметофита,
  • формирование яйцеклеток и сперматозоидов,
  • оплодотворение (зигота),
  • формирование зародыша,
  • новое растение.

Папоротник – это многолетнее травянистое растение, которое относится к семейству папоротниковых. Форма его произрастания зависит от вида и может быть в форме дерева куста или травы. Папоротник относится к самым старым растениям на планете, возникновение которого археологи приписывают к палеозойской эре. В современном мире представителей этого семейства можно встретить на любом континенте планеты, в основном они произрастают в тропическом климате.

В природе папоротник может достигать 2 метров в высоту и на 3 метра разрастаться в диаметре. Из огромного количества родов и видов в домашних условиях выращивается лишь небольшой процент. В основном все эти папоротники обладают пышной листвой и образуют декоративный и густой куст. Но используют его не только как декоративное украшение, листья растения являются хорошим очистителем воздуха, а также увлажнителем.

Цикл развития папоротника делится на два типа половой и бесполый.

Чаще всего можно встретить бесполых представителей этого растения. Их размножение происходит с помощью спор, которые образуются на листьях, поэтому такое название. У папоротников второго типа образуются мужские и женские растительные органы. Такой процесс происходит только в среде с высокой влажностью.

Для появления нового молодого росточка необходимы несколько этапов. Жизненный цикл папоротника – совокупность всех фаз, начиная от зарождения жизни и заканчивая фазой зрелости, когда растение уже способно дать начало новой жизни. Цикл носит замкнутый характер.

Стадии жизненного цикла папоротника располагаются в такой последовательности:

  • Спора.
  • Гаметофит (заросток).
  • Яйцеклетки, сперматозоиды.
  • Зигота.
  • Зародыш.
  • Молодое растение.

Жизненный цикл развития папоротника

Когда все стадии будут пройдены, молодое растение, развившись и укрепившись, будет способно повторить этот цикл для рождения следующего поколения.

1. Взрослое растение, способное дать новую жизнь.

2. На листьях папоротника появляются споры.

3. Созревают мешочки со спорами.

4. Мешочек лопается, споры выпадают.

5. В благоприятной почве спора укрепляется и прорастает.

6. Образуется заросток, который с помощью нитей-ризоид прикрепляется к земле.

7. На зародыше присутствуют женские и мужские клетки: архегонии и антеридии:

  • Женские половые органы содержат яйцеклетку.
  • Мужские половые органы содержат сперматозоиды.
  • Оплодотворение возможно только в капле дождя.
  • Сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и проникают внутрь, происходит оплодотворение.

Жизненный цикл развития папоротника

8. Появляется оплодотворенная яйцеклетка – зигота. Из зиготы формируется спорофит – молодой листик.

9. Начинает свое развитие новое молодое растение.

На схеме наглядно видно замкнутость жизненного цикла.

В всегда считала папоротники очень интересными растениями, и во всех тенистых уголках моего сада растут эти старейшие жители нашей планеты, которые появились на Земле много веков назад.

Родиной всех папоротниковидных растений считается Дальний Восток и Северный Китай. Но самое интересное в этом растении — это процесс его размножения, который называют жизненным циклом развития.

В давние времена произрастали огромные древовидные папоротники. Сегодня таких видов в природе осталось совсем немного, папоротники стали более низкими, изящными, миниатюрными и практически превратились в комнатные и садовые цветы. В природе папоротники достигают двухметровой высоты.

Эти неприхотливые растения поражают своей красотой и разнообразием, и часто используются в ландшафтном дизайне.

Папоротники еще называют орляками за то, что его широкие резные листья напоминают орлиные крылья.

Жизненный цикл развития папоротника

При этом у папоротника множество полезных свойств, он содержит белок, легко усваивается и тонизирует организм при его употреблении. Также папоротник благотворно влияет на нервную систему.

Растет папоротник очень интересно: резные листья его торчат прямо из земли, без стебля и ствола (эти листья называют вайи), сначала они напоминают улитку в раковине, затем, по мере роста, разворачиваются и напоминают обычные крючки до тех пор, пока не раскроются полностью.

Цветов на папоротнике, вопреки красивым легендам, не бывает, а размножается это растение при помощи спор.

Эти два типа очень сильно отличаются друг от друга. При этом непосредственно папоротником в том виде, в котором мы его знаем, называют как раз поколение, которое развилось бесполым способом. Такое поколение носит название спорофит.

Для зарождения молодого папоротника на задней стороне листьев материнского (или отцовского, это кому как нравится) растения должны появиться споры, которые и начнут там развиваться. Это, пожалуй, самая важная фаза жизненного цикла папоротника, потому что без нее никакого развития просто не произойдет.

Эти споры находятся в своеобразном «мешочке», который после созревания лопнет, в результате чего споры просто разлетятся в разные стороны. Жизнь дадут только те из них, которые попадут в хорошие и подходящие для них условия — во влажное, теплое, сухое и непродуваемое ветром место, что случается нечасто. Только в этом случае из спор получатся растения.

В благоприятных условиях из спор развиваются маленькие растения-отросточки, напоминающие небольшие сердечки (гаметофиты), на которых немного позже и появятся мужские и женские клетки (их еще называют половые органы).

Гаметофиты имеют маленькие тонкие корешки-ниточки, которыми они зацепляются за почву, где и развиваются. Это и есть половое поколение папоротника. Мужские органы именуются антеридиями, а женские клетки носят название — архегонии.

Жизненный цикл развития папоротника

Сперматозоиды могут передвигаться исключительно в водной среде, на суше они быстро погибают, поэтому и оплодотворение возможно только в случае высокой влажности. Росточек имеет такую форму, в которой скапливается попадающая на него извне вода — роса или дождевая вода. По ней и передвигаются сперматозоиды.

Если оплодотворение все-таки произошло, появляется новая клетка под названием «зигота», и уже из нее начинает развиваться спорофит. Спорофит — это зародыш бесполого поколения папоротников.

У спорофита имеется ножка, с помощью которой он получает питательные вещества. А уже потом, по мере развития, появляется первый листик, от которого и начинается рост нового папоротника.

Схематично жизненный цикл папоротника можно представить следующим образом:

  • взрослый папоротник, способный к размножению;
  • наличие спор на внутренней стороне листа папоротника;
  • полное созревание мешочков со спорами, после которого споры выпадают и разлетаются;
  • в случае попадания споры в нужные и пригодные для жизни условия она закрепляется на месте и прорастает;
  • из споры образуется маленький отросток, который прикрепляется к месту произрастания корешками-нитями (такие нити называются ризоидами);
  • на отростке появляются женские и мужские половые клетки, при этом женские половые органы содержат яйцеклетку, а мужские — сперматозоиды;
  • по воде, образующейся на отростках-зародышах в результате как выпадения росы, так и просто дождя, сперматозоиды передвигаются к яйцеклетке;
  • сперматозоиды попадают внутрь яйцеклетки и оплодотворяют ее;
  • в такой яйцеклетке (она называется зиготой) зарождается и появляется из нее молодой листочек (спорофит);
  • из этого молодого листочка появляется новый папоротник, на котором в дальнейшем созреют споры для последующего размножения.

Характерные черты отдела

Представители папоротниковидных представлены двумя жизненными формами. В лесах умеренного климатического пояса растут многолетние травы. Их надземная часть состоит только из листьев. А сам побег видоизменен в корневище и расположен под землей. От него отходят пучки мочковатой корневой системы. В зоне влажных тропических лесов встречаются древовидные папоротники. Их стебель может быть вьющимся или прямостоячим. В любом случае у этих видов он достигает нескольких десятков метров.

Жизненный цикл развития папоротника

Папоротники относятся к группе высших споровых растений, представители которой являются первыми выходцами на сушу. В процессе эволюции у них сформировались настоящие ткани и органы. Именно это позволило освоить этим растениям новую среду обитания. Название данной систематической группы также связано с тем, что папоротники формируют споры, которые являются клетками бесполого размножения.

Где расположены спорангии

Половое размножение спорами характерно для тех видов папоротников, у которых всего одна точка роста и не образуются дополнительные розетки. В таком случае прибегают к проращиванию спор.

Этот процесс очень похож на проращивание семян, с единственным отличием: размер спор намного меньше, чем семян, потому им необходим особый уход.

Собирают споры с взрослых растений. Для того чтобы собрать споры с культивируемого растения, необходимо срезать тот лист папоротника, на котором отчетливо видны следы бурой пыли. Срезанный лист необходимо поместить в бумажный пакет. Затем пакет помещают в теплое сухое место на сутки. Периодически пакет нужно встряхивать.

Предлагаем ознакомиться  Описание самых распространенных видов комнатных орхидей

Чтобы споры хорошо проросли необходимо правильно подобрать почвенную смесь. Идеально для этого подходит смесь торфа, песка и листовой земли.

Обязательно необходимо добавить измельченный древесный уголь. Следует помнить о том, что все компоненты должны быть смешаны в равных количествах. Подготовленную почвенную смесь насыпают в неглубокие горшки, слегка утрамбовывают, увлажняют и по поверхности земли рассыпают споры. Можно перед тем как разложить споры, посыпать землю очень тонким слоем измельченного кирпича.

От поверхности почвы до краев горшка должно остаться около 1 см. Чтобы споры быстро проросли, ми необходимо создать благоприятные условия, т.е. температура около 25 градусов и высокая влажность. Для этого горшки нужно накрыть стеклом и поставить в поддон с мягкой водой. Такую конструкцию размещают в теплом месте, периодически увлажняют через пульверизатор.

Жизненный цикл развития папоротника

Ориентировочно через месяц поверхность почвы покроется зеленым ковром, похожим на мох. Это и есть те заростки, из которых позже вырастут листочки. Стекло не убирают до тех пор, пока из заростков не появятся маленькие листочки. Для того чтобы пикировать растения в отдельные горшки, необходимо дать листочкам немного времени для адаптации. Подросшие растения пикируют в горшки с торфяной землей.

Вегетативный способ размножения более приемлем для садоводов. Проще всего разделить куст папоротника на несколько частей. Эти части и являются посадочным материалом. Есть определенные виды папоротников, которые размножаются почками, образующимися на краях листьев.

Для выращивания в домашних условиях самыми подходящими являются асплениум живородящий и луковиценосный. Делением кустов или корневищ размножают обычно адиантумы, нефролеписы, листовик, птерисы и пеллеи.

При вегетативном способе размножения путем деления необходимо обращать внимание на точки роста. Деление папоротника лучше проводить весной в прохладную погоду. После того как молодые растения будут посажены, их необходимо почаще поливать и опрыскивать.

Теперь, зная о жизненном цикле папоротника, вы сможете вырастить у себя это удивительное растение.

Поколение спорофита у папоротников более долговечно по сравнению с гаметофитами. Это связано с более сложной структурной организацией. Спорофит имеет:

  • сосудистую проводящую систему,
  • опорные ткани, часто связанные с проводящей системой,
  • специализацию тканей в виде стеблей, корней и листьев.

Зрелый спорофит производит специализированные органы - спорангии, вырабатывающие споры. Некоторые спорангии объединяются в сорусы. Споры состоят из одной клетки, окруженной прочной клеточной стенкой и имеют одинарный набор хромосом. Споры производятся в больших количествах и являются неподвижными. После разрыва стенки спорангиев, они высыпаются и могут распространяться на большие расстояния при помощи ветра или воды. Попадая в благоприятную среду, споры прорастают и дают следующее поколение гаметофитов, завершая жизненный цикл.

В своем развитии растение проходит несколько этапов. Более наглядно и доступно этот процесс демонстрирует схема жизненного цикла папоротника.

В дополнение к гаметофито-спорофитовому циклу некоторые виды папоротников имеют и вегетативный способ размножения. Этот метод дает преимущества, когда возникают неблагоприятные условия для развития гаметофита. В этом случае растения образуют вегетативные почки или луковички, которые производят новые корни. Укореняясь, они дают начало новому растению. Луковички образуются в пазухах листьев или в любом другом месте листовой пластинки.

Для садоводов вегетативный способ размножения наиболее удобный и приемлемый. Пересадить папоротники можно делением куста, корневища или отводком. Виды, которые имеют единственную точку роста и не образуют других розеток, можно размножить только посевом спор.

Размножение папоротников происходит с помощью спор, делением и укоренившимися побегами. В домашних условиях размножение спорами практически не применяется, так как это довольно длительный и трудоемкий процесс.

Некоторые виды формируют луковицы, которые при пересадке делят. Другие виды можно укоренить с помощью листа, конец которого прикапывается в том же горшке и после укоренения отделяется от материнского растения.

Размножение спорами – это достаточно сложный процесс, и освоить его не так-то просто. Поэтому чаще всего цветоводы просто делят куст папоротника на несколько частей с корневищами и почками, и рассаживают в подходящие тенистые места своего сада.

Растение папоротника и его жизненный цикл

Но не все папоротники размножаются вегетативным способом. Некоторые виды этих растений имеют только одну точку роста, и никаких дополнительных почек на них не образуется.

Вот для размножения такого вида папоротника и следует проращивать споры, по-другому размножить его просто не получится. Именно после прорастания споры жизненный цикл папоротника будет пройден полностью, и из него получится новое растение.

Проращивается спора папоротника следующим образом:

  • увидев, что на листочке взрослого папоротника образовались коричневатого цвета выпуклости (это и есть мешочки со спорами), такой лист отрезают и кладут в пакет. Пакет должен быть бумажным, а не целлофановым,
  • пакет с листом на сутки кладут в какое-нибудь теплое место. при этом пакет периодически нужно встряхивать,
  • после того, как споры созрели и выпали, их нужно вытащить из пакета и высыпать на подготовленную заранее питательную смесь, которая состоит из торфа, песка, угля и измельченной зелени,
  • емкость со смесью, в которой будут прорастать поры, ставят во влажное и теплое место (не менее 25 градусов), периодически брызгая на поверхность теплой водой из пульверизатора и ни в коем случае не допуская ее высыхания. Для лучшего эффекта и меньшего испарения емкости со спорами можно прикрыть стеклом.

После того, как появились первые росточки, за поливом нужно следить еще более внимательно, так как влажность в это время — необходимая составляющая развития растения. Без воды оплодотворения не произойдет, и все труды пойдут насмарку. А вырастить папоротник из споры — это действительно труд.

Когда появляется новый молодой папоротник, вновь начинается жизненный цикл, включающий в себя половое и бесполое поколения.

При этом половое поколение — это тот самый маленький отросток, который образуется из спор и живет совсем недолго. А вот появившийся из него молодой папоротник, который и растет долгие годы (некоторые виды доживают до 100 лет) — это как раз то самое крепкое бесполое поколение.

Однако крепкое бесполое поколение невозможно получить, минуя этап полового размножения.

Папоротник – результат бесполого поколения. Рассмотрим последовательность жизненного цикла папоротника.

Для того чтобы начать новую жизнь, у взрослого растения должны появиться на обратной стороне листа споровые мешочки, в которых будет проходить созревание спор. Когда споры созрели, мешочек лопнет и из него на землю выпадут споры. Под действием ветра они разнесутся в разных направлениях и при попадании на благоприятную почву прорастут.

Цикл жизни папоротника

Этот этап очень важен, поскольку без него растение не смогло бы существовать. В результате появится отросточек – гаметофит – половое поколение папоротника. Своей формой он похож на сердечко. Это сердечко имеет снизу тонкие нити – ризоиды, которыми и прикрепляется к почве. Заросток папоротника обоеполый, на нем расположены небольшие мешочки: в одних созревают яйцеклетки, в других – сперматозоиды. Оплодотворение происходит с помощью воды.

Поскольку заросточек очень маленький и имеет такую своеобразную форму, то это способствует медленному стеканию дождевой воды и задержанию ее внизу. Благодаря этому сперматозоиды могут подплыть к яйцеклеткам и оплодотворить их. В результате появляется новая клетка – зигота, из которой формируется зародыш спорофит – результат нового бесполого поколения.

Таким образом, в жизненном цикле папоротника преобладает поколение бесполое, которое и дает жизнь новому крупному и долгоживущему растению, а половое поколение маленькое и быстро отмирающее. При этом оно необходимо для оплодотворения.

Следующим этапом цикла развития папоротника является созревание органов бесполого размножения. Они называются спорангиями. Эти структуры имеют вид небольших коричневых бугорков, расположенных на нижней стороне листьев. Сверху они дополнительно защищены пленчатыми "покрывальцами". Спорангии папоротников собраны в группы, которые называются сорусами.

В конце лета эти структуры темнеют. Это значит, что спорангии созрели. Далее они раскрываются, и в землю высыпаются тысячи мелких клеток. Это и есть споры. При наличии достаточного количества влаги они сразу начинают прорастать.

Растение бесполого поколения

Для всех папоротников характерно наличие жизненного цикла. Так называется период между двумя одинаковыми этапами развития поколений. Типичным для этих растений является цикл развития папоротника орляка. Его можно представить в виде этапов, представленных в таблице.

Период жизненного цикла Функция
Растение бесполого поколения Фотосинтез, формирование спор, вегетативное размножение, минеральное питание, транспирация, закрепление растения в почве
Споры Бесполое размножение, формирование гаметофита
Заросток Фотосинтез, закрепление растения в почве, формирование половых клеток — яйцеклеток и сперматозоидов
Гаметы Половое размножение растения
Зародыш Формирование бесполого поколения — спорофита

Далее цикл развития папоротника повторяется. Этот процесс обеспечивает непрерывность существования всех отделов высших споровых растений. А теперь рассмотрим каждый этап более подробно.

Зигота у папоротника - строение

Знакомство с циклом развития папоротника, схема которого представлена ниже, мы начнем со спорофита. Именно так называется взрослое листостебельное растение, которое образует значительные заросли в лесах умеренного пояса. На поверхности мы можем видеть только листья папоротника. Они бывают двух видов.

Спорофит является преобладающим поколением этих растений. Это является значительным отличием в циклах развития мхов и папоротников. У первых основным поколением является гаметофит. Он имеет вид зеленого листостебельного ковра и размножается с помощью половых клеток.

Папоротники относятся к бессеменным сосудистым растениям. Они устроены проще, чем сосудистые, образующие семена. Размеры папоротников могут быть от очень маленьких комнатных до крупных древовидных форм. Они часто используются для декоративного озеленения в домашних условиях. Кроме того, листья обладают способностью очищать воздух и увлажнять его.

Большинство папоротников гаметофитов в природе не видны. Типичные экземпляры имеют около 1 см в диаметре, плоскую форму в виде сердца зеленого цвета. Спорофит - это большое, знакомое всем растение. Существуют тысячи разных видов папоротников. Они отличаются формой и размерами стеблей и листьев.

Предлагаем ознакомиться  Посадка кедра осенью технология пошаговое описание – Уход осенью за кедром

Все представители данного вида имеют:

  • корень,
  • стебель,
  • листья, которые называются "вайи".

Обычно листья прямостоячие в виде веера, перистые, цвет - от светлого до темно-зеленого. Стебли не развиты, уступают по размерам и массе листве. Кроме того, растение спорофит имеет сорус, который представляет из себя пучок спорангиев - специальных органов, в которых развиваются мелкие споры. Сорус прикрывает индузия, напоминающая зонтик.

Следует отметить, что гаметофит и спорофит играют одинаково важную роль в цикле развития папоротника. Однако в плане эволюционного развития гаметофит является более примитивной формой.

В жизненном цикле сосны обыкновенной и всех голосеменных взрослые рослые растения представлены спорофитом – диплоидным (2n) поколением. Сосна обыкновенная относится к древесной жизненной форме растений, которая развивается из семенного зародыша и состоит из корня – корневой системы и побега – надземной системы вегетативных побегов: ствола, ветвей, листьев и генеративных побегов мужских и женских шишек.

Корневая система сосны обыкновенной стержневая, длиной до 20-30 м, образованная главным корнем разветвленным в боковые. Корни сосны могут вступать в симбиоз (взаимовыгодное сосуществование) с мицелием (телом) грибов, например маслят, создавая микоризу (грибокорень). Гифы (выросты мицелия) оплетают корни сосны от кончиков к зоне всасывания и проникают внутрь, подключаясь к проводящим пучкам. Поглощая органические вещества из растения, гриб поставляет в растение воду с минеральными веществами.

Одревесневший вертикальный стебель сосны – ствол, достигает в высоту до 30-40 м, имеет развитую в верхней части мутовчатую систему боковых ветвей – удлиненных побегов. Удлиненные побеги покрыты сидячими, спирально расположенными бурыми чешуеобразными листочками. Заканчиваются удлиненные побеги яйцевидными, конусообразными, коричневыми почками, покрытые смолой.

Мужские шишки - спороносные колоски (стробилы), образуются весной у основания молодых удлиненных побегов. Они собраны на общей оси. Каждая отдельная шишка длиной - 8-12 мм, желтого или розового цвета, состоит из короткого стержня (оси), на котором спирально расположены редуцированные спороносные листья – микроспорофиллы.

С нижней стороны микроспорофиллов расположены по два микроспорангия. В микроспорангиях – пыльцевых камерах, в результате мейоза (редукционного деления) из диплоидных клеток спорогенной ткани образуются гаплоидные микроспоры. Клетка микроспоры имеет двойную оболочку: внешнюю, толстую –экзинуи внутреннюю, тонкую –интину.

В двух местах экзина не срастается с интиной, образуя вздутия – воздушные мешки. Клетка микроспоры через некоторое время после формирования дважды делится митозом, образуя четыре гаплоидные клетки: вегетативную, генеративную (антиридиальную) и две проталиальные клетки. Проталиальные клетки являются резервными, поэтому отставая через некоторое время в росте, отдают свой ресурс на развитие генеративной и вегетативной клеток, быстро дегенерируют и исчезают. Таким образом образуется четырехклеточный мужской гаметофит окруженный двойной оболочкой микроспоры – пыльца.

Женские шишки появляются на верхушках удлиненных побегов одиночно или группой по 2-3 шт., Длиной - 3-7 см, конусообразные, симметричные. Состоят из стержня (оси), на котором спирально расположены мегаспорофиллы - женские спороносные листья. Каждый мегаспорофилл включает в себя расположенную сверху маленькую покровную чешую и большую семенную чешую под ней.

С верхней стороны семенной чешуи, у ее основания, находятся два семенных зачатка, прикрытые покровной чешуей. Семенной зачаток представляет собой магаспорогенную ткань – нуцелус, покрытый покровной тканью – интигументом. На верхушке семенного зачатка обращенного к оси шишки в интигументе остается отверстие – пыльцевход (микропиле).

Весной (в мае) после созревания (полного формирования) пыльцы, микроспорангии, в которых она содержится, лопаются. Пыльца заносится воздушными потоками (ветром) между чешуями женских шишек, которые в то время широко раскрыты и доступ к семенным зачаткам открыт. Процесс попадания пыльцы на микропиле семенных зачатков называется опылением.

Залетая между покровной и семенной чешуей пыльца приклеивается к клейкого вещества которое выделяется из микропиле. Через некоторое время вследствие подсыхания этого вещества пыльца затягивается через пыльцевход на нуцелус. После опыления микропиле зарастает, чешуи женской шишки смыкаются и вся шишка снаружи герметизируется (заливается) смолой.

После попадания на нуцелус вегетативная клетка пыльцы прорастает в него пыльцевой трубкой. Генеративная клетка заходит внутрь вегетативной клетки и движется в ее апикальной части. Следующие 13 месяцев пыльцевая трубка медленно врастает в нуцелус, в направлении будущего женского гаметофита, который будет сформирован позже.

Через месяц после опыления одна клетка нуцелуса – археспориальная клетка делится мейозом, образуя четыре гаплоидные мегаспоры. Три из них дегенерируют, а наиболее удалённая от ми-кропиле четвертая мегаспора начинает расти. Ее развитие в мегагаметофит (женский гаметофит, или эндосперм) начинается через шесть месяцев после опыления и требует для завершения своего формирования еще полгода.

В течение этого времени клетка мегаспоры митотическим разделением увеличивает количество своих ядер примерно до 2000 шт. На 13 месяц после опыления, в мегаспоре происходит цитокинез – разделение многоядерной клетки клеточными стенками, которые локализуют ядра в отдельных клетках. Образованная гаплоидная ткань называется эндоспермом.

К моменту завершения формирования женского гаметофита и проникновение в него пыльцевой трубки, генеративная клетка, в середине вегетативной клетки (пыльцевой трубки), делится на две дочерние – стерильнуюклетку (клетку-ножку) исперматогеннуюклетку (клетку тела). После чего сперматогенная клетка делится на дваспермия.

Вегетативная клетка с двумя спермиями в середине представляет собой полностью развитый мужской гаметофит. Проникнувши в архегоний и достигнув яйцеклетки, вегетативная клетка (пыльцевая трубка) лопается, и один из спермиев сливается с яйцеклеткой, формируя зиготу, другой спермий погибает (дегенерирует).

Процесс оплодотворения происходит приблизительно на 13-15 месяц после опыления. Обычно оплодотворяются и начинают развиваться в зародыши оплодотворенные яйцеклетки (зиготы) всех архегониев (полиэмбриология), однако, как правило только один зародыш формируется полностью. На ранней стадии эмбриогенеза из зиготы путем деления клеток, образуется предзародок, который формирует в базальной части архегония четыре четырехъярусных колонны клеток.

Все четыре апикальные (верхушечные) клетки колонн (т.е. наиболее удаленного от микропилярного конца семязачатка) начинают развиваться в зародыши. Одновременно четыре клетки следующего ряда - клетки суспензорий (под-вески) сильно вытягиваются и проталкивают четыре несформированных зародыша в глубь женского гаметофита. Но только один из зародышей развивается полностью.

В ходе эмбриогенеза интегумент преобразуется в семенную оболочку (кожуру). Семена сосны обыкновенной черного цвета, диаметром 4-5 мм, перепончатым крыловидной выростом оболочки семени, длиной 12-20 мм. Формируется в течение 6 месяцев и полностью вызревает в ноябре-декабре, через 18-21 месяц после опыления.

Период жизненного цикла Функция
Растение бесполого поколения Фотосинтез, формирование спор, вегетативное размножение, минеральное питание, транспирация, закрепление растения в почве
Споры Бесполое размножение, формирование гаметофита
Заросток Фотосинтез, закрепление растения в почве, формирование половых клеток - яйцеклеток и сперматозоидов
Гаметы Половое размножение растения
Зародыш Формирование бесполого поколения - спорофита

Растение бесполого поколения

Однако нельзя однозначно сказать, что папоротники полностью отошли от водной среды обитания, поскольку в их процессе размножения участвует свободноживущий гаметофит и необходимые для процесса оплодотворения сперматозоиды могут существовать только в водной среде.

Папоротник представляет собой многолетнее растение, которое широко используется для украшения клумб и сада.

Развитие растения папоротник

Самым распространенным видом папоротника для этих целей является Адиантум стоповидный, который очаровывает взгляд своей оригинальной формой листа в чем-то схожей с легким ажурным облачком.

Папоротники любят тень или полутень, высокую влажность, а еще считаются достаточно морозоустойчивыми растениями.

Что такое заросток

Результатом развития спор является заросток. Это и есть особь полового поколения, которая является следующим звеном в цикле развития папоротника. Долгое время ученые даже не знали о его существовании. Все дело в том, что заросток имеет очень мелкие размеры — всего до сантиметра в диаметре. Внешне он представляет собой пластину зеленого цвета сердцевидной формы. Заросток развивается на почве, к которой прикрепляется с помощью ризоидов.

По мере развития гаметофита на его нижней стороне формируются органы полового размножения. В них созревают половые клетки двух видов: яйцеклетки и сперматозоиды.

Результатом развития спор является заросток. Это и есть особь полового поколения, которая является следующим звеном в цикле развития папоротника. Долгое время ученые даже не знали о его существовании. Все дело в том, что заросток имеет очень мелкие размеры - всего до сантиметра в диаметре. Внешне он представляет собой пластину зеленого цвета сердцевидной формы. Заросток развивается на почве, к которой прикрепляется с помощью ризоидов.

Стадия спорофита

Споры образуются в спорангиях взрослых растений на обратной стороне листа. Когда споры достаточно созрели, индузия высыхает, капсулы вскрываются и споры рассеиваются вокруг растения. Распространяются они водой, а также при помощи ветра, птиц и насекомых. Попадая во влажную почву, богатую питательными веществами, спора прорастает.

На его поверхности развиваются микроскопически малые половые органы:

  1. 1 Мужские органы, или антеридии, производят многочисленные подвижные сперматозоиды. Они снабжены жгутиками и способны передвигаться в воде на небольшие расстояния. Именно по этой причине для успешного оплодотворения необходима влажная среда.
  2. 2 Женские органы, или архегонии. В каждый архегоний встроена яйцеклетка, которая химически притягивает к себе сперматозоиды, и происходит оплодотворение.

Часто яйцеклетка и сперматозоиды одного растения созревают в разное время, что стимулирует перекрестное опыление и улучшает генетическую силу растений. Антеридии и архегонии чаще всего развиваются на одном растении. Только у некоторых видов папоротников растения являются раздельнополыми.

Оплодотворенная яйцеклетка содержит двойной набор хромосом. Она неоднократно делится миотически, превращаясь в зародыш. Начинается жизнь спорофита, который первое время зависим от гаметофита, но быстро развивает собственные корни и становится самостоятельным. После этого гаметофит увядает и погибает.

  • взрослый папоротник, способный к размножению,
  • наличие спор на внутренней стороне листа папоротника,
  • полное созревание мешочков со спорами, после которого споры выпадают и разлетаются,
  • в случае попадания споры в нужные и пригодные для жизни условия она закрепляется на месте и прорастает,
  • из споры образуется маленький отросток, который прикрепляется к месту произрастания корешками-нитями (такие нити называются ризоидами),
  • на отростке появляются женские и мужские половые клетки, при этом женские половые органы содержат яйцеклетку, а мужские — сперматозоиды,
  • по воде, образующейся на отростках-зародышах в результате как выпадения росы, так и просто дождя, сперматозоиды передвигаются к яйцеклетке,
  • сперматозоиды попадают внутрь яйцеклетки и оплодотворяют ее,
  • в такой яйцеклетке (она называется зиготой) зарождается и появляется из нее молодой листочек (спорофит),
  • из этого молодого листочка появляется новый папоротник, на котором в дальнейшем созреют споры для последующего размножения.
Предлагаем ознакомиться  Томатный сок на зиму — делаем вручную из помидор

Условия оплодотворения в цикле развития папоротника орляка

Гаплоидный набор хромосом, который имеют половые клетки гаметофита, изменяется на двойной в процессе их слияния. Оплодотворение у папоротников имеет свои особенности. Во-первых, мужские и женские половые клетки на одном заростке созревают в разное время. Поэтому слияние гамет возможно только между разными растениями. Такой тип оплодотворения называется перекрестным.

Второй особенностью этого процесса у папоротников является обязательное наличие воды. Дело в том, что половые клетки споровых растений не могут самостоятельно двигаться. Поэтому сперматозоид может добраться до яйцеклетки только с помощью воды. Таким образом, папоротники хоть и относятся к группе первых наземных растений, но не утратили связь с прежней средой обитания.

Далее из оплодотворенной яйцеклетки развивается растение бесполого поколения, на нем созревают споры, и процесс повторяется.

Продолжительность жизни

Сколько может повторяться цикл развития папоротника? Это зависит от конкретного вида растения и места его произрастания. Так, у травянистых форм умеренных широт листья отмирают каждый сезон, а в тропиках растут несколько лет. Но благодаря наличию подземного видоизменения побега, который называется корневищем, само растение остается жизнеспособным независимо от времени года и климатических условий. Во многом именно эта особенность строения сохранила эти древние растения до современного этапа развития органического мира.

Корни папоротников выполняют свои функции в среднем около четырех лет, после чего заменяются новыми. А вот побег может сохранять свою жизнеспособность до 100 лет.

Итак, мы рассмотрели особенности развития одного из отделов высших споровых растений - Папоротниковидные. Для этих растений характерны следующие признаки:

  • Появление настоящих тканей (механических, проводящих, покровных) и вегетативных органов (листьев, придаточных корней, видоизмененного подземного побега).
  • Бесполое размножение осуществляется с помощью специализированных клеток - спор.
  • В цикле развития папоротника преобладает спорофит. Это бесполое поколение, имеющее листостебельное строение.
  • Гаметофит папоротника называется заростком. Он представляет собой зеленую пластинку сердцевидной формы с диаметром до 1 см. Заросток развивается отдельно от спорофита и анатомически с ним не связан.
  • В жизненном цикле наблюдается последовательное чередование поколений - полового и бесполого.

Описание жизненного цикла папоротника

Итак, мы рассмотрели особенности развития одного из отделов высших споровых растений — Папоротниковидные. Для этих растений характерны следующие признаки:

  • Появление настоящих тканей (механических, проводящих, покровных) и вегетативных органов (листьев, придаточных корней, видоизмененного подземного побега).
  • Бесполое размножение осуществляется с помощью специализированных клеток — спор.
  • В цикле развития папоротника преобладает спорофит. Это бесполое поколение, имеющее листостебельное строение.
  • Гаметофит папоротника называется заростком. Он представляет собой зеленую пластинку сердцевидной формы с диаметром до 1 см. Заросток развивается отдельно от спорофита и анатомически с ним не связан.
  • В жизненном цикле наблюдается последовательное чередование поколений — полового и бесполого.

Сегодня мы рассмотрим строение папоротника, цикл его развития и поговорим о разнообразии отдела папоротникообразных. Чтобы детально разобраться в жизненном цикле папоротника, необходимо вспомнить строение его основных органов.

Подземная часть папоротника представлена корневищем. От корневища отходят корни. Надземные части представлены особыми листьями. Надо сказать, что у этого растения не совсем привычные нам листья. От обычных листьев всех растений, которые мы можем увидеть за окном, тех растений, которые являются цветковыми, листья папоротника отличаются некоторыми существенными деталями:

  1. У папоротника лист растет неограниченное время.
  2. На нижней стороне листьев располагаются споры в мешочках спорангиях.

На привычных нам листьях, например, у тополя, у клена, у каких-нибудь травянистых растений вроде подорожника, у всех цветковых растений, мы никогда никаких спорангий со спорами на нижней части листьев не увидим. Поэтому перед нами, как справедливо полагают ученые, не совсем листья. Перед нами особые образования, которые являются чем-то средним между веткой и листом. Папоротники — древние растения. У них эти части ещё не такие совершенные, как у привычных нам цветковых растений.

Листья папоротника называются вайи, именно потому они и получили особое название, что они не совсем такие же листья, как у цветковых растений. С нижней части вайи и располагаются спорангии со спорами. Эти спорангии выглядят, как своеобразная небольшая люстра. Шарики со спорами на тонких ножках действительно выглядят похожими на потолочный светильник.

Кроме того, для защиты служит особый вырост, который на всякий случай, как зонтик, закрывает этот пучок спорангиев. Пучок спорангиев называется сорус, а вырост в виде зонтика, который защищает сорус — пучок спорангиев — называется индузия. Если мы видим спорангии, значит, в чередовании поколений перед нами бесполое поколение — спорофит. У гаметофитов (полового поколения) мы никаких спорангиев бы не увидели.

Недостатки сна на боку

  1. Это может вызвать боль в плече и бедре, если у вас очень старый матрас или у вас травмы мышц или суставов.
  2. Могут появиться морщины, результатом может быть опухшее лицо после пробуждения. Если человек прижимает лицо к подушке, жидкость накапливается в этой области, что вызывает отеки и, таким образом, морщины на коже, что делает ее более восприимчивой к морщинам.
  3. Это может ускорить провисание груди, так как связки растягиваются без поддержки с течением времени.

Что вы можете сделать, чтобы улучшить качество сна?

1. Ваша подушка должна быть достаточно твердой, чтобы держать позвоночник прямым.

2. Вы должны заполнить пространство между шеей и матрасом, чтобы держать голову и шею в нейтральном положении.

3. Если у вас болит плечо, попробуйте положить подушку перед вашим телом и расположить на ней руку. Это поможет облегчить боль.

4. Чтобы избежать боли в бедре или избавиться от нее, попробуйте положить подушку между коленями, чтобы держать бедра ровно.

5. Чтобы избежать провисания груди, попробуйте положить под нее небольшую подушку, чтобы связки не растягивались. Или просто спите на спине.

6. Если вы просыпаетесь утром с опухшим лицом и с отечностью под глазами и более глубокими морщинами, чем прошлой ночью, вам следует сменить положение для сна. Сон на спине может предотвратить нежелательный контакт вашего лица с подушкой.

7. Хороший матрас - это самое главное, когда речь идет о здоровом и спокойном сне. Если вы спите на боку, вам нужно выбрать матрас с хорошей поддержкой плеча и бедра от средней до высокой жесткости. Пенные матрасы и матрасы, способные "запоминать" ваше положение тела (вязкоупругие) являются наилучшими вариантами, поскольку они очень эффективны для снятия точки давления.

Конечно, боли и отечность могут вызвать и другие причины. Поэтому не сразу думайте на позу сна, может быть, проблема совершенно в другом, а неправильная поза просто усугубляет положение.

Отечность, например, может быть вызвана питьем большого количества воды перед сном или/и потреблением соленой и острой пищи.

В любом случае, спите так, как удобно вашему телу, чтобы избежать любых последствий.

Легенды о папоротнике

Папоротник – необычное растение. С его появлением связано великое множество красивых легенд. По одной из них, растение произошло от богини любви – Венеры, обронившей однажды свой волос, из которого и вырос папоротник.

Развитие папоротника

Самая известная легенда – это легенда о цветении папоротника. В ней говорится, что, если в ночь на Ивана Купала увидеть цветок растения, перед человеком откроется тайна, как найти сокровища. Однако при изучении его становится ясно, что легенда не может быть воплощена в реальность, поскольку жизненный цикл папоротника не имеет этапа цветения.

Внешний вид

Представители отряда папоротников распространились по всему миру. Они имеют различный внешний вид листьев, экологически неприхотливы, при этом больше любят влажные почвы.

Папоротник имеет корневую систему, стебель и листья. Семян у него нет. На внутренней стороне листа, внизу, располагаются споры в мешочках-спорангиях. Листья папоротника называются "вайи", они не похожи на листья других растений. Выглядят они так, как будто несколько веточек положили в одну плоскость и прикрепили к стеблю. Их цвет может меняться от светло-зеленого к темно-зеленому.

Папоротник, не считая корневой системы, состоит из вайи, соруса и индузии, где сорус – это пучок спорангиев, индузия – вырост, напоминающий зонтик, который закрывает сорус.

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».

Развитие папоротника

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.

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.

, , ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector