Цикл развития голосемянных на примере сосны обыкновенной

Отдел Голосемянные. Общая характеристика. Строение, происхождение и значение семязачатка. Деление на классы.

Первопапоротники, (ископаемые папоротники), представители. Класс Ужовниковые. Общая характеристика, представители, жизненный цикл.

Отдел Папоротниковидные. Общая характеристика и классификация. Строение и специализация листьев, строение соруса. Лепто- и эуспоронгиатные папоротники. Разнообразие жизненных форм. Филогения папоротникообр.

Отдел Хвощевидные. Общая характеристика и классификация. 4 характерных признака отдела. Филогения. Класс Хвощовые. Порядок Хвощовые. Морфо-анатомичеекое строение современных хвощей. Строение стебля. Функции листьев. Спорангии и споры. Строение и особенности жизнедеятельности гаметофитов. Жизненный цикл хвоща полевого.

Класс полиподиопсиды. Общая характеристика. Деление на порядки, представители и жизненный цикл.

Отдел плауновые. Общая характеристика и классификация. Морфологическая природа листьев плаунопмдных. Филогения. Класс Плауновые. Порядок Плауновые.

Класс листостебельные мхи. Общая характеристика. Деление на порядки, представители, жизненный цикл.

Класс Печеночные мхи. Подклассы и порядки. Морфология и анатомия слоевища. Вегетативное размножение. Строение и способы вскрывания спорогония. Сравнительная характеристика подклассов. Жизненный цикл маршанции.

Bryophyta - Отдел Моховидные.

Classis Marchantopsida - Класс Маршанциевые, или Печеночные мхи.

Subclassis Marchantiidae - Подкласс Маршанцневые

Ordo Marchantiales-маршанциевые

Ordo Sphaerocarpales- сферокарпавые

Слоевищные талломы с относительно сложным анатомическим строением и наличие однослойной коробочки.

2}Subclassis Jungermanidae - Подкласс Юнгерманиевые

Ordo Metzgeriales-метцгериевые

Ordo Haplomitriales-гапломитрневые

Ordo Jungermanniales- юнгерманниевые

Сложное морфологическое и чрезвычайно простое анатомическое строение. Спорогоний состоит из коробочки, ножки и гаустории. Коробочка многослойная, раскрывается 4 створками. Коробочка созревая лопается и споры высыпаются с помощью элатер. Около 6000 видов Устьица не регулируются.

Амфигастрии - видоизмененные листья для защиты ризоидов.

Все маршанциевые хорошо размножаются вегетативно - участками слоевищ, создание выводных корзинок, в которых находятся геммулы.

Занимают биотопы с пониженной конкуренцией. Доминируют в тропиках, где они адаптировались к жизни на деревьях.

Клетки в шейке аохегониев разрушаются и выделяют большое количество органических кислот и сперматозоиды плывут по увеличению градиента концентрации. В природе являются пионерными растениями, заселяют нарушенные биотопы, формируют ценозы для животных.

Жизненный цикл маршанции!

Зрелый спорофит → спорангий → споры → молодые гаметофиты → антеридии и архегонии -→ спермин и яйцеклетка → зигота → зародыш → молодой спорофит →

Он включает примерно 11 500 видов, растущих по всему миру. Из всех Моховидных Листостебельные мхи включают наибольшее количество видов – более 14500 видов и более 700 родов. Среди них многие отличаются широким распространением (иногда в умеренных и холодных зонах обоих полушарий), высокой жизненной устойчивостью и большой фитоценотической ролью в растительном покрове Земли. Экологическое своеобразие и особое значение мхов в природных процессах во многом зависит от присущих им групповых форм роста, благодаря чему мхи могут на больших площадях создавать рыхлые или плотные покровы различной мощности. Тем самым мхи активно участвуют в формировании на поверхности континентов мощных влагоприемников в виде болот и замоховелых лесов, оказывающих существенное влияние на общую обеспеченность сушей влагой.

Гаметофор у Листостебельных мхов обычно радиально, реже двусторонне облиственный. От основания, а часто и вдоль стебля и от нижней части листьев отходят нитевидные, ветвящиеся, многоклеточные ризоиды. Листья сидячие, цельные, с жилкой или без них, с большим разнообразием анатомических структур. На стебле образуются органы полового размножения – антеридии и архегонии.

Из оплодотворенной яйцеклетки развивается многоклеточный специализированный спорофит – спорогон, который состоит из стопы, ножки (иногда ножка редуцирована) и коробочки. Спорогон ограничен в росте; стенки коробочки состоят из нескольких слоев клеток; в экзотеции коробочки развиваются обычно функционирующие устьица. Спорообразующая ткань (археспорий) возникает из эндотеции или амфитеция, обычно окружает центральную часть – колонку или у андреи и сфагнума куполообразно покоится на ней и дает начало только спорам; элатеры у Листостебельных мхов никогда не образуются. Открывается коробочка крышечкой (оперкулум) или (у андреи) растрескивается четырьмя щелями, реже коробочка клейстокарпная (закрытоплодная). Существуют разные механизмы вскрытия крышечки. Крышечка может опадать, открывая кольцо зубцов – перистом, окружающий отверстие. Зубцы перистома образуются путем расщепления клеточного слоя вблизи верхушки коробочки по наименее прочным местам. Этот аппарат, регулирующий рассеивание спор, характерен для подкласса Bryidae и отсутствует в двух других подклассах.

Из споры возникает ювенильная, зеленая, нитчатая или слоевищная первичная протонема, на которой возникают почки, дающие начало облиственным стеблям, гаметофорам.

Этот класс обычно делят на три подкласса по традиционной системе М. Флейшера и В.Ф. Бротеруса как особые филогенетические ветви: Сфагновые (Sphagnidae); Андреевые (Andreaeidae); Бриевые, или Настоящие (Bryidae). Иногда в качестве самостоятельных подклассов рассматривают Буксбаумиевые (Buxbaumiidae) и Политриховые (Polytrichidae).

Divisio Lycopodlophyta - Отд Плауновидные.

древний отдел. Предки -зостерофилофиты. Современные плауны - травянистые многолетние растения. Листья простые. Спорангии всегда развиваются в пазухах листьев, листья эти называются спорофиллы,

Classis Lycopodiopsida- Клас Плауновидные.

Ordo Lycopodiales - Порядок Плауновые.

Равноспоровые. Обоеполые гаметофиты. Широко распространены. Дихотомическое ветвление. Плектостела. Листья - устьица с обеих сторон. Мелкие спооы, для того, чтобы споры могли попасть в мелкие горизонты земли. Древний признак прорастание подземное. Прорастают после;, вступления в симбиоз с почвенными грибами зигомицетами. Формируется гаметофит обоеполый. Вначале формируются антеридии, затем по периферии формируются архегонии.

Жизненный цикл. Lycopodium clavatum.

Спорофит→спорангий → споры→гаметофит (заросток)→антеридии и архегонии (вода)→ сперматозоиды и яйцеклетка →зигота→молодой зародыш (спорофит). Бесполое - мелкие тетраспоры, образующихся в спорангиях почковидной формы; прорастают через 3-8 лет после высыпания→гаплоидный гаметофит или заросток. Вегетативное - отмираниемстарой части и распадением особи на несколько молодых участков.

У всех настоящих папоротников листья-вайи несут спорангии со стенкой толщиной в одну клетку, и поэтому их называют тонкоспорангиатными. Большинство настоящих папоротников имеет специализированные структуры, способствующие раскрыванию спорангиев — так называемое кольцо, или отдельные группы толстостенных клеток. При высыхании спорангия тонкостенные клетки сжимаются быстрее, нежели стенки кольца, и благодаря этому стенка спорангия разрывается, освобождая споры.

Классификация:

Порядок Осмундовые с единственным семейством того же названия — самая примитивная группа папоротников. Осмундовые — одна из древнейших групп настоящих папоротников — остатки растений, близких к этому семейству, встречаются уже в отложениях конца каменноугольного периода. Временем их расцвета был мезозой, а до наших дней дожило не так много представителей группы. Многие осмундовые имеют очень крупные листья, размер которых у осмунды королевской (Osmunda regalis L.) достигает двух метров. На листьях расположены не собранные в группы спорангии, не имеющие кольца (его роль играют две группы толстостенных клеток).

Порядок Hymenophyllales — Гименофилловые папоротники иногда называют «плёнчатыми папоротниками», чем подчёркивается строение их тонких, прозрачных листьев, ткани которых подверглись значительной редукции в результате жизни во влажной среде. Гименофилловые приспособились к обитанию в очень тёмных и очень влажных местообитаниях — в нижних ярусах тропического леса, по берегам горных рек, на стволах околоводных деревьев, на камнях водопадов и т. п. В связи с приспособлением к подобным местообитаниям возникла специализация, которая привела к редукции как спорофита, так и гаметофита гименофилловых. Так, например, листья гименофилловых лишены устьиц и абсолютно проницаемы для воды. Поскольку такие листья так же легко теряют воду, как и её поглощают, Гименофилловые развили вторичную пойкилогидридность, позволяющую им переносить засушливые периоды без серьёзного вреда для своих клеток.

Порядок Gleicheniales Папоротники из семейств Матониевые и Диптерисовые являются «живыми ископаемыми» — остатками когда-то очень богатой меловой флоры тропического пояса. Они сохранились отдельными островами на вершинах гор Индонезии и Новой Гвинеи, зачастую на расстоянии нескольких сотен километров друг от друга.

Порядок Schizaeales — Схизейные Листья схизейных, как правило, разделены на спороносную и вегетативную части, причем спороносная часть может нисколько не напоминать лист, а быть похожей на палочки, спирали, кисточки и тому подобные структуры. Род Лигодиум (Lygodium Swartz) этого семейства отличается гигантскими листьями: их длина может достигать тридцати метров. Они способны к верхушечному росту (как и у большинства настоящих папоротников), что легко объясняет их возникновение.

Порядок Salviniales — Сальвиниевые - водных папоротников — относится ряд приспособившихся к обитанию в воде и переувлажнённых местообитаниях папоротников, развивших разноспоровость. Развитие спор и строение заростков этих папоротников напоминает Selaginella — Селагинелла, или Плаунок, хотя никаких родственных отношений между этими группами нет. Таким образом, независимое возникновение разноспоровости у плауновидных и у настоящих папоротников представляет собой пример настоящей конвергенции. Наиболее распространенные роды сальвиниевых — Марсилия и Сальвиния. Первая представляет собой небольшие прибрежные и водные растеньица, больше всего напоминающие четырёхлистный клевер. Спорангии марсилии собраны под общей оболочкой в так называемый спорокарп, который обладает весьма сложными механизмами раскрывания. Сальвинии — это плавающие на поверхности воды ряскообразные (но значительно более крупные) растения с очень интересным диморфизмом листьев — два из трёх листьев в мутовке плавающие, фотосинтезирующие, а третий — корневидный, обеспечивающий устойчивость растения и всасывание воды. Кроме того, на нижней поверхности обычных листьев сальвинии развивается киль, а на верхней — блестящие водоотталкивающие клетки.

Порядок Cyatheales — Циатейные

Представители порядка Циатейные — так называемые древовидные папоротники, обитающие, как правило, в высокогорных туманных лесах, где испарение воды стеблем незначительно. Пробка у них не развивается, и это сильно ограничивает распространение циатейных. Вторичного утолщения коры представители этого порядка, в отличие от настоящих деревьев, не имеют, и древесина их состоит лишь из первичных тканей — проводящих пучков и отмерших клеток паренхимы[2].

Порядок Polypodiales — Многоножковые

Порядок Многоножковые наиболее богат видами среди всего класса. К одноимённому семейству Многоножковые принадлежит, например, Многоножка, широко распространённая в горах Европы. Спорангии у многоножки собраны в округлые скопления — сорусы, а корневище покрыто многочисленными рыжими волосками, предохраняющими от излишнего испарения. Другой представитель семейства — Платицериум, или Олений рог, знаменит способностью образовывать себе ёмкость для питательного субстрата. Этот эпифитный папоротник имеет два типа листьев: обычные (вильчато рассечённые) и щитковидные, образующие «чехол» вокруг основания растения. Со временем внутри чехла накапливается перегной, и папоротник оказывается в «горшке», достигающем у некоторых экземпляров массы в 100 кг[2].

Орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum)

Щитовник мужской (Dryopteris filix-mas)

Divisio Equisetophyta –Отдел Хвощевидные.

Classis Equisetopsida - Класс Хвощовые.

Ordo Equisetales - Порядок Хвощовые. Все травянистые многолетние травянистые растения. Хвощи - макрофилы. Побеги ребристые, членистые. Имеют особую стелу - артростелу. 1-эта группа, имевшая расцвет в палеозое и мезозое, дошла до настоящего времени в количестве одного рода хвоща. Однако благодаря ряду биологических особенностей корней и побегов, развитие которых корректируется условиями жизни, этот род имеет большое географическое распространение и широкую экологическую амплитуду. Наличие многоярусных корневищ с системой боковых корней двух типов позволяет растению не только захватывать новые территории, но и прочно удерживать их. 2-своеоюразие хвощей заключается в наличии листьев синтеломного происхождения, которые в ходе эволюции подверглись значительной редукции. 3-для хвощей характерно формирование боковых корней, закладывающихся в апикальной меристеме молодого побега. 4-спорангиофоры никогда не проходили стадию плоских органов - спорофиллов. Снаружи - эпидермис-> кора -> паренхима с полостями -> эртростела, окружена эндодермой. Проводящие пучки закрытого типа. В центре, как правило, закрытая полость. Хвощи морфологически рзвноспоровые, а физиологически - разноспоровые. Хвощ полевой (E.arvense)'. сезонный диморфизм побегов; контрстробил - сформировался из многих шишек; у спор три оболочки; пол гаметофита зависит от условий среды, в которую попадают споры. У остальных хвощей побег один. Хвощи являются лекарственными растениями, абразивный материал; водные, околоводные хвощи формируют фитоценозы. Жизненный цикл Eaulsetum arvense: Спорофит -» стробил -> спорангий -» споры -* антеридии и архегонии -*• сперматозоиды и яйцеклетка -> молодой спорофит -►

Divisio Polypodiophyta –Отд Папоротниковидные.

Около 10 000 видов. Первые находки -девонкий период.

Хорошо развиты вегетативные органы. Типичные макрофилы.

Спорагии формируются на листьях, собраны либо в синангии, либо в сорусы (покрыты индузием). Все виды стел. От травянистых до древесных. Листья растут апикально, растут медленно, трехлетний цикл развития. У многих листья свернуты улиткообразно. У папоротников с крупными листьями листья называются «вэи». Листья часто специализированы: фотосинтез, спороношение, спорная, регетэтивное размножение. У эпифитных папоротников часть листьев специализируются на формировании субстрата для минерального питания. Все папоротники в зависимости от развития и строения спорангиев делят на:

эуспоронгиатные - спорангии формируются из группы клеток листа и имеют многослойную стенку, множество спор;

лептоспорэнгиатные спорангии формируются из одной клетки, однослойная стенка, немного епбр. У многих есть специальное приспособление для активного рассеивания спор - «кольцо».

ПОДКЛАСС — ПЕРВОПАПОРОТНИКИ (PRIMOFILICES)

К этому подклассу относятся исключительно ископаемые растения очень разнообразного внешнего вида и строения. Все первопапоротники имели спорангии с многослойной стенкой. Развивались спорангии из группы субэпидермических клеток листа. Простейшие первопапоротники были весьма сходны с псилофитами. Более организованные имели уже типичный папоротниковый облик. Систематика Primofilices еще недостаточно разработана. Обычно подкласс разделяют на 4 порядка.

Divisio Polypodiophyta - Отд Папоротниковидные.

Classis Ophioglossepsida - Класс Ужовниковые.

Корневища короткие с толстыми, мясистыми чеветвящимися корнями. Небольшие, равноспоровые папоротники. Слабо развита механическая ткань. Каждое растение имеет только один лист, дифференцированный на две части: фотосинтезирующую и спороносную.

Спорангии собраны в синангии, образуемые из нескольких клеток спороносной части листа, имеют многослойную стенку и лишены приспо-соблений для вскрывания: они просто разрываются щелью. Шаровидные споры ужовников долго сохраняют всхожесть и прорастают в темноте. Гаметофит развивается под землей, микориза с грибами, лишен зеленой окраски, обоеполый сначала как мужской потом как женский. В пределах одного растения идет чередование стел. Относятся к эуспорангиатным папоротникам.

Автотрофные деревья и кустарники. Семя состоит из зародыша, эндосперма и многослойной семенной кожуры. Период покоя. Мужской гаметофит - пыльца, развивается в микроспоре, переносится ветром к женскому гаметофиту. Ж гам-ит не выходит наружу, сохранят связь со спорофитом. Процесс оплодотворения не требует воды, пыльца переносится ветром на женский гаметофит. В результате оплод-ия яйцеклетки из семязачатка формируется семя. В процессе его созревания из зиготы развивается зародыш нового спорофита, ткань женского гаметофита разрастается, обогащается зап-ми пит-ми вещ-ми и становится эндоспермом семени,

б классов, 2 из них - вымершие. Classis Pterldospermae (семенные папоротники), Benneffltopsida (беннетитовые), Cycadopslda (саговниковые), Ginkoopslda (гинкговые), Pinopslda (хвойные), netopsida (гнетовые). Предпосылки формирования: -разноспоровость; -возникновение камбия и формирование древесных форм. Первые находки датированы 370 млн. лет назад. Золотой век - мезозой.

Голосеменные характеризуются наличием незащищенных семяпочек, расположенных открыто на мегаспорофиллах. Прорастая, микроспора попадает непосредственно на семяпочку; оказавшись на вершине нуцеллуса, она прорастает в пыльцевую трубку, следуя через ткань нучеллуса к женскому заростку, доставляет мужские гаметы к яйцеклетке. Т. о. голосеменные – разноспоровые растения. В чикле развития преобладает спорофит. Гаметофиты сильно редуцированы. При этом женский гаметофит непосредственно связан с материнским растением, развиваясь внутри семяпочки, где происходит образование мегаспоры и ее прорастанием в женский заросток. Мужской гаметофит также претерпевает редукцию влоть до полной потери вегетативных клеток у наиболее высокоорганизованных представителей.

Голосеменные – исключительно древесные растений. Голосеменные – очень древняя группа растений.

Дата добавления: 2015-04-24