Линии эволюции растений на Земле

Папоротниковидные

При выходе на сушу растения развивались в двух направлениях:

1. Гаметофитная линия эволюции представленная мхами, у которых в цикле развития преобладает половое поколение – гаметофит.

Спорофитная линия развития растений получила более широкое растпространение, она представлена плаунами, хвощами, папоротниками и семенными растениями. У этих групп живых организмов преобладает бесполое поколение – спорофит.

Папоротникообразные (хвощи, плауны, папоротники).

У папоротникообразных, как у всех высших растений, имеется смена поколений, но в отличии от моховидных в цикле развития преобладает бесполое поколение (взрослое растение).

Гаметофит называют заростком, он представлен слоевищем (талломом) не расчленённым на стебли и листья. Обычно он плоский, пластинчатый. Как правило, заростки папоротников зеленые, питающиеся самостоятельно. У многих плаунов и хвощей они бесцветные, вступают в сожительство с грибами. На заростках развиваются половые органы – антеридии и архегонии. Антеридии сходны по строению с моховидными. Сперматозоиды двужгутиковые у плаунов и многожгутиковые у хвощей и папоротников. Архегонии в отличии от моховидных погружены брюшком в ткань заростка и только шейка возвышается над его поверхностью. Оплодотворение возможно лишь при наличии капельно-жидкой влаги и осуществляется в дождливую погоду.

Папоротниковые бывают равноспоровые с обоеполыми заростками и разноспоровые с разнополыми заростками. Разноспоровость имеет большое биологическое значение. Макроспоры прорастают в крупные женские заростки, микроспоры – в мелкие мужские заростки. Споры прорастают ещё в спорангиях под защитой спорофита. Высеваются при разноспоровости не одноклеточные споры, а многоклеточные гаметофиты, в результате эти растения, по сравнению с равноспоровыми, более жизнеспособны.

Заростки развиваются в достаточно увлажненных местообитаниях (тенистые леса, под землей). Гаметофиты недолговечны. У большинства живут несколько недель, но у некоторых плаунов папоротников – до двух лет.

Из оплодотворенной яйцеклетки развивается спорофит, сначала он представлен зародышем. У современных папоротникообразных зародыш имеет ножку (стопу), зачаточный корень, стебелек и первый лист. Ножка внедряется в ткань заростка, от которого зародыш получает питательные вещества. Зачаточный корешок отходит в землю, стебелек выпрямляется и проросток приступает к самостоятельному питанию.

Взрослое растение – спорофит всегда сложно устроен и расчленен на стебли и листья. Стебли большинства современных растений травянистые, у плаунов дихотомически ветвящиеся, хвощей – с моноподиальным ветвлением и мутовками боковых стеблей, у травянистых папоротников стебли представлены корневищами. Листья у плаунов и хвощей микрофильные (мелкие). У плаунов вечнозеленые листья (энации) располагаются густой спиралью по всем стелящимся и восходящим побегам. У хвощей листья (филлидии) стеблевого происхождения собраны в узлах стеблей в листовые влагалища. У папоротников листья (вайи) образуются в результате срастания и уплощения боковых побегов обычно крупные и часто сложные (макрофильная линия эволюции растений).

В стеблях и листьях папоротниковидных имеются высокоорганизованные проводящие ткани. В центральном цилиндре развиваются настоящие проводящие пучки: коллатеральные и концентрические. У современных растений пучки обычно закрытого типа, они не способны ко вторичному утолщению.

Спорангии со спорами развиваются обычно на верхней стороне листьев плаунов или нижней стороне – у хвощей и папоротников. Листья несущие спорангии называются спорофиллами. Спорофиллы располагаются по одному у папоротников или собраны в колоски – у плаунов и хвощей. Спорангии хорошо защищены от высыхания. В них развиваются споры. Между стенкой спорангия и спорами имеется выстилающий слой (тапетум). Содержимое клеток тапетума расходуется на питание развивающихся спор.

При образовании спор происходит редукционное деление. Зрелые споры имеют две оболочки – экзоспорий и эндоспорий. У хвощей развивается третья оболочка – эписпорий, состоящий из двух гигроскопических лент – элатер.

Спорангии имеют разные приспособления, обеспечивающие вскрытие их и рассеивание спор. Освобожденная спора во влажной среде без периода покоя прорастает в заросток.

Современные папоротниковидные – представители некогда обильной растительности, господствующей на Земле до появления семенных форм. Расцвет папоротниковидных относится к палеозойской эре, особенно каменноугольному периоду, когда господствовал теплый и влажный климат на планете.

Дальнейшее развитие разноспоровых папоротников дало начало семенным растениям.

Дата добавления: 2013-12-13