Особенности строения растений

22. Происхождение, жизненные формы представителей. Характерные черты внешнего и внутреннего строения бесполого и полового поколений. Происхождение листа, микрофиллия. Особеиггости жизненного цикла, равно- и разноспоровость. Распространение, численность, значение. Классификация. Характеристика классов Плауноподообные (Lycopodiopsida) и Селягинеллоподобные (Selagiпellopsida)

ПОРЯДОК ПЛАУНОПОДОБНЫХ

Порядок этот только с одним семейством Плауновых (Lycopodiaceae), включающим два рода. Главный род -- плаун -- космополитный, содержит около 400 видов.

Типичный представитель рода плаун -- многолетний плаун булавовидный, широко распространенный в СССР, преимущественно в хвойных лесах. Он имеет травянистый, лежачий, дихотомически ветвящийся стебель длиной до 3 м, с придаточными корнями, густо усеянный линейношиловидными жесткими листьями. Стебель плауна имеет относительно сложное анатомическое строение. Снаружи находится однослойная кожица с устьицами, далее идет кора, внутренний слой которой в виде эндодермы. За эндодермой идет перицикл, а в центре -- ксилема из трахеид (кольчатых, спиральных и лестничных), окруженная флоэмой из ситовидных трубок и клеток паренхимы. Так как ксилема разбита здесь на отдельные участки, то первоначальная (в молодом возрасте растения) протостель переходит затем в плектостель. Корни построены подобно стеблю. Они с корневыми волосками. Листья узкие, различно расположенные (очередные, супротивные или мутовчатые), с одной жилкой н устьицами.

Стебель образует на верхушке на дихотомически ветвящихся ножках булавовидные колоски (стробилы), отсюда и видовое название плауна булавовидного. Колосок состоит из оси, на которой находятся спорофиллы, внизу расширенные, затем удлиненные и заканчивающиеся у этого вида бесцветным волоском. У основания спорофиллов, на верхней их стороне, находятся спорангии бобовидной формы, а внутри их образуются многочисленные одинаковые споры. Они имеют тетраэдрическую форму, с выпуклыми треугольными гранями, по созревании высыпаются из спорангиев и на почве прорастают в гаметофит - заросток. На нижней стороне его развиваются многочисленные ризоиды, а на верхней - половые органы - посредине антеридии, по краям - архегонии. Они обычного строения, но редуцированы и погружены в ткань гаметофита. Гаметофит живет в симбиозе с грибом, тифы которого входят в его тело н обеспечивают его питание. Растет гаметофит очень долго, до 15-20 лет, размножение наступает во вторую половину его жизни. Зигота сразу прорастает в зародыш спорофита, который затем развивается во взрослое растение - спорофит; обычно вырастает одно растение (из-за недостатка питательных материалов).

Значительно отличаются друг от друга гаметофиты плаунов. Они могут расти в земле в симбиозе с грибом (как у плауна булавовидного), выступать частично из земли или быть на поверхности и иметь зеленую окраску, т. е. ассимилировать. Форма гаметофита, как уже сказано, может быть также различной, и у некоторых тропических эпифитных видов гаметофит нитевидный и растет в коре дерева. Гаметофит обычно многолетний.

23. Порядок селагинеллоподобные

Порядок этот, подобно предыдущему, только с одним семейством Селагинелловых и одним родом селагинелла. Он содержит до 700 видов, особенно распространенных во влажных тропиках.

Виды рода -- нежные моховидные формы, нуждающиеся в большой влажности воздуха, при высыхании сворачивающаяся шарообразно, а при смачивании расправляющаяся, вследствие гигроскопических движений. Растения эти -- многолетние травы, размером обычно в несколько десятков сантиметров. У них, как и у плаунов, дихотомически ветвистый стебель, но с более широкими мелкими нежными листьями.

Сравнительно с плауном селагинелла отличается рядом особенностей. Стебель снаружи покрыт кожицей, но без устьиц; за нею часто идет слой механических клеток (гиподерма), затем кора. От коры отходят внутрь удлиненные хлорофиллоносные клетки - трабекулы, между которыми находятся воздухоносные полости. На нитях трабекул как бы подвешены одна или несколько стелей обычного для плаунов строения: снаружи эндодерма, за ней перицикл, луб, а в центре- древесина из трахеид, но у некоторых видов есть даже лестничные сосуды с боковыми порами. Следовательно, здесь имеется протостель. Листья селагинеллы имеют устьица, а в мезофилле вместо обычных хлорофилловых зерен -- пластинчатые хроматофоры. Листья неодинаковые (явление анизофиллии), отчего побег дорзовентральный. Микроспорангии либо находятся по одну сторону оси колоска, а мегаспорангии -- по другую, либо микроспораигии расположены в верхней, а мегаспорангии -- в нижней части колоска. В микроспорангиях развивается много мелких микроспор, а в мегаспорангиях -- от одной до четырех (чаще 4) мегаспор. Споры по строению сходны с таковыми у плауна. При созревании спорангия и его раскрывании споры падают на землю и прорастают в однополый (двудомный) гаметофит. Мужской гаметофит, вырастающий из микроспоры, весьма редуцирован и даже не выходит из оболочки микроспоры. Он состоит из маленькой вегетативной (проталлиальной или ризоидальной) клетки, представляющей одну единственную клетку самого заростка, и нескольких других клеток; одна из них, центральная, превращается в собственно антеридиальную клетку, дающую несколько спермагенных клеток, а каждая такая клетка образует один двужгутиковый сперматозоид. Мегаспора прорастает в женский гаметофит, немного выходящий из оболочки споры; она делится и образует многоклеточную ткань заростка, на верхушке которого развиваются архегонии и ризоиды.

После оплодотворения (как у всех Папоротникообразных, происходящего внутри архегония) образовавшаяся зигота прорастает в зародыш нового спорофита. Интересно, что у некоторых селагинелл высыпания спор из спорангиев на землю не происходит. Микроспора в этом случае переносится ветром на мегаспорангий, где происходит дальнейшее развитие микро- и мегаспор н оплодотворение. От материнского растения отделяется, падает на землю и прорастает уже развивающийся зародыш спорофита. Такое явление очень сходно с развитием н распространением семян у семенных растений (Голосеменных и Покрытосеменных), где оплодотворение происходит внутри семяпочки (т. е. мегаспорангия), и от материнского растения отделяется находящийся в семени зародыш спорофита. Это дает основание некоторым исследователям установить филогенетическую связь между разноспоровыми Плауновидными и семенными растениями.

24. Общая характеристика отдела хвощеобразных: жизненный цикл, морфолого-анатомические особенности вегетативных органов, развитие и строение спорофита. Особенности полового поколения. Экологические особенности, географическое распространение и значение представителей. Проблема происхождения отдела, его эволюция. Классификация хвощеобразных

Строение

Для хвощеобразных характерно наличие побегов, состоящих из четко выраженных члеников (междоузлий) и узлов с мутовчато расположенными листьями. К хвощевидным принадлежат травянистые растения со стеблем длиной от нескольких сантиметров до нескольких метров. Древовидные формы, достигавшие высоты 15 м, а диаметра более 0,5 м, вымерли. Характерной чертой хвощевидных является наличие у них своеобразных несущих спорангии структур - спорангиофоров. Подавляющее большинство хвощевидных - равноспоровые растения.

Размножение

Половое поколение - гаметофит (заросток). На гаметофитах образуются антеридии и архегонии. В антеридиях развиваются многожгутиковые сперматозоиды, а архегониях - яйцеклетки. Оплодотворение совершается при наличии капельно-жидкой воды, и из зиготы без периода покоя вырастает спорофит.

Классификация

Из хвощеобразных ныне существует один класс хвощовые (или эквизетопсиды). Из семейства хвощовых наиболее распространен род хвощ. Хвощи часто составляют значительный процент травостоя лугов и заболоченных мест; распространены на кислой почве. Род объединяет около 30 видов; в нашей стране распространены 4, в Украине - 9. Наиболее часто, встречается у нас хвощ полевой, хвощ луговой, хвощ болотный, хвощ топяной и хвощ лесной.

Хвощ

Травянистое растение, имеющее однолетние надземные побеги. Небольшое количество видов вечнозеленые. Размеры стеблей хвощей сильно варьируют: встречается карликовые растения со стеблем высотой 5-15 см и диаметром 0,5-1 мм и растения со стеблем длиной в несколько метров (у хвоща многощетинкового стебель достигает длины 9 м). Хвощи тропических лесов достигают высоты 12 м. Подземная часть - корневище, ползущее, ветвистое, в котором могут откладываться питательные вещества (образуются клубни) и которое служит органом вегетативного размножения. Надземные побеги нарастают верхушкой. Летние побеги - вегетативные, ветвистые, ассимилирующие, состоят из члеников, с хорошо развитыми междоузлиями. От узлов ответвляются мутовчато расположенные и также расчлененные ветви. Листья малозаметные, срастаются в зубчатые влагалища, которые одевают нижнюю часть междоузлия. В клетках эпидермы стебля часто откладывается кремнезем, поэтому хвощи - плохой корм. Весенние побеги - спороносные, неассимилирующие, неветвистые, на их верхушке образуются спороносные колоски. После созревания спор побеги отмирают. Споры шаровидные, с четырьмя пружинистыми лентами, зеленоватые, прорастают в заростки, однополые - мужские или женские. Бывают случаи, когда антеридии и архегонии зозникают на одном заростке. Из оплодотворенной яйцеклетки вырастает предросток, а затем - взрослый хвощ.

25. Отдел Псилотообразные. Общая характеристика представителей отдела, особенности строение спорофита и гаметофита, черти примитивности. Различные мнения о филогенетических связях псилотообразных

Отдел Псилотовидные включает один класс - Psilotopsida, один порядок - Psilotales, одно семейство - Psilotaceae, два рода псилот(Psilotum) и тмезиптерис(Tmesipteris).

Псилот распространён в тропических и субтропических странах обоих полушарий в Южной Испании, Южной Корее, Южной Японии, на Гавайских островах, на юге США. Включает 2 вида. Спорофит дихотомически ветвится, в надземной части с мелкими чешуевидными выростами и разветвлённым подземным корневищеподобным образованием с многочисленными ризоидами и эндотрофной микоризой. У псилота центральный цилиндр представлен протостелой. В спорангиях на концах коротких веточек появляются одинаковые споры. При прорастании они образуют обоеполый гаметофит, который развивается в симбиозе с гифами гриба. Сперматозоиды псилота многожгутиковые. Молодой спорофит питается за счёт гаметофита, позже ведёт самостоятельный образ жизни.

Тмезиптерис представлен 10 видами. Часто является эпифитом. Растёт на стволах древовидных папоротников, саговников и пальм, у основания стволов деревьев, нередко в трещинах скал.

У тмезиптериса также отсутствуют корни. Подземные органы его представляют собой более или менее дихотомически разветвлённые и довольно длинные корневищеподобные образования, которые покрыты многочисленными ризоидами.

У псилотовых спорангии образуют синангии. Гаметофит псилофитовых бурый, лишён хлорофилла, микотроф, гифы гриба проникают через ризоиды почти во все клетки. Гаметофит имеет радиально-симметричное строение, одиножды или дважды дихотомически разветвлён и очень похож на кусок ризомоида. Внутренняя дифференциация гаметофита очень слабая - иногда слабо развитая стела из трахеид, окружённых флоэмой и эндодермой. Антеридии и архегонии рассеяны по всей поверхности гаметофита. В антеридиях развиваются многожгутиковые сперматозоиды; архегонии погружённые, с короткой выступающей шейкой.

Псилотовые - древнейшая группа высших равноспоровых растений, которая берёт начало непосредственно от риниофитов и дожила до наших дней. В своей эволюции они продвинулись дальше риниофитов по пути специализации и представляют собой замкнутую ветвь в эволюции высших растений.

Размещено на Allbest. ru