Fernurile sunt printre cele mai vechi grupuri de plante superioare. În antichitate, ele sunt inferioare doar rinofitelor și plauniforme și au aproximativ o epocă geologică cu coarne. Dar, în timp ce Rhyniophyta fost mult timp dispărut, și lycopsids și coada-calului joacă în vegetația modernă este rol foarte modest, ferigi continuă să prospere, există aproximativ 10.000 de specii. Deși acum joacă un rol ceva mai mic în acoperirea vegetală a Pământului decât în epoca geologică din trecut.
În comparație cu mușchii, ferigi sunt mult mai bine adaptate la viața uscată: au frunze mari, rădăcini accesoriale reale și un sistem conductiv destul de dezvoltat.
Și totuși, cea mai mare varietate de ferigi se găsește în păduri umbroase și umede, în special cele tropicale.
Feredele moderne sunt dominate de forme erbacee cu frunze mari și tulpini nedezvoltate. Formele de lemn se găsesc exclusiv în tropice, specimenele individuale ajung la 25 m înălțime.
Sporofitul este faza principală a ciclului de viață al ferigilor. Caracteristicile ciclului de viață al ferigilor echisporoși, considerăm exemplul scutului masculin (Dryopteris filix-mass).
Scutellul mascul este o plantă erbacee fără frunze cu frunze mari, numită wiamis. Spre deosebire de frunzele obișnuite, vayi nu cresc cu o bază, ci cu un vârf, ca niște lăstari, și se dezvoltă destul de mult. Doi ani stau sub pământ și numai în cel de-al treilea an de pe suprafața zilei se găsesc frunze foarte îndoite de tineri cochleați. În viitor, ele se extind rapid și se transformă în frunze tipice mari - vayi.
În a doua jumătate a verii, pe partea inferioară a buzelor de frunze, apar acumulări sporangice, numite Sorus. Pe secțiunea transversală prin sarus există numeroase sporangii clavate pe picioare. Sporangiile sunt atașate de placentă și acoperite de sus cu un fel de acoperire umbelă protectoare - un indiu.
De-a lungul timpului, tetraamidele de spori haploizi se formează în sporangia din țesuturile sporogene diploide ca urmare a meiozei. Zidul sporangiilor este unic strat și constă din celule cu pereți subțiri, doar o serie de celule rulează de-a lungul creastei sale, care se distinge prin coji puternice, în formă de potcoavă, îngroșate - acesta este așa-numitul ringlet. Cu toate acestea, ringle de la teaca sunt incomplete și în partea inferioară rămâne o zonă neocupată - gura sporangiilor. În acest loc subțire, în viitor, se va rupe sporulangiul.
Inelul este o adaptare prin care sporul și dispersia sporilor sunt rupte. Atunci când se usucă în celulele inelului, se creează o mare stres, care tinde să dezlege inelul. Mai devreme sau mai târziu, sporangia nu poate rezista și se rupe în zona gurii. Inelul fără tensiune se desprinde și apoi revine brusc în poziția inițială, aruncând sporii ca o catapultă.
După ce a căzut în condiții favorabile, de exemplu, pe sol umed, sporii cresc și se dezvoltă într-o mică placă verde în formă de inimă (în jur de 1 cm) numită germinare. Varza este un fel de gametofit de ferigi.
Pe partea inferioară, care este atașată de sol, se dezvoltă numeroase rhizoide. În plus, aici sunt formate numeroase organe sexuale: anteridia și arhegonia.
Sub prothallia plăcuței se acumulează întotdeauna umiditate evaporarea din sol, astfel încât în afara de antheridium a spermei, de obicei, să înoate ușor la archegonium, pătrunde și fertiliza un ovul.
Zigotul diploid care a apărut ca rezultat al fertilizării dă naștere unei tinere sporofite, care de ceva timp rămâne atașată la germenii și se hrănește parțial pe cheltuiala ei. Cu toate acestea, foarte curând splinei moare și trupul tânăr sporophyte începe să existe în mod independent.
Astfel, ferigii reprezintă cel mai strălucit exemplu de plante în care sporofitul și gametofitul sunt organisme existente, doar pentru o perioadă scurtă de timp combinate în ciclul de viață.
Departamentul de gimnosperme (Pinofyta sau Gymnospermae)
Plantele de plante, cum ar fi gimnospermele și plantele cu flori, diferă de toți ceilalți reprezentanți ai lumii plantelor prin faptul că se reproduc prin intermediul semințelor și nu prin spori.
Care este sămânța și care este semnificația ei biologică?
Ar putea părea ciudat, dar toate plantele de sămânță, cum ar fi gimnospermele și plantele cu flori, sunt în același timp plante - raznosporovymi. Aceasta înseamnă că litigiile sunt de două tipuri diferite - microsporii (disputele bărbaților) și megasorii (disputele femeilor). Primii dau naștere la gametofitul mascul, iar ultimul la gametofita feminină. În această privință, plantele de semințe nu diferă de plantele fără semințe raznosporovyh, cum ar fi Marsilia și Salvinia. Cu toate acestea, există diferențe foarte semnificative între ele.
În timp ce procesul de fertilizare în toate plantele superioare fără semințe apare în apă, în plantele de semințe reproducerea a fost independentă de apă. Datorită acestei semințe plantele se pot reproduce sexual chiar și în deșert și chiar în sezonul ploios. Cum se întâmplă acest lucru?
In timp ce marea majoritate a plantelor superioare fără sâmburi megaspory scutite de megasporangia, în semințe de plante este singura lor megaspory matură rămâne închisă definitiv în termen de megasporangia și aici, în interiorul megasporangia, este dezvoltarea procesului de gametofit și fertilizare de sex feminin.
Megasporangiul plantelor de semințe este înconjurat de un voal de protecție special, numit integument. Megasporangium cu învelișul înconjurător se numește semyacchatk. Acesta este într-adevăr germenul sămânței (rinichiul) din care se dezvoltă semințele după fertilizare. Așa cum deja știm, dezvoltarea megasporului, precum și dezvoltarea gametofitei feminine, are loc în cadrul megasporangiei și, prin urmare, în interiorul ovulelor. În interiorul ovipoziției are loc procesul de fertilizare și dezvoltarea embrionului. Acest lucru asigură independența fertilizării din apă, autonomia acesteia.
megasporangia + integrare = ovipoziție
În procesul de dezvoltare, embrionul de ovule se transformă într-o sămânță - principala unitate de plantare a plantelor de sămânță. În marea majoritate a plantelor de semințe, această transformare a ovulelor într-o sămânță matură care este gata pentru germinare are loc pe planta mamă însăși. Dar în plantele primitive ovipulii pot cădea înainte ca embrionul să se formeze și chiar înainte de fertilizare și apoi fertilizarea și dezvoltarea embrionului are loc pe suprafața solului. Este evident că aceste semințe reprezintă o etapă anterioară a evoluției semințelor. Dar, totuși, fie pe planta mamă, fie pe pământ, embrionul se formează mai devreme sau mai târziu, iar în ambele cazuri ovulele devin o sămânță.
Pentru semințele primitive, inclusiv pentru semințele de cadmiu, există, de asemenea, o lipsă de perioadă de odihnă. Pentru majoritatea plantelor de semințe, este caracteristică o perioadă de odihnă mai mult sau mai puțin prelungită. Perioada de odihnă are o mare importanță biologică, pentru că oferă o oportunitate de a supraviețui perioadei nefavorabile a anului și, de asemenea, contribuie la o reinstalare mai îndepărtată.
Fertilizarea internă, dezvoltarea embrionului în interiorul ovulului și apariția unor unități de decontare noi, extrem de eficiente - semințe - sunt principalele avantaje ale semințe de plante biologice, care le-a dat posibilitatea de a se adapta mai bine la condițiile de sol și de a realiza o dezvoltare mai mare decât ferigile și alte plante superioare fără sâmburi.
Dacă înmulțirea sporilor de fiecare dată este formată de un număr foarte mare dintre ei, de obicei milioane, atunci semințele necesită o cantitate relativ mică. Acest lucru este de înțeles, pentru că semințele sunt o unitate de rezolvare incomparabil mai fiabilă decât o dispută. Sămânța este deja cuprinsă, iar într-un ambalaj foarte bun, sigur, embrionul este un mic sporofit cu coloană vertebrală, rinichi și o frunză embrionară - cotiledonii. Este necesar ca acesta să fie eliberat dintr-o piele de semințe - se înrăutățește ușor și începe o viață independentă. În plus, semințele conțin o cantitate de nutrienți și un aparat enzimatic necesar pentru utilizarea lor. În acest lucru există ceva care amintește la distanță de îngrijirea puilor din regnul animal.
Sămânța este într-adevăr o mică capodoperă a evoluției.
Acum este oportun să se adreseze întrebării privind originea ovulelor. Dar, mai întâi, să ne familiarizăm mai bine cu structura sa.
Dacă urmărim dezvoltarea ovulelor de la începutul stabilirii lor, atunci este ușor să vedem că megasporangium (nucelul) apare sub forma unui tubercul constând din celule meristematice mici. Această creștere laterală devine apoi integrată, apărând ca o margine inelară pe baza nucleului. Dar argumentul nu este complet înrădăcinat de nucelu - marginile sale lasă un canal îngust deschis la vârf - un micropilos (de la malul grecesc - mic, polen). Prin acest canal, microsporii intră în timpul fertilizării. Semigula este atașată la placentă prin intermediul semințelor. Capătul inferior al ovulelor, în cazul în care ingumentul trece în tulpina de semințe, se numește halaza (din chalaza greacă - bugorok).
Originea argumentului pentru o lungă perioadă de timp nu a putut fi explicată în mod satisfăcător. Inițial, a fost acceptată originea imbecilului de pe acoperișurile (indiu) de ferigi. Dar ipoteza indiană a originii argumentului este în prezent doar de interes istoric. Mult mai plauzibilă este așa-numita ipoteză sinangiană. Conform acestei ipoteze, propusă de palaeobotanist britanic Margarita Benson (1908), este o sterilizare in curs de inel ingument, condensat și alipite sporangiospori înconjoară megasporangia funcționării centrale și micropyle corespunde diferenței inițiale dintre vârfurile Sporangiile. Cu alte cuvinte, ovulul este de fapt sinangiem (acumulare sporangiospori), în care toate, dar unul dintre sporangiospori sterilizate și capac format (ingument) numai fertil (adică rod) sporangium.
O bună confirmare a ipotezei sinagogii este sperma primitivă a ferigilor de semințe de crescătorie. Aceste ovule aveau un ligament segmentat, fragmentat. Fiecare astfel de cota corespundea unui sporangiu steril.
Este interesant, totuși, că segmentele primitive segmente sunt cunoscute nu numai printre gimnospermele paleozoice dispărute, ci și printre caclarii vii.
Toate aceste fapte indică faptul că ovulele sunt, de fapt, o sinantă modificată și foarte specializată. În ciuda acestui fapt, ovulul este considerat a fi o creștere foarte mare a evoluției.
Micro- și megasporofile de gimnosperme. strobila
După cum știm deja, gimnospermele, ca toate plantele de semințe, sunt multisporoase. Microsporele sunt formate în microsporangia, iar megaspores sunt formate în megasporangia (nucelluses) a ovulelor.
Microsporangia se dezvoltă pe microsporofile, iar semenovirusurile se dezvoltă pe megasporafili. Micro- și megasporofilele de gimnosperme au aspect, dimensiune și structură diferite.
Cel mai vechi și mai primitiv grup de gimnosperme - în ferigi de semințe - microsporofili și megasporofili s-au așezat liber pe lăstari obișnuiți. Toate celelalte gimnosperme sunt colectate în strobila mai mult sau mai puțin compactă.
Strobila poate fi bisexuală, la fel ca și în unele femei. Cu toate acestea, marea majoritate a gimnospermelor au strobile de același sex, adică constau doar din microsporofile, sau numai din megasporofile.
Strobilii, constând doar din microsporofili, se numesc strobila masculină sau microstrobili. Strobila, constând din megasporofili, se numesc femele strobilov sau megastrobilov.
Structura strobilelor din gimnosperme se caracterizează printr-o varietate extrem de largă. În cazurile cele mai primitive, acestea sunt în continuare pepinnite și nu și-au pierdut complet aspectul și asemănarea cu frunze cu sporofilele de ferigi de semințe. Astfel, de exemplu, strobila pinnate a genului modern Cycas. Dar în marea majoritate a gimnospermelor, strobilaii ating un nivel foarte ridicat de specializare (în special megastrobilul în conifere).
Ciclul de viață al gimnospermelor
Particularitățile ciclului de viață al gimnospermelor vor fi luate în considerare în cazul Pinus sylvestris (Pinus sylvestris).
Pini - un copac mare, înmulțirea semințelor. După cum se știe, semințele de pin și alte conifere sunt formate în conuri. Aceste conuri sunt strobila de sex feminin.
Mai puțin cunoscute sunt așa-numitele conuri masculine (strobila), în care polenul se înroșește. Ele apar la începutul verii și există un timp foarte scurt.
Structura masculului strobila. Microsporogeneza și microgametogeneza
Pe secțiunea longitudinală prin conurile masculine, axa este bine distinsă, la care sunt atașate microsporofilele. La baza fiecăreia dintre acestea sunt cuiburi de două sporangii mari (saculețe de polen). Cuiburile microsporangiene sunt umplute cu țesut archesporal.
Procesul de microsporogeneză constă în faptul că celulele țesutului archesporal sunt împărțite prin meioză, ducând la formarea de tetrade ale microsporelor haploide.
Fiecare microspora (boabe de polen) are două cochilii: interiorul subțire - intina și exterior, dur și puternic - exină. O caracteristică caracteristică a microsporelor coniferelor este așa-numitele sacuri de aer, care măresc calitățile aerodinamice ale polenului, care este răspândită de vânt.
Nucleul haploid al microsporilor începe să împartă calea mitotică obișnuită. Ca urmare a două divizări mitotice succesive, se formează patru celule: două protaliale, anteridiene și sifonogene.
Celulele protaliale (greaca: Protallium - zadok) sunt vestigii corpului vegetativ al germenilor. Aceste celule există pentru un timp foarte scurt și sunt în curând distruse.
Un tub de polen se dezvoltă din celulele sifonogene (tubul sifonului grecesc). Toate modificările ulterioare apar cu o celulă anterială. Se divide încă o dată și, ca urmare a acestei divizări, apar o celulă scuamoasă și o celulă spermatogenică. Scopul celulei stem nu este complet clar, dar atunci când împărțim celula spermogenică, se formează două gamete masculine - celulele spermei. Aceasta incheie procesul de microgametogeneza.
Structura femelei strobila. Megasorogeneza și megametogeneza
Cel mai obișnuit conul feminin (strobil) are, de asemenea, o axă la care sunt atașate două tipuri de cântare: cântare de acoperire peliculă, în axile cărora se dezvoltă cântare mari sau semințe. La baza scalei de semințe sunt plasate două ovule.
Ambele procese: megagorogeneza și megametogeneza apar în ovule.
Procesul de megasporogeneză este organizat foarte simplu: în interiorul nucleului celula archesporiei este izolată, ceea ce devine celula mamă a megaspores. Ca urmare a diviziunii de reducere a acestei celule, se formează un tetrad de megaspores, dintre care trei mor rapid și sunt alimentate de un singur megaspore rămas.
Din megasporele haploide, crește o mamă gametofită, care în cele din urmă ocupă aproape întregul volum al sămânței. În ceea ce privește rolul său funcțional, gametofita de sex feminin este țesutul nutritiv de semințe - endospermul. Trebuie subliniat că endospermul gimnospermelor este un țesut haploid, spre deosebire de endospermul triploid al plantelor cu flori.
Două arhegii tipice se formează pe polul micropilar superior al gametofitei. În abdomenul fiecăruia este un ou mare. După formarea oului, gametofita femelei este pregătită pentru fertilizare.
Fertilizarea are loc în interiorul ovulelor, în timp ce sperma pe tubul de polen pătrunde în arhegonia și una dintre ele se îmbină cu oul. A doua pereche de gameți de obicei nu dă un zigot. Acest tip de fertilizare se numește sifonogamie.
Germenul seminței se dezvoltă din zigot cu timpul. Dezvoltarea embrionului este un proces foarte complex, detalii despre care vom trăi foarte superficial, deoarece acesta este un subiect al disciplinei speciale - biologia dezvoltării, pe care o veți studia ulterior.
Când divizăm zigotul, se formează două celule: terminale și bazale. Așa-numitul pandantiv se dezvoltă din celula terminală, iar embrionul din celula bazală.
Structura semințelor mature
Structura semințelor mature ale gimnospermelor este cel mai convenabil luată în considerare de exemplul așa-numitei "piulițe" a pinului siberian. Numele nuci este complet inadecvat într-un sens strict științific, deoarece - acesta este tipul de fruct, iar fructele se formează numai în angiosperme. Este mai corect să numim această structură o sămânță.
Semințele mature de pin siberian au integrități grele, sub forma unei așa-numite cochilii. Ele corespund straturilor exterioare ale integrării. Sub coajă este un film maro auriu, care în natura sa morfologică este o integrare internă.
Miezul semințelor constă în principal din endospermă. La capătul ascuțit al nucleului există un punct negru - micropilat vindecat. În jurul acestui punct negru este o carcasă bej mică - toate acestea rămân din ovulul Nucellus.
Dacă semințele sunt tăiate în mod corespunzător, un canal în care este localizat embrionul poate fi găsit în interiorul semințelor. Embrionul este atașat de pandantiv și constă dintr-o rădăcină embrionară, un hipocotil - un genunchi subclavian și numeroase cotiledoane - de frunze embrionare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: