В жизнен цикле кажд раст-я, имеющего половое размнож-е, существ смена ядерных фаз гаплоидной и диплоидной. Переход от гаплоидн сост-я к диплоидн происход в рез-те полов пр-са при образ-и зиготы; от диплоидн к гаплоидн — в рез-те мейоза обычно при спорообраз-и. Оплодотворение и мейоз взаимосвязаны, это две стороны жизнен пр-са, поддерживающие постоянство числа хромосом.

Соотнош гаплоидн и диплоидн фаз варьирует у разных групп. У всех грибов и ряда водорослей зигота — единствен диплоидная к-ка; она сразу же делится мейотически, восстанавливая гаплоидн сост-е организма.

У высш раст-й и ряда водорослей происх чередован поколений — бесполого (спорофита) и полового (геметофита). На диплоидн спорофите за счет мейотич деления образ гаплоидн споры. Из споры развив гаплоидн гаметофит, производящий гаметы. При их слиянии в зиготе восстанавливается диплоидн набор хромосом. Из зиготы развив диплоидн спорофит.

Если спорофит и гаметофит морфологически одинаковы, то происх изоморфное чередование поколений, если различны — гетероморфное. У водорослей существ обе формы, у высш раст-й — только гетероморфное.


Гаметофит — гаплоидн многоклеточн фаза в жизнен цикле раст-й и водорослей, развивающаяся из спор и производящая половые к-ки, или гаметы.

Развив из гаплоидн спор. На гаметофите в спец-х органах гаметангиях развив половые к-ки, или гаметы. Гаметангии, производящие мужск гаметы, наз антеридии, а гаметангии, производящие женск гаметы — архегонии. Оплодотворение женск гамет (яйцеклеток)у наземн раст-й, как правило, происходит в архегонии, после чего из оплодотворен яйцеклетки, или зиготы, развив диплоидн спорофит, котор первое время завис от гаметофита. В разных группах раст-й и водорослей гаметофит развит в различн степени.

Спорофит — диплоидн многоклеточн фаза в жизнен цикле раст-й и водорослей, развивающаяся из оплодотворен яйцеклетки, или зиготы и производящая споры.

В отличие от мхов, практически все тело цветкового растения, за исключением пыльцы и семяпочки, явл спорофитом.

Развив из оплодотворен яйцеклетки, или зиготы. На спорофите в спец-х органах – спорангиях — в рез-те мейоза развив гаплоидн споры. У многих раст-й (разноспоровые плауны и разноспоровые папоротники, а также голосеменные и цветковые) спорангии делятся на два типа: макро- и микроспорангии. Макроспорангии производят макроспоры, а микроспорангии — микроспоры. Из макроспор развив женск гаметофиты, а из микроспор — мужские.


В разн группах раст-й и водорослей развит в различн степени. У цветков раст-й, голосеменных и сосудистых споровых (плауны, хвощи и папоротники) спорофит значит-но крупнее гаметофита. Собственно, все, что мы обычно называем раст-ем, и есть его спорофит. Гаметофиты семенных раст-й большую часть жизни проводят в оболочке споры (микроспоры — это пыльца, а макроспоры нах в семязачатках), а у сосудистых споровых гаметофит — маленькое, но самостоят-е многоклеточн раст-е. У мхов, напротив, в жизненном цикле доминирует гаметофит. Спорофит быстро усыхает и состоит только из ножки и колпачка-спорангия со спорами.

Источник: StudFiles.net

Растения, у которых все наоборот

 

Жизненный путь, пли, как говорят ботаники, жизненный цикл, большинства растений складывается из двух, иногда равных, но большей частью неравных «половинок» — фаз развития, или ядерных фаз, последовательно сменяющих друг друга. Раньше эти фазы именовали поколениями или генерациями.

 

Растение с двойным (диплоидным) набором хромосом (его называют спорофазой или спорофитом) сменяется растением с простым — гаплоидным — набором хромосом (это растение именуют гаметофазой или гаметофитом).


оно в свою очередь снова сменяется первым. И так далее. Первое растение (спорофит) производит органы бесполого размножения — споры; второе (гаметофит) — органы полового размножения. Их обобщенное название у растений — гаметангии. В результате оплодотворения число хромосом удваивается, и возникает диплоидный спорофит.

 

У очень небольшого числа водорослей спорофит и гаметофит неразличимы. Но у большинства низших растений и у всех высших (к которым принадлежат и мохообразные) гаметофит и спорофит очень мало или вовсе не похожи друг на друга. Если не знать жизненного цикла растения, то его спорофазу и гаметофазу можно легко принять за совершенно разные, не родственные виды. И это не раз случалось в истории ботаники.

 

Поведение гаметофита и спорофита в жизненном цикле различных групп растений различно. У некоторых обе фазы существуют отдельно одна от другой, у других — вместе, и при этом одна фаза частично или полностью живет за счет другой.

 

Соотношение размеров и продолжительности жизни гаметофита и спорофита тоже неодинаково у разных групп растений. Но в подавляющем большинстве преобладает спорофаза. Под словом «преобладает» понимается такое положение, когда спорофит крупнее гаметофита и дольше живет.

iv>
особенности это относится к высшим растениям. У них спорофит в десятки, сотни и сотни тысяч раз крупнее гаметофита и живет тоже нередко в сотни и тысячи раз дольше. Собственно, все, что мы называем высшим растением, будь то пучок-воронка папоротника, кочка осоки, цветущий куст, например, сирени, ствол и крона тополя или кедра, — все это и есть спорофит или спорофаза. С листьями, корнями, плодами и семенами. Гаметофит — крохотное или даже сверхкрохотное растеньице, измеряемое чаще всего миллиметрами или имеющее микроскопические размеры. Последнее относится к гаметофиту покрытосеменных. Чем выше по эволюционной лестнице продвинулась та или иная группа растений, тем все более и более редуцированный гаметофит она имеет.

 

У папоротников и некоторых других высших растений гаметофит живет отдельно от спорофита, так сказать, сам по себе, а у покрытосеменных и голосеменных — на спорофите (точнее, внутри его).

 

 

Не будет преувеличением сказать, что высшие растения осуществили спорофитную, диплоидную линию эволюции. В их жизненном цикле спорофаза резко преобладает.

 

Но нет правил без исключений. Таким исключением и являются мохообразные. Они пошли в эволюции своей дорогой. У них все наоборот по сравнению с остальными высшими растениями. Если у всех высших само растение, как мы уже говорили, спорофит, то у мохообразных — гаметофит, гаметофаза с гаплоидным набором хромосом.


орофит у мохообразных имеет меньшие размеры, лишен листьев и по сути дела низведен до роли спороносящего органа. Он прикреплен к гаметофиту и живет в значительной мере за его счет. Еще совсем недавно считалось, что спорофит мохообразных паразитирует на гаметофите. Проскальзывают подобные высказывания порой и в современной литературе. Это, однако, не вполне верно, так как выяснилось, что спорофит мохообразных, по крайней мере в молодом возрасте, фотосинтезирует и, следовательно, о паразитизме, во всяком случае полном паразитизме, говорить нельзя. Нередко считают, что спорофит произрастает на гаметофите мхов эпифитно , а не как паразит. Правильнее, вероятно, будет сказать, что обе фазы образуют сложный двуединый организм с главенствующей ролью гаметофазы, организм, в котором спорофаза представляет собой спороносный орган. Такие взгляды высказывал известный советский бриолог А. С. Лазаренко [1961]. Сводить сложные и не до конца выясненные взаимоотношения фаз к паразитизму или эпифитизму одной из фаз вряд ли правильно. Добавим, что у части мохообразных (правда, у очень небольшой части) спорофит способен к самостоятельному существованию без какой-либо помощи со стороны гаметофита.

 

И размеры, и срок жизни спорофита у мохообразных (за очень редкими исключениями) значительно уступают размерам и срокам жизни гаметофита. У очень и очень многих видов мохообразных спорофит возникает даже не каждый год и далеко не на каждом гаметофите. Более или менее регулярно (именно более или менее) спорофиты образуются максимум у 40% видов мохообразных.

>

 

Очень любопытно, что, несмотря на кардинальные различия между гаметофитом мохообразных и спорофитом остальных высших растений, между тем и другим поразительно много сходства и, с другой стороны, поразительно мало сходства между гаметофитом мохообразных и гаметофитом остальных высших растений, равным образом как и между спорофитами обеих групп растений. Самое удивительное и неожиданное, что на стебель и листья расчленены спорофиты всех высших растений (кроме мохообразных) и гаметофиты (а не спорофиты!) мохообразных.

 

Поскольку в одном случае листья образуются на диплоидном растении, а в другом — на гаплоидном, то совершенно очевидно, что сходство этих листьев в большей мере внешнее, чем основанное на общем или одинаковом происхождении. Возникло даже мнение, что лист мохообразных не должен называться листом. Для него были придуманы специальные термины — «филлоид» или «филлид». Точно так же поступили и со стеблем мохообразных — его назвали осью или каулидом.

 

И это правильно. Разные органы, хотя и похожие, должны называться по-разному. Другое дело, что в повседневной практике термины «лист» и «стебель» в применении к листьям и стеблям мохообразных вполне исправно служат, не создают никакой путаницы. Вот почему термины «филлоид», «филлид», «ось» и «каулид» не получили широкого распространения, оставшись на страницах чисто теоретических исследований. Но помнить о том, что стебель и листья мохообразных принадлежат гаметофиту, в то время как у всех остальных высших растений — спорофиту, надо всегда.


 

В силу многих причин, касаться которых пока не будем, гаплоидная линия эволюции, избранная и развитая мохообразными, была невыгодной. Остались отрезанными многие возможные пути эволюционного развития. Прежде всего, мохообразные обречены оставаться мелкими растениями. Это лилипуты растительного мира. Самые крупные из них — австралийские мхи из рода Dawsonia (главным образом, Dawsonia superba) и широко распространенный водный мох Fontinalis antipyretica — не достигают одного метра в длину (или в высоту). Их максимальные размеры не более 70 сантиметров. И это — гиганты среди мохообразных.

 

С малыми размерами связано и то обстоятельство, о котором упоминает советский ботаник Б. М. Козо-Полянский [1965, с. 72]: «В отличие от папоротникообразных и других типов, мохообразные никогда в истории Земли не играли ведущей роли в растительном покрове: эра мохообразных в истории Земли неизвестна». Поэтому другие растения за мохообразными «не пошли». Они избрали иную — спорофитную (диплоидную) — линию эволюции. Последователей у бриофитов не оказалось. Впрочем, почти не было у них и предшественников. Лишь небольшое число водорослей попробовало пойти тем же путем, что впоследствии был пройден мохообразными. Но в воде, как и на суше, этот путь оказался бесперспективным, и основная масса водорослей по нему не пошла.


 

В итоге мохообразные — единственный отдел растительного царства, в жизненном цикле представителей которого полно и безраздельно господствует гаметофаза.

Чем своеобразнее, необычнее какое-либо явление, тем легче его охарактеризовать. Мохообразные, как мы видели, побили все рекорды по степени своеобразия. И потому они могут быть охарактеризованы предельно кратко: это высшие растения, в жизненном цикле которых преобладает гаметофаза.

 

* * *

 

В большинстве современных систем растительного мира мохообразные рассматриваются как особый отдел Bryophyta в составе высших растений. Во всех системах он идет сразу после псилофитов  (ныне часто называемых риниофитами), и именно с него и начинаются современные высшие растения, среди которых мохообразные наиболее примитивны.

 

Систематику мохообразных рассмотрим позже. Пока же ограничимся данными, необходимыми для того, чтобы дальнейшее изложение было понятным. Отдел мохообразных делится на три класса: антоцеротовые, или «рожкоцветы», — Anthocerotopsida, печеночники — Hepaticopsida, и мхи, или листостебельные мхи, — Bryopsida. В свою очередь класс печеночников делится на два подкласса: маршанциевые — Marchantiidae и юнгерманниевые — Jungermanniidae, а класс листостебельных мхов — на три: сфагновые — Sphagnidae, андреевые — Andreaeidae и бриевые, или зеленые, мхи — Bryidae.

 


Источник: www.bibliotekar.ru

Чередование спорофита и гаметофита

Обозначения:

nгаплоидный организм или клетка с одинарным (гаплоидным) набором хромосом. У большинства животных (в том числе и у человека) гаплоидными являются только гаметы. От греч. gaploos одиночный, eidos вид. В соматических клетках содержится удвоенное число

2nдиплоидный организм или клетка с двойным (диплоидным) набором хромосом. Характерен для соматических клеток; в отличие от одинарного, гаплоидного набора половых клеток. От греч. diplos двойной, eidos вид.

Хромосомы – от греч. Хрома – цвет и сома – тело – окрашенные тельца, расположенные в ядре клетки, в которых сосредоточена бо́льшая часть наследственной информации и которые предназначены для её хранения, реализации и передачи.

Для водорослей и всех растений суши, размножающихся и спорами (мхи и папоротниковидные), и семенами (голосеменные и покрытосеменные), существует чередование двух стадий в их цикле развития спорофита и гаметофита.


Спорофитом («споро» и «фит» — или «растение, образующее споры») называют:

·  ту часть жизненного цикла растения, которая завершается образованием бесполых структур — спор

·  все клетки спорофита содержат нормальный (диплоидный) набор хромосом

Споры, прежде, чем высыпаться из коробочки (у мхов) или из спорангия (у папоротников) или споры семенных растений (из которых потом формируются гаметофиты) —деление, становятся гаплоидными. Поэтому, все клетки, которые сформируются из этих гаплоидных спор, будут тоже гаплоидными.

Гаметофитом («гамето» и «фит» — или «растение, образующее гаметы») называют:

·  ту часть жизненного цикла растения, которая завершается образованием половых структур — гамет

·  все клетки гаметофита содержат половинный (гаплоидный) набор хромосом.

У растений не только гаметы (половые клетки), являются гаплоидными , но и бесполые клетки — споры, тоже являются гаплоидными. Почему же тогда споры — это бесполые клетки, а гаметы — половые клетки?

Каждая гаплоидная спора (одна) не сливаясь ни с какой другой клеткой, то есть сама по себе, прорастая, образует новый организм (вернее другую жизненную стадию организма), генетически идентичную наследственному аппарату этой одной споры. Таким образом, спора, являясь продуктом спорофита, сама образует будущий гаметофит. Такое размножение и называется бесполым.

Ткани гаметофита гаплоидные (они же развились из гаплоидных спор), из них формируются гаметы. Каждая гаплоидная гамета не образует новый организм. Только после оплодотворения её другой гаметой, после объединения генетического материала (n) женской и (n) мужской гамет, образуется диплоидная (2n) зигота. Именно эта диплоидная зигота и даст начало новому будущему диплоидному организму (спорофиту).

Таким образом, гаметы, являясь продуктом гаплоидного гаметофита, только сливаясь попарно (мужские с женскими) обеспечат дальнейшее развитие организма. Поэтому такое размножение, в котором участвуют два партнера называется половым.

http://www.biorepet-ufa.ru/wp-content/uploads/2011/03/%D0%A7%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%BF%D0%BE%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B9-%D1%83-%D0%BC%D1%85%D0%B01.jpgЧто же является спорофитом и гаметофитом у споровых (водоросли, мхи и папоротниковидные) и семенных растений (голосеменные и покрытосеменные)?

Так вот, у водорослей и мхов, основным (доминирующим) поколением в цикле развития является гаметофит.

А у папоротниковидных (хотя они тоже относятся к споровым растениям ) и всех семенных растений основным поколением является спорофит.

На рисунке ниже показана схема изменения соотношения гаметофита (n) и спорофита (2n) в процессе эволюции растений, Красная линия, разделяет изображения спорофитов (выше линии) и гаметофитов (ниже линии) у разных групп растений. 8-Эволюция-чередования-гаметофита-и-спорофита.jpg

Эволюция чередования гаметофита и спорофита

На рисунке мы видим, что только у водорослей и мхов стадия гаметофита (n) является преобладающей. У папоротников гаметофит представлен маленьким заростком, а у голосеменных и покрытосеменных вообще редуцирован до микроскопических размеров.

Казалось бы, поскольку папоротники как и мхи споровые растения, то у них чередование поколений должно происходить сходным со мхами образом. Но оказывается все наоборот: у споровых папоротников цикл чередования поколений (имеется в виду, какая форма представляет собой само взрослое вегетирующее растение) сходен с циклом чередования поколений у семенных растений.

Мхи — тупиковая ветвь эволюции царства растений, а от папоротниковидных произошли все современные семенные растения (только семенные растения произошли не от ныне живущих споровых папоротников, а от вымерших папоротников, у которых уже было семенное размножение).

В чем польза от чередования поколений, почему эволюция сохранила такой способ существования у многих организмов?

Известно, что чередование поколений зависит от условий среды. При благоприятных условиях размножение происходит, как правило, бесполыми способами – делением, почкованием, вегетативно. При неблагоприятных условиях бесполое поколение сменяется половым. Так произошло исторически, что эволюция размножения шла от бесполого размножения, свойственного одноклеточным, к половому размножению. От организмов с гаплоидным числом хромосом в клетках – к организмам с диплоидным набором хромосом.

Диплоидность – это возможность обладать более разнообразной генетической информацией, а значит и возможность иметь эволюционные преимущества.

Примитивные формы, размножаются только бесполым путем, а у более сложных форм бесполое размножение чередуется с половым (в основном в царстве растений). В процессе эволюции в цикле развития организмов закономерно уменьшается роль (продолжительность существования и размеры) гаплоидной фазы и увеличивается роль диплоидной фазы.

Источник: pandia.ru

Если мы услышим фразу «растения размножаются спорами», у многих из нас скорее всего начнет сводить зубы от скуки и возникнет некий смутный образ чего-то летящего куда-то и потом как-то размножившегося.

На самом деле, все намного интереснее и даже проще. СПОРЫ бывают и у грибов, и у бактерий, и у растений, но мы здесь рассмотрим только растения.

Так что же такое спора? Это чаще всего одноклеточное образование (реже — двуклеточное, еще реже — многоклеточное), которое способно развиться во взрослую особь. Размножение спорами относится к бесполому размножению, так что спора вполне способна преобразоваться во взрослую особь с участием одной лишь родительской особи и без образования гамет (половых клеток).

Способ такого спорового (не путать со «спорным»:) размножения изначально был часто присущ и одноклеточным, и довольно древним растениям, и одна из причин этого — то, что споры могут выживать в неблагоприятных условиях. Например, в случае длительных температурных и химических воздействий внешний слой споры — ЭКЗИНА, защищает спору от смерти, и как только появится влага, спора тут же начинает процесс преобразования во взрослое растение (ну или растение-подросток).
Сравни с растениями, которые ты забываешь полить и которые засыхают — если они засохли, то лучше грустно пойти и купить новое (а лучше весело). А в случае, например, со мхом, его споры могут затаиться очень надолго, пребывая в сухом и неактивном виде, но как только они увлажнятся, снова начинается размножение и процесс фотосинтеза.

Как и почему образуются споры и что с ними происходит, чтобы началось развитие нового растения?
В определенный момент жизненного цикла растения в одном из его органов (СПОРАНГИЯ) образуются споры. Растение, которое развило такой орган, называется СПОРОФИТ. У мха, например, спорангия выглядит как коробочка на ножке. При созревании она раскрывается, клетки выпадают (и могут улететь, если подует ветер), и начинается образование нового растения.

Но не стоит думать, что мхи, папоротники и некоторые другие растения, у которых происходит размножение спорами, размножаются только таким образом.
У них необычным образом чередуются фазы размножения спорами и гаметами.
Происходит это так: из улетевших спор образуются уже не спорофиты (растения, способные к образованию органа-образователя спор), а гаметофиты — растения, способные образовать гамету. Образовавшиеся мужские и женские растения, обладающие соответственно мужскими и женскими половыми органами, образуют зиготу, которая снова вырастает в спорофит, и этот цикл повторяется.

Может, и людям было бы удобно размножаться несколькими способами, чтобы быть готовым к неблагоприятным условиям, ну или просто иметь возможность выбирать?..

Гаметофит и спорофит у растений

Источник: bodhi.name

Особенности высших споровых растений

Высшие споровые растения являются первыми наземными организмами этого Царства живой природы. Первые выходцы на сушу, которые называются риниофиты, имели стелящийся, вильчато-ветвящийся стебель. Некоторые ископаемые представители данной систематической единицы имели гигантские размеры, достигая в высоту нескольких метров. Освоить наземно-воздушную среду этим растениям позволил ряд прогрессивных признаков, которые появились у них в процессе эволюции. Прежде всего это механические и проводящие ткани. Благодаря этому стали возможны новые особенности жизнедеятельности. Это вертикальное положение их тела в пространстве и проведение питательных веществ по организму. Среди современных растений представителями этой систематической единицы являются 4 отдела. Это мохо-, плауно-, хвоще- и папоротникообразные. Гаметофит и спорофит — это два поколения одного растения, которые последовательно чередуются в ходе их жизненного цикла. Этот процесс обеспечивает непрерывность существования видов.

Гаметофит и спорофит у растений«>

Особенности спорофита

Спорофит — это бесполое поколение споровых растений. Рассмотрим его строение на примере мохообразных. Летом на зеленых побегах этого растения появляются небольшие коробочки на удлиненных ножках. Внутри них находятся споры — клетки бесполого размножения. Попадая в почву, они дают начало зеленым побегам, которые уже размножаются при помощи гамет. Спорофит преобладает у споровых плаунов, хвощей и папоротников, а также у всех семенных растений. Гаметофит является доминирующим лишь у всех представителей мохообразных, который имеет вид зеленого листостебельного побега.

Клетки бесполого размножения развиваются в специализированных органах, которые называются спорангиями. У мхов это коробочка на ножке, у папортников — сорусы, расположенные на нижней стороне их листьев. А хвощи и плауны образуют шишковидные образования на верхушках весенних побегов, которые называются сорусы.

Спорофит хвощей представлен побегами двух видов. Весной появляется спороносный стебель бурого цвета. В его клетках нет хлорофилла. Он развивается до прорастания спор, после чего отмирает. Из почек, расположенных на корневище, вырастает зеленый летний побег. Он является хлорофиллоносным. Эта структура четка разделена междоузлиями с редуцированными листьями. Гаметофит этого растения практически не заметен. Это пластинка размером всего 1 см. На одних из них развиваются женские гаметы, на других — мужские. Поэтому половое поколение хвощей является двудомным.

Плауны также характеризуются преобладанием спорофита в жизненном цикле. Это травянистые растения с цельными листьями. Они нарастают вкруговую, поэтому в народе заслужили название «ведьмины кольца». Многолетние побеги стелятся по земле и имеют приподнимащиеся стебли. Их споры, собранные в стробилы, находятся в земле несколько лет, после чего прорастают.

Гаметофит и спорофит у растений«>

Что такое гаметофит

Гаметофит и спорофит — это поколения, последовательно сменяющие друг друга. Когда споры прорастают, они дают начало половому поколению. Оно и называется гаметофитом. У мхов оба поколения анатомически связаны, а у остальных споровых развиваются отдельно. К примеру, у папоротников гаметофит имеет вид плоской пластины, на котором развивается пучок придаточных корней. В результате своего развития гаметофит папоротников, который еще называют заростком, дает начало бесполому поколению.

Гаметофит и спорофит у растений«>

Понятие о жизненном цикле

Спорофит растений дает начало половому поколению. На гаметофите формируются половые клетки, для слияния которых необходимым условием является наличие воды. Поэтому все споровые обитают на хорошо увлажненных участках суши. Гаметы, в отличие от спор, имеют одинарный набор хромосом. Он восстанавливается в результате оплодотворения, поэтому сам гаметофит всегда является диплоидным.

Гаметофит и спорофит у растений«>

Итак, спорофит — это поколение растений, с помощью которого осуществляется их бесполое размножение. В ходе жизненного цикла он сменяется половым поколением — гаметофитом.

Источник: www.syl.ru