§ 22. Размножение споровых растений

Вопросы в начале параграфа

1. Какие низшие споровые растения вы знаете?

К низшим споровым растениям относятся водоросли и лишайники. Например, к низшим споровым растениям относится водоросль хлорелла.

2. Какие высшие споровые растения вам известны?

К высшим споровым растениям относятся мхи, хвощи, папоротники и плауны. 

3. В чём отличие высших споровых растений от низших?

Тело низших споровых растений представляет собой слоевище (таллом). Слоевище не разделено на отдельные органы, а роль корней у низших споровых растений выполняют ризоиды.

Тело высших споровых растений имеет побег и корень, у них имеется сложная система покровных тканей и хорошо развитая проводящая система.

4. Что называют слоевищем?

Слоевище — это тело низших споровых растений, не расчленённое на отдельные органы, характерные для большинства растений: корень, стебель, листья и т.д. Например слоевище бывает у лишайников и водорослей.

5. Что такое вайя папоротника?

Вайя папоротника — это листоподобный побег некоторых видов папоротников.


Вопросы в конце параграфа

Как происходит размножение у одноклеточных водорослей?

При благоприятных условиях одноклеточные водоросли размножаются бесполым способом. Перед началом размножения клетка водоросли теряет свои жгутики и начинает делиться — внутри клетки путём деления образуются 2, 4 или 8 новых подвижных клеток, называемых зооспорами. После этого оболочка клетки водоросли раскрывается и зооспоры выходят наружу. Вне материнского организма зооспоры начинают расти и вырастают до размеров взрослой водоросли. 

§ 22. Размножение споровых растений

При наступлений неблагоприятных условий некоторые одноклеточные водоросли начинают размножаться половым путём. В этом случае внутри взрослой одноклеточной водоросли образуются гаметы — специальные половые клетки. Затем клетка водоросли открывается и гаметы выходят наружу. В воде гаметы различных организмов попарно соединяются и образуют зародыш нового организма — зиготу. Покрытая толстой оболочкой зигота находится в состоянии покоя до наступления благоприятных условий для развития водоросли. После наступления таких условий внутри зиготы путём деления образуются четыре клетки, которые выйдя в окружающую среды вырастают до взрослых особей. § 22. Размножение споровых растений

Какими способами размножается улотрикс?

В благоприятных условиях водоросль улотрикс размножается бесполым путём. Каждая клетка этой водоросли (кроме самой нижней, которой растение прикрепляется к чему-либо) начинает делиться на 2 или 4 зооспоры со жгутиками. Затем клетка открывается и зооспоры выплывают в воду. Найдя подходящую поверхность зооспоры прикрепляются к ней своими усиками и начинают делится, образуя новую нить водоросли улотрикс.§ 22. Размножение споровых растений

Если условия произрастания для водоросли становятся неблагоприятными, то процесс размножения происходит половым путём. В клетках водоросли образуются половые клетки — гаметы. Все они подвижны и снабжены усиками. Затем клетка водоросли открывается и гаметы попадают в воду. В воде гаметы объединяются в пары, обычно соединяются гаметы двух различных нитей улотрикса. В процессе объединения образуется зигота с толстой оболочкой. В таком виде зигота находится в состоянии покоя до наступления благоприятных условий, а потом делится на 4 клетки — споры, каждая из которых, прикрепившись к чему-либо, может дать начало новой нити улотрикса.§ 22. Размножение споровых растений

Кроме того, многоклеточные водоросли способны размножаться вегетативно — кусочками слоевища.

Как размножаются мхи?

У мхов чередуется процессы полового и бесполого размножения.

Бесполое размножение протекает при помощи спор. Когда спора попадает в благоприятные для неё условия, то из неё прорастает тонкая зелёная нить, которая называется предросток. Затем этот предросток развивается, начинает ветвиться и на нём появляются почки. Из этих почек развивается взрослое растения — мужской или женский экземпляр мха.

Затем начинается период полового размножения мхов. Во взрослых растениях образуются половые клетки — гаметы. В мужских особях развиваются мужские гаметы, которые называются сперматозоиды, а в женских особях развиваются женские гаметы, которые называются яйцеклетки. Когда на мох попадает вода, например во время дождя, сперматозоиды плывут к яйцеклеткам и сливаются с ними. В процессе этого слияния на женском растении мха образуется зигота, которая потом развивается в коробочку со спорами. Когда споры вызревают, они высыпаются из коробочки и снова начинается процесс бесполого размножения мхов.

§ 22. Размножение споровых растений

Также мхи прекрасно размножаются вегетативным способом. Из множества экземпляров мужских и женских особей мха формируются подушковидные дернины, которые сплошным ковром покрывают влажную почву. Если аккуратно вырезать кусочек дернины и пересадить его на другой участок почвы, то мох начнёт развиваться и покрывать все большую территорию.

§ 22. Размножение споровых растений

Что такое заросток?

Заросток — это маленькая зелёная пластина развивающаяся из споры папоротника. Это самостоятельный организм, который при помощи ризоидов прикрепляется к почве. На нижней стороне пластины заростка развиваются мужские и женские гаметы папоротника.

Как происходит половое и бесполое размножение у папоротников?

Половое и бесполое размножение у папоротников — это чередующиеся процессы.

Бесполое размножение папоротника происходит при помощи спор. Они образуются на нижней стороне листа растения внутри бурых бугорков — спорангиев. Созревшие споры выпадают из спорангиев и ветром разносятся по окружающей территории.

Если спора попадает в благоприятные условия, то начинается следующий этап — половое размножение. Из споры прорастает зелёная пластинка диаметром несколько миллиметров — заросток, который прикрепляется к почве ризоидами. Затем на нижней стороне заростка начинают формироваться мужские и женские половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки. При помощи капелек воды (например, во время дождя или выпадения росы) сперматозоиды подплывают к яйцеклетке и при их соединении образуется зигота. Зигота развивается в зародыш папоротника, а потом из него формируется полноценное растение с корнями, стеблем и листьями.

§ 22. Размножение споровых растений


Подумайте

Какую биологическую роль у папоротников играет половое поколение; бесполое поколение?

При половом поколении растения из заростка папоротника развивается новое полноценное растение. То есть его биологическая роль — развитие взрослых растений.

При бесполом размножении споры папоротника ветром и водой разносятся на обширную территорию и ожидают благоприятных для развития условий. То есть биологическая роль бесполого размножения папоротника — распространение вида и сохранение генетического материала для развития новых растений.


Задания для любознательных

Посейте споры папоротника и проведите наблюдения за их прорастанием, используя следующую инструкцию.

1. Срежьте вайю со спорангиями коричневого цвета, заверните её в бумагу и высушите.

§ 22. Размножение споровых растений

2. Возьмите лист белой бумаги. Потрясите над ней вайю, чтобы споры высыпались на бумагу.

§ 22. Размножение споровых растений

3. Заполните чистые плошки подготовленным субстратом (прокалённая дерновая земля, куски торфа или пемзы).

4. Посейте споры на субстрат.

§ 22. Размножение споровых растений

5. Накройте плошки стеклом и поставьте в тёплое место при температуре не ниже 25 °С. Следите, чтобы субстрат был всё время влажным.

6. Ведите наблюдения и записывайте в дневник даты посева, прорастания спор, образования из споры зелёной нити — предростка, образование сердцевидного заростка, появление первых листьев папоротника. Сделайте фотографии.

§ 22. Размножение споровых растений

7. При появлении 3—4 листьев пересадите растение в смесь листовой и торфяной земли с песком.

§ 22. Размножение споровых растений

8. Подготовьте отчёт о своих наблюдениях.

При попадании в благоприятные условия споры папоротника сразу начинают прорастать. Процесс этот идет постепенно. Например, спорам папоротника щитовника, участвующим в эксперименте, для прорастания потребовалось 4 недели. 

Проросшие заростки выглядят как миниатюрные зелёные сердечки, приподнятые над почвой тонкими белыми волосками-ризоидами. Заростки настолько мелкие, что лучше всего их рассматривать в лупу.

Через 3,5 месяца после начала эксперимента на заростках папоротника начали появляться корни и листья. К концу четвертого месяца эксперимента началась пересадка растений с 3-4 листиками в смесь листовой и торфяной земли с песком.

Примерно через год после начала эксперимента растение развилось до взрослого папоротника щитовника, готового в выбрасыванию спор.

§ 22. Размножение споровых растений


Словарик

Зооспора — это подвижные клетки образованные в материнской клетке водорослей.

Предросток — это проросшая спора мха, по виду напоминающая тонкую зелёную нить. Развиваясь предросток начинает ветвиться.

Спорангии — это бурые бугорки на нижней части листов папоротника, в которых созревают споры растения. 

Заросток — это маленькая зелёная пластина, развивающаяся из споры папоротника в благоприятных условиях. На нижней стороне заростка развиваются мужские и женские гаметы растения, из которых после оплодотворения развивается зародыш будущего папоротника.