Эволюция споровых растений PDF Печать E-mail

В результате морфологического расчленения спорофита появились специальные органы фотосинтеза — листья, которые у растений произошли двумя путями. Так, у плауновидных они образовались как выросты (энации) на осевых органах. Это энационные листья. По происхождению они существенно отличаются от подлинных листьев остальных растений, возникших в результате уплощения боковых веточек или целых систем ветвления риниофитовых предков и представляющих собой системы теломов.

Это теломные листья. Теломные листья, по-видимому, с самого начала были спороносными. Первоначально они не только выполняли функцию фотосинтеза, но и несли на себе спорангии. В процессе дальнейшей эволюции постепенно произошло пространственное разделение этих функций. В одних случаях, как у некоторых папоротников, например, у большинства видов осмунды, это разделение функций наблюдается в пределах одного и того же листа. В других же случаях, например у папоротника страусника (страусопера), функции разделяются между разными листьями: верхние превращаются в спорофиллы, или спороносные листья, нижние — в трофофиллы, или питающие листья. Предполагают, что из побега со спорофиллами в процессе дальнейшей эволюции высших растений образовались стробилы голосемянных и цветок покрытосемянных.

Споры у споровых растений созревают в особых структурах — многоклеточных спорангиях, возникающих на диплоидном спорофите. Споры лишены ундулиподиев и неподвижны. Они в разной степени кутинизированы и приспособлены к пассивному распространению (преимущественно ветром).

В спорангиях части растений все споры одинаковые. Они получили название равноспоровых. У эволюционно более продвинутых таксонов образуются споры разной величины: мелкие — микроспоры и крупные — мегаспоры (разноспоровые растения). Споры любого типа при прорастании образуют гаплоидный гаметофит, часто называемый заростком. На сформировавшихся гаметофитах развиваются половые органы: антеридии и архегонии. У равноспоровых растений гаметофит обоеполый, т.е. несет и антеридии, и архегонии. Микроспоры при прорастании образуют мужской гаметофит, несущий только мужские половые органы — антеридии. Из мегаспор образуется женский гаметофит с архегониями. В антеридиях развиваются подвижные, снабженные ундулиподиями мужские гаметы — сперматозоиды или неподвижные спермин. В архегониях созревают неподвижные женские гаметы — яйцеклетки. Процесс оплодотворения у споровых растений, так же как у водорослей, осуществляется только в присутствии капельножидкой воды. В результате слияния мужской гаметы с женской образуется зигота.

У споровых растений, в отличие от водорослей, зигота дает начало многоклеточному зародышу, из которого благодаря росту и дифференцировке развивается новый спорофит. У растений спорофит всегда представлен диплоидной фазой. Редукция числа хромосом происходит при образовании спор, благодаря чему гаметофиты всегда гаплоидны. Диплоидность восстанавливается лишь после слияния гамет.

Таким образом, полный жизненный цикл растения состоит из двух фаз — гаметофита и спорофита. У большинства споровых растений, исключая моховидные, эти фазы представлены отдельными самостоятельными особями. Необходимость капельножидкой водной среды для процесса оплодотворения в условиях наземного существования, по-видимому, основная причина прогрессирующей редукции гаметофита у большинства споровых растений. Напротив, спорофит, не нуждающийся для образования и распространения спор в капельножидкой водной среде, претерпел прогрессирующее развитие, и морфологическая эволюция высших растении шла в основном по пути его совершенствования.

Интересные статьи из мира растений:

1) Сложности в ботанике

2) Водоросли