Цикл развития папоротника: схема, определение, таблица и описание

Отличие гаметофита и спорофита в жизни растений

Рассмотрим, какие основные особенности можно выделить у этих двух поколений, в чем заключается их жизненный цикл.

Гаметофит

• Развивается из споры.
• Гаплоид, т.е. имеет одинарный набор непарных хромосом.
• Размножение у него происходит половым способом.
• В процессе размножения на специальных органах гаметангиях образует мужские и женские половые клетки, которые называются гаметы.
• Гаметангии, где образуются мужские клетки, называются антеридии, а где женские — архегонии.
• Процесс деления гаплоидных клеток, в результате чего появляются гаметы, называется митоз.
• При оплодотворении женской гаметы мужской образуется зигота, которая впоследствии производит споры.

Спорофит

• Развивается из зиготы.
• Диплоид, т.е. с двумя наборами хромосом.
• Размножается бесполым способом.
• В процессе размножения на специальных органах спорангиях образуются споры — микроскопические зачатки растений.
• Когда в спорангии происходит деление диплоидных клеток с образованием спор, то это называется мейоз.
• Из каждой споры, которая начинает потом делиться по способу митоза, вырастает заросток — гаметофит, из которого впоследствии появляются гаметы. 
• Спорангии бывают двух видов: макро- и микроспорангии. Из макроспор, которые производит макроспорангий, развивается женский гаметофит, а из микроспор — мужской.
• Если споры одинаковы по размеру и физиологическим особенностям, то такие организмы называются равноспоровыми, а гаметофиты, которые появляются из них — обоеполые.

Почему спорофиты преобладают

Как половой, так и бесполый способ размножения имеют свои преимущества. Первый позволяет получить генетическое разнообразие. Новое растение не будет тождественно родительскому

Это дает возможность естественного отбора, что важно для сохранения вида. Второй способ просто «тиражирует» особь, воспроизводит её наследственный материал без изменений, что хорошо для быстрого увеличения численности. 

У всех высших растений, за исключением мохообразных, в жизненном цикле наблюдается преобладание спорофита, гаметофит при этом сравнительно менее долговечен и мало развит. В процессе эволюции мы видим его дальнейшую редукцию, гаметофит уменьшается.

Почему это происходит? Есть несколько причин, почему значение спорофита оказалось выше.

• Диплоидность спорофита обеспечивает более высокий уровень синтетических процессов. Также такой организм более стабилен с генетической точки зрения, потому что рецессивные мутации, снижающие жизнестойкость растения, не проявляются в фенотипе в диплоидном состоянии.
• Условия существования на суше могут сильно меняться, а сохранение в генофонде рецессивных мутаций, которых бы просто не осталось при естественном отборе, т.е. значительный генный полиморфизм, может сослужить важную службу растению при изменении жизненных условий и позволит ему выжить в неблагоприятной среде, где гаплоидные организмы просто вымрут.
• Чтобы гаметы смогли передвигаться, им необходима водная среда, а споры, в отличие от гамет, на суше распространяются очень легко.

Споровые растения

Четкое чередование бесполого поколения и гаметофита — это характерная черта всех высших споровых растений. К ним относятся мхи, хвощи, плауны и папоротники. В их жизненных циклах наблюдаются существенные отличия. У мхов преобладающим поколением является гаметофит. Это листостебельные побеги с ризоидами, совокупность которых образует «зеленый ковер». Его мы и привыкли называть мхом. С течением времени на нем появляются новые органы — коробочки со спорами на тонких сухих ножках. Они представляют собой спорофит.

Большинство моховидных являются двудомными растениями. На мужском гаметофите формируются только сперматозоиды. По пленке воды, которая покрывает растения, они передвигаются к женским растениям. На его верхушке формируется единственный орган полового размножения круглой формы, в который проникает сперматозоид.

Остальные споровые растения отличаются от мхов преобладанием бесполого поколения. Рассмотрим их строение на примере папоротника. Его спорофит представлен подземным видоизмененным побегом, который называется корневищем, и придаточными корнями. На нижней стороне листьев папоротников формируются спорангии. Это органы бесполого размножения. Споры, которые в них формируются, созревают и попадают в почву. Во влажной среде из них вырастает половое поколение папоротников — гаметофит. Он имеет вид зеленой сердцевидной пластинки. Эта структура развивается и питается отдельно от спорофита, прикрепляясь к почве при помощи ризоидов.

На нижней поверхности пластинки образуются половые органы — гаметангии. Поскольку яйцеклетки и сперматозоиды на них созревают в разное время, оплодотворение возможно только между разными растениями. Такой тип называют перекрестным. Как и для всех споровых, процесс оплодотворения у папоротников возможен только при наличии воды. Это связано с тем, что растения данной группы являются первыми выходцами на сушу.

Продолжительность жизни

Сколько может повторяться цикл развития папоротника? Это зависит от конкретного вида растения и места его произрастания. Так, у травянистых форм умеренных широт листья отмирают каждый сезон, а в тропиках растут несколько лет. Но благодаря наличию подземного видоизменения побега, который называется корневищем, само растение остается жизнеспособным независимо от времени года и климатических условий. Во многом именно эта особенность строения сохранила эти древние растения до современного этапа развития органического мира.

Корни папоротников выполняют свои функции в среднем около четырех лет, после чего заменяются новыми. А вот побег может сохранять свою жизнеспособность до 100 лет.

Итак, мы рассмотрели особенности развития одного из отделов высших споровых растений — Папоротниковидные. Для этих растений характерны следующие признаки:

• Появление настоящих тканей (механических, проводящих, покровных) и вегетативных органов (листьев, придаточных корней, видоизмененного подземного побега).
• Бесполое размножение осуществляется с помощью специализированных клеток — спор.
• В цикле развития папоротника преобладает спорофит. Это бесполое поколение, имеющее листостебельное строение.
• Гаметофит папоротника называется заростком. Он представляет собой зеленую пластинку сердцевидной формы с диаметром до 1 см. Заросток развивается отдельно от спорофита и анатомически с ним не связан.
• В жизненном цикле наблюдается последовательное чередование поколений — полового и бесполого.

Сегодня мы рассмотрим строение папоротника, цикл его развития и поговорим о разнообразии отдела папоротникообразных. Чтобы детально разобраться в жизненном цикле папоротника, необходимо вспомнить строение его основных органов.

Подземная часть папоротника представлена корневищем. От корневища отходят корни. Надземные части представлены особыми листьями. Надо сказать, что у этого растения не совсем привычные нам листья. От обычных листьев всех растений, которые мы можем увидеть за окном, тех растений, которые являются цветковыми, листья папоротника отличаются некоторыми существенными деталями:

1. У папоротника лист растет неограниченное время.
2. На нижней стороне листьев располагаются споры в мешочках спорангиях.

На привычных нам листьях, например, у тополя, у клена, у каких-нибудь травянистых растений вроде подорожника, у всех цветковых растений, мы никогда никаких спорангий со спорами на нижней части листьев не увидим. Поэтому перед нами, как справедливо полагают ученые, не совсем листья. Перед нами особые образования, которые являются чем-то средним между веткой и листом. Папоротники — древние растения. У них эти части ещё не такие совершенные, как у привычных нам цветковых растений.

Листья папоротника называются вайи, именно потому они и получили особое название, что они не совсем такие же листья, как у цветковых растений. С нижней части вайи и располагаются спорангии со спорами. Эти спорангии выглядят, как своеобразная небольшая люстра. Шарики со спорами на тонких ножках действительно выглядят похожими на потолочный светильник.

Кроме того, для защиты служит особый вырост, который на всякий случай, как зонтик, закрывает этот пучок спорангиев. Пучок спорангиев называется сорус, а вырост в виде зонтика, который защищает сорус — пучок спорангиев — называется индузия. Если мы видим спорангии, значит, в чередовании поколений перед нами бесполое поколение — спорофит. У гаметофитов (полового поколения) мы никаких спорангиев бы не увидели.

Размножение спорами

Размножение папоротников спорами очень длительный и трудоемкий процесс. Весь цикл состоит из сбора спор с последующим их хранением в пакетах с целью дозревания и высадкой в почву. Этот тип размножения проводится в несколько этапов:

• Ведется подготовка материала к посеву.
• Высадка спор.
• Выращивание проросшего молодняка.

Споры папоротника продаются в магазинах, однако, их можно собрать своими руками. Образование спор идет в спорангиях. Как только они окрасятся в коричневый цвет, их можно срезать. Первоначально споры укладываются в конверт с целью дозревания. Со временем у них появляется свойство сыпучести. С этого момента они готовы к посадке. Каждый сорт папоротника имеет споры разного времени всхожести. Поэтому сорта следует отделять друг от друга. Пакет должен быть хорошо запечатан, потому, что семена летают при малейшем дуновении ветра. При посадке проводят вскрытие пакета, предварительно хорошо по нему постучав.

На первом этапе готовится чернозем. Лучим субстратом, считается грунт для фиалок. Это почва, в которую добавлена 1 часть песка и 3 торфа. Землю нужно привести к однородности. Для этого ее просеивают, убирая крупные комья. Затем дезинфицируют, поместив в духовке с температурой 160 градусов.

Сажать споры можно в емкость из пластмассы или стекла. Главное, в ней должны быть предусмотрены отверстия для выхода излишней жидкости. Грунт укладывается толщиной 4 см , хорошо увлажняется и слегка утрамбовывается. Споры равномерно распределяются по всей территории поверхности. Посадив в почву споры, накрывают емкость стеклом

Важно, чтобы при появлении первых всходов, температура поддерживалась в районе 23 градусов. Если она будет ниже, то есть вероятность того, что споры не прорастут

Во время прорастания спор увлажнение почвы идет умеренное, а конденсат не должен покрывать стекло с внутренней стороны. Применяемая вода очищена от хлора.

Через месяц, на поверхности грунта появятся первые всходы. Поскольку они еще не заключены в коричневую оболочку, почва покрывается тонким слоем зелени. Внешне она напоминает мох. Это проросшие споры, которые соединяются с землей при помощи волосков-ризоидов. В этот период за ними требуется хороший уход. Регулярно 3 раза в течение двух недель, обрабатывать поросль раствором эпина.

До появления первых листьев, стекло не снимается. В течение второго месяца идет образование корневой системы и формирование листвы. В целях закалки молодых саженцев, каждый день на 2 часа снимается стекло. Со временем этот период следует увеличивать. После достижения ростками 5 мм , их начинают опрыскивать из пульверизатора, поскольку для дальнейшего роста им требуется увлажненная среда.

Появившиеся маленькие ростки имеют форму сердечек. Они называются проталлиумом

Их нужно осторожно его извлечь и пересадить в другую тару из подготовленной почвенной смесью. Сверху также накрыть стеклом или целлофаном, до появления первых ростков

Можно больше не накрывать, но тогда нужно постоянно держать на контроле влажность. Как и на первом этапе их нужно закаливать. После появления листьев, проталлиумом переносится на открытое место.

В процессе размножения саженцам папоротника нужно место. С этой целью проводится 3 пикировки. Первая нужна до начала формирования корневой системы. Вторая, если будет особая необходимость, а третья, когда саженцы пойдут в рост.

После полугода, молодой папоротник помещается в отдельный горшок, а в 8 месяцев начинается бурный рост зелени.

Хвощи

Это растения, похожие на маленькую елочку. Под землей у хвоща длинное корневище, от этого длинного корневища на поверхность вырастают надземные части хвоща. У таких растений по этажам в правильном порядке располагаются мутовки листьев, листья почти не видны. Если только приглядеться или применить небольшое увеличение – можно увидеть чешуевидные маленькие листья, которые окружают стебель, как небольшая корона (Рис. 5).

Рис. 5. Полевой хвощ и его листья (Источник)

От мутовки листьев уже расходятся боковые побеги – боковые веточки, на каждой из них можно увидеть мутовку листьев, только более мелкую (Рис. 6).

Рис. 6. Хвощ многощетинковый (Источник)

Хвощи – многолетние травянистые растения с длинными ветвящимися корневищами, зимующими в почве. Весной появляются бурые побеги, на верхушках которых расположены спороносные колоски. В них созревают споры, зеленые летние побеги содержат хлорофилл.

Рис. 7. Корневище хвоща (Источник)

У хвоща под землей длинное, ветвящееся корневище, кверху отрастают надземные части хвоща (Рис.7). Возникает справедливый вопрос: что за поколение перед нами? Если это родственник папоротника, то какое это поколение – спорофит или гаметофит? Перед нами спорофит, это растение размножается спорами. У папоротников споры образуются на листе, с нижней части вайи лист папоротника – широкое образование, где размещаются эти самые спорангии, мешочки со спорами. У хвоща такой возможности нет, листики его маленькие, спорангии туда не поместятся.

Рис. 8. Спороносный колосок (стробил) (Источник)

Хвощи в своем развитии стали выращивать себе специальную структуру – сверху образуется небольшой колосок, его называют спороносный колосок – небольшие листья, на которых располагаются мешочки со спорами. Такой колосок называется стробил (Рис. 8).

Рис. 9. Строение хвоща (Источник)

Перед нами спорофит, размножающийся спорами, споры образуются не на обычных листьях надземного побега, а на специализированных листьях, собранных в спороносные колоски. Спороносные колоски, или стробилы, располагаются в верхней части надземных побегов (Рис. 9). Хвощи растут на полях, в лесах или около водоемов, обычно на участках с влажной кислой почвой. Если на поле много хвощей, значит, почва нуждается в известковании.

Значение в экологии

Голосеменные растения играют существенную роль в образовании почвы и кислорода. Хвойные вырабатывают особые вещества с антибактериальным действием — фитонциды. Тайгу, обширный лес в северном полушарии Евразии, называют легкими планеты.

Хвойники удерживают снега и тем самым обеспечивают влагой почву. Они предоставляют лесным обитателям пищу и кров. Так, клюв клеста приобрел форму, удобную для расщепления семян ели и других хвойных. Жизнь птицы, периоды ее гнездования полностью зависят от присутствия этих деревьев в экосистеме.

В жизнедеятельности человека больше всего востребованы хвойные породы деревьев. Их применяют в деревообрабатывающей и целлюлозной промышленности. В химической отрасли используют смолы. В медицинских целях применяют шишки можжевельника, из семян кедра изготавливают масло.

Гаметофиты водорослей, разнообразие и примеры

У большинства водорослей мы можем видеть, что спорофит и гаметофит чередуются, но у некоторых, как например морская красная водоросль Полисифония, на одно гаплоидное поколение приходится сразу два диплоидных. 

Гаметофиты у водорослей могут иметь разный внешний вид.

• Нитчатый раздельнополый у Polysiphonia и бурых ламинариевых водорослей.
• Крупные, пластинчатые, внешне похожие на спорофит мужские гаметофиты и микроскопические женские у красной водоросли Palmaria.
• Макроталломная форма у бангиевых красных водорослей.
• Крупный пластинчатый таллом у зеленых ульвовых водорослей морфологически почти не отличим от спорофита, потому что эти водоросли обладают изогамией, наиболее примитивным из типов полового процесса.

Примечание

Несмотря на внешние различия, все гаметофиты являются диплоидными и многоклеточными.

Агротехника выращивания садовых папоротников

Все вышеперечисленные виды с успехом могут быть использованы в оформлении садовых участков при соблюдении требований растения для успешного роста, а именно — достаточная влажность почвы, полутень, заветрие, легкие почвы.

Папоротники обладают очень нежными листочками — вайями. Очень плохо переносят ветер. Зеленые изгороди, кроны деревьев, бордюры, ослабляя ветер, создают необходимое заветрие. Вот в таких местах и стоит размещать папоротники. У себя в лесу они получают мало солнечного света, в саду прекрасно чувствуют себя под пологом плодовых, декоративных, древесных растений. Более того, папоротники предохраняют почву, стволы деревьев от перегрева и высыхания.

Кроме того растения нуждаются в постоянном увлажнении почвы, высокой влажности воздуха. Такие условия как раз и существуют в сырых лиственных лесах. Небольшие густые корни совершенно не переносят пересушивания, но не следует допускать их длительного затопления. При поливе вода не должна попадать на «листья».

Папоротники садовые следует пересаживать ранней весной или в августе-сентябре, стараясь не повредить земляной ком при выкапывании отростков. Если потребуется покрыть поверхность пруда водными папоротниками, то достаточно опустить в нее отрезанный кусочек стебля с двумя листьями. Вода в водоемах для водных папоротников должна быть стоячая или медленно текущая. В период с мая по июль могут потребоваться подкормки комплекснымы минеральными удобрениеми (содержание микро-макро элементов не менее 12-13) раз в три недели.

При соблюдении всех правил агротехники папоротники практически не поражаются болезнями и вредителями. Наибольший урон наносят слизни, да и те скорее могут только «подпортить внешность», нежели погубить растение. Борются со слизнями расстановкой ловушек, ручным сбором, раскладыванием препаратов метальдегида. Изредка на вайях могут появляться бурые пятна, которые чаще всего являются признаком грибных, бактериальных заболеваний. Пораженные вайи необходимо срезать и сжечь.

Папоротник обрезка осенью. Нужно ли обрезать папоротник осенью

Добрый день, дорогие читатели! Тема нашей сегодняшней статьи — домашний папоротник уход в зимнее время.

Для начала хотим напомнить, что у папоротников нет листьев. Вместо этого у них вайи . Что такое вайя? Это листоподобный орган папоротников. Чаще всего в эмбриональном состоянии вайя спирально (улиткообразно) свёрнута. Вайя может быть перисторассечённой или цельной.

Домашний папоротник

Для поддержания декоративности домашнего папоротника засохшие, пожелтевшие вайи удаляют сегментами или целиком.

Красавец-папоротник

Освещение папоротника зимой

Этому комнатному растению требуется организовать подсветку люминесцентной лампой или переставить поближе к источнику света.

Влажность воздуха

Домашний папоротник любит влажный воздух, хорошо освещенное место и равномерный полив. Зимой для повышения влажности воздуха увеличивается количество водных процедур, проводимых с домашним папоротником. Устраивайте любимцу опрыскивание, горячий душ, поставьте горшок с растением на поддон с влажной галькой, расставьте вокруг емкости с водой.

Полив папоротника зимой

Залог успешного выращивания папоротника – равномерный полив. Нежная корневая система растения не выдержит неоднократную пересушку земляного кома или постоянное заливание. Такие явления приведут к заболеваниям корневой системы.

Время полива определяется опытным путем – давайте верхнему слою грунта просыхать между поливами. Воду для полива домашнего папоротника используйте отстоянную, не холодную.

Вот такой уход требует домашний папоротник в зимнее время года. Чтобы не забыть об этих правилах, сохраните сайт в закладках и расскажите о нем друзьям!

Виды садовых папоротников

Одним из главных преимуществ большинства садовых видов папоротников — это способность расти в тенистых и влажных местах не теряя декоративности. Их красивые листья (правильнее называть их вайи) сочетаются со многими цветочно-декоративными растениями, создавая для них эффектный фон. Прекрасно смотрятся папоротники в моногруппах, или как одиночные растения — солитеры на газоне.

Большинство папоротников размножаются делением корневищ растений, а некоторые ценные виды — спорами. В природных условиях нашей страны наиболее распространены следующие виды папоротников.

Кочедыжник женский, или Папоротник женский (Athyrium filix-femina).

Самый характерный, известный и узнаваемый из всех видов папоротников. Широко распространен в природе по всей умеренной зоне Северного полушария. Имеет красивые светло-зеленые ажурные листья, которые резко контрастируют с грубыми листьями щитовника мужского. Спороносные органы на нижней стороне листьев прикрыты бахромчатым покрывальцем. На одном месте данный вид может расти до 10 лет; возможен самосев. Достигает высоты до 1-1,2 м. Предпочитает тень и влажные места.

Наиболее известны такие: «Fildiae» — листья стоячие, удлиненные, узкие; «Minutissima» — очень густой и сильно кустящийся папоротник с листьями до 30 см; «Victoria» — длина листьев до 50 см, ширина 10-12 см, дольки листьев расположены крестообразно и образуют правильную решетку. Это один из самых красивых садовых форм кочедыжника женского.

Щитовник мужской, или Папоротник мужской (Dryopteris filix-mas).

Многолетнее споровое растение семейства многоножковых, с толстым корневищем, плотно усаженными остатками черешков листьев прошлых лет. Листья темно-зеленые, кожистые, блестящие. Высота куста до 1,1 м. С нижней стороны пластинки листа щитовника располагаются спороносные органы, защищённые почковидными покрывальцами, словно щитом, за что и получил своё название. Этот вид широко распространен в Европе, Северной Америке, Сибири. Является одним из самых распространённых видов этого рода как в природе, так и в искусственном озеленении.

Имеет следующие садовые формы: Crispa — отличается густо-курчавыми листьями; Furcata — листья неоднократно вильчато делятся, особенно на концах.

Орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum)

Многолетний стройный папоротник, достигающий высоты 60 см. В природе вырастает до 1,5 м. Растёт в европейской части России, в Сибири, на Дальнем Востоке, на Урале. У орляка длинное, горизонтальное, сильно разветвлённое корневище. Листья светло-зеленые, плотные, дельтовидные, расположены горизонтально, почти перпендикулярно к черешку. Край сегментов листьев орляка завёрнут, прикрывая спороносные органы на нижней стороне листа. Предпочитает полутенистые места. Может расти на довольно бедных сухих почвах.

Страусник обыкновенный или Страусовое перо (Matteucia struthiopteris)

Папоротник страусник — один из самых эффектных многолетних видов. Он красив, легко размножается отрезками ползучих корневищ, образуя пышные заросли, легок в культуре. Этот вид наиболее часто применяется сегодня в ландшафтном озеленении.

У страусника имеются два типа листьев: стерильные и спороносные. В первом случае растения достигают высоты до 1,5 м, их почти вертикально стоящие листья образуют красивую густую правильную воронку. Листья светло-зеленые, ланцетные двояко-перистые. Страусник хорошо растет как в тени, так же на солнце, почти на любых почвах, но требователен к влажности почвы.

Спороносные (внутри воронки 2-3 более мелких необычных листа (вайи). Данный вид получил своё название за сходство вайи с пером страуса, что означает «страусовый папоротник». Большие стерильные листья страусника осенью отмирают, а спороносные зимуют. Когда весной края спороносных листьев разворачиваются, то освободившиеся споры падают на влажную землю и прорастают. Спороносные листья страусника часто используются аранжировщиками как сухоцвет, при составлении зимних букетов, флористических композиций.

Определение гаметофита

Гаметофиты являются стадией, которая производит половые клетки в растениях и водоросли что проходит смена поколений, Среди наземных растений эти половые клетки можно обозначать как «сперма» и «яйцеклетка», при этом «мужские» и «женские» половые клетки объединяются, чтобы произвести потомство.

В отличие от животных и других организмов, которые используют половое размножение гаметофиты не продуцируют свои половые клетки через мейоз.

Вместо этого все клетки в гаметофите организм находятся гаплоидный – то есть, имея только одну копию каждого хромосома – и эти гаплоидные организмы производят гаметы через митоз.

Это в отличие от животных и других организмов, которые диплоид – иметь две копии каждой хромосомы – и кто должен сократить количество своих хромосом пополам, прежде чем они смогут создать половые клетки с нужным количеством хромосом для получения здорового диплоидного потомства.

Потомки гаметофитов действительно являются диплоидными растениями, и эти диплоидные растения будут использовать мейоз для размножения. Но, как ни странно, диплоидные потомки гаметофитов называются спорофитами.

Вместо того чтобы использовать мейоз для производства половых клеток, они используют мейоз для получения спор, которые затем подвергаются митозу, чтобы вырасти в совершенно новые гаплоидные организмы, например, гаметофиты!

Это чередование поколений является стратегией выживания, в которой растение или водоросли чередуются между различными репродуктивными методами.

Гаметофит – обычно считающийся первой стадией цикла – размножается половым путем, объединяя репродуктивные клетки двух разных организмов для получения генетически разнообразного потомства.

Это позволяет растению Население смешивать и сопоставлять признаки во время размножения гаметофита, что делает население более устойчивым к болезням и более адаптируемым к изменяющимся условиям окружающей среды.

спорофит С другой стороны, потомство гаметофитов может быстро распространяться и не нуждается в партнерах для размножения.

Это позволяет одному спорофиту основать целую новую популяцию, которая затем может смешивать гены с соседними популяциями в поколении гаметофитов. Споры могут также выживать в течение многих лет в неблагоприятных условиях, в то время как сперматозоиды и яйцеклетки не могут.

Такое чередование поколений позволяет родительскому растению воспользоваться преимуществами полового размножения, такими как генетическая рекомбинация который способствует генетическому разнообразию – и преимущества бесполое размножение такие как скорость и быстрый рост.

Обычные растения, которые используют смену поколений, включают мхи, папоротники и сосны. При странном эволюционном перевороте семенные растения, использующие смену поколений, такие как хвойные и другие сосны, развивают стадию своего полного жизненного цикла гаметофита внутри замкнутого конуса.

Напротив, в некоторых других вид Чередование поколений вполне заметно. Например, среди папоротников спорофит – это знакомое крупное лиственное растение, которое часто можно увидеть на лесных полах.

Гаметофит, с другой стороны, является крошечным сердце -образное растение, которое можно легко принять за совершенно иной вид от поколения спорофитов.

Разбор строения папоротниковых растений

Предки папоротниковых растений имели примитивное строение. В процессе эволюции оно стало более сложным.

Стебли

Стебель папоротников малоразвит, небольших размеров. Его называют корневищем. Конечно, тропические папоротники с одеревеневшими стволами являются исключением. Вьющееся корневище может простилаться на большие расстояния.

Листья, вайи

Лист папоротника гораздо массивнее стебля. Они не совсем обычные, имеют отличительные особенности строения и роста, разнообразные формы. Чаще они рассеченные, перистые. Вайи – так называются листья у папоротника. Черешок листа прикреплен к подземной части стебля – корню или корневищу. Рассматривая их, трудно понять, где заканчивается стебель, и на каком уровне начинается лист. Интересная особенность вайи – рост верхушкой, которая представляет собой свернутый и постепенно разворачивающийся завиток в виде улитки.

Вайи

Развитие листьев начинается в почках под землей и длится до двух лет. Только на третий год они могут появиться над землей. Вследствие верхушечного роста вайи папоротников достигают очень крупных размеров.

У большинства растений вайи участвуют в процессе фотосинтеза, вегетации и одновременно в образовании спор. Споры появляются в сорусах, которые расположены на нижней стороне листьев в виде одиночных или групповых бугорков.

Корневая система

Корневая система состоит из мощного корневища и многочисленных придаточных корней. Проводящая ткань на стебле и корнях всасывает воду и по сосудистым пучкам продвигает ее к листьям.

Органы размножения

Жизнь папоротника делится на два цикла: длинный бесполовой – спорофит и короткий половой – гаметофит. Органы размножения папоротника – спорангии, где находятся споры, расположены на нижней части листьев. Созревшие споры высыпаются из лопнувшей спорангии и разносятся ветром далеко от материнского растения. Спорообразование некоторые ученые сравнивают с цветением других растений.

Из огромного количества спор выживает только часть. Половая фаза начинается, когда спора прорастает при благоприятных условиях в гаплоидный заросток (гаметофит), который похож на зеленую пластину в виде сердца размером в несколько мм. На нижней стороне заростка формируются женские и мужские половые органы – антеридии и архегонии. Образовавшиеся в них яйцеклетки и сперматозоиды во влажную погоду сливаются, и образуется зигота, из которой развивается зародыш молодого растения – спорофит.

Растение может также размножаться вегетативным способом, когда на стеблях и корнях образуются выводковые почки

Это важно для любителей-садоводов, выращивающих некоторые виды на своих участках

Важно! Замечено, что красивые редкие виды размножаются только спорами

Что такое гаметофит и спорофит в биологии

Спорофит – одно из чередующихся поколений, относится к бесполому. Многоклеточная диплоидная фаза, происходящая в период жизни водорослей и растений. 

Бесполое развитие происходит из зиготы, в которой появляются споры. Образование зиготы происходит на половой гаплоидной фазе из женской яйцеклетки, оплодотворенной мужской гаметой.

Гаметофит — гаплоидная или половая фаза в жизненном цикле растений, которая, в свою очередь, развивается из спор и производит половые мужские и женские клетки, или гаметы. Когда гаметы сливаются вместе или оплодотворяются, снова наступает гаплоидное поколение.

Гаметы бывают двух видов:

1. Мужские гаметы. Появляются из мужских гаметангий – антеридий. У споровых и водорослей они называются сперматозоидами, у семенных – спермиями. Отличаются между собой подвижностью, сперматозоиды имеют жгутики, поэтому могут двигаться.

2. Женские гаметы, представляющие собой неподвижные яйцеклетки. Образуются в женских гаметангиях, которые носят название – архегонии.

У наземной растительности оплодотворение яйцеклетки происходит в архегонии, после которого появляются споры. Жизненный цикл продолжает свое чередование.

Чередование поколений особо выражено у споровых растений. У папоротников, плаунов, хвощей гаметофит находится раздельно от спорофита, но преобладает гаплоидность. 

Гаметофит выражен недолговечным маленьким ростком, на котором затем вырастает спорофит. У мхов нет разделения между фазами, коробочка со спорами развивается на гаметофите.

Цветковые или покрытосеменные растения для размножения используют опыление, когда мужские гаметы в тычинках переносятся к женским в пестиках. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде – шишках, и оплодотворение происходит, как и у покрытосеменных. 

Однако семя голосеменных развивается из семязачатка, который открыт на семенной чешуе, у покрытосеменных оно находится внутри плода.

Схема жизненного цикла высших растений проста: постоянное чередование полового (гаплоидного) с бесполым (диплоидным) поколением.