Способы бесполого размножения у растений: примеры и значение
Содержание:
- Главные условия для роста папоротника в помещении
- Сельское хозяйство
- Чередование поколений
- Как осуществляется процесс размножение папоротников
- Партеногенез
- Размножение семенных растений
- Бинарное и митотическое размножение
- Кто размножается спорами
- Уход за проросшими папоротниками
- Природный способ размножения
- Папоротниковые растения
- Какие растения размножаются семенами?
- Споры водорослей
- Половые поколения растений
- Дополнительные домашние методы
- Недостатки бесполого размножения
- Как размножить папоротник выводковыми почками
Главные условия для роста папоротника в помещении
Для успешного роста и размножения, растения необходим природный микроклимат, пусть даже искусственно созданный.
- Температурный показатель.В летнее время допускается повышение температуры в помещении, где выставлен вазон с папоротником в 30 градусов тепла, зимние показатели комнатной температуры не должны опускаться ниже 10 градусов. Обычной температурой роста папоротника в помещении цветоводы называют показатель от 15 до 20 градусов тепла. Если температура, к примеру, в оранжерее будет ниже рекомендуемых норм в 10 градусов, то корневая система растения может переохладиться и загнить, если, к тому же, почва в вазоне будет влажной.
- Влажность и чистота воздуха.Все, без исключения папоротники, практически сразу реагируют на загрязненный воздух, дым и автомобильные газы. Поэтому открытый балкон, выходящий на проезжую часть, считается не приемлемым местом для полноценного роста и развития папоротника.
- Освещение и зимнее подсвечивание.В комнате папоротник лучше выставить на подоконник западного или восточного окна. На таком месте нет обильных солнечных лучей, не будет ожогов летом, и много света. Зимними короткими днями, даже на хорошо освещаемом подоконнике, света растению будет мало, поэтому целесообразно использовать различные подсвечивающие фито лампы.
- Орошение.Папоротники считают влаголюбивыми растениями, не терпящими засухи. Летом воздух, как в помещении, так и на улице очень тёплый и сухой. Вследствие этого, почва, в которую высажены все растения, как клумбы, так и комнатных цветов, находящихся в вазонах, очень быстро пересыхает. Для поддержания необходимого водного баланса необходимы частые поливы. В зимний период, почва не так быстро подсыхает и частота поливов уменьшается. Но, производя орошение почвы в вазоне, следует помнить, что избыточный полив приводит к уплотнению и закисанию грунта, понижению насыщения кислородом и обеспечению полноценного питания. При избытке влаги, корневая система растения не погибает, но сам папоротник приобретает угнетенный и ослабленный вид. Если влаги недостаточно, то первыми погибают листья. Испытав однажды засуху, мощные вайи теряют привычный тургор и яркость, не смогут ожить даже после обильного увлажнения. Такие листья неминуемо засохнут, реанимировать их не удастся даже при возобновленном правильном уходе. А этот процесс не может не ухудшить внешний вид всего растения. Если надземная часть вашего папоротника невозвратно утрачена, то необходимо срезать все, как сухие, так и еще не совсем высохшие вайи, и перенести вазон с цветком на подоконник, где много света и тепла. При возобновлении правильного ухода и регулярных поливах, папоротник быстро восстановиться, и выпустит тугие спирали новой лиственной массы.
- Внесение питательных веществ.Комнатные растения, высаженные в уже окультуренный и хорошо подготовленный грунт, тоже нуждаются в периодическом внесении полезных веществ – подкормках. Хорошо отзываются папоротники на чередование внесения органики и минеральных веществ. Производят удобрения грунта в вазоне с ранней весны и до поздней осени. Не будет лишним подлить папоротники жидкими растворами, специально разработанными для комнатных растений.
- Своевременная пересадка.Следует отметить, что в ежегодном пересаживании папоротники не нуждаются. В одном вазоне растение может расти и выпускать новые и новые вайи на протяжении четырех лет. Пересаживают папоротник, если возникает необходимость замены почвы в вазоне или растение требует замены емкости на большую. Пересаживают папоротники весной.
- Воздействие сквозняков.Папоротникам, произрастающим в вазоне и выставленным около окна, противопоказаны всевозможные сквозняки от приоткрытой форточки окна. Это может погубить растение. Максимально укромное место – это идеальная среда обитания этого деревца у вас в доме.
- Искусственная затененность растения.Если вазон с папоротником выставлен у окна и солнечные лучи на протяжении светового дня постоянно согревают растение, то получение ожогов в летний знойный день гарантировано. Необходимо затенить растение от солнечных лучей, прикрыв оконное стекло светозащитной бумагой.
- Требования к почве.Для успешного роста папоротникам нужен легкий субстрат с добавлением опавшей древесины, опилок, хвои, мха и древесных углей. Эти компоненты обеспечат растение необходимыми питательными веществами. Добавление перлита обеспечит воздухопроницаемость, а установка дренажного керамзитового слоя поможет справиться с излишним увлажнением. Папоротники хорошо растут в кислых почвах, с показателем уровня кислотности до 6pH
Сельское хозяйство
Вегетативное размножение используется фермерами для увеличения количества выращиваемых культур и декоративных растений. С его помощью сокращается время прорастания, предоставляется гарантия выживаемости организмов. В сельском хозяйстве используются следующие способы размножения:
- Черенкование. В процессе участвуют стебель (виноград, смородина), листья (лилия, бегония), корень (слива, роза).
- Использование клубней (картофель, георгины).
- Луковицы и клубнелуковицы (тюльпаны, гладиолусы).
- Корневища (иван-чай).
- Прививки для сращивания частей (вишня, яблоня).
- Деление кустиков (пионы, маргаритки).
- Отводки. Пригибается ветка к земле. Вблизи почки выполняется надрез. Насыпается земля. Если корень прорастает, выполняется его отделение от родительского организма (крыжовник).
В результате вегетативного размножения появляется клон, то есть растение, идентичное родительскому организму по генетическим признакам. В процессе деления и спорообразования происходит мутация, спровоцированная изменением окружающей среды.
https://youtube.com/watch?v=-GyY-Hr_kkQ
Чередование поколений
У растений происходит чередование полового и бесполого поколений:
- из споры вырастает половое поколение, гаметофит, размножающийся гаметами;
- из зиготы вырастает спорофит, бесполое поколение, размножающееся спорами.
Известные нам внешне споровые растения являются бесполым поколением. Половое поколение споровых, например папоротников, называется заростком и представляет собой мелкие, не похожие на спорофиты, растения.
Половое размножение споровых зависит от наличия воды для перемещения гамет.
Рис. 3. Заросток папоротника.
У семенных растений тоже есть чередование поколений, но внешне оно не проявляется. Гаметофит развивается за счёт спорофита и внутри него. Так, у голосеменных развитие гаметофитов происходит внутри закрытых женских шишек, а у покрытосеменных внутри цветка.
Как осуществляется процесс размножение папоротников
Папоротники считаются одними из самых древних известных науке растений на нашей планете. Всего существует около одиннадцати тысяч разновидностей папоротника.
Цветоводы любят растение за необычную, красивую листву. Они пользуются большой популярностью, даже несмотря на то, что не цветут. В домах и квартирах обычно выращивают субтропические и тропические сорта. На улице сажают кусты, адаптированные к умеренному климату. В данной статье мы поговорим о кратких процессах размножения этого древнего и уже комнатного растения.
Способы размножения папоротника в домашних условиях
Как осуществляется процесс размножения папоротников? Существует целых пять способов, как размножить папоротник, а именно:
- Спорами,
- Вегетативное размножение,
- Деление куста,
- Боковые побеги,
- Выводковые почки.
Каждый, кто заинтересован в разведении древних кустов, выбирает тот способ, что кажется ему более подходящим, будь то бесполый или половой. У каждого есть свои достоинства и недостатки. Рассмотрим подробней каждый из них.
Заросли папоротника в естественной среде обитания
У папоротников не бывает семян. Именно поэтому в природе они размножаются при помощи спор. Они расположены на нижней части листка. С виду похожи на обыкновенные, почти не заметные точки. Они просто осыпаются в почву, затем прорастают. Хотя спор обычно много, вырастают лишь некоторые из них.
Размножение спорами состоит из трех этапов:
- Сбор созревших спор,
- Хранение для полноценного созревания,
- Высадка в почву.
Краткий процесс вегетативного размножения
Не меньшей популярностью пользуется вегетативный способ. Для этого используются ростки, напоминающие по виду пушистые и длинные стрелки. Папоротники могут размножаться выводками почек и черешками листьев. Это все также относится к вегетативному способу. Но такое встречается довольно редко.
Выбор такого способа во многом будет зависеть от личных предпочтений и от уже имеющегося посадочного материала. Проводить эти методы можно в осеннее или весеннее время, при прохладной погоде. Это необходимо чтобы росток уже в течение недели пустил корни и начал развиваться. Не рекомендуется использовать растение обладающие только одной точкой роста. После посадки необходим тщательный полив.
Папоротники в домашних горшках
Деление куста
Третий по популярности способ — деление куста. В этом случае куст разделяется на несколько розеток. Если размножаем длиннокорневищный куст то требуется отделить его вместе с корнем и почками. Тогда он сможет вырости значительно быстрее.
Боковые побеги
Справедливости ради стоит заметить, что это не отдельный способ, а лишь разновидность вегетативного. Он подходит для всех типов выращивания папоротника (домашних, полевых и садовых). Лучше всего выводить, таким образом, такие сорта как адиантумы, пеллеи и птерисы. Делать это следует весной до того как появятся первые вайи или осенью.
Выводковые почки
Некоторые разновидности можно разводить при помощи выводковых почек. Они находятся на черешках листьев. Их нужно отделить от основного растения, посадить и хранить в теплом месте пока не приживутся.
Хорошо если есть возможность выращивать его в теплице. Среди сортов, относящихся к умеренной зоне очень мало таких, которые можно было бы выводить таким способом.
Выводковые почки на папоротнике
Лучшее время для разведения комнатного растения?
Все разновидности папоротника любят темные места и влажную почву. Если есть такой уголок, где прочие растения будут чувствовать себя некомфортно, то папоротник там отлично приживется.
Лучшее время для размножения — ранняя весна. Особенно это относится к спорам. Если посадить растение ранней весной, то оно точно приживётся (при условии что за ним хорошо ухаживали).
Также часто папоротник сажают осенью. Это лучшее время года для посадки после ранней весны. Вероятность что папоротник приживется, также достаточно высока.
Если не получилось посадить весной или осенью, то можно в любое другое время года. Но вероятность что новые побеги смогут выжить будет меньше.
Разросшийся в домашних условиях куст папоротника
Самый эффективный способ размножения папоротников
Каждый из перечисленных способов пользуется немалой популярностью. Однако самым эффективным можно считать – размножение спорами. Именно так обычно выводится папоротник в дикой природе. Поэтому данный метод и пользуется наибольшей популярностью.
Не имеет значения, какой именно сорт вы выращиваете, в любом случае растение требует тщательного ухода. Нужно часто его поливать, при этом не допуская излишнего увлажнения. Также не следует забывать о подкормке.
Партеногенез
Чем сложнее организмы, тем более вероятно, что они будут подвергаться половому, а не бесполому размножению. Однако есть некоторые сложные животные и растения, которые способны размножаться через партеногенез, когда это необходимо. Это не является предпочтительным методом размножения для большинства этих видов, но он может стать единственным способом оставить после себя потомство по разным причинам.
Партеногенез — это вид размножения, когда потомство появляется из неоплодотворенного яйца. Отсутствие доступных партнеров, непосредственная угроза жизни самки или другие подобные ситуации могут привести к тому, что партеногенез будет необходим для сохранения вида. Разумеется, это не будет идеальным вариантом, потому что потомок станет клоном матери.
Некоторые животные, которые могут размножатся с помощью партеногенеза, включают насекомых (пчелы и кузнечики), ящериц (комодский варан), и очень редко встречаются у птиц.
Размножение семенных растений
Семенные растения также называют голосеменными. Для этих растений характерно семенное размножение. В отличие от споровых растительных организмов, голосеменные размножаются не с помощью спор, а посредством семян. В отличие от покрытосеменных растений, голосеменные не защищают семена специальными образованиями — плодами.
Женские и мужские семена растений можно различить невооруженным глазом: женские семена намного крупнее, так как они несут в себе запас питательных веществ, который заключён в эндосперм. Женское семя состоит из зародыша, эндосперма и плотной семенной кожуры. Мужские семена больше похожи на пыльцу.
Строение семени сосны
Репродукцию голосеменных растений принято рассматривать на примере сосны обыкновенной. Сосна — однодомный растительный организм, то есть на одном растении расположены и женские шишки, и мужские.
- Женские шишки: красные, сидят на вершине по одной; на чешуях женских шишек развиваются два семязачатка, в которых располагаются яйцеклетки;
- Мужские шишки: жёлто-зелёные, небольшие, собраны группами; на чешуях мужских шишек развиваются два пыльцевых мешочка, в которых располагается пыльца и пузырьки, заполненные воздухом, для облегчения полёта.
Строение шишки сосны
Пыльца вылетает из мужской шишки и встречается с женской. Это стадия опыления. Чешуи женской шишки соединяются, чтобы пыльцевые зёрна не вылетели обратно. Пыльца становится пыльцевой трубкой, формируя неподвижные безжгутиковые спермии. Они соединяются с яйцеклеткой. Из сформировавшейся зиготы вырастает семя. Шишка одревесневает, открывается, освобождая семена для дальнейшего распространения.
В жизненном цикле голосеменных растений преобладает спорофит. Спорофит — взрослое растение. Оно формируется внутри семян шишек, а затем прорастает при попадании на землю. Гаметофит — шишки.
Жизненный цикл голосеменных растений
Также у семенных растительных организмов редко встречается вегетативная репродукция.
Бинарное и митотическое размножение
Между бактериями происходит бинарное деление, в результате которого образуются 2 одинаковые по размеру дочерние клетки. При этом удваивается кольцевая ДНК. Одновременно с делением образуются септы (перегородки между клетками).
Для одноклеточных характерна простая схема деления.
В таком случае появляются 2 новых организма. Подобная методика наблюдается у амебы. До деления происходит рост и созревание организма.
Многообразие других процессов, предшествующих делению:
- усиленный синтез органических компонентов, способствующих построению новейших органоидов;
- репликация ДНК-структур.
Предварительно делится ядро, а затем удваиваются жгутики. На последнем этапе осуществляется цитокинез (расформирование цитоплазмы на части).
Для некоторых растений с корневищем, листьями, побегом и другими частями характерно последовательное многократное деление (шизогония).
Явления протекают под одной оболочкой. В конце образуется несколько клеток. Подобная схема наблюдается у хламидомонад.
В конце процесса образуются 4 клетки.
При делении малярийного плазмодия формируется более десяти новых организмов. Шизогония — основная причина, почему в мире насчитывается большое количество инфузории ихтиофтириуса (за одно деление появляется более 1 тыс. клеток). Подобный процесс осуществляется по специальной форме — циста.
Кто размножается спорами
Образование спор является древним способом размножения. Сейчас он сохраняется лишь у более примитивных организмов с простой организацией тела. При участии спор размножаются:
- бактерии;
- грибы;
- лишайники;
- некоторые водоросли и простейшие;
- высшие споровые растения.
У цветковых растений споры также образуются, но они «спрятаны». Спорофит у них неотделим от гаметофита и существует незначительное время, поэтому рассматривается как часть семенного размножения. Споры — это в биологии семенных растений предшественники пыльцы (микроспоры) и зародышевый мешок (мегаспора).
Для животных споры не характерны.
Уход за проросшими папоротниками
Образовавшиеся из заростков папоротники – молодые спорофиты. Их высаживают в отдельные небольшие горшочки с рыхлым, хорошо пропускающим воду и воздух грунтом. В его состав в равных частях должны входить:
В смесь можно добавить немного промытого крупного песка.
Горшок для молодого растения нужно брать достаточно высокий, чтобы его высота была немного больше ширины. Его на 1/3 заполняют дренажом из мелкого керамзита.
Сверху насыпают земляную смесь, в которую высаживают растение. Заглублять саженец не следует, корневая система большинства папоротников – поверхностная. После высадки от поверхности грунта до края горшка должно оставаться не менее 2 см, чтобы было удобно поливать цветок.
Поливают молодые папоротники регулярно, чтобы почва не пересыхала. Высыхание почвы может оказаться для них губительным. Но чрезмерно увлажнять грунт также не следует. Если вода не впитывает в почву, ее нужно слить. Также следует выливать воду из поддона, чтобы она там не застаивалась.
Большинство комнатных папоротников стойко переносят сухой воздух в помещении. Но молодые экземпляры в таких условиях начинают подсыхать. Необходимо увлажнять воздух вблизи растений регулярным опрыскиванием листьев из распылителя воды.
Температура при уходе за молодыми папоротниками не должна опускаться ниже 20°С. Они хорошо растут при рассеянном освещении. Прямые солнечные лучи могут оставить ожоги на листьях растений.
Теперь вы знаете как размножаются папоротники в домашних условиях и как в последствии нужно за ними ухаживать.
Природный способ размножения
Естественная среда обитания для папоротникообразных — это территория с высокой влажностью и мягким рассеянным светом. Именно вода является главным условием для благоприятного развития куста. Размножение папоротников спорами выглядит следующим образом:
- сбор материала;
- ожидание дозревания;
- посев.
Выглядит просто, но на самом деле все несколько сложней. Чтобы добиться прорастания посевов, требуются определенные условия, несоблюдение которых приведет к гибели спор:
-
прорастает только свежий посевной материал;
- споры рассеиваются по поверхности почвы, в грунте они не дают всходов;
- земля должна содержать торф и древесный уголь;
- она постоянно должна быть влажной, при любом пересыхании споры гибнут;
- температурный режим должен превышать отметку в 25 градусов по Цельсию;
- воздух также должен обладать большой влажностью — не менее 60%.
Это способ можно использовать и в домашних условиях, при этом нужно создать тепличные условия и лишний раз не поднимать крышку емкости. Полив осуществляют с помощью распылителя, чтобы не вымыть споры и не повредить молодые побеги.
Папоротниковые растения
Папоротники – наиболее древняя группа высших споровых растений, в который входят как современные папоротники, так и одни из древнейших высших споровых растений, появившихся около 400 млн. лет назад в девонском периоде палеозойской эры. В настоящее время их насчитывается около 300 родов и более 10 000 видов. Встречаются в различных экологических условиях. В умеренных зонах это травянистые растения, многолетние корневищные травы, наиболее распространенные во влажных лесах; некоторые растут на заболоченных местах и в водоемах, их листья отмирают на зиму. Во влажных тропических лесах встречаются древовидные папоротники с колоноподобным стволом высотой до 20 метров. На верхушке ствола находится крона из больших перистых вечнозеленых листьев.
Строение папоротников
Большинство папоротников имеет стебель лежащий, подземный или надземный. Корни и стебель состоят из хорошо дифференцированных тканей. Размеры и форма листьев у разных видов неодинаковы, но у большинства они большие, растут верхушкой, выводковые почки закладываются в мезофилле листа. Листья папоротниковидных – это гомологи стебля (кладодии), их называют вайями. Значительная часть надземных форм папоротников имеет два типа листьев – стерильные и спороносные (диморфизм листьев). В течение сухого сезона развиваются только спороносные листья. Эта форма диморфизма способствует распространению спор: спорангии возвышаются над окружающими листьями и подвергаются действию сухого воздуха и ветра. У древовидных папоротников обычно не бывает подобного диморфизма. Листок у них является одновременно и фотосинтезирующим, и спороносным органом.
Господствующей фазой в жизненном цикле папоротниковидных является спорофит. Почти у всех папоротников спорофит многолетний и лишь у немногих (у видов рода цератоптерис) – однолетний (он ежегодно отмирает, оставляя специальные спорофитные почки, дающие начало новым спорофитам). Спорофит папоротника имеет довольно сложное строение. От корневища вертикально вверх отходят листья, вниз – придаточные корни (первичный корень быстро отмирает). Часто на корнях образуются выводковые почки, обеспечивающие вегетативное размножение растений.
Спорофит
Спорофит – диплоидная (2n) многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы и производящая споры. На спорофите в специальных органах — спорангиях — в результате мейоза развиваются гаплоидные споры (1n). У цветковых растений, голосеменных и сосудистых споровых (плауны, хвощи и папоротники) спорофит значительно крупнее гаметофита. Собственно, все, что мы обычно называем растением, и есть его спорофит.
Гаметофит
Гаметофит — гаплоидная (n) многоклеточная фаза в жизненном цикле растений, развивающаяся из спор и производящая половые клетки, или гаметы.
Развивается из гаплоидных спор. На гаметофите в специальных органах гаметангиях развиваются половые клетки, или гаметы. Гаметангии, производящие мужские гаметы, называются антеридии, а гаметангии, производящие женские гаметы — архегонии. Из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы развивается диплоидный спорофит, который первое время зависит от гаметофита.
Спорангии находятся на нижней стороне листа, собраны кучками (так называемые сорусы). Сверху сорусы прикрыты покрывальцем. Споры рассеиваются при разрыве стенки спорангия. Число спор на одном растении достигает десятков, сотен миллионов, иногда миллиардов.
На влажной почве споры прорастают в маленькую зеленую сердцеобразную пластинку. Это заросток (гаметофит) прикрепляется к почве ризоидами. Заросток обоеполый (изредка однополый – у водных папоротников), на нем образуются антеридии и архегонии. Оплодотворение происходит в водной среде (во время росы, дождя или под водой – у водных папоротников). Из оплодотворенной яйцеклетки формируется зародыш спорофита, состоящий из гаустории – ножки, которой он врастает в ткани заростка и потребляет из него питательные вещества, зародышевого корешка, почки, первого листа зародыша – “семядоли”. Таким образом, гаметофит папоротников приспособлен к обитанию в условиях увлажнения, а спорофит – типичное сухопутное растение.
Какие растения размножаются семенами?
Семенами размножаются все растения, кроме мхов, хвощей, плаунов и папоротников, они размножаются спорами. Спорами также размножаются грибы и лишайники, но их к растениям не относят. Травой же в ботанике называют листья и стебли травянистых растений (то есть не деревьев и не кустарников). Отдельного растения «трава» не существует.
Семенное, или половое размножение присуще голосеменным и покрытосеменным классам. Орган полового размножения у растений цветковых– это сам цветок.
Семенами размножаются разные растения.
Минимальные размеры семян имеют орхидные и заразиховые растения; их масса примерно 0,001—0,003 мг.
А самые крупные — семена сейшельской пальмы.
Большинство растений размножается семенами. Есть голосеменные растения, например, хвойные. Есть покрытосеменные растения, например, цветы. Есть растения, размножающиеся спорами. Это папоротники и лишайнки. В процессе эволюции семенные растения стали иметь преимущество перед споровыми.
Семенами размножаются все мы знаем почти все растения, так как они семенные и у каждого семена есть зародыш, помогающий им размножатся. Даже хвойные размножаются семенами. Вот только папоротники, мох и хвощи не размножаются семенами. Что бы более подробно узнать о размножении посмотрите советское видео, которое поможет вам
https://youtube.com/watch?v=_ylBxEdfOj8
В современном мире подавляющее большинство растений размножается семенами. Спорами размножаются только немногие низшие растения, водоросли, мхи, лишайники, хвощи и плауны. А вот семенами размножаются голосемянные растения, среди которых в настоящее время превалируют хвойные — сосна, кедр, ель, можжевельник, пихта, лиственница и прочие, и покрытосеменные иначе называемые цветковыми. Цветковых растений неизмеримо больше чем голосемянных. Это большинство лиственных деревьев — береза, клен, тополь, бук, дуб, каштан, это цветы — магнолия, роза, это злаки — рожь, пшеница, рис, это другие растения полевые и садовые, у которых появляются цветы и в последствии семена.
Споры водорослей
Водоросли производят споры для бесполого размножения. Эти споры могут быть не подвижными (апланоспоры), или подвижными (зооспоры) и перемещаться из одного места в другое с помощью жгутиков. Некоторые водоросли способны размножаться половым или бесполым способом. Когда условия благоприятны, зрелые водоросли делятся и производят споры, которые развиваются в новых особей.
Споры гаплоидные и производятся митозом. Во времена, когда условия неблагоприятны для развития, водоросли подвергаются половому размножению и образовывают гаметы. Эти половые клетки сливаются, чтобы стать диплоидным зигоспорами. Зигоспора останется бездействующей до тех пор, пока условия не станут благоприятными еще раз. В это время зигоспора подвергается мейозу для создания гаплоидных спор.
Некоторые водоросли имеют жизненный цикл, который чередуется между различными периодами бесполого и полового размножения. Этот тип жизненного цикла называется чередованием поколений и состоит из гаплоидной и диплоидной фаз. В гаплоидной фазе структура, называемая гаметофитом, производит мужские и женские гаметы (половые клетки). При слиянии этих гамет образуется зигота. В диплоидной фазе зигота развивается в диплоидную структуру, называемую спорофитом. Спорофит продуцирует гаплоидные споры через мейоз.
Половые поколения растений
В жизненном цикле высших наземных растений закономерно чередуются половое и бесполое поколения (см., например, схемы).<Бесполое поколение представлено спорофитами.Половое поколение представлено гаметофитами.
Спорофит — организм бесполого диплоидного поколения растений, на котором образуются споры.
■Спорофит образуется в результате оплодотворения — слияния яйцеклетки со сперматозоидом (или спермием) и последующего развития зиготы и зародыша.
■ Спорофиты являются преобладающими организмами у всех высших растений (кроме мхов).
❖ Гаметофит — гаплоидный организм полового поколения растений, в котором образуются гаметы.
■ Гаметофит может быть как обоеполым, т.е. может нести и мужские (антеридии), и женские (архегопии) органы полового размножения (гаметангии), так и однополым — мужским или женским.
■ После полового процесса из гамет образуется зигота, из которой развивается спорофит.
Особенности строения гаметофитов:
■ при изоморфной смене поколений особи-гаметофиты внешне неотличимы от особей-спорофитов;
■ при гетероморфной смене поколений особи-гаметофиты резко отличаются от особей-спорофитов.
Гаметофиты мхов и папоротников:
■ мхов — листостебельные растения;
■ папоротников — заростки.
Гаметофиты высших растений:
■ мужской гаметофит — пыльцевое зерно, прорастающее в пыльцевую трубку с образованием спермиев;
■ женский гаметофит -,гаплоидный многоклеточный эндосперм с архегониями (у голосеменных) или семиклеточный зародышевый мешок (у покрытосеменных).
Пыльца — совокупность пыльцевых зерен (пылинок), образующихся в гнездах пыльника (микроспорангиях) голо- и покрытосеменных растений. У голосеменных образуется в спорангиях пыльниковых (мужских) шишек, у покрытосеменных — в пыльниках тычинок.
Пыльцевое зерно — мужской гаметофит семенного растения; начинает свое развитие из микроспоры в микроспорангии и за-исршает его после опыления, т.е. после перенесения в пыльцевую камеру семязачатка (у голосеменных) или на рыльце пестика (у покрытосеменных).
Пыльцевое зерно покрыто спородермой, наружный слой которой (экзина) обладает высокой прочностью и стойкостью к воздействию внешних факторов, а внутренний слой (интина) состоит из клетчатки и пектиновых веществ. Ко времени опыления пыльцевое зерно состоит из двух (или более) клеток — одной генеративной и одной (у покрытосеменных) или нескольких (у голосеменных) вегетативных клеток.
Вегетативная клетка дает начало пыльцевой трубке, а генеративная делится с образованием двух спермиев, которые по пыльцевой трубке доставляются к архегониям женских заростков (у голосеменных) или к зародышевым мешкам (у покрыто-именных).
Образование пыльцы: диплоидная материнская клетка микроспоры, имеющаяся в пыльцевом мешке (спорангии) пыльника мачинки цветка, мейотически делится на четыре гаплоидные клетки-микроспоры, которые после митотического деления превращаются в двуклеточные пыльцевые зерна.
❖ Образование зародышевого мешка (происходит в семяпочке, находящейся в пестике цветка):
■ диплоидная материнская клетка мегаспоры, имеющаяся в семяпочке, мейотически делится на четыре гаплоидные клетки-мегаспоры, три из которых разрушаются;
■ ядро четвертой мегаспоры, наиболее удаленной от пыльцевхода, трижды митоти-чески делится (образуется 8 дочерних ядер); по три дочерних ядра остаются у каждого из полюсов мегаспоры и разделяются тонкими клеточными перегородками, обособляясь в полярные клетки, а два ядра (по одному от каждого полюса) перемещаются к центру мегаспоры и затем сливаются, образуя диплоидное ядро центральной клетки;
■ одна из трех клеток у полюса, ближайшего к пыльцевходу, становится яйцеклеткой, а две ее соседние клетки — клетками спутницами;
■ вся образованная система из семи клеток составляет зародышевый мешок. Три клетки зародышевого мешка, находящиеся у полюса, противоположного пыльцевходу (клетки-антиподы), некоторое время участвуют в обеспечении системы питательными веществами, а затем отмирают.
Дополнительные домашние методы
Способ размножения спорами довольно сложен для неопытных цветоводов, поэтому приходится искать другие варианты. Проще всего просто разделить взрослое растение на несколько горшков. Для этого подготавливают рабочую поверхность и инструментарий. Стол застилают, чтобы избежать загрязнений. Также понадобятся:
- несколько емкостей для рассаживания;
- грунт;
- дренаж;
- вода;
- активированный уголь;
- нож.
Еще один способ — это размножение побегами. После зимовки папоротник может выпустить стрелки, которые венчаются миниатюрным собратом большого растения, но без корневой системы. Для укоренения под побег подставляют тару с влажным мхом и прижимают к поверхности. При регулярном смачивании мохового комка растение быстро дает корни. После того как оно достаточно укоренилось, стрелку можно отрезать.
Последний вариант — это выводковые почки, но они появляются только у единичных папоротников, например, таких как многорядник или костинец. У них на вайях образуются дочерние растения, которые можно аккуратно отделить от основного и поместить в емкость для проращивания. Лучше всего вместо грунта опять же использовать мох, а также сосуд нужно будет прикрыть крышкой и поместить в тенистое теплое место. Детки дают корневые побеги в течение 2−3 недель. Примерно через месяц их можно уже рассаживать в цветочные горшки.
Недостатки бесполого размножения
Самым большим недостатком бесполого размножения является отсутствие разнообразия. Поскольку представители бесполой репродуктивной популяции генетически идентичны, за исключением редких мутантов, все они подвержены тем же болезням, дефициту питания и другим типам экологических проблем.
Ирландский картофельный голод был одним из примеров отрицательной стороны бесполого размножения: ирландский картофель, который размножался главным образом в результате бесполого размножения, был уязвим, когда чума, убивающая картофель, охватила остров. В результате почти все посевы провалились, и многие люди голодали.
Ближнийвымирание Другой пример – банан Грос-Мишель – один из двух основных сортов бананов, коммерческий рост которых стал невозможным в 20-м веке после появления болезни, к которой он был генетически уязвим.
С другой стороны, многие виды бактерий на самом деле используют свои высокие мутация скорость для создания генетического разнообразия при использовании бесполого размножения для очень быстрого роста своих колоний. Бактерии имеют более высокий уровень ошибок при копировании генетических последовательностей, что иногда приводит к созданию новых полезных признаков даже при отсутствии полового размножения.
Как размножить папоротник выводковыми почками
Еще один вегетативный способ, с помощью которого папоротник может размножиться в домашних условиях – это посадка сформировавшихся почек на листьях в грунт. Папоротниковидные растения имеют свойства отращивать боковые отростки на черешках своих листовых пластин. Нельзя высаживать несформировавшуюся почку, она должна выпустить маленькие корешки.
Аккуратно отделяют по одному отростку и рассаживают их в ящик с субстратом. Увлажняют грунт и ставят в теплое и светлое место. Необходимо создать влажной микроклимат для роста почек, поэтому в первое время их можно укрыть пленкой.
Как только у сеянцев появится 2-3 листочка, можно снять пленку и рассадить их по отдельным емкостям.
Важно! Не стоит сразу пересаживать всходы в огромный горшок. В первые годы роста папоротник все равно придется перемещать каждую весну в более просторные тары