У семенных растений, которые пришли на смену папоротникообразным, появились два важных преимущества. Во-первых, появилась ПЫЛЬЦА. Это устранило зависимость полового размножения растений от водной среды, необходимой для для передвижения сперматозоидов. Во-вторых, появились СЕМЕНА. Семена, защищенные надежной оболочкой и содержащие запас питательных веществ для зародыша, могли выживать в неблагоприятных условиях (сильная жара, холод или засуха). Первые семенные растения появились около 350 миллионов лет назад. Это были ГОЛОСЕМЕННЫЕ растения. Название "голосеменные" указывает на то, что семена этих растений расположены открыто (голо) на чешуях шишки и ничем не защищены. В настоящее время насчитывается около 700 видов голосеменных растений. К ним относятся саговники (похожие на пальмы тропические деревья) и хвойные (сосны, пихты, ели, лиственницы, кипарисы, секвойи и можжевельники).

Типичное голосеменное растение - это СОСНА. Крупное многолетнее вечнозеленое дерево сосны - это диплоидный спорофит. На верхушках ветвей одного и того же дерева образуются мужские и женские шишки (рис. 190). Мужские шишки желтого цвета и собраны по несколько штук в колоски. Каждая мужская шишка в середине имеет ось, к которой спирально прикрепляются листья-чешуйки. На внутренней стороне чешуек расположены микроспорангии. В микроспорангиях в результате деления клеток мейозом образуются гаплоидные микроспоры. Микроспора делится несколько раз митозом, образуя гаплоидный мужской гаметофит. Он состоит всего лишь из нескольких клеток и представляет собой не что иное, как пыльцевое зерно (рис. 190). Когда произойдет полное созревание пыльцы, микроспорангии в мужских шишках лопаются и пыльца подхватывается ветром. Пыльцевое зерно сосны имеет две оболочки, между которыми образуется два воздушных мешка. Воздушные мешки пыльцы поддерживают ее в воздухе, когда она переносится ветром.

Женские шишки имеют красноватый цвет. Они, как и мужские, имеют ось, к которой спирально прикрепляются листья-чешуйки. На внутренней стороне каждой чешуйки женской шишки расположены два макроспорангия. В каждом макроспорангии в результате деления одной из клеток мейозом, образуются 4 гаплоидные клетки. Из них три отмирают, а четвертая становится макроспорой. В результате деления макроспоры митозом получается гаплоидный женский гаметофит. Образовавшийся женский гаметофит - это не что иное, как зародышевый мешок. Он содержит яйцеклетку и расположен внутри макроспорангия, который теперь становится семязачатком (рис. 190).

Много пыльцы гибнет при переносе ветром, и лишь небольшая ее часть попадает на семязачатки женских шишек. После опыления семязачатков чешуи женских шишек смыкаются и склеиваются смолой. Мужской гаметофит - пыльцевое зерно – продолжает развиваться, то есть прорастать, формируя пыльцевую трубку, только весной на следующий год после опыления. Как и в цветке, по пыльцевой трубке к зародышевому мешку спускаются два спермия. Но проникает в зародышевый мешок и осуществляет оплодотворение яйцеклетки только один спермий, а другой спермий погибает. У голосеменных, в отличие от цветка, нет двойного оплодотворения. В результате оплодотворения образуется диплоидная зигота. Из нее формируется диплоидный зародыш семени. Окружающие зародыш клетки становятся гаплоидным эндоспермом. Формирование зародыша и созревание семян у сосны происходит в течение второго лета. В это время шишка зеленеет и усиленно растет. Развитый зародыш сосны состоит из корешка, зачатка стебля и 7-12 семядолей, между которыми находится почечка. Созревшие семена высыпаются из шишек почти через два года после опыления.

Цикл воспроизведения сосны по своей сути похож на цикл воспроизведения разноспорового плауна, но с двумя исключениями. Во-первых, микро- и макроспоры у плауна образовывались в одном спороносном колоске, а у сосны - в разных (мужских и женских) шишках. И, во-вторых, окончательное развитие женского гаметофита и его оплодотворение происходило у плауна уже после отделения гаметофита от спорофита, тога как у сосны женский гаметофит остается связанным со спорофитом вплоть до образования многоклеточного зародыша. Это выгодно растению, потому что в этом случае развивающийся зародыш дольше остается под защитой спорофита и питается за его счет.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+