Гаметофит это Определение понятия и особенности строения у растений разных систематических групп

Гаметофит — это. Определение понятия и особенности строения у растений разных систематических групп

В нашей статье мы познакомимся с таким понятием, как гаметофит. Это орган, который встречается у многих растений. В чем заключаются его особенности и значение? Давайте разбираться вместе.

Гаметофит — это.

Каждое растение в течение жизненного цикла проходит определенные этапы развития. Один из них — гаметофит. Это половое поколение растений. Гаметофит не является постоянной структурой. Он представляет собой лишь определенную фазу развития.

Гаметофит развивается из специальных бесполых клеток, которые называются спорами. Как правило, они имеют шарообразную форму, защищены плотной оболочкой, внутри содержат большое количество запасных питательных веществ.

Антеридии и архегонии

Как известно, все органы растений объединяются в две группы: вегетативные и генеративные. Первые выполняют функции почвенного питания, фотосинтеза и роста растения. Они также осуществляют процесс вегетативного размножения. Это корень, стебель, лист и почка.

Генеративный орган обеспечивает половое размножение. У покрытосеменных растений это цветок. В завязи его пестика созревает женская гамета — яйцеклетка, а в пыльниках тычинок — неподвижные спермии.

Покрытосеменные, споровые растения также формируют органы полового размножения — гаметангии. Женские называются архегониями. Их составными частями являются: брюшко, в котором созревает яйцеклетка, и шейка. Мужские гаметангии — это антеридии. В них формируются спермии.

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.

Гаметофит растений: отдел Голосеменные

Половое поколение хвойных выглядит иначе. Так, мужской гаметофит сосны представлен пыльцевыми зернами, которые развиваются в шишках. Последние находятся у основания побегов. Мужские шишки мелкие и мягкие, собраны в пучки. На каждой их чешуйке расположены по два пыльника, в которых развиваются мужские половые клетки.

На верхушках побегов можно найти женские шишки с семязачатками. В результате мейоза здесь формируются мегаспоры. Всего их 4. Но в женский гаметофит из них развивается только одна. Остальные отмирают. Далее происходят последовательные процессы опыления, оплодотворения и формирования семян.

Итак, гаметофитом называют половое поколение растений. Это фаза жизненного цикла, которая характерна для водорослей, споровых и семенных. Все гаметофиты являются многоклеточными структурами, содержащими гаплоидный хромосомный набор.

Источник



Что такое гаметофит в биологии

Гаметофит развивается из гаплоидных спор и производит половые клетки, т.е. гаметы. Это многоклеточная гаплоидная фаза в жизненном цикле водорослей и высших растений, которая чередуется с другим многоклеточным поколением — спорофитом.

Термин «гаметофит» может относиться не только непосредственно к фазе жизненного цикла, но и к конкретному растительному организму или органу, производящему гаметы.

История открытия

Первым ученым, который сделал вывод о чередовании гаметофитной и спорофитной фазы в жизни растений, был немецкий ботаник Вильгельм Гофмейстер. Несмотря на то, что он был самоучкой в биологии и не получил классического образования, Гофмейстер, благодаря своему таланту и увлеченности наукой заслужил стоять в одном ряду с такими гигантами как Дарвин и Мендель.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Изучая строение папоротников, мхов и семенных растений, Гофмейстер первый обнаружил, что есть разные поколения, одно из которых образует споры, а другое — гаметы. На примере представителей зеленых растений ученый сделал вывод о дипло-гаплоидном жизненном цикле.

Отличие гаметофита и спорофита в жизни растений

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

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.

Основные функции

Развитие половых клеток

Гаметофит — растение, на котором развиваются гаметы. Они нужны для дальнейшего многообразия комбинаций генов, которые обуславливают эволюцию.

Участие в размножении водорослей

Водная среда, в которой обитают водоросли, является причиной того, что гаметофит у них играет важную роль. Гаметы передвигаются по воде друг к другу и сливаются в зиготу.

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.
Читайте:  Что представляет собой дивное явление

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

Гаметофиты высших растений, примеры

В отличие от водорослей, у высших растений всегда правильно чередуются поколения.

  • Мужской гаметофит цветковых растений состоит из нескольких клеток и находится внутри оболочки пыльцевого зерна. Женский гаметофит называется «зародышевый мешок» и содержит в себе семь клеток (или 7 ядер). Помещается он внутри семяпочки.
  • Гаметофит папоротников, плаунов и хвощей — это самостоятельное растение. Он называется также заростком. У папоротников и хвощей он однолетний и фотосинтезирующий. У плаунов — многолетний, живет под землей и питается не при помощи фотосинтеза, а за счет симбиоза с грибами.
  • Гаметофит мхов выглядит больше, чем спорофит.

Гаметофиты бывают однодомные, т.е. обоеполые, на которых формируются как мужские, так и женские половые органы, и двудомные, раздельнополые.

Для семенных растений характерны двудомные. У них мужские гаметофиты формируются из микроспор, которые находятся в пыльниках, а женские — из мегаспор в семяпочках.

Источник

Основные особенности высших споровых растений: происхождение, строение, гаметофитная и спорофитная линии эволюции споровых.

Около 400 млн. лет назад появились первые формы растений, приспособленные к жизни на суше. Выход из воды привел к адаптационным изменениям в строении отдельных видов, которым для выживания были необходимы новые структурные элементы.

Так растительный мир покинул пределы водной среды и начал заселять просторы суши. Такими «землепроходцами» были ринофиты, которые росли у берегов водоёмов.

Это переходная форма жизни между низшими растениями (водорослями) и высшими. В строении ринофитов много сходного с водорослями: не прослеживались настоящие стебли, листья, корневая система. Прикреплялись к почве с помощью ризоидов, через которые получали питательные вещества и воду. Ринофиты обладали покровными тканями, которые защищали их от высыхания. Размножались при помощи спор.

Риниофитовые в дальнейшем видоизменялись и дали начало для развития плаунов, хвощей, папоротников, которые уже имели стебли, листья, корни. Это были предки современных споровых растений.

Строение :

Мохообразные сравнительно плохо приспособлены к жизни на суше, поэтому они в основном привязаны к сырым, затененных мест и имеют небольшие размеры. Ткани и органы у них развиты слабо или вообще отсутствуют.

Для другой группы, куда входят плаунообразные, Хвощевидные, папоротникообразные, характерна тенденция к преобладанию и совершенствования спорофита при одновременном упрощении гаметофита. У этой группы высших споровых растений уже появляются ведущие ткани, которые выполняют две важных функции. Во-первых, они образуют транспортную систему, которая осуществляет перемещение питательных веществ и воды по всему телу, и, во-вторых, тело растения получает внутреннюю опору, поскольку клетки этих тканей имеют большую прочность и жесткость. Совершенствуются и другие ткани, которые активно фотосинтезирующие, осуществляют надежную защиту и связь со средой. Все это позволяет этой группе высших споровых растений, которые называют сосудистыми, достигать больших размеров и лучше приспособиться к условиям среды. Таким образом, сформированность тканей, особенно ведущих, является основной причиной того, какое из поколений занимает господствующее положение, а какое – подчиненное.

Гаметофитная и спорофитная линия эволюции высших растений:

У высших растений всегда наблюдается правильное чередование двух многоклеточных поколений — спорофита и гаметофита. У папоротников, хвощей и плаунов гаметофит представляет собой небольшое, но самостоятельное растение, иногда называемое заростком. Заростки папоротников и хвощей фотосинтезирующие, однолетние. Заростки плаунов живут под землей, развиваются в течение многих лет и питаются за счет симбиоза с грибами. У мхов гаметофит при своих небольших размерах явно доминирует над спорофитом. Гаметы у высших растений всегда образуются в результате митоза (что принципиально отличает их от гамет животных), поскольку тело гаметофита также построено из гаплоидных клеток. Поэтому фазу гаметофита ещё называют гаметофазой, или гаплофазой. Следует отметить, что на одном гаметофите одновременно могут развиваться как мужские половые органы, так и женские. Такой гаметофит называют однодомным (обоеполым). В других случаях гаметофиты растений, относящихся к одному и тому же виду, формируют либо только мужские органы, либо только женские. Такие гаметофиты называют двудомными (раздельнополыми — мужскими и женскими). Раздельнополые гаметофиты свойственны всем семенным растениям, у которых мужские гаметофиты развиваются из микроспор, образующихся в пыльниках, а женские — из мегаспор, образующихся в семяпочках.

КОРОТКО :

Гаметофит — гаплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из спор и производящая половые клетки (гаметы).

Развивается из гаплоидных спор. На гаметофите в специальных органах гаметангиях развиваются половые клетки гаметы. Гаметангии, производящие мужские гаметы, называются антеридии, а гаметангии, производящие женские гаметы — архегонии. Оплодотворение женских гамет у наземных растений, как правило, происходит в архегонии, после чего из зиготы развивается диплоидный спорофит, который первое время зависит от гаметофита. У большинства многоклеточных водорослей оплодотворение происходит в воде (изогамия, гетерогамия и оогамия) и образовавшийся в результате оплодотворения спорофит не зависит от гаметофита. В разных группах высших растений и водорослей гаметофит развит в различной степени. У одних он существует непродолжительное время (папоротники), у других преобладает в течение всей жизни (мхи).

Спорофит — диплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки или зиготы и производящая споры.

В отличие от мхов, практически все тело цветкового растения, за исключением пыльцы и семяпочки, является спорофитом.

Развивается из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы. На спорофите в специальных органах — спорангиях — в результате мейоза развиваются гаплоидные споры. У многих растений (разноспоровые плауны и разноспоровые папоротники, а также голосеменные и цветковые) спорангии делятся на два типа: макро- и микроспорангии. Макроспорангии производят макроспоры, а микроспорангии — микроспоры. Из макроспор развиваются женские гаметофиты, а из микроспор — мужские.

В разных группах растений и водорослей развит в различной степени. 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. Гаметофиты семенных растений большую часть жизни проводят в оболочке споры (микроспоры — это пыльца, а макроспоры находятся в семязачатках), а у сосудистых споровых гаметофит — маленькое, но самостоятельное многоклеточное растение. У мхов, напротив, в жизненном цикле доминирует гаметофит. Спорофит быстро усыхает и состоит только из ножки и колпачка-спорангия со спорами.

БОЛЕЕ УГЛУБЕННО:
Гаметофит и оплодотворение

С образованием споры начинается гаплоидная фаза в жизненном цикле папоротника, которая заканчивается образованием гамет. Гаметы образуются на гаметофите (половом поколении, или заростке) папоротника, возникающем из прорастающей споры.

Два основных типа гаметофита — зеленые (фотосинтезирующие), наземные и лишенные хлорофилла, подземные.

-По внешней форме гаметофиты бывают от яйцевидных до линейных, но чаще всего цилиндрические, причем иногда более или менее дихотомически или неправильно ветвистые.

-У некоторых видов гаметофиты густо покрыты ризоидами, у других они гладкие или с сосочками.

(Одна из наиболее примитивных форм зеленого гаметофита характерна для семейства мараттиевых. Гаметофиты мараттиевых мясистые, довольно долговечные (иногда живут по нескольку лет), достигают довольно значительных размеров (иногда длиной более 2—3 см). Более старые гаметофиты могут на верхушке дихотомически ветвиться, что, несомненно, является примитивным признаком. Гаметофиты мараттиевых бывают как продолговатыми, так и сердцевидными, причем первый тип может рассматриваться как более примитивный. Интересно, что антеридии на гаметофитах мараттиевых иногда могут развиваться также на верхней стороне, что, как предполагают некоторые авторы, вероятно, свидетельствует о происхождении этих гаметофитов из цилиндрических, у которых гаметангии рассеяны по всей поверхности. Примитивные типы дорсивентрального гаметофита мы видим также у осмундовых, где они довольно похожи на гаметофиты мараттиевых, живут более года и часто достигают длины 5 см. Много общего с гаметофитами мараттиевых и осмундовых имеют гаметофиты глейхениевых.)

Гаметофит равноспоровых папоротников обычно обоеполый, но очень часто антеридии развиваются раньше архегониев. Это явление более раннего развития антеридиев называют протандрией (от греч. protos — первый и aiidreios — мужской). Гораздо реже наблюдается протогинйя, т. е. более раннее развитие архегония. Протандрия бывает особенно хорошо выражена при очень скученном произрастании гаметофитов, когда малепькие, еще пе вполне развитые на первых порах гаметофиты могут производить только антеридии. Как показал ряд экспериментальных исследований, образование антеридиев происходит под контролем особого гормона — антеридогена. Антеридоген, производимый гаметофитом, развившимся прежде других, передается через субстрат (в культуре через агар) и стимулирует развитие антеридиев у медленнее растущих гаметофитов. Как выяснилось при этом, у гаметофитов, производящих антеридоген, развиваются архегонии, а антеридии не образуются. Причину удалось выяснить. Оказалось, что такие гаметофиты выделяют определенное вещество, которое предотвращает действие на них ими самими производимого антеридогена.

Читайте:  Каким растениям полезен кальций

Таким образом, мы здесь наблюдаем своеобразный физиологический механизм, способствующий перекрестному межгаметофитному оплодотворению. Те гаметофиты, у которых под действием антеридогена образовались антеридии, могут позднее образовать также архегонии и становятся таким образом обоеполыми. Поэтому наряду с перекрестным (межгаметофитным) оплодотворением может происходить также самооплодотворение. Это особенно важно в тех случаях, когда перекрестное оплодотворение по тем или иным причинам не могло произойти. Но в тех случаях, когда концентрация антеридогена в субстрате очень высока, гаметофит остается однополым.

Архегонии отличаются меньшим разнообразием, чем антеридии. Варьирует главным образом длина шейки архегониев, которая у более подвинутых групп имеет тенденцию к укорочению. Кроме того, если у некоторых более примитивных семейств шейковые канальцевые ядра обычно отделяются перегородкой, образуя две клетки, то у большинства семейств перегородка не образуется.

Оплодотворение происходит только при наличии достаточного количества влаги, обеспечивающего активное движение сперматозоидов к архегонию. Сперматозоиды движутся в сторону архегония в результате хемотаксиса, вызванного выделением из архегония определенных химических стимулянтов. В лабораторных условиях эти специфические химические вещества могут быть заменены яблочной кислотой.

Хотя на гаметофите может оплодотвориться несколько яйцеклеток, обычно лишь одна оплодотворенная яйцеклетка (зигота) завершает свое развитие и дает начало зародышу.

Подобно тому как в некоторых случаях гаметофит образуется из вегетативных клеток спорофита (апоспория), так и спорофит может иногда образоваться не из зиготы, а из соматических клеток гаметофита. Это явление, известное под названием апогамии (от греч. аро — без и gameo — вступаю в брак), играет большую роль в жизни папоротников, чем апоспория. В случаях апогамии обычно присутствуют и антеридии и архегонии, но архегонии не функционируют. Спорофит образуется из клетки или группы клеток гаметофита, расположенных позади верхушечной выемки сердцевидного гаметофита.

Цитологические исследования спорогенеза апогамных папоротников показали, что существуют три разных цитологических механизма образования спор у апогамных папоротников. В двух случаях имеет место мейоз, но мейоз совершенно особого типа (число хромосом в спорах остается таким же, как и в материнских клетках). Третий случай характеризуется тем, что спорогепез происходит безо всякого мейоза и все деления в жизненном цикле чисто митотические.

Спорофит

растение гаметофит спорофит

Спорофит — диплоидная многоклеточная фаза в жизненном цикле растений и водорослей, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы и производящая споры.

Развивается из оплодотворенной яйцеклетки, или зиготы. На спорофите в специальных органах — спорангиях — в результате мейоза развиваются гаплоидные споры. У многих растений (разноспоровые плауны и разноспоровые папоротники, а также голосеменные и цветковые) спорангии делятся на два типа: макро- и микроспорангии. Макроспорангии производят макроспоры, а микроспорангии — микроспоры. Из макроспор развиваются женские гаметофиты, а из микроспор — мужские.

Гаметофиты семенных растений большую часть жизни проводят в оболочке споры (микроспоры — это пыльца, а макроспоры находятся в семязачатках), а у сосудистых споровых гаметофит — маленькое, но самостоятельное многоклеточное растение. У мхов, напротив, в жизненном цикле доминирует гаметофит. Спорофит быстро усыхает и состоит только из ножки и колпачка-спорангия со спорами.

Как и у всех моховидных, диплоидный спорофит (спорогон) печеночников прикреплен к гаметофиту и осуществляет свое питание за счет фотосинтетической деятельности его тканей. Клетки спорогоНа у большинства печеночников не содержат хлоропластов.

Спорогон состоит из коробочки, ножки и стопы, нижней расширенной части ножки, с помощью которой он прикрепляется к гаметофиту, погружаясь в его ткань. По периферии стопы развиваются гаусториальные клетки (присоски), служащие для всасывания воды и питательных веществ из гаметофита.

Ножка спорогопа у печеночпиков бывает различной длины — от 1 мм до 10 см. У некоторых родов ножки и стопы нет совсем, у маршанциевых она очень короткая, а у гапломитриевых, метцгериевых и юнгерманниевых достигает больших размеров.

При созревании спор ножка вытягивается за счет внезапного удлинения ее клеток и спорогон выносится наружу из защитных покровов, рассеивая споры. Интересно, что клетки ножки являются самыми длинными из всех клеток печеночника (если не считать ризоидов). Активный выброс спорогона способствует распространению спор. После рассеивания спор тонкостенные клетки ножки теряют тургор, спадаются и коробочка оседает.

Коробочка у всех печеночников без колонки. Большей частью она шаровидная или овальноцилиндрическая, чаще темно-бурая, но иногда серно-желтая или желто-бурая. Стенка коробочки образована из одного, двух или нескольких (до восьми) слоев клеток. Устьица всегда отсутствуют. Клетки стенок коробочки как в наружном, так и во внутренних слоях имеют различные утолщения, характерные для отдельных видов.

13. Особенности происхождения, строения, размножения отдела Моховидные

Отдел моховидные также называют настоящие мхи или бриофиты. Все виды объединены примерно в 700 родов, составляющих, в свою очередь, около 120 семейств. Представители отдела – это, в основном, мелкие растения длиной не более 50 мм. Исключением являются только водные мхи, которые в длину могут достигать 50 см, и эпифиты, которые бывают еще длиннее. Отдел относится к таксону высшие растения. Отдел моховидные насчитывает около 25-28 тысяч видов. Классы моховидных: талломные печёночники, листостебельные печёночники, листостебельные мхи, антоцеротовые. Растения отдела, как и другие представители мохообразных, имеют определенную особенность, связанную с течением жизненного цикла: преобладание гаплоидного гаметофита над диплоидным спорофитом.

Характеристика отдела моховидные доказывает, что мхи, как и остальные споровые, в эволюционном плане произошли от псилофитов (риниофитов), которые являются древними вымершими наземными растениями. Спорофит мхов считается конечным результатом процесса редукции предковых разветвленных спорофитов. Однако есть и другая гипотеза, согласно которой предполагают, что мхи вместе с плауновидными и риниофитами произошли от ещё более древней группы растений. Самые ранние палеонтологические находки относятся к концу девона — началу карбона.

Вегетативное тело представлено пластинчатым талломом или листостебельным побегом. Тип ветвления — Дихотомическое – две ветви вырастают из верхушки конуса, а далее из верхушечного конуса нарастания каждой образовавшейся ветки вновь вырастают две. Отдел моховидные отличается тем, что его представители не имеют цветков, корней, проводящей системы. Преобладающий в жизненном цикле гаплоидный гаметофит представляет собой многолетнее зелёное растение, часто имеющее листоподобные боковые выросты и корнеподобные выросты (ризоиды). По сравнению с другими группами высших растений, представители отдела моховидные имеют более простое строение. Среди большинства видов, у которых есть стебель и листья, есть и меньшинство, имеющее талломы и слоевища. Но листья и стебли мхов ненастоящие (настоящих органов нет), на научном языке их называют каулидии и филлидии. Филлидии бесчерешковые, расположены на стебле по спирали. Они имеют цельную пластинку. Жилка бывает не во всех случаях. У спорофита нет способности укореняться, и он находится прямо на гаметофите. Спорофит представлен тремя составляющими: коробочка (спорангия), с развивающимися в ней спорами; ножка (спорофора), на которой находится коробочка; стопа, обеспечивающая физиологическое взаимодействие с гаметофитом. У мхов имеется ряд характеристик, отличающих их от всех высших растений. Это отсутствие корней, которое компенсируется наличием большого количества ризоидов. С их помощью растение и прикрепляется к субстрату, а также осуществляет частичное всасывание влаги. Моховидные способны впитывать воду всей поверхностью тела.

Имеются ассимиляционная, проводящая, запасающая и покровная ткани. Но у моховидных нет настоящих сосудов и механической ткани, тогда как у всех высших растений есть.

Для моховидных характерно размножение спорами, созревающими в спорангиях спорофита.

Мхи размножаются с помощью спор. Орган размножения – спорогон. Схема процесса проста. На развивающейся протонеме появляются ризоиды, служащие для прикрепления к поверхности, и почки. Из почек созревают новые организмы, называемые гаметофитами. Мхи с мужскими и женскими органами полового размножения на одном растительном организме называются однодомными.

Двудомные мохообразные представляют собой отдельно растущие побеги антеридии и архегонии. Гаметангии образуют отдельные группы. Для оплодотворения достаточно капель воды, падающих с антеридии на женский побег. Внутри архегонии появляется зигота, из нее по прошествии примерно 12 месяцев образуется спорофит. На растении мха спорофит можно заметить весной или в начале лета. Он похож на булавочку рыжевато-бурого цвета. Листостебельные мохообразные размножаются вегетативно. Оторванные части стебля с листьями в благоприятных условиях прикрепляется к основанию ризоидами и начинает расти самостоятельно.

Читайте:  В ЧЕМ ПРЕИМУЩЕСТВА СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ РАСТЕНИЙ ПО СРАВНЕНИЮ С ЖИВЫМИ ЦВЕТАМИ

Источник

Спорофит и гаметофит — определение, признаки и различия

Спорофит и гаметофит – поколения в жизненном цикле растений, которые постоянно чередуются друг с другом. Это означает, что у них происходит чередование полового с бесполым размножением.

Гаметофит отвечает за половое размножение, а спорофит – за бесполое. Тема, возможно, кажется нелегкой для школьников, однако вопросы по ней часто встречаются в заданиях в ЕГЭ и ОГЭ по биологии, потому следует разобраться.

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:

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.

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.

Таблица «Отличия гаметофита и спорофита у растений»

Гаметофит и спорофит могут отличаться по размеру и этапам формирования.

Относятся к гаплоидам, имеют только один набор хромосом.

Относятся к диплоидам из-за наличия двух наборов хромосом.

Размножение происходит половым путем.

Размножение происходит бесполым способом.

Для процесса характерно образование гамет – мужских и женских половых клеток: спермий, яйцеклеток и сперматозоидов.

Для стадии характерно образование специальной клетки – споры, предназначенной бесполому размножению.

Образование гамет происходит, когда в гаметофите начинается деление (митоз) из гаплоидных клеток.

Образование спор происходит, когда в спорофите начинается деление (мейоз) из диплоидных клеток.

При оплодотворении женской гаметы мужскими образуется зигота. Затем из зиготы образуются споры.

Когда спора делится способом, который называется митоз, наступает диплоидная фаза жизненного цикла.

Почему в жизненном цикле растений преобладает спорофит?

в водной среде происходит передвижение гамет, а на поверхности земли растения не способны перемещать свои споры;

из-за изменчивых условий на поверхности земли диплоидным организмам легче сохранить рецессивные признаки, которые могут стать необходимыми для выживания в изменившейся среде обитания.

В жизни покрытосеменных, голосеменных, большей части споровых, кроме мхов, преобладает гаплоидность. Обусловлено это тем, что в природе важно наличие семени для дальнейшей жизни.

Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор. Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле.

Именно диплоидный вид организма способен вынести меняющиеся условия наземной жизни.

Споры папоротника

Поэтому диплоидное поколение преобладает у наземных растений, у подводной растительности – водорослей преобладает гаплоидная часть. Даже одноклеточные водоросли — хламидомонады, имеют преобладающую гаплоидность на протяжении своей жизни.

Примеры решения задач

Задача 1

Какой хромосомный набор у клеток гамет и заростка папоротника? Каким способом происходит деление этих клеток?

Заросток с гаметой папоротника обладают гаплоидным набором хромосом. Гаметы папоротника образуются с помощью митоза из клеток гаметофита в архегониях.

Задача 2

У соматических кукурузных клеток 20 хромосом. Какой набор хромосом содержат клетки пыльцы?

В генеративной клетке пыльцы содержится 10 хромосом, так как она образуется в процессе митоза.

Задача 3

Каким хромосомным набором обладают листья и заросток папоротника? Каким видом деления и из чего образуются эти клетки?

Взрослые клетки листьев характеризуются диплоидном хромосомным набором, заростка – гаплоидным, так как образуется из споры.

Источник

Что такое гаметофит (виды, особенности, характеристика)

Каждый живой организм проходит определенный жизненный цикл: от зачатия (закладки) до гибели (смерти), и растения в этом не исключение. Их отличительной особенностью является процесс размножения, который заключается в чередовании спорофита и гаметофита.

А вот что такое гаметофит – более подробно разберем в данной статье. Следует сказать, что достаточно часто гаметофит не является обособленным, а существует совместно со спорофитом или напрямую зависит от него.

Что такое гаметофит?

Термин «гаметофит» происходит от греческого слова «гамета», т. е. репродуктивная клетка и phyton (растение) и в переводе означает половое поколение или один из этапов развития растений. В биологии гаплоидное половое поколение имеет буквенное обозначение – «n».

Чтобы разобраться с тем, что такое гаметофит, необходимо понять, как он образуется и что собой представляет. Гаметофит является отличительным признаком, характеризующим принадлежность растений к классу Высших споровых. В зависимости от дифференцировки в гаметофите могут развиться гаметангии (генеративные органы полового размножения) двух видов: женского и мужского.

Особенности размножения

Весь процесс полового размножения у растений происходит в виде конъюгации (т. е. слитии протопластов двух независимых вегетативных клеток). Зачастую на одной и той же особи могут одновременно развиваться как гаметы, так и споры. Но встречаются и такие случаи, когда споры развиваются лишь на одном виде, а гаметы исключительно на другом. Особь, на которой развиваются споры, называется спорофитом, а та, на которой образуются гаметы – гаметофитом.

Гаметофит у растений

Гаметофит бывает двуполый и однополый. У спорофита ядра имеют диплоидный хромосомный набор, а вот у гаметофита они гаплоидные. Преимущественное большинство высокоорганизованных водорослей и практически все высшие растения имеют четкую закономерность в циклическом развитии и чередовании поколений, которые воспроизводятся бесполым путем и половым.

Схематически процесс размножения можно представить следующим образом: гаметофит → продукция гамет → слияние гамет → образование зиготы → развитие диплоидного спорофита → и так далее.

Строение гаметофита достаточно разнообразно и это напрямую зависит от типов смены поколений у тех или иных видов растений. Так, например, у водорослей наблюдается однообразная смена поколений (изоморфная), поэтому гаметофит у них представлен самостоятельной единицей, которая существует отдельно и ничем не отличается от такого же спорофита.

А вот у ламинариевых водорослей, которые имеют отличительный (гетероморфный) цикл развития, гаметофит имеет совершенно другое, отличное от спорофита, строение в виде слаборазвитых нитчатых и разветвленных талломов. Практически у всех представителей спорофитов, в том числе и у папоротниковидных, гаметофит вовсе слаборазвит и существует очень короткое время.

В связи с тем что в ходе эволюции у растений высших классов наблюдалась плавная редукция гаметофита, они утратили свою половую принадлежность. Например, семенные растения полностью утратили женское поколение, и все этапы развития у них происходят на спорофите.

Женский гаметофит голосеменных растений представлен многоклеточными гаплоидными эндоспермиями или несколькими архегониями, как у сосны или других голосеменных растений соответственно. У равноспоровых представителей папоротниковидных растений заростки имеют оба пола.

Мужской гаметофит семенных растений имеет вид пыльцы и берет начало из микроспоры, которая образует гаметы, прорастая в пыльцевую трубку. А вот заростки равноспоровых папоротниковидных – обоеполые.

Таким образом, гаметофит не зависит от сроков вегетации или жизни растения, а лишь от его вида и эволюционных особенностей.

Заключение

Таким образом, гаметофит, являясь половым поколением в развитии растений и характеризуясь определенным и последовательным чередованием поколений внутри своего вида, имеет несколько особенностей. Прежде всего он образуется из спор, имеет гаплоидный набор хромосом и всегда образует гаметы не зависимо от того, это специализированные это половые органы или обычные вегетативные клетки.

Теперь и вы знаете, что такое гаметофит и в чем заключаются его особенности.

Источник