Я познаю мир. Ботаника - Касаткина Юлия Николаевна (читать книги полностью TXT) 📗
Профессор Зеленовский: Стоп. А в чем заключается функция спор?
Плаун: Это каждому ясно: множество спор позволяют быстро увеличить число водорослей, или плаунов, или мхов, или хвощей...
Многоножка: или папоротников! Но кое–что ты, Плаун, забыл. Мельчайшие, легкие споры могут разноситься ветром на большие расстояния. Споры нужны еще и для расселения. Это подвижные животные могут позволить себе только половое размножение – у них расселяются взрослые формы. А нам, неподвижным растениям, нужны особые расселительные клетки.
Профессор Зеленовский: Молодцы! Итак, половое и бесполое размножение – это наследство, которое досталось наземным растениям от их предков – водорослей. Но, как мы выяснили, наземным растениям нельзя было обойтись ни без полового размножения, ни без спорового. Без слияния гамет не получатся растения с новыми свойствами, а без летучих спор невозможно освоение новых местообитаний.
Порфира: Я хочу обратить внимание уважаемой аудитории на один важный факт. Мы, водоросли, – совершенно уникальные растения. Мало того, что мы проживаем жизнь в двух разных обличиях – спорофита и гаметофита, у разных видов жизненный цикл сильно отличается друг от друга. Одни водоросли
Соотношение стадий гаметофита и спорофита в жизненном цикле различных водорослей: 1 – гаметофит; 2 – спорофит
проживают большую часть жизни в виде спорофита (большинство красных и бурых водорослей, в том числе ламинария), другие – в виде гаметофита, наконец, третьи делят свою жизнь между спорофитом и гаметофитом поровну (например, у льва).
Профессор Зеленовский: Спасибо, Порфира. Обратите внимание, в воде разные водоросли могли позволить себе «выбирать» разные варианты жизненных циклов, но большинство наземных растений избрали вариант господства спорофита над гаметофитом.
Сфагнум: Все, кроме нас – мхов. Я и все мои мохобородые родственники, начиная с примитивного печёночника и заканчивая совершенными листостебельными мхами, к коим относится ваш покорный слуга, большую часть своей долгой жизни проводят в стадии гаметофита. Спорофиту же мхов положено расти на мхе–гаметофите, во всем от него зависеть и питаться за его счет. Так у нас, мхов, заведено иостари, на том и стоим.
Профессор Зеленовский: Действительно, у мхов все наоборот, но такой перевернутый жизненный цикл в мире наземных растений – исключение. Кроме мхов, у всех остальных растений суши преобладает спорофит – растение, которое образует споры.
Осина: А почему главным на суше стал именно спорофит?
Профессор Зеленовский: Причина этого становится ясной, если вспомнить, что основной функцией гаметофита является образование половых клеток. В воде гаметам не угрожает высыхание, но на суше они особенно уязвимы. До яйцеклетки сперматозоид может добраться только по тонкой пленке воды у поверхности, почвы. Гаметофит «привязан» к земле потребностью гамет во влаге. Спорофит, напротив, устремлен вверх. Ведь его задача – распространить споры – на суше сильно усложняется. В воде все просто: зооспоры сами расплываются в разные стороны, а если споры неподвижны, они разносятся течениями. На суше надежда только на ветер, но, чтобы его использовать, нужно вынести спорангии как можно выше. Так, само собой получилось, что спорофит стал мощным и заметным, а гаметофит все больше и больше вжимался в почву.
Соотношение стадий гаметофита и спорофита в жизненном цикле мхов, плаунов, папоротников,голосеменных и цветковых
Многоножка: Ой, верно. Даже смешно сравнивать огромные древовидные папоротники – спорофиты и их крошечные заростки–гаметофиты. С одной стороны, высокие деревья, или,. по крайней мере, крупные вайи, с другой – тоненькие зеленые пластиночки, которые стараются вжаться поглубже во влажную почву.
Гаметофит (заросток) папоротника: 1 – ризоиды; 2 – половые органы (архегонии и антеридии)
Плаун: А наши плауновые заростки и вовсе сидят в земле. Там влажность выше, а значит, и опасность засохнуть меньше.
Сфагнум: Интересно, уважаемый Плаун, чем же питаются под землей ваши зеленые заростки?
Плаун: Это у папоротников да у хвощей они зеленые, а наши бесцветные. А кормят нас грибы. У нас с ними взаимовыгодная сделка. Симбиоз, значит.
Гаметофит (заросток) плауна: 1 – ризоиды;2 – половые органы (архегонии и антеридии)
Порфира (в замешательстве): Это что же получается? Вы все – тоже двуликие?
Мох, Плаун, Папоротник (наперебой):
Конечно, у нас тоже есть и спорофит, и гаметофит, совсем как у водорослей.
Профессор Зеленовский. Естественно, в природе ничто не проходит бесследно.
Все наземные растения унаследовали от своих водных предков сложный жизненный цикл, состоящий из двух стадий: спорофита и гаметофита. Вот тут–то и зарыта собака...
Сфагнум. Не понимаю, причем здесь собака?
Плаун. Успокойся, мохобородый, это такое образное выражение. Профессор хочет сказать, что любезные водоросли оставили нам с тобой тяжелое наследство в виде стадии гаметофита. Избавиться от нее было нельзя – надо же откуда–то брать половые клетки! Но и оставлять гаметофит таким, каким он есть, тоже не очень–то умно. Посмотри на гаметофит Многоножки – тонкий, слабый, любой жук или слизняк его сжует, а солнце высушит.
Многоножка: Подумаешь, у тебя такой же!
Профессор Зеленовский: Не ссорьтесь – это правда – ваши гаметофиты плохо защищены, особенно от высыхания. Пока климат на Земле был теплый и влажный, в этом не было ничего страшного и споровые растения процветали. Древовидные хвощи, папоротники и плауны образовывали леса. Но как только климат стал чуть суше... Попробуйте представить себя на месте ваших предков. Как бы вы защитили свой гаметофит?
Плаун: Нужно сократить продолжительность жизни гаметофита – пусть он станет совсем маленьким, тогда ему потребуется меньше времени, чтобы вырасти, а значит, и опасностей ему будет грозить меньше. Можно даже рассчитать так, чтобы споры высыпались в самое влажное время года и успевали прорастать, пока не наступил более сухой сезон. Представьте себе, спора попадает во влажную почву и начинает быстро прорастать. Теперь в кратчайшие сроки гаметофит должен успеть вырасти и сформировать половые органы: в женских (их называют архегониями) – разовьются яйцеклетки, а в мужских (антеридиях) – сперматозоиды. После того как гаметы созреют, происходит оплодотворение, и зигота сразу же начинает делиться. После первого деления это уже не зигота, а молодой спорофит.
Половые органы споровых растений. 1 – незрелый архегоний; 2 – зрелый архегоний; 3 – незрелый антеридий; 4 – зрелый антеридий; 5 – яйцеклетка; 6 – сперматозоиды; 7 – оплодотворенная яйцеклетка (зигота)
