Conceptul de ciclu de viață al plantelor

În ciclul de viață al plantelor, există o alternanță de reproducere asexuată și sexuală și alternanțe asociate de generații.

Un organism vegetal haploid (n) care produce gameți se numește gametofit (n). El reprezintă generația sexuală. Gameții se formează în organele genitale prin mitoză: spermatozoizi (n) - în anteridii (n), ouă (n) - în arhegonii (n).

Gametofitele sunt bisexuale (pe ea se dezvoltă anteridiile și arhegoniile) și dioice (pe ea se dezvoltă anteridiile și arhegoniile). diferite plante).

După fuziunea gameților (n), se formează un zigot cu un set diploid de cromozomi (2n) și din acesta se dezvoltă o generație asexuată prin mitoză - sporofit (2n).În organele speciale - sporangiile (2n) ale sporofitului (2n), după meioză se formează spori haploizi (n), în timpul diviziunii cărora se dezvoltă prin mitoză noi gametofite (n).

Ciclul de viață al algelor verzi

În ciclul de viață al algelor verzi predomină gametofitul (n), adică celulele talului lor sunt haploide (n). Când apar condiții nefavorabile (temperaturi scăzute, uscarea rezervorului), are loc reproducerea sexuală - se formează gameți (n), care fuzionează în perechi pentru a forma un zigot (2n). Zigotul (2n), acoperit cu o membrană, iernează, după care, atunci când apar condiții favorabile, se împarte prin meioză formând spori haploizi (n), din care se dezvoltă noi indivizi (n).

Schema 1. Ciclul de viață al algelor verzi.

Atelier

Sarcina 1. Ce set de cromozomi este caracteristic celulelor talului ulothrix și gameților săi? Explicați din ce celule inițiale și ca urmare a ce diviziune se formează.

Răspuns:

1. Celulele talului au un set haploid de cromozomi (n), se dezvoltă dintr-un spor cu un set haploid de cromozomi (n) prin mitoză.

2. Gameții au un set haploid de cromozomi (n), se formează din celule talus cu un set haploid de cromozomi (n) prin mitoză.

Sarcina 2. Ce set de cromozomi este caracteristic zigotului și sporilor algelor verzi? Explicați din ce celule inițiale și cum sunt formate.

Răspuns:

1. Zigotul are un set diploid de cromozomi (2n), este format prin fuziunea gameților cu un set haploid de cromozomi (n).

2. Sporii au un set haploid de cromozomi (n), se formează dintr-un zigot cu un set diploid de cromozomi (2n) prin meioză.

Ciclul de viață al mușchilor (in cuc)

La mușchi, ciclul de dezvoltare este dominat de generația sexuală (n). Plantele de mușchi cu frunze sunt gametofite dioice (n). Pe plantele masculi (n) se formează anteridii (n) cu spermatozoizi (n), pe plantele femele (n) se formează arhegonii (n) cu ouă (n). Cu ajutorul apei (pe timp de ploaie), spermatozoizii (n) ajung la ouă (n), are loc fecundarea și apare un zigot (2n). Zigotul este situat pe gametofitul feminin (n), se împarte prin mitoză și dezvoltă sporofit (2n) - o capsulă pe tulpină. Astfel, sporofitul (2n) din mușchi trăiește în detrimentul gametofitului feminin (n).

În capsula sporofită (2n), sporii (n) sunt formați prin meioză. Mușchii sunt plante heterospore; există microspori - masculi și macrospori - femele. Din spori (n), prin mitoză se dezvoltă mai întâi pre-adulti și apoi plante adulte (n).

Sistem. Ciclul de viață al mușchiului (in cuc)

Sarcina 3. Ce set de cromozomi este caracteristic gameților și sporilor de in cuc? Explicați din ce celule inițiale și ca urmare a ce diviziune se formează.

Răspuns:

1.Gameții mușchiului de in cuc au un set haploid de cromozomi (n), se formează din anteridii (n) și arhegonii (n) de gametofite masculine și feminine cu un set haploid de cromozomi (n) prin mitoză.

2. Sporii au un set haploid de cromozomi (n), sunt formați din celule sporofite - o capsulă peduncută cu un set diploid de cromozomi (2n) prin meioză.

Sarcina 4. Ce set de cromozomi este caracteristic celulelor frunzelor și pedunculilor inului de cuc? Explicați din ce celule inițiale și ca urmare a ce diviziune se formează.

Răspuns:

1. Celulele frunzelor de in cuc au un set haploid de cromozomi (n), ele, ca întreaga plantă, se dezvoltă dintr-un spor cu un set haploid de cromozomi (n) prin mitoză.

2. Celulele capsulei peduncate au un set diploid de cromozomi (2n) se dezvoltă dintr-un zigot cu un set diploid de cromozomi (2n) prin mitoză.

Inul Kukushkin, sau polytrichum, este o plantă dintr-un tip de mușchi. Se găsește în pajiști umede, mlaștini și păduri din centrul și nordul Rusiei. Dacă te uiți cu atenție, tulpinile sale, acoperite cu frunze verzi dense, seamănă cu micile muguri de in. Folosit ca izolație între coroane în case de lemn.

Descrierea plantei de in cuc

Polytrichum crește de obicei până la 10-15 cm înălțime. Dar dacă condițiile i se potrivesc, se poate întinde până la 40 cm. Pentru aceasta, sunt necesare soluri umede de păduri de molid și câmpii mlăștinoase. Aici este destul loc pentru mușchi și se întinde în sus pentru că, ca și alte plante, iubește soarele. Invada agresiv locurile mai umede, acoperind solul cu o perna unde ii va fi greu sa germine o alta specie. Această plantă iubește în special luminițele și incendiile. Răspândindu-se dens în pădure, mlaștină zone și interferează cu refacerea pădurilor.

Inul Kukushkin crește în locuri umede, mlăștinoase

Oamenii numesc acest in „minereu de fier” pentru puterea sa și „mușchi roșu” pentru culoarea tulpinilor. Și-a îndeplinit funcția de izolare a caselor fără cusur de zeci de ani.

În structura sa, este un filostem cu primordii primitive de rădăcină - rizoizi, prin care planta absoarbe apă și săruri minerale. De asemenea, poate absorbi apa cu celelalte părți ale sale. Frunzele inferioare ale plantei arată ca solzi. Frunzele rămase sunt înguste, cu dinți la capete. În ele are loc fotosinteza - conversia energiei luminoase în energie vitală chimică.

Ciclul de viață și reproducerea inului de cuc

Acest tip de plantă este clasificat ca dioic. Aceasta înseamnă că celulele reproducătoare feminine și masculine se dezvoltă pe diferite plante. Plantele masculi au frunzele superioare maronii. Aici se formează gameții masculini – spermatozoizi. Plantele femele au toate aceleași frunze. În același timp, în vârful plantei sunt gameți feminini - ouă.

Apa este necesară pentru fertilizare. Doar în timpul ploilor sau al creșterii puternice spermatozoizii se deplasează către gameții feminini și are loc fuziunea principiilor feminin și masculin. Se formează un zigot - o celulă cu un set dublu de cromozomi, capabilă să dea naștere unei noi generații.

Când colonizează noi zone cu compoziția solului perturbată - incendiile, de exemplu, mușchii acumulează umiditate. După moarte, ele dau naștere la formarea de sol nou

Din zigot apare o nouă plantă sporofită cu sporangiu - o cutie cu capac în care sporii se maturizează. Când se coc, capacul se deschide și sporii se revarsă. Odată ajuns în solul umed, sporul germinează și produce muguri. Din ele ies noi plante cu frunze.

În ciuda aspectului materiale moderne pentru izolare, acest tip de mușchi încă nu și-a pierdut relevanța și îndeplinește perfect funcția de conservare a căldurii și de izolare. Mare valoare au mușchi în formarea turbei și a solurilor noi.

Analiza comparativă a ciclului de viață al mușchilor (in cuc) și al mușchilor (mușchi anual)

Ciclul de viață al inului de cuc

Inul Kukushkin - comuna Polytrichum - este un reprezentant caracteristic al mușchilor de foioase. Corpul de mușchi de in de cuc este împărțit într-o tulpină subțire, rotundă, roșiatică și frunze înguste, verzi. Nu există rădăcini, ele sunt înlocuite cu rizoizi bine dezvoltați. În comparație cu alte tipuri de mușchi, inul de cuc are o înălțime mare; atinge o înălțime de 20-40 cm.

Inul de cuc se reproduce prin spori. Are o schimbare generațională bine exprimată. Aceasta este o plantă dioică. Organele de reproducere se formează în partea superioară a tulpinilor.

Exemplarele masculi de in cuc au un aranjament caracteristic de frunze în partea de sus a tulpinilor. Aici se formează frunze mai mari, ele stau mult mai dense sub formă de rozetă și au o culoare roșiatică. Prin această aranjare a frunzelor este ușor de recunoscut exemplarele masculi. Anteridiile se formează pe partea superioară extinsă a tulpinii. Anteridiile au o formă oarecum alungită, cu doi flageli se dezvoltă în ele.

Arhegoniile sunt în formă de balon și sunt situate în vârful tulpinii plantei femele, care, spre deosebire de cea masculină, nu se termină cu o rozetă de frunze roșii.

Fertilizarea are loc primăvara devreme, când locurile joase unde cresc mușchii sunt umplute cu apă. Unul dintre spermatozoizi pătrunde în ovul prin canalul mucos al gâtului arhegonium și îl fecundează. Un sporofit crește dintr-un ou fertilizat sub forma unei tulpini lungi și subțiri care se termină într-o cutie cu structură complexă. Sporofitul inului de cuc are un nume special - sporogonie. Capsula sporogonului are un capac alungit cu un capăt ascuțit. În exterior, este similar cu un cuc, de unde provine numele acestui mușchi.

Capacul este o calyptra, aceasta este partea superioară modificată a arhegoniului. Sub capac este capacul cutiei. În interiorul cutiei există o tijă centrală - o coloană este atașată de ea, în care se dezvoltă sporii. Inițial, sporii sunt legați în tetrade, adică. patru bucăți împreună.

Înainte de maturare, tetradele se descompun în spori individuali. Capacul cutiei cade mai întâi, apoi capacul. Capsula se termină cu denticule, pe vreme uscată, se îndoaie spre exterior și deschid astfel ieșirea pentru sporii maturi.

Sporul, căzând la pământ, germinează în prezența unei cantități suficiente de umiditate, formând un protonemum sau pre-creștere. Protonemul este format din filamente subțiri ramificate umplute cu clorofilă.

Protonema, în creștere, formează un mugure apical din care cresc plantele adulte de in cuc, iar unele protoneme formează doar plante masculi, iar altele doar plante femele.

Deși nu există nicio diferență externă între spori, aceștia sunt diferiți din punct de vedere fiziologic. După fertilizare, oul crește într-o generație asexuată sub forma unui sporogon care crește pe gametofitul feminin. La inul de cuc, gametofitul este mai mare ca mărime decât sporofitul.

Mușchiul de in cuc are cerințe diferite pentru condițiile de mediu din partea sporofitului și a gametofitului. Sporofitul (sporogonul) inului de cuc, care crește pe gametofitul feminin, are o adaptabilitate clar exprimată la viață în mediul aerian, și nu are nevoie de apă, deoarece primește cantitatea necesară de la gametofit.

Un mediu uscat împiedică sporii să germineze în capsulă. Generația sexuală a acestui mușchi nu poate trăi fără apă liberă, deoarece nu are încă rădăcini și, prin urmare, primește cea mai mare parte a acesteia nu din sol, ci din atmosferă.

Apa liberă este necesară pentru generarea sexuală a inului de cuc și pentru procesul sexual, pentru mișcarea spermatozoizilor.

Inul de mușchi de cuc este o plantă perenă. După ce au fost eliberate de spermatozoizi, exemplarele masculine nu mor; ele continuă să crească și în anul următor se formează din nou anteridiile în vârf.

Nici exemplarele femele nu mor după dispersarea sporilor, sporogonul cade peste ele, iar plantele continuă să crească, iar următoarea arhegonie de primăvară se formează din nou în vârful tulpinii.

Diagrama ciclului de dezvoltare a inului de cuc. Explicații în text

Ciclul de dezvoltare a mușchiului verde Kukushkin in. Explicație în text

Briofite(Bryophta) nu este cel mai vechi, ci cel mai primitiv grup de plante terestre moderne, care a păstrat multe asemănări cu algele. Au apărut în Devonian, acum aproximativ 370-400 de milioane de ani. Nu există un consens cu privire la originea briofitelor. Există mai multe ipoteze ale originii lor. Unii oameni de știință cred că briofitele sunt plante vasculare reduse; alții cred că atât briofitele, cât și plantele vasculare au evoluat dintr-un singur strămoș terestru; în cele din urmă, ipoteza cea mai răspândită și general acceptată este aceea că briofite și plantele vasculare au apărut independent unele de altele din diverse tipuri alge verzi.

Astfel, conform celor mai mulți oameni de știință, briofite și plante vasculare reprezintă două linii evolutive diferite de dezvoltare ale plantelor superioare și au un strămoș comun îndepărtat printre algele verzi.

Relația dintre algele verzi și plantele terestre (atât briofite, cât și plante vasculare) este confirmată în primul rând de același set de pigmenți fotosintetici: principalul lor pigment fotosintetic este clorofila O, pigmenți auxiliari - clorofilă Vși carotenoide (inclusiv xantofile), precum și prezența celulozei în peretele celularși acumularea de nutrienți în plastide, și nu direct în citoplasmă, ceea ce este tipic pentru alte secțiuni de alge.

Caracteristici ale structurii și dezvoltării briofitelor

Un element necesar al structurii fiecărei plante terestre este țesutul tegumentar care protejează planta de uscare. Cu toate acestea, ele sunt o rețea în toate plantele terestre La briofite, țesuturile tegumentare sunt mai puțin dezvoltate decât la plantele vasculare. Ele sunt adesea mai puțin specializate și conțin cloroplaste, adică. îndeplinește nu numai o funcție de protecție, ci și o funcție fotosintetică. La multe briofite, în special în turba sphagnum, frunzele constau dintr-un singur strat de celule și, în mod natural, nu au țesut tegumentar diferențiat.

La majoritatea briofitelor, țesuturile tegumentare nu au o acoperire ceară - o cuticulă, care împiedică evaporarea apei și, ca urmare, protejează slab planta de uscare.

Prezența țesutului tegumentar presupune și prezența stomatelor, orificii pentru schimbul de gaze. Cu toate acestea, la majoritatea briofitelor, stomatele sunt aranjate și funcționează diferit decât în ​​plantele vasculare. Ele nu pot regla fin schimbul de gaze, deschizându-se și închizându-se constant. Stomatele briofitelor sunt în mod constant deschise și închise numai atunci când planta se usucă.

U briofite la fel ca algele, fara radacini. Ele sunt înlocuite cu excrescențe ale țesutului tegumentar - rizoizi. Rizoizii de mușchi, ca și rizoizii de alge, țin planta în sol, dar nu absorb bine apa. De aceea briofite la fel ca algele, absorb apă pe întreaga suprafață a corpului (în primul rând frunzele).

Briofitele nu au țesuturi vasculare sau sunt slab dezvoltate.

Majoritatea briofitelor nu au țesut vascular. În unele, ele sunt reprezentate doar de un fir de hidroizi - celule moarte asemănătoare vaselor de xilem și numai în cele mai complexe briofite (mușchi verzi sau briids) în interiorul „tulpinii” generației fotosintetice a gametofitului există o șuviță de hidroizi, înconjurate de celule leptoide, a căror structură și funcții seamănă cu xilemul și floemul plantelor vasculare.

Majoritatea briofitelor lipsesc specializate țesături mecanice, iar hidroizii, care seamănă cu vasele de xilem, nu au îngroșări speciale care ajută la îndeplinirea unei funcții de susținere a celulelor xilemului plantelor vasculare.

Datorită faptului că briofitele au țesuturi conductoare și mecanice slab dezvoltate, nu cresc niciodată înălțime - majoritatea nu depășesc 20 cm înălțime.

Dar cea mai uimitoare caracteristică a reprezentanților acestui departament, care îi deosebește clar de toate celelalte plante terestre, este că în ciclul de viață domină generație non-diploidă - sporofit ( 2n), iar generația haploidă este gametofit (n).

Este gametofitul haploid care îndeplinește funcția principală a plantei în briofite - fotosinteza.

La majoritatea briofitelor, gametofitul are forma unei tulpini cu frunze, dar denumirile „tulpină” și „frunză” în acest caz sunt arbitrare, deoarece aceste organe din briofite și plante vasculare nu sunt omoloage, ci doar analoge. Dacă la plantele vasculare tulpina și frunza sunt elemente ale generației diploide - sporofit, atunci la briofite sunt elemente ale generației haploide - gametofit.

Caracteristicile reproducerii și dezvoltării briofitelor sunt deosebit de clar vizibile în ciclul de viață al mușchiului hepatic - Marchantia multiforme (Marchantia polymorpha).

Ciclul de viață al Marchantiei

În pădure, pe sol umed, poți găsi plante care arată neobișnuit și misterios, ca extratereștrii. Acestea sunt plante de mușchi de ficat - Marchantia. (Marchantia polymorpha)

Spre deosebire de mușchii verzi, gametofitul Marchantiei nu este o tulpină cu frunze, ci o placă verde simplă, ramificată dihotomic, asemănătoare unei alge lamelare luate din apă. Un astfel de corp simplu structurat în briofite, precum și în alge, se numește talus sau talus.

Să luăm în considerare ciclul de dezvoltare al marchantiei, începând cu germinarea sporilor (Fig. 1).

În Marchantia (precum și în toate algele și plantele terestre), sporii sunt haploizi ( n), adică poartă un singur set de cromozomi. Marchantia are diferite dispute: una dintre ele a bărbaţilor (microspori), și altele - femele (megaspori). Din spori cresc gametofitele masculine și, respectiv, feminine. Gametofitele formate prin divizarea sporilor haploizi originali ( n), sunt de asemenea haploide ( n). Gametofitele masculine și feminine diferă ca formă standuri: baza gametofitului feminin seamănă cu forma unei flori de mușețel, în timp ce gametofitul masculin seamănă cu un disc cu marginile ușor ondulate. Pe gametofitul feminin se formează organele genitale feminine — arhegonie, în care se formează gameti feminini — ouă. Pe gametofitul masculin se formează organele genitale masculine — anteridii, se formează gameți masculini mobili - spermatozoizi. Atât gameții feminini, cât și cei masculini apar în timpul mitozei din țesuturile haploide ale gametofiților ( n) și, prin urmare, sunt și haploide ( n).

Organele de reproducere ale tuturor plantelor terestre sunt pluricelulare. Anteridiile multicelulare ale lui Marchantia, asemănătoare unor saci ovale lungi, separă fire sterile unele de altele - parafize (Fig. 1).

În arhegoniile multicelulare se disting o tulpină, abdomen și gât. Ovulul imatur este protejat de celulele tubulare cervicale, care sunt distruse la maturizarea ovulului, eliberând un pasaj prin care spermatozoizii biflagelați înoată spre ovul.

De la planta masculină la planta femelă, spermatozoizii sunt transferați cu picături de ploaie sau rouă, după care plutesc de-a lungul peliculei de apă de la suprafață până ajung la arhegonium împreună cu oul.

Orez. 1. Ciclul de viață al Marchantia polymorpha: a) ciclul de viață; b) schema de rearanjare a cromozomilor

Celulele diploide (2n) țesut sporogen capsulele sporofite se divid prin meioză, formând haploide dispute (n).

Odată ce sporii s-au maturizat, capsula se deschide cu patru uși și sporii se revarsă pe pământ. Firele elastice speciale ajută la dispersarea sporilor - elaters. Pe vreme uscată, elaterii sunt ondulați, iar pe vreme umedă se îndreaptă, slăbind masa de spori.

Astfel, pentru toate briofitele caracteristică:

• Alternarea generației diploide - sporofit ( 2n) și generația haploidă - gametofit ( n).
• Ciclul de viață al briofitelor este dominat de generația haploidă, gametofitul ( n); El este cel care îndeplinește funcția principală a plantei - fotosinteza.
• Sporofitul mușchilor nu este capabil să se hrănească singur și paratizează cu gametofit (antocerotele sunt o excepție).
• Pentru a se reproduce, briofitele au nevoie de picături de umiditate lichidă, deoarece gameții masculini ai briofitelor - spermatozoizii - se mișcă în apă.

Ciclul de viață al inului de cuc cu mușchi verde

Ciclul de viață al inului de cuc (comuna Polytrichum) este foarte asemănător cu ciclul de viață al Marchantiei, totuși sporofitul inului de cuc este mai mareŞi Este o cutie pe picior.

În timpul perioadei de maturare a sporilor, capsula este acoperită cu un capac - caliptra. Cutia în sine este destul de complexă (Fig. 2). În centrul acesteia există o axă verticală - coloană. Un cilindric sporangiu. La terminarea coacerii, sporul capacul cutiei — opercul se înclină. Sub capac este un film - epifragmă.

Dinții de-a lungul marginii cutiei (se numesc peristom) pe vreme uscată se îndoaie înapoi, deschizând găuri în epifragmă prin care se revarsă sporii. Pe vreme umedă, dinții peristomului închid deschiderile epifragmei. Cea mai semnificativă trăsătură a dezvoltării mușchilor cu tulpină de frunze (căreia îi aparține și inul de cuc), care îi deosebește de majoritatea hepaticelor, este că în ele nu crește un gametofit dintr-un spor, ci un fir multicelular verde, care amintește de verde. alge filamentoase - protonem. Pe protonem se formează muguri multicelulari și gametofitul corespunzător crește din mugure (Fig. 3). La mușchii sphagnum și andreic, spre deosebire de mușchii verzi, protonemul nu este filamentos, ci lamelar.

Interesant este că la unele specii de mușchi verzi, protonemul poate deveni principala formă de viață.

Orez. 2. Inul Kukushkin (comuna Polytrichum): a) gametofit mascul; b) vârful gametofitului masculin (secțiune longitudinală); c) gametofit feminin; d) vârful gametofitului feminin (secțiune longitudinală); e) tulpină (secțiune transversală); f) filoidă (frunză) - vedere generală și secțiune transversală; g) sporofit dezvoltat pe gametofitul feminin; h) capsula sporofită (sus cu și fără capac, jos - secțiune longitudinală); 1 - anteridiu; 2 - parafiza; 3 - arhegonium; 4 - epiderma; 5 - „coarță”; 6 - celule care îndeplinesc funcția de floem; 7 - celule care îndeplinesc funcția de xilem; 8 - celulele parenchimului; 9 — cuști mecanice; 10 - asimilatori; 11 - rizoizi; 12 capac; 13 - capac; 14 - epifragmă; 15 — peretele urnei; 16 - coloana; 17 - sporangiu; 18 - apofiza; 19 — picior

Orez. 3. Ciclul de viață al inului cuc cu mușchi verde (comuna Polytrichum): a) ciclul de viață; c) schema de rearanjare a cromozomilor

Propagarea vegetativă a mușchilor

Pe lângă reproducerea sexuală, mușchii se pot reproduce și vegetativ - prin bucăți de talus sau tulpină cu frunze. Înmulțirea vegetativă la hepatice este deosebit de răspândită și variată ca formă. Ele formează multe organe de înmulțire vegetativă: corpuri de puiet, muguri de puiet (Fig. 4), lăstari advențiali, frunze casante, noduli etc.

Orez. 4. Fragment din gametofitul Marchantia: 1 - coș de puiet; 2 - în interiorul coșului - muguri de puiet

Înmulțirea vegetativă este, de asemenea, răspândită în mușchii cu frunze. Aceasta este reproducerea prin părți ale gametofitului: creșterea gazonului de mușchi, reproducerea prin tulpini fragile, ramuri scurte de puiet, muguri de puiet, frunze casante, protonem primar. În plus, mușchii cu tulpina frunzelor pot produce și corpuri speciale de puiet care se dezvoltă pe diferite părți ale plantei, cel mai adesea pe tulpini.

Cele mai importante caracteristici ale briofitelor

Briofitelor le lipsesc sau sunt slab dezvoltate multe organe și țesuturi care apar în plante în legătură cu adaptarea la un stil de viață terestru: țesut conductiv, mecanic, tegumentar; nu au radacini (sunt inlocuiti cu rizoizi). La fel ca algele, mușchii absorb apă pe întreaga suprafață a corpului lor. Pentru a se reproduce, au nevoie de picături de umiditate lichidă (gameții lor masculini - spermatozoizii se mișcă în apă).

Briofitele trăiesc în locuri cu umiditate ridicată (păduri, mlaștini). Ei domină în regiunile arctice și muntoase. Unele specii s-au adaptat să trăiască pe stânci fierbinți și deșerturi.

Turbăriile joacă un rol ecologic important în natură, unde își au sursele majoritatea râurilor europene.

Simbioză de mușchi și insecte

După cum se știe, relații simbiotice stabile cu insectele - trăsătură caracteristică plante cu flori, dar există mușchi care atrag insectele pentru a răspândi sporii. Aceștia sunt mușchi verzi ai genului Splashnum(Splachmun). La reprezentanții acestui gen, inelul de pe gâtul capsulei apofizei este foarte extins, drept urmare întreaga capsulă seamănă cu umbrelă. Umbrelele sunt mari, până la 2 cm în diametru și viu colorate - roșu, galben, violet. Distribuitorii de spori lipiciosi de splachnum sunt muștele, care sunt atrase nu numai de culoarea strălucitoare a apofizei, ci și de mirosul acesteia.

Briofite, caracteristici generale. Dacă plantele inferioare (algele) nu aveau țesuturi și organe, atunci în mediul aerian au apărut țesuturi mecanice, tegumentare și conductoare printre psilofitele din perioada siluriană a Paleozoicului, oferind posibilitatea vieții în mediul aerian. Apariția țesuturilor a dus la apariția plantelor terestre superioare, cel mai primitiv grup dintre acestea fiind briofite. Se crede că briofitele și plantele vasculare au evoluat independent de diferite grupuri de alge verzi. Relația dintre algele verzi și plantele superioare este confirmată de același set de pigmenți fotosintetici și de acumularea de nutrienți în plastide, și nu în citoplasma celulelor, ca în alte grupuri de alge.

Briofitele, ca și algele, nu au rădăcini; Absorb apă slab, apa este captată de întreaga suprafață a corpului, așa că preferă habitate cu umiditate ridicată și forme de viață ale briofitelor - plante erbacee anuale și perene.

Principala caracteristică care deosebește briofitele de plantele cu spori superiori este predominanța în ciclul de viață al gametofitului haploid, pe care se dezvoltă sporofitul diploid. „Tulpina” și „frunzele” mușchilor nu sunt tulpini și frunze reale, ele sunt formațiuni ale gametofitului sporofitul (păstaie pe tulpină) se dezvoltă pe gametofit și este complet dependent de acesta. La toate celelalte plante vasculare superioare, sporofitele diploide domină în ciclul de viață gametofitele haploide sunt din ce în ce mai reduse.

Țesuturile conductoare sunt cele mai primitive dintre toate plantele superioare xilemul și floemul adevărat. Doar cele mai complexe briofite au dezvoltat celule asemănătoare cu țesuturile conductoare ale xilemului și floemului.

Clasa Mușchi cu frunze. in Kukushkin. Inul Kukushkin este unul dintre cei mai răspândiți reprezentanți ai subclasei mușchi verzi (Fig. 66). Crește în locuri umede, mlaștini și păduri mlăștinoase. Acest perenă, atingând o înălțime de 15-40 cm Crește în grupuri, formând șocuri mari în formă de pernă. În centru sunt mai multe celule alungite corespunzătoare xilemului și floemului. „Tulpina” este dens acoperită cu „frunze” înguste liniar-lanceolate. Ele constau din mai multe straturi de celule. La baza tulpinii se dezvoltă analogi filamentoși multicelulari ai rădăcinilor, rizoizii.

Inul Kukushkin este o plantă dioică (Fig. .). Pe gametofitul masculin, la vârf, între „frunzele” roșiatice care formează o rozetă, organele genitale masculine sunt situate - anteridii, în care se formează spermatozoizi biflagelați. Anteridiile arată ca niște pungi alungite sau rotunde pe o tulpină. Pe gametofitul feminin se formează gametangia feminină (organe genitale) - în formă de balon arhegonie. Un ou se dezvoltă în abdomenul arhegoniului. Ca și anteridiile, arhegoniile sunt situate în vârful plantei. Când arhegoniul se maturizează, mucusul celulelor cervicale și abdominale, iar în locul lor se formează un canal îngust prin care spermatozoizii pot pătrunde în ovul. Fertilizarea are loc pe vreme ploioasă, deoarece mișcarea spermatozoizilor necesită un mediu acvatic.

Spermatozoizii au chemotaxie pozitivă la conținutul de mucus al arhegoniumului, deplasându-se prin apă, pătrund în arhegonium, în care unul dintre ei se contopește cu oul.

După câteva luni, din zigot crește un sporofit. Sporofitul de in cuc este format din haustoria, picioare și cutii. Haustorium (ventusa) servește la pătrunderea gametofitului în organism. Pe stadiu incipient Sporofitul este verde și capabil de fotosinteză, mai târziu devine galben, apoi devine portocaliu și, în cele din urmă, maro și trece complet la nutriție în detrimentul gametofitului. Există un capac la capătul superior al cutiei înainte de coacere, caliptra. Se dezvoltă din peretele abdominal al arhegoniumului și rămâne haploid. În capsule, sporii sunt formați prin diviziune meiotică (reducere sporică). Toți sporii sunt identici din punct de vedere morfologic, dar diferiți din punct de vedere fiziologic.

muşchi de turbă de sphagnum. Mușchii sphagnum includ peste 300 de specii ale unui singur gen sphagnum, distribuite în principal în nordul Eurasiei și Americii. Aici ocupă suprafețe vaste, fiind principalele formațiuni de turbărești.

Sphagnum moss este o plantă mică (până la 15-20 cm), de culoare albicioasă, ai cărei lăstari laterali sunt dens acoperiți cu frunze lungi înguste (Fig. 68). De obicei crește în gazon dens. Tulpina unei plante adulte nu are rizoizi. Crește în vârf în fiecare an, în timp ce partea inferioară moare constant. Straturile comprimate de sphagnum moartă formează depozite de turbă.

Frunzele de sphagnum sunt ovoide, fără nervură mediană. Sunt formate dintr-un strat de celule de două tipuri: înguste, lungi, vii, care conțin cloroplaste - asimilând, formând un fel de plasă și lată hialină moartă acvifere celule cu îngroșări spiralate situate între cele vii.

Celulele moarte au găuri, pori și sunt capabile să se acumuleze și să se rețină număr mare apă (de 25-37 de ori greutatea ei).

Sphagnum este o plantă monoică; anteridiile și arhegoniile se formează pe ramurile laterale din partea superioară a tulpinii. Fertilizarea ovulelor de către spermatozoizi biflagelați are loc în prezența apei.

Din zigot se dezvoltă un sporofit, reprezentat de o capsulă rotundă. Haustoriul sporofitului crește într-un suport format din țesuturi gametofit - piciorul fals.

În momentul în care sporii se maturizează (ca urmare a meiozei), suporturile se lungesc și capsulele se ridică deasupra părții cu frunze a tulpinii.

Pe vreme umedă, aerul pătrunde prin stomată, când cutia se usucă, stomatele se închid, presiunea din cutie crește și cu un pop distinct capacul se rupe și un nor de spori se ridică deasupra cutiei. Odată ajunși în condiții favorabile, sporii germinează într-un protonem lamelar cu un singur strat, pe care apar muguri, dând naștere la noi lăstari de mușchi.

Sphagnum este de patru ori mai higroscopic decât vata și conține o substanță - sphagnol, care are un efect bactericid. În plus, sphagnumul nu numai că se îmbină cu apă, ci și acidifică solul la un pH sub 4. În mediul bactericid acid, bacteriile putrezite mor, iar rămășițele de plante se așează pe fund și sunt comprimate, transformându-se în turbă.

Sensul mușchilor.În natură, briofitele se stabilesc adesea pe astfel de substraturi și în astfel de habitate care sunt inaccesibile altor plante. În acest caz acţionează ca vegetație de pionier, jucând un rol important în procesele de formare a solului. Briofitele joacă un rol semnificativ în reglarea echilibrului hidric al pământului. Acestea reglează evaporarea umidității din sol.

În pajiști, mușchii împiedică regenerarea semințelor ierburilor, iar în păduri - germinarea semințelor copacilor. Prin acumularea de apă, mușchii provoacă aglomerarea solurilor. Sfagnele și mușchii verzi sunt principalii formatori de turbă. Prezența acoperirii de mușchi este unul dintre principalii factori de stabilizare în condiții de permafrost.

Importanța economică. Animalele nu mănâncă mușchi. Turba este folosită ca combustibil, așternut pentru animalele domestice și îngrășământ. Prin distilarea uscată a turbei, se obțin alcool metilic, zaharină, ceară, parafină, vopsele etc. Hârtia și cartonul sunt fabricate din turbă. În construcții, turba este folosită ca material termoizolant și de izolare fonică. Sphagnum are, de asemenea, valoare medicală - este folosit ca material excelent pentru pansament.

Termeni și concepte cheie

1. In Kukushkin. 2. Haustoria. 3. Briofite echisporoase. 4. Protonema. 5. Dioecia de in cuc. 6. Sfagnum. 7. Celulele asimilatoare și purtătoare de apă ale sphagnumului. 8. Vegetație de pionier.

Întrebări de bază de revizuire

1. Caracteristicile generale ale briofitelor.
2. Structura gametofiților și sporofitului inului de cuc.
3. Formațiuni și structuri haploide ale inului de cuc.
4. Structura gametofitului și sporofitului sphagnumului.
5. Formațiuni și structuri diploide ale sphagnumului.