Все процессы в живых организмах происходят, повторяясь во времени. Жизненным циклом называют совокупность всех фаз, начиная с образования зиготы, дающей начало новому организму и кончая фазой зрелости, на которой этот организм способен дать начало новому поколению. Каждое живое существо сначала зарождается (из зиготы), затем растет, взрослеет и в определенную пору приступает к размножению, когда оно дает начало новому поколению, которое проходит те же этапы (фазы) развития. Это и есть цикличность (повторяемость этапов жизни). Цикл развития, как правило, замкнутый.

Понятие о жизненном цикле растений

В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового размножения и связанное с этим чередований поколений.

Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом (n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются в половых органах путём митоза: сперматозоиды (n) - в антеридиях (n), яйцеклетки (n) – в архегониях (n) .

Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).

После слияния гамет (n) образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n), а из неё развивается путём митоза бесполое поколение – спорофит (2n). В специальных органах - спорангиях (2n) спорофита (2n) после мейоза образуются гаплоидные споры (n) , при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты (n).

В жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит (n), то есть клетки их слоевища гаплоидны (n). При наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма) происходит половое размножение – образуются гаметы (n), которые попарно сливаются в зиготу (2n). Зигота (2n), покрытая оболочкой зимует, после чего при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n).

Жизненный цикл мхов (кукушкин лён)

У мхов в цикле развития преобладает половое поколение (n). Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). На мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n). С помощью воды (во время дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение, возникает зигота (2n). Зигота находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит (2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт женского гаметофита (n).

В коробочке спорофита (2n) путём мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры – мужские и макроспоры – женские. Из спор (n) путём митоза развиваются сначала предростки, а затем взрослые растения (n).

Жизненный цикл папоротников

У папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает спорофит (2n). На нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых путём мейоза образуются споры (n). Из споры (n), попавшей во влажную почву, прорастает заросток (n) – обоеполый гаметофит. На его нижней стороне развиваются антеридии (n) и архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). С капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n), а из нее – зародыш нового растения (2n).

На чешуйках женских шишек расположены семязачатки – мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает.

На чешуйках мужских шишек располагаются пыльцевые мешки – микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.

Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении, образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).

Жизненный цикл покрытосеменных растений

Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n). Органом их полового размножения является цветок.

В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – мегаспорангии (2n), где происходит мейоз, и образуются 4 мегаспоры (n). 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – зародышевый мешок из 8 клеток (n). Одна из них – яйцеклетка (n), а две сливаются в одну – крупную (центральную) клетку с диплоидным набором хромосом (2n).

В микроспорангиях (2n) пыльников тычинок путём мейоза образуются микроспоры (n), из которых развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).

После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).

Домашнее задание 1

1. Выучить конспект.

2. Решить биологические задачи (2 на выбор).

Задача 1. Какой набор хромосом характерен для клеток слоевища улотрикса и для его гамет? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.

Задача 2. Какой набор хромосом характерен для зиготы и для спор зелёных водорослей? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.

Задача 3. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.

Задача 4. Какой хромосомный набор характерен для клеток листьев и коробочки на ножке кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.

Задача 5. Какой хромосомный набор характерен для листьев (вай) и заростка папоротника? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.

Задача 6. Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.

Задача 7. Какой хромосомный набор характерен для мегаспоры и клеток эндосперма сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.

Задача 8. Какой хромосомный набор характерен для микроспоры, которая образуется в пыльнике, и клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.

Жизненный цикл животных

У животных жизнь тоже проходит циклично. Зарождение живого организма начинается с зиготы - оплодотворенного яйца.

Развитие животных может быть прямым (без превращения) и непрямым (с превращением.

Непрямое (личиночное) развитие. Рассмотрим жизненный цикл бабочки-капустницы, который состоит из нескольких фаз и начинается с яйца - их часто можно встретить на капусте с нижней стороны листа. Через несколько дней из них выходят небольшие личинки-гусеницы, которые совсем не походят на взрослых бабочек. У них грызущий ротовой аппарат, они питаются листьями, быстро растут, линяют и затем превращаются в куколок - неподвижных, ничем не питающихся. В этой стадии они зимуют, а весной из куколок образуются взрослые насекомые - бабочки: самцы и самки. Происходит оплодотворение, и самка откладывает яйца на листья капусты. Развитие с полным превращением дает возможность насекомым лучше сохраниться в природе, так как их личинки питаются другой пищей, часто живут в другой среде, чем взрослые особи. Разное питание личинок и взрослых исключает конкуренцию между ними, дает этим животным шире использовать кормовые условия местообитания. Кроме того, насекомые с полным превращением могут переносить неблагоприятные условия среды на какой-либо одной из четырех фаз развития.

1 - яйца; 2 - гусеница на поврежденном капустном листе; 3 - куколка; 4 - бабочка (имаго).

Прямое (внутриутробное) развитие.

Жизненные циклы живых организмов связаны с циклическими явлениями природы, например сезонностью - сменой времен года. Даже если развитие зародыша идет внутриутробно (как это происходит у большинства млекопитающих). Млекопитающие - раздельнополые животные. Созревание половых клеток происходит, как правило, ранней весной, с пробуждением всех природных процессов. У животных наступает пора размножения, связанная с образованием половых клеток и гормонов, затем наступает период образования пар. Далее следуют внутреннее оплодотворение, строительство или выбор места для выкармливания потомства: гнезда, логова, любого укрытия, если потомство рождается незрячим и не способно следовать за родителями. У млекопитающих развит инстинкт заботы о потомстве. Самки выкармливают детенышей, согревают их теплом своего тела, защищают от врагов, учат находить пищу. Иногда самцы также принимают в этом участие. Потомство подрастает и через некоторое время само становится половозрелым.

Домашнее задание

1. Выучить конспект.

2. Ответить на вопрос.

В чем биологический смысл личиночной стадии?

Моховидные, общая характеристика. Если у низших растений (водорослей) отсутствовали ткани и органы, то в воздушной среде у псилофитов силурийского периода палеозоя появляются механические, покровные и проводящие ткани , обеспечивающие возможность жизни в воздушной среде. Появление тканей привело к появлению высших наземных растений, самой примитивной группой среди которых являются моховидные. Считается, что моховидные и сосудистые растения произошли независимо друг от друга от различных групп зеленых водорослей. Родство зеленых водорослей и высших растений подтверждается одинаковым набором фотосинтетических пигментов и накоплением питательных веществ в пластидах, а не в цитоплазме клеток, как у других групп водорослей.

У моховидных, так же как водорослей, корни отсутствуют, их функцию выполняют нитевидные выросты в нижней части стебля – ризоиды . Воду они поглощают слабо, вода захватывается всей поверхностью тела, поэтому они предпочитают места обитания с повышенной влажностью и жизненные формы моховидных – однолетние и многолетние травянистые растения .

Основная особенность, отличающая моховидные растения от высших споровых растений, это преобладание в жизненном цикле гаплоидного гаметофита, на котором развивается диплоидный спорофит . «Стебель » и «листья» мхов – это не настоящие стебель и листья, это образования гаметофита, спорофит (коробочка на ножке) развивается на гаметофите и полностью от него зависит. У всех остальных высших сосудистых растений в жизненном цикле доминирует диплоидный спорофит, гаплоидные гаметофиты все больше редуцируются.

Проводящие ткани – наиболее примитивные среди всех высших растений, настоящая ксилема и флоэма отсутствуют. Только у наиболее сложно устроенных моховидных появились клетки, напоминающие проводящие ткани ксилемы и флоэмы.

Класс Листостебельные мхи. Кукушкин лен. Кукушкин лен – один из наиболее широко распространенных представителей подкласса Зеленые мхи (рис. 66). Произрастает на влажных местах, в болотах, заболоченных лесах. Это многолетнее растение, достигающее высоты 15-40 см. Произрастает группами, образуя крупные подушковидные дернины."Стебель" мха прямостоячий, неветвящийся. В центре располагаются более вытянутые клетки, соответствующие ксилеме и флоэме. "Стебель" густо покрыт узкими линейно-ланцетными "листьями". Они состоят из нескольких слоев клеток. У основания стебля развиваются многоклеточные нитевидные аналоги корней – ризоиды.

Кукушкин лен относится к двудомным растениям (рис. .). На мужском гаметофите, на верхушке, между красноватыми "листочками", образующими розетку, располагаются мужские половые органы – антеридии , в которых образуются двужгутиковые сперматозоиды. Антеридии имеют вид продолговатых или округлых мешочков на ножке. На женском гаметофите образуются женские гаметангии (половые органы) – колбовидные архегонии . В брюшке архегония развивается яйцеклетка . Как и антеридии, архегонии располагаются на верхушке растения. При созревании архегония шейковые и брюшные клетки ослизняются, и на их месте формируется узкий канал, по которому сперматозоиды могут проникнуть к яйцеклетке. Оплодотворение происходит в дождливую погоду, так как для передвижения сперматозоидов необходима водная среда.

Сперматозоиды обладают положительным хемотаксисом к содержимому слизи архегония, передвигаясь по воде, проникают внутрь архегония, в котором происходит слияние одного из них с яйцеклеткой.

Через несколько месяцев из зиготы прорастает спорофит. Спорофит кукушкина льна состоит из гаустории , ножки и коробочки. Гаустория (присоска) служит для внедрения в тело гаметофита. На ранней стадии спорофит зеленый и способен к фотосинтезу, позднее желтеет, затем становится оранжевым и, наконец, бурым и полностью переходит к питанию за счет гаметофита. На верхнем конце коробочки до созревания находится колпачок, калиптра . Он развивается из стенки брюшка архегония и остается гаплоидным. В коробочках путем мейотического деления происходит образование спор (спорическая редукция). Все споры морфологически одинаковы, но физиологически отличаются.

Торфяной мох сфагнум . К сфагновым мхам относится свыше 300 видов единственного рода сфагнум, распространенных преимущественно на севере Евразии и Америки. Здесь они занимают обширные площади, являясь основными образователями торфяных болот.

Мох сфагнум – небольшие растение (до 15-20 см), белесоватого цвета, боковые побеги которого густо покрыты узкими длинными листьями (рис. 68). Растет обычно плотными дернинами. Стебель взрослого растения ризоидов не имеет. Он ежегодно нарастает верхушкой, в то время как его нижняя часть постоянно отмирает. Спрессованные слои отмершего сфагнума образуют залежи торфа.

Листья сфагнума яйцевидной формы, без средней жилки. Они образованы одним слоем клеток двух типов: узкими длинными живыми, содержащих хлоропласты – ассимилирующие , образующие как бы сетку и широкими мертвыми гиалиновыми водоносными клетками со спиральными утолщениями, располагающимися между живыми.

Мертвые клетки имеют отверстия, поры и способны накапливать и удерживать большое количество воды (в 25-37 раз больше своего веса).

Сфагнум – однодомное растение, антеридии и архегонии формируются на боковых веточках в верхней части стебля. Оплодотворение яйцеклеток двужгутиковыми сперматозоидами происходит при наличии воды.

Из зиготы развивается спорофит, представленный круглой коробочкой. Гаустория спорофита врастает в подставку из тканей гаметофита – ложную ножку.

К моменту созревания спор (в результате мейоза) подставки удлиняются и коробочки поднимаются над облиственной частью стебля.

Во влажную погоду через устьица проникает воздух, при подсыхании коробочки устьица закрываются, давление в коробочке повышается и с отчетливым хлопком крышечка срывается, и облачко спор поднимается над коробочкой. Попав в благоприятные условия, споры прорастают в однослойную пластинчатую протонему, на которой возникают почки, дающие начало новым побегам мха.

Сфагнум в четыре раза гигроскопичнее ваты и содержит вещество – сфагнол, обладающее бактерицидным действием. Кроме того, сфагнум не только заболачивает, но и подкисляет почву до рН ниже 4. В кислой бактерицидной среде бактерии гниения погибают, а остатки растений оседают на дно и спрессовываются, превращаясь в торф.

Значение мхов. Моховидные в природе часто поселяются на таких субстратах и в таких местообитаниях, которые недоступны для других растений. В этом случае они выступают в роли пионерной растительности , играя большую роль в почвообразовательных процессах. Моховидные играют существенную роль в регуляции водного баланса суши. Они регулируют испарение влаги из почвы.

На лугах мхи препятствуют семенному возобновлению трав, в лесах – прорастанию семян деревьев. Аккумулируя воду, мхи вызывают заболачивание почв. Сфагновые и зеленые мхи являются основными торфообразователями. Наличие мохового покрова является одним из основных стабилизирующих факторов в условиях вечной мерзлоты.

Хозяйственное значение. Животные мхи не поедают. Торф применяют в качестве топлива, подстилки для домашних животных, удобрения. Путем сухой перегонки торфа получают метиловый спирт, сахарин, воск, парафин, краски, и т.д. Из торфа изготавливают бумагу и картон. В строительстве торф используется как теплоизолирующий и звукоизолирующий материал. Сфагнум имеет и медицинское значение – используется как прекрасный перевязочный материал.

Ключевые термины и понятия

1. Кукушкин лен. 2. Гаустория. 3. Равноспоровость моховидных. 4. Протонема. 5. Двудомность кукушкина льна. 6. Сфагнум. 7. Ассимилирующие и водоносные клетки сфагнума. 8. Пионерная растительность.

Основные вопросы для повторения

1. Общая характеристика моховидных.
2. Строение гаметофитов и спорофита кукушкина льна.
3. Гаплоидные образования и структуры кукушкина льна.
4. Строение гаметофита и спорофита сфагнума.
5. Диплоидные образования и структуры сфагнума.

ГлавнаяСлучайная страница

Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятнымКак сделать объемную звезду своими рукамиКак сделать то, что делать не хочется?Как сделать погремушкуКак сделать неотразимый комплиментКак противостоять манипуляциям мужчин?Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вамиКак сделать идею коммерческойКак сделать хорошую растяжку ног?Как сделать наш разум здоровым?Как сделать, чтобы люди обманывали меньшеВопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?Как сделать лучше себе и другим людямКак сделать свидание интересным?

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Схема 11. Чередование поколений у представителей отдела Моховидных

Таблица 13. Отдел Моховидные

(Marschantia L.) - род печеночного мха из сем. маршанциевых; это - многолетнее растение, имеющее вид зеленого лопастного листка (слоевца), стелющегося по поверхности земли. На верхней, иногда ромбически-испещренной поверхности, находятся чашечки с выводковыми почками. Антеридии помещаются на особых выростках, иногда состоящих из щитка и тонкой ножки, иногда же из одного сидячего щитка. Архегонии собраны на других выростках, имеющих вид звездочки на ножке. Коробочка вскрывается восемью назад загнутыми зубчиками; периантий 4-5-лопастной. В коробочке, кроме спор, развиваются еще пружинки (элатеры). Всех видов М. насчитывается около 25, рассеянных по всей земле, обыкновенно на сырых, влажных местах. Наиболее обыкновенный вид M. polymorpha L. Мясистое лопастное слоевище этого растения имеет до 10 см длины и до 3 см ширины; по середине, вдоль слоевища, начиная от передней выемки, где сосредоточивается рост, пробегает широкая, нерезкая жилка. Верхняя поверхность испещрена ромбиками, представляющими очертание внутренних, так назыв. воздушных полостей; в полостях находится ассимиляционная ткань, в виде зеленых нитей, отходящих со дна полости; открывается полость отверстием, находящимся посредине ромбического участка верхней поверхности слоевца. С нижней стороны отходят чешуйчатые придатки и корневые волоски. Мужские - с выемчатым краем, щитки на ножке; антеридии погружены в верхнюю поверхность щитка.

Цикл развития зеленого мха (на примере кукушкина льна) — структурно-логическая схема

Женские звездочки - на других экземплярах (M. polymorpha - растение двудомное). Архегонии помещаются между лучами звездочки, на нижней стороне их, по несколько. М. polymorpha растет по сырым местам, по берегам ручьев и пр.; прежде она употреблялась в медицине (herba hepaticae fontinalis s lichenis stelati) против болезней печени и др.

Моховидные

Моховидные, или мхи – отдел высших растений, объединяющий более 100 семейств, 700 родов и около 10 тысяч видов. Эти древние растения известны с карбонового периода. По мнению ученых, мхи – это отдельная ветвь в эволюции высших растений, причем их предками считаются зеленые водоросли.

Вопрос № 38

Моховидные делятся на три обширных класса: листостебельные, антоцеротовые и печеночные мхи. Наиболее многочисленная группа – это листостебельные, или настоящие мхи. Это широко известные кукушкин лен и сфагнум.

Мхи распространены по всей нашей планете, в том числе в Антарктиде. На территории стран СНГ встречаются 1500 видов. Моховидные расселяются повсюду, за исключением морей, почв с высоким содержанием солей и мест, подвергающихся интенсивной эрозии. Образуют массивные скопления в тенистых участках, чаще рядом с водоемами, но могут хорошо развиваться и на открытых сухих местах. При усиленном росте мхов происходит заболачивание почв, снижается качество сельскохозяйственных угодий. В болотистой местности эти растения формируют основную массу торфяных залежей.

Строение моховидных

Подавляющее большинство мхов – многолетние наземные (реже пресноводные) растения. Характерной их особенностью является групповые формы роста (подушки, дерновинки, куртинки). Подавляющее большинство мхов – мелкие растения высотой всего несколько сантиметров, редкие водные формы достигают в длину до 30 см. Моховидные лишены корней, проводящей системы, цветков, как у покрытосеменных растений. Механическая, водопроводящая и ассимиляционная ткань обособлены лишь частично. В тканях всех растений данного отдела содержится зеленый фотосинтезирующий пигмент – хлорофилл, хотя цвет листьев разных видов может меняться от темно-коричневого до светло-салатового. Условно организм экземпляра мха делится на стебель и листья, некоторые виды выглядят как плоские листовидные пластинки – слоевища. Для прикрепления к почве или другому субстрату служат ризоиды – аналоги корней высших растений.

Размножение моховидных

Размножение происходит бесполым, вегетативным и половым путем. Поэтому эти растения способны к быстрому расселению. При вегетативном размножении молодые особи развиваются из частей материнского растения (листьев, ветвей, специальных почек, клубеньков, выводковых телец). Так клонированные растения разрастаются и могут захватывать обширные площади.

Как половое, так и бесполое поколение мхов развиваются на одном растении.

В жизненном цикле моховидных преобладает гаплоидное половое поколение. Гаметофит – многолетнее растение с листоподобными и корнеподобными (ризоидами) выростами. Органами полового размножения являются антеридии и архегонии. В антеридиях образуются двухжгутиковые сперматозоиды, которые способны перемещаться к яйцеклетке из архегоний исключительно в водной среде. При слиянии половых клеток формируется диплоидный спорофит.

Бесполое размножение осуществляется путем образования спор. Спорофит короткоживущий, находится на гаметофите и состоит из трех частей: спорангия (коробочки) со спорами, ножки, к которой крепится коробочка, и подошвы – места прикрепления к гаметофиту. Тесная связь спорофита и гаметофита объясняет факт групповых форм роста мхов.

Значение моховидных

В природе моховидные первыми заселяют необжитый субстрат и являются господствующими в биоценозах, где покрывают почву сплошным ковром (тундра). Важную роль выполняют мхи в регуляции водного баланса ландшафтов в связи со способностью впитывать и удерживать огромное количество воды.

В хозяйстве человека мхи, вызывая заболачивание почв, ухудшают качество сельскохозяйственных земель. Разрастаясь, могут предотвращать эрозию почв, удаляя влагу с поверхности в подземные воды. Ряд сфагновых мхов используются в медицине как перевязочные средства. Моховидные участвуют в создании залежей полезного ископаемого – торфа.

Цикл развития листостебельного мха на примере мха кукушкин лен

Это наиболее распространенный представитель зеленых мхов. Растет в мокрых и влажных лесах, на кочках торфовых болот. Образует густые дерновины из прямостоящих «стеблей» высотой около 40 см, покрытых узкими линейно-ланцетными «листьями», которые состоят из нескольких слоев клеток. Посредине «листа» подобно центральной жилке формируются проводящие вытянутые и толстостенные механические клетки. На верхней поверхности «листа» образуется зеленая бахрома из коротких хлорофиллоносных нитей. Это фотосинтезирующая ткань. Около основания «стебля» развиваются многоклеточные ризоиды.

Органы полового размножения расположены на верхушках «стеблей» разных растений, которые обычно растут рядом. На мужских экземплярах видны большие красноватые (или желтоватые) «листья», образующие розетку вокруг антеридиев. Антеридий - мешочек на короткой ножке, в котором развиваются сперматозоиды. Архегонии собраны группой, образуют женскую половую почку, или женский «цветок». «Листья», окружающие архегонии, ничем не отличаются от стебельных. Архегонии - колбообразные образования с длинной узкой шейкой и вздутым брюшком. В них развивается яйцеклетка.

После оплодотворения яйцеклетки архегония сперматозоидом, происходящего при наличии воды, начинает развиваться спорофит. Спорофит состоит из трех частей: стопы, ножки и коробочки, в которой образуются споры. Стебелек и коробочка спорофита называются спорогоном. Коробочка спорогона сверху покрыта колпачком, под которым расположена крышечка коробочки. Внутри находится центральный стержень - колонка, к которой прикрепляется споровый мешок (в нем развиваются споры). Коробочка имеет специальное приспособление для рассеивания спор - перистом. Это зубчики, расположенные по краю коробочки, между которыми имеются поры. Зубчики способны к гигроскопическим движениям, вследствие чего в сухую погоду они открывают поры, через которые высыпаются споры. На земле спора прорастает, образуя протонему, или предросток, в виде зеленой разветвленной нити. На протонеме возникают почки, из которых со временем развивается гаметофит» Кукушкин лен - растение многолетнее.

Предыдущая глава::: К содержанию::: Следующая глава

Развитие мохообразных не отличается от других высших растений и представляет собой чередование гаплоидной и диплоидной фаз развития. Преобладающим поколением является гаметофит . Он развивается из споры, ядро которой имеет гаплоидный набор хромосом, поэтому все клетки гаметофита тоже гаплоидные. Первоначально из споры развивается протонема, имеющая вид ветвящейся нитчатой водоросли или пластинки. Никакого запаса питательных веществ спора не содержит, поэтому молодой гаметофит должен их синтезировать самостоятельно посредством фотосинтеза. Наличие необходимой для этого хлоренхимы определяет зеленую окраску гаметофита. Дальнейшее развитие растения из протонемы зависит от его систематического положения.

У печеночных мхов многократное деление верхушечной клетки в трех плоскостях дает начало пластинчатым структурам, на которых впоследствии разовьются половые органы, в связи с чем они получили название гаметофоров (). Более сложное формирование гаметофита происходит у лиственных мхов. Их гаметофоры имеют вид облиственных побегов, и развиваются они из почек, которые формируются на протонеме.

На гаметофорах образуются половые органы — женские архегонии и мужские антеридии. Чаще всего на одном растении развиваются органы только одного пола — двудомные мхи, но нередко имеет место двудомность (когда на одной особи формируются как женские половые органы, так и мужские). Наконец, у отдельных форм отмечается многодомность. В этом случае на одном растении образуются как однополые гаметофоры, так и обоеполые. Архегонии и антеридии обычно располагаются группами и в типичном случае окружены различного рода защитными образованиями. Чаще всего с помощью подставок они возвышаются над поверхностью гаметофита, но нередко погружаются в его глубину.

Антеридии представляют собой овальные тельца, окруженные тонкой однослойной оболочкой. Они наполнены сперматогенными клетками, которые при митотическом делении дают начало двум подвижным сперматозоидам, снабженным двумя жгутиками. Напомним, что клетки гаметофита изначально гаплоидные, поэтому половые клетки образуются не в результате мейо- за, как это обычно имеет место у диплоидных организмов, а посредством митоза.

Архегоний устроен сложнее и обычно представляет собой структуру, по своей форме напоминающую бутылку. В утолщенной его части, называемой брюшком, находится крупная яйцеклетка, которая также образуется в результате митоза. Внутри суженной шейки в один ряд располагаются шейковые клетки, одна из которых — брюшная шейковая клетка — находится над яйцеклеткой.

Несмотря на то обстоятельство, что мохообразные представляют собой наземные растения, оплодотворение у них возможно только в присутствии капельно-жидкой воды. Через шейку сперматозоиды проникают в брюшко архегония и оплодотворяют находящуюся там яйцеклетку. В результате образуется диплоидная зигота, которая по прошествии определенного периода покоя дает начало диплоидному поколению — спорофиту.

Спорофит мохообразных называется спорогон и среди всех высших растений устроен наиболее просто . В типичном случае он представляет собой коробочку, представляющую собой спорангий, которая посредством ножки переходит в тело гамето- фита. Разросшаяся и видоизмененная верхняя стенка архегония прикрывает коробочку и называется колпачком, или калиптрой. Не обладая зеленой окраской, спорогон современных мохообразных не содержит хлорофилла и не способен самостоятельно снабжать себя органическими соединениями. Поэтому все нужные для развития вещества спорогон получает от гаметофита посредством проникающей в его ткани нижней расширенной части ножки — гаустории. Внутри коробочки многочисленные материнские клетки спор делятся мейозом и дают начало тетрадам гаплоидных спор, посредством которых осуществляется бесполое размножение мохообразных (208). У печеночных мхов в коробочке среди спор находятся особые клетки, которые видоизменяются в пружинки — элатеры. Они обладают гигроскопичностью, т. е. способностью втягивать в себя пары воды при повышении влажности атмосферного воздуха. При этом элатеры раскручиваются, а при понижении влажности вновь скручиваются, перемешивая и разрыхляя при этом массу спор, что способствует выталкиванию их из коробочки после того, как она раскрывается несколькими створками.

Лиственные мхи элатерами не обладают. Проблема равномерного рассеивания спор у них решается благодаря особой структуре — перистому. Он представляет собой множество мелких зубчиков, расположенных в один или несколько рядов вокруг расширенной части коробочки (урночки). Подобно элатерам, зубцы перистома гигроскопичны. Во влажную погоду они насыщаются водой, что приводит к их деформации и перекрытию отверстий в коробочке. Споры при этом не выбрасываются, но и вода не может попасть в коробочку. В сухую погоду происходит обратный процесс.

Мох кукушкин лен: строение и размножение растения

Зубцы перистома высыхают и отгибаются наружу, открывая тем самым отверстия в коробочке, и споры, выпадающие из нее, подхватываются ветром и переносятся на расстояния, нередко значительно отдаленные от материнского растения. Громадное большинство спор гибнет, попадая в неблагоприятную среду, но спор производится так много, что часть их обязательно оказывается во влажной почве и там из них прорастает протонема, давая начало молодому гаметофиту

Наряду с описанным выше циклом развития со сменой гаметофитного и спорофитного поколений у мохообразных также широко распространено вегетативное размножение. У печеночников образуются выводковые тельца и выводковые корзиночки, а у листостебельных мхов почти из всех структур гаметофита могут образовываться вторичные протонемы.

Значение мохообразных в природе довольно ограничено и, в основном, заключается в почвообразовании. Сами эти растения не испытывают потребности в питательном субстрате в той степени, как это присуще другим высшим растениям, поскольку они не обладают корнями и необходимые им вещества способны всасывать всей поверхностью тела. Поэтому мохообразные одними из первых (наряду с лишайниками) заселяют голые скалы и другие места, доселе лишенные растительности, постепенно покрывая их сплошным ковром. Мохообразные малоуязвимы от биотических факторов, потому что очень слабо поражаются микроорганизмами, крайне неохотно поедаются насекомыми, птицами и травоядными животными (чаще всего они их просто не трогают вовсе) и, несмотря на медленный рост (который исчисляется всего лишь несколькими миллиметрами в год), в итоге дали колоссальные залежи торфа, который образуется из-за неполного гниения постепенно отмирающих нижних частей растений. Кроме того, мохообразные участвуют в регуляции водного баланса, так как они задерживают воду и переводят ее в состояние грунтовой. Нередко это приводит к заболачиванию почв и, соответственно, ухудшению их продуктивности. Следует отметить также способность мохообразных накапливать в своем теле соли тяжелых металлов и радионуклеиды.

Использование мохообразных в хозяйственной деятельности человека более значительно и, прежде всего, основывается на эксплуатации торфа.

По залежам торфа Россия занимает первое место в мире. На отдельных месторождениях толщина торфяного пласта может быть весьма значительной и достигать нескольких метров (до десяти). Чаще всего торф используют в сельском хозяйстве в качестве органического удобрения и как мульчирующий субстрат для улучшения аэрационного качества тяжелых глинистых почв, делая их структуру более «легкой». Торф используется как топливо. Кроме того, торф активно применяется в строительной индустрии благодаря своим высоким теплоизолирующим свойствам. Менее широко мохообразные используются в медицине. В частности, сфагнум обладает бактерицидным свойством и хорошо впитывает, что позволило широко применять его во время Второй мировой войны (дешевизна и распространенность мха была в тот период особенно важна в условиях повсеместного дефицита медикаментов).

Кукушкин лен - растение, которое на территории Российской Федерации наиболее распространено в лесах северной и средней полосы. Благоприятные условия для него наблюдаются в таежных заболачиваемых лесах-долгомошниках, в болотах и на мокрых лугах. Растение относится к роду к отделу моховидных. На планете встречается более ста его разновидностей. Кукушкин лен, который образует подушкообразные дерновины, часто встречается в тундре и в горной местности. Самое широкое распространение на территории стран СНГ получил политрихум обыкновенный (второе название растения).

Большое значение солнца

Кукушкин лен очень любит свет. Вот почему в темных ельниках, даже если почва там сырая и плодородная, он будет ограничен в росте и развитии. При достаточном количестве солнечных лучей растение стремительно вытягивается, активно захватывая новые участки и закрывая плотным ковром почву. Земля под кукушкиным льном высыхает намного медленнее, вот почему его разрастание постепенно ведет к заболачиванию местности.

Описание

Мох кукушкин лен отличается довольно высокими стеблями (их длина - 10-15 сантиметров, однако встречаются и сорокасантиметровые растения). Проводящая система обеспечивает передвижение воды и питательных веществ по стеблю.

Происхождение названия

Описываемое растение имеет прямые стебли коричневатого цвета. На них располагаются небольшие листья темно-зеленого оттенка, которые напоминают лен в миниатюре. А вот коробочки, которые появляются на женских растениях, вызывают ассоциации с кукушкой, расположившейся на своеобразном шесте.

Строение кукушкина льна

Рассматриваемое растение относят к листостебельным многолетним мхам. Его размеры крупные, в нижней части стебля находятся ризоиды - примитивные аналоги корней. На первичном горизонтальном стебле листьев нет. Вторичный стебель может быть как простым, так и разветвленным. Он прямостоячий, средняя длина - в пределах пятнадцати сантиметров. На каждом листе имеется основная крупная жилка. Кукушкин лен, строение которого достаточно простое, имеет чешуевидные нижние листочки.

Функции стебля

Основная роль этой части растения - опорная. Не менее важна проводящая способность стебля. Он выступает в качестве связующего звена между листьями и корневой системой. Стебель выполняет и некоторые вторичные функции. Среди них - сохранение запаса питательных веществ.

Размножение и развитие

Растение размножается следующими способами: половым (гаметами) и бесполым (спорами, побегами). Они чередуются.

Как именно размножается растение кукушкин лен? Споры, которые образует растение, находятся в спорангии (коробочке) на ножке. После созревания они высыпаются из этого природного хранилища. При благоприятных условиях споры образуют многоклеточную нить, а из нее, в свою очередь, появляется несколько гаметофитов (происходит это путем почкования). Гаметофитом считается зеленый многолетний побег, имеющий листочки и ризоиды (корнеподобные образования). Последние берут из почвы соли и йод. Листовые клетки обеспечивают синтез всех остальных необходимых веществ. Исходя из этого, можно утверждать, что гаметофит является независимым организмом.

Через некоторое время гаметофит прекращает свой рост. Затем начинает кукушкин лен размножение. В центре розетки листьев (расположение - на верхушке стебля) развиваются мужские и женские половые органы. Первые представлены антеридиями (название произошло от греческого слова «антерос», что означает «цветущий»), в которых проходят цикл развития подвижные гаметы - сперматозоиды, а также архегонии - женские половые органы, которые отвечают за образование неподвижной женской гаметы - яйцеклетки.

Мужские растения характеризуются наличием более крупных листьев, окрашенных в Женские экземпляры таких листьев не имеют.

При наступлении дождливого периода или половодья сперматозоиды (мужские клетки) получают возможность подплыть к яйцеклетке. В результате происходит их слияние. По завершении процесса оплодотворения появляется зигота (это слово произошло от греческого «зиготос», что переводится как «соединенный»). Это первый этап развития зародыша. На следующий год из оплодотворенной зиготы происходит развитие коробочки (спорогона), располагающейся на довольно без листьев. В дальнейшем коробочка становится местом развития спор. Это природное хранилище очень хрупкое. Оно раскачивается даже от легкого ветерка. После спадания колпачка и выпадения спор наблюдается прорастание зеленой разветвленной нити - предростка. Отметим, что для успешного результата необходимо, чтобы споры попали в благоприятную для них среду, в таком случае произойдет размножение кукушкина льна.

На предростке формируются почки, из которых появляются женские и мужские экземпляры растения. Таким образом, можно увидеть, что жизненный цикл развития мхов включает последовательное чередование бесполого и полового поколений. В ходе эволюции эта особенность выработалась у многих растений, в числе которых и кукушкин лен.

Размножение этого вегетативным путем позволяет легко получить густой зеленый ковер на приусадебном участке. Достаточно лишь поместить небольшой кусочек мха на сыроватом участке. Однако следует учитывать способность этого растения к заболачиванию области своего обитания.

Использование в различных целях

Если удалить листья у кукушкина льна, можно получить гибкие жесткие нити, образуемые центральными стеблями. Наши предки использовали этот природный материал для изготовления щеток и веников. После вымачивания и расчесывания стебли становились прекрасной основой для матов, ковриков, корзин и плотных штор. Примечательно, что в ходе раскопок раннеримского форта в Англии были найдены останки корзин, созданных из кукушкина льна. Изделия датируются 86 годом нашей эры.

Ранее кукушкин лен широко использовали при изготовлении плащей воинов и путешественников. Получаемые предметы одежды отличались особой прочностью. Кроме того, они обладали декоративной ценностью.

Знахари советуют использовать этот вид мха для активизации работы пищеварительной системы, устранения желудочных колик и растворения камней в почках и желчном пузыре.

Кукушкин лен, строение которого позволяет использовать его в садоводстве в декоративных целях, положительно воздействует на почву. Так, это растение способно привести в норму показатели кислотности грунта максимум за два сезона. После этого на восстановленной почве можно успешно выращивать любые садовые растения. Отмершие части мха послужат отличным удобрением.

Самый необычный вариант применения кукушкина льна - в качестве солода при изготовлении виски.

Природный утеплитель

Кукушкин лен способен эффективно защитить строение от проникновения холода и влаги. Очень ценится тот факт, что мох не гниет. Его размещение между бревнами сруба позволяет обеспечить В этих целях мох применяют в свежем виде. Перед укладкой природного утеплителя его необходимо тщательно очистить от веточек, палочек, шишек, травы и иных включений.

Мох сфагнум

Это растение относится к роду белых (торфяных) мхов. Выделено 320 его видов. Сфагнум преимущественно представлен болотными мхами, которые образуют плотные скопления, формирующие либо большие подушки, либо густые ковры на А вот во влажных лесах намного реже встречается сфагнум. Кукушкин лен это растение напоминает своим прямостоячим стеблем, достигающим десяти-двадцати сантиметров в высоту. Листья у сфагнума однослойные, размещаются на пучковидно расположенных ветвях. В листьях содержится много водоносных клеток с порами, активно впитывающими воду. Данный факт обуславливает большую влагоемкость растения. На участках, где появляются эти мхи, быстро развиваются верховые болота.

Ежегодно происходит отмирание стеблей в нижней части растения. Они образуют торф. Дальнейший рост стебля обеспечивается верхушечными ветвями.

Отметим, что сфагнумы играют важную роль в образовании и существовании болот. Как было указано выше, отмершие участки мха формируют залежи торфа. Торфообразование возможно по причине застойного переувлажнения, обеспечения мхами кислой среды и отсутствия кислорода. В этих условиях процессы гниения не происходят, сфагнум не разлагается. Торф представляет собой ценный продукт, из которого получают воск, аммиак, парафин, спирт и т. д. Его широко применяют в медицинской практике, в строительстве. Мох выступает в качестве биотоплива и эффективного удобрения.

Чем полезен сфагнум?

Многие рецепты народной и официальной медицины включают этот компонент. А все потому, что мох сфагнум - прекрасное антисептическое средство и надежный перевязочный материал. Он помогает залечивать гнойные раны благодаря своей способности впитывать большое количество влаги. По этому показателю сфагнум превосходит лучшие сорта гигроскопической ваты. Этот мох способен произвести бактерицидный эффект благодаря наличию сфагнола - особого фенолоподобного вещества, угнетающего развитие и жизнедеятельность кишечной палочки, холерного вибриона, золотистого стафилококка, сальмонеллы и некоторых других патогенных микроорганизмов.

Цветоводы активно используют сфагнум с целью выращивания комнатных растений. Он является составляющей субстрата, мульчирующим слоем либо выполняет дренажные функции. Мох не богат питательными веществами, однако он придает грунту требуемую рыхлость. Отличной гигроскопичностью сфагнума объясняется его способность равномерно распределять влагу. Наличие сфагнола обуславливает бактерицидные свойства описываемого вида мха, что позволяет эффективно ухаживать за корнями основного растения, предупреждая развитие заболеваний и загнивание.

Строение и цикл развития мхов на примере кукушкина льна. Значение мхов в биосфере .

Мхи - представители отдела Моховидные, подцарства Высшие (споровые) растения. Количество видов моховидных - около 25 тыс. В основном это многолетние растения. Встречаются практически повсеместно при наличии влаги: лес, болото, скалы, кора деревьев, деревянные постройки. Клетки мхов дифференцированы и образуют специализированные ткани - ассимиляционную, механическую, проводящую, запасающую и покровную.

Тело мха - слоевище - разделяется на стебель и листья. Функции корней выполняют бесцветные выросты эпидермиса - ризоиды, напоминающие корневые волоски.

Кукушкин лен - представитель зеленых мхов. Многолетнее двудомное растение, высотой до 20 см. Его прямостоячий стебель несет узко-линейные мелкие листья. Фотосинтез осуществляют особые клетки-ассимиляторы, содержащие хлорофилл. Проводящая система в виде пучков располагается в центре стебля.

В жизненном цикле кукушкина льна чередуются бесполое и половое поколения. Листостебельное растение представляет собой гаметофит, развивающийся из гаплоидной споры. На женских гаметофитах в архегониях образуются яйцеклетки, на мужских гаметофитах в антеридиях - двужгутиковые сперматозоиды. При наличии капелек влаги (роса, дождь) гаплоидные гаметы сливаются, образуя диплоидную зиготу, из которой развивается диплоидный спорофит. Спорофит - это спорангий (коробочка) на тонкой ножке, который вырастает на верхушке гаметофита. Споры образуются в коробочке путем мейоза. Зрелые споры высыпаются из спорангия, прорастают на влажной почве и образуют зеленую ветвящуюся нить. Из почек этой нити вырастают листостебельные растения мха.

ЗНАЧЕНИЕ. Биосфера - оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими.

Моховидные в природе часто поселяются на таких субстратах и в таких местообитаниях, которые недоступны для других растений. В этом случае они выступают в роли пионерной растительности, играя большую роль в почвообразовательных процессах. Моховидные играют существенную роль в регуляции водного баланса суши. Они регулируют испарение влаги из почвы. На лугах мхи препятствуют семенному возобновлению трав, в лесах - прорастанию семян деревьев. Аккумулируя воду, мхи вызывают заболачивание почв. Сфагновые и зеленые мхи являются основными торфообразователями. Наличие мохового покрова является одним из основных стабилизирующих факторов в условиях вечной мерзлоты.

Хозяйственное значение мхов невелико. Животные мхи не поедают. Торф применяют в качестве топлива, подстилки для домашних животных, удобрения. Путем сухой перегонки торфа получают метиловый спирт, сахарин, воск, парафин, краски, и т.д. Из торфа изготавливают бумагу и картон. В строительстве торф используется как теплоизолирующий материал. Торф имеет и медицинское значение.