3.3. Як вирішується проблема розмноження

У сучасних вищих спорових, в тому числі і у папоротей, розмноження відбувається з чергуванням поколінь. Однак переважаючим у них є спорофіт, тобто рослина, клітини якої мають диплоїдний набір хромосом. На нижньому боці листка папороті визрівають спорангії, які зібрані в своєрідні купки - соруси (рис.16). При утворенні спор в спорангіях кількість хромосом в них зменшується вдвічі. Отже, спори папоротей гаплоїдні. Після розсіювання вони, потрапляючи в сприятливі умови, проростають і дають початок гаметофіту. Гаметофіт, або він ще називається заростком, має вигляд пластинки серцевидної форми товщиною всього в один шар зелених клітин. Від нижньої поверхні заростка відростають нитковидні ризоїди, які закріплюють його в грунті.

Рис. 16. Життєвий цикл чоловічої папороті

З нижньої сторони заростка утворюються архегонії та антеридії. В архегоніях формуються нерухомі яйцеклітини, а в антерідіях - дрібні та рухливі сперматозоїди. Для запліднення використовується вода, яка нагромаджується під заростком. Сперматозоїди проникають в архегоній і запліднюють яйцеклітину. З диплоїдної зиготи починає розвиватися зародок, а потім молодий спорофіт, який вже має корінь та пагін. Згодом гаметофіт відмирає, виконавши функцію статевого розмноження - перекомбінацію батьківських ознак. Протягом життя спорофіт здатний розмножуватися і безстатевим шляхом. Частини рослини можуть ділитися, даючи початок новим пагонам. Таке розмноження, як вже відмічалося, називають вегетативним. Органи рослин, що утворюються шляхом поділу клітин із збереженням числа хромосом, також називають вегетативними.

Таким чином, безстатеве покоління папоротей - спорофіт - є переважаючим в їх житті, а гаметофіт недовговічний.

3.4. Хвощі та плауни - родичі папоротей

Сучасний рослинний світ включає такі відділи вищих спорових: вже відомі нам Мохоподібні, Папоротеподібні, а також Хвощеподібні, Плауноподібні та Псилотоподібні. Деякі представники трьох перших відділів мешкають на Україні, псилотофіти (близько 12 видів) є мешканцями тропічних та субтропічних районів земної кулі.

Хвощеподібні в наш час представлені лише одним родом з 30 - 40 видами. В будові цих рослин також є підземна частина - кореневище з коренями, і надземна частина, що представлена пагоном. Але є і особливість - у деяких видів на кореневищі утворюються бульби, де нагромаджуються запасні поживні речовини. Ці бульби можуть також слугувати і органами вегетативного розмноження (рис. 17).

Рис. 17. Зовнішній вигляд та будова хвоща польового: 1 - кореневище; 2 - бульба; 3 - додаткові корені; 4 - спороносний пагін; 5 - шишка із спорами; 6 - фотосинтезуючій пагін; 7 - вегетативний пагін.

Кореневище хвоща польового може давати надземні пагони двох видів: зелені, що здатні фотосинтезувати і спороносні, які не мають хлорофілу і де відбувається визрівання спор. Навесні першими з`являються спороносні пагони, які живляться за рахуцнок запасних поживних речовин, а пізніше розвиваються зелені фотосинтезуючі пагони. Спорофіти хвоща польового важко сплутати з іншими рослинами - вони схожі на маленькі “сосонки”.

При розмноженні спори хвоща проростають в окремі чоловічі та жіночі заростки. Отже, архегонії та антеридії розвиваються на окремих гаметофітах. Але в цьому випадку запліднення дещо утруднюється, тому що різностатеві заростки можуть знаходитися на великій відстані.

Відділ Плауноподібні нараховує понад 1 000 сучасних видів. Ці рослини за завнішністю схожі на мохи, але за складністю анатомічної будови навіть перевершують папороті. Найбільш цікаві представники трьох родів: плаун, селагінела, молодильник.

В нашій місцевості найчастіше зустрічається плаун булавовидний (рис.18).

Будова надземної частини спорофіту цієї рослини дещо інша - стебло стелиться по поверхні землі, а в грунті знаходяться лише корені. Відмінність спостерігається в розвитку гаметофіту, що продовжується від 6 до 15 років.

Рис.18. Плаун булавовидний: 1 - загальний вигляд рослини; 2 – спорангій; зправа – плаун булаво видний в угрупованні лісу

Представники роду селагінела поширені переважно в тропічних та субтропічних районах. Деякі види проникають в Арктику. На Україні ці рослини мешкають лише в Карпатах (рис19.).

Рис.19. Зовнішній вигляд селагінели.

Цей рід самий чисельний серед плауноподібних і нараховує близько 100 видів. На відміну від інших плаунів, у селагінели при розмноженні утворюються чоловічі та жіночі спори, що проростають в одностатеві заростки.

Молодильник найбільш цікавий серед всіх плауноподібних. Він росте в воді або в дуже зволожених місцях, які тимчасово висихають. Підземне стебло утворює щось середнє між бульбою та цибулиною. Воно так і зветься - бульбоцибулина. Листки молодильника схожі на голки дикобраза і на них визрівають спорангії. Стебло цієї рослини між ксилемою та флоемою має шар клітин, що постійно діляться - камбій, який забезпечує ріст цього стебла в товщину. Такий ріст називають вторинним, і тканини, які утворюються при цьому, також вторинними. З цим явищем ми ознайомимося більш докладно в наступній главі.

В карбоні Палеозою плауни були широко представлені деревовидними формами. На рис. 20 зображена реконструкція флори тих часів, представленою переважно плаунами.

Р ис. 20. Пейзаж карбонового періоду Палеозою з переважанням представників відділу Плауноподібних