60. Поняття про цикли відтворення. Чергування статевого та нестатевого поколінь у циклах відтворення.

У процесі відтворення особинами виду собі подібних кожна з них проходить певні стадії й у кінцевому підсумку отримується особина тотожна вихідній. Упродовж усього часового проміжку існування виду такі зміни стадій відбуваються з покоління в покоління. Тому такі повторювані зміни стадій, які забезпечують формування з вихідної особини нової, їй подібної, називають циклом відтворення. Цикл відтворення включає в себе декілька стадій, які відрізняються між собою морфологічно, функціями та набором хромосом. У вищих рослин такими основними стадіями можуть виступати молоді рослини, дорослі рослини зі сформованими на них органами статевого розмноження, самі статеві клітини, зигота, органи спороношення, спори, рослини, що утворюються після проростання спор, тощо. Чергування, представленість і особливості стадій залежать від виду рослини.

У переважного числа нижчих і вищих рослин у циклі відтворення спостерігається чітке чергування двох поколінь або генерацій – нестатевого або спорофіта (диплобіонта) та статевого або гаметофіта (гаплобіонта). Фактично цикл відтворення представляє собою закономірну зміну генерацій, які відрізняються набором хромосом і функціями щодо забезпечення відтворення виду рослини. Функцією спорофіта є утворення спор. Його клітини мають диплоїдний (2n­) набір хромосом. Функцією гаметофіта є утворення статевих клітин або гамет. Його клітини мають гаплоїдний (n) набір хромосом. Перехід від спорофіта до гаметофіта здійснюється через мейотичний поділ клітин спорофіта. В різних систематичних груп рослин мейоз відбувається тільки в характерні для них періоди циклу відтворення. Перехід від гаметофіта до спорофіта відбувається в процесі запліднення та утворення в результаті цього диплоїдної зиготи. Фактично перехід від одного покоління до іншого пов’язаний зі зміною ядерних фаз і хромосомного набору – від змінюється з гаплоїдного на диплоїдний або навпаки. Так, при утворенні зиготи внаслідок статевого процесу відбувається подвоєння числа хромосом у ядрі. Для того, щоб попередити прогресуюче подвоєння числа хромосом у ряді послідовних поколінь організмів, які розмножуються статевим шляхом, відбувається протилежний процес – мейоз, під час якого утворюються клітини з гаплоїдним набором хромосом у ядрі. Запліднення та мейоз тісно взаємопов’язані між собою й фактично представляють собою дві сторони одного життєвого процесу.

В окремих груп водоростей одне з поколінь може бути представлене лише однією стадією: лише гаметами (наприклад, у бурої водорості фукуса) або лише зиготою (наприклад, у зеленої водорості улотрикса).

Для кожної з систематичних груп рослин цикл відтворення має свої особливості. В одних груп у циклі відтворення помітно переважає статеве покоління, а нестатеве мало виражене або сильно редуковане (наприклад, відділ Мохоподібні, окремі групи водоростей). У інших груп навпаки, переважає нестатеве покоління, а статеве покоління представлене слабо (наприклад, вищі спорові та насінні рослини). В деяких груп статеве та нестатеве покоління представлене приблизно однаково. Різні стадії гаметофіту та спорофіту можуть існувати самостійно, як окремі організми, або ж одні стадії можуть паразитувати й існувати за рахунок інших.

Якщо гаметофіт і спорофіт не відрізняються морфологічно, то такий цикл відтворення називається ізоморфним (різні групи водоростей). Якщо вони чітко морфологічно відмінні, то такий цикл називається гетероморфним (багато видів нижчих рослин, усі групи вищих рослин). У деяких систематичних груп рослин одне з поколінь є досить редукованим, самостійно не існує, а паразитує на іншому поколінні (наприклад, спорофіт Мохоподібних паразитує на гаметофіті, гаметофіт Голонасінних і Покритонасінних – на спорофіті).