Новіков А., Барабаш-Красни Б. Сучасна систематика рослин. Загальні питання
.pdf209
V
Особливості вищих рослин
212
71. Цикл відтворення вищих рослин
Рослини,якйіншіживіорганізми,здатні |
поколінь – гаплофази ( гаметофіта або |
||||||||||||
відтворюватися(продукуватисобіподібних |
статевого |
покоління) |
і |
диплофази |
|||||||||
нащадків), |
|
що |
забезпечує |
існування |
(спорофіта або нестатевого покоління), |
||||||||
видів у просторі й часі. Відтворення може |
які відрізняються між собою. Під час |
||||||||||||
призводити до зростання кількості особин, |
гаплодиплофазного циклу |
відтворення |
|||||||||||
тоді говорять про розмноження. Або |
гаплоїдні гаметофіти продукують шляхом |
||||||||||||
під час відтворення може формуватися |
мітозу гаплоїдні статеві клітини – гамети. |
||||||||||||
стільки ж дочірніх організмів, скільки |
Гаметизливаютьсявзиготу,щомітотично |
||||||||||||
було батьківських (інколи навіть менше, |
ділиться й розвивається в диплоїдний |
||||||||||||
ніж було), і тоді говорять про заміщення |
спорофіт. Спорофіт шляхом мейозу |
||||||||||||
(Васильев и др. 1978). При цьому нащадки |
продукує |
гаплоїдні клітини |
нестатевого |
||||||||||
не завжди подібні до батьківських |
розмноження – мейоспори, з яких |
||||||||||||
організмів. У такому разі некоректно |
розвиваються гаметофіти. |
|
|||||||||||
говоритипровідтворення. |
|
|
|
У циклі відтворення більшості вищих |
|||||||||
Отже,існуєкількашляхівформування |
рослин переважає диплофаза (спорофіт), |
||||||||||||
нащадків |
у |
рослин: |
а) |
відтворення |
що представлена довговічними і складно |
||||||||
з |
розмноженням; |
|
б) |
відтворення |
побудованими організмами. При цьому |
||||||||
із |
заміщенням; |
в) |
розмноження |
гаметофіт є незалежним (заросток) або |
|||||||||
без відтворення; г) заміщення без |
ж сильно редукованим і розвивається |
||||||||||||
розмноження (Васильев и др. 1978). |
на спорофіті. Лише в деяких вищих |
||||||||||||
Цикл відтворення – це період між |
рослин (мохоподібні) у циклі відтворення |
||||||||||||
однаковими фазами розвитку, унаслідок |
переважає гаплофаза (гаметофіт), а |
||||||||||||
чого |
формується |
|
новий |
дочірній |
спорофіт отримує поживні речовини від |
||||||||
організм.Циклвідтворенняпритаманний |
гаметофіта. |
|
|
||||||||||
конкретним |
таксономічним |
групам. |
У більш просунутих вищих рослин |
||||||||||
Його слід відрізняти від онтогенезу – |
чоловічий та жіночий гаметофіти сильно |
||||||||||||
індивідуального |
розвитку |
конкретного |
редуковані і представлені лише кількома |
||||||||||
організму |
від |
моменту |
його |
появи |
клітинами. Зокрема, чоловічий гаметофіт |
||||||||
до моменту смерті або поділу. Цикл |
насіннєвих рослин – це пилкове зерно, |
||||||||||||
відтворення також інколи ототожнюють |
що містить лише одну генеративну й |
||||||||||||
із життєвим циклом, який коректніше |
одну вегетативну клітину. Із генеративної |
||||||||||||
розглядати як закономірну послідовність |
клітини формуються два спермії, а з |
||||||||||||
змін стадій розвитку рослини. |
|
|
вегетативної – пилкова трубка, по якій |
||||||||||
Цикл |
відтворення |
вищих |
|
рослин |
спермії пересуваються |
до |
зародкового |
||||||
– це закономірна послідовність стадій |
мішка. Жіночий гаметофіт у цих рослин |
||||||||||||
розвиткузізміноюстатевогойнестатевого |
представлений зародковим мішком, |
||||||||||||
поколінь у процесі їхнього онтогенезу. |
що містить лише сім клітин – одну |
||||||||||||
Цикл відтворення вищих рослин є |
яйцеклітину, дві синергіди, три антиподи |
||||||||||||
складним |
|
або |
|
гаплодиплофазним, |
й одну центральну клітину. |
|
|||||||
тобто передбачає |
чергування |
двох |
|
|
|
|
213
Рис. 36. Цикл відтворення вищих рослин.
214
72. Еволюція циклу відтворення вищих рослин
Існує дві основні гіпотези еволюції |
|
Інтеркаляційна |
гіпотеза |
припускає, |
|||||||||||
життєвого циклу вищих рослин – |
що |
вищі |
рослини |
походять |
від |
||||||||||
модифікаційна |
|
й |
|
інтеркаляційна |
більш |
просунутих |
водоростей |
або |
|||||||
(Тимонин и Филин 2009). |
|
|
подібних їм організмів з зиготичною |
||||||||||||
Модифікаційна |
|
|
|
|
редукцією. Ці організми існували в |
||||||||||
гіпотеза припускає, |
пересихаючих водоймах і не могли |
||||||||||||||
щовищірослинипішливідневизначеної |
статево |
розмножуватися |
без |
води, |
|||||||||||
групи водоростей |
з |
ізоморфним |
тому |
розмножувалися |
|
здебільшого |
|||||||||
(спорофіт |
і |
гаметофіт |
однакові) |
апланоспорами. |
Перевагу |
отримували |
|||||||||
життєвим |
циклом. |
Під |
час |
еволюції |
ті |
організми, |
у |
яких |
зигота |
перед |
|||||
в одних вищих рослин ускладнився |
тим, як утворити спори, кілька разів |
||||||||||||||
гаметофіт, а спорофіт редукувався. А в |
ділилася на багато клітин, із яких |
||||||||||||||
інших, навпаки, редукувався гаметофіт. |
згодом |
і |
сформувався |
спорофіт, |
|||||||||||
Ця гіпотеза останнім часом зазнала |
повністю залежний від гаметофіта. |
||||||||||||||
нищівної критики. |
|
|
|
|
Пізніше спорофіт еволюціонував і почав |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
домінувати в життєвому циклі. |
|
Рис. 37. |
Модифікаційна (А) та інтеркаляційна (Б) гіпотези еволюції циклу відтворення вищих рослин |
згідно з |
Тимонин и Филин (2009) зі змінами. |
215
216
73. Статеве розмноження вищих рослин
Розмноження |
|
– |
|
це |
|
сукупність |
зазвичай присутні два архегонії, які |
||||||||||
процесів, що приводять до відтворення |
розміщуються поруч. А в покритонасінних |
||||||||||||||||
і збільшення кількості особин певного |
архегонії відсутні взагалі. Тут формується |
||||||||||||||||
виду, формування нових нащадків або |
особливий |
|
|
жіночий |
гаметофіт |
||||||||||||
клонів. У вищих рослин розрізняють |
(зародковий |
мішок), |
|
представлений |
|||||||||||||
генеративний (статеве і безстатеве |
в |
більшості |
випадків |
семиклітинною |
|||||||||||||
розмноження) і вегетативний способи |
восьмиядерною структурою. Згідно із |
||||||||||||||||
розмноження. Під час генеративного |
гіпотезою |
|
Гофмейстера, |
яйцеклітина |
|||||||||||||
розмноження відбувається закономірна |
і дві синергіди зародкового мішка |
||||||||||||||||
зміна генерацій (поколінь), а під час |
покритонасінних |
гомологічні архегонію, |
|||||||||||||||
вегетативного |
розмноження |
такого |
а дві антиподи – вегетативним клітинам |
||||||||||||||
чергування |
не відбувається, і ми |
жіночого заростка, тоді як вторинне ядро |
|||||||||||||||
маємо |
справу |
фактично |
з |
клонами |
(диплоїдна центральна клітина) виникло |
||||||||||||
(перевтіленнями) одного й того самого |
в |
процесі |
еволюції незалежно. Згідно |
||||||||||||||
організму(рослини).Томуінколиговорять |
з іншою гіпотезою Порша, зародковий |
||||||||||||||||
про формальне безсмертя організмів, які |
мішок покритонасінних відповідає двом |
||||||||||||||||
розмножуються вегетативно. |
|
|
редукованим архегоніям, що розвернуті |
||||||||||||||
Статеве |
розмноження |
|
вищих |
один від одного. Згідно з цією гіпотезою, |
|||||||||||||
рослин |
відбувається |
внаслідок |
злиття |
один |
з |
|
архегоніїв |
|
представлений |
||||||||
різностатевих гаплоїдних гамет, у |
яйцеклітиною, |
двома |
синергідами |
||||||||||||||
результаті |
чого |
формується |
диплоїдна |
(гомологічними |
шийковим канальцевим |
||||||||||||
зиготаірозвиваєтьсядиплоїднийспорофіт. |
клітинам) і одним з ядер центральної |
||||||||||||||||
Гамети |
більш |
примітивних |
вищих |
клітини |
|
(гомологічним |
черевцевій |
||||||||||
рослин |
формуються |
у |
спеціалізованих |
канальцевій клітині). А другий архегоній |
|||||||||||||
органах – гаметангіях. Чоловічі гаметангії |
представленийтрьомаантиподами(одназ |
||||||||||||||||
(антеридії) |
містять |
|
сперматогенну |
якихгомологічнаредукованійяйцеклітині, |
|||||||||||||
тканину, з якої розвиваються рухомі |
а дві інші – шийковим канальцевим |
||||||||||||||||
чоловічі |
гамети |
– |
|
сперматозоїди. |
клітинам) і одним з ядер центральної |
||||||||||||
У просунутих вищих рослин чоловічі |
клітини |
|
(гомологічне |
черевцевій |
|||||||||||||
гамети представлені нерухомими, але |
канальцевій клітині). |
|
|
||||||||||||||
складніше організованими сперміями. |
|
Для всіх вищих рослин характерна |
|||||||||||||||
Жіночі гаметангії (архегонії) спорових |
оогамія – статевий процес зі злиттям |
||||||||||||||||
і голонасінних містять яйцеклітину і |
великої |
|
нерухомої |
яйцеклітини з |
|||||||||||||
канальцеві клітини. Канальцеві клітини |
дрібнішими чоловічими гаметами. При |
||||||||||||||||
у зрілому архегонії піддаються автолізу |
цьому |
запліднення |
сперматозоїдами |
||||||||||||||
і формують слиз, яким пересуваються |
називається |
зоїдогамією, |
а сперміями |
||||||||||||||
сперматозоїди. |
|
|
|
|
|
|
|
– сифоногамією (оскільки нерухомі |
|||||||||
У |
насіннєвих |
рослин |
антеридії |
спермії до яйцеклітини пересуваються по |
|||||||||||||
редуковані (у голонасінних присутні лише |
пилковій трубці). |
|
|
||||||||||||||
антеридіальні клітини). |
В |
голонасінних |
|
|
|
|
|
|
|
|
217
Рис. 38. Будова незрілого та зрілого архегонія (А) та антеридія (Б).
218
74. Безстатеве розмноження вищих рослин
Безстатеверозмноженнявідбувається |
спеціалізованих утворах, які умовно |
|||||||||||||
за рахунок гаплоїдних мейоспор, із |
називають |
спорангіофорами. Жіночі |
||||||||||||
яких розвиваються гаплоїдні гаметофіти |
спорангії разом зі спорангіофілами або |
|||||||||||||
(заростки). Спори формуються у |
спорангіофорами |
інколи |
називають |
|||||||||||
спеціалізованих органах – спорангіях. |
|
фруктифікаціями ( |
Тимонин |
и |
||||||||||
Спорангії |
більшості |
вищих |
рослин |
Филин 2009). |
|
|
|
|
|
|||||
розвиваються з кількох протодермальних |
Розрізняють |
|
рівноспорові |
й |
||||||||||
клітин і називаються еуспорангіями, |
різноспорові рослини. У рівноспорових |
|||||||||||||
тоді як у папоротеподібних спорангії |
рослин |
усі |
спори |
|
формуються |
|||||||||
розвиваються з єдиної клітини й |
однакових |
розмірів |
(ізоспорія) |
і |
||||||||||
називаються лептоспорангіями. В обох |
розвиваються у двостатеві гаметофіти. |
|||||||||||||
випадках |
спорангії |
багатоклітинні |
і |
Інколи у рівноспорових рослин також |
||||||||||
мають: а) багатошарову (еуспорангії) або |
розвиваються |
різностатеві |
гаметофіти, |
|||||||||||
одношарову на момент дозрівання спор |
але їхня стать детермінується лише під |
|||||||||||||
(лептоспорангії) стінку спорангія, яка |
час проростання спори. У різноспорових |
|||||||||||||
захищає спори від висихання; б) тапетум |
рослин формуються мікро- й макроспори |
|||||||||||||
– стерильну тканину, що вистилає стінки |
(гетероспорія), які не лише відрізняються |
|||||||||||||
спорангія |
зсередини |
і |
бере |
участь |
зарозмірами,айрозвиваютьсяувідмінні |
|||||||||
у живлені спор та формуванні їхніх |
чоловічі і жіночі гаметофіти відповідно. |
|
||||||||||||
оболонок;в)археспоріальнутканину,що |
У |
найбільш |
еволюційно |
просунутих |
||||||||||
заповнює спорангій і формує спороцити, |
вищих рослин, насіннєвих рослин, |
|||||||||||||
із яких шляхом мейозу формуються |
гаметофіт існує все життя в тілі |
|||||||||||||
тетради мейоспор. |
|
|
|
|
материнського спорофіта і не є окремим |
|||||||||
Спорангії |
можуть |
формувати |
щільні |
самостійним |
організмом. |
Водночас |
||||||||
скупчення – соруси, або ж навіть |
для цієї групи рослин характерний |
|||||||||||||
зростатися у синангії. Спорангії зазвичай |
більш |
складний |
спосіб |
розмноження |
||||||||||
розташовуються на певних визначених |
– насіннєвий. Хоча, слід мати на увазі, |
|||||||||||||
ділянках тіла рослини, які морфологічно |
що ці рослини не розмножуються, а |
|||||||||||||
відрізняються від інших її частин. |
лише поширюються насінинами, тому |
|||||||||||||
Переважно |
|
спорангії |
розміщуються |
на |
використання цього терміну не завжди є |
|||||||||
спеціалізованих листках, що називаються |
коректним. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
спорофілами, або ж |
на різноманітних |
|
|
|
|
|
|
|
|