Чередование поколений

Жизненный цикл фораминифер

Цикл развития фораминиферы Myxotheca arenilega (пo Грелю): 1 - одноядерный гамонт, 2 - гамонт после образования ядер гамет, 3 - копуляция гамет, 4 - зигота, 5 - молодой агамонт, 6 - растущий агамонт, 7 - мейоз (момент редукции); 8 - образование агамет, 9 - молодая агамета (гамонт)

Жизненный цикл фораминифер распадается на два основных этапа: шизогонию, или агамогонию - бесполое воспроизведение со стадией образования мерозоитов (эмбрионов) и заканчивающееся образованием гаплоидного поколения - мегасферических гамонтов; и гамогонию - половое воспроизведение, в конечном итоге которого восстанавливается диплоидное состояние - образуются микросферические шизонты; этот второй этап сопровождается образованием многочисленных половых элементов - гамет и попарным слиянием этих последних.

Малярийный плазмодий (Plasmodium)

При укусе комар вводит в ранку слюну, в которой содержатся спорозоиты (клетки, получающиеся в результате образования спорогонии в течение жизненного цикла. Содержимое зиготы, образующейся при слиянии половых клеток, подвергается повторному делению, в результатекоторого образуется несколько спорозоитов).

С током крови они попадают в печень и внедряются в клетки эпителия, где размножаются путем шизогонии

(тип размножения простейших класса споровиков, характеризующийся многократным делением ядра и последующим распадением клетки на множество дочерних клеток (мерозоитов)

Следующее поколение клеток (мерозоиты) внедряются в эритроциты. В эритроците вначале одноядерный, затем многоядерный шизонт питается гемоглобином. После деления паразита эритроциты лопаются, а продукты обмена веществ попадают в кровь и вызывают лихорадочное состояние.

Размножение паразитов при отсутствии лечения неизбежно заканчивается смертью. Больные малярией являются источником заражения комаров.

Часть мерозоитов в эритроцитах превращается в гаметоциты (гамонты, стадии подготовки к половому процессу). В кишечнике комара, напившегося крови больного, микрогаметоциты дают начало микрогаметам (мужским половым клеткам), а макрогаметоциты - женским макрогаметам. Гаметы копулируют, подвижная зигота внедряется в стенку и выходит на внешнюю поверхность кишечника комара, где образует цисту.

Деление паразита под защитой оболочки название спорогонии, а мелкие дочерние клетки соответственно называют спорозоитами.

Из лопнувшей цисты масса спорозоитов поступает в слюнные железы и накапливается, ожидая следующего кровососания.

Виды малярийных плазмодиев различаются сроками развития в эритроцитах, а поскольку размножение паразитов происходит синхронно, малярия сопровождается четко выраженными приступами; соответственно различают трехдневную (Plasmodium vivax), четырехдневную лихорадки (P. malariae) и наиболее тяжелую (смертельную) форму, с нерегулярными приступами - тропическую малярию (P. falciparum)

Чередование поколений у высших споровых растений

Механизм первичного чередования заключается в том, что на растениях спорофитного поколения развиваются споры, которые на основе мейоза дают гаплоидные мужские и женские гаметофиты. На последних развиваются спермии и яйцеклетки. Оплодотворение яйцеклетки дает начало диплоидному спорофиту. Таким образом, клетки гаметофита содержат гаплоидный набор хромосом, а спорофита — диплоидный набор, т. е. у растений чередование поколений связано со сменой гаплоидного и диплоидного состояний.

Схема изменений соотношения гаметофита (n) и спорофита (2n) в эволюции растений.

1 - водоросли

2 - мхи

3 - папоротники

4 - голосеменные

5 - покрытосеменные (цветковые)

В ходе эволюции развитию подвергался спорофит, тогда как для гаметофитов характерна редукция.

Примеры:

Мхи - преобладающим является гаметофит (гаплоидное поколение), на котором живет спорофит. Папоротникообразные - преобладающим является спорофит (диплоидное поколение) в виде хорошо развитого растения со стеблями и корнями, а гаметофит представлен слоем клеток, которые образуют пластину, прикрепляющуюся к почве с помощью ризоидов.

Голосеменные - гаметофит уменьшается до небольших количеств клеток

Покрытосеменные - мужской гематофит представлен лишь двумя клетками, женский — семью, тогда как спорофитом у голосеменных и покрытосеменных является само растение.

Проросшие споры (стадия протонемы)

Сорус папоротника

Папоротник: 1 — внешний вид папоротника (бесполое поко­ление) ; 2 — долька листа с нижней стороны (видны сорусы, одетые покрывалом);3 — разрез соруса (с — спорангии, п — покрывало); 4 —отдельный спорангий, из которого вы­сыпаются споры.

Спорангии с сорусами

Женские шишки

Мужские шишки

Схема строения репродуктивных органов хвойных на примере сосны (Pinus):

А - строение и расположение мужских шишек:

1 - часть побега с мужскими шишками в пазухах кроющих чешуй;

2 - мужская шишка (микростробилы);

3 - микроспорофилл со спорангием (внутри тетрады микроспор);

4 - микроспора; к.ч - кроющая чешуя; в.л - нижний вегетативный лист; мс - микроспоро.филл; сп - спорангий;

Б - строение и расположение женских шишек (констробилов):

1 - часть побега с женскими шишками;

2 - женская шишка;

3 - комплекс кроющей и семенной чешуи - шишечный комплекс разных сроков развития: а - с тетрадой мегаспор; б - с женским гаметофитом (эндоспермом); в - с зародышем.

Строение семяпочки цветкового растения

Изоморфная смена поколений (ульва)

Гетероморфная смена поколений плаун)