curs 4

Ferigi sunt printre cele mai vechi grupuri de plante superioare. Potrivit vechimii sale, ele sunt al doilea numai la Rhyniophyta și lycopsids și au aproximativ o vârstă geologică cu tuiuri. Dar, în timp ce Rhyniophyta fost mult timp dispărut, și lycopsids și coada-calului joacă în vegetația modernă este rol foarte modest, ferigi continuă să prospere, există aproximativ 10.000 de specii. Deși acum în capacul de vegetație a Pământului, au jucat un rol ceva mai mic decât în ​​epocile geologice din trecut.

Comparativ cu mosses, ferigi mult mai potrivite pentru stilul de viață pe uscat: ele au frunze mari, aceste rădăcini adventive și un sistem de conductor bine dezvoltat.

Și totuși, cea mai mare varietate de ferigi remarcat în păduri umbroase și umede, mai ales tropicale.

Printre ferigi moderne, dominate de forme erbacee cu frunze mari și stem imature. Formele Woody se gasesc numai la tropice, unele exemplare ajunge la 25 m în înălțime.

Sporofite este faza dominantă în ciclul de viață al ferigi. Caracteristici ravnosporovyh ciclul de viață ferigă considerăm exemplul Dryopteris de sex masculin (Dryopteris filix-masă).

Dryopteris de sex masculin - plantă erbacee acaulescent cu frunze mari, care sunt numite vayami. Spre deosebire de frunze convenționale, frunze cresc fără bază și de top, cum ar fi varza, și de a dezvolta pentru o lungă perioadă de timp. Doi ani ei stau sub pământ, și numai în al treilea an la suprafață vin tineri laminate-ulitkovidno frunze foarte specifice. În viitor, acestea sunt îndreptați rapid afară și să devină tipice fronds-frunze mari.

În a doua jumătate a verii pe partea inferioară a lamei de frunze apar grupuri de sporangiospori numite sori. O secțiune transversală prin SORUS văzut numeroase sporangiospori clavate pe picioare. Sporangiospori atașat la placenta, iar partea superioară acoperită cu un fel de protecție umbrela voal - induziumom.

De-a lungul timpului, sunt formate Sporangiile unui țesut sporogenic diploide ca urmare a spori haploizi tetradă meiotice. monostrat de perete sporangie și constă dintr-un celule cu pereți subțiri, numai creasta sa este o serie de celule, secreta ziduri puternice îngroșat-potcoavă - așa-numitul inel. Cu toate acestea, în inel incomplet Dryopteris și în partea sa inferioară să rămână în afara porțiunii de inel - gura sporangie. Acesta a fost în acest loc mic în viitor și există o ruptură a sporangie.

Inelul este un dispozitiv prin care se produce ruperea sporangiospori si sporii disipare. Când uscarea celulelor în inele creează o presiune mare, care tinde să se îndrepte inelul. Mai devreme sau mai târziu, nu se ridice în picioare și exploziile sporangie în gură. Eliberată de unbent inel de tensiune, iar apoi revine brusc la poziția inițială, aruncând spori ca o catapulta.

Odată ajuns în condiții favorabile, cum ar fi solul umed, sporii germinează și dezvoltat într-un mic (aproximativ 1 cm în diametru) trombocite inima-verde, numit prothallia. Zarostok este un fel de gametofit ferigă.

Pe partea de jos, care este fixat pe sol zarostok dezvolta numeroase rizomi. În plus, aici se formează numeroase organe sexuale: antheridia și archegonium.

Sub prothallia plăcuței se acumulează întotdeauna umiditate evaporarea din sol, astfel încât în ​​afara de antheridium a spermei, de obicei, să înoate ușor la archegonium, pătrunde și fertiliza un ovul.

Rezultată zigot diploid fertilizate dă naștere tânără sporofit că în timp ce rămâne atașat la prothallia și parțial alimentate pe cheltuiala sa. Cu toate acestea, foarte curând zarostok moare, și au devenit mai puternici tânăr sporofit începe o existență independentă.

Astfel, ferigile sunt clare plante exemplu în care sporofite și gametofit existente organisme sunt ele însele doar o perioadă scurtă de timp pentru a combina în ciclul de viață.

semințe de plante ca gimnosperme, și flori, diferite de toate celelalte reprezentanți ai lumii de plante care se reproduc prin semințe, mai degrabă decât prin intermediul spori.

Care este sămânța și ce semnificație biologică?

Poate părea ciudat, dar toate plantele de semințe ca gimnosperme, și plante cu flori sunt, în același timp, plantele - heterosporous. Acest lucru înseamnă că disputele au două tipuri diferite - microsporilor (spori de sex masculin) și megaspory (spori de sex feminin). Prima dă naștere la un gametofit de sex masculin, iar al doilea - de sex feminin. În acest sens, semințe de plante nu diferă de acele plante fără semințe heterosporous ca Marsilio și Salvini. Cu toate acestea, există diferențe semnificative între ele.

În timp ce procesul de fertilizare in toate plantele superioare fără sâmburi are loc în apă, reproducerea în semințe de plante au apărut independent de apă. Cu această sămânță de plante se pot reproduce sexual, chiar și în deșert, chiar și în sezonul fără ploi. Cum se întâmplă acest lucru?

In timp ce marea majoritate a plantelor superioare fără sâmburi megaspory scutite de megasporangia, în semințe de plante este singura lor megaspory matură rămâne închisă definitiv în termen de megasporangia și aici, în interiorul megasporangia, este dezvoltarea procesului de gametofit și fertilizare de sex feminin.

Megasporangia în semințe de plante este înconjurat de un capac de protecție specială, numită tegumentului. Megasporangia cu jurul său tegumentului numite ovule. Este într-adevăr este germenele seminței (rinichiul), din care semințele se dezvoltă după fertilizare. După cum știm deja, dezvoltarea megaspory, precum și dezvoltarea gametofit feminin se întâmplă în interiorul megasporangia, și, prin urmare, în cadrul ovulului. În interiorul procesului de fertilizare ovulului si dezvoltarea embrionului. Acest lucru asigură o fertilizare independentă de apă, autonomia sa.

megasporangia + = tegument ovulului

În procesul de dezvoltare a embrionului în ovul devine sămânță - unitatea de bază de așezare a plantelor de semințe. Marea majoritate a plantelor de semințe este transformarea într-un ovul matur, gata să germineze semințele se produce pe planta mamă. Dar plante primitive pot ovul se desprinde înainte de formarea embrionului, chiar înainte de fertilizare și dezvoltarea embrionului fertilizarea și are loc pe suprafața solului. Este evident că aceste semințe reprezintă o etapă anterioară de evoluție a semințelor. Dar, cu toate acestea, fie pe planta mama sau pe sol, embrionul este format mai devreme sau mai târziu, și, în ambele cazuri, se transformă ovulul semințelor.

Pentru semințele primitive, inclusiv semințele sagovnikovyh, caracterizat prin absența unei perioade latente. Pentru majoritatea plantelor de semințe caracterizate printr-o perioadă mai mult sau mai puțin prelungite de repaus. Perioada de repaus este de o mare importanță biologică, deoarece face posibilă pentru a supraviețui sezonului nefavorabil al anului, și, de asemenea, contribuie la o reașezare mai îndepărtată.

Fertilizarea internă, dezvoltarea embrionului în interiorul ovulului și apariția unor unități de decontare noi, extrem de eficiente - semințe - sunt principalele avantaje ale semințe de plante biologice, care le-a dat posibilitatea de a se adapta mai bine la condițiile de sol și de a realiza o dezvoltare mai mare decât ferigile și alte plante superioare fără sâmburi.

În cazul în care reproducerea sporilor de fiecare dată când a produs un număr foarte mare de ele, de obicei milioane de semințe care au nevoie de o cantitate relativ mică. Acest lucru este de înțeles, din moment ce seed unitate mult mai fiabile decât de soluționare a litigiului. Semințele este deja conținută, și într-o foarte bună, embrion de ambalare de încredere - un sporofit mic cu coloana vertebrala, plumule si frunze embrionare - cotiledoane. Ar trebui să fie eliberat din stratul de semințe - el ia cu ușurință rădăcină și începe să viață independentă. În plus, semințele conține o sursă de nutrienți și aparate enzimatice esențiale pentru eliminare. In aceasta există ceva care seamănă vag grija puilor din regnul animal.

Seed - aceasta este cu adevărat o capodoperă mică de evoluție.

Acum este necesar să se meargă la problema originii ovulului. Dar mai întâi, facem cunoștință mai detaliat cu structura sa.

Dacă urmărim dezvoltarea ovulului de la începutul fondării sale, este ușor de observat că megasporangia (nucela) are loc sub formă de tubercul, constând din celule meristematice mici. Această protuberanță dobândește tegument apoi apare sub forma unei nucela pe bază inelară talonului. Dar ingument nu complet nucela supradezvoltat - marginile sunt lăsate deschise în partea superioară a unui canal îngust - micropyle (din limba greacă -. Micros - mici, Pyle - porți). Prin acest canal pentru a pătrunde în interiorul microsporului în timpul fertilizării. Ovulului atașat la placenta prin tulpină sămânță. Capătul inferior al ovulului unde ingument duce la semințe tulpini sunt numite - chalaza (din chalaza grecesc. - tubercul).

ingumenta Originea lung sfidat explicație satisfăcătoare. Inițial asumat originea ingumenta caliciului exterioare (induziuma) ferigi. Dar induzialnaya ipoteza ingumenta a originii este acum doar de interes istoric. Mult mai plauzibilă este așa-numita „ipoteza Sinangialnaya“. Conform acestei ipoteze, propusă de palaeobotanist britanic Margarita Benson (1908), este o sterilizare in curs de inel ingument, condensat și alipite sporangiospori înconjoară megasporangia funcționării centrale și micropyle corespunde diferenței inițiale dintre vârfurile Sporangiile. Cu alte cuvinte, ovulul este de fapt sinangiem (acumulare sporangiospori), în care toate, dar unul dintre sporangiospori sterilizate și capac format (ingument) numai fertil (adică rod) sporangium.

Bune confirmare ipoteze sinangialnoy sunt primitive ferigi de semințe de ovule pe cale de dispariție. Aceste ovule au segmentat, ruptă în segmente ingumentom. Fiecare actiune corespunde unui sporangi steril.

Interesant însă, că ingumenty segmentat primitiv cunoscut nu numai gimnosperme paleozoic pe cale de disparitie, dar, de asemenea, în cicade vii.

Toate aceste fapte indică faptul că ovulului este, în esență, un sinangy modificat și foarte specializat. În ciuda acestui fapt, ovulul este considerat ca fiind o evoluție tumorală foarte mare.

După cum știm deja, gimnosperme, la fel ca toate plantele de semințe, sunt heterosporous. Microsporii sunt formate în microsporangiums și megaspory lor - în megasporangia (nucela) ovule.

Microsporangia dezvolta pe microsporophylls și ovule - pe megasporophylls. Microîntreprinderile și megasporophylls gimnosperme au un aspect diferit, mărimea și structura.

În grupul cel mai vechi și primitiv de gimnosperme - semințele ferigi - microsporophylls și megasporophylls așezat liber pe ordinare lăstari lungi. Toate celelalte gymnosperms acestea sunt colectate într-un strobila mai mult sau mai puțin compacte.

Strobila poate fi bisexuala, ca unii benetitov. Cu toate acestea, marea majoritate a gimnosperme strobila unisexuate, și anume sau constau numai din microsporophylls sau doar megasporophylls.

Strobila constând numai din microsporophylls numit strobilus de sex masculin sau microstrobiles. Strobila este compus din megasporophylls sunt numite strobili de sex feminin sau megastrobilov.

Structura strobili în gimnosperme se caracterizează prin extrem de diversă. În cele mai multe cazuri, acestea sunt încă fulg primitiv nu a pierdut complet aspectul lor sub formă de foaie și similaritatea cu sporophylls ferigi de semințe. Astfel, de exemplu, cirrus strobila tip modern Cycad (Cycas). Dar marea majoritate a gimnosperme strobila ajunge la un nivel foarte ridicat de specializare (în special conifere megastrobily).

Caracteristici ale ciclului de viață al gimnosperme, considerăm exemplul pin silvestru (Pinus sylvestris).

Pine - un copac mare este propagată de semințe. După cum se știe, semințele de pin și alte conifere sunt formate în conuri. Aceste umflaturi este strobili de sex feminin.

Mai puțin cunoscute sunt conuri așa numitele masculi (strobila), în care se maturizează polen. Ele apar la începutul verii și există un timp foarte scurt.

În secțiune longitudinală prin axa conului de sex masculin este eliberat bine, la care sunt atașate microsporophylls. La baza fiecărei fante sunt dispuse două sporangi mari (polen sac). Cuiburile umplut microsporangia pânză arheosporului.

proces microsporoge constă în aceea că celulele sunt divizate prin meioză tesut archesporial, având ca rezultat formarea de tetradă a microsporilor haploizi.

Fiecare microspori (granule de polen) are două straturi: un subțire intern - Intini și un exterior, rezistent și durabil - numit exină. O trăsătură caracteristică a microsporilor de conifere sunt așa-numitele pungi de aer care sporesc calitățile aerodinamice de polen, care este răspândit de vânt.

Haploizi, nucleul microspori începe să împartă cu mitoza obișnuită. Ca urmare a două diviziuni mitotice succesive formate patru celule, două prothallial. anteridialnaya și sifonogennaya.

Prothallial (protallium greacă -. Zarostok) celule sunt un vestigiu al corpului prothallia vegetativ. Aceste celule exista pentru un timp foarte scurt și distrus în curând.

Celulele - (Tub grecesc sifonului.) în creștere a tubului de polen de la sifonogennoy. Toate modificările ulterioare apar cu anteridialnoy celulei. Acesta este împărțit încă o dată și, ca urmare a acestei diviziuni, există celule stem și spermagennaya de celule. Celulele picioare numire nu este clar, dar celulele spermagennoy atunci când divizate a produs doi gameți de sex masculin - sperma. În acest proces microgametogenesis se termină.

Mai familiar pentru tine conuri de sex feminin (stroboscop) și are o axă, care poartă scalele de două tipuri: scale care acoperă membranoase, în axils din care se dezvolta solzi mari rod sau semințe. În partea inferioară a solzi de semințe plasate pe două ovulului.

Ambele procese: megasporogenesis și megagametogenez apar în ovulului.

proces megasporogenesis este organizat este foarte simplu: în cadrul nucela se deosebeste archespore de celule, care devine megaspores celula parentală. Ca urmare, divizia de reducere a celulelor formate megaspores Tetralogia, dintre care trei mor rapid și sunt alimentate numai rămas megaspory.

Din megaspory haploidă creste gametofit de sex feminin, care ia în cele din urmă aproape întregul volum de material seminal. Rolul funcțional al gametofit feminin este țesut de semințe nutritive - endosperma. Trebuie subliniat faptul că endospermul gimnosperme este un țesut haploidă, spre deosebire de endospermul triploid de plante cu flori.

superior gametofitul mikropilyarnom pol produce două archegonium tipic. Abdomenul fiecăruia dintre ei este un ou mare. După formarea de sex feminin ovulele gametofit gata pentru fertilizare.

Fertilizarea are loc în interiorul ovulului, spermatozoizii pe tubul de polen pentru a penetra archegonia și unul fuzionat cu ovocitul. A doua pereche de gameți, de obicei, nu dă un zigot. Acest tip se numește fertilizarea sifonogamiey.

De la zigot se dezvoltă cu timpul embrionul seminței. dezvoltarea embrionului - un proces foarte complex, cu privire la detaliile pe care ne vom concentra foarte superficial, așa cum face obiectul unei discipline separate - Developmental Biology, vei afla mai târziu.

Când împărțirea zigotul format două celule: bazale și terminale. Din celula terminală dezvoltă așa-numitele suspensii și de la bazal - embrion.

Structura gymnosperms de semințe mature consideră cel mai convenabil la exemplul așa-numita „nuca“ de pin siberian. Numele complet piuliței corespunzător într-un sens strict științific, deoarece - un tip de fructe, iar fructele sunt formate numai în angiosperme. Este mai corect să numim această structură a semințelor.

Mature de semințe de pin siberian are un capac solid, așa-numita coajă. Ele corespund straturilor exterioare ale tegumentului. Sub coajă situată plenochka auriu-maro, care prin natura sa este un tegument morfologic intern.

nucleu de semințe constă în principal din endosperm. La capătul vârf al miezului are un punct negru - micropyle vindecat. În jurul acestui punct negru este plasat un mic jabou bej - este tot ceea ce rămâne din nucela ovulului.

Dacă se taie cu grijă semințele de povdol, semințele pot fi detectate în interiorul canalului, în care se află embrionul. Embrionul este atașat la suspensie și constă din rădăcină embrionară, hipocotil - hipocotil și cotiledoane multor - frunze embrionare.