Собственно бесполое размножение

Осуществляется специализированными клетками – спорами или зооспорами. Споры имеют твердую стенку и распространяются ветром, зооспоры не имеют твердой стенки и передвигаются при помощи жгутиков. Они образуются внутри органов бесполого размножения – спорангиев или зооспорангиев. У низших растений это одноклеточный орган, у высших – многоклеточный. Разнообразие спор велико.

По происхождению и назначению их подразделяют на .две группы.

В первую группу входят споры (зооспоры), которые образуются путем митотического деления и способны непосредственно воспроизводить новую особь, сходную с материнской. При созревании они покидают материнский организм и обычно служат для размножения и распространения. Размножение такими спорами свойственно низшим растениям.

Во вторую группу входят споры, которые не могут воспроизвести материнскую особь. Они гаплоидны (n), так как образуются в результате мейоза. Такие споры бывают у высших растений, а также у некоторых водорослей. У последних из споры вначале вырастает заросток (проталлий, протонема), на котором происходит половое размножение.

Половое размножение

Суть полового размножения или воспроизведения состоит в формировании растением специализированных клеток – гамет (n), в попарном их слиянии (оплодотворении) и образовании зиготы (2n), из которой вырастает новое растение.

Гамета– это половая клетка, ядро которой содержит гаплоидное число хромосом. Гаметы всегда гаплоидны. Сливающиеся гаметы могут различаться между собой по структуре (форме, величине, подвижности), но обязательно физиологически, то есть по полу и по наследственности.

При слиянии мужской и женской гамет происходит образование диплоидной зиготы, из которой развивается новый организм. В результате слияния гамет в новом организме объединяются материнская и отцовская наследственность.

Сущность полового процесса едина для всех живых организмов, а его формы разнообразны. Различают следующие типы полового процесса: хологамия, конъюгация, изогамия, гетерогамия и оогамия.

Хологамия – слияние гаплоидных одноклеточных, внешне неотличимых организмов друг с другом. Этот тип полового процесса характерен для некоторых одноклеточных водорослей. В данном случае сливаются не гаметы, а целые организмы, выступающие в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота обычно сразу же делится мейотически (зиготическая редукция) и образуется 4 дочерних гаплоидных одноклеточных организма.

Конъюгация –собой формой полового процесса является конъюгация, характерная для некоторых нитчатых водорослей. Отдельные гаплоидные клетки нитевидных талломов, расположенных близко друг от друга, начинают образовывать выросты. Они растут навстречу друг другу, соединяются, перегородки в месте стыка растворяются, и содержимое одной клетки (мужской) переходит в другую (женскую). В результате конъюгации образуется диплоидная зигота.

Изогамия – слияние гамет, морфологически сходных между собой, то есть одинаковы по форме и размерам, но физиологически они разнокачественны. Данный половой процесс характерен для многих водорослей и некоторых грибов. Изогамия происходит только в воде, для передвижения в которой гаметы снабжены жгутиками. Они очень похожи на зооспоры, но имеют меньшие размеры.

Гетерогамия – слияние подвижных половых клеток, сходных по форме, но различающихся размерами. Женская гамета в несколько раз больше мужской и менее подвижна. Гетерогамия характерна для тех же групп организмов, что и изогамия, и также происходит в воде.

Оогамия – характерна для некоторых водорослей и всех высших растений. Женская гамета – яйцеклетка – крупная и неподвижная.

Гаметы формируются в специальных органах, называемых гаметангиями: мужские – в антеридиях, женские – у низших растений в оогониях, а у высших – в архегониях. У низших растений гаметангии как и спорангии, одноклеточные, а у высших – многоклеточные.

Рис. 4. Типы полового размножения: 1 – изогамия; 2 – гетерогамия:

                                                             3 – оогамия;   4 – коньюгация.

Сперматозоиды способны передвигаться только в воде. Поэтому наличие воды – обязательное условие для оплодотворения у всех растений, за исключением семенных. У большинства семенных растений мужские гаметы утратили жгутики и называются спермиями.

Специализация гамет служит показателем уровня эволюции. Наиболее примитивной формой полового процесса является изогамия,

Чередование ядерных фаз в жизненном цикле

В индивидуальном жизненном цикле высших и некоторых низших растений наблюдают последовательность и взаимную связь бесполого и полового размножения. На основе анализа ядерных фаз при размножении установлено, что спорофит, то есть особь, которая производит споры второй группы и их вместилища (спорангии), состоит из клеток, имеющих диплоидный набор хромосом (2n).

При образовании спор происходит мейоз, так что споры всегда гаплоидны (n).

Из споры образуется гаметофит с органами полового размножения, продуцирующими половые клетки – гаметы.

Все клетки гаметофита, в том числе и гаметы, гаплоидны (n).

В результате полового процесса (оплодотворения, слияния гамет) возникает зигота (2 n), а из зиготы вновь образуется спорофит (2 n).