Способы естественного вегетативного размножения.

1. Побегами. В простейших случаях у некоторых растений (ряски, элодеи) это происходит путём отделения побегов от материнского растения.

В большинстве случаев вегетативное размножение осуществляется ползучими побегами - плети, усы, столоны – которые представляют переход от типичных вертикальных стеблей к корневищам – земляника, костяника, живучка ползучая, будра, барвинок, малина, ежевика, лютик ползучий, лапчатка гусиная и др. Растут побеги обычно в направлении свободных мест, стелются по земле, и в узлах образуют придаточные корни, а почки из пазух листьев образуют вертикальные олиственные побеги. Междоузлия ползучих побегов затем отмирают, теряют связь с материнским растением. Длина годичных побегов может быть от 4 см (некоторые камнеломки) до 1,5 м (земляника). Одно растение земляники может дать за два года 200 новых растений.

2. Корневищами. По своему происхождению это подземные побеги с запасом питательных веществ. В пазухах их чешуйчатых листьев закладываются и развиваются почки, которые дают новые растения. Ежегодный прирост корневищ у лютиковой ветреницы, душицы – 5-10 см, тысячелистника, хвоща полевого – 10-15см, пырея ползучего, сныть-травы – 25-30 см, иван-чая - 85 –100, подбела, -100-150, сахалинской гречихи – 150 – 300см.

На коротких побегах почки сближены, на длинных нет. Поэтому в первом случае получаются скученные, в другом – разреженные надземные побеги. Когда корневища сгнивают, новое растение становится самостоятельным.

Корневища разрастаются во все стороны и растения (особенно длиннокорневищные) быстро занимают большую площадь. Корневищами размножаются лекарственные растения: марена красильная, мята перечная, пассифлора, аир, ирис, ревень, ландыш, спаржа.

Способность размножаться корневищами обеспечивает относительное постоянство лугов, несмотря на то, что они ежегодно скашиваются до образования репродуктивных органов. В то же время корневищные сорняки (пырей ползучий) приносят много бед нашему земледелию.

3. Луковицами. Луковица представляет собой сильно укороченный стебель (донце) с обильно разросшимися листьями. Бывают луковицы подземные (лук, тюльпаны, гладиолусы, крокусы, лилии) и надземные (зубянки, очитки, ситники, некоторые луки, чеснок, отдельные лилии, т.н. живородящие). У лилий луковички образуются на побегах в пазухах листьев, а у видов лука, чеснока на цветоножках в соцветиях. Отпадая, они прорастают и дают начало новому растению. Подземных луковиц бывает довольно много. Например, определено, что в почвах Центральной черноземной области имеется часто 400 – 600 кг луковичек дикого чеснока на 1 км².

4. Клубнями. Клубни бывают стеблевого (картофель, топинамбур) и корневого (ятрышник, любка, георгин) происхождения. Клубни стеблевого происхождения дают новое растение, корневого - образуют только корни, а для образования надземной части необходимо, чтобы они имели часть прикорневой шейки с почкой.

5. Отпрысками. Надземные побеги, развивающиеся из придаточных корневых почек – осина, иван-чай, льнянка, осот, одуванчик, хрен и др. после отмирания корневой системы материнского растения новое растение становится самостоятельным.

6. Зимующими почками. Водные растения – пузырчатка, некоторые рдесты, телорез и др. – на вершинах стеблей или боковых побегов образуют зимующие почки, богатые крахмалом. Осенью они опускаются на дно (самостоятельно или вместе с материнским растением). Весной почки всплывают, прорастают и дают начало новому растению.

Способы искусственного вегетативного размножения. Как правило, в естественных условиях оно отсутствует и возникло в результате вмешательства человека для ускорения размножения, улучшения качества посадочного материала, сохранения сортов и др.

1. Делением куста. Куст из нескольких побегов разделяют (побеги и корни) и каждую часть высаживают на самостоятельное место (картофель, примула, щавель, ревень).

2. Отпрысками. От материнского растения отделяют (выкапывают) порослевые побеги и высаживают на самостоятельном месте (малина, черёмуха, облепиха).

3. Отводками. Существо этого приёма состоит в том, что сначала части растения – побеги, корни, листья – отводят, присыпают землёй и поливают, чтобы образовались корни (укореняют), а затем отделяют от материнского растения и высаживают на самостоятельное место (алоэ древовидное, шелковица, виноград, фикус, смородина и др.).

4. Черенками. Отделяют (срезают) части растения (побега, корня, листа), укореняют их (обычно в парниках, ящиках), а затем высаживают на постоянное место (лимонник китайский, чай почечный, бегонии, гиацинты.)

5. Корнями. Осенью, после снятия урожая, выкапывают корни с пеньками (нижней частью стебля), очищают от сухих, повреждённых корней, сортируют. В течение зимы хранят в траншеях. Весной высаживают в грунт (паслён дольчатый).

6. Прививкой. Почка или черенок одного растения (привой) сращивается с другим растением (подвой), имеющим корневую систему. В результате обмена пластическими веществами между привоем и подвоем развивается новая особь. Прививкой размножается большинство культурных плодовых растений. Существует более 15 видов различных способов прививки.

Половое размножение. Характеризуется слиянием двух клеток – гамет (мужской и женской) и их ядер и образованием одной – зиготы. Зигота даёт начало новому организму, способному развить свойства и признаки родительских форм. Этот новый организм начинает жизнь заново и повторяет цикл индивидуального развития, присущий его близким и далёким предкам.

При половом размножении происходит полное обновление жизни путём соединения различных наследственных задатков (материнских и отцовских), в результате получается генетически разнородное потомство с более широкими приспособительными возможностями.

В зависимости от степени дифференциации, половой выраженности гамет различают 4 вида полового процесса.

1. Зигогамия – слияние обычных не дифференцированных в половом отношении клеток (многие грибы).

2. Изогамия – слияние подвижных, морфологически одинаковых гамет (форма, размер). Во многих случаях они различаются физиологически, т.к. соединяются не в любой комбинации (многие зелёные водоросли).

3. Гетерогамия – слияние подвижных, морфологически различных (по размерам) гамет – мужская меньше, женская – крупнее (некоторые зелёные и бурые водоросли).

4. Оогамия – слияние морфологически различных гамет: женской – крупной, неподвижной, мужской – мелкой, подвижной.

Гаметы образуются в особых гаметангиях - одноклеточных у низших растений и многоклеточных – у высших. Яйцеклетки образуются в оогониях (у водорослей и грибов), архегониях – у высших споровых растений. Архегоний – это многоклеточное образование колбовидной формы: расширенная часть – брюшко, содержит яйцеклетку, узкая часть – шейка выполнена канальцевыми клетками, заполнена слизью. Сперматозоиды развиваются в антеридиях, обычно мешковидной формы.

Смена ядерных фаз. При слиянии половых клеток (гамет) и их ядер хромосомы не сливаются, образуется копуляционное ядро с двойным – диплоидным набором хромосом (2n). При образовании гамет идёт редукция хромосом и ядра половых клеток содержит одинарный - гаплоидный (n) набор хромосом.

Таким образом, переход от гаплоидного к диплоидному состоянию происходит при оплодотворении, а от диплоидного к гаплоидному - путём редукционного (мейоза) деления ядра во время микро – и мегаспорогенеза. В результате в жизненном цикле может доминировать гаплоид (многие водоросли, грибы, мхи), у других – диплоид (бурые водоросли, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные, покрытосеменные).

Чередование поколений. У большинства растений размножение происходит бесполым и половым путём. У многих из них со сменой ядерных фаз происходит и чередование поколений: полового – гаметофита и бесполого – спорофита.

Во многих случаях одно поколение доминирует в цикле развития, а другое морфологически развито слабее, а в ряде случаев –не способно к самостоятельной жизни. Например, у мхов спорофит в виде спорогония (коробочки) со спорами живёт на гаметофите и за его счёт.

У папоротников, хвощей, плаунов гаметофит и спорофит существуют раздельно; доминирует спорофит.

У семенных растений доминирует спорофит, мужской и женский гаметофиты развиваются раздельно.

Эволюционное значение чередования поколений состоит в обеспечении обильного и биологически разнокачественного потомства.

Заключение. Растения обладают весьма совершенными способами размножения. Бесполое и вегетативное размножение обеспечивают, главным образом, количественное увеличение особей и сохранение видов, а половое – их совершенствование и новообразование, путём увеличения качественного разнообразия потомства.

 

 

38. Генеративные органы растения. Происхождение цветка, строение, формула и диаграмма цветка.

Главная отличительная черта покрытосеменных- наличие цветка.

Существует несколько теорий происхождения цветка:

1. Цветок - видоизмененный спороносный побег - эвантиевая или стробиллярная теория. Цветок - укороченный и сильно ограниченный в росте спороносный побег, в котором мегаспорофиллы превращены в плодолистики, а микроспорофиллы - в тычинки; цветок служит для образования спор и гамет, для полового про­цесса, после которого образуется семя и плод.

2.Цветок - видоизмененное соцветие, а все части цветка - сросшиеся про­стые цветки – псевдантиевая теория.

Части цветка:

-цветоножка - стеблевая часть цветка;

-цветоложе - расширенная часть цветоножки, к которой прикрепляются все другие части. Может быть плоским, выпуклым, вогнутым и т.д., а также дискообразные, блюдцеобразные, конические.

- Calyx - чашелистики - наружная часть околоцветника - чашечка; может быть цветной, зеленой; свободнолистной или сростнолистной. Чашелистики по форме могут быть шиловидными, ланцетовидными. Двойной круг чашелистиков образует подчашие.

- Cоrolla - лепестки - составляют венчик, как правило окрашены. Могут быть свободными и сросшимися, разнообразной формы и величины. Чашелистики и лепестки образуют двойной околоцветник. Если в цветке имеются только чашелистики или только лепестки – околоцветник простой - Perigonium. Околоцветник служит: 1) покровом для спорофиллов, 2) для привлечения насекомых.

Внутрь от околоцветника на цветоложе расположены тычинки - Androceum - и пестики - Gineceum.

Тычинки – микроспорофиллы, состоят из тычиночной нити и пыльника. Реду­цированные тычинки (без пыльников) - стаминодии. Пыльник состоит из двух половинок, разделенных связником, в каждой имеется по два гнезда, где созревает пыльца. Число тычинок различно - от одной до нескольких десятков. Могут быть свободные и сросшиеся, поэтому андроцей может быть однобратственным, двубратственным, многобратственным.

Внутренний участок цветоложа занят гинецеем, т.е. совокупностью мегаспорофиллов (или карпелл), образующих пестик (один или несколько).

Состоит из завязи (нижняя расширенная часть), столбика и рыльца. Стол­бик может отсутствовать - рыльце сидячее. Форма рыльца разнообразна: головчатое (слива, черешня, вишня); двухлопастное (валериана); трехлопастное (колокольчик); звездчатое и т.д.

Пестик образуется в результате срастания мегаспорофиллов, на внутренней сто­роне их развиваются семяпочки.

Завязь по положению на цветоложе бывает верхняя (цветок подпестичный), средняя или полунижняя (до половины срастается с цветоложем), нижняя – все части цветка расположены над завязью (цветок надпестичный).

Типы гинецея.

1) монокарпный - из одного плодолистика

2) апокарпный – из нескольких плодолистиков, каждый из которых образует собственный пестик (самый примитивный); семяпочки постенные (магнолия).

3) ценокарпный – один пестик из нескольких сросшихся плодолистиков; семяпочки в центре или на краях сросшихся мегаспоролистиков:

- синкарпный - многогнездная завязь;

- паракарпный - одногнездная завязь, постенная плацентация;

- лизикарпный – одногнездная завязь, семяпочки в центре.

Карпеллы могут срастаться полностью в 1 пестик, от завязи до рыльца; иногда только завязями, а столбики свободны; иногда завязями и столбиками, а рыльца свобод­ны.

Актиноморфный цветок, когда можно провести несколько плоскостей симметрии (табак, лен, хлопчат­ник).

Зигоморфный - не более одной плоскости (бобовые, губоцветные, фиалка).

Асимметричные - ни одной плоскости.

ФОРМУЛА. Строение цветка можно выразить в виде формулы или диа­граммы. Части цветка подчиняются правилам листорасположения. Формула - буквенное и цифровое выражение. *Са ₅ Со ₅ А G

ДИАГРАММА - графическое выражение строения цветка