Цикл развития разноспорового папоротника сальвинии плавающей. Цикл развития голосеменных растений. Понятие о цикле воспроизведения, смене поколений, смене ядерных фаз.

Представляют интерес разноспоровые водные папоротники. Примером может служить сальвиния плавающая, также относящаяся к классу многоножковых. Это небольшое плавающее растение, в микро- и мегаспорангиях которого созревают микро- и мегаспоры. Из микроспор развиваются сильно редуцированные мужские гаметофиты, состоящие из двух вегетативных клеток и двух антеридиев, в каждом из которых образуется всего по 4 сперматозоида. Женский гаметофит, находящийся внутри мегаспоры, состоит из нескольких 40 клеток, заполненных питательными веществами, и 3-5 архегониев. При слиянии сперматозоида и яйцеклетки образуется зигота, дающая начало диплоидному спорофиту. В целом жизненный цикл сальвинии сходен с циклом развития селягинеллы.

Циклы развития голосеменных представляют собой как бы переходную ступень между циклами развития папоротников и покрытосеменных. Так, например, сосна образует шишки двоякого рода — мелкие мужские, не более 2,5 см в длину, и крупные женские, достигающие у некоторых видов 45 см в длину. Женская шишка состоит из ряда чешуек, на поверхности каждой из которых находится по две семяпочки. В каждой семяпочке имеется диплоидная макроспоровая материнская клетка. Последняя делится мейотически, с образованием четырех гаплоидных макроспор, из которых лишь одна функционирует и развивается в многоклеточный макрогаметофит. На каждом таком макрогаметофите имеется по 2— 3 женских половых органа (архегония), содержащих по одной крупной яйцеклетке. На нижней стороне каждой чешуйки мужской шишки находится по два микроспорангия. В этих микроспорангиях имеется большое число микроспоровых материнских клеток, каждая из которых делится мейотически и образует четыре микроспоры. Находящиеся в микроспорангии, или в пыльцевом мешочке, микроспоры подвергаются делению и образуют четырехклеточный микрогаметофит, или пыльцевое зерно. Свободная пыльца разносится ветром. Достигнув женской шишки, пыльцевое зерно проникает в семяпочку через особое отверстие — микропиле — и соприкасается с макроспорангием.

   Может пройти больше года, прежде чем одна из клеток пыльцевого зерна превратится в пыльцевую трубку, которая прорастает через макроспорангий и достигает макрогаметофита. Другая клетка пыльцевого зерна делится, образуя не подвижный сперматозоид, как у низших растений, а два мужских генеративных ядра. Когда конец пыльцевой трубки достигает шейки архегония и вскрывается, из него выходят два мужских ядра, которые оказываются рядом с яйцеклеткой. Одно из них сливается с ядром яйцеклетки, образуя диплоидную зиготу, а другое исчезает. После оплодотворения зигота делится и дифференцируется, образуя зародыш спорофита, окруженный тканями женского гаметофита, а также тканями материнского спорофита. Весь этот комплекс представляет собой семя.

   Ткани макрогаметофита, снабжающие развивающийся зародыш питательными веществами, образуют эндосперм. Однако они состоят из гаплоидных клеток, а не из триплоидных (3n), как клетки эндосперма покрытосеменных, хотя и те и другие служат для обеспечения зародыша питанием. После кратковременного периода роста, в течение которого формируются несколько листовидных семядолей, эпикотиль (дающий начало стеблю) и гипокотиль (дающий начало первичным корням), зародыш переходит в состояние покоя и остается в этом состоянии, пока не упадет на землю. Попав в благоприятные условия, семя прорастает и развивается в зрелый спорофит — сосну.

цикл воспроизведения - чередование диплоидной и гаплоидной ядерных фаз у высших растений: соответственно бесполого поколения – спорофита и полового поколения – гаметофита.

СМЕНА ПОКОЛЕНИЙ, цикл из двух поколений, при помощи которого происходит воспроизводство растений и некоторых водорослей. Бесполая диплоидная форма СПОРОФИТ производит гаплоидные СПОРЫ, из которых в свою очередь вырастает половая форма (ГАМЕТОФИТ). Гаметофит порождает яйцеклетку, которая оплодотворяется мужской гаметой, и получается диплоидная зигота, порождающая новый спорофит.

СМЕНА ЯДЕРНЫХ ФАЗ — смена гаплоидной генеративной фазы в онтогенезе растений диплоидной, и наоборот (напр., у многих водорослей).