Спорові рослини, особливості будови, життєві цикли
Слово «суперечка» прийшло до нас із грецької мови. У перекладі воно означає «насіння» або «насіння». Йдеться про дуже маленьку освіту, розмір якої – приблизно 1 мкм. Сформувалися спорові рослини давно. Фактично вони – прямі нащадки тієї флори, що потрапила з океану на сушу.
Якщо говорити про найвищі спорові організми, то у них дуже цікавий життєвий цикл. Тут можна побачити чергування особин безстатевого та статевого видів. Відповідно, і розмноження, залежно від виду, йде статевим чи безстатевим шляхом. Повний життєвий цикл безперервний. Рослина утворює гаметофіт (орган статевого розмноження) та спорофіт (орган безстатевого розмноження). Еволюція дозволила розвиватися цим видам рослин двох напрямах. Вийшли дві великі групи: гаплоїдна та диплоїдна. Описуючи спорові рослини, приклади гаплоїдної групи яких – мохи, вчені довели, що вони більш розвинений статевий гаметофит. Спорофіт у гаплоїдної групи має підлеглий статус. Диплоїдний напрямок спорових організмів (хвощ та папороті) має сильно розвинений спорофіт, а гаметофіт у вигляді заростка. Статеве покоління завжди має антеридії та архегонії. Це чоловічі та жіночі органи. Чоловічі сперматозоїди рухливі, жіноча статева клітина статична. Щоб її запліднити, сперматозоїд повинен потрапити у водне середовище, яким зможе дістатися до мети. Запліднена яйцеклітина утворює зародок, з якого проростає нестатеве покоління, тобто спорофіт. Наступний етап розмноження відбудеться спорами, що розвиваються у спорангіях.
Відмінні ознаки :Спорові рослини не цвітуть. Цей вид біологічно неспроможний до цвітіння. Мають унікальний життєвий цикл.Статеве і безстатеве розмноження. Неможливість статевого запліднення без води. Якщо три ознаки притаманні розглянутій рослині, це споровий вид.
Включають наступні нині існуючі відділи: мохоподібні (Bryophyta), плауноподібні (Lycopodiophyta), псилотоподібні (Psilotophyta), хвощеподібні (Equisetophyta), папоротеподібні (Polypodiophyta).
Спорові рослини з'явилися наприкінці силурійського періоду, понад 400 млн років тому. Перші представники спорових мали невеликих розмірів і мали просту будову, але вже у примітивних рослин спостерігалася диференціація на елементарні органи. Удосконаленню органів відповідало ускладнення внутрішньої будови та онтогенезу. У життєвому циклі відбувається чергування статевого та безстатевого способів розмноження та пов'язане з цим чергування поколінь. Безстатеве покоління представленедиплоїдним спорофітом, статеве -гаплоїдним гаметофітом. Наспорофіті утворюютьсяспорангії, всередині яких в результаті мейотичного поділу утворюються гаплоїдні суперечки. Це дрібні, одноклітинні утворення, позбавлені джгутиків. Рослини, у яких всі суперечки однакові, називаються рівноспоровими. У більш високоорганізованих груп суперечки двох типів: мікроспори (формуються в мікроспорангіях), мегаспори (формуються в мегаспорангіях). Це різноспорові рослини. При проростанні суперечки утворюєтьсягаметофіт. Повний життєвий цикл (від зиготи до зиготи) складається згаметофіту (період від суперечки до зиготи) таспорофіту (період від зиготи до утворення спор).У плаунів, хвощів і папоротей ці фази є як би окремі фізіологічно самостійні організми.У мохів гаметофіт є самостійною фазоюжиттєвого циклу, а спорофіт зведений до його своєрідного органу - спорогону (спорофіт живе на гаметофіті).
Нагаметофіті розвиваються органи статевого розмноження:архегонії таантеридиі. Уархегоніях, схожих на колбу, утворюються яйцеклітини, а в мішковиднихантеридіях - сперматозоїди. У рівноспорових рослин гаметофіти двостатеві, у різноспорових – одностатеві. Запліднення відбувається лише за наявності води. При злитті гамет утворюється нова клітина - зигота з подвійним набором хромосом (2n).
Відділ Мохоподібні
Загальна характеристика. Моховидні - це давня, найпримітивніша група вищих рослин, що нині живуть на Землі. Найдавніші копалини форми мохів відомі скам'яновугільного періоду.
За оцінками різних спеціалістів, сучасні мохоподібні представлені 2.0—25 тис. видів, поширених всіх континентах. Особливо це стосується Північної півкулі, де на великих площах (на болотах, іноді в лісах) мохоподібні домінують у рослинному покриві. Ці рослини віддають перевагу найбільш зволоженим місцям, проте виростають і на кам'янистих схилах гір, у пустелях, на сухих відкритих скелях, у тундрах, але не зустрічаються в морях, на сильно засолених ґрунтах, у льодовиках і сипких пісках.
Переважна більшість мохоподібних - низькорослі багаторічні трав'янисті рослини розміром від 1 мм до декількох сантиметрів, рідше до 60 см і більше. Більшість їх тіло розчленовано на стебло і листя, але трапляються і слайдові форми.
Листостебельні представники мохоподібних мають ряд ознак, які відрізняють їх від інших вищих рослин. У них немає коріння; прикріплення до субстрату (частково і всмоктування води) здійснюється одним чи численними ризоїдами.виростами епідерми. Поглинання води відбувається головним чином нижньою частиною стебла або тілом усієї рослини (сфагнові мохи).
Вегетативні органи сформовані асиміляційною, провідною, запасною та покривною тканинами. Однак на відміну від інших вищих рослин у мохоподібних відсутні справжні судини та механічні тканини. На стеблі зелених мохів по спіралі розташовані безчерешкове листя, що має цільну платівку з жилкою або без неї.
Це єдина група рослин, еволюція якої пов'язана з регресивним розвитком спорофіту та переважанням у життєвому циклі гаметофіту. Спорофіт мохоподібних -спорогон - складається з коробочки і ніжки, нижня розширена частина якої - стопа - впроваджується в тканину гаметофіту і доставляє спорофіт воду і поживні речовини. Спорофіт, таким чином, позбавлений самостійності і залежить від гаметофіту.
Основна функція спорофита - утворення спор, які у сприятливих умовах проростають. З моменту проростання суперечки починається розвиток гаметофіту – статевого покоління мохоподібних. Насамперед розвивається розгалужена нитчаста (у більшості мохів) або пластинчаста (у сфагнуму)протонема,на якій закладаються нирки. В одних мохів із бруньок протонеми формуються пластинчасті слані, в інших — листостебельні пагони гаметофіту (дорослого моху), на яких розвиваються органи статевого розмноження — антеридії та архегонії.
Найчисленнішу групу мохоподібних складає клас Справжні мохи (близько 10 тис. видів), що включає зелені та сфагнові мохи.
Зелені мохи. Вони зустрічаються повсюдно: виростають на ґрунті, стовбурах дерев, скелях та дахах будинків, але найбільш широко поширені в сирих лісах, утворюючи суцільний зелений килим. Один з найвідоміших і найвідомішихпоширених мохів -зозулин льон,утворює густі дерновинки з прямостоячих негіллястих стебел, густо покритих вузьким лінійно-ланцетним листям.
Архегонії та антеридії формуються на верхівках стебел різних особин, які зазвичай ростуть поруч. В антеридіях дозрівають дводжгутикові сперматозоїди, в архегоніях - по одній нерухомій яйцеклітині. Запліднення відбувається під час дощу або при рясній росі, оскільки сперматозоїди можуть підпливти до архегонію лише у воді. Із зиготи тут же, на верхівці жіночого гаметофіту, розвивається спорофіт.
Усередині коробочки спорогону розміщується спорангій, у якому утворюються гаплоїдні суперечки. Після дозрівання суперечки висипаються з коробочки, розносяться вітром і за сприятливих умов проростають, утворюючи протонему як зеленої розгалуженої нитки. На ній закладаються бруньки, з яких з часом розвиваються листостеблові рослини моху.
Зелені мохи здатні також до вегетативного розмноження молодими пагонами, нирками, листям, виводковими тілами.
Сфагнові мохи. До сфагнових (білих, або торф'яних, мохів) відноситься приблизно 350 видів, що становлять один рід сфагнум. Вони поширені по всьому світу, але найбільш рясно представлені на верхових болотах, де панують над усіма іншими видами рослин.
Будова сфагнових мохів відрізняється поручособливостей. У них відсутні ризоїди, тому вода з розчиненими мінеральними солями надходить безпосередньо в клітини листя та стебла. Стебло гаметофіту несе мутування гілок, густо покритих листям, які на верхівці головної осі утворюють розетку у вигляді голівки ниркоподібної форми. Деякі бічні, довші гілочки звисають уздовж стебла і щільно прилягають до нього, створюючи своєрідну провідну.систему на кшталт гноту, яким піднімається вода.
Листя сфагнових мохів не мають середньої жилки. Всі вони складаються з двох типів клітин: живих - асимілюючих, довгих і вузьких, з хлоропластами, і мертвих (без протопласту), з потовщеннями на стінках та порами. Подібні клітини без живого вмісту є і в стеблі. Завдяки такій анатомічній будові стебла і листа сфагнум здатний вбирати і утримувати велику кількість води, яка в 30-40 разів перевищує масу рослини. Тому ґрунт, де поселяються ці мохи, поступово перезволожується та заболочується.
Антеридії та архегонії сфагнумів утворюються або на різних особинах, або на різних гілочках однієї й тієї ж рослини. Після запліднення із зиготи формується куляста коробочка на ложноніжці, що є частиною гаметофіту. При розтині коробочки зрілі суперечки розлітаються на відстань до 10 см і проростають, утворюючи пластинчасту протонему з ризоїдом. З нирки на протонемі виростає гаметофіт.
Особливістю сфагнових мохів є безперервне наростання стебла верхівкою та відмирання нижньої частини. Однак повного згниття відмерлих частин не відбувається, тому що в перезволоженому ґрунті мало кисню, а внаслідок виділення сфагнумом специфічних органічних кислот створюється кисле середовище, в якому припиняється розвиток ґрунтових мікроорганізмів (бактерій, грибів та ін), що розкладають рослинні залишки. Протягом багато часу відбувається накопичення значних запасів органічних речовин як торфу. Процес утворення торфу йде дуже повільно: шар торфу в 1 см накопичується за 10 років, завтовшки 1 м — за тисячу років.
У Білорусі болота займають площу близько 2,5 млн. га із запасом торфу приблизно 30 млрд. м3.
Торф знаходять широке та різноманітнезастосування. Здавна його використовували як паливо та добриво, особливо цінне для підзолистих ґрунтів. Мало розкладений торф у сільському господарстві служить для приготування компостів, йде на підстилку, допомагає збереженню плодів та насіння.
Торф є важливим джерелом сировини для одержання оцтової кислоти, воску, парафіну, нафталіну, фенолів, спирту, карболової кислоти і т. д. Його використовують у будівництві при виготовленні ізоляційних плит, пластмас та ін.
Мохи, здатні вбирати та утримувати велику кількість води, відіграють істотну роль у регулюванні водного балансу ландшафтів на значній території. Крім того, вони забезпечують рівномірний перехід поверхневого стоку вод у підземний, оберігаючи грунт від ерозії. Але в той же час при інтенсивному розвитку мохи можуть помітно погіршувати продуктивність сільськогосподарських земель і лук, сприяючи їх заболоченню.
З мохоподібних 15 видів включено до Червоної книги Республіки Білорусь.