Умный справочник
Биология
Задания 9-11, 24-25. Голосеменные

Раздел: Ботаника

Задания 9-11, 24-25. Голосеменные

СтатьяНе изучено

Отличия голосеменных от папоротников

— Наличие семени

Первые растения, которые получили семена в качестве эволюционного «бонуса» — семенные папоротники. Это переходная группа, именно они стали предшественниками голосеменных.

Семя голосеменных отличается от споры тем, что состоит из множества клеток, включая: зародыш, запас питательных веществ (питательный эндосперм). Семя снаружи покрыто защитной оболочкой — семенной кожурой. Помимо этого для размножения голосеменных не нужна вода.

Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 80+, то обязательно посмотри вот этот способ подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и почитать подробнее) 💚

— Древесная жизненная форма

Папоротники имели достаточно развитую проводящую и механическую ткани, поэтому могли достигать высокого роста. Многие современные папоротники — травянистые растения. А вот почти все голосеменные — древесные высочайшие растения. Голосеменных кустарников очень мало, а трав — вообще нет.

То есть голосеменные получили ещё большее развитие проводящих и механических тканей (мощный корень и большие проводящие пучки, защищённые с помощью толстой механической ткани). Ксилема представлена, как и у папоротников, трахеидами.

— Наличие иголок вместо листьев

У папоротников листья были собраны в ветку — вайю. У большинства голосеменных (у хвойных) листья модифицировались в иголки. Иголки покрыты воском. Всё это сделано для уменьшения испарения влаги с листа (то есть с иголки). Зачем уменьшать испарение влаги? Для её сохранения. Всё-таки в холодном климате приходится несладко.

— Наличие шишек

Шишка (стробил) — генеративный орган голосеменных. Шишка — это НЕ плод и НЕ соцветие. Шишка — это шишка. Особый видоизмененный побег. Бывают мужские и женские шишки.

Женские шишки располагаются на конце побега (ветки) и зреют постепенно. Сначала образуются молодые женские зелёные нераскрывшиеся шишки, потом они постепенно зреют и становятся коричневыми. Как только женская шишка созрела — она раскрывает свои чешуйки, готовясь к опылению.

Внутри женской шишки находится семязачаток (или семяпочка). По сути, семязачаток — это женский спорангий. Поэтому внутри семязачатка образуется женская спора, а внутри нее зреет женский гаметофит с яйцеклетками.

Мужские шишки зреют в основании побега (ветки). В них находятся пыльцевые мешочки с мужскими спорангиями. Мужские споры формируют мужские гаметофиты — пылинки (пыльцевые зерна).

У голосеменных в шишках зреют семена. По циклу размножения шишки являются и спорангиями, и гаметангиями одновременно — то есть в них зреют и споры, и гаметы. Причем последовательно. Как именно — давайте разбираться.

***

Жизненный цикл голосеменных

Итак, перед вами общая схема жизненного цикла голосеменных. Выглядит громоздко, но мы постарались сделать её максимально простой и интуитивной. Давайте для начала определимся с понятиями. Приставка «микро-» означает мужской.

Приставка «мега-» или «макро-» означает женский.

Спорогенез

1. Микроспорогенез

Микроспорогенез (созревание микроспор) начинается в мужской шишке, а именно в пыльцевом мешочке.

Там есть диплоидные клетки, которые называются «материнские клетки микроспор».

Они делятся мейозом, образуя микроспоры.

***

2. Мегаспорогенез

Мегаспорогенез (созревания мегаспоры) начинается в зрелой женской шишке, а именно в семязачатке.

Там тоже есть «материнская клетка» макроспоры, которая делится мейозом.

При этом 3 из 4 получившихся макроспор погибают, остаётся только 1 большая макроспора. Это напоминает процесс овогенеза, когда из одной клетки при мейозе получается одна яйцеклетка, а три направительных тельца погибают.

***

Итак, из спорофитов (мужская и женская шишка) получили споры (микроспоры и мегаспору).

Далее нам из спор надо каким-то образом получить гаметы — половые клетки. Они образуются в процессе микрогаметогенеза и мегагаметогенеза.

Гаметогенез

1. Микрогаметогенез

Из полученных гаплоидных микроспор в результате митоза (митоз происходит со всеми микроспорами, мы же рассмотрим для удобства только одну) образуется 2 клетки: генеративная клетка и вегетативная клетка.

Генеративная клетка ещё раз делится митозом, образуя 2 спермия.

Итого у нас получается 3 клетки: 1 вегетативная клетка и 2 спермия. Помимо этого дополнительно образуются воздушные мешки, и вуаля — пылинка готова! Теперь эта пылинка — мужской гаметофит с мужскими гаметами (спермиями).

В пыльцевом мешочке мужской шишки таких пылинок образуется великое множество. Вместе они формируют пыльцу.

***

2. Мегагаметогенез

Из полученной мегаспоры в семязачатке зрелой женской шишки в результате множественных делений митозом получается масса гаплоидных клеток, из которых 2 клетки — являются яйцеклетками, а остальные клетки — питательный эндосперм.

Вся эта структура — это женский гаметофит.

***

Итак, мы получили женский и мужской гаметофит. Что происходит дальше? Как происходит оплодотворение? Тут есть нюанс. У голосеменных — трёхгодичный цикл развития.

Первый год

Пыльца выходит из мужских шишек и садится на женские шишки. Чешуи на женских шишках захлопываются и замуровываются смолой.

Таким образом в первый год происходит опыление (оплодотворения не происходит, пыльца лишь попадает на женские шишки).

Второй год

После длительного ожидания пылинка наконец-то достигает женский гаметофит. И тут происходит оплодотворение:

Вегетативная клетка прорастает внутрь, образуя пыльцевую трубку.
2 спермия проникают внутрь женского гаметофита через пыльцевую трубку.
Один спермий оплодотворяет одну яйцеклетку — образуется диплоидная зигота. Зигота даст начало зародышу в семени.
Второй спермий погибает! Вторая яйцеклетка тоже погибает!

Оплодотворение произошло, образуется семя. Напомню, что оплодотворение происходило внутри женской шишки — внутри семяпочки (семязачатка).

Зигота (2n) даст начало зародышу (2n).
Покровы семязачатка дадут начало семенной кожуре, которая будет защищать семя.
Эндосперм (n) даст семени питательные вещества для роста. Обратите внимание, что у голосеменных эндосперм гаплоидный!

Третий год

Женская шишка раскрывает чешуи, зрелые семена выпадают, попадая на землю. Семя прорастает.

***

Таким образом мы выяснили, что взрослой формой у голосеменных, как и у папоротников, является спорофит.

Ещё раз продублирую общую схему для закрепления:

***