Друкувати книгуДрукувати книгу

СПОРОВІ РОСЛИНИ

Спорові рослини

Сайт: Підготовка до ЗНО - Освітній портал "Академія"
Курс: Підготовка до ЗНО з біології
Книга: СПОРОВІ РОСЛИНИ
Надруковано: Гість
Дата: Tuesday 31 March 2020 9:50 AM

1. Спорові рослини

СПОРОВІ РОСЛИНИ

НИЖЧІ СПОРОВІ РОСЛИНИ

Водорості — нижчі спорові рослини з фототрофним типом живлення. Водорості можуть бути одноклітинними, колоніальними і багатоклітинними. Особливістю багатоклітинних водоростей є відсутність диференціації тіла на тканини й органи. Тіло водоростей називається талом, або слань. Водорості живуть у водному середовищі. Деякі живуть у ґрунті або повітряному середовищі, проте всі вони потребують достатньої кількості води (роса, туман, бризки тощо). Хлоропласти водоростей називаються хроматофорами.

Відділ Зелені водорості

Зелені водорості — найчисленніший відділ, налічує до 20 тис. видів, що відрізняються величезною різноманітністю розмірів і форм. Велика частина представників у вегетативному стані є гаплобіонтами (мають гаплоїдний набір хромосом). Живуть в основному в прісних водоймищах, проте зустрічаються і в солоних водах, грунті та повітряному середовищі.

Зооспорами називають спори, що мають джгутик (джгутики), який забезпечує їхнє пересування

Хламідомонада — типовий представник джгутиконосних зелених водоростей, що живе в прісних водоймах. Це одноклітинний організм. У клітині міститься одне ядро, один хроматофор, світлочутливе вічко з пігментами, два джгутики. Хламідомонада пересувається у воді до місць, найсприятливіших для фотосинтезу. У разі надлишку органічних речовин у воді хламідомонада може переходити на гетеротрофний спосіб живлення, всмоктуючи ці речовини всією поверхнею клітини. Біля основи джгутиків є дві скоротливі вакуолі, які видаляють з клітини надлишок води. Хламідомонада є гаплобіонтом і за сприятливих умов навколишнього середовища розмножується нестатевим шляхом, утворюючи від двох до вось ми мітозооспор. У несприятливих умовах хламідомонада починає розмножуватися статевим способом. Вона утворює дві, чотири, вісім, шістнадцять або тридцять дві ізогамети, які попарно


зливаються, утворюючи диплоїдну зиготу, покриту щільною захисною оболонкою. Потім вміст зиготи ділиться мейотично, оболонка зиготи розрипається і з неї виходять чотири мейозооспори.

 

Будова та життєвий цикл хламідомонади:

1 — світлочутливе вічко, 2 — джгутик, 3 - скоротлива вакуоля, 4 - ядро, 5 - хроматофор

 

Хлорела — одноклітинна водорость, має один чашоподібний хроматофор і одне ядро; джгутиків, пульсуючих вакуолей і світлочутливого вічка немає. Масове розмноження хлорели і хламідомонади є основною причиною цвітіння водоймищ. Завдяки здатності живитися гетеротрофно ця водорость ефективно використовується нa очисних спорудах.

Улотрикс — багатоклітинна нитчаста водорость. Слань представлена однорядною нерозгалуженою ниткою. Клітини слані одноядерні, мають паскоподібний хроматофор. Розмножується вегетативно фрагментами слані або зооспорами, які утворюються у всіх клітинах слані. Прикріплюється до субстрату за допомогою клітини, що витягується в ризоїд.

Спірогіра — нитчаста водорость. Відмітна особливість — повна відсутність рухомих стадій розмноження і наявність процесу кон'югації. Кон'югація може відбуватися як між клітинами двох різних ниток, так і між двома сусідніми клітинами однієї нитки. У цьому разі вміст однієї клітини перетікає в іншу, зливаючись з ним і утворюючи зиготу, що дає початок новому організму. Розростаючись у водоймищах, спірогіра й улотрикс утворюють твань.

Будова спірогіри:

1 — клітинна стінка, 2 - ядро, З — спіральний хроматофор

Відділ Діатомові водорості

Діатомові водорості — група мікроскопічних одноклітинних водоростей, що живуть поодиноко або колоніально. Розміри клітин 4—2000мкм. Клітини позбавлені целюлозної оболонки та покриті панциром з кремнезему. Панцир складається з двох половинок, увесь пронизаний отворами, через які здійснюється контакт із зовнішнім середовищем. Спосіб живлення фотрофний. У разі нестатевого розмноження клітини діляться так, що кожна з двох дочірніх клітин отримує половину панцира материнської клітин а другу половину добудовує сама. Також має місце статеве розмноження. Усі діатомові водорості є диплобіонтами. Живуть діатомові у всіх середовищах, проте мають потребу в наявності достатньої кількості кремнезему в навколишньому середовищі. Мають величезне харчове значення для бактерій і простих тварин завдяки високому вмісту білків і мінералів. У деяких регіонах складають до 40 % фітопланктону. Основні представники: пінулярія, циклотела, акнаптес та навікула.

 

Діатомові водорості: а) циклотела, б) акнаптес


 

Відділ Бурі водорості

Бурі водорості є найбільш високоорганізованим відділом нижчих рослин. Слань багатоклітинна, розміри варіюють від частки міліметра до 50 метрів ( макроцистис ). Клітини містять одне ядро і декілька хроматофорів, сполучаються між собою за допомогою плазмодесм. У найбільш високоорганізованих видів спостерігається диференціація клітин у зв'язку з функціями, які вони виконують, і утворення тканин (ламінарія, фукус) З'являється спеціалізація частин слані у зв'язку з виконуваними функціями ( саргасум ). Прикріплення до субстрату здійснюється ризоїдами або основою слані, що розрослася, — базальним диском. Бурим водоростям властиві всі види розмноження. Статевий процес представлений ізо-, гетеро- та овогамією. У більшості спостерігається чергування поколінь за типом вищих спорових рослин.

Бурі водорості:

а)      ламінарія, б)       аларія

 

Це майже виключно морські рослини, поширені навіть у північних морях на глибинах до 200 м. У прибережній зоні є основним джерелом їжі, місцем розмноження і проживання морських тварин. Людиною використовуються для отримання харчових добавок, багатих на йод і мікроелементи, добрив, ліків і кормів.

Відділ Червоні водорості

Червоні водорості — численна та різноманітна група, що характеризується наявністю пігментів, які виконують функцію оптичних сенсибілізаторів. Завдяки цьому червоні водорості здатні уловлювати незначну кількість світла і заселяти глибини, недоступні представникам інших відділів. Майже всі червоні водорості багатоклітинні, мають форму ниток, розгалужених ниток, кущиків. Спостерігається величезна різноманітність форм зміни ядерних фаз і чергування поколінь. Червоні водорості є незамінним джерелом агару (родименія і порфіра). Мають харчове значення.

 

ВИЩІ СПОРОВІ РОСЛИНИ

Для вищих рослин характерні диференціація тіла на корінь, стебло і листки, а також існування відокремлених тканин. Усім вищим рослинам властива зміна поколінь (гаметофіта і спорофіта) у циклі їхнього розвитку.

Відділ Мохоподібні

Мохи є абсолютно особливою групою вищих спорових рослин, що налічує близько 23 тис. видів. Основна відмінність мохоподібних полягає в тому, що в циклі чергування поколінь домінуючим є гаплоїдний гаметофіт, а не диплоїдний спорофіт. Через це здатність мохів пристосовуватися до зміни умов проживання виявилася набагато меншою, ніж у рослин з домінуючим диплоїд ним поколінням. Мохоподібні є тупиковою гілкою еволюції, що не дала початку більш високоорганізованим організмам.

Мохоподібні за своєю організацією і екологією ще близькі до водоростей. Як і водорості, вони не мають судин і коренів. Деякі примітивні представники мають вегетативне тіло у вигляді дихотомічне розгалуженого талому, подібного до талому водоростей. Запліднення пов'язане з водою. Серед мохоподібних немає здерев'янілих форм.

Багаторічний гаметофіт мохів має слань або J листкостеблову будову. Розміри його коливаються від декількох міліметрів до декількох десятків сантиметрів. Прикріплення до субстрату здійснюється волосоподібними відростками — ризоїдами. Живуть у всіх кліматичних зонах, на всіх материках; у тундрі та на високогір'ї є домінуючою групою рослин.

Зозулин льон:

1                      — спорангій,

2                      — ніжка,

3                      — листки,

4                      - ризоїди

Розвиток мохів:

1 — рослина із спорами; 2 — спора; 3—6 — розвиток спори; 7, 8 — утворення жіночого І чоловічого гаметофітів; 9 — чоловічий І жіночий гаметофіти; 10 — антеридій; 11 — сперматозоїд; 12 — архегоній з яйцеклітиною; 13, 14 — розвиток спорофіта із загостреною верхівкою.

Зозулин льон (політрих) належить до найчисленнішого класу листкостеблових мохів. Однодомні, асимілюючі стебла гаметофіта, вкриті зеленими сидячими листками, можуть досягати заввишки 50 см. На верхівці пагона формуються антеридії або архегонії, в яких мітотичним поділом утворюються сперматозоїди або яйцеклітини. Запліднення відбувається під час дощу або випадання рясної роси. Із зиготи виростає диплоїдний спорофіт. Він являє собою коричневу коробочку з кришечкою, на ніжці, прикриту залишками архегонія. Спорофіт практично цілковито позбавлений хлоропластів, тому його живлення здійснюється за рахунок гаметофіта. Коробочка є спорангієм, у якому відбувається формування та дозрівання спор. Коли гаплоїдні мейоспори дозрівають, коробочка відкривається. Спора проростає і утворює протонему - нитчасту стадію, яка передує гаметофіту. На протонемі закладаються бруньки, що дають початок чоловічим і жіночим гаметофітам.

Сфагнові, або білі, мохи . Білими мохи називають тому, що в сухому стані вони мають білуватий колір. До них належить один рід сфагнум, 350 видів. У флорі України відомо 30 видів. Гаметофіт сфагнуму складається з невисоких галузистих стебел і листків, у дорослих рослин ризоїдів немає. Ріст верхівковий. Це однодомна рослина. На її верхівках утворюються архегонії, в пазухах листків — антеридії. Оскільки ризоїдів немає, сфагнум отримує мінеральні речовини через стебла й листки, частково — з атмосферного пилу, що осідає на них і розчиняється кислотами, які виділяє рослина. Клітини листка двох видів: а) зелені, асиміляційні — довгі й вузькі; б) мертві — прозорі, широкі, ромбоподібні; їхні оболонки мають спіральні й кільчасті потовщення, що запобігає спаданню стінок клітини. Мертві клітини легко вбирають воду і утримують її. Ця обставина призводить до заболочування грунтів, вкритих білуватозеленими або бурими дерновинами сфагнуму.

Сфагнові мохи поширені від тропіків до арктичної і субарктичної областей, зростають на вологих і заболочених, більш або менш кислих грунтах, домінуючи в рослинності боліт.

Наростаючи щорічно верхньою частиною пагонів, знизу сфагнові мохи відмирають і перетворюються на торф. Нашарування нових покривів упродовж тривалих років призводить до утворення потужних пухких торфовищ.

Процес торфоутворення відбувається завдяки постійному перезволоженню, відсутності кисню і створенню сфагнумом кислого середовища, що перешкоджає розвитку грибів і бактерій. Усе, що потрапляє в торф, консервується в ньому. Наростання торфу, навіть за сприятливих умов, відбувається дуже повільно — за 10 років нагромаджується шар завтовшки 1 см.

 

Сфагнум

 

Маршанція мінлива – це дводомна рослина роду печіночних мохів, має плоский попарно розгалужений  талом , зазвичай 2-10 см завдовжки та 1-2 см завширшки, росте апікально. Має численні кореневища, з яких гладкі розташовані глибоко в грунті, а бульбоподібні — паралельно поверхні.

Її можна побачити на болотах, у лісах, на вологому камінні вздовж річок. За сприятливих умов маршанція розмножується вегетативно (шляхом утворення вивідкових бруньок, котрі накопичуються у вивідкових кошиках на зовнішній поверхні талому). Вода легко змиває такі бруньки і переносить на інше місце, де кожна з них дає початок новому організму. Статеве розмноження супроводжується виникненням чоловічих та жіночих підставок, на яких розвиваються  архегонії  та  антеридії . Після запліднення із  зиготи  розвивається нестатеве покоління —  спорофіт  (спорогон) у вигляді коробочки на підставці. Зрілі спори  випадають і, проростаючи, дають початок новому організму.

Маршанція: а) чоловіча рослина, б) жіноча рослина

Значення мохів. Як правило, мохи не вживаються тваринами в їжу. В природі вони виконують роль нагромаджувачів вологи й регуляторів водного балансу лісів прилеглих територій, нагромаджують більшість із речовин, у тому числі й радіоактивні. Мохи призводять до заболочування ґрунту та роблять його непридатним для посівів, оскільки там мало кисню й азотних солей. Сфагнові мохи можуть самозайматись, що часто є причиною лісових пожеж. Головне значення мохів — утворення торфу. Торф є корисною копалиною. Він використовується як паливо, добриво, сировина для хімічної промисловості (отримання ізоляційних стрічок, деревного спирту, карболової кислоти, пластмас та інших речовин). Висушений сфагновий мох, завдяки своїм антисептичним властивостям, може слугувати гарним перев'язувальним матеріалом. У сільському господарстві його використовують як підстилку для тварин, як добрива. Іноді — як замінник грубих кормів.

Відділ Плауноподібні

Представники відділу Плауноподібні є найдавнішими наземними рослинами, налічують близько 400 видів. Це багаторічні, трав'янисті, зазвичай вічнозелені рослини. Домінуюче покоління — диплоїдний спорофіт. Викопні плауноподібні представлені різноманітними видами та дерев'янистими формами, сучасні — вельми скромним числом видів і родів. Зустрічаються рівноспорові види (з їхніх спор проростають дводомні гаметофіти), які утворюють і яйцеклітини і сперматозоїди, так і різноспорові гаметофіти, що утворюють один тип гамет. Гаметофіт називається заростком. У рівноспорових гаметофіт розміром 2—20 мм, дозріває під землею 1 — 15 років живиться сапротрофно. У різноспорових гаметофіт розвивається декілька тижнів за рахунок поживних речовин, що містяться в спорі. Галуження стебла дихотомічне. Розрізняють два види листків: трофофіли, що виконують асиміляційну функцію, і спорофіли , що несуть спорангії. Підземна частина представлена кореневищем із додатковими коренями. Значення незначне. Спори використовують у медицині, бо вони мають у собі велику кількість олій.

Плаун булавоподібний — представник рівноспорових. У спорангіях утворюють мейоспори, які проростають через 3—8 років, дозрівання гаметофіта триває 15 років. Розвиток гаметофіта відбувається тільки в симбіозі з мікоризою гриба. Гаметофіт двостатевий, залягає на глибині 1—8 см, утворює безліч антеридіїв і архегоніїв. Основний спосіб розмноження — вегетативний, фрагментами кореневища.

Плаун булавовидний:

1 — загальний вигляд; 2-4 — розвиток заростка із спори; 5 — заросток (гаметофіт); 6 — сперматозоони; 7 — архегоній з яйцеклітиною; 8, 9 — розвиток зародка і проростка; 10 — спорофіт.

 

Відділ Хвощеподібні (Членисті)

Хвощеподібні представлені сучасними трав'янистими та вимерлими дерев'янистими формами, налічують близько 30 видів. Переважно вологолюбні лугові рослини помірних широт, довжина стебла може досягати декількох метрів. Особливістю хвощеподібних є члениста будова пагонів і мутовчасте розташування листків. Переважна більшість — рівноспорові. Підземна частина представлена кореневищем з розташовани ми ми ньому додатковими коренями. Домінуюче покоління — диплоїдний спорофіт. За несприятливих умов розмножуються вегетативно.

Хвощ польовий. Розрізняють два види пагонів: літні асиміляційні та весняні, спороносці. Після достигання спори розносяться вітром. Спори хвоща польового мають хрестоподібний виріст оболонки, який сприяє розповсюдженню. Незважаючи на те що всі спори зовні однакові, зі спор, які потрапили в сприятливі умови, виростають жіночі гаметофіти, а зі спор, які потрапили у несприятливі умови, — чоловічі. Чоловічі гаметофіти мають розміри від 1 до 10 мм, жіночі — 10-30 мм. Жіночі гаметофіти здатні у разі потреби утворювати антеридії. Сперматозоїди великі і містять до 100 джгутиків. Запліднення відбувається тільки за наявності води на поверхні гаметофіта.

Життєвий цикл хвоща польового:

1 - кореневище; 2 - вегетативний пагін; 3 - спороносний пагін (спорофіт); 4 - спороносний колосок (стробіл); 5 - щиток; 6 - спора з елатерами; 7 - жіночий гаметофіт (архегоній з яйцеклітиною); 8 - чоловічий гаметофіт (антеридій зі сперматозоїдами); 9 - сперматозоїд; 10 - зигота.

 

Молоді спороносні пагони можуть використовуватися в їжу, проте доросла рослина отруйна і в природі поїдається тваринами дуже рідко. У медицині використовується як кровоспинний і сечогінний засіб.

 

 

Відділ Папоротеподібні

Велика і надзвичайно різноманітна група спорових рослин, що включає понад 10 тис. видів. Поширені по всьому світу. Домінуюче покоління — диплоїдний спорофіт. Вимерлі деревоподібні форми досягали 25 м заввишки.

Щитник чоловічий:

1 — соруси,

2 – стебло

 

Щитник чоловічий має укорочене стебло, представлене кореневищем, на верхівці якого розташовується пучок листків. Ці листки є видозміненими пагонами й, на відміну від листків покритонасінних, наростають не основою, а верхівкою. На нижньому боці листка розташовуються соруси — групи спорангіїв, покриті брунькоподібними покривальцями. Під час дозрівання спор спорангії розкриваються. З мейоспор, що висіялися, проростають гаплоїдні двостатеві гаметофіти. Гаметофіт забарвлений у зелений колір. Процес запліднення нерозривно пов'язаний із водою. Внаслідок запліднення ут ворюється диплоїдна зигота, яка дає початок новому спорофіту. Спочатку розвиток і живлення спорофіта відбувається за рахунок асимілючого гаметофіта.

Розвиток папороті:

А — статеве покоління (гаметофіт); Б — безстатеве покоління (спорофіт); 1 — заросток з архегоніями (а) і антеридіями (б); 2 і 3 — жіночі й чоловічі статеві клітини (гамети); 4 — зигота; 5 — пророслий заросток; Є — доросле безстатеве покоління; 7 — спорангій зі спорами; 8 — розкритий спорангій, з якого висипаються спори

Папороть страусове перо, паперушина має дуже оригінальний вигляд. Паперушина — декоративна рослина, вона є екзотичною окрасою наших парків і скверів, домашніх садків. Побачити цю папороть можна в Карпатах. Збереглися поодинокі місцезростання паперушини на Чернігівщині, Сумщині, Черкащині, Харківщині. У степу зростає вона лише на Дніпропетровщині.

У цієї рослини спори утворюються на спеціальних листках, які відріз няються від звичайних зелених листків. Спороносні листки паперушини у п'ять-сім разів коротші від звичайних-вегетуючих, розділені на короткі закручені зеленуваті дольки. З'являються вони на початку другої половини літа — напередодні Івана Купала. їхня незвична, своєрідна форма, мабуть, і привернула увагу людини. Можливо, що в далекі часи і народилася легенда про цвіт папороті. Адже багато чого у ній відповідає дійсності: росте ця папороть у темному лісі, а молоді листки зі спорангіями злегка люмінесціюють.

Сальвінія плаваюча — однорічна рослина, яка належить до відділу Папоротеподібні. Цікавим є те, що ця папороть, крім незвичайної форми, вміє плавати. Вона утворює чималі зарості на поверхні води у водоймах півдня України. Коренів у сальвінії немає, а їхні функції виконують занурені листки. На стеблах рослини розвиваються три ряди листків: два — з еліптичних плаваючих, третій — із занурених коренеподібних. Спори у сальвінії різні за розмірами та призначенням. Це — різноспорова рослина. Восени рослини відмирають, а достиглі соруси опускаються на дно. Навесні з них виходять спори і випливають на поверхню води. Після запліднення розвиваються нові плаваючі рослини — сальвінії.

До Червоної книги України занесено 11 видів папоротеподібних: гронянку півмісяцеву, вудсію альпійську, вудсію ельбську, аспленія чорного, анограму тонколисту, краєкучника перського, нотолену марантову, адіанта венериного волоса, птериса критського, марсилію чотирилисту, сальвінію плаваючу .

Масове вимирання деревоподібних папоротей у кам'яновугільному періоді привело до формування покладів кам'яного вугілля, яке є цінною корисною копалиною.

Сучасні папоротеподібні відіграють помітну роль в утворенні рослинних ландшафтів на Землі. Деякі види папоротей використовують як декоративні рослини (адіант, аспленій, нефролепис). З кореневищ щитника чоловічого добувають глистогінні препарати.