Размножение с помощью семян – это основной отличительный признак, характерный для голосеменных и покрытосеменных растений по отношению к более ранним эволюционным группам флоры.
Механизмы размножения голосеменных и покрытосеменных растений
Отличительной чертой голосеменных растений является тот факт, что они не образуют цветков и плодов. Отследить особенности процесса размножения голосеменных можно на примере сосны обыкновенной. Весной на ее молодых ветках образуются маленькие шишки, двух видов:
- мужские шишки окрашены в зеленовато-желтый цвет и собраны весьма тесными группами близко к основанию молодого побега;
- женские шишки, напротив, сидят одиночно на апексах побегов.
Любая шишка состоит из оси и сидящих на ней чешуях. Каждая чешуйка содержит в себе по два семязачатка с женскими половыми клетками – гаметами или яйцеклетками. Каждая чешуйка мужской шишки содержит в себе по два пыльцевых мешка и созревшую внутри них пыльцу. Созревшая пыльца разносится ветром на достаточно большие расстояния. Для того, чтобы произошло опыление, пыльце необходимо попасть на женскую шишку растения. Если это происходит, то женские шишки склеивают свои чешуи смолой. В дальнейшем внутри женских шишек пыльца прорастает в пыльцевые трубки и образует спермии.
Подобная черта говорит о высокой степени прогресса голосеменных растений, которая обусловлена их обитанием в наземно-воздушной среде. Внутри семязачатка шишек происходит оплодотворение, из зиготы развивается зародыш, а из всего семязачатка появляется семя. Семена голосеменных растений имеют специализированную ткань – эндосперм, из которой зародыш получает питательные вещества.
Отличительные особенности размножения голосеменных и покрытосеменных растений
Шишки голосеменных растений вначале имеют зеленый цвет, затем становятся более древесными и после созревания раздвигают собственные чешуйки, высыпая семена. На каждом семени имеется «крыло», дающее возможность с помощью ветра перемещаться на дальние расстояния.
Результатом полового размножения голосеменных растений является образование семян, в которых присутствует зародыш, эндосперм, семенная кожура. Вегетативное размножение голосеменных растений встречается гораздо реже, чем половой процесс.
Что касается покрытосеменных растений, то процесс их полового размножения связан с цветками. Важнейшими частями цветка можно назвать пестики и тычинки. Частью сложного процесса размножения цветковых растений являются опыление и оплодотворение.
Опыление – это процесс переноса пыльцы из пыльников на рыльце пестика.
Цветковые растения имеют ряд особенностей, которые характерны для полового размножения. К ним относят:
- образование редуцированного гаплоидного поколения гаметофита;
- разбухание зерна и образование пыльцевой трубки.
Для покрытосеменных растений характерно два способа оплодотворения:
- самоопыление, если пыльца с тычинок попадает на рыльце пестика. Такой способ опыления характерен для овса, ячменя, хлопчатника;
- перекрестное опыление заключается в том, что пыльца с тычинок одного цветка переносится на рыльце пестика другого цветка. Перекрестным опылением также признается перенос пыльцы между цветками одного и того же растения.
Перекрестное опыление происходит при помощи ветра, воды, насекомых, птиц или воды. С помощью ветра опыляются дуб, ольха, рожь, кукуруза и орешник. Большинство деревьев, цветки которых опыляет ветер, цветёт весной, до распускания листьев. Каждый из представленных способов опыления можно признать в той или иной степени эффективным, в зависимости от конкретных условий существования того или иного представителя голосеменных.
У ветроопыляемых растений, как правило мелкие цветки без околоцветника. Пыльники обычно обладают длинными свисающими нитями и мелкой, легкой пыльцой. Для насекомоопыляемых растений характерны цветки с яркими околоцветниками, источающие аромат и содержащие нектар.
Для цветковых растений характерен оригинальный процесс размножения, который заключается в двойном оплодотворении.
Рисунок 1. Двойное оплодотворение. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Двойное оплодотворение – это оригинальная разновидность полового процесса, при которой спермии одновременно оплодотворяют яйцеклетку и центральную клетку в завязи пестика.
Этот процесс был открыт С. Г. Навашиным, он установил, что процесс полового размножения покрытосеменных растений принципиально отличается от такового у голосеменных растений, поэтому эндосперм цветковых растений в отличие от голосеменных является продуктом полового размножения.
Суть двойного оплодотворения у цветковых растений заключается в том, что в нём участвуют два спермия. Один из них оплодотворяет яйцеклетку и образуется зигота. Второй спермий сливается с центральной клеткой, из которой развивается запасающая ткань (эндосперм), которая выполняет функции запаса и питания.
При этом зигота обладает диплоидным набором хромосом, а эндосперм триплоидным. Подобному оплодотворению предшествует образование гаметофитов. Мужской гаметофит образуется в пыльцевых камерах пыльников (тычинок) микроспоры. Пыльцевое зерно представлено двумя гаплоидными клетками: вегетативной и генеративной. Обе клетки покрыты оболочками. Женский гаметофит образуется из мегаспоры в завязи пестика. Зародышевый мешок состоит из семи клеток: гаплоидной яйцеклетки, центральной клетки и пятив вспомогательных клеток.
Пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, вегетативная клетка делится и образует пыльцевую трубку, которая, в свою очередь, прорастает через столбик пестика и достигает пыльцевхода семязачатка. Генеративная клетка пыльцевого зерна также делится и образует два спермия. Спермии проникают в семязачаток и один из них сливается с яйцеклеткой и образует диплоидную зиготу. Второй спермий объединяется с центральной клеткой и образует триплоидный эндосперм.
Впоследствии зигота делится и развивается зародыш. Стенки семязачатка образуют семенную кожуру. Семязачаток становится семенем. Таким образом, образование семени является центральным ароморфозом в системе развития растительной части органического мира.
