Споровые растения: мхи, плауны, хвощи и папоротники

Высшие споровые растения — неофициальный термин, объединяющий высшие растения, размножающиеся спорами.

Эта группа обычно противопоставляется семенным растениям, которые для размножения используют не споры, а семена. Высшие споровые считаются первыми наземными растениями.  

Отдел Моховидные

Моховидные — отдел высших растений, насчитывающих около 20 тыс. видов.

Особенности строения и обитания:

• Листостебельные невысокие растения травянистые растения, не имеющие развитой проводящей ткани и корней.

• Отсутствие корней компенсируют нитевидные выросты — ризоиды, которые обеспечивают прикрепление растения к субстрату, всасывают воду и растворенные в ней минеральные вещества(в отличие от ризоидов у водорослей, где ни о какой функции всасывания нет и речи!).

• В жизненном цикле преобладает гаметофит - листостебельное растение. Бесполое поколение - спорофит (коробочка со спорами) - развито слабо, и не способно к самостоятельному существованию (спорофит живет за счет гаметофита, паразитирует на нем).

• Половые органы представлены антеридиями и архегониями

Отдел Папоротниковидные

Папоротниковидные — отдел сосудистых растений, в который входят как современные папоротники, так и одни из древнейших высших растений, появившихся около 419 млн лет назад. Гигантские растения из группы древовидных папоротников определяли облик планеты в конце палеозойской начале мезозойской эры.

Особенности строения и обитания:    

• Представлены разнообразными жизненными формами: травы (большинство), древовидные, водные формы (сальвиния).

• Обитают в основном во влажных местах (тропиках): лесах, болотах, вдоль водоёмов.

• Имеется стебель, переходящий в корневище, а от корневища отходят придаточные корни.

• Появляется хорошо развитая проводящая ткань (остальные ткани также развиты).

• Характерна макрофилия, т.е. имеют крупные листья — вайи (достигают до 30 м и более).

• Молодые листья вайи свернуты в виде улитки и покрыты коричневыми чешуйками.

• Спорангии собраны в группы — сорусы (чаще расположены на нижней стороне листа).

• Из древних древовидных форм образовались залежи каменного угля (поэтому время расцвета этих растений называют каменноугольным периодом).

Представители: орляк, кочедыжник женский, щитовник мужской, нефролепис.

Отдел Хвощевидные

Хвощи — древняя группа споровых сосудистых растений, в настоящее время представленная всего 32 видами.

Особенности строения и обитания:

• Жизненные формы — многолетние травянистые растения, реже кустарники. Обитают в основном в тропиках.

• Имеют корневище с придаточными корнями и членистый стебель (метамерное строение).

• Имеют 2 типа побегов: летний — зеленый и фотосинтезирующий, весенний — коричневый со спороносными колосками на верхушке.

• Являются сорняками, которые закисляют почву, поэтому их называют индикаторами кислотности почвы.

• Хвощи накапливают в стебле кремний (он придает прочность стеблю).

• Листья сильно редуцированные — чешуевидные, имеют мутовчатое расположение, не имеют хлорофилла, срастаются между собой и охватывают междоузлие (потеряли способность к фотосинтезу — фотосинтезом занимается стебель).

Представители: хвощ полевой

Отдел Плауновидные

Плауновидные — отдел высших споровых растений, состоящий из 1300 видов. Плауновидные процветали в каменноугольном периоде. В то время они представляли собой ветвистые деревья высотой до 40-45 м с поверхностной корневой системой, хорошо закрепляющей их в болотистой почве.  

Особенности строения и обитания:

• Невысокие многолетние травянистые растения. Обитают во влажных местах.

• Имеют стелющиеся побеги, от которых вверх растут приподнимающиеся дихотомически разветвленные побеги.

• На верхушках приподнимающихся (прямостоячих) побегов формируются спороносные колоски (стробилы).

• От стелющихся побегов отходят придаточные корни.

• Характерна микрофилия – мелкие листья шиловидной формы.

Представители: плаун-булавовидный

• антеридии – мужские гаметангии, в которых образуются сперматозоиды;
• архегонии – женские гаметангии, в которых образуются яйцеклетки.

Все высшие растения имеют спорангии – органы, в которых образуются споры. Спорангии являются частью диплоидного спорофита, поэтому его клетки диплоидные (2n)

Жизненный цикл Моховидных

• Преобладающее (доминирующее) поколение — гаметофит — представлен взрослым листостебельным растением.

• Спорофит — коробочка со спорами на ножке, которая внедряется с помощью присосок (гаусторий) в гаметофит и получает из него воду и питательные вещества, т.е. паразитирует на нём.

• Для оплодотворения необходимо наличие капельножидкой влаги (воды).

Последовательность жизненного цикла:

1) На взрослом зеленом растении — гаметофите — находятся гаметангии. 

2) В архегониях и антеридиях образуются гаплоидные половые клетки (яйцеклетки и сперматозоиды) путем митоза.

3) Половые клетки (гаметы) сливаются при наличии воды (т.е. происходит оплодотворение) с образованием диплоидной зиготы.

4) Из диплоидной зиготы (первая клетка спорофита) путем многократного митотического деления образуется многоклеточный диплоидный  спорофит — коробочку на ножке (спорогон).

5) Диплоидные клетки спорогенной ткани коробочки (спорангия) образуют гаплоидные споры путем мейоза.

6) Гаплоидная спора попадает в почву (при благоприятных условиях), делится путём митоза и образует гаплоидную зеленую нить — протонему (предросток). 

7) Из гаплоидных почек протонемы путем многократного митотического деления формируется гаметофит.

Жизненный цикл Папоротниковидных, Хвощевидных и Плауновидных

• Преобладающее (доминирующее) поколение: спорофит.
• Для оплодотворения необходимо наличие капельножидкой влаги (воды).

Последовательность жизненного цикла:

1. На взрослом растении — спорофите — расположены спорангии (органы, в которых образуются споры).

2. Внутри спорангиев из клеток диплоидной спорогенной ткани образуются гаплоидные споры путем мейоза.

3. Гаплоидные споры попадают в почву и (при благоприятных условиях) образуют гаплоидный гаметофит (заросток) путем митоза.

4. На гаметофите (заростке) расположены гаметангии.

5. В архегониях и антеридиях образуются гаплоидные половые клетки (яйцеклетки и сперматозоиды) путем митоза.

6. Гаплоидные половые клетки (гаметы) при наличии воды сливаются (т.е. происходит оплодотворение) с образованием диплоидной зиготы

7. Из диплоидной зиготы (первая клетка спорофита) путем многократного митотического деления образуется многоклеточный диплоидный спорофит.