Как размножать плодовые растения? Размножение кактусов семенами Что такое семенное размножение

Шишки - органы размножения голосеменных - достаточно разнообразны. Они могут быть размером в несколько миллиметров, а у некоторых растений могут превышать полметра в высоту. Они бывают разных форм и размеров, могут быть похожими на ягоды. Те же самые кедровые орешки (семена сосны сибирской) мы употребляем в пищу. В то же время, семена настоящих кедров несъедобны. На этом уроке мы узнаем о размножении голосеменных растений, поговорим о том, как образовываются и зачем нужны шишки

Женские споры несут в себе большой запас питательных веществ, потому крупнее мужских. Они напоминают семязачатки семенных растений. А мелкие мужские споры похожи на пыльцевые зерна.

Семязачатки покрыты несколькими слоями защитной оболочки. Внутренний слой произошел от спор. Таким образом, можно предположить, что семязачатки произошли из спорангиев. И остальные слои защитной оболочки произошли от них же (см. Рис. 1).

Рис. 1. Спорангии семенного папоротника

(см. Рис. 2) - узкое отверстие на вершине семязачатка, переходящее в канал.

Рис. 2. Микропиле

Размножение семенами - главный признак, отличающий семенные растения от папоротников. Таким образом, вымершие семенные папоротники - это примитивные голосеменные.

Рис. 3. Саговники

Саговники - раздельнополые, двудомные растения.

Мужские органы размножения (см. Рис. 4) представлены специальными побегами, несущими плоские чешуйки. На верхней стороне чешуйки группами расположены пыльцевые мешочки.

Рис. 4. Мужское растения саговника

Женские органы размножения (см. Рис. 5) представлены отдельными видоизмененными листьями. Они развиваются на конце стебля, заменяя собой обыкновенные листья. У основания листьев расположены семязачатки. На следующий год сверху от органов размножения опять развиваются обычные зеленые листья.

Рис. 5. Женское растение саговника

Сосна - однодомное растение.

Мужские органы сосны лесной (см. Рис. 6) - небольшие шишки. На каждой чешуйке развивается по 2 пыльцевых мешочка. Оболочка каждого пыльцевого зерна имеет 2 пузырька, наполненные воздухом, что облегчает перенос пыльцы.

Рис. 6. Мужские органы сосны лесной

На каждой чешуе женской шишки (см. Рис. 7) развивается по 2 семязачатка, в которых находятся яйцеклетки.

Нуцеллус - овальное тело внутри семязачатка, в котором формируется женский гаметофит с 2 архегониями.

Рис. 7. Женская шишка сосны лесной

Созревшая пыльца высыпается и подхватывается ветром. При попадании пыльцевых зерен на женские шишки происходит опыление. После этого чешуи женских шишек смыкаются и склеиваются смолой. Пыльца прорастает и образует пыльцевую трубку, внутри которой генеративная клетка пыльцевого зерна делится на 2 спермия. В семязачатках происходит оплодотворение. Образуется зигота. Шишка закрывается. Из семязачатка образуется семя, а шишка растет и одревесневает.

Внутри семени находится эндосперм (см. Рис. 8) - ткань, образующаяся из женского гаметофита, содержащая запас питательных веществ. В результате оплодотворения у голосеменных образуются семена, состоящие из зародыша, окружающего его эндосперма и семенной кожуры.

Рис. 8. Строение семени

Зародыш спорофита образуется внутри семени. В жизненном цикле семенных растений доминирует спорофит.

У каждого семени есть крылообразный пленчатый вырост, который необходим для переноса его ветром.

У пихт, кедров шишки разрушаются, а отдельные чешуи разносятся ветром. У сосны сибирской орехоподобные семена распространяются птицами.

У некоторых сосен нераскрывшиеся шишки могут висеть на деревьях по 60-80 лет. При уничтожении родительского дерева высохшие шишки раскрываются.

У подокарпа, тиса, кипариса шишки маленькие и мясистые. Сладкие и ярко окрашенные ткани вокруг семян поедаются птицами, которые распространяют семена с экскрементами.

Весной и летом проведите наблюдение за развитием мужских и женских шишек сосны и ели. Определите время, когда растения начнут пылить. Объясните причину образования голосеменными такого большого количеств пыльцы.

У зародышей сосен от 4 до 7 семядолей. На верхушке стебля молодого растения тонкий пучок расходящихся иголочек.

Список литературы

1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. - 14-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2011. - 304 с.: ил.
2. Тихонова Е.Т., Романова Н.И. Биология, 6. - М.: Русское слово.
3. Исаева Т.А., Романова Н.И. Биология, 6. - М.: Русское слово.

1. Ebio.ru ().
2. Botanik-learn.ru ().
3. Cosmoschool.ru ().

Домашнее задание

1. Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В. Пасечник. - 14-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2011. - 304 с.: ил. - с. 200, задания и вопрос 3 ().
2. Как происходит размножение у сосны?
3. Как происходит размножение у саговника?
4. * Подумайте, в чем преимущество/недостатки семенного размножения по сравнению со споровым.

Тонкости семенного размножения - это то, что ограничивает распространение дельфиниума в садах и приносит много огорчений цветоводам.

Купленные семена очень часто оказываются невсхожими . Всё дело в условиях хранения семян. Опыты, поставленные в США ещё в начале ХI Х века, показали, что при температуре -15 градусов в герметически закрытых сосудах семена дельфиниума полностью сохраняют всхожесть после 16-летнего хранения, а при хранении в бумажных пакетах при комнатной температуре они теряют всхожесть через 11 месяцев. Наши семенные компании, как правило, принимают за срок годности семян многолетников три года. Прочитав срок годности на пакете, вы можете себе представить год урожая и рассчитать, сколько они уже хранятся. Чуть лучше хранятся семена в запаянных пакетах из алюминиевой фольги. Лучшими по качеству всё-таки являются семена, собранные в собственном саду или у знакомых и хранящиеся в стеклянных баночках в холодильнике или на балконе.

Важно правильно посеять семена . Это лучше делать в конце марта - апреле, но можно и в мае. Подготовьте ящики, заполните их питательной почвой с торфом и песком, хорошо разровняйте и пролейте. Разбросайте семена равномерно или посейте рядками. Густота посева влияет на всхожесть, оптимальным является посев 2 семян на 1 квадратный см. Затем через мелкое сито насыпьте землю толщиной 3 мм. При более глубоком посеве прорастание задерживается или вовсе не происходит. Открытые семена на свету тоже прорастают плохо. Пролейте почву ещё раз из маленькой лейки с ситом. Накройте газетой, мешковиной или куском нетканого материала (лутрасилом, спанбондом и т.д.) и поместите в помещение с температурой 12-15 градусов. Всходы должны появиться на 8-10 день. Если всходы не появились через три недели после посева, значит, семена не пригодны или вы ошиблись с технологией посева.

Важно правильно ухаживать за всходами . Как только всходы появились, снимите покрытие. Всходы дельфиниума крепкие, тёмно-зелёные, с двумя характерными заострёнными семядолями. Сеянцы дельфиниума боятся переувлажнения. Избыточный полив приводит к появлению "чёрной ножки", и молодые ростки погибают. Когда раскроется первый настоящий лист, распикируйте сеянцы в горшочки - торфоперегнойные объёмом 200-300 мл или такого же объёма пластмассовые. Следите, чтобы грунт был воздухопроницаемым и горшки имели хорошие дренажные отверстия.

Подросшие сеянцы высаживайте в открытый грунт. Очень хорошо, если ком земли в горшке уже будет полностью оплетён корнями и не развалится при пересадке. Полейте высаженные растения и притените. Уже в конце августа - начале сентября эти растения должны зацвести.

Иногда прибегают к посеву в августе. Сеянцы успевают сформировать 2-3 настоящих листа и успешно зимуют.

Способы размножения растений. Способность к размножению, как вы помните, является одним из основных свойств живых организмов. Размножение обеспечивает рост численности организмов и, таким образом, поддержание жизни на Земле.

Семенные растения могут размножаться половым и вегетативным способами. Половое размножение цветковых растений связано с образованием половых клеток в тычинках и пестиках цветка. Так, в пыльниках созревают пыльцевые зерна, внутри которых формируются мужские половые клетки – спермии. Женские половые клетки – яйцеклетки – образуются в семязачатках. После опыления и оплодотворения образуется зигота, из которой развивается зародыш. Благодаря половому размножению потомки несколько отличаются от родительских особей. Возникающая таким образом при половом размножении изменчивость облегчает приспособление потомков к разнообразным изменениям окружающей среды.

Вегетативное размножение происходит в результате отделения от материнского организма многоклеточных частей, из которых впоследствии развиваются новые особи. В его основе лежит явление регенерации. Регенерация (от лат. регенерацио – возрождение, восстановление) – это способность восстанавливать целостный организм из его части за счет деления и дальнейшей специализации клеток.

Вегетативно размножаться способно большинство цветковых растений. С помощью разных вегетативных органов или их видоизменений (например, клубней, корневищ, луковиц, усов, выводковых почек).

Вегетативное размножение наблюдается в природе повсеместно – в лесах, водоемах, на лугах, его можно увидеть и на приусадебных участках. Так, корневищами размножаются многолетние травы (например, пырей, ландыш, мята, осот). Луковицами – многие дикорастущие виды: подснежники, лилии, тюльпаны, нарциссы. Некоторые виды растений размножаются стеблевыми (картофель, топинамбур) или корневыми (георгины, чистяк) клубнями. Надземными ползучими побегами – усами – размножаются лапчатка и земляника. Выводковыми почками, способными отделяться от материнского растения и давать начало новой особи, размножаются росянка, каланхоэ и другие. Многие растения размножаются стеблевыми (тополь, ольха) или корневыми (вишня, слива, малина) отпрысками, которые развиваются из дополнительных почек.

Вегетативное размножение широко используют при выращивании сельскохозяйственных культур, в садах, парках. Оно позволяет быстро увеличивать численность культурных растений. Клубнику, картофель, лук, тюльпаны и многие другие виды искусственно размножают преимущественно свойственными им видоизменениями вегетативных органов.

Часто растения размножают черенками- частями вегетативного органа (корня, побега) с несколькими почками. Стеблевые черенки – это части побега с узлами, междоузлиями и почками.

В садоводстве нередко используют и корневые черенки. Их нарезают из боковых корней длиной до 20 см, на которых образуются дополнительные почки (малина, слива). Некоторые растения (бегонию, сенполию) размножают с помощью листовых черенков. Для этого отдельные листья помещают в воду или высаживают во влажный песок. Со временем на них развиваются дополнительные почки и корни. В декоративном растениеводстве используют также прием деления кустов (например, флоксы, примулы, маргаритки): каждый куст делят на части, имеющие собственные корни и побеги, и высаживают их в новые места.

Прививка. В растениеводстве широко используют и прививку – особый способ искусственного объединения частей разных растений, то есть приживление части вегетативного органа одного растения к другому. Растение, к которому приживляют часть другого, называют подвоем, а растение, которое прививают – привоем.

Прививку часто проводят для того, чтобы усилить определенные качества растения. Например, морозоустойчивость южных сортов плодовых культур повышают, прививая к морозоустойчивой дикой форме этого растения, или дичку. Дичок – особь определенного вида деревянистого растения, произрастающего в природе или выращенного из семени. Таким образом, удается соединить высокие вкусовые качества плодов южного привоя с морозоустойчивостью подвоя. В результате прививки привой и подвой в основном сохраняют свои наследственные свойства, но они могут определенным образом изменяться под влиянием друг друга. Кроме того, в результате такого взаимодействия могут проявляться новые полезные свойства искусственно созданного организма.

Известно много различных способов прививки.

Окулировка – прививка привоя, представляющего собой почку с тонким слоем древесины (так называемый глазок). На подвое делают Т-образный надрез коры, куда и вставляют глазок. Края коры свертывают, прижимают к привою, обмазывают садовым варом и обвязывают.

Способ прививки, при котором срезанный наискось привой соединяют с таким же образом срезанным подвоем, называют копулировкой. Его используют в том случае, когда привой и подвой одинаковой толщины. Косые срезы позволяют увеличить поверхность их контакта, что ускоряет процесс срастания.

Если же подвой значительно толще привоя, применяют прививку в расщеп. При этом подвой расщепляют и в образовавшуюся щель вставляют черенок привоя, конец которого срезают в форме клина. Место прививки замазывают садовым варом и обвязывают.

Прививку под кору проводят весной, когда у растений усиливается активность камбия. Кору в это время легко отделить от древесины. На подвое делают горизонтальный срез. Затем кору надрезают в вертикальном направлении вниз от среза и осторожно отгибают ее край. В качестве привоя берут черенок с 2-4 междоузлиями. С нижнего конца делают конусовидный срез и вставляют привой под кору подвоя так, чтобы его выпуклая сторона была направлена наружу. При этом отогнутые концы коры хорошо прижимают и место прививки обвязывают.

Чем быстрее срастаются привой и подвой, тем лучше результаты прививки. Если ткани привоя и подвоя совпадают, особенно камбий проводящих пучков, срастание происходит очень быстро и прививка бывает успешной.

Биологическое значение вегетативного размножения. В результате вегетативного размножения из материнского организма образуются дочерние особи, схожие с ним по наследственным признакам. Это обеспечивает быстрый рост численности вида и его расселение, что особенно важно для видов с коротким периодом жизни и в тех случаях, когда половое размножение невозможно (например, если определенные особи произрастают отдельно от других растений своего вида).

Вегетативное размножение культурных растений имеет большое практическое значение.

Во-первых, благодаря ему человек может получать значительное количество посадочного материала (вспомните, например, сколько клубней может образоваться у одного растения картофеля).

Во-вторых, благодаря вегетативному размножению у потомков сохраняются наследственные свойства материнской особи, то есть они являются ее копией. Как вы уже знаете, в результате перекрестного опыления потомки часть наследственного материала получают от одной из родительских особей, а часть – от другой. Поэтому по своим наследственным свойствам они несколько отличаются от исходных форм.

Большинство деревьев и кустарников по своей генетической структуре гетерозиготно, поэтому в пределах ареала растения, относящиеся к одному виду и даже форме, имеют наряду с био­логическими, морфологическими и экологическими свойствами неодинаковые наследственные качества. В связи с этим необходи­мым условием подбора растений для заготовки семян является проведение работ, связанных с апробированием семенных дере­вьев по потомству.

Категорически следует избегать заготовки семян со случайных деревьев и кустарников, не являющихся типичными в отноше­нии интересующих нас ясно выраженных качеств. Не должны ис­пользоваться для сбора семян растения, поврежденные в резуль­тате болезней и неблагоприятных воздействий городской среды, неустойчивые к вредителям. Особо следует обратить внимание на необходимость запрета использования семян от деревьев с при­знаками вырождения и преклонного возраста. Получаемое от них потомство отличается недолговечностью, плохим ростом, слабой устойчивостью к вредителям и болезням.

При семенном размножении декоративных форм наследуемость отдельных признаков зависит от метеорологических условий года

и условий опыления. При свободном опылении характерные при­знаки пурпурнолистных форм проявляются у 60 % растений, пес­тролистных - у 20 % и рассеченнолистных - у 30 %. Поэтому пред­варительное испытание по передаче определенных признаков по­томству может устанавливаться для отдельных видов и форм толь­ко опытным путем. Оправданным следует считать размножение семенами форм и видов, если интересующий признак проявляет­ся у 40 % растений.

Плодоношение и сбор семян

Возможность использования семенного способа размножения зависит в большой степени от плодоношения, т.е. от того, обра­зуют ли данные виды в определенной местности семена, в каком количестве и какого качества. Важна и периодичность плодоно­шения у отдельных видов - у многих декоративных пород перио­дичность обильного плодоношения выражена хорошо и большой урожай семян бывает через год.

На плодоношение и урожайность интродуцированных пород оказывают влияние новые экологические условия и ритм плодо­ношения, его обильность может резко отличаться от урожайности в условиях естественного произрастания.

Период наибольшего плодоношения у древесных приходится на средний возраст, после того как закончится период быстрого роста в высоту (см. приложение 3). Возраст обильного плодоноше­ния связан с общей продолжительностью жизни - у таких недол­говечных пород, как ива, тополь, береза он начинается в 10 - 20 лет, а у долговечных - в 30 - 50 лет (у сосны) и в 40 -50 лет (у дуба). У кустарников период обильного плодоношения наступает в 3 - 8 лет. Обычно обильно плодоносят и дают семена хорошего качества экземпляры, растущие на свободе и на освещенной солн­цем стороне кроны.

Плодоношение зависит от погодных условий: при дождливой холодной погоде может произойти невызревание семян, опаде­ние плодов, а в жару семена могут погибнуть от иссушения и перегрева. Условия погоды в период образования генеративных органов и в период цветения также определяют, каким будет уро­жай. Особенности плодоношения являются также наследственным качеством.

Плоды и семена декоративных древесных пород отличаются большим морфологическим разнообразием. Плоды бывают одно-или многосемянные, по качеству околоплодника делятся на су­хие и сочные и раскрывающиеся и нераскрывающиеся.

Сухие раскрывающиеся многосемянные плоды имеют:

сборную листовку (одногнездный плод) - спиреи, магнолия, пузыре плодник;

коробочку (многогнездный плод) - бересклет, вейгела, гор­тензия, ива, каштан, парротия, рододендрон, сирень, самшит, тополь, чубушник;

боб (одногнездный, растрескивающийся по брюшным швам) - аморфа, альбиция, вистерия, гледичия, дрок, карагана, леспеде-ца, ракитник, робиния, софора, чингиль.

Сухие нераскрывающиеся плоды имеют:

двусемянные крылатки - клен, лириодендрон;

семянки - айлант, береза, вяз, платан, ясень;

орех - бук, дуб, лещина, орехи грецкий, серый, черный;

орешек - дзельква, граб, липа, ольха.

У сочных плодов есть водянистый околоплодник, содержащий в тканях к моменту созревания 75 -85 % воды. Они обычно ярко окрашены и представлены у древесных ягодо- и яблоковидными плодами и костянками.

Ягодовидные плоды имеют актинидия, бузина, барбарис, ви­ноград, жимолость, ирга, крыжовник, магония, смородина, роза; яблоковидные - арония, боярышник, груша, кизильник, ряби­на, яблоня; плоды-костянки - абрикос, бархат амурский, бирю­чина, боярышники, вишня, дафна, кизил, калина, крушина, лох, миндаль, маслина, слива, свидина, черемуха, фисташка.

К сложным костянкам относятся соплодия малины, шелкови­цы, а к сухим костянкам - плоды миндаля.

Плоды, собранные в компактные образования, возникшие из компактного соцветия и создающие впечатление единого плода (сережки березы, плоды малины и шелковицы, хвойных), назы­ваются соплодиями. Так, плоды шелковицы представляют собой соплодие сложная костянка. У хвойных соплодиями являются шишки. У можжевельника шишки называются шишкоягодами, так как по внешнему виду плотно сросшимися чешуями они напоми­нают ягоды, более или менее сочные.

Для древесных пород характерно не только большое морфоло­гическое разнообразие плодов, но и различное внутреннее строе­ние семян (рис. 4.5).

Разнообразие плодов у декоративных древесных пород обус­ловливает многообразие способов их сбора, обработки, хранения и подготовки семян к посеву.

Сбор плодов в большинстве случаев проводят тогда, когда се­мена созрели. Показателем созревания являются внешние морфо­логические признаки созревания плодов и шишек: семена счита­ются созревшими, когда плоды отделяются от материнского рас­тения. Однако у некоторых пород (ели, сосны, робинии, гледи­чии, софоры, церциса, ясеня) семена созревают задолго до опа­дения плодов и шишек.

На созревание семян и плодов оказывают влияние условия произрастания: на юге, в жарком климате, плоды и семена созре-

а

в

Рис. 4.5. Строение семян различных видов древесных пород:

а - груши, б - магнолии, в - пихты; / - семенные покровы; 2 - семядоли; 3 - гипокотиль; 4 - мясистые покровы семени; 5 - жесткие покровы семени; 6 -

эндосперм; 7-зародыш

вают быстрее; в насаждениях позже, чем на отдельно стоящих растениях. Поэтому сбор плодов и семян надо проводить по мере их созревания, в соответствующие сроки.

Сроки созревания и сбора семян наиболее часто выращивае­мых пород приведены в табл. 4.22; сроки сбора семян средние для региона к югу и северу от Москвы, они являются средними за много лет, на них надо ориентироваться, но обязательно следует учитывать и местный климат, и погодные условия каждого года.

Сроки сбора плодов и семян по данным других авторов приве­дены в приложении 4.

Созревание семян у разных плодов и соплодий определяется по характерным внешним признакам. Чаще всего это изменение окраски плодов: у ильмовых - пожелтение крылаток и! светло-коричневый цвет семян; у березы пушистой - побурение сережек и их ломкость; у караганы древовидной - отвердение и пожелте­ние створок бобов; у сосен и елей - побурение шишек: у сопло­дий липы листочек буреет, а орешки становятся серовато-зелено­ватыми; наблюдается появление первого «пушка» у единичных рас­крывшихся коробочек тополя; у яблони характерную окраску и вкус приобретают сочные съедобные плоды, семена у дуба - тем­но-коричневую окраску.

Заготовку семян производят с момента поспевания плодов до начала их опадения, иначе семена или выпадут из оболочки пло­да, или будут уничтожены животными и насекомыми. Зрелые плоды у одних видов опадают спустя несколько дней после поспевания, у других - в течение нескольких недель и даже месяцев.

Одновременно созревают и опадают плоды и семена у березы плакучей и пушистой, дуба черешчатого и красного, лещины обык­новенной, жимолости синей, покрывальной и съедобной, ивы и

Различают два вида бесполого размножения: вегетативное и собственно бесполое. У некоторых низших растений четкой границы между этими видами размножения пет.

Наиболее обычная форма бесполого размножения - вегетативное размножение . При вегетативном размножении от растения отделяется относительно большая, обычно дифференцированная часть, которая развивается в самостоятельное растение. Осуществляется частями таллома, корня, стебля, листа. Оно основано на способности растений к регенерации - восстановлению целого организма из его части. У одноклеточных растений (водоросли, бактерии) вегетативное размножение происходит путем деления клетки, у колониальных и низших многоклеточных - путем расчленения таллома на части, у грибов – при помощи специализированных одноклеточных образований: хламидоспор и др. У высших растений вегетативное размножение осуществляется частями корня, стебля, листа или их видоизменениями - корневищами, клубнями, луковицами, выводковыми почками. На основе естественного вегетативного размножения в практике сельского хозяйства разработаны разнообразные способы искусственного вегетативного размножения овощных, плодовых и декоративных растений. Для этого наиболее часто используют: клубии (картофель, батат, георгины), корневища (ирис, флокс), усы (земляника), луковицы (лук, тюльпан), корневые отпрыски (малина, вишня). Многие возделываемые растения размножают черенками, отводками, а также путем прививок.

Размножение черенками . Черенок - это отрезанный от матеинского растения участок побега, корня, листа. Побеговые черенки могут быть зимними - без листьев (но с почками), и летними - с листьями с побегом текущего года. Листовой черенок состоит из листовой пластинки и черешка. Придаточные корни возникают чаще на морфологически нижней стороне листа в местах разветвления крупных жилок, почки, а затем и побеги – на верхней стороне. Размножать листовыми черенками можно лишь немногие растения (лилия, бегония, алоэ и др.). Корневыми черенками размножают виды растений, корни которых легко образуют придаточные почки (малина, вишня, слива, финиковая пальма, роза, флокс и др.).

Размножение прививкой. Прививка - это срастание срезанных почек или стеблевых черенков одного растения (размножаемого) с другим (укорененным). В этом случае размножаемое растение называют привоем, а растение, к которому прививают, - подвоем. Известно около 100 разнообразных способов прививок, но их можно свести к трем основным типам: прививка сближением , или аблактировка, - привой не отчленяется от материнского растения до срастания с подвоем; прививка черенком , или копулировка, - на однолетних черенках привоя с 2-3 почками и на стебле подвоя делают косые срезы и прикладывают их друг к другу, при этом стебли привоя и подвоя подбирают одинаковой толщины, чтобы их камбиальные слои совпали. Если диаметры привоя и подвоя не совпадают, то прививку делают врасщеп , под кору, вприклад или другими способами; прививка глазком, или окулировка, - привоем служит спящая или растущая почка, отделенная от срединной части побега размножаемого растения, которую вставляют под кору подвоя. Лучше всего срастание происходит, если привой и подвой принадлежат к одному виду или близким видам одного рода, если же они относятся к разным родам, срастание затруднено.

СОБСТВЕННО БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ Осуществляется специализированными клетками - спорами или зооспорами . Споры имеют твердую стенку и распространяются ветром, зооспоры не имеют твердой стенки и передвигаются при помощи жгутиков. Они образуются внутри органов бесполого размножения - спорангиев или зооспорангиев. У низших растений - это одноклеточный орган, у высших - многоклеточный. Разнообразие спор велико. По происхождению и назначению споры подразделяют на две группы: споры (зооспоры), которые образуются путем митотического деления и способны непосредственно воспроизводить новую особь , сходную с материнской. При созревании они покидают материнский организм и обычно служат для размножения ираспространения. Размножение такими спорами свойственно низшим

растениям (водорослям, грибам и др.). Во вторую группу входят споры, которые не могут воспроизвести материнскую особь . Они гаплоидны (n), так как образуются в результате мейоза. Такие споры бывают у высших растений, а также у некоторых водорослей. У последних из споры вначале вырастает заросток (проталлий, протонема), на котором происходит половое размножение.

Суть полового размножения или воспроизведения состоит в формировании растением специализированных клеток - гамет (n), в попарном их слиянии (копуляция) и образовании зиготы (2n), из которой вырастает новое растение.

Гамета - эго половая клетка, ядро которой содержит гаплоидное число хромосом. Копулирующие гаметы могут различаться между собой по структуре (форме, величине, подвижности), но обязательно физиологически, то есть по полу и по наследственности. В результате слияния гамет в новом организме объединяются материнская и отцовская наследственность. Если копулирующие гаметы одинаковы по форме, величине и подвижности, их называют изогаметами , а половой процесс - изогамным . Если гаметы одинаковы по форме, но женская гамета более крупная и менее подвижная, чем мужская, их называют гетерогаметами , а половой процесс - гетерогамным . Половой процесс называют оогамным , когда женская гамета крупная, шаровидная, неподвижная (яйцеклетка), а мужская очень маленькая и подвижная (сперматозоид).

Специализация гамет служит показателем уровня эволюции. Наиболее примитивной формой полового процесса является изогамия. Гаметы формируются в специальных органах, называемых гаметаигиями: мужские - в аитеридиях, женские - у низших растений в оогониях, а у высших - в архегониях. У низших растений гаметангии, как и спорангии, одноклеточные, а у высших - многоклеточные. У некоторых групп водорослей и грибов органов полового размножения нет, хотя половой процесс осуществляется регулярно. Зигота у них образуется вследствие слияния неспециализированных клеток или члеников. Такой половой процесс называют соматогамией. Разновидность сомагогамии - гологамия, когда происходит слияние двух одноклеточных вегетативных особей без образования гамет.

Оплодотворение - это процесс слияния двух половых клеток - мужской и женской гамет. Мужскую гамету у покрытосеменных называют спермием, женскую - яйцеклеткой. Одна из клеток пыльцы, попавшей на рыльце пестика, вытягивается через пору экзины в длинную пыльцевую трубку, достигающую иногда нескольких сантиметров. В ней за счет деления генеративной клетки образуются два спермия. Пыльцевая трубка растет сквозь рыхлую ткань рыльца и столбика в направлении завязи пестика, входит в семязачаток через микропиле или сквозь покровы и вступает в контакт с одной из синергид. Затем пыльцевая трубка проникает внутрь синергиды и лопается, освобождая спермии. Один из них сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу (2n), второй сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, образуя триплоидную клетку (Зn). Так происходит двойное оплодотворение , свойственное только покрытосеменным. Открытие двойного оплодотворения принадлежит русскому ученому академику С.Г. Навашину (1898). После двойного оплодотворения из зиготы образуется зародыш (2n): из триплоидной клетки - эндосперм (запасающая ткань, Зп), из интегументов - спермодерма (семенная кожура), а из всего семязачатка - семя. Синергиды и антиподы обычно разрушаются, а нуцеллус используется как питательный продукт при формировании зародыша, реже он превращается в запасающую ткань - перисперм.

После оплодотворения семязачаток называют уже семенем, а завязь - плодом.

Зигота растет путем многократных митотических делений и превращается в многоклеточный зародыш, состоящий из первичного побега, или плюмулы, первичного корешка и одной (у однодольных) или двух (у двудольных) семядолей. Семядоли имеют более простую структуру, чем первые настоящие листья; иногда они бывают наполнены питательными веществами и служат запасающей тканью, как, например, у гороха и у конских бобов. Плюмула состоит из стебля, первой пары настоящих листьев и терминальной почки. Триплоилное ядро первичного эндосперма многократно делится путем митоза, образуя эндосперм - скопление триплоидных ядер, отделенных друг от друга тонкими клеточными стенками. У некоторых злаков, например у пшеницы и кукурузы, эндосперм сохраняет роль запасающей ткани. Если запасающей тканью служат семядоли, то они растут за счет эндосперма, который может при этом совершенно исчезнуть. У некоторых семян запасы питательных веществ содержатся и в эндосперме, и в семядолях. По мере продолжения роста зародыша и запасающей ткани окружающий их нуцеллус разрушается, поставляя необходимые для роста питательные вещества. В дальнейшем необходимые для роста питательные вещества обеспечивает проводящий пучок ножки семязачатка (фуникулуса). Теста (семенная кожура) развивается из интегумента. Эго тонкий, но прочный защитный слой. Микропиле сохраняется в виде маленькой поры в тесте, через которую при прорастании семени поступают кислород и вода. На завершающих стадиях созревания семени содержание в нем воды снижается от обычных для растительных тканей примерно 90% (по массе) до 10-15%. Это сопровождается заметным снижением метаболической активности и представляет собой важный шаг к переходу семени в состояние покоя. По мере развития семени завязь превращается в зрелый плод, и ее стенки получают название перикарпия. Происходящие при этом изменения у разных видов растений различны, но обычно эти изменения направлены на то, чтобы плод мог защищать семена и способствовать их распространению. Остальные части цветка увядают, отмирают и сбрасываются, подобно листьям у листопадных деревьев.

Преимущества и недостатки размножения семенами. Преимущества

1. Растение не нуждается в водной среде для полового размножения, и. следовательно, лучше адаптировано к жизни на суше.

2. Семя зашишает зародыш.

3. Семя содержит питательные вещества, необходимые зародышу; эти вещества содержатся либо в семядолях, либо в эндосперме.

4. Семя обычно имеет приспособления для распространения.

5. Семя может перейти в покоящееся состояние, чтобы пережить неблагоприятные условия

6. Семя реагирует на благоприятные условия, но иногда прорастает не сразу.

Недостатки

1. Семена имеют относительно крупные размеры из-за содержащихся в них значительных запасов питательных веществ. Это осложняет распространение семян по сравнению со спорами.

2. Запасы питательных веществ делают семена привлекательной пищей для животных.

3. Опыление в значительной степени осуществляется такими внешними факторами, как ветер, насекомые и вода. Поэтому опыление (и, следовательно, оплодотворение) во многом зависит от случая, особенно ветроопыление.

4. Потери семян очень велики ввиду ограниченности шансов на выживание каждого данного семени. Поэтому для обеспечения успеха родительским растениям приходится вкладывать в производство семян большие количества веществ и энергии.

5. Пищевые ресурсы семени ограничены, тогда как при вегетативном размножении дочернее растение получает питательные вещества от родительского растения до тех пор, пока не достигнет самостоятельности.

6. В размножении двудомных растений участвуют две особи, что делает его более зависимым от случайностей, чем размножение, в котором участвует одна родительская особь. Следует, однако, заметить, что двудомные растения встречаются довольно редко.