Спорофіт

Спорофіт — це нестатеве покоління рослин. У рослин існує чергування поколінь життєвого циклу, що змінюється із спорофіта у гаметофіт. Спорофіт переважає над гаметофітом у всіх рослин, крім мохоподібних та водоростей. А саме — у папоротеподібних, хвощеподібних, плауноподібних, голонасінних та покритонасінних. На спорофіті формуються спорангії, у яких внаслідок мейозу утворюються гаплоїдні спори. Часто спорофіт не розвивається самостійно, а існує на гаметофіті.

Розвивається з заплідненої яйцеклітини, або зиготи. На спорофіті в спеціальних органах — спорангіях — в результаті мейозу розвиваються гаплоїдні спори. У багатьох рослин (різноспорові плауни і різноспорові папороті, а також голонасінні і квіткові) спорангії діляться на два типи: макро-і мікроспорангії. Макроспорангії виробляють макроспори, а мікроспорангії — мікроспори. З макроспор розвиваються жіночі гаметофіти, а з мікроспор — чоловічі.

У різних групах рослин водоростей розвинений в різному ступені. У квіткових рослин, голонасінних та судинних спорових (плауни, хвощі і папороті) спорофіт значно більше гаметофіту. Власне, все, що ми зазвичай називаємо рослиною, і є його спорофіт. Гаметофіти насіннєвих рослин більшу частину життя проводять в оболонці спори (мікроспори — це пилок, а макроспори знаходяться в семязачатках), а у судинних спорових гаметофіт — маленька, але самостійна багатоклітинна рослина. У мохів, навпаки, в життєвому циклі домінує гаметофіт. Спорофіт швидко всихає і складається тільки з ніжки і ковпачка-спорангія зі спорами.

Джерела

• Roig-Villanova, Irma; Bou, Jordi; Sorin, Céline; Devlin, Paul F.; Martínez-García, Jaime F. (24 березня 2006). Identification of Primary Target Genes of Phytochrome Signaling. Early Transcriptional Control during Shade Avoidance Responses in Arabidopsis. Plant Physiology (Oxford University Press (OUP)). 141 (1): 85–96. doi:10.1104/pp.105.076331. ISSN1532-2548. PMC1459307 . PMID16565297.
• Cucinotta, Mara; Colombo, Lucia; Roig-Villanova, Irma (27 березня 2014). Ovule development, a new model for lateral organ formation. Frontiers in Plant Science (Frontiers Media SA). 5: 117. doi: 10.3389/fpls.2014.00117 . ISSN1664-462X. PMC3973900 . PMID24723934.

25.1D: Спорофіти та гаметофіти у безнасінних рослин

Спорофіт безнасінних рослин є диплоїдним і є результатом сингамії (злиття) двох гамет. Спорофіт несе спорангії (сингулярні, спорангіум): органи, які вперше з’явилися в сухопутних рослині. Термін «спорангія» дослівно означає «спора в посудині»: це репродуктивний мішок, який містить спори. Усередині багатоклітинної спорангії диплоїдні спороцити, або материнські клітини, виробляють гаплоїдні спори шляхом мейозу, де число 2n хромосоми зменшується до 1n (зверніть увагу, що багато спорофіти рослин поліплоїдні: наприклад, тверда пшениця – тетраплоїдна, хлібна пшениця – гексаплоїдна, а деякі папороті – 1000-плоїдні). Пізніше спори вивільняються спорангіями і розходяться в навколишньому середовищі.

Малюнок \(\PageIndex\) : Спорангія: Мішки, що виробляють спори, звані спорангіями, ростуть на кінцях довгих тонких стебел на цій фотографії моху Esporangios bryum.

Два різних спороутворюючих методи використовуються в наземних рослині, в результаті чого відбувається поділ статей в різних точках життєвого циклу. Безнасінні, несудинні рослини виробляють тільки один вид спор і називаються гомоспоровими. Фаза гаметофіту (1n) є домінуючою у цих рослин. Після проростання зі спори отриманий гаметофіт виробляє як чоловічу, так і жіночу гаметангию, як правило, на одній особі. На відміну від цього, гетероспористі рослини виробляють два морфологічно різних типи суперечок. Чоловічі спори називаються мікроспорами через їх меншого розміру і розвиваються в чоловічий гаметофіт; порівняно більші мегаспори розвиваються в жіночий гаметофіт. Гетероспор спостерігається у кількох безнасінних судинних рослин і у всіх насіннєвих рослин.

Малюнок \(\PageIndex\) : Життєвий цикл гетероспористих рослин: Гетероспорові рослини продукують два морфологічно різних типи спор: мікроспори, які розвиваються в чоловічий гаметофіт, і мегаспори, які розвиваються в жіночий гаметофіт.

Коли гаплоїдна спора проростає в гостинному середовищі, вона генерує багатоклітинний гаметофіт шляхом мітозу. Гаметофіт підтримує зиготу, утворену в результаті злиття гамет і отриманого молодого спорофіта (вегетативної форми). Потім цикл починається заново.

Спори безнасінних рослин оточені товстими клітинними стінками, що містять жорсткий полімер, відомий як спорополленін. Це складна речовина характеризується довгими ланцюгами органічних молекул, пов’язаних з жирними кислотами і каротиноїдами: звідси і жовтий колір більшості пилку. Спорополленін надзвичайно стійкий до хімічної та біологічної деградації. У насіннєвих рослин, які використовують пилок для перенесення чоловічої сперми до жіночої яйцеклітини, в’язкість спорополленіна пояснює існування добре збережених скам’янілостей пилку. Спорополленіна колись вважалося нововведенням наземних рослин; однак зелені водорості, колеохети, також утворюють спори, які містять спорополленін.

Гаметангія у безнасінних рослин

Гаметангії (сингулярна, гаметангіум) – органи, що спостерігаються на багатоклітинних гаплоїдних гаметофітах. При гаметангії клітини-попередники породжують гамети мітозом. Чоловічий гаметангіум (антеридій) виділяє сперму. Багато безнасінні рослини виробляють сперму, забезпечену джгутиками, які дозволяють їм плавати у вологому середовищі до архегонії: жіночого гаметангіума. Ембріон розвивається всередині архегонії як спорофіт. Гаметангії виділяються у рослин без кісточок, але замінюються пилковими зернами в насіннєвих рослинах-виробниках.

3. Судинні спорові рослини

Для Судинних рослин , до яких належать Судинні спорові та Насіннєві, характерна тенденція до переваги і вдосконалення спорофіта при одночасному спрощенні гаметофіта. У цієї групи вже з’являються провідні тканини, які виконують дві важливі функції. По-перше. вони утворюють транспортну систему, що здійснює переміщення поживних речовин і води по всьому тілу. По-друге, тіло рослини отримує внутрішню опору.

Судинні спорові рослини — вищі рослини, які розмножуються та розселюються за допомогою спор. Спори у цих рослин — особливі округлі клітини, які слугують для нестатевого розмноження та розселення. Вони мають оболонки для захисту від несприятливих умов, хлоропласти, ядро, незначний запас поживних речовин. Поширені ці рослини на вологих ділянках суходолу.

За сучасними уявленнями до судинних спорових рослин належать Плауни, Хвощі і Папороті.

Папороті — багаторічні трав’янисті рослини, у яких розвинені всі органи рослини — пагін (до складу якого входять стебло і листки (вайї) ) та коріння (яке відсутнє у мохів). У папоротей добре розвинене кореневище , від якого відходять корені. Папороті можуть розмножуватися шматочками кореневища. У папоротей, так само як і у мохів, чітко представлено чергування статевого і нестатевого поколінь.

Сучасні хвощеподібні — виключно багаторічні трав’янисті рослини. Характерною рисою хвощів є почленованість їхніх пагонів. В есняні пагони хвощів ( спорофіт ) з’являються ранньою весною і мають стебло коричневого кольору, оскільки у ньому немає хлорофілу. Навесні на верхівках пагонів з’являються схожі на колоски утворення — спорангії , в яких розвиваються спори . Коли спори дозрівають і висипаються, весняні пагони відмирають . Літні пагони виростають влітку і зеленіють до осені. У ґрунті міститься багаторічне кореневище , яке може досягати довжини до \(2\) метрів, від якого відходять додаткові корені.

Найчастіше хвощі розмножуються нестатево спорами , тому їх відносять до вищих спорових рослин . Хвощі можуть добре розмножуватися вегетативно , наприклад, за допомогою кореневища . Статеве розмноження хвощів здійснюється за допомогою гамет. Цикл розвитку хвощей відбувається шляхом чергування безстатевого покоління (спорофіт) та статевого покоління (гаметофіт). Гаметофіт має вигляд зеленої пластинки.

У Плаунів розвинені всі органи рослини — пагін (до складу якого входять стебло і листки ) та коріння . Стебло — повзуче, на якому розташовані лускаті або голчасті листки. Стебло може досягати до \(5\) м у довжину. Вони щільно притискаються до землі і за допомогою коротких коренів закріплюються на ній. У життєвому циклі переважає нестатеве покоління — спорофіт , який складається з розгалуженого повзучого стебла. Гаметофіт — у вигляді дрібного заростка.

Біологія і екологія (рівень стандарту): підруч. для 10 кл. закл. заг. серед. освіти / В. І. Соболь. – Кам’янець-Подільський : Абетка, 2018. с. 63-64.