Жизненный цикл голосеменных

Жизненный цикл – это совокупность всех поколений, или стадий развития организма. Цикл развития голосеменных, как и споровых растений, включает в себя отличные друг от друга поколения: спорофит и гаметофит. Жизненный цикл голосеменных имеет особенности, по которым эти растения оказались более распространенными на Земле, чем споровые.

Взрослое растение

Рассмотрим развитие голосеменных растений на примере сосны обыкновенной. Сосна — вечнозеленое дерево, которое обычно живет от 100 до 300 лет, но иногда живет от 500 до 600 лет.

Взрослое растение – спорофит. Это означает, что споры развиваются по этому поводу. Органы, в которых созревают споры, называются спорангиями и имеют конусообразную форму.

Рис. 1. Мужские и женские ананасы.

Женские бутоны первого года жизни красные, а мужские обычно желтые.
Мужским гаметофитом сосны является пыльца, так как из ее антеридиальной клетки образуются сперматозоиды (мужские гаметы). О таком гаметофите, редуцированном до клетки, говорят, что он сильно редуцирован. Мужской гаметофит, т.е пыльца, образуется из мужской споры, которая формируется в мужской шишке еще раньше.

Пыльца или пыльцевые зерна в мае и начале июня высыпаются из мужских шишек и переносятся ветром к женским шишкам. Пыльца очень многочисленна и легка, так как содержит воздушные ячейки.

Рис. 2. Пыльца сосны под микроскопом.

Женский гаметофит

Женские споры не вылетают из шишек, а прорастают там, где образовались, внутри спорангиев.

Проросшая женская спора образует зародышевый мешок или семяпочку с двумя архегониями (органами, в которых развиваются яйца). Таким образом, побег является гаметофитом.

Сеянец находится внутри спорангия (семязачатка), и это новое поколение сосны. Для будущего зародыша сосны это материнский организм.

Оплодотворение

В первый год оплодотворения не происходит, так как ни мужские, ни женские гаметы еще не созрели. После опыления женские шишки закрываются и в течение года в них продолжается развитие гамет, как женских, так и мужских.

На следующий год в закрытых женских шишках, уже одревесневших и зеленых, происходит оплодотворение: сперматозоид соединяется с яйцеклеткой, образуя зиготу.

Рис. 3. Схема цикла развития сосны.

Характерным для голосеменных является то, что гаметофит развивается не во внешней среде (как, например, у папоротников), а внутри спорофита. Ваша яйцеклетка остается неподвижной клеткой и от зачатия до оплодотворения находится внутри спорангия (яйцеклетки).

Сосна, в отличие от папоротников и мхов, не зависит от наличия воды для соединения гамет. Поэтому голосеменные лучше селятся в сухих местах.

Новый спорофит

Зигота – первая клетка спорофита. Она делится и из новых клеток образуется зародыш. Зародыш имеет рудиментарные вегетативные органы: побег и корень. Питательные вещества и мембраны откладываются вокруг эмбриона. Так в женской шишке образуется семя.

На третий год женские шишки буреют и раскрываются. Высыпаются созревшие семена. При прорастании семени появляется спорофит – молодая сосна.

Сравнение с другими отделами растений

По сравнению с цветковыми растениями жизненный цикл сосны удлиняется, так как от опыления до созревания семян проходит два года.

По сравнению с хвощами и плаунами, наоборот, жизненный цикл проходит значительно быстрее.

В отличие от споровых растений рост находится в более выгодном положении, так как защищен женской шишкой, а процесс оплодотворения не зависит от погодных условий.