В процессе воспроизведения особями вида себе подобных каждая из них проходит определенные стадии и в конечном итоге получается особь тождественна исходной. На протяжении всего периода времени существования вида такие изменения стадий происходят из поколения в поколение.
Поэтому такие повторяющиеся изменения стадий, которые обеспечивают формирование из исходной особи новой, ей подобной, называют циклом воспроизводства. Цикл воспроизводства включает в себя несколько стадий, которые отличаются между собой морфологически, функциями и набором хромосом. У высших растений такими основными стадиями могут выступать молодые растения, взрослые растения со сформированными на них органами полового размножения, сами половые клетки, зигота, органы спороношения, споры, растения, образующиеся после прорастания спор и т.д.. Чередование, представленность и особенности стадий зависят от вида растения.
У подавляющего числа низших и высших растений в цикле воспроизводства наблюдается четкое чередование двух поколений или генераций - неполового или спорофита (диплобионта) и полового или гаметофита (гаплобионта). Фактически цикл воспроизводства представляет собой закономерную смену поколений, которые отличаются набором хромосом и функциями по обеспечению воспроизводства вида растения. Функцией спорофита является образование спор. Его клетки имеют диплоидный (2n ¬) набор хромосом. Функцией гаметофита является образование половых клеток или гамет. Его клетки имеют гаплоидный (n) набор хромосом. Переход от спорофита до гаметофита осуществляется через мейотического деления клеток спорофита. В разных систематических групп растений мейоз происходит только в характерные для них периоды цикла воспроизводства. Переход от гаметофита к спорофита происходит в процессе оплодотворения и образования в результате этого диплоидной зиготы. Фактически переход от одного поколения к другому связан с изменением ядерных фаз и хромосомного набора - от меняется с гаплоидного на диплоидный или наоборот. Так, при образовании зиготы в результате полового процесса происходит удвоение числа хромосом в ядре. Для того, чтобы предупредить прогрессирующее удвоение числа хромосом в ряду последовательных поколений организмов, размножающихся половым путем, происходит противоположный процесс - мейоз, во время которого образуются клетки с гаплоидным набором хромосом в ядре. Оплодотворения и мейоз тесно взаимосвязаны между собой и фактически представляют собой две стороны одного жизненного процесса.
В отдельных групп водорослей одно из поколений может быть представлено лишь одной стадией: только гаметами (например, в бурой водоросли фукуса) либо зиготой (например, в зеленой водоросли улотрикса).
Для каждой из систематических групп растений цикл воспроизводства имеет свои особенности. В одних групп в цикле воспроизводства заметно преобладает половое поколение, а неполовое мало выражено или сильно редуцированы (например, отдел Мохообразные, отдельные группы водорослей). В других групп наоборот, преобладает неполовое поколения, а половое поколение представлено слабо (например, высшие споровые и семенные растения). В некоторых групп половое и неполовое поколение представлено примерно одинаково. Различные стадии гаметофита и спорофита могут существовать самостоятельно, как отдельные организмы, или же одни стадии могут паразитировать и существовать за счет других.
Если гаметофит и спорофит не отличаются морфологически, то такой цикл воспроизводства называется изоморфным (различные группы водорослей). Если они четко морфологически отличные, то такой цикл называется гетероморфный (многие виды низших растений, все группы высших растений). В некоторых систематических групп растений одно из поколений достаточно редуцированным, самостоятельно не существует, а паразитирует на другом поколении (например, спорофит мохообразных паразитирует на гаметофита, гаметофит голосеменные и покрытосеменные - на спорофите).
Загрузка...