Репродуктивная клетка растений и грибов обеспечивающая размножение и расселение
Обновлено: 05.10.2024
Широко распространено во всех группах растений. В бесполом размножении принимает участие один организм. Собственно бесполое размножение происходит путем митотического деления или с помощью спор. Особой формой бесполого размножения является вегетативное.
Деление
Размножение путем деления характерно для одноклеточных водорослей. Деление происходит путем митоза. В результате деления образуются две идентичные родительской дочерние особи.
Размножение спорами
Споры — репродуктивные, одноклеточные образования, при прорастании которых развиваются новые особи. У наземных растений и грибов споры не имеют специальных приспособлений для активного передвижения. У большинства обитающих в воде водорослей споры подвижны, так как имеют жгутики. Такие споры называют зооспорами.
Споры образуются в органах бесполого размножения — спорангиях или зооспорангиях. У водорослей практически любая клетка может стать спорангием, у высших растений спорангий — многоклеточный орган. У растений споры всегда гаплоидны. Если они возникают на диплоидном растении, то их образованию предшествует мейоз, если на гаплоидном — митоз.
Растение, на котором образуются споры, называют спорофит. Различают равноспоровые и разноспоровые растения.
Ø Равноспоровые растения — растения, у которых все образующиеся споры имеют одинаковые размеры.
Ø Разноспоровые растения — растения, образующие споры, отличающиеся по величине и физиологическим особенностям:
· микроспоры — более мелкие споры, формирующиеся в микроспорангиях, из них вырастают мужские заростки (гаметофиты);
· мегаспоры — более крупные споры, формирующиеся в мегаспорангиях, из них вырастают женские заростки (гаметофиты).
Ø Разноспоровость чаще встречается среди высших растений (некоторые плауны, папоротники, все голосеменные и покрытосеменные).
Размножение спорами имеет большое приспособительное значение:
· в результате мейоза происходит рекомбинация генетического материала;
· обычно у растений споры образуются в огромных количествах, что обеспечивает высокую интенсивность размножения;
· благодаря малым размерам и легкости споры разносятся на большое расстояние, обеспечивая расселение растений и освоение ими новых территорий;
· плотная оболочка споры служит надежной защитой от неблагоприятных условий среды.
6 .2. Вегетативное размножение растений
Вегетативное размножение — это увеличение числа особей за счет отделения жизнеспособных частей вегетативного тела и их последующей регенерации (восстановления до целого организма). Данный способ размножения широко распространен в природе. Вегетативным способом размножаются водоросли, высшие растения. Особенно разнообразны способы вегетативного размножения у покрытосеменных растений.
Вегетативное размножение бывает естественным и искусственным.
Естественное вегетативное размножения является важной характерной особенностью многих видов. Благодаря этому способу размножения происходит быстрое увеличение числа особей вида, их расселение и как следствие — успех в борьбе за существование. Естественное вегетативное размножение происходит несколькими путями:
фрагментация материнской особи на две или более дочерних в результате перегнивания протонемы или слоевища (моховидные);
разрушение участков наземно-ползучих и полегающих побегов (плауны, голосеменные, цветковые);
с помощью особых структур (клубни, луковицы, корневища, клубнелуковицы, пазушные почки, придаточные почки на листьях или корнях, выводковые корзиночки моховидных и т.д.), специально предназначенных для вегетативного размножения.
Искусственное вегетативное размножение осуществляется при участии человека при выращивании культурных растений. В практике сельского хозяйства искусственное вегетативное размножение обладает рядом преимуществ над семенным:
обеспечивает получение потомков, повторяющих признаки родительского организма;
осуществляется быстрее, ускоряет получение продуктивных потомков;
позволяет получить большое количество потомков;
позволяет воспроизвести клоны, которые образуют нежизнеспособные семена или вообще их не образуют.
Существуют различные способы вегетативного размножения:
· специализированными вегетативными структурами;
· частями вегетативных органов, отделенных от материнского растения до или после их укоренения;
Фрагментация
Фрагментацией называют разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых регенерирует в новую особь (рис. 34). Такое размножение характерно для нитчатых и пластинчатых водорослей (обрывки нитей или части таллома), некоторых цветковых растений (например, элодея канадская). В Европу попали только женские экземпляры элодеи, не способные образовывать семена из-за отсутствия мужских растений и единственным способом размножения оказалась фрагментация.
Специальные вегетативные структуры
Специальные вегетативные структуры, используемые для вегетативного размножения, являются видоизменениями побега и корня. Эти структуры возобновляют растения и себя через образование придаточных корней и побегов и используются человеком для их размножения.
· Луковица . В природе луковицами размножаются многие растения: тюльпаны, гусиный лук, пролеска, подснежник и т.д. В сельскохозяйственной практике луковицами размножают лук, чеснок, декоративные растения: тюльпаны, нарциссы, гиацинты и другие.
· Вегетативное размножение луковичных растений осуществляют разросшимися взрослыми луковицами, детками, отдельными чешуями.
· Клубнелуковица . К клубнелуковичным растениям относятся гладиолус, крокус, водяной орех. Запасные питательные вещества клубнелуковицы расходуются на цветение, но к концу сезона формируется новая клубнелуковица. Кроме того, может образоваться одна или несколько клубнелуковичек — мясистых почек, развивающихся между старой и новой клубнелуковицами.
· Корневище . В лесах, степях, на лугах обитает большое количество корневищных растений, прежде всего злаков. К корневищным растениям относятся пырей, тимофеевка, белоус, купена, кислица, хвощ полевой и другие дикорастущие растения. У многих корневища ветвятся, и при отмирании старых частей происходит обособление новых растений.
В сельском хозяйстве корневищами размножают ревень, мяту, спаржу, бамбук, в декоративном садоводстве — ландыш, ирис и другие. Они легко размножаются делением корневища на части, каждая из которых должна содержать вегетативную почку.
Клубень . Клубни, как хранилище запаса питательных веществ, образуются у таких дикорастущих растений, как сыть, седмичник.
Из сельскохозяйственных растений, размножающихся клубнями, наиболее известны картофель и топинамбур. Их можно размножать, высаживая целые клубни. Но при посадке целого клубня верхушечная почка тормозит развитие остальных. Поэтому клубни рекомендуется резать на части, так как это нарушает доминирование верхушечной почки.
Усы . Усами размножаются такие растения, как лютик ползучий, камнеломка отпрысковая. В узлах усов образуются боковые почки и придаточные корни. После засыхания междоузлий растения обособляются. В сельскохозяйственной практике усами размножают клубнику и землянику.
Корневые клубни . Представляют собой утолщения боковых корней. Корневыми клубнями размножаются чистяк весенний, любка, из культурных — батат, в декоративном садоводстве — георгин. При размножении георгинов необходимо брать корневые клубни с основанием стебля, несущим почки, так как корнеклубни почек не образуют.
Данные приемы вегетативного размножения растений очень эффективны, так как развивающееся растения длительное время сохраняет связь с материнским, что способствует более быстрому и мощному развитию корневой системы.
Флоксы, дельфиниумы, примулы, лук-батун, ревень хорошо размножаются частями кустов. Кусты обычно делят весной или во второй половине лета.
Отводки — это участки побегов, которые специально прижимаются к земле, а после развития придаточных корней отделяются от материнского растения. Отводками размножаются крыжовник, виноград, из дикорастущих — пихта, черемуха.
При размножении отводками побеги пригибаются к земле и засыпаются. При достаточном увлажнении на засыпанном участке побега образуются придаточные корни. Уко-
ренившийся побег отделяют от материнского растения и пересаживают на постоянное место. Для лучшего укоренения побег можно надрезать. Это нарушает отток питательных веществ и их скопление в месте надреза, что создает благоприятные условия для образования придаточных корней.
Корневые отпрыски — побеги, возникающие из придаточных почек на корнях. Корневыми отпрысками размножается растения, легко образующие на корнях придаточные почки: вишня, слива, малина, сирень, осина, осот, бодяк полевой и др.
Корневые отпрыски обычно выкапывают и пересаживают в период покоя растения.
Существует целый ряд растений, способных размножаться с помощью черенков. Черенок — отрезок вегетативного органа.
В зависимости от происхождения различают стеблевые, корневые и листовые черенки.
Стеблевые черенки
Стеблевой черенок представляет собой участок надземного побега. Стеблевыми черенками размножают виноград, смородину, крыжовник, декоративные виды спиреи, красный перец, баклажан и другие. Для размножения берут черенки длиной от 2-3 до 6-8 см, состоящих из одного междоузлия и двух узлов. На верхнем узле листья оставляются (если листовые пластинки крупные, то их наполовину срезают). Черенки высаживают в специальные парнички, а после укоренения — в открытый грунт.
Листовые черенки
Листовой черенок представляет собой листовую пластинку с черешком или часть листовой пластинки. Листовыми черенками размножаются бегонии, узумбарская фиалка (сенполия), глоксиния, колеус. Листовые черенки могут воспроизводить придаточные корни и почки, из которых развиваются побеги.
Листовые черенки помещают в парничок нижней стороной на песок. Для предотвращения оттока питательных веществ крупные жилки перерезают. Иногда для образования придаточных корней и почек листовой черенок достаточно поместить в склянку с водой.
На листьях бриофиллума в углах зубчиков листовой пластинки образуются придаточные почки, развивающиеся в новые растения с придаточными корнями. Опадая, они закрепляются в почве.
Корневые черенки
Корневой черенок представляет собой часть корня. Ими размножаются виды, на корнях которых легко развиваются придаточные почки: хрен, малина, вишня, розы.
Корневые черенки заготавливают осенью, реже весной. Для этого используют боковые корни первого порядка в возрасте 2-3 лет. Длина черенка до 10-15 см, диаметр — 0,6-1,5 см. черенки высаживают в почву на глубину 2-3 см.
Черенками размножаются и многие дикорастущие растения: ива, тополь, осина, одуванчик.
Прививки
Прививка (или трансплантация) — искусственное сращивание части (черенка, почки) одного растения с побегом другого. Черенок или почка с прилегающим к ней участком коры и древесины (глазок), привитые на другое растение, называют привоем. Подвой — растение или его часть, на котором осуществлена прививка. Прививка позволяет использовать корневую систему подвоя для сохранения или размножения определенного сорта, замены сорта, получения новых сортов, ускорения плодоношения, получения морозоустойчивых растений, ремонта или омоложения старых взрослых деревьев.
Известно более 100 способов прививки, однако все их можно свести к двум основным типам:
Ø прививка сближением, когда привой и подвой остаются на своих корнях;
Ø прививка отделенным привоем, когда корни имеет только подвой.
Наиболее распространенными способами прививки являются следующие:
Ø Прививка в расщеп или в полурасщеп . Применяют в том случае, если привой тоньше подвоя. Поперечный срез подвоя полностью или частично разделяют и вставляют в него привой, косо срезанный с двух сторон.
Ø Прививка под кору . Привой также тоньше подвоя. На подвое делают горизонтальный срез под стеблевым узлом, кору надрезают в вертикальном направлении и осторожно отворачивают ее края. На привое делают срез в виде полуконуса, вставляют его под кору, зажимают отворотами коры и обвязывают.
Ø Копулировка . Применяется в том случае, если привой и подвой имеют одинаковую толщину. На привое и подвое делают косые срезы и совмещают их, обеспечив плотность соединения.
Ø Окулировка . Прививка почки-глазка. На подвое делается Т-образный разрез, края коры отгибаются, и за кору вставляют почку с небольшим участком древесины.
Культура тканей
Культура тканей представляет собой рост тканей или органов на искусственных средах. Метод культуры тканей позволяет получать клоны некоторых высших растений. Клонирование — получение совокупности особей из одной материнской вегетативным путем. Клонирование используется для размножения ценных сортов растений и для оздоровления посадочного материала.
6 .3. Половое размножение
Половое размножение связано с образованием растениями особого типа клеток — гамет. Растение, на котором происходит образование гамет, называют гаметофитом. Процесс формирования гамет называют гаметогенезом. Он происходит в особых органах — гаметангиях. У равноспоровых растений гаметофит обычно обоеполый: несет и женские, и мужские гаметангии. У разноспоровых растений из микроспор развивается гаметофит с мужскими гаметангиями, а из мегаспор — гаметофит с женскими гаметангиями.
Гаметы всегда гаплоидны. При слиянии мужской и женской гамет происходит образование зиготы, из которой развивается новый организм. Процесс слияния гамет называют оплодотворением.
Сущность полового процесса едина для всех живых организмов, а его формы разнообразны. Различают следующие типы полового процесса: хологамия, изогамия, гетерогамия и оогамия.
Хологамия
Хологамия — слияние гаплоидных одноклеточных, внешне неотличимых организмов друг с другом. Этот тип полового процесса характерен для некоторых примитивных водорослей. В данном случае сливаются не гаметы, а целые организмы, выступающие в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота обычно сразу же делится мейотически и образуется 4 дочерних гаплоидных одноклеточных организма.
Конъюгация
Особой формой полового процесса является конъюгация, характерная для некоторых нитчатых водорослей. Отдельные гаплоидные клетки нитевидных талломов, расположенных близко друг от друга, начинают образовывать выросты. Они растут навстречу друг другу, соединяются, перегородки в месте стыка растворяются, и содержимое одной клетки (мужской) переходит в другую (женскую). В результате конъюгации образуется диплоидная зигота.
Изогамия
При изогамии (равный брак) гаметы морфологически сходны между собой, то есть одинаковы по форме и размерам, но физиологически они разнокачественны. Данный половой процесс характерен для многих водорослей и некоторых грибов. Изогамия происходит только в воде, для передвижения в которой гаметы снабжены жгутиками. Они очень похожи на зооспоры, но имеют меньшие размеры.
Гетерогамия
При гетерогамии (разный брак) происходит слияние подвижных половых клеток, сходных по форме, но различающихся размерами. Женская гамета в несколько раз больше мужской и менее подвижна. Гетерогамия характерна для тех же групп организмов, что и изогамия, и также происходит в воде.
Оогамия
Характерна для некоторых водорослей и всех высших растений. Женская гамета — яйцеклетка — крупная и неподвижная. У низших растений образуется в одноклеточных гаметангиях — оогониях, у высших растений (исключая покрытосеменные) — в многоклеточных архегониях. Мужская гамета (сперматозоид) мала и подвижна, образуется у грибов и водорослей в одноклеточных, а у высших растений (исклю чая покрытосеменные) — в многоклеточных гаметангиях — антеридиях. Сперматозоиды способны передвигаться только в воде. Поэтому наличие воды — обязательное условие для оплодотворения у всех растений, за исключением семенных. У большинства семенных растений мужские гаметы утратили жгутики и называются спермиями.
Спора - это особая клетка грибов и некоторых растений, которая служит для размножения, расселения и переживания неблагоприятных условий. Спора имеет очень прочную и твердую оболочку, что позволяет клетке внутри нее переживать неблагоприятные условия: высокую или низкую температуру, отсутствие влажности и питательных веществ. При наступлении благоприятных условий, оболочка преобразуется или растворяется, и происходит прорастание споры с дальнейшим развитием грибницы или полноценного растительного организма.
10. Установите соответствие А. Свойство живых организмов отвечать на внешние воздействия реакцией организма. В. Способность живых клеток воспринимать … изменения внешней среды и отвечать на эти изменения реакцией возбуждения.
Пожалуйста помопомогите Очень срочно ( у чому проявляється подібність і відмінність у скелеті земноводних і риб )
Помогите пожалуйста Очень срочно (У чому проявляється подібність і відмінність у скелеті земноводних і риб )
4. Рассмотрите различные виды мышечной гкани. Дайте название каждому виду и напишите их расположение в организме
Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотидов : ГТЦ АЦГ ГАТ АЦТ ТТТ АЦГ. А)Составьте 2 цепочку ДНК.Б)Определите длину фрагмента ДНК.
Лабораторная работа № 6 Изучение строения семени и проростка 1. Из двудольных растений изучите строение семени фасоли, 2. Из однодольных растений изу … чите строение зерновки пше ницы. 3. Сопоставьте строение семян фасоли и пшеницы. 4. Замочите в воде семена фасоли или зерна пшеницы, затем поместите их в стеклянную банку с опилками и время от времени увлажняйте. 5. Ежедневно отделяйте по одному из проклюнувшихся семян и подсушивайте. 6. Через 10-12 дней подведите итог опыта. Соберите коллек цию, показывающую прорастание семян и развитие проростков.
Условие задания: Отметь, какие из суждений верны. А. Губки — Тип беспозвоночных, у представителей которого впервые в животном мире появилась сквозная … пищеварительная система. Б. Аскарида и другие паразитические черви, живущие в кишечнике человека, не используют в процессе дыхания кислород. Правильный ответ:
Грибы являются древнейшей группой организмов на земле. Наряду с растениями и животными грибы занимают особое положение в системе органического мира, представляя обособленное царство, и относятся к низшим эукариотным организмам. Основным признаком эукариот является наличие в клетке оформленного ядра, окруженного двойной мембраной. Эукариоты обладают ограниченными мембраной клеточными органоидами: хлоропластами, митохондриями и др. Клеточная стенка эукариот в отличие от прокариотных организмов включает хитин или целлюлозу. Для всех эукариот свойственен в разной степени выраженный половой процесс, а также наблюдается смена ядерных фаз (гаплоидной и диплоидной).
Грибы имеют полифилетическое происхождение: разные группы грибов произошли от разных предков. Предполагается, что предками грибов вероятнее всего являются некоторые группы амебоидных флагеллят и водорослей. Основанием для такого предположения служит некоторое сходство в строении жгутиковых стадий, полового процесса и образования спор, а также химизма клеточной оболочки. Грибы называют гетеротрофными организмами, так как они лишены хлорофилла и требуют для питания готовое органическое вещество. Грибы имеют сходство и с растениями и животными. Так же как и растения, грибы питаются путем всасывания пищи (осмотрофное питание), а также обладают способностью неограниченного роста. С животными грибы сближает наличие в обмене мочевины, хитина в оболочке клеток и запасного продукта гликогена (а не крахмала). По большинству литературных данных грибное царство оценивается более чем в 100 тыс.видов. Однако, по недавним данным Д.А. Хоуксворта наилучшей текущей оценкой количество грибов следует считать цифру в 1,5 млн.видов.
Грибы весьма разнообразны по внешнему виду, местам обитания и физиологическим функциям. Однако у них есть и общие черты. Основой вегетативного тела грибов является мицелий, или грибница, представляющая систему тонких ветвящихся нитей или гиф, находящихся на поверхности, или внутри субстрата.
2. Строение грибной клетки
В цитоплазматическом матриксе содержатся также лизосомы с протеолетическими ферментами, осуществляющими расщепление белков. Лизосомы представляют собой окруженные одинарной мембраной пузырьки диаметором 0,2-0,8 мкм. Специфическими элементами грибной клетки являются ломасомы, функции которых еще не совсем изучены. Они представлены образованиями в виде пузырьков между клеточной стенкой и плазматической мембраной.
В клетке грибов есть вакуоли, содержащие запасные питательные вещества – волютин, липиды, гликоген, а также жиры, в основном ненасыщенные жирные кислоты. Кроме запасных веществ вакуоли могут содержать пигменты, различные кристаллы и аморфные вещества не установленной природы.
Основой клеточной структуры грибов является ядро выполняющее генетическую, формативную и метаболическую функции. В грибной клетке может быть от одного до нескольких ядер. Мицелий низших грибов содержит много ядер. У большинства сумчатых (за исключением мучнисторосяных) и базидиомицетов клетки одно и двухядерные в зависимости от фазы развития. У ядра двойная мембрана, ядрышко и хромосомы, содержащие ДНК. Число гаплоидных хромосом от 3 до 28, но никогда не бывает меньше 2. Ядерная мембрана имеет поры, осуществляющие перенос макромолекул из ядра в цитоплазму. Размеры ядер грибов находятся в пределах 1-3 мкм, но может достигать 20-25 мкм.
3. Распространение спор грибов
Споры отделяются от своих спорообразующих органов пассивно или активно. Пассивно – спорангиоспоры у мукоровых при разрушении спорангиев; пикноспоры из пикнид со слизистым содержимым у несовершенных грибов; конидии отчленяются от конидиеносцев. Активно – чаще у сумчатых грибов, споры с силой выбрасываются наружу. По физическому состоянию спор в момент их созревания выделяют два типа грибов: сухоспоровые (сухие, легко распыляющиеся) и слизистоспоровые (споры, выделяющиеся из своих споровместилищ вместе со слизистым веществом).
Сухоспоровые переносятся преимущественно по воздуху – анемохория. Это характерно для плесневых, мучнисторосяных, ржавчинных, трутовых и других грибов. Они имеют малые по величине и массе споры, это обеспечивает их беспрепятственный перенос на большие расстояния, а малая скорость падения спор, дает им возможность довольно долгое время удерживаться в воздухе.
Слизистоспоровые переносятся преимущественно с помощью воды и насекомых. Перенос спор водой называется гидрохорией. Важная роль при этом принадлежит дождям, споры смываются с пораженных органов растений, попадают в трещины и раны на стволах и корнях. Имеющаяся при этом влага создает благоприятные условия для прорастания спор и заражения растений гнилевыми, некрозно-раковыми заболеваниями.
Распространение спор с помощью насекомых называется энтомохорией. Чаще всего насекомые механически переносят споры на поверхности своего тела (у некоторых грибов на спорах имеются крючки, выступы и т.д.). Но иногда между насекомым-переносчиком и грибом наблюдается тесная биологическая связь. Так, например ильмовые заболонники являются переносчиками возбудителей голландской болезни. Возбудитель сосудистого микоза дуба переносит непарный шелкопряд, златогузка, дубовый заболонник.
Споры могут переносить животные – зоохория. Чаще на поверхности своего тела (эпихория), реже внутри своего тела (эндохория). Споры трюфелей распространяют кабаны, выкапывающие плодовые тела этих грибов. Грызуны (белки, мыши, полевки) запасая на зиму плодовые тела шляпочных грибов способствуют рассеиванию базидиоспор. Антропохория – распространение спор в результате хозяйственной деятельности человека (при транспортировке семян, посадочного материала, древесины и т.д., при несоблюдении необходимых санитарно-гигиенических условий).
Аутохория – активное самостоятельное распространение спор (слизевики, хитридиевые, некоторые оомицеты у которых имеются зооспоры). Благодаря наличию жгутиков они передвигаются в воде.
4. Питание грибов
Как гетеротрофные организмы грибы используют в пищу только готовые органические вещества, которые поступают в организм непосредственно через оболочки гиф осмотическим путем. Для своего питания грибы обладают мощным ферментным аппаратом. Ферменты превращают сложные органические соединения растительных тканей в более простые водорастворимые соединения. Грибам свойственны ферменты всех основных групп: гидролитические, окислительно-восстановительные и бродильные. Гидролитические ферменты осуществляют гидролиз углеводов, из них основными являются ферменты целлюлазы и гемицеллюлазы, пектиназы, амилазы и др. Окислительные ферменты представлены оксидазами и дегидразами, а восстановительные редуктазами. Бродильные ферменты – зимазами.
Ассортимент ферментов определяется степенью специализации. Чем больше выражена специализация в отношении субстрата, тем обычно беднее ассортимент ферментов. Для нормальной жизнедеятельности, роста и размножения грибы нуждаются в многочисленных элементах питания, наиболее важными среди которых являются углерод, азот, некоторые зольные элементы, биологически активные вещества, микроэлементы.
5. Паразитизм и специализация грибов
По образу жизни грибы делятся на сапротрофов и паразитов. Сапротрофы заселяют мертвые органические субстраты, а паразиты развиваются на живых органах растений или животных. По характеру воздействия на ткань растения-хозяина паразитические грибы делятся на некротрофы и биотрофы.
Некротрофы первоначально убивают клетки растения, воздействуя на них своими ферментами и токсинами, а уже затем питаются их содержимым. К этому типу грибов следует относить и токсигенных паразитов, которые своими сильнодействующими токсинами, распространяющимися по проводящей системе растений-хозяев, вызывают их быструю гибель.
Особенность биотрофов состоит в том, что они обычно не выделяют токсины, а осторожно воздействуют своими ферментами на зараженную ими ткань растения, извлекая из живых клеток питательные вещества. Растительные клетки при этом могут относительно долго оставаться живыми.
Первичной, наиболее древней формой существования грибов, был сапротрофный образ жизни. Однако длительное эволюционное развитие сопровождалось выработкой у грибов ряда приспособительных к паразитированию качеств (наличие специальных ферментов и токсинов, способность внедряться в живую клетку и т.д.). В ходе эволюции между истинными сапротрофами и паразитами возникли и обособились разнообразные переходные формы:
Облигатные сапротрофы – это грибы, способные развиваться только на отмерших тканях растений или животных и других мертвых органических субстратах. К ним относится большинство известных видов грибов, при этом наибольшую группу составляют сапротрофные почвенные грибы.
Факультативные паразиты (полусапротрофы) – это грибы, для которых обычным в природе является сапротрофный образ жизни, однако в отдельных случаях они способны переходить к паразитированию(возбудители полегания всходов, многие трутовые и плесневые грибы).
Факультативные сапротрофы (полупаразиты) – ведут паразитический образ жизни, развиваясь в течение вегетации на живых растениях и образуя на них бесполые спороношения. Однако завершают свой цикл развития нередко как сапротрофы. К этой группе относятся многие виды фитопатогенных сумчатых и несовершенных грибов. Среди них есть как некротрофы, так и биотрофы, некоторые могут переходить от некротрофного к биотрофному способу питания.
Среди полусапротрофов и полупаразитов существуют раневые паразиты, которые проникают в растения через поранения (возбудитель ступенчатого рака стволов древесных пород).
Облигатные паразиты – обладают наивысшей степенью паразитической активности. Они полностью утратили способность к сапротрофному образу жизни и питаются только за счет живых клеток растения-хозяина (ржавчинные, мучнисторосяные, тафриновые, плазмодиофоровые грибы).
Сапротрофные формы грибов обладают неспециализированным питанием и способны заселять самые разнообразные органические субстраты.
Паразитические грибы характеризуются специализацией:
Филогенетическая специализация - это приспособленность патогена к паразитированию на одном или нескольких, но всегда определенных питающих растениях. Она может быть широкой и узкой. Широкоспециализированные грибы поражают многие виды растений из разных ботанических семейств (возбудители выпревания растений). Другие поражают растения разных родов в пределах одного семейства (возбудители килы крестоцветных). Узкая специализация может быть родовой, видовой, сортовой. Онтогенетическая специализация - это приуроченность патогена к определенному возрастно-физиологическому этапу индивидуального развития (онтогенеза) растения или к определенному возрастно-физиологическому состоянию поражаемых органов. Например, возбудители полегания поражают всходы лишь в первые недели жизни; возбудитель соснового вертуна поражает растения до 10-12 лет; мучнисторосяные грибы поражают только молодые растущие листья и побеги, а возбудители шютте обыкновенного могут поражать как старую хвою (Lophodermium pinastri), так и молодую (L.seditiosum). Органотропная специализация – это приспособленность патогена к определенным органам, а гистотропная специализация – к определенным тканям питающих растений.
1. Вегетативное размножение.
2. Репродуктивное размножение.
2.1. Репродуктивное бесполое размножение.
2.2. Репродуктивное половое размножение.
У грибов различают два типа размножения: вегетативное и репродуктивное.
1. Вегетативное размножение
Вегетативное размножение может осуществляться при отделении от основной массы мицелия его частей, которые могут развиваться самостоятельно. Простейшая форма вегетативного размножения – размножение обрывками шнуров, ризоморф, склероциями.
Вегетативное размножение возможно также путем почкованиямицелия или отдельных клеток, например у дрожжевых грибов. Процесс этот состоит в том, что на клетках мицелия образуются выросты (почки), постепенно увеличивающиеся в размерах. Такие почки отделяются от материнской клетки или сохраняют с ней связь, принимая вид своеобразных цепочек. Почкование особенно свойственно дрожжевым грибам, но возможно и у голосумчатых и базидиальных грибов (головневых). Образующиеся в результате почкования клетки называют бластоспорами.
Особой формой вегетативного размножения является образование оидий (артроспор) и хламидоспор.Артроспоры (или оидии) образуются в результате распадения гиф на отдельные короткие клетки, каждая из которых дает начало новому организму. Однако оидии снабжены тонкой оболочкой и потому недолговечны. Разновидностью оидий являются геммы, которые имеют более плотную оболочку, они способны дольше сохраняться. Артроспоры и геммы известны у многих грибов. Геммы характеризуются большим разнообразием по форме и размерам в сравнении с хламидоспорами. Хламидоспоры образуются внутри (интеркалярно) или на концах (апикалярно) гиф путем концентрации плазмы в отдельных участках гифы, покрывающихся толстой оболочкой, благодаря которой хламидоспоры способны длительное время (до 10 лет) сохранять жизнеспособность при наступлении неблагоприятных условий жизни для грибов. Хламидоспоры могут быть у оомицетов, базидиомицетов, дейтеромицетов.
2. Репродуктивное размножение
Репродуктивное размножение осуществляется с помощью спор, которые образованы внутри или на поверхности специальных органов, отличающихся по своему строению от вегетативных гиф грибницы. Репродуктивное размножение может быть бесполым – с образованием спор без оплодотворения и половым, при котором образованию спор предшествует половой процесс.
В узком смысле бесполое размножение осуществляется дифференцированными репродуктивными клетками, образующимися специально для этой цели. Репродуктивные клетки грибов называют спорами. Поскольку образованию бесполых спор предшествует митотическое деление ядра, то есть деление, не сопровождающееся сокращением числа хромосом, их называют митоспорами. В микологической литературе для бесполых спороношений, не сопровождающихся сменой ядерных фаз, используют также термин анаморфы. Митоспоры образуются в больших количествах и служат преимущественно для массового расселения грибов в период вегетации, без рекомбинации наследственных признаков. При бесполом размножении в принципе происходит образование точных копий, идентичных родителям, а изменчивость возникает в основном за счет мутаций. Споры обычно неподвижны, но многие виды грибов формируют группы подвижных спор с одним или двумя жгутиками.
У многих низших грибов бесполое размножение происходит при помощи подвижных зооспор, снабженных жгутиками и способных к самостоятельному движению в воде. Зооспоры развиваются в зооспорангиях. У других низших грибов споры лишены органов движения, образуются они в спорангиях, а сами споры называются спорангиоспорами. Спорангии сидят на особых, отличных от остальных гифов – спорангионосцах, поднимающихся кверху от субстрата, на котором они развивались. Такое расположение спорангиев облегчает распространение спор токами воздуха, после того как они освобождаются от разрыва спорангиев.
Одной из более распространенных форм бесполого размножения является конидиальное спороношение. Конидии одеты оболочкой, у них нет органов движения (жгутиков), распространяются они воздушными течениями, насекомыми, человеком. По воздуху конидии могут переноситься на большие расстояния, например, споры возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы переносились на 1000 км от источника массового их развития.
Конидии образуются на специальных конидиеносцах, как первые, так и вторые могут быть весьма разнообразны по форме, размерам, строению и окраске, а также по характеру их развития и размещения. Своеобразными формами конидиального спороношения грибов являются коремии, спородохии, ложа и пикниды. В микологической литературе указанные образования называют конидиомами.
Коремия– пучок конидиеносцев, тесно сгруппированных и часто склееных в продольном направлении. На концах конидиеносцев образуются конидии. Спородохий - слой конидиеносцев на поверхности выпуклого сплетения гиф или стромы в виде подушечки. Ложе– подушковидное мицелиальное образование, формирующееся на поверхности пораженного субстрата или погруженное в него. Конидиеносцы располагаются на поверхности ложа сплошным слоем. Ложа бывают ровными, вогнутыми и выпуклыми. Пикниды– шаровидные или грушевидные вместилища с узким отверстием в верхней части. Внутри пикнид находятся короткие конидиеносцы, на которых возникают конидии (споры, или стилоспоры). Созревая, пикноспоры выделяются из пикниды через специальное отверстие, выходя сплошной слизистой массой, застывающей на воздухе в виде капель или скрученных нитей.
Размножение - присущее всему живому свойство воспроизведения себе подобных. Размножение обеспечивает преемственность и непрерывность жизни.
Выделяют две основные формы размножения: бесполое и половое.
Бесполое размножение
Бесполое размножение осуществляется только одной родительской особью без участия половых клеток. Появление дочернего организма происходит из соматических клеток.
Важно заметить, что обычно потомству передаются только мутации, которые происходят в половых клетках (гаплоидных - n). Однако в случае бесполого размножения потомству передаются мутации в соматических клетках (диплоидных - 2n).
Делением материнской клетки на дочерние размножаются все бактерии и простейшие (амеба, эвглена зеленая, инфузории, водоросли).
Обратите внимание, что у ядерных организмов (эукариот) деление клетки подразумевает митоз, а у доядерных (прокариот) - простое бинарное деление (такая разница связана с отсутствием у прокариот ядра).
Часто бесполое размножение помогает быстро увеличить численность вида, оно активируется при благоприятных условиях среды. Осенью, при наступлении неблагоприятных условий становится активно половое размножение.
Споруляция подразумевает размножение с помощью специализированных клеток - спор. Эта форма размножения распространена у растений (водорослей, мхов, папоротников, хвощей и плаунов), грибов и некоторых простейших (споровики - малярийный плазмодий).
У одноклеточной зеленой водоросли - хламидомонады, споры имеют жгутики, вследствие чего называются зооспорами. У растений процесс образования спор происходит в обособленных мешковидных образованиях - спорангиях. Споры покрыты защитной оболочкой, служат для размножения и расселения растений и грибов.
Помимо этого, споры грибов и простейших помогают им пережить влияние неблагоприятных факторов внешней среды, например пересыхание водоема. При наступлении благоприятных условий грибы и простейшие освобождаются от спор и продолжают рост и развитие.
Вариантов вегетативного размножения у растений - масса, им посвящена отдельная статья. Растения размножают с помощью клубнелуковиц, клубней, корнеплодов, корневищ, усов, отводок, черенков, луковиц, делением кустов. Прививка - также является вариантом вегетативного размножения.
В случае вегетативного размножения дочерний организм представляет собой генетическую копию материнского организма, а также имеет шанс унаследовать мутации в соматических клетках.
У некоторых животных дочерние организмы могут появляться из группы клеток - прямо на теле родительской особи. В этом случае небольшой участок тела отделяется от родительского организма и развивается самостоятельно.
Почкованием размножаются многие кишечнополостные, например - пресноводный полип - гидра.
Некоторые живые существа в ходе эволюции развили поразительную способность к регенерации (лат. re - вновь и genus - поколение) - замещению утраченной части организма.
У молочной планарии способность к регенерации развита настолько, что, если разделить ее на несколько частей, то из каждой части восстановится полноценный организм.
Является искусственным методом размножения, которым занимается отдельное направление биологии - биотехнология. Клоном называют дочернюю особь, идентичную в генетическом отношении родительской особи.
На настоящий момент бурно развивается направление выращивания искусственных органов, которые могут заменить "естественные" органы, утратившие вследствие болезней свои физиологические и анатомические свойства.
Половое размножение
Осуществляется с помощью особых половых клеток (гамет). Имеет огромное эволюционное значение, так как в результате него образуются особи с новыми комбинациями генов, новыми признаками. Такие особи являются материалом для естественного отбора.
В результате бесполого размножения появляются генетические копии материнских организмов, которые содержат точно такой же набор генов в ДНК. В этом случае при изменении условий среды, если погибает одна особь, рискуют погибнуть все "генетические копии", так как они не обладают разнообразием, имеют одинаковый генотип, а значит одинаково не приспособлены.
Половое размножение в схожих условиях выигрывает значительно, так как создает генетическое разнообразие.
В ходе гаметогенеза у мужских и женских особей образуются половые клетки (гаметы): сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). При оплодотворении происходит их слияние, образуется зигота (2n). Далее следует эмбриональный период развития, который переходит в постэмбриональный.
У ряда организмов существуют свои особые варианты полового процесса. Таким является процесс конъюгации у инфузорий. Конъюгация (лат. conjugatio - соединение) сопровождается обменом ядер между клетками партнеров при их непосредственном контакте.
Важно заметить, что это пример полового процесса без размножения, так как увеличения числа особей не происходит. Однако две разошедшиеся клетки после конъюгации содержат новые комбинации генов, что в дальнейшем приведет к развитию новых признаков и появлению новых свойств у их потомства.
Партеногенез (греч. παρθένος — дева, девица, девушка + γένεσις — возникновение) - одна из форм полового размножения, так называемое "девственное размножение".
При партеногенезе дочерний организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Несмотря на то, что в этом процессе не участвует мужская половая клетка, партеногенез относят к половому размножению, так как дочерний организм развивается из половой клетки - яйцеклетки.
Партеногенез выполняет важную функцию регуляции соотношения полов у пчел: из неоплодотворенной яйцеклетки развиваются самцы, из оплодотворенной - самки. Партеногенез встречается также у муравьев, термитов, тлей.
Говоря о половом размножении нельзя не упомянуть интересное явление в природе - гермафродитизм. Это явление заключается в наличии у особи как мужских, так и женских половых органов (назван по имени мифического обоеполого существа - Гермафродита). Аналогичное явление у растений называется однодомностью: и мужские, и женские цветки в таком случае расположены на одном растении.
Очевидно, что особи гермафродиты вырабатывают два типа половых клеток: и сперматозоиды (мужские гаметы), и яйцеклетки (женские гаметы). Гермафродитизм чаще встречается у низших, более примитивных животных. Гермафродитами являются многие черви, моллюски, кишечнополостные.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Читайте также: