Строение размножение и развитие плаунов
Обновлено: 08.07.2024
Плауны — многолетние травянистые споровые растения. Встречаются в сыроватых хвойных и смешанных лесах. В настоящее время насчитывается около 1 тыс. видов. Они имеют стелющийся стебель с множеством прямостоячих веток, покрытых мелкими темно-зелеными листьями и укрепленный в почве с помощью придаточных корней.
По приспособленности к жизни на суше плауны занимают промежуточное положение между папоротниками и семенными растениями. Листья чешуйчатые расположены спирально.
Подземные части побега имеют вид корневищ с придаточными корнями. Рост стебля верхушечный: проводящая система примитивна. Стебли наряду с листьями несут на себе спорофиллы со спорангиями. Споры прорастают в гаметофит через 3-8 лет в глубоком слое гумуса. Его рост и развитие возможны при условии внедрения в него гифов гриба, обеспечивающих ему гетеротрофное питание.
Гаметофиты обычно однополые и несут антеридии и архегонии. Сперматозоиды простые и очень мелкие с двумя жгутиками: зигота сразу прорастает в зародыш — спорофит, который в начале развития питается гетеротрофно. Кроме того, плауновидные могут размножаться вегетативно (частями стебля).
Плауны растут очень медленно и подлежат охране. Животными не поедаются.
Значение Плаунообразных:
- Споры используются для пересыпки литейных форм.
- Используются для приготовления фейерверка.
- Используются в качестве присыпки в медицине.
- Некоторые содержат яд, сходный но действию с кураре, — используют в медицине.
- Для лечения алкоголизма — в медицине.
Плауновидные растения появились в древности. Современные представители плауновидных — это многолетние вечнозеленые травы, реже — полукустарники. Среди исчезнувших видов были и древесные. Ныне плауновидные включают около 100 видов. В сосновых лесах широко распространены булавовидные плауны.
Плауны расстилаются стеблем по земле или растут прямо, опираясь на другие растения. От стелющихся стеблей вверх отходят побеги с мелкими листьями, внизу развиваются придаточные корни. Стебли плауна покрыты тонкой оболочкой. На наружном слое имеется опорная ткань. В середине есть проводящие ткани.
Булавовидный плаун
Булавовидный плаун (рис.1) размножается спорами и вегетативно. Вегетативное размножение осуществляется отрезками стелющихся побегов. Из молодых клеток таких отрезков сначала появляются придаточные корни, затем — молодые побеги.
Таким образом, из одного растения плауна развиваются несколько молодых плаунов. Некоторые виды плаунов (присасывающиеся к другим растениям) размножаются вегетативным путем из почек, появляющихся на верхушках побегов. Созревшие почки отрываются и разлетаются на расстояние до 0,5 м. При попадании в благоприятные условия они прорастают. Такие почки образуются на побегах один раз в год.
Рис.1 Булавовидный плаун
Бесполое размножение осуществляется спорами. Осенью на верхушках растущих вверх побегов образуются по 2 споровых колоска, в которых развиваются споры. В результате растрескивания спорангиев созревшие споры высыпаются на землю.
С прорастания спор на земле начинается половое размножение. Заростки за лето созревают. На их поверхности образуются мужские и женские половые клетки, которые, сливаясь, оплодотворяются. В последующем из зародышевого корешка развивается настоящий корень, из стебелька — настоящий стебель, а из листочка — настоящий лист. В результате получится растение плауна (рис.2).
Рис.2 Размножение плауна
Значение плаунов
Плауны, как все зеленые растения в результате процесса фотосинтеза образуют органические вещества, а в воздух выделяют кислород. Они покрывают поверхность земли и участвуют в почвообразовательном процессе. Широкого хозяйственного применения они не имеют. Их споры используются при изготовлении лекарственных препаратов (ими обсыпают некоторые таблетки и пилюли), в качестве присыпок.
Как и некоторые грибы, плауны иногда образуют ведьмины кольца.
Плауновидные появились более 300 млн лет назад в виде древесных растений, которые образовывали целые леса. Современные представители , плауновидных — это многолетние вечнозеленые травянистые растения. От стелющихся стеблей вверх отходят побеги с мелкими листьями, внизу развиваются придаточные корни. Размножение спорами и вегетативное — отрезками стелющихся побегов. У зародышей имеются зачаточные корни, стебли и листья будущего растения.
ГОСТ
Общая характеристика плаунообразных
Отдел Плаунообразные, или Плауны (Lycopodiophita) объединяет современные травянистые и вымершие древовидные формы. Эти растения возникли от риниофитов, скорей всего, в средине девонского периода палеозойской эры, а наибольшего развития они достигли в каменноугольном периоде. Ископаемые плаунообразные — могучие деревья и кусты: лепидодендрон, сигилярия, плеуромея.
Ископаемый лепидендрон имел колонновидный стебель до $30-40$ м в высоту и $1$ м в диаметре с дихотомически разветвлённой кроной. Длинные шиловидные листья достигали длины $1$ м. Их корни длиной до $50$ см не имели корневых волосков. Существование в полупогружённом состоянии в болотистой почве в условиях насыщенного водными испарениями воздуха того времени вызвало мощное развитие воздухоносной ткани с большими междуклеточниками.
В конце палеозоя — в начале мезозоя большинство плаунообразных вымерло, вместе с гигантскими хвощеобразными, создав на Земле основные запасы каменного угля.
Современные представители (около $1000$ видов) — исключительно многолетние травянистые, обычно зелёные растения: плаун булавовидный, селагинелла, молодильник. Распространены по всему земному шару в хвойных и смешанных лесах. Они живут на земле или поселяются на стволах и ветвях деревьев.
Спорофит расчленён на корень (который в процессе эволюции впервые появляется именно в этой группе растений, стебель и мелкие иногда чешуевидными листья. Листья, по сути, являются выростами стебля. Они слабо дифференцированы. Стебли и корни дихотомически ветвятся $1-2$ неразветвлёнными жилками. Побеги плауноподобных не имеют чётко выраженных узлов и междуузлий. Стебли и корни дихотомически ветвятся Спорангии или единичные, расположены на верхней стороне видоизменённых листочков (спорофилов), или собраны в колоски.
Плауны растут очень медленно: рост плаунов происходит лишь в точке роста, поскольку камбий в стебле отсутствует. У некоторых видов развитие из споры гаметофита длиться $6-15$ лет. Длительность жизни спорофита может достигать нескольких десятилетий.
Готовые работы на аналогичную тему
Отдел Плаунообразные делится на два класса:
Эти классы объединяют как современные, так и ископаемые виды.
Особенности строения плауна булавовидного
На территории Европы известны $6$ видов плаунов. Характерным представителем есть плаун булавовидный — многолетнее растение с гибким, распростёртым по поверхности почвы стеблем длиной до $3$ м. Сидячие, мелкие, ланцетно — линейные с шиловидной верхушкой листья размещены на стебле плотной спиралью. От стебля вниз отходят тонкие, но крепкие корешки, которые, как и стебель, ветвятся дихотомично.
Особенности размножения плауна
Среди представителей отдела есть равно- и разноспоровые плауны. При благоприятных условиях из споры вырастает небольшой (около $3$ см диаметром) безхлорофильный двуполый гаметофит — заросток, который вступает в симбиоз с грибами. Заросток ведёт подземный образ жизни, развивается очень медленно и живёт до $20$ лет. На $12-15$ году жизни на нём появляются многочисленные органы полового размножения — овальные антеридии и колонноподобные архегонии. При наличии воды двужгутиковые сперматозоиды выходят из антеридиев, попадают в архегонии и оплодотворяют яйцеклетки. Из образованных зигот развиваются заростки, которые некоторое время питаются за счёт гаметофита, а позже развиваются в новые растения — спорофиты.
В жизненном цикле плауна булавовидного чередуются половое (гаметофит) и бесполое (спорофит) поколение. Доминирует спорофит.
Кроме размножения спорами плаунам присуще так же вегетативное размножение — почками и побегами.
Значение плаунообразных в природе и жизни человека
Надземные вегетативные органы плаунообразных образуют значительную биомассу, однако некоторые виды содержат алкалоиды и потому животные их не употребляют.
Иногда споры используют в металлургийной промышленности при фасованном литье для обсыпания стенок форм, чтобы детали были гладкими и легко вынимались.
Плаун булавовидный используется в народной медицине как противовоспалительный, обезбаливающий и мочегонный препарат.
К сожалению, использование плаунов для изготовления венков и гирлянд привело к резкому уменьшению численности этих растений. Сейчас они требуют бережного отношения и охраны.
Плауновидные – один из наиболее древних отделов высших споровых растений. В настоящее время представлены сравнительно небольшим числом родов и видов, участие которых в растительном покрове обычно незначительно. Многолетние травянистые растения, обычно вечнозеленые, напоминающие по внешнему виду зеленые мхи. Встречаются главным образом в лесах, особенно хвойных.
Насчитывают около 400 видов, но на территории России распространены всего 14 (плаун булавовидный, плаун-баранец, плаун двуострый и др.).
Строение плаунов
Для плауновидных характерно наличие побегов со спирально, реже супротивно и мутовчато расположенными листьями. Подземные части побегов у одних плауновидных имеют вид типичного корневища с видоизмененными листьями и придаточными корнями , у других образуют своеобразный орган , несущий расположенные по спирали корни и называемый ризофором (корненосцем). Корни плауновидных придаточные.
Питание и размножение плаунов
Спорофиллы могут быть похожи на обычные вегетативные листья , иногда отличаются от них. Среди плауновидных есть равно- и разноспоровые растения. Гаметофиты равноспоровых подземные или полуподземные, мясистые, длиной 2-20 мм. Они обоеполые, сапрофиты или полусапрофиты, созревают в течение 1-15 лет. Гаметофиты разноспоровых однополые, незеленые, развиваются обычно в течение нескольких недель за счет питательных веществ, содержащихся в споре, и при созревании не выступают или слегка выступают наружу за пределы оболочки споры. Половые органы представлены антеридиями и архегониями: в первых развиваются дву- или многожгутиковые сперматозоиды, в архегониях – яйцеклетки. Оплодотворение происходит при наличии капельно-жидкой воды, из зиготы вырастает спорофит .
Спорофит плаунов – многолетнее вечнозеленое растение. Стебель ползущий, ветвистый, дает вертикальные ветвистые побеги высотой около 25 см, густо покрыт листиками, похожими на удлиненные заостренные чешуйки. Вертикальные побеги оканчиваются спороносными колосками или верхушечными почками. На стержне спороносного колоска сидят спорофиллы со спорангиями на верхней стороне. Споры одинаковые, содержат до 50% невысыхающего масла, прорастают очень медленно. Гаметофит развивается в почве в симбиозе с грибом ( микориза ), который получая от сосудистого растения углеводы, аминокислоты и фитогормоны сам делает доступным для поглощения и всасывания растением воду и минеральные вещества, прежде всего соединения фосфора. Кроме того, гриб обеспечивает растение большей поверхностью всасывания, что особенно важно, когда оно растёт на бедной почве. Гаметофит развивается в течение 12-20 лет, имеет ризоиды , хлоропластов не имеет. Однако у некоторых видов он развивается на поверхности почвы, тогда в его клетках возникают хлоропласты.
Гаметофит обоеполый, формой напоминает луковицу, по мере развития приобретает блюдцеобразную форму, несет многочисленные антеридии и архегонии. Зрелые антеридии почти полностью погружены в ткань гаметофита или слегка выступают над его поверхностью. Архегоний состоит из узкого, погруженного в ткань гаметофита брюшка и выступающей над его поверхностью длинной или короткой шейки. Антеридии обычно созревают раньше архегониев. Зигота без периода покоя прорастает и дает начало зародышу. Вегетативно размножается частями стебля и корневища. У некоторых плаунов есть и специализированные органы вегетативного размножения : выводковые клубеньки на корнях, выводковые луковички или почки на верхушках побегов.
Цикл развития плауна булавовидного: А — спорофит; Б — гаметофит ; 1 — ползучий побег с придаточными корнями; 2 — восходящие побеги; 3 — ножка спороносных колосков; 4 — листочки: восходящего побега (а) и ножки спороносных колосков (б); 5 — спороносные колоски; 6 — споролистики: вид с брюшной (в) и спинной (г) сторон; 7 — спорангии; 8 — споры; 9 — прорастающая спора; 10 — архегоний ; 11 — антеридий ; 12 — оплодотворение ; 13 — оплодотворенная яйцеклетка ; 14 — развитие нового спорофита на гаметофите.
Хвощевидные (Хвощи)
Ныне живущие виды исключительно травянистые растения высотой от нескольких сантиметров до нескольких метров.
У всех видов хвоща стебли обладают правильным чередованием узлов и междоузлий.
Листья редуцированы до чешуй и располагаются мутовками в узлах. Здесь же образуются и боковые ветви.
Подземная часть хвощей представлена сильно развитым корневищем, в узлах которого формируются придаточные корни . У некоторых видов (хвощ полевой) боковые ветви корневища превращаются в клубни, которые служат местом отложения запасных продуктов, а также органами вегетативного размножения.
Строение хвощей
Хвощи представляют собой травянистые растения, имеющее однолетние надземные побеги. Небольшое количество видов вечнозеленые. Размеры стеблей хвощей сильно варьируют: встречается карликовые растения со стеблем высотой 5-15 см и диаметром 0,5-1 мм и растения со стеблем длиной в несколько метров (у хвоща многощетинкового стебель достигает длины 9 м). Хвощи тропических лесов достигают высоты 12 м. Подземная часть – корневище , ползущее, ветвистое, в котором могут откладываться питательные вещества (образуются клубни) и которое служит органом вегетативного размножения. Надземные побеги нарастают верхушкой. Летние побеги – вегетативные, ветвистые, ассимилирующие, состоят из члеников, с хорошо развитыми междоузлиями. От узлов ответвляются мутовчато расположенные и также расчлененные ветви. Листья малозаметные, срастаются в зубчатые влагалища, которые одевают нижнюю часть междоузлия. В клетках эпидермы стебля часто откладывается кремнезем, поэтому хвощи – плохой корм.
Весенние побеги – спороносные, неассимилирующие, неветвистые, на их верхушке образуются спороносные колоски. После созревания спор побеги отмирают. Споры шаровидные, с четырьмя пружинистыми лентами, зеленоватые, прорастают в заростки, однополые – мужские или женские. Бывают случаи, когда антеридии и архегонии зозникают на одном заростке. Из оплодотворенной яйцеклетки вырастает предросток, а затем – взрослый хвощ.
Хвощи часто составляют значительный процент травостоя лугов и заболоченных мест; распространены на кислой почве. Наиболее часто, встречается у нас хвощ полевой, хвощ луговой, хвощ болотный, хвощ топяной и хвощ лесной.
Размножение хвощей
Хвощи размножаются половым путем. Половое поколение – гаметофит ( заросток ). На гаметофитах образуются антеридии и архегонии. В антеридиях развиваются многожгутиковые сперматозоиды, а архегониях – яйцеклетки. Оплодотворение совершается при наличии капельно-жидкой воды, и из зиготы без периода покоя вырастает спорофит.
Перед вами список вещей из определенных материалов, в состав которых либо входят сами живые организмы и их части, либо продукт приготовлен при помощи живых организмов (обозначены буквами). Во втором столбце даны зашифрованные описания этих живых организмов (обозначены цифрами).
- Описания каких организмов даны цифрами? Как их используют при приготовлении материалов? Одному организму могут соответствовать несколько описаний!
- Установите соответствие между пунктами первого и второго столбца. Обратите внимание на то, что одной вещи может соответствовать несколько организмов и наоборот.
Организмы, которые могут случайно попасть в материал, не указывайте!
При выполнении задания важно сразу соотнести живые объекты, из которых приготовляют определенные вещи и материалы, и их зашифрованные описания.
1. Лепестки венчика цветка у этого растения обычно голубые, цветок пятичленный. Из всех представленных материалов только льняная олифа приготовляется из семян льна – растения с голубыми цветками. Правильный ответ – Лён. Соответствие: 1 – Ж.
2. Эти вымершие автотрофы были споровыми. Из всех предметов и материалов только мел и графит могут быть продуктом, полученным из вымерших организмов. Из них только графит определённого происхождения является продуктом метаморфизации остатков фотосинтезирующих споровых организмов: папоротников, хвощей и плаунов. Соответствие: 2 – Е.
3. Глаза этих организмов состоят из отдельных фасеток (омматидиев). Этот признак характерен для насекомых. В левом столбце есть два материала, получаемых от насекомых: шёлк и проволис. Таким образом, в описании зашифрованы тутовый шелкопряд и пчела. Соответствие: 3 – А, И.
4. Эти гетеротрофные организмы имеют четырёхкамерный желудок, три из пяти пальцев конечности у них недоразвиты. Строение сердце позволяет сказать, что это – либо птицы, либо млекопитающие. Четырёхкамерный желудок характерен для некоторых представителей Парнокопытных. Он состоит следующих отделов: рубца, сетки, книжки и сычуга. Строение конечностей также соответствует Парнокопытным. Наиболее вероятно, что дано описание коровы. Из соединительных тканей получают желатин, который используется для производства желатиновых фотографических пластинок. Соответствие: 4 – Г.
5. Это тропическое растение содержит во всех своих частях млечный сок. Из млечного сока получают натуральный каучук. Поэтому может быть зашифровано самое распространённое каучуконосное растение – гевея бразильская. Правильным может быть также ответ фикус эластичный [его используют как каучуконос в Индии]. Соответствие: 5 – Б.
6. Это растение имеет плод – коробочку с семенами, покрытыми густыми волосками. Таким троением обладает коробочка хлопчатника, а волоски, развивающиеся на семенах, используют для производства хлопачтобумажной ткани. Соответствие: 6 – В.
7. Это автотрофные организмы, в жизненном цикле которых преобладает спорофит, а гаметофит можно разглядеть только под микроскопом. Под это описание подходит довольно большой спектр растений. Это Цветковые (Покрытосеменные) и Голосеменные растения. Перечислим цветковые расетния, участвующие в производстве материалов. Тутовое дерево (шелковица) – пища для тутового шелкопряда. Гевея бразильская –каучуконос. Хлопчатник – источник ваты и хлопчатобумажных тканей. Осина – источник мягкой древесины, удобной для отачивания карандашей. Лён – источник льнаяной олифы и льняных тканей. Тополь, берёза и другие деревья, дающие смолистые выделения – с них пчёлы собирают материал, который перерабатывается в прополис. Из Голосеменных ель используют в производстве бумаги. Соответствие: 7 – А, Б,В, Д, Е, Ж, И.
8. Этот организм в личиночной стадии имеет грызущий ротовой аппарат. Такой ротовой аппарат характерен для гусениц, который у имаго претерпевает сильный метаморфоз. У пчёл – грызуще-лижущий аппарат, сохраняющийся во взрослом состоянии. Таким образом, был зашифрован тутовый шелкопряд. Соответствие: 8 – А.
9. Эти одноклеточные гетеротрофы имеют раковины и ловчую сеть из специализированных ложноножек. Речь идёт о фораминиферах, раковины которых образовали залежи мела. Соответствие: 9 – З.
Читайте также: