2.5. Высшие споровые растения. Сравнительная характеристика
Моховидные насчитывают более 20 тыс. видов. У листостебельных мхов развиваются ткани, но корней нет, поэтому к субстрату они прикрепляются ризоидами. В жизненном цикле преобладает гаметофит — половое поколение. Спорофит состоит из коробочки со спорами, находящейся на ножке. Он паразитирует на гаметофите, присасываясь к нему нижней частью ножки. Гаметофит развивается из гаплоидной споры, попавшей во влажную среду. На мужском гаметофите — в антеридиях и на женском — в архегониях образуются гаметы. Сперматозоиды, например, кукушкина льна снабжены жгутиками. Оплодотворение происходит в воде. После этого на женских растениях развивается коробочка со спорами. Из споры, попавшей на землю, сначала вырастает зеленая нить — протонема. Из части протонемы образуются ризоиды (выросты отдельных клеток, углубляющиеся в почву), а из другой ее части — стебель и листья кукушкина льна.
Рис. 26. Жизненный цикл мха (кукушкин лен): 1 — молодой спорофит, развивающийся из зиготы на верхушке материнского растения; 2 — зрелый спорофит; 3 — зрелый спорангий; 4 — проросшие споры; 5 — протонемы; 6 — женский гаметофит; 7 — мужской гаметофит; 8 — архегоний; 9 — яйцеклетка; 10 — антеридий.
Сфагновые мхи отличаются от зеленых мхов отсутствием ризоидов. Воду они поглощают всей поверхностью тела благодаря наличию воздухоносных клеток. Цикл развития сфагновых мхов схож с циклом развития зеленых мхов. Из отмерших частей растения в условиях недостатка кислорода образуется торф.
Современные плауновидные насчитывают около 100 видов. Они имеют придаточные корни, мелкие, спирально расположенные листья, восходящие побеги. Споры образуются в спорангиях спороносных колосков. Из спор при прорастании появляются гаметофиты (маленькие заростки). Через 15 лет на заростках развиваются антеридии и архегонии, в которых созревают мужские и женские гаметы. У плауновидных мужские и женские гаметы образуются на одних и тех же заростках, а у их близких родственников — селагинелл — на разных. Поэтому заростки селагинелл называют раздельнополыми (мужскими и женскими) в отличие от обоеполых заростков плауновидных. Женские заростки вырастают из более крупных спор, чем мужские. Споры, из которых вырастают женские заростки, называют мегаспорами, споры, из которых вырастают мужские заростки, — микроспорами. Растения с обоеполыми заростками называют равноспоровыми, а с мужскими и женскими заростками — разноспоровыми. Мужские половые клетки двигаются с помощью жгутиков, поэтому для оплодотворения им необходима вода. После оплодотворения из зиготы вырастает новое растение. Используются плауновидные для изготовления лекарств и детской присыпки.
Хвощевидные насчитывают около 20 видов. Размножаются они вегетативно — корневищами с клубнями, содержащими запас крахмала. Бесполое размножение осуществляется спорами, развивающимися в спороносных колосках. Из спор вырастают заростки. У хвощей они бывают мужскими, женскими и обоеполыми, хотя споры, из которых вырастают мужские и женские заростки, практически не отличаются друг от друга. После оплодотворения из зиготы вырастает зародыш, а из него взрослое растение — диплоидный спорофит. Хвощ полевой используют в медицине.
Рис. 27. Жизненный цикл равноспорового папоротника: 1—3 — развитие спорофита (1 — молодой спорофит, развивающийся из зиготы; 2 — спорофит; 3 — спорангий); 4—8 — гаплоидная фаза (4 — созревший спорангий; 5 — проросшая спора; 6 — гаметофит; 7 — архегоний; 8 — антеридий)
Папоротниковидные — многолетние травянистые или древесные растения, тело которых расчленено на стебель, лист и корни, отходящие от корневища. У них развиты покровные и проводящие ткани. Спорангии находятся на нижней стороне листовой пластинки. Споры прорастают, попадая в почву. Из спор вырастают обоеполые заростки, имеющие ризоиды. На заростках формируются антеридии и архегонии. После оплодотворения образуется зигота, из которой развивается диплоидный зародыш, а затем спорофит — листостебельное растение. У некоторых водных папоротниковидных имеются мужские и женские заростки.