О трагической судьбе и возрождении гаметофита

21-03-2014, 04:27
Защитные оболочки мужского и женского гаметангиев и половой диморфизм — вот, пожалуй, и все прогрессивные приобретения гаметофита высших споровых растений. Дальнейшее его совершенствование как самостоятельного организма, увы, оказалось невозможным. Одна из главных причин этого явления — в гаплоидности ядер гаметофита.
Организмы с уменьшенным вдвое числом хромосом (гаплонты), как правило, обладают пониженной жизнеспособностью. Напротив, наследственное увеличение числа хромосом, или полиплоидия, ведет к увеличению жизнеспособности растительного организма.
Одна из причин этого явления заключается в уменьшении вероятности проявления у растений-полиплоидов вредных (в частности, летальных) рецессивных генов. Примечательно, что большинство широко распространенных культурных растений являются полиплоидными организмами. По образному выражению выдающегося российского ботаника, академика П. М. Жуковского, человек питается преимущественно продуктами полиплоидии.
Ho вернемся к гаметофиту высших растений, у моховидных гаплоидный гаметофит не имеет настоящих корней, отсутствует у него и совершенная водопроводящая система. Только условно можно говорить о стеблях и листьях мхов. Поэтому вся жизнедеятельность этих примитивных растений ограничена тенистыми влажными местами, а размеры тела у большинства видов не превышают нескольких сантиметров. Вот почему ученые-ботаники рассматривают моховидные как слепую (тупиковую) ветвь эволюции высших растений.
Еще менее «респектабельно» выглядят гаметофиты папоротниковидных, хвощевидных и плауновидных. Если только мы не предпримем настойчивых поисков (вооружившись лупой и терпением), то вряд ли обнаружим в природе эти миниатюрные растеньица, получившие название заростков.
Заростки очень малы (обычно не более 30 мм), их тело слабо дифференцированно на органы и лишено настоящих корней. Жизнь на открытых свету и теплу поверхностях земли — не для них, поэтому все их существование протекает в сумерках, на поверхности влажной почвы.
Примечательно, что гаметофиты многих плаунов (около 200 видов рода ликоподиум) и некоторых папоротников вообще не могут развиваться самостоятельно. Они ведут сапротрофный или полусапротрофный образ жизни, а роль «кормильца» этих растений, лишенных корней, берут на себя почвообитающие грибы, вступающие с гаметофитами плаунов и папоротников в симбиоз. Такой способ питания растений — за счет грибного симбионта получил название микотрофного (от греч. mykes — гриб, trophe — пища).
Итак, налицо явное противоречие. С одной стороны, для обеспечения полового процесса растению необходимы гаплоидные гаметы и их продуцент — гаплоидный гаметофит, и тут уж ничего не поделаешь. Более того, заселение растениями суши, необходимость приспособления к разнообразным экологическим условиям (а значит, потребность в более высоком уровне генотипической изменчивости) требовали и совершенствования гаметофита, усложнения его организации.
С другой стороны, организм не может преодолеть жестких ограничений, обусловленных галоидным состоянием его клеток. Поэтому гаметофиты мхов, папоротников, хвощей и плаунов «влачат жалкое существование». He могут они (в отличие от диплоидных спорофитов этих же растений) вырваться из полумрака влажного напочвенного яруса. He дано им, увы, вознестись к свету, повысить эффективность фотосинтеза, распространения гамет и оплодотворения.
Такова незавидная судьба гаметофита споровых растений. Где же решение проблемы?
Эволюция растений пошла по пути объединения гаметофита и спорофита в один организм. Такое объединение мы наблюдаем у наиболее высоко организованных наземных растений — голосеменных и покрытосеменных (цветковых).
Конечно, ни о каком равноправном союзе мощного спорофита и «субтильного» гаметофита не могло быть и речи. Произошло иное — гаметофит по существу «поселился» в органах спорофита и совершенно утратил способность к автотрофному питанию (фотосинтезу).
Спорофит в свою очередь «взял на полное довольствие» гаметофит, избавил его от забот о добывании пищи и позволил полностью «сосредоточиться» на половом размножении. В результате гаметофит семенных растений сильно редуцировался и окончательно утратил самостоятельное существование.
Мужской гаметофит семенных растений развивается внутри микроспорангия и представлен пылинкой (пыльцевым зерном), состоящей всего лишь из нескольких клеток (рис. 15).
Женский гаметофит формируется внутри мегаспорангия (семязачатка). У голосеменных растений он представляет собой бесцветный многоклеточный таллом, ткань которого накапливает питательные вещества за счет материнского спорофита. Еще сильнее женский гаметофит редуцировался у покрытосеменных растений. Он превратился в так называемый зародышевый мешок 7 клеток, лишенных собственных стенок и запаса питательных веществ (рис. 16).
О трагической судьбе и возрождении гаметофита

Только благодаря такому «переселению» мужской и женский гаметофиты смогли, наконец, достигнуть «заветной цели» они оторвались от поверхности почвы и на могучем спорофите вознеслись в атмосферу, пронизанную живительными лучами Солнца. Правда, потребность в фотосинтезе у них теперь отпала, но зато какие новые, замечательные возможности они приобрели для оплодотворения!

  • Союзники растений
  • Властелины растительного царства
  • Оплодотворение «простое» и «двойное» сходство, различия и последствия
  • Мужской гаметофит приобретает летучесть
  • О гаметанигиях и половом диморфизме
  • Забота о потомстве
  • Процветание — в расчленении
  • Из колыбели жизни на границу двух миров
  • Микоризные симбиозы
  • Общая характеристика грибов - возбудителей болезней растений

  • Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

    Министерство сельского хозяйства Оренбургской области

    Правительство Оренбургской области

    Визитка компании - сайт компании

    Ильинка Фаворит Агромир Техноорь

    Системы точного земледелия Автопартнер





    Акцент

     

    • Рейтинг@Mail.ru
    • Яндекс.Метрика
    • Индекс цитирования