Отдел Плауновидные. Цикл развития на примере Lycopodium clavatum

Понятие о растительных тканях. Принципы классификации и краткая характеристика основных типов тканей.

Форма цветоложа и положение завязи в цветке. Анатомическое строение завязи.

В верхней части цветоножка слегка утолщается или расширяется, и эта часть называется цветоложем, на котором располагаются определенным образом (по кругу или по спирали) остальные части цветка, представляющие собой видоизмененные листья.

Положения завязи на цветоложе. Она может быть верхней или нижней. Верхней называют завязь, которая прикрепляется к цветоложу только своим основанием и с другими частями цветка не срастается, поэтому эту завязь иначе называют свободной (в цветке вишни). Нижняя завязь возникает, если она срастается с листочками околоцветника, с тычинками и даже с цветоложем, потому ее называют сросшейся (в цветке огурца). В зависимости от глубины срастания выделяют еще среднюю завязь.

В теле растительного организма существуют группы клеток, выполняющих определённую общую функцию, имеющих одинаковое строение, единое происхождение и занимающих определённое место. Это растительная ткань.

Существует много классификаций тканей. Например: мёртвые и живые, паренхимные и прозенхимные (соотношение длинны и ширины клетки)

Паренхимные (длинна больше либо равна ширине клетки)

Прозенхимные (длинна больше ширины в 3 и более раз)

Ткани можно подразделить на:

-образовательные

-постоянные

Клетки образовательной ткани делятся на:

а) покровные

б) механические

в) проводящие

г) выделительные

д) основные паренхимные

Такая классификация получила название морфолого-физиологической.

Ткани возникли когда растения покинули водную среду.

Образовательные ткани.

Меристемы – т.е. делящиеся ткани.

Покровные ткани.

С выходом растений на сушу появилась система покровных тканей. Они выполняют различные функции:

1) Защита от испарений (листья)

2) Защита от радиации, УФ.

3) Осуществление газообмена

4) Всасывание воды и минеральных солей (у корней)

5) Защита от низких температур (у многолетних стеблей).

6) Частично от механических повреждений (у многолетних стеблей)

По этим причинам покровные ткани различаются на:

v Первичные (эпидермис, эпиблема)

v Вторичные (перидерма, корка)

Механические ткани.

Опорные функции у растений тургор, особые клетки механических тканей. Физические нагрузки действующие на растения:

1) Статические – вертикальные (сжатии и растяжение)

2) Динамические перпендикулярные (по длине органа)

Проводящие ткани.

У растений существует два органа питания: листья и корни. Корень является органом почвенного (минерального) питания.

Лекарственное сырье «кора» (Cortex); орган растения, служащий ее источником. Анатомическое строение «коры» (кора дуба, кора крушины и т.д.)

Стебли древесных растений используют для получения лекарственного сырья «кора» - «Cortex», например, «кора крушины», «кора калины». Кору этих растений заготавливают от стеблей определенного возраста – от 3 до 5 лет (не старше). Весной во время сокодвижения, когда камбий активен, по нему легко отделить кору (бытовой термин) от древесины. Кору снимают в виде отдельных узких полосок с молодых веточек. Зная строение древесного стебля, можно перечислить и гистологические элементы лекарственного сырья «кора». Снаружи видна перидерма со специфическими признаками конкретного вида растения (цвет, число и форма чечевичек). Далее расположены ткани первичной коры: число слоев клеток колленхимы, хлоренхимы, особенности клеток эндодермы. Затем видна часть центрального цилиндра, снятая по слою камбия. Здесь могут быть тяжи (группы клеток) перициклической склеренхимы, иногда склереиды и ткани вторичной флоэмы, в паренхиме которой или в отдельных вместилищах выделений синтезируются и накапливаются органические вещества. Это могут быть дубильные вещества, флавоноиды, смолы и др.

Следует помнить о правилах заготовки коры у растений. «Кору» срезают не сплошным кольцом, а в виде отдельных продольных полосок. Заготовку сырья проводят не со всех побегов, а используют определенный процент в зависимости от возраста всего растения. Заготовку нельзя проводить ежегодно на одном и том же растении. Необходим отдых на 3 – 4 года, чтобы растение залечило раны и сформировало новые побеги. Нарушение этих правил ведет к истощению запасов данного лекарственного сырья.

На примере плауна булавовидного - Lycopodium clavatum мы познакомимся с морфологией и жизненным циклом плаунов.

Внешнее строение спорофита плауна. Многолетнее, травянистое растение с ползучим стеблем, дихотомически ветвящимся в верхушечной части. От ползучего побега приподнимаются зеленые ассимиляционные, часть которых в середине лета формирует спороносные колоски. На стебле спирально располагаются мелкие шиловидные листья. От ползучего стебля отходят тонкие малочисленные придаточные корни.

В анатомическом отношении стебель устроен довольно примитивно: снаружи однослойный эпидермис, затем первичная кора с эндодермой, далее – перицикл и в центре концентрический проводящий пучок, где лентовидными участками располагается ксилема, а ее окружает флоэма. Камбия в пучке нет, вследствие чего стебель не способен к вторичному росту. Аналогичное строение имеют и придаточные корни плауна.

Спороносный колосок представляет собой видоизмененный побег, выполняющий функцию спорообразования. Листья у него потеряли функцию фотосинтеза и ответственны только за формирование спор, потому и называются они спорофиллы (споролистики). Спорофилл плауна содержит на верхней стороне в нижней ее части один спорангий почковидной формы. Формируется спорангий из одной или нескольких, способных к делению клеток эпидермиса. После деления таких клеток (митозом) появляется овальный комочек (бугорок, выпуклина), состоящий из клеток образовательной ткани. Через некоторое время происходит дифференциация клеток: периферийные - специализируются в многоклеточную стенку будущего спорангия, а внутренние – превращаются в спорогенную ткань. Клетки этой ткани крупнее по размерам, с густым содержимым и большим ядром. В дальнейшем они делятся мейозом и образуются гаплоидные споры - клетки бесполого размножения. По мере созревания спор стенка спорангия вскрывается поперечной трещиной, и споры высыпаются на землю. Потоками воды споры уносятся в трещины или углубления в почве и там прорастают.

При прорастании оболочка споры - экзина разрывается, а содержимое споры многократно делится митозом, и в результате образуется группа клеток паренхимной ткани – это начальный этап формирования гаметофита (заростка). Вскоре у него образуются ризоиды, через которые внутрь клеток проникают из почвы гифа гриба. Формирование гаметофита идет очень медленно, и лишь на 12-15-м году жизни появляются половые органы, а и живет он до 20 лет. Зрелый гаметофит (заросток) небольших размеров (2 – 5 мм в поперечнике), реповидной формы, бесцветный, вегетативных органов не имеет и самостоятельно питаться не может. Снаружи заросток одет эпидермисом, затем идут 3 – 5 слоев клеток, содержащих гифы гриба, далее слой вытянутых вертикально клеток и, наконец, паренхима, часть клеток которых содержит крахмал. Если в клетки формирующегося заростка не попадает гриб, то на гаметофит погибнет на ранних фазах развития.

На верхней поверхности гаметофита образуются антеридии и архегонии. Антеридии целиком погружены в ткань заростка. В них развиваются многочисленные двужгутиковые сперматозоиды. Архегонии брюшком погружены в заросток, но шейки их возвышаются над их поверхностью. В брюшке архегония развивается яйцеклетка. Зрелый архегоний вскрывается на верхушке, и внутрь проникают сперматозоиды, один из которых сливается с яйцеклеткой. Этот процесс возможен, как и у мхов, только при наличии капельно-жидкой воды. Образовавшаяся зигота в дальнейшем делится митозом, число клеток увеличивается, постепенно идет дифференциация вегетативных органов нового молодого спорофита. Следует еще раз обратить внимание, что от прорастания споры до возникновения дочернего спорофита проходит 15 – 18 лет. Из-за столь медленного развития гаметофита плауны очень малочисленны, и потому все они подлежат охране.