Egy növény életciklusa három egymást követő szakaszból áll:
- születés;
- fejlesztés;
- reprodukció.
Lehet egyszerű vagy összetett. Egy egyszerű ciklusra példa a chlorella, amely spórákkal szaporodik. Ez a zöld alga a fejlődés során 4-8 autospóra befogadójává válik, amelyek az anya szervezetében növekednek, és saját membránjukkal borítják be. De a növények között gyakoribb az összetett fejlődési ciklus, amely 2-3 egyszerűből áll.
A növények életciklusának jellemzői
Minden élőlény fontos tulajdonsága a szaporodási képesség. A szaporítás módja:
- szexuális (ivarsejtek);
- aszexuális (spórák);
- vegetatív (testrész).
Az ivaros szaporodás során végbemenő összetett ciklusokban mindig az ivarsejt és a zigóta több különálló fázisa van. Az ivarsejt egy érett nemi sejt haploid (közönséges) kromoszómakészlettel. Két ivarsejt egyesülése következtében diploid (kettős) halmazú zigóta jön létre. A zigóta sporofitává fejlődik, amelyhaploid spórákat termel. A spórákból a gametofiton, amely hím és nőstény.
Vegyünk például egy izospórusos páfrányt, amelynek két egyedformája van - maga a páfrány (sporofita) és növekedése (gametofita). A hajtás a kifejlett páfrányok utódai. Nagyon rövid ideig létezik, de egyetlen nagylevelű egyedet hoz világra. A növény életciklusa a szaporodás ezen tulajdonsága miatt generációk váltakozásából áll: a kifejlett páfránytól a növekedésig, majd ismét a kifejlett páfrányig.
Szaporítási módszerek
A legtöbb növény ivarosan szaporodik. Ebben az esetben a zigótából a megtermékenyítés és az ivarsejtek egyesülése (szingamia) után új szervezet jön létre. A partenogenezis - a megtermékenyítés nélküli szaporodás - az ivaros módszerre is utal: izogametából jön létre a leányszervezet, amely az izogaméták és a spórák rokonságát hozza létre. Az ivaros szaporodást szinte mindig más – vegetatív vagy ivartalan – módszerekkel kombinálják, mivel önmagában is alacsony termelékenység jellemzi.
Ugyanakkor ez a módszer és az ivartalan szaporodás megtalálható a páfrányokban, és a vegetatív változattal együtt - egyes algákban. A magnövényekben az ivarsejt kialakulása egy leányzigótából történik, aminek eredményeként ez a folyamat inkább a szaporodáshoz, mint a szaporodáshoz hasonlít.
Az ivartalan szaporodás során zoospórák képződnek - sejtfal nélküli sejtek, amelyek a többsejtű növényekben speciális sporangiumokban vannak, ill.mozdulatlan sejtek - aplanospórák. Ettől függetlenül ez a szaporodási mód nagyon ritka a természetben. Általában szexuális vagy vegetatív kombinációval kombinálják.
A spóráknak 2 típusa van: a mitospórák, amelyek az ivartalan szaporodás során, és a meiospórák, amelyek az ivaros szaporodás során keletkeznek. A mitospórák mitózissal jelennek meg, ami az anyához hasonló egyedet eredményez. A meiospórák meiózissal jönnek létre a zigóta csírázása során vagy sporangiumokban. A legtöbb növényre mindkét szaporodási mód jellemző, aminek köszönhetően az egyedek két különböző formáját kapják.
Vegetatív szaporítási módszer
A szaporodás vegetatív változatánál akinétákra - vastag falú sejtekre - osztódnak. Ez abból áll, hogy egy részét elválasztják az anyalúgtól - egy fészekrügyet vagy testet. Egyes alacsonyabb rendű növények ilyen módon szaporodnak, köztük a sargasso, a barna és a vörös algák. Még a virágzó növények is, mint például a békalencse, vegetatívan szaporodnak. Némelyikük fészekrügyeket képez, amelyek a földre esnek, és ott gyökeret vernek. Ezenkívül a rügyek elágazhatnak és elválhatnak az anyanövénytől. A zárvatermő növények csoportjában nagyon gyakori a hajtások kifejlődése a föld alatt a rizómából.
Növények szaporítása
A szaporodás egyik utolsó szakasza a növények szaporítása. A természetben 3 megtelepedési lehetőség lehet: embriók, spórák és magvak. Rendkívül ritka esetekben a terjedés zigóták segítségével történhet. Tovább K. Linné a mag- és spóraeloszlást miogám és fanerogam növényekkel társította. A második típusba a gymnospermek és zárvatermők egy csoportja tartozott, az első típusba pedig az összes többi csoport, beleértve az algákat, mohákat és páfrányokat.
A növényi szaporodási módszerek hosszú evolúciós utat jártak be a vegetatívtól az ivartalan és szexuálisig. Most a növények spóra- és magnövényekre osztása nem az elosztással, hanem a szaporodással jár. Külön csoportban kiemelkedik a magmódszer, mivel a spórák és ivarsejtek általi szaporodás kombinációjának tekintik. A magszaporítás több szakaszból áll: zigóták, ivarsejtek, spórák, embriók és magvak képződése, valamint a növények szétterjedése.
Nemzedékek váltakozása
A növények életének két különböző nemzedék formájában különböző nevei lehetnek: fejlődési formák változása, nemzedékek váltakozása stb. A nagy páfrány és a hajtás változása izospórás páfrány esetén a generációk váltakozásának példája, amelyet az egyes formák felnőttkori állapotának fázisai fémjeleznek. Ez a két forma megjelenésében annyira eltérő, hogy nehéz felismerni bennük ugyanazt a növényt. A páfrány növekedését nagyon nehéz szabad szemmel látni. A zárvatermőkben a kinövés analógja az embriózsák, amely rendkívül kicsi, és a virág mélyén rejtőzik. Egyes algacsoportok közül ezek az egyedformák megjelenésükben hasonlóak, de biológiai jellemzőikben teljesen eltérnek. A generációk váltakozása szinte minden magasabb rendű növényben és evolúciósan kifejlődött algában előfordul.
A magasabb rendű növények életciklusai
A magasabb rendű növények életciklusára – a mohafélék kivételével – az a tény jellemző, hogy a gametofiton gyengén fejlett, és a sporofiták az életciklus nagy részét elfoglalják. A bryofiton növényeket az különbözteti meg, hogy a sporofita a női nemi szerv belsejében fejlődik, és folyamatos kapcsolatban áll a gametofitonnal. A leveles mohák esetében úgy néz ki, mint egy spóradoboz, amely a gametofiton tetejéről nő.
A többi magasabb rendű növénynek kifejezett sporofitái vannak, amelyek nagy és összetett többsejtű szervezetek, olyan szervekkel, mint a lombozat, a szár és a gyökérrendszer. A legtöbb növény, amelyre az embernek eszébe jut, amikor zsurlóról, páfrányról vagy más csoportokról beszél, sporofiták.
A virágzó növények életciklusa
Az evolúció szempontjából a legprogresszívebbek a virágos növények. A virágos növények életciklusára jellemző, hogy az embrió gyakran képes megtermékenyítetlen petesejtből fejlődni (apomixis). A virágos növények domináns formája a heterosporous sporophyte, amely levelekkel és szárral rendelkező növény. A hím gametofitont egy pollenszem, a női gametofitont pedig az embriózsák képviseli (gyorsabban fejlődik, mint a gymnospermekben). Mind az ivaros, mind az ivartalan szaporodás szerve egy módosított hajtás - egy virág. A magvak alapjait a petefészek falai védik. Az ebbe a csoportba tartozó növények fejlődésének életciklusa a megtermékenyítés és a magképződés után ér véget, amelyben az embrió tápanyagellátással rendelkezik, és nem függkülső tényezők.
A gymnospermek és zárvatermők életciklusai
A gymnospermek csoportjába a tűlevelű fák és cserjék képviselői tartoznak. Legtöbbjük módosított tűszerű levelű. A gymnosperms életciklusa abban különbözik, hogy a mikrospórák (pollen) kis hím kúpokban (portokok), a megaspórák pedig a nőstényekben (petesejtek) képződnek. A mikrospórákból a hím gametofiton, a megaspórákból a női gametofiton képződik. Az ebbe a csoportba tartozó növény életciklusa abban különbözik, hogy a megtermékenyítés a szél segítségével történik, amely virágport juttat a petesejtekbe. Ezt követően a petesejt belsejében embrió kezd fejlődni, és mag keletkezik belőle. A magpikkelyen fekszik, és nem fedi semmi. A mag egy új sporofitot hoz létre, amelyből új növény nő.
A zárvatermő növények életciklusa abban különbözik, hogy ennek a csoportnak van egy virága, amelyben spórák képződnek, és megtörténik a gametofiták megtermékenyítése és a magok fejlődése. Ennek a csoportnak a sajátossága a magvak védelmében rejlik, amelyek a gyümölcs belsejében rejtőznek, és védve vannak a külső környezet hatásaitól.
A spóranövények életciklusa
A spóranövények nem virágoznak, ezért nem virágzónak is nevezik őket. Két kategóriába tartoznak:
- magasabb (páfrányok, zsurló, moha, klubmoha);
- alsó (algák, zuzmók).
A spórás növények életciklusa a fajtól függően ivarosan vagy ivartalanul alakulhat. Ezek nemképes ivarosan szaporodni a vízi környezet részvétele nélkül. A gametofitot ivaros szaporodásra, a sporofitot pedig ivartalan szaporodásra használják. A spórás növényeknek két alcsoportja van: haploid és diploid. A haploid alcsoportba a mohák, a zsurló és a páfrányok tartoznak, amelyekben a gametofiton fejlettebb, a sporofita pedig növedék formájában képződik. A haploid alcsoport abban különbözik, hogy a sporofita alárendelt státusszal rendelkezik.
Növényéletciklusok: sémák
A mohák a magasabb rendű növények egy primitív fajának képviselői. Nagyon feltételesen osztják fel a testet szárra és levelekre, a gyökerek helyett - fonalas rizoidok. Mocsaras, nyirkos helyeken nőnek, és nagyon erősen elpárologtatják a nedvességet. Ivarosan szaporodnak, a sporofita a gametofitontól függ, a spórák egy speciális dobozban jönnek létre, amely a gametofiton felett helyezkedik el és kapcsolódik hozzá.
A páfrányok képviselőinek nagy szárnyas levelei vannak (a sporangiumok az alsó oldalon találhatók). A növénynek kifejezett gyökérrendszere van, és a levél valójában egy ágrendszer, amelyet lombozatnak vagy előhajtásnak neveznek. A páfránycsoportba tartozó növények életciklusa két szakaszból áll: ivaros és ivartalan.
A szexuális fázis ivarsejtek és aszexuális spórák részvételével megy végbe. Az ivartalan generáció egy diploid zigótával kezdődik, az ivaros generáció pedig egy haploid spórával kezdődik. Ezeknek a fázisoknak a változása a fő részehurok.
