Нескучная биология

Одно из различий между моховидными и сосудистыми отражено в их названии – у моховидных иначе устроены проводящие ткани. Впрочем, не так уж велико различие. Конечно, строение проводящего пучка моховидных намного проще, но ботаники считают, что проводящие клетки мхов и сосудистых растений происходят от одних и тех же групп клеток их общего предка. Просто моховидные почему-то не стали совершенствовать проводящие ткани и удовлетворились их при-митивным состоянием. Самое главное отличие в другом – в сценарии размножения.

Листостебельный мох. Миниум волнистый

Листостебельный мох. Питилиум гребенчатый (страусово перо)

Листостебельный мох. Дикранум меловидный

Плауны, хвощи и папортники

Все три отдела, перечисленные в названии главы, относятся к сосудистым споровым растениям. Плауны, или, правильней, плауновидные – в наше время мелкие, невзрачные травы, живущие, в основном, во влажных местах. Хотя обыкновенный плаун – баранец – самое обычное у нас лесное растение, но многие даже не знают его в лицо, считая разновидностью мха. Однако так было не всегда. С конца девонского периода и до конца каменноугольного, более ста мил-лионов лет, плауновидные были ведущей группой растений. Среди них были деревья, лепидодендроны, высотой до сорока метров, и именно они были главной лесной породой тех времен. Были среди древних плауновидных и травы, и кустарники.

Плауны: 1 – булавовидный; 2 – баранец; 3 – сплющенный

С хвощами знакомы все. Это тоже группа, слава которой в прошлом. Сейчас все хвощи – невысокие травы. Но в карбоне двадцатиметровые каламиты, очень похожие на современный хвощ, только гигантского размера, росли нижним ярусом в лепидодендровых лесах.

Хвощ полевой: 1 – вегетативный побег; 2 – генеративный побег; 3 – клубеньки

Папоротник щитовник мужской: 1 – перышко вайи; 2 – сорус (собрание спорангиев); 3 – спорангий

Папоротники, появившиеся, вероятно, почти одновременно с хвощами и плаунами, достигли расцвета несколько позже, и продолжают вполне успешно существовать до сих пор. Сейчас на Земле растет около полутора десятков тысяч видов разных папоротников (плауновидных – около одной тысячи видов, а хвощей всего два десятка). Во времена динозавров среди папоротников было множество как травянистых, так и древесных растений. Ныне древовидных папоротников осталось всего несколько видов, но в горных лесах Новой Гвинеи, Новой Зеландии и Антильских островов они весьма обычны и местами занимают ведущее место в древостое.

Жизненный цикл всех споровых растений относится к одному типу. На спорофите формируются своего рода бугорки (спорангии), внутренние клетки которых делятся путем мейоза, превращаясь в гаплоидные споры. Спора падает на землю, клетки ее начинают делиться, оболочка разрывается, на свет появляется маленькая многокле-точная пластинка, размером с булавочную головку – гаметофит. Проводящих тканей у него нет, впрочем, как и любых других. Воду и минеральные вещества гаметофит сосет с помощью длинных тонких выростов поверхностных клеток, сродни корневым волоскам, которые называются ризоидами. В состав гаметофита может входить симбиотический микоризный гриб, обеспечивающий минеральное питание. Основная масса клеток гаметофита содержит хлорофилл и занимается фотосинтезом. На этом крошечном гаметофите, как и на крупном гаметофите мхов, формируются архегонии (женские органы размножения споровых) и антеридии (мужские органы), спермии находят архегоний, сливаются с яйцеклеткой, и возникшая диплоидная зигота (оплодотворенная клетка) начинает делиться, превращаясь в зародыш спорофита. Как и спермиям мхов, спермиям споровых, чтобы добраться до архегония, нужна вода. Передвигаться посуху они не умеют. Поначалу зародыш питается за счет гаметофита, но как только он отрастит корешок и первые, еще крошечные листочки, гаметофит, выполнив свое дело, отмирает.

Обобщенный жизненный цикл споровых растений: А – хвоща; Б – папоротника; В – плауна; 1 – споры; 2 – гаметофит (заросток); 3 – молодой спорофит

Так обстоит дело почти у всех папоротников, у всех хвощей и у части плауновидных. Однако, у двух групп плауновидных (селагинеллы и полушники), и у небольшой группы водных папоротников, процесс идет несколько сложнее – у них существует разноспоровость. Формируются два типа спор – мегаспоры, дающие начало женским гаметофитам, на которых формируются архегонии, и микроспоры, из которых формируются гаметофиты исключительно с антеридиями.

Как появилось семя