Жизненные циклы растений

На плантации финиковой пальмы Для успешного производства фиников, плантатором необходимо хорошо понимать как происходит бесполое и полове размножение финиковой пальмы. Финиковая пальма – двудомное растение. Для коммерческого получения фиников используют только женские пальмы. Однако для образования и созревания плода садоводы должны подсаживать на огромную плантацию 2-3 мужских пальмы, которые будут производить пыльцу. Пыльца с мужского растения при помощи ветра попадает на женскую пальму, запуская процесс формирования семени и вкусной мякоти финика.Финиковые пальмы легко размножаются как побегами так и семенами (которые содержатся в плодах).Каждый плод финика (ягода) содержит одно деревянистое продолговатое семя, которое легко прорастает при посадке. Однако коммерческие производители редко выращивают финиковые пальмы из семян, потому что выращенная из семени финиковая пальма будет давать плоды различного, часто более худшего качества. Вместо этого садоводы срезают с материнского растения часть побега и сажают его в почву. Все побеги генетически идентичны исходной пальме, поэтому новые урожай фиников будет одинаково хорошего качества на всех посадках.

Коммерческое выращивание финиковой пальмы хорошо показывает два различных способа размножения пальм – побегами и семенами.Размножение побегами – пример бесполого размножения. Каждый новый побег-клон идентичен родительскому организму. Селекционеры выращивают только лучшие сорта фиников, поэтому финики с клонов-побегов будут такими же большими и вкусными.Размножение – семенами – пример полового размножения. Семя образуется в результате слияния мужской пыльцы и женской яйцеклетки. Признаки обоих родителей смешиваются в зародыше и дают самые непредсказуемые варианты. Размножение фиников семенами не используют по двум причинам: 1. Половина саженцев будут мужскими особями, не производящих фиников. 2. На женских пальмах будут созревать финики неизвестного размера и вкуса, как правило, мелкие и менее питательные.Понимание различий между половым и бесполым размножением, а также преимуществ или недостатков каждого из них важно в сельском хозяйстве, медицине и экологии.

Размножение живых организмов – лишь часть их жизненного цикла 

У большинства взрослых растений и животных в клетках тела содержится двойной набор хромосом. Например, у лягушки и обыкновенного хрена одинаковое количество хромосом – 14 пар.

Для полового размножения организмы должны затрачивать большое количество ресурсов.  Производство половых клеток (гамет) расходует энергию и питательные запасы организма. Знакомыми примерами являются продуманное брачное поведение многих животных и большие эффектные цветы многих растений. Кроме того, для полового размножения требуется участие двух родителей, в то время как в бесполом размножении участвует только один родитель.Так  почему же большинство растений и животных «предпочитают» размножаться половым способом? Дело в том, что новые генетические комбинации, образующиеся в ходе мейоза, дают видам возможность колонизировать новые типы окружающей среды или адаптироваться к изменяющимся условиямМейоз выполняет важнейшую функцию при половом размножении — он перемешивает генетическую информацию, содержащуюся в хромосомах, внесенных каждым родителем. Это процесс создает полезную генетическую изменчивость в популяции организмов, размножающихся половым путем. Генетическая изменчивость — основа адаптации и эволюции организма, неотъемлемый атрибут живых существ.

Гаплоидные и диплоидные организмыКлетка (или организм) с одинарным набором хромосом называется гаплоидной и обозначается как 1n.Клетка (или организм) с двойным набором хромосом называется диплоидной и обозначается как 2n.У животных, как и у диатомей, единственной гаплоидной фазой жизненного цикла является гаметы. Напротив, в жизненном цикле растений есть две многоклеточные фазы: гаплоидная и диплоидная.Преимущество диплоидных организмов состоит в том, что организмы имеют две копии всех необходимых хромосом (гомологичных хромосом) и, таким образом, обладают генетической избыточностью. Если вредная мутация происходит в гене на одной хромосоме диплоидного организма, организм, скорее всего, не пострадает, потому что на гомологичной хромосоме есть «запасной» нормальный ген.

Жизненный цикл одноклеточных водорослей 

Эволюционные адаптации связанные с размножением на суше 

В ходе эволюции у растений спорофит стал доминирующей жизненной стадией

Семязачатки покрытосеменных не хранят пищевые запасы до оплодотворения - ресурсы растения не будут потрачены впустую, если зародыш не сформируется.Один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу – будущий зародыш. Второй спермий сольётся с центральной клеткой – образуется эндосперм (будущий запас питательных веществ для зародыша). Такой процесс оплодотворения у семенных растения называется двойным.Эндосперм – запас питательных веществ вутри семени, повышающий шансы зародышей на выживание.

Многие известные вам растения - полиплоиды

Полиоплоидия – наличие у организма множества копий хромосом. Организмы с тройным набором хромосом называют триплоидами (3n), четверным – тетраплоиды (4n) и так далее. В царстве животных полиплоидия встречается крайне редко, а вот у растений оно широко распространено. Большинство папоротников и цветковых растений – полиплоиды.Увеличение числа хромосом у растений сопровождается увеличением размеров клеток и органов, изменяются сроки цветения и плодоношения. Кроме того повышается устойчивость к заболеваниям и неблагоприятным факторам.  Человек издавна приметил эту особенность растений. Сперва люди неосознанно выбирали семена из самых крупных плодов, затем с развитием генетики ученые стали получать полиплоидные сорта в лаборатории.Полиплоидию можно легко вызвать искусственно, воздействуя на семена молодого растения химическими веществами. Одним из таких веществ является колхицин. Колхицин нарушает процесс мейоза, что приводит к нерасхождению хромосом. В результате образуются диплоидные, а не гаплоидные половые клетки, которые при слиянии образуют тетраплоидный организм. Важный недостаток искуственных полиплоидов — низкая плодовитость. Однако современные методы генетики позволяют преодолеть этот «природный» барьер.