34.2
Бессосудистые бессемянные растения
Разнообразие растений на Земле & mdash;, насчитывающее почти 400 000 видов & mdash;, можно разделить на три большие категории в зависимости от биологи…
Растительный мир на Земле состоит из несосудистых, бессемянных сосудистых, и семенных растений. В то время как семенные растения сегодня составляют большинство, несосудистые растения были одной из ключевых черт земного ландшафта. Сегодня эта группа включает три филы мелких, травянистых растений:мхи, печёночники, и роголистные, которые включают многие водные виды.
Эти растения все вместе зачастую называются мохообразные. Как и все растения, мохообразные чередуют между стадиями гаплоидного гаметофита здесь главное тело мха и диплоидного спорофита во время их жизненных циклов. Этот процесс называется чередованием поколений.
В отличие от других растения, у мохообразных есть жизненные циклы, в которых доминируют гаметофиты. Мохообразный гаметофит как правило, больше, и живёт дольше, чем их спорофитовые аналоги, которые зависят от них в смысле питания и защиты. Одна из основных характеристик мохообразных они не имеют семян, и размножаются спорами, произведёнными диплоидным спорофитом.
Эти споры затем вырастают в процессе митоза, и формируют гаметофит. Оплодотворение в несосудистых растениях все ещё происходит с помощью мужских и женских гамет. Однако, вместо опыления, мужские гаметы несосудистых растений самодвижущиеся, требующие воды хотя бы в небольших количества, как капли утренней росы чтобы диспергировать и активно плыть к женской гамете.
Наконец, оплодотворённое диплоидное яйцо, оставшееся прикреплённым к гаметофиту, вырастает в процессе митоза, чтобы сформировать новый спорофит. Также мохообразные уникальны в том, что у них нет обширных сосудистых тканей у них нет истинных корней, листьев или стеблей и поэтому они полагаются на диффузию через клетки, чтобы распределить питательные вещества и воду. Это также означает, что им не удаётся достичь больших размеров, и они часто остаются малорослыми.
Так что, хотя сегодня и больше всего растений на Земле вырастает из семян, из-за многочисленных и разнообразных адаптаций несосудистых растений, они продолжают развиваться во влажной среде обитания во всем мире.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What are the three main groups of nonvascular plants?
Nonvascular plants include mosses, liverworts, and hornworts, collectively called bryophytes. These small, herbaceous plants lack extensive vascular tissue and true roots, leaves, or stems. Many species are aquatic, and all rely on diffusion through cells to distribute nutrients and water, limiting their size and keeping them low-growing.
Q2: How do nonvascular plants reproduce without seeds?
Nonvascular plants reproduce using spores produced by the diploid sporophyte. These spores grow via mitosis to form the haploid gametophyte. Once mature, gametophytes generate male sperm or female eggs in structures called antheridia or archegonia. In the presence of water, sperm swim to fertilize eggs, forming a new sporophyte.
Q3: Why do nonvascular plants require water for fertilization?
Male gametes in nonvascular plants are self-motile and must actively swim through water to reach female gametes. Unlike seed plants that use pollen, bryophytes depend on water—even small amounts like morning dew—to disperse sperm. This water dependency restricts nonvascular plants to moist habitats and makes reproduction more successful when plants grow close together.
Q4: What is alternation of generations in bryophytes?
Bryophytes alternate between haploid gametophyte and diploid sporophyte stages during their life cycle. Unlike other plants, bryophytes are dominated by the gametophyte stage, which is typically larger and longer-lived than the sporophyte. The sporophyte depends on the gametophyte for nourishment and protection, remaining attached to it after fertilization.
Q5: How do nonvascular plants transport nutrients and water without vascular tissue?
Nonvascular plants lack extensive vascular tissue and rely on diffusion through cells to distribute nutrients and water. This passive transport mechanism limits their ability to grow large or reach significant heights. Because they cannot efficiently transport resources over distance, bryophytes remain small and low-growing, restricting them to moist environments where resources are readily available.
Q6: Why were nonvascular plants important in Earth's terrestrial history?
Nonvascular plants were once primary colonizers of the terrestrial landscape before seed plants became dominant. Today, most plants on Earth grow from seeds, yet bryophytes continue to thrive in moist habitats worldwide due to their many adaptations. Their historical significance reflects their role in establishing early plant communities on land.
Q7: What structural limitations prevent nonvascular plants from growing large?
Nonvascular plants lack true roots, leaves, and stems, and possess no extensive vascular tissue for efficient resource transport. Without these structures, they cannot develop the internal support systems or transport mechanisms needed for large size. Consequently, bryophytes remain small and low-growing, dependent on diffusion for nutrient and water distribution.