מחזור החיים של צמח מורכב משלושה שלבים עוקבים:
- birth;
- development;
- reproduction.
זה יכול להיות פשוט או מורכב. דוגמה למחזור פשוט היא כלורלה, המתרבה על ידי נבגים. מתפתחת, אצה ירוקה זו הופכת לכלי קיבול ל-4-8 אוטוספורות, שגדלות בתוך האורגניזם של האם ומתכסות בקרום משלהן. אבל בקרב צמחים נפוץ יותר מחזור פיתוח מורכב, המורכב מ-2-3 פשוטים.
תכונות של מחזורי החיים של הצמח
תכונה חשובה של כל היצורים החיים היא היכולת להתרבות. שיטת ההעתקה מתרחשת:
- sexual (גמטות);
- אסקסואלי (נבגים);
- צמחי (חלק מהגוף).
במחזורים מורכבים במהלך רבייה מינית יש תמיד כמה שלבים נפרדים של הגמטה והזיגוטה. גמטה היא תא מין בוגר עם קבוצה הפלואידית (רגילה) של כרומוזומים. זיגוטה עם קבוצה דיפלואידית (כפולה) נוצרת כתוצאה מאיחוד של שני גמטות. הזיגוטה מתפתחת לספורופיט אשרמייצר נבגים הפלואידים. מהנבגים - הגמטופיט, שהוא זכר ונקבה.
לדוגמה, אנחנו יכולים לקחת שרך איזוספורי, שיש לו שתי צורות של פרטים - השרך עצמו (ספורופיט) והגידול שלו (גמטופיט). נבט הוא צאצא של שרכים בוגרים. הוא קיים לתקופה קצרה מאוד, אך מצליח להביא לעולם פרט גדול-עלים בודד. מחזור החיים של צמח עקב תכונת רבייה זו מורכב מחילופי דורות: משרך בוגר לגידול ושוב לשרך בוגר.
שיטות רבייה
רוב הצמחים מתרבים מינית. במקרה זה נוצר אורגניזם חדש מהזיגוטה לאחר ההפריה ואיחוד הגמטות (סינגמיה). פרתנוגנזה - רבייה ללא הפריה - מתייחסת גם לשיטה המינית: האורגניזם הבת נוצר מאיזוגמט, מה שהופך את האיזוגמטים והנבגים לקשורים. רבייה מינית כמעט תמיד משולבת עם שיטות אחרות - צומחיות או א-מיניות, שכן היא עצמה מאופיינת בתפוקה נמוכה.
במקביל, שיטה זו ורבייה א-מינית נמצאים בשרכים, ובשילוב עם הווריאציה הווגטטיבית - בחלק מהאצות. בצמחי זרעים, היווצרות תא הנבט מתרחשת מזיגוטה בת אחת, וכתוצאה מכך תהליך זה דומה יותר לרבייה מאשר לרבייה.
עם רבייה א-מינית נוצרים זואוספורים - תאים ללא דופן תא, שבצמחים רב-תאיים נמצאים בספורנגיה מיוחדת, ותאים לא תנועתיים - aplanospores. באופן עצמאי, שיטת רבייה זו נדירה מאוד בטבע. זה בדרך כלל משולב עם מיני או וגטטיבי.
ישנם 2 סוגים של נבגים: מיטוספורות, המתרחשות במהלך רבייה א-מינית, ומיוספורות, המתעוררות במהלך רבייה מינית. מיטוספורות מופיעות על ידי מיטוזה, וכתוצאה מכך פרט דומה לאם. מיוספורים נוצרים על ידי מיוזה במהלך הנביטה של הזיגוטה או בספורנגיה. רוב הצמחים מאופיינים בשתי שיטות הרבייה, שבגללן מתקבלות שתי צורות שונות של פרטים.
שיטת ריבוי צמחי
עם הווריאציה הווגטטיבית של רבייה, יש חלוקה לאקינטות - תאים בעלי דופן עבות. הוא מורכב מהפרדת חלק ממנו משקה האם - ניצן או גוף. כמה צמחים נמוכים מתרבים בדרך זו, כולל סרגסו, אצות חומות ואדומות. אפילו צמחים פורחים, כמו עשב ברווז, מתרבים באופן וגטטיבי. חלקם יוצרים ניצני גזע הנושרים אל הקרקע ומשתרשים שם. כמו כן, הניצנים יכולים להסתעף ולהיפרד מצמח האם. בקבוצת הצמחים האנגיוספרמית שכיחה מאוד התפתחות של יריות מתחת לאדמה מקנה השורש.
ריבוי צמחים
אחד השלבים האחרונים של רבייה הוא ריבוי צמחים. בטבע יכולות להיות 3 אפשרויות להתיישבות: עוברים, נבגים וזרעים. במקרים נדירים ביותר, התפשטות יכולה להתרחש בעזרת זיגוטים. עוד ק.לינאוס קשר את הפצת זרעים ונבגים עם צמחים מיוגמיים ופנוגמיים. הסוג השני כלל קבוצה של ג'מנוספרמים ואנגיוספרמים, והסוג הראשון כלל את כל שאר הקבוצות, כולל אצות, טחבים ושרכים.
שיטות של רבייה של צמחים עברו דרך אבולוציונית ארוכה מצמחי לא-מיני ומיניים. כעת חלוקת הצמחים לצמחי נבגים וזרעים קשורה לא להפצה, אלא לרבייה. שיטת הזרעים בולטת בקבוצה נפרדת, שכן היא נחשבת לשילוב של רבייה על ידי נבגים וגמטות. ריבוי זרעים כולל מספר שלבים: יצירת זיגוטים, גמטות, נבגים, עוברים וזרעים וכן פיזור צמחים.
חילופי דורות
לחיי הצמחים בצורת שני דורות שונים יכולים להיות שמות שונים: שינוי צורות התפתחות, חילופי דורות וכו'. השינוי של שרך גדול ונבט במקרה של שרך איזוספורי הוא דוגמה לחילופי דורות, המסומנים על ידי שלבי המצב הבוגר של צורות בודדות. שתי הצורות הללו כה שונות במראה שקשה לזהות בהן את אותו הצמח. גידול שרך קשה מאוד לראות בעין בלתי מזוינת. באנגיוספרמים, האנלוג של הצמח הוא שק העובר, שהוא קטן במיוחד וחבוי במעמקי הפרח. בין כמה קבוצות של אצות, צורות אלה של פרטים דומות במראה, אך שונות לחלוטין במאפיינים ביולוגיים. חילופי דורות מתרחשים כמעט בכל הצמחים הגבוהים והאצות שפותחו מבחינה אבולוציונית.
מחזורי חיים של צמחים גבוהים
מחזור החיים של צמחים גבוהים, פרט לברופיטים, מאופיין בכך שהגמטופיט מפותח בצורה גרועה, והספורופיט תופס את רוב מחזור החיים. צמחים בריופיטים נבדלים בכך שהספורופיט מתפתח בתוך איבר המין הנשי ונמצא בקשר רציף עם הגמטופיט. במקרה של טחב עלים, זה נראה כמו קופסת נבגים שצומחת מראש הגמטופיט.
לשאר הצמחים הגבוהים יש ספורופיטים בולטים, שהם אורגניזמים רב-תאיים גדולים ומורכבים עם איברים כמו עלווה, גבעולים ומערכות שורשים. רוב הצמחים שאדם חושב עליהם כשהוא מדבר על זנב סוס, שרכים או קבוצות אחרות הם ספורופיטים.
מחזורי חיים של צמחים פורחים
המתקדמים ביותר במונחים של אבולוציה הם צמחים פורחים. מחזור החיים של צמחים פורחים מאופיין בכך שלעתים קרובות העובר מסוגל להתפתח מביצית לא מופרית (אפומיקסיס). הצורה השלטת של צמחים פורחים היא הספורופיט ההטרוספורי, שהוא צמח בעל עלים וגבעול. הגמטופיט הזכרי מיוצג על ידי גרגר אבקה, והגמטופיט הנשי על ידי שק העובר (הוא מתפתח מהר יותר מאשר בגימנוספרמים). האיבר של רבייה מינית וא-מינית כאחד הוא יורה שונה - פרח. יסודות הזרעים מוגנים על ידי דפנות השחלה. מחזור החיים של התפתחות צמחים מקבוצה זו מסתיים לאחר ההפריה והיווצרות זרע, העובר שבו יש אספקה של חומרים מזינים ואינו תלויגורמים חיצוניים.
מחזורי החיים של ג'מנוזרעונים ואנגיוספרמים
קבוצת הגימנוספרמים כוללת נציגים של עצים ושיחים מחטניים. לרובם יש עלים דמויי מחט שונה. מחזור החיים של הג'מנוספרמים שונה בכך שמיקרו-נבגים (אבקה) נוצרים בקונוסים זכריים קטנים (אנטרים), ומגה-ספורות - בנקבה (ביציות). הגמטופיט הזכרי נוצר מהמיקרוספורים, והגמטופיט הנקבי מהמגהספור. מחזור החיים של צמח מקבוצה זו שונה בכך שהפריה מתרחשת בעזרת הרוח, המעבירה אבקה לביציות. לאחר מכן מתחיל להתפתח עובר בתוך הביצית, וממנו נוצר זרע. הוא שוכב על קשקשי הזרעים ואינו מכוסה בכלום. הזרע מייצר ספורופיט חדש, שממנו צומח צמח חדש.
מחזור החיים של אנגיוספרים שונה בכך שלקבוצה זו יש פרח שבו נוצרים נבגים ומתרחשת הפריה של גמטופיטים והתפתחות זרעים. הייחודיות של קבוצה זו היא בהגנה על זרעים, המוסתרים בתוך הפרי ומוגנים מהשפעות הסביבה החיצונית.
מחזור החיים של צמחי נבגים
צמחי נבגים אינם פורחים, ולכן הם נקראים גם לא פורחים. הם מגיעים בשתי קטגוריות:
- גבוהה יותר (שרכים, זנב סוסים, טחבים, טחבים של מועדונים);
- תחתון (אצות, חזזיות).
מחזורי החיים של צמחי נבגים, בהתאם למין, יכולים לעבור מינית או א-מינית. הם לאמסוגל להתרבות מינית ללא השתתפות הסביבה המימית. הגמטופיט משמש לרבייה מינית, והספורופיט משמש לרבייה א-מינית. ישנן שתי תת-קבוצות של צמחי נבגים: הפלואידים ודיפלואידים. תת-הקבוצה הפלואידית כוללת טחבים, זנב סוס ושרכים, שבהם הגמטופיט מפותח יותר, והספורופיט נוצר בצורת גידול. תת-הקבוצה הפלואידית שונה בכך שלספורופיט יש מעמד כפוף בה.
מחזורי חיים של צמחים: תוכניות
אזובים הם נציגים של מין פרימיטיבי של צמחים גבוהים יותר. יש להם חלוקה מאוד מותנית של הגוף לגזע ולעלים, במקום שורשים - קני שורש חוטי. הם גדלים במקומות ביצות ולחים ומאדים לחות חזק מאוד. הם מתרבים מינית, הספורופיט תלוי בגמטופיט, הנבגים נוצרים בקופסה מיוחדת שנמצאת מעל הגמטופיט ומזוהה איתו.
לנציגים של שרכים יש עלים נוצצים גדולים (ספורנגיה ממוקמת בצד התחתון). לצמח מערכת שורשים בולטת, והעלה הוא למעשה מערכת ענפים הנקראת פרונד או קדמון. מחזור החיים של צמח מקבוצת השרכים מורכב משני שלבים: מיני וא-מיני.
השלב המיני מתרחש בהשתתפות גמטות, וא-מיניים - נבגים. הדור הא-מיני מתחיל בזיגוטה דיפלואידית, והדור המיני מתחיל בנבג הפלואידי. השינוי של השלבים הללו הוא החלק העיקרילולאה.
