Цикл развития Циртомиума серповидного

Цикл развития Циртомиума серповидного. Под циклом развития понимают совокупность всех фаз развития, пройдя которые организм достигает зрелости и становится способным давать начало следующему поколению Биологический , 1986 . Для цикла развития папоротников характерна смена гаплоидной и диплоидной фаз. Гаплоидная фаза папоротников представлена покоящейся спорой и гаметофитом.

Диплоидная фаза - спорофитом.

Покоящиеся споры можно рассматривать в качестве латентного периода гаметофита Шорина, 1987, цит. по Храпко, 1996 . Споры Циртомиума находятся в спорангиях, которые собраны в сорусы на нижней стороне листа латеральные сорусы на концах жилок. Споры округлой или слегка бобовидной формы. Спорангии на длинных ножках. Ножка состоит из 3 слоев клеток. Спорангии округлые с продольным Рис. 15. Гаметофиты и проростки Циртомиума серповидного 1 и Флебодиума золотистого 2 . Рис. 16. Гаметофиты и проростки Асплениума луковиценосного 1 и Птериса критского 2 . механическим кольцом.

Механическое кольцо имеет 20-25 клеток с утолщенными стенками. Сорусы округлые с покрывальцем индузием. Индузии округлой формы, щитовидные прикреплены в одной точке близ середины, по краю выгрызенно-зубчатые Рис. 17 . Начальные стадии развития гаметофита Циртомиума мы наблюдали в экспериментальных условиях при посеве спор на фильтровальную бумагу, смоченную раствором Кнопа. Проращивание спор проходило при комнатной температуре от 18 до 25оС . Первые проросшие споры отмечались на 7-8 день после посева.

После прорастания споры образуется нить гаметофита. Формирование нити происходит в течение 15-20 дней. Нить состоит из 3-5 клеток. Клетки нити содержат хлоропласты. На этом же этапе начинают формироваться ризоиды. Через 25-30 дней после посева начинается формирование пластинки гаметофита.

В нашем эксперименте пластинки гаметофитов на 35 день имели от 8 до 40 клеток. Период от прорастания спор до формирования зрелого гаметофита Циртомиума продолжается 60-70 дней. Этапы развития гаметофита отражены на рис. 18. Гаметофит Циртомиума наземный, сердцевидной формы, состоит из слоя хлорофиллоносных клеток. На гаметофите имеются редкие папиллярные волоски, которые хорошо видны под микроскопом по краю пластинки. Папиллярные волоски представляют собой короткие, головчатые, сосочковидные выросты некоторых клеток гаметофита.

Морфометрические данные гаметофитов и их изменчивость приведены в таблице 1. Рис. 17. Сорусы Циртомиума серповидного. Рис. 18. Этапы развития гаметофита Циртомиума серповидного1 - прорастание спор 2 - формирование нити 3 - формирование пластинки гаметофита 4 - зрелый гаметофит. Таблица 1 Изменчивость высоты и ширины гаметофитов Циртомиума серповидного Признаки Лимиты Мm V, Ширина, мм 4,1-5,6 5,10,08 0,49 9,6 Высота, мм 3,0-4,5 3,850,08 0,48 12,4 Примечание М - среднее значение признака, m - ошибка среднего значения среднее квадратическое отклонение, V - коэффициент вариации Как видно из таблицы 1, амплитуда изменчивости размеров гаметофита, согласно шкалы С.А. Мамаева 1969 , находится на низком или среднем уровне.

Колебание параметров связано в основном с условиями выращивания и зависит, в частности, от густоты посева. При хорошем уходе на 70-80 день после посева появляются первые проростки спорофита Рис. 19 . Проростки прикреплены к гаметофиту, за счет которого и осуществляется в основном их питание.

Вайи проростков имеют совершенно иную форму, чем вайи зрелых растений. Листовая пластинка цельная, не разделенная на отдельные сегменты. Край листовой пластинки слегка выемчатый Рис. 20 . Характеристика некоторых признаков проростков Циртомиума дана в таблице 2. Таблица 2 Изменчивость некоторых признаков проростков Циртомиума серповидного Признаки Лимиты Мm V, Количество листьев 2-4 2,90,12 0,7 24,0 Высота растения, мм 19,0-31,0 26,40,73 5,5 15,3 Ширина листовой пластинки, мм 4,1-10,2 5,820,4 2,24 38,4 Примечание обозначения те же, что и в таблице 1. Рис. 19. Гаметофиты и первые проростки Циртомиума серповидного, выращенные в чашке Петри. Рис. 20. Проросток Циртомиума серповидного.

Уровень изменчивости признаков проростков выше уровня вариабельности гаметофитов и находятся на повышенном и высоком уровне. Через 6-7 месяцев после посева наступает фаза молодого спорофита.

Гаметофит к началу этой фазы отмирает и растение полностью переходит на самостоятельное питание. Усложняется строение листьев, которые становятся близки к вайям зрелых спорофитов. В отличие от листьев зрелых спорофитов, листья молодых растений имеют меньшее число сегментов от 3 до 10 . Количество сегментов у зрелых спорофитов варьирует от 8 до 25. Через 15-20 месяцев растение переходит в фазу зрелого спорофита. Характерной чертой этого возрастного состояния является наличие спороношения.

Длительность периодов возрастного состояния Циртомиума серповидного весьма вариабельна. Она зависит от условий ухода, созданных при выращивании папоротника. Поэтому определять продолжительность той или иной фазы развития можно лишь приблизительно. 4.4. Использование полученных материалов в курсе ботаники средней и высшей школы. Данные, полученные в ходе выполнения данной дипломной работы, могут найти широкое применение как на уроках биологии в средней школе, так и на занятиях по курсу общей ботаники в высшей школе. С успехом полученные материалы можно использовать при проведении факультативных занятий, а также занятий в кружках биологического профиля.

Прежде всего данный материал можно использовать при изучении темы Отдел Папоротниковидные. Имея коллекцию оранжерейных папоротников, показать разнообразие представителей этой группы растений. Папоротниковидные очень разнообразны по внешнему виду. Кроме наземных корневищных паопротников в этой группе можно продемонстрировать такую жизненную форму, как эпифитные растения, например, Платицериум двувильчатый.

Разнообразны и листья папоротников. Чаще всего встречаются перисторассеченные листья, но имеются виды с цельной листовой пластинкой - Костенец гнездовой, Листовик обыкновенный и другие. Обратить внимание, что молодые листья улиткообразно закручены. Черешки листьев покрыты характерными буроватыми чешуями. Кроме того листья папоротников растут верхушкой, как и побеги. Для темы Размножение папоротников нами получен богатый материал.

Здесь нужно познакомить учащихся со строением спорангиев. Показать процесс вскрытия спорангиев, что можно наблюдать под микроскопом при их подсушивании. Познакомить с разнообразием сорусов. Они различаются как расположением на листе, так и своей формой. Чаще встречаются поверхностные сорусы Циртомиум, но могут быть и краевые Адиантум. Сорусы по форме бывают округлые Циртомиум, а бывают вытянутой, палочкообразной формы Листовик. Могут иметь покрывальце разнообразной формы, а могут быть и без него Птерис. Изучая цикл развития папоротника, на живом материале можно продемонстрировать заростки гаметофиты. Рассмотреть их строение под микроскопом и отметить пластинку, состоящую из слоя хлорофиллоносных клеток, и ризоиды, с помощью которых заросток прикрепляется к субстрату.

Показать проростки папоротника, которые прикреплены к заростку и частично питаются за его счет. Отметить отличие листьев проростков от листьев взрослых растений. В теме Вегетативное размножение растений целесообраззно познакомить с различными формами этого вида размножения у папоротников.

Это прежде всего размножение корневищами Флебодиум золотистый, а также с помощью выводковых почек Асплениум живородящий, Цератоптерис василисниковый и столонов Нефролепис. В теме Побег можно познакомить учащихся с видоизменением побега - корневищем, показать особенности его строения.