მცენარის სასიცოცხლო ციკლი შედგება სამი თანმიმდევრული ეტაპისგან:
- დაბადება;
- განვითარება;
- რეპროდუქცია.
ეს შეიძლება იყოს მარტივი ან რთული. მარტივი ციკლის მაგალითია ქლორელა, რომელიც მრავლდება სპორებით. განვითარებაში ეს მწვანე წყალმცენარე იქცევა 4-8 ავტოსპორისთვის, რომლებიც იზრდება დედის ორგანიზმში და იფარება საკუთარი გარსით. მაგრამ მცენარეებს შორის უფრო ხშირია განვითარების რთული ციკლი, რომელიც შედგება 2-3 მარტივისგან.
მცენარის სასიცოცხლო ციკლის თავისებურებები
ყველა ცოცხალი არსების მნიშვნელოვანი თვისებაა გამრავლების უნარი. გამრავლების მეთოდი ხდება:
- სექსუალური (გამეტები);
- ასექსუალური (სპორები);
- ვეგეტატიური (სხეულის ნაწილი).
სქესობრივი გამრავლების დროს რთულ ციკლებში ყოველთვის არის გამეტისა და ზიგოტის რამდენიმე ცალკეული ფაზა. გამეტი არის მომწიფებული სქესის უჯრედი ქრომოსომების ჰაპლოიდური (ჩვეულებრივი) ნაკრებით. ორი გამეტის შეერთების შედეგად წარმოიქმნება ზიგოტი დიპლოიდური (ორმაგი) ნაკრებით. ზიგოტი ვითარდება სპოროფიტად, რომელიცწარმოქმნის ჰაპლოიდურ სპორებს. სპორებიდან – გამეტოფიტი, რომელიც არის მამრობითი და მდედრი.
მაგალითად, შეგვიძლია ავიღოთ იზოსპორული გვიმრა, რომელსაც აქვს ინდივიდების ორი ფორმა - თავად გვიმრა (სპოროფიტი) და მისი ზრდა (გამეტოფიტი). ყლორტი ზრდასრული გვიმრების შთამომავლობაა. ის არსებობს ძალიან მოკლე პერიოდის განმავლობაში, მაგრამ ახერხებს ერთი მსხვილფოთლიანი ინდივიდის დაბადებას. გამრავლების ამ მახასიათებლის გამო მცენარის სასიცოცხლო ციკლი შედგება თაობების მონაცვლეობისგან: ზრდასრული გვიმრიდან ზრდამდე და ისევ ზრდასრულ გვიმამდე.
რეპროდუქციის მეთოდები
მცენარეთა უმეტესობა მრავლდება სქესობრივი გზით. ამ შემთხვევაში, განაყოფიერებისა და გამეტების გაერთიანების (სინგამიის) შემდეგ ზიგოტიდან წარმოიქმნება ახალი ორგანიზმი. პართენოგენეზი - განაყოფიერების გარეშე გამრავლება - ასევე ეხება სექსუალურ მეთოდს: ქალიშვილური ორგანიზმი წარმოიქმნება იზოგამეტისგან, რომელიც აკავშირებს იზოგამეტებსა და სპორებს. სქესობრივი გამრავლება თითქმის ყოველთვის შერწყმულია სხვა მეთოდებთან - ვეგეტატიურ ან ასექსუალურთან, ვინაიდან ის თავისთავად ხასიათდება დაბალი პროდუქტიულობით.
ამავდროულად, ეს მეთოდი და უსქესო გამრავლება გვხვდება გვიმრებში, ხოლო ვეგეტატიურ ვარიანტთან ერთად - ზოგიერთ წყალმცენარეებში. თესლ მცენარეებში ჩანასახოვანი უჯრედის წარმოქმნა ხდება ერთი ასული ზიგოტისგან, რის შედეგადაც ეს პროცესი გამრავლებას უფრო ჰგავს, ვიდრე გამრავლებას.
ასექსუალური გამრავლებისას წარმოიქმნება ზოოსპორები - უჯრედები უჯრედის კედლის გარეშე, რომლებიც მრავალუჯრედიან მცენარეებში სპეციალურ სპორანგიაშია დაუძრავი უჯრედები – აპლანოსპორები. დამოუკიდებლად, გამრავლების ეს მეთოდი ბუნებაში ძალიან იშვიათია. ის ჩვეულებრივ შერწყმულია სექსუალურ ან ვეგეტატიურთან.
არსებობს სპორების 2 ტიპი: მიტოსპორები, რომლებიც წარმოიქმნება უსქესო გამრავლების დროს და მეიოსპორები, რომლებიც წარმოიქმნება სქესობრივი გამრავლების დროს. მიტოსპორები ჩნდება მიტოზით, რის შედეგადაც ხდება დედის მსგავსი ინდივიდი. მეიოსპორები წარმოიქმნება მეიოზის დროს ზიგოტის აღმოცენებისას ან სპორანგიაში. მცენარეთა უმეტესობას ახასიათებს გამრავლების ორივე მეთოდი, რის გამოც მიიღება ინდივიდების ორი განსხვავებული ფორმა.
ვეგეტატიური გამრავლების მეთოდი
გამრავლების ვეგეტატიური ვარიანტით ხდება დაყოფა აკინეტებად - სქელკედლიან უჯრედებად. იგი შედგება მისი ზოგიერთი ნაწილის დედის ლიქიორისგან - ნაყოფის კვირტის ან სხეულისგან გამოყოფაში. ზოგიერთი ქვედა მცენარე მრავლდება ამ გზით, მათ შორის სარგასო, ყავისფერი და წითელი წყალმცენარეები. აყვავებული მცენარეებიც კი, როგორიცაა იხვი, მრავლდებიან ვეგეტატიურად. ზოგიერთი მათგანი აყალიბებს სანაყოფე კვირტებს, რომლებიც მიწაზე ცვივა და იქვე ფესვიანდება. ასევე, კვირტები შეიძლება განშტოდეს და გამოეყოს დედა მცენარეს. მცენარეთა ანგიოსპერმულ ჯგუფში ძალზე ხშირია ყლორტების განვითარება რიზომისგან.
მცენარეების გამრავლება
გამრავლების ერთ-ერთი ბოლო ეტაპია მცენარეების გამრავლება. ბუნებაში, დასახლების 3 ვარიანტი შეიძლება იყოს: ემბრიონი, სპორები და თესლი. უკიდურესად იშვიათ შემთხვევებში, გავრცელება შეიძლება მოხდეს ზიგოტების დახმარებით. მეტი კ.ლინეუსი თესლსა და სპორების გავრცელებას უკავშირებდა მიოგამიურ და ფაეროგამი მცენარეებს. მეორე ტიპი მოიცავდა გიმნოსპერმებისა და ანგიოსპერმების ჯგუფს, ხოლო პირველი ტიპი მოიცავდა ყველა სხვა ჯგუფს, მათ შორის წყალმცენარეებს, ხავსებს და გვიმრებს.
მცენარეთა გამრავლების მეთოდებმა გრძელი ევოლუციური გზა გაიარა ვეგეტატიურიდან ასექსუალურამდე და სექსუალურამდე. ახლა მცენარეების დაყოფა სპორად და თესლ მცენარეებად ასოცირდება არა გავრცელებასთან, არამედ გამრავლებასთან. თესლის მეთოდი გამოირჩევა ცალკეულ ჯგუფში, რადგან ითვლება სპორებისა და გამეტების მიერ გამრავლების კომბინაცია. თესლის გამრავლება მოიცავს რამდენიმე ეტაპს: ზიგოტების, გამეტების, სპორების, ემბრიონებისა და თესლის წარმოქმნას, ასევე მცენარეთა გავრცელებას.
თაობათა ცვლა
მცენარეების სიცოცხლეს ორი განსხვავებული თაობის სახით შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული სახელები: განვითარების ფორმების შეცვლა, თაობათა მონაცვლეობა და ა.შ. დიდი გვიმრისა და ყლორტის ცვლილება იზოსპორული გვიმრის შემთხვევაში არის თაობათა მონაცვლეობის მაგალითი, რომელიც აღინიშნება ინდივიდუალური ფორმების ზრდასრული მდგომარეობის ფაზებით. ეს ორი ფორმა იმდენად განსხვავებულია გარეგნულად, რომ ძნელია მათში ერთი და იგივე მცენარის ამოცნობა. გვიმრის ზრდა ძალიან რთულია შეუიარაღებელი თვალით დანახვა. ანგიოსპერმებში გამონაზარდის ანალოგი არის ემბრიონის ტომარა, რომელიც უკიდურესად პატარაა და ყვავილის სიღრმეში იმალება. წყალმცენარეების ზოგიერთ ჯგუფს შორის, ინდივიდების ეს ფორმები გარეგნულად მსგავსია, მაგრამ სრულიად განსხვავდება ბიოლოგიური მახასიათებლებით. თაობათა მონაცვლეობა ხდება თითქმის ყველა მაღალ მცენარესა და ევოლუციურად განვითარებულ წყალმცენარეებში.
უმაღლესი მცენარეების სასიცოცხლო ციკლები
უმაღლესი მცენარეების სასიცოცხლო ციკლი, გარდა ბრიოფიტებისა, ხასიათდება იმით, რომ გამეტოფიტი ცუდად არის განვითარებული და სპოროფიტი იკავებს სასიცოცხლო ციკლის უმეტეს ნაწილს. ბრიოფიტი მცენარეები გამოირჩევიან იმით, რომ სპოროფიტი ვითარდება ქალის სასქესო ორგანოს შიგნით და უწყვეტ კავშირშია გამეტოფიტთან. ფოთლოვანი ხავსების შემთხვევაში, ის ჰგავს სპორის ყუთს, რომელიც იზრდება გამეტოფიტის ზემოდან.
დარჩენილ უმაღლეს მცენარეებს აქვთ გამოხატული სპოროფიტები, რომლებიც წარმოადგენენ მსხვილ და კომპლექსურ მრავალუჯრედოვან ორგანიზმებს ისეთი ორგანოებით, როგორიცაა ფოთლები, ღეროები და ფესვთა სისტემები. მცენარეების უმეტესობა, რომელზეც ადამიანი ფიქრობს ცხენის კუდებზე, გვიმრებზე ან სხვა ჯგუფებზე საუბრისას, არის სპოროფიტები.
აყვავებული მცენარეების სიცოცხლის ციკლები
ევოლუციის თვალსაზრისით ყველაზე პროგრესული ყვავილოვანი მცენარეებია. აყვავებული მცენარეების სასიცოცხლო ციკლი ხასიათდება იმით, რომ ხშირად ემბრიონს შეუძლია განვითარდეს გაუნაყოფიერებელი კვერცხუჯრედიდან (აპომიქსისი). აყვავებული მცენარეების უპირატესი ფორმაა ჰეტეროსპორული სპოროფიტი, რომელიც არის მცენარე ფოთლებით და ღეროებით. მამრობითი გამეტოფიტი წარმოდგენილია მტვრის მარცვლით, ხოლო მდედრი გამეტოფიტი ემბრიონის პარკით (ის უფრო სწრაფად ვითარდება, ვიდრე გიმნოსპერმებში). როგორც სქესობრივი, ისე ასექსუალური გამრავლების ორგანოა მოდიფიცირებული გასროლა - ყვავილი. თესლის რუდიმენტები დაცულია საკვერცხის კედლებით. ამ ჯგუფის მცენარეების განვითარების სასიცოცხლო ციკლი მთავრდება განაყოფიერებისა და თესლის წარმოქმნის შემდეგ, რომელშიც ემბრიონი აქვს საკვები ნივთიერებების მარაგს და არ არის დამოკიდებულიგარე ფაქტორები.
გიმნოსპერმებისა და ანგიოსპერმების სასიცოცხლო ციკლები
გიმნოსპერმების ჯგუფში შედიან წიწვოვანი ხეების და ბუჩქების წარმომადგენლები. მათ უმეტესობას აქვს შეცვლილი ნემსის მსგავსი ფოთლები. გიმნოსპერმების სასიცოცხლო ციკლი განსხვავდება იმით, რომ მიკროსპორები (მტვერი) წარმოიქმნება პატარა მამრობითი კონუსებში (ანტერები), ხოლო მეგასპორები - მდედრებში (კვერცხუჯრედები). მამრობითი გამეტოფიტი წარმოიქმნება მიკროსპორებიდან, ხოლო ქალის გამეტოფიტი მეგასპორებიდან. ამ ჯგუფის მცენარის სასიცოცხლო ციკლი განსხვავდება იმით, რომ განაყოფიერება ხდება ქარის დახმარებით, რომელიც მტვერს აწვდის კვერცხუჯრედებს. ამის შემდეგ, ემბრიონი იწყებს განვითარებას კვერცხუჯრედის შიგნით და მისგან წარმოიქმნება თესლი. სათესლე ქერცლზე წევს და არაფრით არ იფარება. თესლი წარმოქმნის ახალ სპოროფიტს, საიდანაც იზრდება ახალი მცენარე.
ანგიოსპერმების სასიცოცხლო ციკლი განსხვავდება იმით, რომ ამ ჯგუფს აქვს ყვავილი, რომელშიც წარმოიქმნება სპორები და ხდება გამეტოფიტების განაყოფიერება და თესლის განვითარება. ამ ჯგუფის თავისებურება არის ნაყოფის შიგნით დამალული და გარე გარემოს ზემოქმედებისგან დაცული თესლის დაცვაში.
სპორული მცენარეების სასიცოცხლო ციკლი
სპორული მცენარეები არ ყვავის, ამიტომ მათ უყვავილობასაც უწოდებენ. ისინი მოდის ორ კატეგორიად:
- უფრო მაღალი (გვიმრები, ცხენის კუდები, ხავსები, კლუბის ხავსები);
- ქვედა (წყალმცენარეები, ლიქენები).
სპორული მცენარეების სასიცოცხლო ციკლი, სახეობიდან გამომდინარე, შეიძლება სქესობრივი ან ასექსუალური იყოს. Ისინი არ არიანშეუძლია სქესობრივი გამრავლება წყლის გარემოს მონაწილეობის გარეშე. გამეტოფიტი გამოიყენება სქესობრივი გამრავლებისთვის, სპოროფიტი კი ასექსუალური გამრავლებისთვის. არსებობს სპორული მცენარეების ორი ქვეჯგუფი: ჰაპლოიდური და დიპლოიდური. ჰაპლოიდურ ქვეჯგუფში შედის ხავსები, ცხენის კუდები და გვიმრები, რომლებშიც გამეტოფიტი უფრო განვითარებულია, ხოლო სპოროფიტი წარმოიქმნება წარმონაქმნის სახით. ჰაპლოიდური ქვეჯგუფი განსხვავდება იმით, რომ სპოროფიტს აქვს მასში დაქვემდებარებული სტატუსი.
მცენარის სასიცოცხლო ციკლები: სქემები
ხავსები უმაღლესი მცენარეების პრიმიტიული სახეობის წარმომადგენლები არიან. მათ აქვთ სხეულის ძალიან პირობითი დაყოფა ღეროდ და ფოთლებად, ფესვების ნაცვლად - ძაფისებრი რიზოიდები. ისინი იზრდებიან ჭაობიან, ნესტიან ადგილებში და ძალიან ძლიერად აორთქლებენ ტენიანობას. ისინი მრავლდებიან სქესობრივად, სპოროფიტი დამოკიდებულია გამეტოფიტზე, სპორები წარმოიქმნება სპეციალურ ყუთში, რომელიც მდებარეობს გამეტოფიტის ზემოთ და მასთან ასოცირდება.
გვიმრების წარმომადგენლებს აქვთ დიდი ფრჩხილისებრი ფოთლები (სპორანგიები განლაგებულია ქვედა მხარეს). მცენარეს აქვს გამოხატული ფესვთა სისტემა, ხოლო ფოთოლი არის ფაქტობრივად განშტოების სისტემა, რომელსაც ეწოდება ფრონტი ან წინამორბედი. გვიმრის ჯგუფის მცენარის სასიცოცხლო ციკლი შედგება ორი ეტაპისგან: სექსუალური და ასექსუალური.
სქესობრივი ფაზა ხდება გამეტების მონაწილეობით, ხოლო ასექსუალური - სპორები. ასექსუალური თაობა იწყება დიპლოიდური ზიგოტით, ხოლო სექსუალური თაობა იწყება ჰაპლოიდური სპორით. ამ ფაზების ცვლილება მთავარი ნაწილიაციკლი.
