Цикл развития папоротников.
Удобнее рассмотреть его на примере щитовника мужского.
Как и у других отделов высших споровых – плаунов и хвощей, в цикле развития папоротниковидных доминирует спорофит, а гаметофит, несмотря на самостоятельный способ питания, имеет признаки низших растений и несовершенный половой процесс, зависимый от капельно-жидкой воды.
Спорофит папоротника мужского представляет знакомое многим красивое многолетнее растение высотой более полуметра. Он имеет настоящие корни, стебель, листья, Все перечисленные вегетативные органы дифференцированы на ткани: эпидермис, основную паренхиму, проводящие пучки – концентрические и коллатеральные. Стебель спорофита состоит из центрального цилиндра и первичной коры с эпидермисом. У гигантских папоротников (ископаемых форм) происходил значительный вторичный рост в толщину, и формировалась перидерма. Листья щитовника мужского крупные, дважды-перисто-раздельные, при развитии улиткообразно сложены и долго растут верхушками, что говорит об их стеблевой природе (по этой причине листья папоротниковидных ботаники называют вайями). Листья щитовника выполняют две функции, а именно фотосинтезирующую и спорообразующую. На нижней стороне зеленых листьев в середине лета образуются спорангии – органы бесполого размножения.
Рассмотрим, как формируется спорангий. Одна из клеток нижнего эпидермиса делится многократно митозом, образуя бугорок клеток образовательной ткани. Через некоторое время внутренние клетки специализируются в материнские клетки спор, а из наружных клеток формируется стенка спорангия со специфическим строением. У щитовника мужского развиваются многочисленные спорангии, расположенные вдоль жилок кучками и называемые сорусами. После созревания спор спорангий вскрывается, и многочисленные споры высыпаются из него. Попав на почву, спора митотическим делением прорастает в гаметофит.
Гаметофит представляет собой небольшую зеленую пластинку, состоящую из двух слоев паренхимных клеток с хлоропластами (ассимиляционная паренхима). На нижней стороне этой сердцевидной пластинки развиваются ризоиды, а через некоторое время и половые органы: архегонии (недалеко от выемки) и антеридии (среди ризоидов). Многожгутиковые сперматозоиды, обычно в небольшом числе, легко находят шейки архегониев, так как пластинка заростка плотно прилегает к почве, и в дождливую погоду оплодотворение происходит без затруднений. Из оплодотворенной яйцеклетки возникает новый дочерний спорофит, который вскоре сформирует корешок, стебелек и первый листик и начнет самостоятельную жизнь.
Цикл замкнулся и доминирует в нем спорофит – диплоидное поколение папоротника, но уязвимым местом и у папоротников является половой процесс, зависящий от водной среды.