Как растения размножаются
Что такое семена и как они выглядят, все знают. И про споры наверняка слышали. Но в чём между ними разница? Почему одни растения плодятся спорами, а другие семенами?
Когда около 450 млн лет назад растения вышли из воды на сушу, они столкнулись с массой проблем, но одна из них была особенно трудной. Фактически на её окончательное решение понадобилось ни много ни мало 300 млн лет. Дело в том, что свойственный водорослям способ оплодотворения в наземных условиях не был пригоден. Водным обитателям, не важно растениям или животным, сама стихия помогает в продлении рода. Подвижные половые клетки, снабжённые жгутиками, свободно плавают в воде, и никаких особых ухищрений для оплодотворения не требуется. Наземное растение при этом процессе должно обойтись минимумом влаги, а лучше бы и совсем без неё. Собственно, так и шла эволюция наземных растений: мхи, хвощи, плауны и папоротники при «опылении» нуждаются в капельной влаге, а более продвинутые семенные растения в этом смысле независимы.
Лишайники (Lichenes) — самые простые из наземных растений. Наряду с водорослями их традиционно относят к низшим растениям, поскольку один из компонентов лишайника представляет собой одноклеточную водоросль. Но живя в лишайниках, известных своей неприхотливостью, водоросли перестали осуществлять половой процесс. Грибы же — другой компонент лишайника — хорошо приспособлены к жизни на суше и могут размножаться половым путём даже в самых суровых условиях. Если говорить о лишайнике как о целостном организме, то он ведёт себя вполне традиционно для растения. Может размножаться вегетативно, просто отделяя кусок себя самого. Но иногда для этого возникают специальные выросты, выполняющие ту же роль, что и «усы» у клубники. Некоторые лишайники образуют на своей поверхности мелкие плодовые тела, сферические или в форме плоских чашечек. В них созревают грибные споры. Впоследствии появившийся из споры гриб находит нужную ему водоросль и объединяется с нею.
Споры грибов могут нести полный генетический набор, присущий этим организмам, в том случае, если спора возникла в процессе слияния двух половых клеток. У растений же споры появляются бесполым путём и имеют половинный набор генов. Соответственно, таково же выросшее из спор поколение (половое) вместе со своими половыми продуктами. Когда две половые клетки сливаются, набор восстанавливается.
Мхи (Bryophyta) тоже размножаются спорами, но у них этот процесс проходит по-другому, нежели у лишайников. Сначала на одном растении либо на соседних появляются мужские и женские органы (своего рода тычинки и пестики). Вышедшие на волю мужские половые клетки по воде — это может быть роса или капли дождя — устремляются к женскому «цветку» и находящимся в нём яйцеклеткам. Из оплодотворённой яйцеклетки получается «семя», которое тут же, не покидая материнского растения, прорастает и превращается в коробочку на ножке. В ней созревают споры, рассеивающиеся затем вокруг. Из них-то и появляется мягкий мох. Как и на папоротниках, на мхах никогда не бывает цветов, ведь, по сути, само растение и есть долгоживущее зелёное «соцветие». Следовательно, это поколение — половое, а коробочка — бесполое.
Что касается папоротника (Polypo-diophyta), то он, как и прочие высшие (сосудистые) растения (Embryophyta), большую часть жизни остаётся бесполым организмом. Раскидистые «листья», которые придают папоротнику роскошный вид, несут на нижней стороне многочисленные пластинки со спорами. Другими словами, зелёная розетка является аналогом крохотной и недолговечной коробочки мха. Но всё должно быть уравновешено, и, значит, половое поколение папоротника остаётся чахленьким. Так и есть, вырастающий из споры половой побег — заросток — правильнее было бы назвать недоростком. Листочек в форме сердечка длиной менее сантиметра — вот что он представляет собой у большинства папоротников. На нём и созревают яйцеклетки и (или) спермии, после слияния которых начинается рост самого папоротника. У примитивных папоротников заросток вообще не показывается из земли и без содействия грибов существовать не способен.
Споры могут быть одинаковыми по размеру, как это имеет место у мхов и лишайников. Среди папоротников же начался процесс разделения спор. Часть папоротников рассеивала абсолютно одинаковые споры. Но у других видов споры различались по размерам: бóльшая спора давала начало заростку с женскими органами, а меньшая — заростку с мужскими. Тот путь развития, который привёл к цветковым растениям, опирался на последний (разнополый) вариант.