Ботаніка - Б.Є. Якубенко 2017

Частина третя. Царство рослини (Planthae)
Розділ VІІ. Систематика вищих рослин
Лабораторне заняття Тема 12.32. Клас плауноподібні (Lyсороdiopsida) Клас молодильникові (Isoetopsida)

Загальні зауваження. Серед сучасних плауноподібних нараховується понад 100 видів і 5 родів, які об’єднані у два класи — плауновидні і молодильникові або полушникові (шильникові).

Клас плауновидні включає три порядки: астероксилові, протолепідодендронові та плаунові. Астероксилові і протолепідодендрові — це викопні форми. Плаунові представлені сучасними видами. Усі представники цього класу — рівноспорові рослини багаторічні трав’яні рослини.

До класу молодильникових належать різноспорові види. Вони відіграли важливу роль у формуванні лісового покриву у верхньому палеозої. Цей клас об’єднує порядки лепідодендронові, селягінелові та молодильникові.

Лепідодендронові, або лускодреви — це викопні дерева, з яких утворились поклади кам’яного вугілля.

Порядок плаункові (селягінелові) — це сучасні багаторічні трав’яні рослини з цілісними листками з язичком і додатковими коренями, що відходять від тоненького стебла. Спорофіли зібрані в стробіли і несуть два типи спорангіїв — мікроспорангії з численними дрібними мікроспорами і мегаспорангії з чотирма мегаспорами. У спорангіях мікроспори проростають у дуже спрощені чоловічі гаметофіти, а мегаспори — у жіночі.

Порядок полушникові включає сучасні трав’яні багаторічні рослини з цілісними листками. Вісь рослини, що складається з верхівкової облиствленої частини і базального корененосця, або ризофора, дуже вкорочена та має вторинне потовщення. Листки лінійношилоподібні з розширеною основою, розміщені спірально. Спорангії великі, розташовані біля основи верхньої поверхні листка. Молодильникові ростуть на дуже вологих ґрунтах або у воді.

Об’єкти:

1. Клас плауноподібні (Lусороdioрsіdа), порядок плаунові (Lусороdіаlеs), представник — плаун булавовидний (Lусороdium сlаvаtum L.)

2. Клас молодильникові (Іsоеtopsida), порядок плаункові, або селягінелові (Selaginellales), представник — плаунок плауновидний, або селагінела плаунова (Sе1аginella selaginoides L.)

Завдання:

1. Розгляньте і вивчіть зовнішню будову спорофіта плауна булавовидного.

2. Розгляньте будову стробіла плауна булавовидного, вивчіть та зарисуйте

поздовжній розріз.

3. На таблиці розгляньте й зарисуйте будову гаметофіта плауна булавовидного.

4. Розгляньте і вивчіть зовнішній вигляд селягінели плаунової, як представника різноспорових видів.

5. Вивчіть і зарисуйте будову стробіла селягінели.

Обладнання і матеріали: Мікроскоп, лупи, постійні препарати поздовжніх розрізів стробілів плауна булавовидного і селягінели; гербарні зразки або живі рослини плауна булавовидного і селягінели, таблиці, препарувальні голки, пінцети, бритви.

Макроскопічні дослідження спорофіта плауна. На гербарних зразках або живих рослинах розгляньте зовнішню будову спорофіта плауна булавовидного як найтиповішого представника рівноспорових плаунів.

Плаун булавовидний — це багаторічна трав’яна рослина, що видно з огляду сланкого стебла з міцними дихотомічно розгалуженими додатковими коренями, які розвиваються на ризофорах (рис. 88). Від сланкого стебла, довжина якого може досягати 3 м, уверх відходять дихотомічно розгалужені гілки, вкриті, як і стебло, дрібними, сидячими, вузькими філоїдами (трофофілами) з шилоподібною верхівкою. Користуючись лупою, можна побачити центральну жилку. Верхівки деяких гілок переходять у видовжені вертикальні підставки зі стробілами на верхівці. Підставка вкрита видозміненими листочками (рідко), а її верхівки, як правило, роздвоєні на дві гілочки — ніжки стробілів. На одній підставці розміщені два, а інколи 3—4 стробіли. Стробіл — це вкорочена верхівка пагона, видозмінена у зв’язку з функцією спороношення. Спорофіли, що сидять на осі стробіла, розміщені спірально і тісно прилягають один до одного. Вони зберігають листкову форму, але вирізняються від трофофілів розширеною основою і шилоподібно витягнутою верхівкою та ниркоподібним спорангієм при основі. Відділивши голочкою спорофіл за допомогою лупи можна вивчити його будову

Завершивши дослідження, зарисуйте спорофіт плауна булавовидного і на рисунку покажіть сланке стебло, ризофори, додаткові корені, дихотомічно розгалужені гілочки, стробіли, філоїди. Окремо зарисуйте і позначте складові частини спорофілу із спорангієм.

Рис.88

Мікроскопічні дослідження стробіла плауна Використовуючи готовий препарат поздовжнього розрізу стробіла плауна булавовидного, розгляньте його будову. За малого збільшення мікроскопа видно вісь колоска, яка складається із паренхімних клітин. До центральної осі прикріплюються спорофіли, які несуть спорангії ниркоподібної форми, що сидять на коротеньких ніжках. На препараті видно, що спорангії заповнені спорами однакового розміру і форми (ізоспорами).

Зарисуйте поздовжній розріз стробіла плауна булавовидного, на рисунку позначте вісь стробіла, спорофіли, спорангії та спори.

Макроскопічні дослідження гаметофіта плауна. Розгляньте на таблиці загальний вигляд гаметофіта плауна булавовидного. З рисунка видно, що він має грушоподібну форму, коричнево-бурого забарвлення; вузька його частина несе ризоїди, а з верхнього боку в ньому розвиваються антеридії та архегонії; антеридії занурені в тканину гаметофіта, а шийки архегоніїв виступають із неї. Виконайте рисунок, на ньому позначте: тіло гаметофіта, ризоїди, антеридії та архегонії.

Макроскопічне дослідження плаунка (селягінели). Користуючись живими рослинами або гербарним матеріалом, розгляньте зовнішню будову селягінели плаунової, як представника різноспорових плауноподібних. Це невелика трав’яна рослина з повзучим стеблом, покритим ланцетними спірально розміщеними листочками, особливо густо чотирирядно зібраними на кінцях гілочок, де розміщуються також і стробіли. Останні циліндричні, щільні. На стеблі можна побачити також тоненькі додаткові корені, розміщені на ризофорах. Зарисуйте загальний вигляд селягінели, на рисунку позначте: дихотомічно розгалужене стебло, листочки, стробіли, додаткові корені.

Мікроскопічне дослідження. На готових мікропрепаратах поздовжнього розрізу стробіла селягінели за малого збільшення мікроскопа розгляньте і вивчіть його будову.

На препараті видно, що в стробілі є два види спорофілів: мікроспорофіли й мегаспорофіли. Мікроспорофіли розміщені у верхній частині і на коротеньких ніжках несуть мікроспорангії з численними мікроспорами. Мегаспорангії овальні та розміщені у нижній частині стробіла й містять по чотири (інколи менше) мегаспори (рис. 89).

При основі спорофілів видно язичок, властивий представникам цього класу.

Зарисуйте стробіл, показавши його вісь, спорофіли з язичками, мікроспорангії з мікроспорами, мегаспорангії з мегаспорами.

З теоретичного вивчення відомо, що спори плаунка (селагінели) починають проростати ще в спорангіях, а потім випадають у вологий ґрунт. Із мікроспор формуються мікроскопічні чоловічі гаметофіти, що складаються з редукованого антеридія та єдиної вегетативної клітини. Весь чоловічий гаметофіт вміщується всередині спори і тільки після дозрівання сперматозоїдів оболонка спори тріскається.

Рисунок 89. Життєвий цикл селягінели

Розвиток жіночого гаметофіта починається також усередині мегаспори, яка потім розкривається трипроменевою тріщиною, одночасно виявляється багатоклітинна тканина жіночого гаметофіта. На оголеній частині з’являються пучки ризоїдів і кілька архегоніїв, занурених у тканину гаметофіта. Особливістю гаметофітів селягінели є те, що вони не покидають оболонок спор. Це мало важливе значення у виникненні покритонасінності у квіткових рослин.

Запліднення можливе за наявності хоча б краплини води. Із зиготи розвивається зародок, а з нього — доросла рослина.

Висновок. Основні відмінні риси відділу плауноподібних: дихотомічне галуження, спіральне розміщення філоїдів, поява справжніх коренів; наявність рівно- і різноспорових форм. У різноспорових форм у стробілах розвиваються ізоспори, які проростають у багаторічні підземні безхлорофільні гаметофіти з архегоніями та антеридіями.

У різноспорових форм у стробілах утворюється два типи спорангіїв: мікроспорангії із мікроспорами і мегаспорангії з мегаспорами. Із мікроспор виростають дуже редуковані мікроскопічні чоловічі гаметофіти, а з мегаспор — менш редуковані жіночі гаметофіти.

Перехід від рівноспоровості до різноспоровості — прогресивний крок в еволюції вищих рослин.

Запитання для самоконтролю

1. Яке покоління переважає у циклі розвитку плауноподібних?

2. Які вегетативні органи має спорофіт плаунів?

3. На які класи поділяється відділ плауноподібних?

4. Чи є серед плауноподібних різноспорові види і до якого класу вони належать?

5. Де утворюються спорангії із спорами плаунів

6. Яка різниця в будові гаметофітів плауна булавовидного і плаунка (селагінели) плауновидного?

7. Чи є різниця в будові стробіла плауна і селягінели?

8. Назвіть викопні форми плауноподібних.

9. Що виростає з мікроспори селягінели?

10. Що виростає з мегаспори селягінелн?