08.12.2007r.
Temat: Biologia i ekologia mszaków
UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA
KIERUNEK INŻYNIERIA ŚRODOWISKA --> [Author:p]
Mszaki
Podkrólestwo: rośliny; Grupa: Rośliny telomowe; Gromada: Mszaki; Klasy: Glewiki, Wątrobowce, Mchy; Przynależność: należą do organowców, ale mają uproszczoną budowę ciała i fizjologię z powodu rozwijania haploidalnych tkanek gametofitu przy równoczesnej redukcji tkanek sporofitu - ślepy zaułek ewolucyjny. Haploidalność przeszkodziła w wytworzeniu sprawnych elementów przewodzących (drewna i łyka) oraz korzenia (mszaki - chwytniki). Nie mogą mieć znacznych rozmiarów, i żyć tam, gdzie jest mało wody. Rozmnażanie uzależnione od wody. Gametofit - roślina samodzielna, zdolna do fotosyntezy, wieloletnia. Sporofit: bezzieleniowy, nietrwały, obumiera po wytworzeniu i rozsianiu zarodników. Cechy wspólne z roślinami wyżej uorganizowanymi: tkanki, podstawowe organy wegetatywne (łodyga, liść), wielokomórkowość gametangiów i zarodni.
POCHODZENIE:
Nie do końca wyjaśnione - bezpośr. od zielenic lub od psylofitów (podobna budowa sporofitu m. do telomu psylofitów). Część psylofitów ewoluowała, upraszczając swój cykl rozwojowy, redukowały w nim sporofit. Gametofit się rozwijał, przejmował istotniejsze funkcje życiowe
(odżyw.).
Przejście od przemiany izo- do heteromorficznej.
ŚRODOWISKO ŻYCIA:
Na całym świecie (bez pustyń, oceanów), najbardziej rozmaite w kl. wilgotnym. Małe wymagania życiowe, lubią wilgoć, na ogół żyją w skupiskach (mszary), w Polsce w cienistych lasach, wilgotnych łąkach, torfowiskach, przy wodzie (słodkiej) i zbiornikach wod. Naziemne - współtworzą runo leśne, nadrzewne - porastają korę i gałęzie, naskalne - porastają granie i szczyty górskie. Niektóre znoszą okresowe skrajne susze - mogą mieszkać w miejscach niedostępnych dla innych (wydmy), kontynuują proces glebotwórczy porostów, organizmy pionierskie. Formy amfibiotczne - w wodzie i na lądzie (wątrobowiec wodny - 2 formy - z chwytnikami i bez).
BUDOWA A ŚR. ŻYCIA: kilka - kilkanaście cm, największe - płonniki (50 cm) - wys. st. organizacji mofol. i anat. - mech płonnik (runo borów iglastych i miesz., wilgotne łąki i brzegi torfowisk, gromady - puszyste darnie).
GAMETOFIT PŁONNIKA:
ulistniona łodyga, przymocowana 1-kom. chwytnikami (łodyga i liście tworzą gametof. - analogia u innych organowców). 1-warstwowa skórka (grubościenne, wydłużone komórki) chroni wnętrze łodygi przed wysychaniem. Tkanka wzmacniająca (kilka warstw grubościennych kom.) nadaje łod. elastyczność i sztywność. Kora pierwotna (duże, cienkościenne kom. miękiszowe, ściśle do siebie przylegają). Wiązka przewodząca: w centrum łod., hadrocentryczna, hydroidy (wydłużone, martwe, wąskie, sztywne kom, woda i sole, w samym centrum) i leptoidy (mniejsze, też wydłużone i wąskie, żywe, protoplasty, asymilaty, skośne przegrody z porami z pasemkami cytoplazmy). Listki: a) m. płonnik: skrętolegle na łodyżce; mają wąską, ostro zakończoną blaszkę; rosną gęsto, prawie przylegają do łodyżki - może długo zatrzymywać wodę z opadów i rosy; 1-warstwowa skórka, bez ap. szpar. tylko na dolnej pow. liścia; blaszki liściowe płonnika mają na przekroju poprzecznym łódeczkowy kształt; na górnej stronie liścia - blaszki z kom. z chloroplastami, blaszki wzdłuż całego liścia - zielone kolumienki (3-4 kom.); Liść przeprowadza fotosyntezę i gromadzi dużo wody (pod jej ciężarem liście odchylają się od łod.); Żeberko - (wielowarstwowe pasma grubościennych kom. wzmac.) przedłużenie w. przewodzącej (hydr. i lept.), usztywnia, wzmacnia. b) m. torfowiec: delikatne, 1-warstw., bez żeberka, z kom. żywych i martwych, wybitnie przystosowane do wchłaniania i magazynowania wody. Żywe kom.: (drobne, wydłużone, z chloroplastami, fotosyntezują, tworzą w liściu sieć (w oczkach k. martwe), dzięki otworom szybko gromadzą dużo wody (torfowiec nasiąka jak gąbka ciężar *20). Torfowiska woda = 1/3 rocznych opadów (Polska); torfowiska nasycają powietrze parą wodną, obdzielając wodą pobliskie pola i łąki.
GAMET. WĄTROBOWCÓW:
(porostnica wielokształtna), gametofity rozdzielnopłciowe, plechokształtne, przymoc. 1-kom. chwytnikami, warstwa zewn. pokryta skórką z warst. kutikuli (przed parowaniem), w skórce oryginalne ap. szpar. - 4-piętrowy komin, mogą się otwierać i zamykać, niewielka sprawność fizjolog. - małe znaczenie aparatów; Pod aparatami komora powietrzna, z jej dna rosną ku skórce liczne, krótkie, rozgałęzione kolumienki komórek z chloropl. Pod miękiszem asymilacyjnym - spichrzowy (wielowarstwowy, gromadzi skrobię i tłuszcze). Maksymalny rozwój aparatu asymilacyjnego i transpiracyjnego.
SPOROFIT:
Dojrzały sporofit m. płonnika - bezlistna, brunatna łodyżka SETA, wyrastająca prosto z gametofitu, żyjąca jego kosztem. Na szczycie sety - zarodnia z zarodnikami. Zarodnia - puszka zarodnionośna: kolumienka (łączy z gamet., odżywia), tkanka zarodnikotwórcza (wokoło. przechodzi R! i tworzy haploid. zarodniki), zarodniki (izospory - morfol, endospory - wewn. zarodni, mejospory, nieruchliwe - przez wiatr), wieczko i czepek zamykają zarodnię, dwa rzędy ząbków (ozębnia) - higroskopijne, podczas wilgotnej pogody chłoną wodę, zaginają się do wewnątrz, zamykając zarodnię; gdy jest sucho błona (epifragma) napina się przez wyginające się na zewn. ząbki i pęka, zarodniki się wysypują.
METAGENEZA:
(m. płonnik - rozdzielnopłciowy) 1) Wiosną na szczycie g. żeńskiego tworzy się rodniostan (skupienie rodni) a na szczycie g. męskiego plemniostan okryty czerwonymi listkami. W butelkowatej rodni (wielokom.) powstaje 1 komórka jajowa, w maczugowatej (wielokom.) plemni wiele ruchliwych plemników z wiciami. 2) Rodnie wabią plemniki wydzielanymi substancjami chemicznymi (sacharoza) 3) W wyniku zapłodnienia powstaje zygota (2n), która rozwija się na dnie rodni i dzieli mitotycznie tworząc zarodek (miniaturka sporofitu) 4) Zarodek wrasta stopą w szczyt g. żeńskiego i korzystając z jego substancji pokarmowych rośnie, tworząc setę z zarodnią (czepek - wyniesiony kawałek zarodni). Sporofit jest najpierw zielony (może asymilować CO2, ale potem dojrzewa i uzależnia się całkowicie od gametof. 5) Komórki zarodnikotwórcze puszki przechodzą R! i powstają haploidalne zarodniki (n). 6)Gdy zarodnia dojrzewa odpada czepek, otwiera się wieczko i zarodniki się wysypują. Rozsiewane przez wiatr jeśli trafią na odpowiednie podłoże, kiełkują, tworząc małe, samożywne, plechowate splątki. 7) Zarodnik nie ma materiałów budulcowych i energetycznych, by uformować gametofit. Kiełkuje więc w splątek, który szybko fotosyntezuje, odkładając specjalizację komórkę na później. Ze splątków wyrastają odpowiedniej płci gametofity, które dojrzewają, tworząc gametangia i cykl się powtarza.
WĄTROBOWCE:
występują zazwyczaj razem z mchami, w mniejszej ilości, w bardziej wilgotnych siedliskach, większość plechokształtna, ale są też zróżnicowane na łodygę i liście. W cyklu rozwojowym splątek występuje rzadko, rodnie i plemnie na trzonkach wynoszących je nad gametof. Zarodnia: kulista, owalna; oprócz zarodników ma elastyczne higroskopijne sprężyce - wydłużone, rurkowate komórki, o śc. kom. ze spiralnymi zgrubieniami, które się odkształcają. Po otwarciu zarodni sprężyce się skręcają i rozluźniają masę zarodnikowe, powodując rozsiewanie.
MCHY:
najliczniejszą grupą są prątniki towarzyszące płonnikom i torfowcom, pospolite w różnych siedliskach, splątek nitkowaty, silnie rozgałęziony; gametof. - ulistniona lub rozgałęziona łodyżka zróżnicowana anatomicznie na tkanki; sporofit wynosi szczytową cz. rodni jako czepek (jak u płonników); zarodnia z ozębnią; prątniki - jedno- i dwupienne; zęboróg purpurowy, skrętek wilgociomierczy, prątnik srebrzysty.
Systematyka mszaków
Charakterystyka
http://pl.wikipedia.org/wiki/Mszaki
Budowa morfologiczna mszaków na przykładzie płonnika pospolitego: 1 - sporofit (2n), 2 - gametofit (1n), 3 - czepek (1n), 4 - wieczko (2n), 5 - zarodnia (2n), 6 - seta (2n), 7 - chwytniki (1n)
Mszaki charakteryzują się znacznym zróżnicowaniem morfologicznym, o wiele większym niż stojące niżej plechowce. Można u nich odróżnić łodyżkę (setę) o funkcji zbliżonej do funkcji łodygi, lecz prostszej budowie i listki o funkcji zbliżonej do funkcji liści, lecz prostszej budowie. Mszaki nie mają korzeni właściwych, które występują u roślin naczyniowych i po raz pierwszy pojawiają się u paprotników. Organami utrzymującymi mszaki w podłożu są chwytniki.
Sporofit jest niewielki i zależny od gametofitu - wrasta w niego tzw. stopą, przez która pobiera wodę i związki organiczne. Jest pokoleniem krótkotrwałym, zamiera po wytworzeniu zarodników. Ma postać pojedynczej, nierozgałęzionej łodyżki - sety, zakończonej na szczycie zarodnią. Zarodnia ta ma w górnej części mechanizm otwierający - wieczko, umożliwiające wysyp dojrzałych zarodników. Sporofity większości mszaków mają aparaty szparkowe, a niektóre nawet chloroplasty, dzięki którym mogą same wytwarzać związki organiczne.
Rozwój
W rozwoju mszaków występuje tzw. przemiana pokoleń: pokolenie płciowe (gametofit - 1n) wytwarza dwa rodzaje narządów rozrodczych: męskie, zwane plemniami (antheridia) i żeńskie, zwane rodniami (archegonia). W pierwszych powstają komórki rozrodcze męskie czyli plemniki, w drugich żeńskie - komórki jajowe. Mszaki mogą być dwupienne lub jednopienne. Jajo zapłodnione ulega podziałom, w wyniku których powstaje wielokomórkowy zarodek rozrastający się i tworzy drugie pokolenie - bezpłciowe (sporofit - 2n). Na wierzchołku łodyżki sporofitu powstaje torebka, tzw. zarodnia (sporangium), w której rozwijają się zarodniki, które w obecności wody (plemniki przepływają z plemni do rodni)kiełkują i rozwijają się w osobniki pokolenia pierwszego - płciowego.
Linie rozwojowe mszaków
http://pl.wikipedia.org/wiki/Mszaki
Pokolenie płciowe (gametofit) jest pokoleniem dominującym, ponieważ:
występuje przez większą część cyklu
sporofit nie może istnieć bez gametofitu
Przemiana pokoleń u mszaków - przebieg
Jest to przemiana heteromorficzna z dominacją gametofitu.
Rys. Rośliny jedno- i dwupienne
http://sciaga.onet.pl/12581,57,147,35,0,19915,sciaga.html
- Gametofit, pokolenie płciowe, haploidalne (n) ma postać zielonej, ulistnionej, trwałej łodyżki, na szczycie której wykształcają się gametangia męskie -plemnie i gametangia żeńskie - rodnie. U gatunków jednopiennych gametangia żeńskie i męskie znajdują się na jednym gametoficie (obupłciowe), np. mchy właściwe, torfowce. W przypadku gatunków dwupiennych gametangia występują na oddzielnych gametofitach (jednopłciowe), np. wątrobowce i część przedstawicieli prątnikowców.
W gametangiach powstają gamety: w butelkowatych rodniach powstają nieruchome komórki jajowe, w maczugowatych plemniach ruchome plemniki.
- Dochodzi do zapłodnienia komórki jajowej, plemnik dostaje się do niej w wodzie (kropla deszczu lub rosy), powstaje zygota (2n).
- Zygota przechodzi podziały mitotyczne i na początku rozwija się w rodni na szczycie gametofitu, daje początek pokoleniu bezpłciowemu, diploidalnemu - sporofitowi.
- Sporofit rozwija się początkowo w obrębie rodni, później jednak rosnąca w górę łodyżka młodego sporofitu - seta - rozrywa ścianę rodni, unosząc na szczycie jej górną część, która przekształca się w tzw. czepek.
- Dojrzały sporofit ma postać bezzieleniowej, bezlistnej, krótkotrwałej łodyżki, na szczycie której wyrasta zarodnia - sporangium, przykryta czepkiem.
Wnętrze zarodni wypełnia tkanka archesporialna, zarodnikotwórcza, której komórki diploidalne, tzw.
Rys. Cykl rozwoju mchu płonnika
http://sciaga.onet.pl/12581,57,147,35,0,19915,sciaga.html
macierzyste komórki makrospor, przechodzą mejozę, w wyniku której powstają haploidalne zarodniki - spory.
- Zarodniki kiełkują w podłożu w haploidalne splątki - młodociane stadium gametofitu.
- Wyrasta dojrzały gametofit i cykl powtarza się.
- W cyklu rozwojowym mszaków zachodzi zmiana faz jądrowych: diploidalna przechodzi w haploidalną w wyniku procesu mejozy zachodzącej w macierzystych komórkach zarodników (2n) i w efekcie powstają zarodniki (n) oraz haploidalna w diploidalną w wyniku zapłodnienia gamet (n) na drodze oogamii i wówczas powstaje zygota (2n).
Wyszukiwarka