§ 4. Семенные и споровые растения

Определения и обозначения

Споровые растения — это растения, размножающиеся спорами. Спора служит для размножения и расселения: она может отделиться от материнского растения и попасть в место, где условия подходят для прорастания. Поэтому споры помогают растениям распространяться, но не являются маленькими семенами.

Семенные растения — растения, размножающиеся семенами. В семени находятся зародыш и запас питательных веществ, а оболочка защищает их. Такое устройство нужно, чтобы молодое растение могло начать развитие и пережить период, когда условия для роста неблагоприятны.

Семя — орган размножения и расселения семенных растений, из которого при подходящих условиях развивается новое растение. Оно может сохраняться некоторое время до прорастания и переноситься на расстояние от материнского растения. Благодаря этому потомство получает возможность поселиться в новом месте.

Спора — обычно одна клетка, способная прорасти и дать начало новому организму. В отличие от семени, она не содержит зародыша и запаса питательных веществ. Её задача — начать развитие при подходящих условиях, поэтому для прорастания важны влажность и другие условия среды.

Как это устроено

Главное основание для разделения растений на споровые и семенные — способ размножения, потому что он показывает, какая структура начинает развитие нового растения. У споровых эту роль выполняет спора, а у семенных — семя. По этому признаку можно объединить растения, даже если они сильно различаются внешним видом. Так становится понятно, почему мох и папоротник относят к одной большой группе, а сосну и цветковое растение — к другой.

Споры образуются в специальных образованиях растения — спорангиях. Созревшие споры могут распространяться, а при подходящих условиях прорастают и дают начало следующей стадии жизненного цикла. У многих споровых растений оплодотворение зависит от воды: мужские половые клетки должны переместиться по водной плёнке к яйцеклетке. Без такой плёнки встреча клеток затруднена, поэтому для размножения этим растениям часто подходят влажные места.

У семени есть зародыш — зачаток будущего растения — и запас питательных веществ для его начального развития. Оболочка предохраняет семя от повреждений и помогает зародышу переносить неблагоприятные условия. Прорастание начинается, когда условия становятся подходящими, например появляется достаточно влаги и тепла. Запас питания важен потому, что молодой проросток сначала ещё не может получать всё необходимое так же, как взрослое растение.

Размножение семенами меньше зависит от воды вокруг растения, поскольку мужские половые клетки доставляются к женским не водной плёнкой. У семенных растений их переносит пыльца, а после оплодотворения развивается семя. Оно может сохраняться до благоприятного времени и перемещаться вместе с ветром, водой или животными. Поэтому потомство может появиться вдали от материнского растения и не обязано сразу прорастать.

К споровым относятся мхи, папоротники, хвощи и плауны, а к семенным — голосеменные и покрытосеменные. У папоротников споры часто созревают в группах спорангиев на листьях, а не внутри семян. Голосеменные, например сосна, образуют семена, которые не заключены внутри плода; у покрытосеменных семена развиваются внутри плода. Такое сравнение помогает связать способ размножения с принадлежностью растения к крупной группе.

Сравнение споровых и семенных растений

Сначала сравни орган размножения: он сразу показывает, к какой группе относится растение. Затем проверь, есть ли зародыш и как происходит оплодотворение. Таблица помогает не путать споры с семенами и увидеть, почему группы по-разному зависят от условий среды.

Разбор задач

Задача 1

Определите, к какой группе по способу размножения относятся мох и сосна. Не ориентируйтесь только на их внешний вид: выясните, что именно образует каждое растение. Затем соотнесите орган размножения с двумя группами из таблицы.

1. Мох размножается спорами, поэтому его относят к споровым растениям.
2. Сосна образует семена, значит, она относится к семенным растениям.
3. Проверяем вывод: у мха нет семян, а у сосны семена развиваются на чешуях шишек.

Ответ: мох — споровое растение, сосна — семенное. Важен именно способ размножения, а не то, что оба растения могут быть зелёными и расти на суше. По одному внешнему сходству определять группу нельзя.

Задача 2

Ученик утверждает, что папоротник размножается семенами, потому что на его листьях видны тёмные образования. Нужно проверить не только их цвет и расположение, но и то, что находится внутри. Для этого вспомним, чем отличаются спорангии со спорами от семян.

1. Тёмные образования на листьях папоротника — группы спорангиев, а не семена.
2. В спорангиях созревают споры; в них нет зародыша и запаса питательных веществ, характерных для семени.
3. Следовательно, наличие заметных образований ещё не доказывает, что растение семенное: решает их строение и то, что они производят.

Ответ: ошибка ученика в том, что он принял скопления спорангиев за семена. Папоротник относится к споровым растениям и размножается спорами. Тёмный цвет и видимое расположение на листе не заменяют проверку строения.

Задача 3

Сравните размножение папоротника и цветкового растения и объясните, почему семенным растениям можно размножаться без участия воды из окружающей среды. Для решения проследите путь от образования мужских половых клеток до начала развития нового растения. Сравнивать нужно не только споры и семена, но и перенос клеток при оплодотворении.

1. Папоротник образует споры, из которых развивается стадия, на которой происходит оплодотворение; мужским половым клеткам у многих таких растений нужна водная плёнка, чтобы добраться до яйцеклетки.
2. У цветкового растения мужские половые клетки находятся в пыльце, которая переносится к женской части цветка; затем клетки достигают яйцеклетки внутри семязачатка.
3. После оплодотворения развивается семя с зародышем и запасом питания. Значит, внешняя вода не должна переносить мужские половые клетки так, как это происходит у многих споровых.

Ответ: папоротникам для оплодотворения часто необходима вода, а у цветковых перенос мужских половых клеток обеспечивает пыльца. После оплодотворения у цветкового растения формируется семя, из которого может развиться новое растение. Поэтому размножение семенных растений меньше зависит от наличия воды снаружи.

Типичные ошибки

Ошибка: называть споры семенами. Так думают, потому что и спора, и семя могут дать начало новому растению, но сходство результата не означает одинакового строения. Проверь себя: у семени есть зародыш и запас питательных веществ, а спора обычно является одной клеткой и их не содержит.

Ошибка: считать, что все растения размножаются семенами. Это заблуждение легко возникает, если в первую очередь вспоминать деревья и цветковые растения. Проверь себя по примерам: мхи, папоротники, хвощи и плауны размножаются спорами, поэтому способ размножения нужно выяснять для каждой группы.

Ошибка: полагать, что семенным растениям для переноса мужских половых клеток нужна вода, как многим споровым. Причина ошибки — смешение разных способов оплодотворения. Спроси себя, что доставляет клетки: у семенных это пыльца, поэтому внешняя водная плёнка для такого переноса не требуется.

Ошибка: смешивать размножение спорами и размножение частями растения. Оба способа приводят к появлению новых растений, поэтому их иногда считают одним и тем же. Проверь, что именно отделилось: спора — специальная клетка, а часть растения, например побег, уже имеет ткани и органы; это разные способы размножения.

Связь с другими темами

Чтобы понять различия между споровыми и семенными, нужно знать основные органы растения и отличать размножение от роста. Рост увеличивает размеры и меняет организм, а размножение приводит к появлению нового растения. Эти понятия помогают точнее описывать роль споры и семени.

Тема связана с изучением мхов, папоротникообразных, голосеменных и покрытосеменных растений. Знание их групп позволяет приводить примеры и определять способ размножения по особенностям строения. Сравнивая представителей, легче увидеть общие признаки каждой группы.

Размножение семенами подготавливает к изучению опыления, оплодотворения и развития растения из семени. Пыльца переносит мужские половые клетки, а после оплодотворения формируется семя с зародышем. Эти этапы объясняют, как от цветка начинается развитие нового растения.

Что запомнить

• Споровые и семенные растения различаются способом размножения.
• Спора обычно не имеет запаса питательных веществ и зародыша.
• Семя содержит зародыш и запас питательных веществ.
• Мхи, папоротники, хвощи и плауны размножаются спорами.
• Голосеменные и покрытосеменные размножаются семенами.
• Размножение семенами меньше зависит от наличия воды во внешней среде.