300 mln lat temu na Ziemi panował wilgotny i ciepły klimat, który

2.17. Rośliny zarodnikowe
i ich ekspansja na ląd.
Opracowała Bożena Smolik
Konsultant Arleta Poręba-Konopczyńska
Przystosowanie roślin
do środowiska lądowego




Pierwsze organizmy roślinne żyły w wodzie.
Można powiedzieć, że środowisko wodne jest bardziej
sprzyjającym miejscem do życia. Woda:

zaopatruje organizmy samożywne w substancje pokarmowe,

zabezpiecza komórki ciała przed wyschnięciem,

podtrzymuje ciała, tak, że nie są im potrzebne specjalne układy usztywniające.

ułatwia rozmnażanie.

również wahania temperatury w wodzie są dużo mniejsze niż na lądzie.
W środowisku lądowym większość plechowców nie może żyć,
ponieważ odznacza się ono bardzo zmienną wilgotnością. Niektóre
glony, większość grzybów i porosty spotykamy na lądzie, ale
wytworzyły one przystosowania chroniące przed wysychaniem.
Zdobywanie środowiska powietrzno-lądowego trwało na
przestrzeni dziejów bardzo długo i wymagało od organizmów
samożywnych wykształcenia odpowiednich przystosowań.
Porównanie warunków życia
w dwóch środowiskach
woda
Środowisko
ląd
Gęstość środowiska
duża (775 x większa niż powietrza)
mała
Wilgotność
100%
mała, zmienna,
uzależniona od klimatu
Warunki termiczne
znaczna równowaga, małe zmiany
dobowe i sezonowe
duże wahania
temperatury
Substancje
mineralne
rozpuszczone w wodzie
znajdują się w
roztworze glebowym
Przenikliwość dla
światła
zależy od przezroczystości wody, ale
ograniczona do kilkudziesięciu metrów
swobodna
Zaopatrzenie w tlen
uzależnione od głębokości i ilości
organizmów samo- i cudzożywnych
21%
Zaopatrzenie w
dwutlenek węgla
zależy od głębokości i temperatury
0,03%
Zdobywcy lądów





Jako jedne z pierwszych do życia na lądzie przystosowały się
mchy, paprocie, skrzypy i widłaki.
Opanowanie lądu przez te rośliny było możliwe dzięki
wytworzonym tkankom i organom.
Tych potomków pierwszych organizmów lądowych
spotykamy w środowiskach wilgotnych i zacienionych.
W ich rozwoju połączenie się komórki jajowej z plemnikową
może odbywać się tylko w obecności wody.
Ze względu na sposób rozmnażania życie mszaków
i paprotników jest jeszcze ściśle związane ze środowiskiem
wodnym.
Przed milionami lat…





300 mln lat temu na Ziemi panował wilgotny i ciepły klimat, który
sprzyjał rozwojowi roślin na lądzie.
Dominowały wtedy drzewiaste paprotniki.
Zmiany warunków klimatycznych
w późniejszych epokach doprowadziły
do wymierania olbrzymich skrzypów
i paproci.
W ciągu milionów lat, powalone w
bagnach i t dostępu powietrza przez
warstwy mułu i piasku, ulegały
zwęgleniu.
Eksploatowane obecnie pokłady węgla
kamiennego to węgiel zasymilowany
w procesie fotosyntezy i zmagazynowany
przez ówczesne rośliny.
Mchy





Praprzodkowie mszaków
byli bezpośrednimi
potomkami pierwszych
zdobywców lądu.
Obecnie żyjące mszaki
należą do najprościej zbudowanych roślin lądowych.
Mają słabo wykształcone tkanki. Ze względu na brak tkanki
przewodzącej, umożliwiającej sprawny transport wody i
substancji odżywczych, rzadko przekraczają wysokość 15 cm.
Występują w środowiskach ubogich, na ogół w miejscach
wilgotnych i cienistych, niedostępnych dla innych roślin.
Żyją w gęstych skupieniach, zwanych darniami.
Budowa mchów



Ciało mchów zbudowane jest z:

łodyżki

listków

chwytników
W nazewnictwie organów używa się
zdrobniałych nazw, aby zaznaczyć, że mają
prostszą budowę niż organy innych roślin.
Chwytniki są cienkie, rozgałęzione,
wrastają w podłoże na niewielką głębokość.
Ich funkcją jest umocowanie rośliny w
podłożu.

Łodyżka ma budowę tkankową. Okrywa ją
skórka, a wewnątrz znajdują się komórki
miękiszowe. Brak tkanek przewodzących
wodę, dlatego mchy nie osiągają dużych
rozmiarów.

Listki służą do asymilacji dwutlenku węgla,
fotosyntezy, pobierania i magazynowania
wody z otoczenia.
Budowa
mchów
sporofit
gametofit
Rozmnażanie się mchów


Mchy rozmnażają się płciowo i bezpłciowo.
U mchów występuje przemiana pokoleń, czyli rozmnażanie płciowe
i bezpłciowe cyklicznie po sobie następują. Pokolenie płciowe
nazywamy gametofitem, a pokolenie bezpłciowe sporofitem.






Na szczycie ulistnionej łodyżki wytwarzają się rodnie i plemnie,
a w nich komórki rozrodcze (gamety).
Do zapłodnienia niezbędna jest woda. Plemniki muszą przepłynąć do
rodni. Po zapłodnieniu wyrasta bezlistna łodyżka, na szczycie której
powstaje zarodnia z zarodnikami.
Zarodniki wysypują się z puszki w suchy, słoneczny i wietrzny dzień.
Z zarodnika wyrasta splątek, a z niego ponownie ulistniona łodyżka
zdolna do wytwarzania gamet..
U mchów pokoleniem dominującym jest gametofit.
Mchy są roślinami zarodnikowymi. To znaczy, że nie wytwarzają
nasion.
Obejrzyj krótki film o rozmnażaniu się mchów:
http://www.scholaris.pl/cms/index.php/resources/animacja_proces_rozmnażania_mchów.html
Znaczenie mchów





Są organizmami pionierskimi, czyli
przygotowują innym roślinom
podłoże niezbędne do życia.
Wraz z butwiejącą ściółką tworzą
środowisko życia dla wielu
organizmów, a więc pełnią funkcje
glebotwórcze.
Chronią glebę przed erozją.
Mchy zatrzymują wodę w listkach
oraz wąskich przestrzeniach między
łodyżkami i listkami, a także
między ciasno rosnącymi łodyżkami.
Dzięki temu woda z opadów jest
magazynowana i systematycznie
wykorzystywana przez te
organizmy. Oddala to groźbę
powodzi i suszy na terenach, gdzie
licznie występują mchy.
Tworzą pokłady torfu, który jest
wykorzystywany przez człowieka na
wiele sposobów.
Paprocie




Paprocie to najczęściej
rośliny zielne.
Paprocie tropikalne mają
postać drzew, sięgających
nawet do 25 m.
Paprocie występują, podobnie jak mchy, w miejscach zacienionych
i wilgotnych. W naszych lasach wchodzą w skład runa leśnego.
Paprocie zbudowane są z:



podziemnej łodygi, występującej w postaci kłącza, gromadzącego
materiały zapasowe,
Korzeni przybyszowych (wyrastających z łodygi),
liści o dużej powierzchni asymilacyjnej; młode liście paproci są
charakterystycznie zwinięte w pastorał i okryte drobnymi łuskami,
chroniącymi przed wysychaniem.
Rozmnażanie się paproci








U paproci występuje przemiana pokoleń.
Na spodniej stronie niektórych liści paproci znajdują się brązowe skupienia
zarodni, wytwarzających zarodniki.
W suchy dzień zarodnie pękają
i wysypują zarodniki.
Zarodniki kiełkują w wilgotnej
glebie i wytwarzają przedrośle.
Na przedroślu wytwarzają się
rodnie i plemnie z komórkami
rozrodczymi.
Plemniki, w obecności wody,
przepływają do rodni
zapładniają komórkę jajową.
Z zygoty rozwija się młoda
paproć.
Pokoleniem dominującym
jest sporofit.
i
Z paprociami blisko spokrewnione są skrzypy
i widłaki, tworząc razem grupę paprotników.
Widłaki
Skrzypy




Są niewielkimi roślinami o
łodygach przesyconych
krzemionką
(podczas
zgniatania wydają
charakterystyczny dźwięk, od
którego wzięła się ich nazwa).
Skrzyp wczesną wiosną wytwarza
pędy zarodnionośne, które
obumierają po wysypaniu
zarodników.
Przez większą część sezonu
wegetacyjnego skrzyp ma formę
zielonych pędów
Liście skrzypów są łuskowate,
osadzone w okółkach,
rozmieszczonych na łodydze
w regularnych odstępach.







Są to niewielkie rośliny zielne
o płożących się łodygach
i drobnych, łuskowatych liściach.
Pędy widłaków są zielone przez
cały rok.
Łodygi i korzenie tych roślin są
widlasto rozgałęzione.
Na szczytach pędów znajdują się
kłosy zarodnionośne.
Proces kiełkowania zarodników
trwa 6-7 lat i odbywa się tylko
w obecności określonych gatunków
grzybów, z którymi widłaki żyją w
symbiozie.
W Polsce żyje 7 gatunków
widłaków. Wszystkie są objęte
ochroną całkowitą.
http://www.scholaris.pl/cms/inde
x.php/resources/animacja_paproci
e_widłaki_skrzypy.html
Zadania
1.
2.
3.
4.
5.
Wymień 2 przykłady przystosowań, które umożliwiły
roślinom „wyjście” a ląd.
Podaj, specyficzną dla mchów cechę, dotyczącą przemiany
pokoleń tych roślin.
Podaj 2 funkcje, jakie pełni kłącze paproci.
Wymień trzy cechy wspólne dla paproci, skrzypów i
widłaków.
Wymień jedną cechę wspólną dla mszaków i paprotników
ograniczającą opanowanie środowiska lądowego przez te
rośliny.
Źródła






J. Loritz-Dobrowolska i wsp.,Biologia 1, Operon,2009r.
E. Kłos i wsp., Ciekawa biologia1,WSiP, 2002r.
B.Klimuszko, Żak, 2009r.
M.Jefimow ,M.Sęktas, Puls życia, Nowa Era,2009r.
H.Lach,J.Ślósarczyk, Nowa Era, 1994r.
Z.Sendecka i wsp., Vademecum, Operon, 2008r.