Sự sinh sản của thực vật bậc cao (ngành Rêu)

Chia sẻ: Nguyen Phuonganh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

431
lượt xem 82
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sự xen kẻ giai đoạn (sự xen kẻ thế hệ) Sự phát triển cá thể thực vật rất đặc trưng, các giai đoạn phát triển cá thể xảy ra có quy luật. Mỗi giai đoạn có hình thái, cấu tạo, chức năng sinh lý cũng như sinh sản khác nhau.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sự sinh sản của thực vật bậc cao (ngành Rêu)

Sự sinh sản của thực vật bậc cao (ngành Rêu) II. Sự xen kẻ giai đoạn (sự xen kẻ thế hệ) Sự phát triển cá thể thực vật rất đặc trưng, các giai đoạn phát triển cá thể xảy ra có quy luật. Mỗi giai đoạn có hình thái, cấu tạo, chức năng sinh lý cũng như sinh sản khác nhau. Trong vòng đời của thực vật, tuyệt đại đa số các loài có xen kẽ giai đoạn sinh sản vô tính bằng bào tử (thể bào tử) với giai đoạn sinh sản hữu
tính (thể giao tử). Tuy nhiên có một số loài, trong vòng đời của chúng có nhiều giai đoạn xen kẽ lẫn nhau. Các chu trình phát triển cá thể của thực vật rất đa dạng, có các mức độ tiến hoá khác nhau. 1. Sự sinh sản và chu trình phát triển cá thể của ngành Rêu Sự sinh sản và chu trình phát triển cá thể của Rêu được đặc trưng bởi sự xen kẻ của thể bào tử và thể giao tử, hai giai đoạn rất khác nhau với nhiều phương diện: di truyền, các đặc tính hình thái, cấu tạo, thời gian sống, bản chất các tế bào được phát tán (các bào tử, hay các giao tử). Do đó, chu kì này có đặc tính lưỡng di truyền và khác hình thái. Đối với Rêu, thể giao tử chiếm ưu thế so với thể bào tử (Đơn - Lưỡng bội). Thể bào tử và thể giao tử còn khác nhau bởi số lượng nhiễm sắc thể của nhân tế bào. Thể
bào tử 2n luôn luôn có số lượng nhiễm sắc thể gấp đôi thể giao tử (n). Điều này là hệ quả của một sự kiện, các bào tử của Rêu luôn luôn là bào tử giảm nhiễm, nguyên tản sợi và thân có lá của Rêu là đơn bội, trong khi đó thể sinh túi của Rêu là lưỡng bội, bởi vì chúng do hợp tử tạo ra, do thụ tinh của giao tử đực (n) và giao tử cái (n). Chu kì phát triển cá thể của Rêu là lưỡng di truyền nghĩa là chúng thuộc về đơn - lưỡng bội (haplodiplophase), trong đó pha n xen kẻ với pha 2n, chứ không phải chỉ có pha lưỡng bội tất yếu, được đặc trưng cho loài, mà còn có pha đơn bội được tách ra từ pha lưỡng bội (hình 2) 1.1. Thể giao tử của ngành Rêu Ở Rêu và đa số ngành Rêu, cây sinh dưỡng có thân và lá hình thành các túi giao tử (H.2). Trên các nguyên tản sợi
được tạo ra do sự nẩy mầm của các bào tử giảm nhiễm, sẽ hình thành các chồi rêu có lá [lớp Rêu hoặc Địa tiền có lá (Calobryales, bộ Rêu vảy ...)] hay chỉ hình thành dạng tản (lớp Rêu sừng, Địa tiền tản ...) Đến thời kỳ sinh sản, tất cả chúng đều mang túi giao tử, vì vậy tất cả chúng thuộc về thể giao tử. Ở Rêu, thông thường là các đẳng bào tử thì hình thành thể giao tử lưỡng tính hay đơn tính cùng gốc, hoặc là các đồng bào tử (trong túi bào tử có 50% đồng bào tử đực, 50% đồng bào tử cái) nẩy mầm cho các cây Rêu đơn tính. Ở Rêu cũng có dị bào tử (Macromitrium - Bộ Rêu), nhưng bào tử bé và bào tử lớn ở trong cùng một túi bào tử. Bào tử bé hình thành thể giao tử đực và bào tử lớn nẩy mầm cho thể giao tử cái.
Hình 2. Cây Rêu có túi noãn ngọn và túi noãn bên Túi noãn ở ngọn chồi (Mnium affine) bên trái, túi noãn ở ngọn chồi bên (Hypnum triquetrum) bên phải + Các túi giao tử Các túi tinh và các túi noãn của Rêu còn là những túi giao tử tiêu biểu. Sự phát triển của chúng, được thực hiện từ một tế bào ở bề mặt và nó trải qua sự phân chia ngang. Tế bào con ở dưới là khởi đầu cho cuống túi giao tử và tế bào bên trên là
khởi sinh túi tinh hay bụng túi noãn. Trong cả hai trường hợp, tế bào này phân chia cho ba tế bào vách và một tế bào trung tâm của túi tinh hay túi noãn. - Túi tinh: Trong khi túi tinh đang hình thành, các tế bào phía ngoài vách phân cắt dọc và ngang, từ đó mà hình thành vách một lớp, trong khi đó tế bào trung tâm sinh ra mô sinh tinh mà mỗi tế bào của chúng biến đổi thành giao tử đực (H.3). - Túi noãn: Sự phân chia các tế bào phía ngoài là khởi đầu cho vách nhiều lớp của bụng túi noãn và một lớp cổ gồm năm
tầng, mỗi tầng bốn tế bào. Tế bào bụng phân cắt thành một tế bào ở dưới, khởi đầu cho tế bào noãn cầu và tế bào bụng của rãnh cổ túi noãn và một tế bào bên trên hình thành nhiều tế bào chồng lên nhau của rãnh cổ túi noãn. Kích thước cổ và rãnh túi noãn giảm đều đặn từ Rêu đến Quyết, thực vật Tiền hạt, Hạt trần và tất cả thực vật có túi noãn tiêu biểu. Khi noãn cầu chín, các vách của tế bào rãnh gel hoá. Sự hấp thụ nước từ bên ngoài, làm cổ túi noãn phồng lên và làm tách ra 4 tế bào tầng cuối của cổ túi noãn, vì vậy, để lộ ra lỗ mở, cho phép giao tử đực đi vào thụ tinh với noãn cầu (H.4)
Ảnh kính hiển vi trình bày túi noãn của loài Marchantia polymorpha (Marchantiales) ở giữa các sợi bên. Chú ý có bao chung bao xung quanh gốc bụng của túi noãn này. 1.2. Sự thụ tinh Trong quá trình thụ tinh đơn, một giao tử đực và một giao tử cái kết hợp với nhau để hình thành hợp tử. Nếu tinh trùng và noãn cầu được sinh ra từ cùng một cá thể mà kết hợp với nhau thì gọi là tự thụ tinh
và được gọi là thụ tinh chéo, nếu cá thể đực cung cấp tinh trùng, cá thể cái sinh ra noãn cầu. Rêu thụ tinh đơn nhờ nước. Chỉ cần có một màng mỏng nước cũng đủ cho tinh trùng bơi lội từ túi tinh đến túi noãn, để thụ tinh với noãn cầu. Quảng đường bơi lội của tinh trùng có thể tương đối dài đối với các loài khác gốc của Rêu. Các cây đực và cây cái không bắt buộc ở cạnh nhau. Nước có vai trò chủ yếu trong sinh sản hữu tính của Rêu, bởi vì nước tham gia vào sự mở của các túi tinh và cổ túi noãn, nhưng cũng là môi trường cần thiết cho sự di chuyển của tinh trùng. Saccharoza là chất hoá học chủ yếu khuyếch tán từ các chất nhầy của cổ túi noãn mở, có vai trò trong sự định hướng cho tinh trùng đến với noãn cầu không có vách xenluloza bao bọc và nhân của tinh trùng kết hợp nhân của
noãn cầu (noãn giao), tạo thành hợp tử và nó được bao bọc bởi vách xenluloza và không trải qua pha nghỉ, hợp tử phát triển ngay để thành phôi. 1.3. Thể sinh túi của Rêu Sau khi kết hợp noãn cầu với tinh trùng, hợp tử được hình thành và phát triển ngay ở trong túi noãn, không có pha nghỉ. Phôi phát triển sâu vào đỉnh thân mang lá, vì vậy, phôi kí sinh trên thể giao tử. Phôi phát triển thành thể sinh túi bao gồm chân, cuống mảnh và túi bào tử có đội mũ (H.5). + Thể sinh túi. Thể sinh túi khi đã được cấu tạo đầy đủ như trên, thì sự sinh trưởng của nó dừng lại. Thể sinh túi chính là một trục trần không có lá và được chia ra làm 5 phần kể từ gốc lên ngọn như sau: (hình 5).
Hình 5. Thể sinh túi của Rêu trưởng thành và mũ của nó Bên trái, thể sinh túi trưởng thành (su=giác mút); p=cuống; ap=mõm; op = nắp, cf= mũ; s=túi mang bào tử ; cl= trụ giữa )Bên phải chi tiết của túi bào tử cắt dọc (cl=trụ giữa; s= túi mang bào tử, par=mô mềm bao quanh trụ trung tâm với các lỗ hổng (lac); ep=biểu bì; pr = răng của vành lông; op = nắp. - Chân phôi (giác mút) ghép trên đỉnh
ngọn của thân mang lá (bao nhỏ). - Cuống có thể có tế bào dẫn truyền, nhưng không phải là mô dẫn thực sự, không có ống rây. - Mấu lồi có thể phân biệt được ít nhiều tuỳ theo các loài, đó là đỉnh cuống phình ra để mang túi bào tử. - Túi bào tử - Nắp đậy. Túi bào tử và nắp đậy được bao phủ bởi mũ đội, có nguồn gốc từ phần trên của bụng túi noãn. + Túi bào tử (hình 5). Kể từ ngoài vào trong, túi bào tử bao gồm: - Biểu bì có lỗ khí. - Mô mềm diệp lục bao quanh trụ trung tâm, thường có các lỗ khuyết. - Mô mềm trung tâm sản sinh ra vòng mô sinh bào tử cấu thành các tế bào mẹ bào tử 2n mà chúng trải qua sự phân bào giảm nhiễm để tạo ra các bào tử; lúc bào
tử chín, vòng mô sinh bào tử trở thành một khoang túi bào tử nằm giữa thành túi bào tử và trục trung tâm. - Trụ trung tâm là trục bất thụ + Chu trình phát triển cá thể của Rêu lông (Polytrichum) Trong túi bào tử có hai loại đồng bào tử đực và cái. Đồng bào đực nảy mầm cho nguyên tản sợi đực để hình thành cây Rêu đực, đồng bào tử cái nẩy mầm cho nguyên tản sợi cái để hình thành cây Rêu cái (H.6)
a. Thể giao tử đực; al. bào tử đực nầy mầm; a2. Nguyên tản sợi đang phát triển; a3. Thể giao tử trước; asz. Phần nguyên tản sợi có lục lạp; T1. Rễ giả; ru. Chồi;
a4. Thể giao tử thực đực; a5. Túi tính chứa mô sinh giao tử; a6. Túi tinh chín với các tinh trùng; b. Thể giao tử cái; b1. bào tử cái nầy mầm; b2. mầm nguyên tản sợi; b3. Thể giao tử trước; b4. Thể giao tử thực; b5. Túi noãn với noãn cầu; b6. Túi noãn chín với noãn cầu; c. Hợp tử lưỡng bội bắt đầu phân chia; d,e. phôi phát triển trong túi noãn; f. Thể bào tử (S); f1. Phần cuối của thể giao tử; f2. Phần trục của thể bào tử; f3. Mũ còn non; g,h. Thể bào tử phát triển trong các giai đoạn khác nhau, K = mủ già