Глава I. Возможные предки высших растений

Объектом исследования в данной курсовой работе является гетероспора как явление, заключающееся в существовании мегапор и микроспор. 
Предмет исследования: Для написания данной курсовой работы я использую основной литературный источник - «Жизнь растений» (том 4, том 5, 1 часть). Эта книга охватывает вопросы, необходимые для написания курсовой работы достаточно полно. Явление разных спор более полно рассмотрено в разделах Gymnosperms и Flowering. В общих характеристиках этих отделов четко различаются различия между микроспорами и мегапорами в их структуре, расположении и развитии. Таким образом, основными задачами курсовой работы является обоснование всех факторов гетероспоризма высших растений, выявление особенностей гетероспористости. Чтобы решить задачи, поставленные в моей курсовой работе по изучению явления неоднородности высших растений, необходимо знать их жизненный цикл.
Материалы курсовой работы можно использовать для изучения темы «Возможные предки высший растений. Время и условия возникновения высших растений.» на школьных уроках.
Курсовая работа состоит из двух глав, списка использованной литературы, списка языковых источников и приложения.

Глава I. Возможные предки высших растений
1.1. Жизненный цикл высших растений
Жизненный цикл высшего растения состоит из двух фаз (или поколений) - бесполого, или sporophase (спорофит), и полового, или gametophase (гаметофит). Началом развития полового поколения является спора, которая, как мы уже знаем, образуется внутри спорангия. В спорангии может образоваться совсем другое количество спор. В гомоспористых высших растениях, у которых споры еще не дифференцированы в микроспоры и мегапоры, в каждом спорангии обычно образуется, по меньшей мере, 32 споры, и очень редко - только 8 спор.
У гетероспористых высших растений число микроспор в каждой микроспорангии также обычно составляет не менее 32, но в мегаспорангии, как правило, образуется только одна мегаспора.
Развитие спор внутри спорангия, особенно развитие мегапор, происходит довольно сложным образом. Первичная спорообразующая ткань лежит внутри спорангия. В результате нескольких митотических делений все спорогенные клетки или только их часть дают начало материнским споровым клеткам или спороцитам. В результате мейоза из каждого спороцита могут образоваться 4 споры. Количество хромосом в спорах в два раза меньше, чем в спороцитах, что объясняется уменьшением количества хромосом, которое происходит во время мейоза; следовательно, именно здесь изменяются ядерные фазы, происходит переход спорофазы в фазу гамето.
Микроспоры и мегаспоры окружены оболочкой (спородермой). Спородерм выполняет различные функции, связанные с жизнедеятельностью споры. На ранних стадиях развития оболочка обеспечивает селективный поток веществ из полости спорангия (или пыльника) в развивающуюся спору. Покидая материнское растение, споры существуют самостоятельно в течение некоторого времени. В этих условиях их оболочка, не покрытая другими ячейками, несет полную ответственность за предотвращение высыхания содержимого, чрезмерной влажности или механических повреждений. Кроме того, будучи наружным скелетом, спородерма сохраняет определенную форму.
Большое количество жизненно важных функций, которые лежат на мембране только одной клетки, обусловило необходимость постоянного улучшения структуры спородермы. В результате была разработана чрезвычайно прочная оболочка, устойчивая к высоким температурам, химическим реагентам и воздействию микроорганизмов, идеальная по дизайну, форме и скульптуре. Особенностью внешних слоев спородермы является также их поистине удивительное сохранение в ископаемом состоянии.
Существенной особенностью структуры спородермы является также ее форма, которая определяется многими факторами: комбинацией спор в тетраде, расположением отверстий, свойствами каллозы и т. д. Для растений без косточек наиболее характерны споры являются четырехгранными (ли, много папоротников, мхов) или бобовидными, переходящими в эллиптическую (много папоротников) форму. Хвощ полевой и большинство мохообразных имеют сферические споры. Грибные спинки унаследовали эллипсоидальную и сферическую форму, преобразовав ее в некоторые эволюционные линии путем образования воздушных мешочков.
Спородерма современных растений состоит из нескольких отдельных слоев с различным происхождением и структурой. Внешний слой, пуховое перо, характерен для многих спор мхов, папоротников и хвощей. В виде фрагментов он образуется в некоторых голосеменных и, как исключение, представляет собой самый верхний слой спородермы некоторых очень примитивных цветковых растений. Он формируется из структур, образующихся в клеточных стенках спорангия или пыльника. Следующие слои спородермы, экзина и кишка, образованы протопластом самой споры.
Морфологические особенности слоев спородермы формируются постепенно в процессе развития спор. Сразу после мейоза вокруг каждой споры образуется временная оболочка - каллоза.
Содержимое споры является первой клеткой гаметофазы, из которой развивается гаметофит в результате ряда митотических делений. Каждая изоспора порождает бисексуальный многоклеточный гаметофит, на котором развиваются многоклеточные репродуктивные органы - антеридия и архегония. Гаметофиты также развиваются из гетероспор, но содержание микроспор приводит к образованию только мужских гаметофитов, а содержание мегапор приводит к образованию женских гаметофитов.
Рассмотрев жизненный цикл высших растений, я отметил особенности как гомоспористых, так и гетероспористых растений.