Сосна: А как же спермии добираются до яйцеклеток? Они же неподвижны!

Профессор Зеленовский: Как вы помните, одна из трех клеток пылинки делится с образованием двух спермиев. Так вот, другая становится клеткой пыльцевой трубки, по которой спермии попадают к женскому гаметофиту. Пыльцевая трубка удлиняется, прорастает через стенку мегаспорангия, через шейку архегония и около яйцеклетки разрывается. Один из освободившихся спермиев сливается с яйцеклеткой. Образовавшаяся зигота – это уже молодой спорофит. Из зиготы развивается зародыш семени с зачаточным корешком, зачаточным побегом и первыми листьями – семядолями. Запасные вещества, необходимые зародышу в первые дни самостоятельной жизни, когда семя покинет шишку, откладываются в клетках женского гаметофита, окружающего зародыш. Эта запасающая ткань называется эндоспермом. Оболочка мегаспорангия превращается в семенную кожуру.

Сосна: Огромное спасибо, Профессор. Теперь я могу сказать, что знаю о своем организме почти все и что жизненный цикл голосеменного растения гораздо более совершенен, чем даже у селягинеллы. По сравнению с новорожденным спорофитом селягинеллы, который защищен только оболочкой споры, зародыш голосеменного растения не только покрыт тремя оболочками, но и получает питание от взрослого растения все время, пока находится внутри шишки. Но самое главное достоинство нашего жизненного цикла заключается в том, что оплодотворение происходит без участия воды! Мхам, плаунам, хвощам, папоротникам вода была необходима, чтобы сперматозоиды доплыли до яйцеклеток, а мы, голосеменные, научились обходиться без нее. Даже мужские гаметы почти всех голосеменных – спермии – стали неподвижны – плыть стало некуда.

Образование пыльцевой трубки у сосны. 1 – стерильная клетка; 2 – сперматогенная клетка;3 – ядро клетки трубки

Профессор Зеленовский". Кстати, у наиболее примитивных представителей голосеменных – гингко и саговников – мужские гаметы подвижны и потому называются не спермиями, а сперматозоидами. Это древний признак сближает их с предками семенных растений.

Сосна. Ну, всё равно, эти сперматозоиды плывут не во внешней среде, а только в капельке жидкости, выделяемой семезачатком.

Профессор Зеленовский: Да, конечно, даже у саговников оплодотворение практически не зависит от воды. Итак, я поздравляю вас, друзья! Мы успешно добрались до разгадки тайны образования семени.

Порфира: У меня даже голова кругом пошла, до того это было увлекательно. Получилось как настоящее расследование.

Сфагнум: Все это, конечно, очень интересно, но не пора ли нам по домам? У меня уже, образно выражаясь, в горле пересохло.

Осина: Нет уж, постойте! Если уж разбираться, то до конца. А то получается, про всех поговорили, а про цветковые растения забыли? Неужели вам самим не интересно, чем отличаются цветковые от голосеменных?

Порфира: Мне интересно!

Сосна: Мне тоже интересно. Все твердят про покрытосеменные: «Вершина эволюции, вершина эволюции!» А объяснить толком, в чем там дело, не могут.

Многоножка: Нехорошо получилось, что мы забыли об Осине.

Профессор Зеленовский: Ну, что ж, разбираться – так до конца. Не волнуйтесь, это не займет очень много времени, хотя в вопросах размножения цветковые отличаются от голосеменных довольно сильно. Начнем с того, что семязачатки цветковых находятся не на внутренней стороне чешуек женских шишек, а внутри завязи пестика. Микроспорангии с микроспорами у них находятся не в мужских шишках, а внутри пыльников тычинок.

Как и у голосеменных, мужской гаметофит цветковых развивается внутри микроспоры и называется пыльцевым зерном, или пылинкой. Он состоит из двух клеток, одна из которых дает начало двум спермиям, а другая прорастает в пыльцевую трубку, как только пылинка попадет на рыльце пестика.

А вот женский гаметофит цветковых растений отличается от мегагаметофита голосеменных довольно сильно. У цветковых он совсем крошечный и состоит всего из 7 клеток. Понятное дело, что никаких половых органов, как у женских гаметофитов голосеменных, из такого количества клеток возникнуть не может.

Порфира: А откуда взялось такое странное число клеток – 7? Ведь мы знаем, что в результате деления всегда получается четное число клеток.

Профессор Зеленовский: Всё так и есть, изначально зародышевый мешок (так называется у цветковых женский гаметофит) состоит из 8 клеток, но две из них потом сливаются в одну двухъядерную клетку, которая носит название центральной. При этом из 7 клеток только две принимают участие в образовании семени: центральная и яйцеклетка – остальные погибают.

Пестик цветкового растения

Попав на рыльце пестика, пылинка прорастает. Клетка трубки образует проход для спермиев. По этой трубке два спермия проходят через рыльце и столбик пестика, попадают в завязь и проникают через пыльцевход и стенку мегаспорангия к семиклеточному женскому гаметофиту. Здесь один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а второй спермий сливается с двухъядерной центральной клеткой.

Сосна: А это еще зачем?

Профессор Зеленовский: В результате этого слияния получается трехъядерная клетка, из которой образуется эндосперм. Помните, у голосеменных тоже есть такая запасающая ткань, питающая зародыш? Так вот – у голосеменных эндосперм образуется из тканей женского гаметофита, а у гаметофитов, как известно, набор хромосом одинарный.

Осина: А у нас, у цветковых, клетки эндосперма несут даже не двойной набор хромосом, как все обычные клетки, а тройной: два набора – от слившихся ядер зародышевого мешка, и еще один – от слившегося с центральным ядром спермия!

Сосна: А какая разница?

Профессор Зеленовский: Разница довольно существенная. За счет утроенного количества хромосом клетки эндосперма цветковых растений быстрее растут, быстрее накапливают запасы и поэтому сем<т у них развивается гораздо быстрее.

Осина: Вот у тебя, Сосна, семена созревают два года. За это время сколько опасностей их поджидает. А у меня – месяц–полтора – и готово! Скорость, бабушка, скорость!

Профессор Зеленовский: Действительно, чем быстрее развивается семя, тем лучше. Но у покрытосеменных растений есть и другие преимущества. Сверху семя покрывается дополнительными оболочками, в которые превращаются разные части цветка: завязь, чашечка, цветоложе – формируется плод. А плод имеет огромное значение для защиты и распространения семян. Но, я вижу, вы все уже устали, поэтому давайте подведем итоги и перечислим основные этапы возникновения семени.

Плаун: Уменьшение гаметофита и сокращение его жизни!

Селягинелла’. Появление разноспоровости!

Порфира. Гаметофит стал зависим от спорофита. Маленький гаметофит стал развиваться прямо на спорофите и питаться за его счет.