Augalo gyvavimo ciklas susideda iš trijų nuoseklių etapų:
- gimimas;
- plėtra;
- reprodukcija.
Tai gali būti paprasta arba sudėtinga. Paprasto ciklo pavyzdys yra chlorelė, kuri dauginasi sporomis. Besivystantis šis žalias dumblis tampa 4–8 autosporų talpykla, kurios auga motinos organizme ir pasidengia savo membrana. Tačiau tarp augalų dažnesnis sudėtingas vystymosi ciklas, kurį sudaro 2–3 paprasti.
Augalų gyvavimo ciklų ypatybės
Svarbi visų gyvų būtybių savybė yra gebėjimas daugintis. Dauginimo būdas:
- seksualus (lytinės ląstelės);
- neseksualus (sporos);
- vegetatyvinė (kūno dalis).
Sudėtinguose lytinio dauginimosi cikluose visada yra keletas atskirų gametos ir zigotos fazių. Gameta yra subrendusi lytinė ląstelė, turinti haploidinį (įprastą) chromosomų rinkinį. Dėl dviejų gametų susijungimo susidaro zigota su diploidiniu (dvigubu) rinkiniu. Iš zigotos išsivysto sporofitas, kurisgamina haploidines sporas. Iš sporų – gametofitas, kuris yra vyriškas ir moteriškas.
Pavyzdžiui, galime paimti izosporinį papartį, kuris turi dvi individų formas – patį papartį (sporofitas) ir jo augimą (gametofitas). Daigas yra suaugusių paparčių palikuonis. Egzistuoja labai trumpai, tačiau sugeba atsivesti vieną stambialapį individą. Dėl šios dauginimosi ypatybės augalo gyvavimo ciklas susideda iš kartų kaitos: nuo suaugusio paparčio iki augimo ir vėl iki suaugusio paparčio.
Atgaminimo būdai
Dauguma augalų dauginasi lytiškai. Tokiu atveju iš zigotos po apvaisinimo ir lytinių ląstelių susijungimo (singamijos) susidaro naujas organizmas. Partenogenezė – dauginimasis be apvaisinimo – taip pat reiškia seksualinį metodą: dukterinis organizmas susidaro iš izogameto, dėl kurio izogametai ir sporos yra giminingi. Lytinis dauginimasis beveik visada derinamas su kitais būdais – vegetatyviniu arba nelytiniu, nes jam pačiam būdingas mažas produktyvumas.
Tuo pačiu metu šis būdas ir nelytinis dauginimasis aptinkamas paparčiams, o kartu su vegetatyviniu variantu - kai kuriuose dumbliuose. Sėkliniuose augaluose gemalo ląstelė susidaro iš vienos dukterinės zigotos, todėl šis procesas labiau panašus į dauginimąsi, o ne į dauginimąsi.
Nelytinio dauginimosi metu susidaro zoosporos – ląstelės be ląstelės sienelės, kurios daugialąsčiuose augaluose yra specialiose sporangėse irnejudrios ląstelės – aplanosporos. Nepriklausomai, šis dauginimosi būdas gamtoje yra labai retas. Paprastai jis derinamas su seksualiniu arba vegetatyviniu.
Yra 2 sporų tipai: mitosporos, atsirandančios nelytinio dauginimosi metu, ir meosporos, kurios atsiranda lytinio dauginimosi metu. Mitosporos atsiranda mitozės būdu, todėl individas panašus į motiną. Meiosporos susidaro mejozės būdu zigotos dygimo metu arba sporangijose. Daugumai augalų būdingi abu dauginimosi būdai, dėl kurių gaunamos dvi skirtingos individų formos.
Vegetatyvinio dauginimo būdas
Esant vegetatyviniam dauginimosi variantui, vyksta dalijimasis į akinetes – storasienes ląsteles. Jį sudaro tam tikros jo dalies atskyrimas nuo motininio skysčio - perų pumpuro ar kūno. Tokiu būdu dauginasi kai kurie žemesni augalai, įskaitant sargasą, ruduosius ir raudonuosius dumblius. Netgi žydintys augalai, pavyzdžiui, ančiukas, dauginasi vegetatyviškai. Kai kurie iš jų formuoja perų pumpurus, kurie nukrenta ant žemės ir ten įsišaknija. Taip pat pumpurai gali išsišakoti ir atsiskirti nuo motininio augalo. Žiedinių augalų grupėje ūglių vystymasis po žeme nuo šakniastiebių yra labai dažnas.
Augalų dauginimas
Vienas iš paskutinių dauginimosi etapų yra augalų dauginimas. Gamtoje gali būti 3 apsigyvenimo galimybės: embrionai, sporos ir sėklos. Itin retais atvejais plitimas gali vykti zigotų pagalba. Daugiau K. Linėjus siejo sėklų ir sporų pasiskirstymą su miogaminiais ir fanerogaminiais augalais. Antrasis tipas apėmė gimnasėklių ir gaubtasėklių grupę, o pirmasis tipas apėmė visas kitas grupes, įskaitant dumblius, samanas ir paparčius.
Augalų dauginimosi metodai nuėjo ilgą evoliucijos kelią nuo vegetatyvinio iki nelytinio ir seksualinio. Dabar augalų skirstymas į sporinius ir sėklinius siejamas ne su pasiskirstymu, o su dauginimu. Sėklų metodas išsiskiria atskira grupe, nes jis laikomas sporų ir gametų dauginimosi deriniu. Sėklų dauginimas apima kelis etapus: zigotų, gametų, sporų, embrionų ir sėklų susidarymą, taip pat augalų pasklidimą.
Kartų kaitaliojimas
Dviejų skirtingų kartų pavidalo augalų gyvenimas gali turėti skirtingus pavadinimus: vystymosi formų kaita, kartų kaita ir kt. Didelio paparčio ir daigų kaita izosporinio paparčio atveju yra kartų kaitos pavyzdys, pažymėtas atskirų formų suaugusiojo būsenos fazėmis. Šios dvi formos yra tokios skirtingos, kad jose sunku atpažinti tą patį augalą. Paparčio augimą labai sunku pamatyti plika akimi. Gaubtasėkliuose ataugos analogas yra embriono maišelis, kuris yra itin mažas ir pasislėpęs žiedo gelmėse. Tarp kai kurių dumblių grupių šios individų formos yra panašios išvaizdos, tačiau visiškai skiriasi biologinėmis savybėmis. Kartų kaita vyksta beveik visuose aukštesniuose augaluose ir evoliuciškai išsivysčiusiuose dumbliuose.
Aukštesnių augalų gyvenimo ciklai
Aukštesniųjų augalų, išskyrus bryofitus, gyvavimo ciklas pasižymi tuo, kad gametofitas yra menkai išsivystęs, o sporofitas užima didžiąją gyvenimo ciklo dalį. Bryofitiniai augalai išsiskiria tuo, kad sporofitas vystosi moters lytinio organo viduje ir yra nenutrūkstamai susijęs su gametofitu. Lapinių samanų atveju tai atrodo kaip sporų dėžutė, auganti iš gametofito viršaus.
Likusieji aukštesni augalai turi ryškius sporofitus, kurie yra dideli ir sudėtingi daugialąsčiai organizmai su tokiais organais kaip lapija, stiebai ir šaknų sistemos. Dauguma augalų, apie kuriuos žmogus galvoja kalbėdamas apie asiūklius, paparčius ar kitas grupes, yra sporofitai.
Žydinčių augalų gyvenimo ciklai
Pažangiausi evoliucijos požiūriu yra žydintys augalai. Žydinčių augalų gyvenimo ciklas pasižymi tuo, kad dažnai embrionas gali išsivystyti iš neapvaisinto kiaušinėlio (apomiksė). Vyraujanti žydinčių augalų forma yra heterosporinis sporofitas, kuris yra augalas su lapais ir stiebu. Vyriškąjį gametofitą atstovauja žiedadulkės grūdelis, o moteriškąjį gametofitą – embriono maišelis (jis vystosi greičiau nei gimnasėkliuose). Tiek lytinio, tiek nelytinio dauginimosi organas yra modifikuotas ūglis – gėlė. Sėklų užuomazgos yra apsaugotos kiaušidės sienelėmis. Šios grupės augalų vystymosi ciklas baigiasi po apvaisinimo ir sėklos susidarymo, kurio embrionas turi maistinių medžiagų atsargas ir nepriklauso nuoišoriniai veiksniai.
Gimnosėklių ir gaubtasėklių gyvenimo ciklai
Gimnosėklių grupei priklauso spygliuočių medžių ir krūmų atstovai. Dauguma jų turi modifikuotus į adatas panašius lapus. Gimnosėklių gyvavimo ciklas skiriasi tuo, kad mikrosporos (žiedadulkės) formuojasi mažuose vyriškuose kūgiuose (dulkėse), o megasporos – patelėse (kiaušidėse). Vyriškasis gametofitas susidaro iš mikrosporų, o moteriškasis – iš megasporų. Šios grupės augalo gyvenimo ciklas skiriasi tuo, kad apvaisinimas vyksta vėjo pagalba, kuris į kiaušialąstes tiekia žiedadulkes. Po to kiaušialąstės viduje pradeda vystytis embrionas, iš kurio susidaro sėkla. Jis guli ant sėklų žvynų ir nėra niekuo uždengtas. Iš sėklos susidaro naujas sporofitas, iš kurio išauga naujas augalas.
Angiasėklių gyvenimo ciklas skiriasi tuo, kad šioje grupėje yra žiedas, kuriame susidaro sporos ir vyksta gametofitų tręšimas bei sėklų vystymasis. Šios grupės ypatumas yra sėklų, kurios yra paslėptos vaisiaus viduje ir apsaugotos nuo išorinės aplinkos poveikio, apsauga.
Sporinių augalų gyvenimo ciklas
Sporiniai augalai nežydi, todėl dar vadinami nežydinčiais. Jie skirstomi į dvi kategorijas:
- aukštesnis (paparčiai, asiūkliai, samanos, klubinės samanos);
- žemesnis (dumbliai, kerpės).
Sporinių augalų gyvenimo ciklai, priklausomai nuo rūšies, gali vykti lytiškai arba aseksualiai. Jie nėragalintys lytiškai daugintis nedalyvaujant vandens aplinkai. Gametofitas naudojamas lytiniam dauginimuisi, o sporofitas – nelytiniam dauginimuisi. Yra du sporinių augalų pogrupiai: haploidiniai ir diploidiniai. Haploidiniam pogrupiui priklauso samanos, asiūkliai ir paparčiai, kuriuose gametofitas labiau išsivystęs, o sporofitas formuojasi ataugos pavidalu. Haploidinis pogrupis skiriasi tuo, kad jame sporofitas turi antraeilį statusą.
Augalų gyvavimo ciklai: schemos
Samanos yra primityvios aukštesniųjų augalų rūšies atstovės. Jie turi labai sąlyginį kūno padalijimą į stiebą ir lapus, o ne šaknis - siūlinius rizoidus. Jie auga pelkėtose, drėgnose vietose ir labai stipriai išgarina drėgmę. Jie dauginasi lytiškai, sporofitas priklauso nuo gametofito, sporos susidaro specialioje dėžutėje, kuri yra virš gametofito ir yra su juo susijusi.
Paparčių atstovai turi didelius plunksniškus lapus (sporangijos yra apatinėje pusėje). Augalas turi ryškią šaknų sistemą, o lapas iš tikrųjų yra šakų sistema, vadinama gniužuliu arba priešūgliu. Paparčių grupės augalo gyvavimo ciklas susideda iš dviejų fazių: seksualinės ir nelytinės.
Lytinė fazė vyksta dalyvaujant gametoms, o nelytinėje – sporoms. Aseksuali karta prasideda nuo diploidinės zigotos, o seksualinė – nuo haploidinės sporos. Šių fazių pasikeitimas yra pagrindinė daliskilpa.
