Auga dzīves cikls sastāv no trim secīgiem posmiem:
- dzimšana;
- attīstība;
- reproducēšana.
Tas var būt vienkāršs vai sarežģīts. Vienkārša cikla piemērs ir hlorella, kas vairojas ar sporām. Attīstoties, šī zaļaļģe kļūst par tvertni 4–8 autosporām, kuras aug mātes organismā un pārklājas ar savu membrānu. Bet starp augiem biežāk sastopams sarežģīts attīstības cikls, kas sastāv no 2-3 vienkāršiem.
Augu dzīves ciklu iezīmes
Svarīga visu dzīvo būtņu īpašība ir spēja vairoties. Reproducēšanas metode notiek:
- seksuāls (gametes);
- aseksuāls (sporas);
- veģetatīvā (ķermeņa daļa).
Sarežģītos ciklos seksuālās reprodukcijas laikā vienmēr ir vairākas atsevišķas gametas un zigotas fāzes. Gameta ir nobriedusi dzimumšūna ar haploīdu (parastu) hromosomu komplektu. Divu gametu savienošanās rezultātā veidojas zigota ar diploīdu (dubulto) komplektu. Zigota attīstās par sporofītu, kasrada haploīdas sporas. No sporām - gametofīts, kas ir tēviņš un mātīte.
Piemēram, varam ņemt izosporainu papardi, kurai ir divas īpatņu formas - pati paparde (sporofīts) un tās augšana (gametofīts). Asns ir pieaugušu papardes pēcnācējs. Tas pastāv ļoti īsu laiku, bet izdodas dzemdēt vienu liellapu īpatni. Šīs vairošanās īpašības dēļ auga dzīves cikls sastāv no paaudžu maiņas: no pieaugušas papardes līdz augumam un atkal līdz pieaugušai papardei.
Reproducēšanas metodes
Lielākā daļa augu vairojas seksuāli. Šajā gadījumā no zigotas pēc apaugļošanas un gametu savienošanās (singāmijas) veidojas jauns organisms. Partenoģenēze - vairošanās bez apaugļošanas - attiecas arī uz dzimumorgānu: meitas organisms veidojas no izogameta, kas rada izogametu un sporu radniecību. Seksuālā pavairošana gandrīz vienmēr tiek kombinēta ar citām metodēm - veģetatīvo vai aseksuālo, jo tai pašai ir raksturīga zema produktivitāte.
Tajā pašā laikā šī metode un bezdzimuma pavairošana ir sastopama papardēs, bet kopā ar veģetatīvo variantu - dažām aļģēm. Sēklu augos cilmes šūnas veidošanās notiek no vienas meitas zigotas, kā rezultātā šis process vairāk līdzinās vairošanai, nevis vairošanai.
Ar bezdzimuma vairošanos veidojas zoosporas - šūnas bez šūnu sieniņas, kuras daudzšūnu augos atrodas īpašās sporangijās, unnekustīgas šūnas - aplanosporas. Neatkarīgi šī pavairošanas metode dabā ir ļoti reta. To parasti kombinē ar seksuālo vai veģetatīvo.
Ir divu veidu sporas: mitosporas, kas rodas aseksuālās vairošanās laikā, un meosporas, kas rodas seksuālās vairošanās laikā. Mitosporas parādās mitozes rezultātā, kā rezultātā indivīds ir līdzīgs mātei. Meiosporas veidojas meiozes rezultātā zigotas dīgšanas laikā vai sporangijās. Lielākajai daļai augu ir raksturīgas abas vairošanās metodes, kuru dēļ iegūst divas dažādas īpatņu formas.
Veģetatīvās pavairošanas metode
Ar veģetatīvo vairošanās variantu notiek dalīšanās akinetēs – biezsienu šūnās. Tas sastāv no kādas tā daļas atdalīšanas no mātes šķidruma - peru pumpura vai ķermeņa. Šādi vairojas daži zemākie augi, tostarp sargaso, brūnās un sarkanās aļģes. Pat ziedoši augi, piemēram, pīle, vairojas veģetatīvi. Daži no tiem veido perējuma pumpurus, kas nokrīt zemē un tur iesakņojas. Arī pumpuri var atzaroties un atdalīties no mātesauga. Angisēkļaino augu grupā dzinumu attīstība zem zemes no sakneņa ir ļoti izplatīta.
Augu pavairošana
Viens no pēdējiem vairošanās posmiem ir augu pavairošana. Dabā var būt 3 nosēšanās iespējas: embriji, sporas un sēklas. Ārkārtīgi retos gadījumos izplatība var notikt ar zigotu palīdzību. Vairāk K. Linnejs saistīja sēklas un sporu izplatību ar miogāmiem un fanerogamiem augiem. Otrais veids ietvēra ģimnosēkļu un segsēklu grupu, un pirmais veids ietvēra visas pārējās grupas, tostarp aļģes, sūnas un papardes.
Augu pavairošanas metodes ir nogājušas garu evolūcijas ceļu no veģetatīvās uz aseksuālu un seksuālu. Tagad augu dalīšana sporu un sēklu augos ir saistīta nevis ar izplatību, bet gan ar vairošanos. Sēklu metode izceļas atsevišķā grupā, jo tā tiek uzskatīta par sporu un gametu reprodukcijas kombināciju. Sēklu pavairošana ietver vairākus posmus: zigotu, gametu, sporu, embriju un sēklu veidošanos, kā arī augu izplatīšanos.
Paaudžu maiņa
Augu dzīvei divu dažādu paaudžu veidolā var būt dažādi nosaukumi: attīstības formu maiņa, paaudžu mija utt. Lielpapardes un asna maiņa izosporai papardes gadījumā ir paaudžu maiņas piemērs, ko iezīmē atsevišķu formu pieaugušā stāvokļa fāzes. Šīs divas formas ir tik atšķirīgas pēc izskata, ka tajās ir grūti atpazīt vienu un to pašu augu. Papardes augšanu ir ļoti grūti saskatīt ar neapbruņotu aci. Angiosēkļos izauguma analogs ir embrija maisiņš, kas ir ārkārtīgi mazs un paslēpts zieda dziļumos. Dažās aļģu grupās šīs īpatņu formas ir līdzīgas pēc izskata, bet pilnīgi atšķiras pēc bioloģiskajām īpašībām. Paaudžu maiņa notiek gandrīz visos augstākajos augos un evolucionāri attīstītajās aļģēs.
Augstāko augu dzīves cikli
Augstāko augu dzīves ciklu, izņemot bryofītus, raksturo fakts, ka gametofīts ir vāji attīstīts, un sporofīts aizņem lielāko dzīves cikla daļu. Bryofīta augi atšķiras ar to, ka sporofīts attīstās sievietes dzimumorgāna iekšpusē un ir nepārtrauktā savienojumā ar gametofītu. Lapu sūnu gadījumā tas izskatās kā sporu kaste, kas aug no gametofīta augšdaļas.
Pārējiem augstākajiem augiem ir izteikti sporofīti, kas ir lieli un sarežģīti daudzšūnu organismi ar tādiem orgāniem kā lapotne, stublāji un sakņu sistēma. Lielākā daļa augu, par kuriem cilvēks domā, runājot par kosām, papardēm vai citām grupām, ir sporofīti.
Ziedošu augu dzīves cikli
Visprogresīvākie evolūcijas ziņā ir ziedoši augi. Ziedaugu dzīves ciklu raksturo tas, ka bieži vien embrijs spēj attīstīties no neapaugļotas olšūnas (apomiksis). Ziedošo augu dominējošā forma ir heterosporainais sporofīts, kas ir augs ar lapām un kātu. Vīrišķo gametofītu attēlo ziedputekšņu grauds, bet mātīšu gametofītu ar embrija maisiņu (tas attīstās ātrāk nekā ģimnosēkļiem). Gan seksuālās, gan bezdzimuma vairošanās orgāns ir modificēts dzinums - zieds. Sēklu rudimentus aizsargā olnīcu sienas. Šīs grupas augu attīstības dzīves cikls beidzas pēc apaugļošanas un sēklas veidošanās, kurā embrijs ir ar barības vielām un nav atkarīgs noārējie faktori.
Ģimnosēkļu un segsēklu dzīves cikli
Gimnosēkļu grupā ietilpst skuju koku un krūmu pārstāvji. Lielākajai daļai no tām ir pārveidotas adatām līdzīgas lapas. Gimnosēkļu dzīves cikls atšķiras ar to, ka mikrosporas (ziedputekšņi) veidojas mazos vīrišķajos čiekuriņos (putekšņlapās), bet megasporas – mātītēs (olšūnās). Vīrišķais gametofīts veidojas no mikrosporām, bet mātītes gametofīts no megasporas. Šīs grupas auga dzīves cikls atšķiras ar to, ka apaugļošanās notiek ar vēja palīdzību, kas nogādā ziedputekšņus olšūnās. Pēc tam olšūnas iekšpusē sāk attīstīties embrijs, un no tā veidojas sēkla. Tas atrodas uz sēklu zvīņām un nav pārklāts ar neko. Sēkla rada jaunu sporofītu, no kura izaug jauns augs.
Segsēklu dzīves cikls atšķiras ar to, ka šai grupai ir zieds, kurā veidojas sporas un notiek gametofītu apaugļošanās un sēklu attīstība. Šīs grupas īpatnība ir sēklu aizsardzībā, kuras ir paslēptas augļa iekšpusē un pasargātas no ārējās vides ietekmes.
Sporu augu dzīves cikls
Sporaugi nezied, tāpēc tos sauc arī par neziedošiem. Tie ir divās kategorijās:
- augstāks (papardes, kosas, sūnas, klubu sūnas);
- zemāks (aļģes, ķērpji).
Sporu augu dzīves cikli atkarībā no sugas var būt seksuāli vai aseksuāli. Tie navspēj seksuāli vairoties bez ūdens vides līdzdalības. Gametofītu izmanto seksuālai pavairošanai, un sporofītu izmanto aseksuālai pavairošanai. Ir divas sporu augu apakšgrupas: haploīds un diploīds. Haploīdajā apakšgrupā ietilpst sūnas, kosas un papardes, kurās gametofīts ir vairāk attīstīts, un sporofīts veidojas izauguma veidā. Haploīdā apakšgrupa atšķiras ar to, ka tajā sporofīts ir pakārtots.
Augu dzīves cikli: shēmas
Sūnas ir primitīvas augstāko augu sugas pārstāvji. Viņiem ir ļoti nosacīts ķermeņa sadalījums stumbrā un lapās, sakņu vietā - pavedienveida rizoīdi. Tie aug purvainās, mitrās vietās un ļoti spēcīgi iztvaiko mitrumu. Tie vairojas seksuāli, sporofīts ir atkarīgs no gametofīta, sporas veidojas īpašā kastē, kas atrodas virs gametofīta un ir saistīta ar to.
Papardes pārstāvjiem ir lielas smailas lapas (sporangijas atrodas apakšpusē). Augam ir izteikta sakņu sistēma, un lapa patiesībā ir zaru sistēma, ko sauc par dēli vai pirmsdzinumu. Papardes grupas auga dzīves cikls sastāv no divām fāzēm: seksuālās un aseksuālās.
Seksuālā fāze notiek, piedaloties gametām, bet aseksuālā - sporām. Aseksuālā paaudze sākas ar diploīdu zigotu, un seksuālā paaudze sākas ar haploīdu sporu. Šo fāžu maiņa ir galvenā daļacilpa.
