Taime elutsükkel koosneb kolmest järjestikusest etapist:
- sünd;
- arendus;
- paljundamine.
See võib olla lihtne või keeruline. Lihtsa tsükli näiteks on klorella, mis paljuneb eoste abil. Arenedes muutub see rohevetikas mahutiks 4–8 autospoorile, mis kasvavad ema organismis ja kaetakse oma membraaniga. Kuid taimede seas on levinum keeruline arengutsükkel, mis koosneb 2-3 lihtsast.
Taimede elutsüklite omadused
Kõigi elusolendite oluline omadus on võime paljuneda. Paljundamise meetod:
- seksuaalne (sugurakud);
- aseksuaalne (eosed);
- vegetatiivne (kehaosa).
Keerulistes tsüklites sugulise paljunemise ajal on alati mitu eraldiseisvat suguraku ja sügoodi faasi. Sugurakk on küps sugurakk, millel on haploidne (tavaline) kromosoomide komplekt. Kahe suguraku ühinemise tulemusena moodustub diploidse (topelt) komplektiga sügoot. Sügoot areneb sporofüüdiks, mistoodab haploidseid eoseid. Eostest - gametofüüt, mis on isas- ja emasloom.
Näiteks võime võtta isospoorse sõnajala, millel on kaks isendivormi – sõnajalg ise (sporofüüt) ja selle kasv (gametofüüt). Võrs on täiskasvanud sõnajalgade järglane. Ta eksisteerib väga lühikest aega, kuid suudab ilmale tuua ühe suurelehelise isendi. Sellest paljunemisomadusest tulenev taime elutsükkel koosneb põlvkondade vaheldumisest: täiskasvanud sõnajalast kasvuks ja uuesti täiskasvanud sõnajalgseks.
Reproduktsioonimeetodid
Enamik taimi paljuneb seksuaalselt. Sel juhul moodustub sügoodist pärast viljastumist ja sugurakkude liitumist (süngaamiat) uus organism. Partenogenees – viljastamiseta sigimine – viitab ka sugulisele meetodile: isogamiidist moodustub tütarorganism, mis teeb isogameedid ja eosed omavahel seotud. Sugulist paljunemist kombineeritakse peaaegu alati muude meetoditega – vegetatiivse või aseksuaalsega, kuna seda ennast iseloomustab madal produktiivsus.
Samas leidub seda meetodit ja mittesugulist paljunemist sõnajalgadel ning koos vegetatiivse variandiga - osadel vetikatel. Seemnetaimedes toimub suguraku moodustumine ühest tütarsügoodist, mille tulemusena sarnaneb see protsess pigem paljunemisele kui paljunemisele.
Aseksuaalsel paljunemisel tekivad zoospoorid – rakuseinata rakud, mis on hulkrakselistes taimedes spetsiaalsetes eoslehekestes jaliikumatud rakud – aplanospoorid. Sõltumatult on see paljunemisviis looduses väga haruldane. Tavaliselt kombineeritakse seda seksuaalse või vegetatiivsega.
Spoore on kahte tüüpi: mitospoorid, mis tekivad mittesugulisel paljunemisel, ja meiospoorid, mis tekivad sugulisel paljunemisel. Mitoosi teel tekivad mitospoorid, mille tulemuseks on emaga sarnane isend. Meiospoorid tekivad meioosi teel sügootide idanemise ajal või eoslehekestes. Enamikku taimi iseloomustavad mõlemad paljunemisviisid, tänu millele saadakse kaks erinevat isendivormi.
Vegetatiivne paljundusmeetod
Sigimise vegetatiivse variandi puhul toimub jagunemine akineetideks – paksuseinalisteks rakkudeks. See seisneb selle osa eraldamises emalahusest - haudmepungast või kehast. Mõned madalamad taimed paljunevad sel viisil, sealhulgas sargasso, pruun- ja punavetikad. Isegi õistaimed, nagu näiteks pardipuu, paljunevad vegetatiivselt. Mõned neist moodustavad haudmepungad, mis langevad maapinnale ja juurduvad seal. Samuti võivad pungad emataimest hargneda ja eralduda. Kasvajasseemneliste taimede rühmas on risoomilt maa all olevate võrsete areng väga levinud.
Taimede paljundamine
Üks paljunemise viimastest etappidest on taimede paljundamine. Looduses võib asustamiseks olla 3 võimalust: embrüod, eosed ja seemned. Äärmiselt harvadel juhtudel võib levik tekkida sigootide abil. Veel K. Linné seostas seemnete ja eoste levikut müogaamsete ja fanerogaamsete taimedega. Teine tüüp hõlmas seemne- ja katteseemnetaimede rühma ning esimene tüüp hõlmas kõiki teisi rühmi, sealhulgas vetikaid, samblaid ja sõnajalgu.
Taimede paljunemise meetodid on läbinud pika evolutsioonitee vegetatiivsest aseksuaalseks ja seksuaalseks. Nüüd seostatakse taimede jagunemist eos- ja seemnetaimedeks mitte leviku, vaid paljunemisega. Seemnemeetod paistab silma eraldi rühmas, kuna seda peetakse spooride ja sugurakkude paljunemise kombinatsiooniks. Seemnete paljundamine hõlmab mitut etappi: sügootide, sugurakkude, eoste, embrüote ja seemnete moodustumine, samuti taimede levik.
Põlvkondade vaheldumine
Taimede elukäigul kahe erineva põlvkonna kujul võib olla erinevaid nimetusi: arenguvormide muutumine, põlvkondade vaheldumine jne. Suure sõnajala ja idu vaheldumine isospoorse sõnajala puhul on näide põlvkondade vaheldumise kohta, mida iseloomustavad üksikute vormide täiskasvanuseisundi faasid. Need kaks vormi on välimuselt nii erinevad, et sama taime on neis raske ära tunda. Sõnajalgade kasvu on palja silmaga väga raske näha. Kaasseemnetaimedel on väljakasvu analoogiks embrüokott, mis on äärmiselt väike ja peidetud õie sügavustesse. Mõne vetikarühma hulgas on need isendivormid välimuselt sarnased, kuid erinevad täielikult bioloogiliste omaduste poolest. Põlvkondade vaheldumine toimub peaaegu kõigis kõrgemates taimedes ja evolutsiooniliselt arenenud vetikates.
Kõrgemate taimede elutsüklid
Kõrgemate taimede, välja arvatud samm altaimede, elutsüklit iseloomustab asjaolu, et gametofüüt on halvasti arenenud ja sporofüüt hõivab suurema osa elutsüklist. Samblataimed eristuvad selle poolest, et sporofüüt areneb emassuguelundi sees ja on gametofüüdiga pidevas ühenduses. Lehtsammalde puhul näeb see välja nagu gametofüüdi tipust kasvav eoskast.
Ülejäänud kõrgematel taimedel on väljendunud sporofüüdid, mis on suured ja keerulised mitmerakulised organismid, millel on sellised elundid nagu lehestik, varred ja juurestik. Enamik taimi, millele inimene korte, sõnajalgadest või muudest rühmadest rääkides mõtleb, on sporofüüdid.
Õistaimede elutsüklid
Evolutsiooni poolest kõige edumeelsemad on õistaimed. Õistaimede elutsüklit iseloomustab asjaolu, et sageli on embrüo võimeline arenema viljastamata munarakust (apomixis). Õistaimede domineeriv vorm on heterospoorne sporofüüt, mis on lehtede ja varrega taim. Isast gametofüüti esindab õietolmu tera, emast gametofüüti aga embrüokott (areneb kiiremini kui seemnerakkudel). Nii sugulise kui ka mittesugulise paljunemise organiks on modifitseeritud võrse - lill. Seemnete algeid kaitsevad munasarja seinad. Selle rühma taimede arengu elutsükkel lõpeb pärast viljastumist ja seemne moodustumist, mille embrüo on toitainetega varustatud ja ei sõltuvälistegurid.
Gimnospermide ja katteseemnetaimede elutsüklid
Gimnospermide rühma kuuluvad okaspuude ja -põõsaste esindajad. Enamikul neist on muudetud nõelalaadsed lehed. Gymnospermide elutsükkel erineb selle poolest, et mikrospoorid (õietolm) moodustuvad väikestes isaskäbides (tolmuputked) ja megaspoorid - emasloomades (munakesed). Isasgametofüüt moodustub mikrospooridest ja emane gametofüüt megaspooridest. Selle rühma taime elutsükkel erineb selle poolest, et viljastumine toimub tuule abil, mis viib õietolmu munarakkudesse. Pärast seda hakkab munaraku sees arenema embrüo, millest moodustub seeme. See lamab seemnesoomustel ja pole millegagi kaetud. Seeme annab uue sporofüüdi, millest kasvab uus taim.
Kaitsmeseemnete elutsükkel erineb selle poolest, et sellel rühmal on õis, milles moodustuvad eosed ning toimub gametofüütide viljastumine ja seemnete areng. Selle rühma eripära seisneb seemnete kaitsmises, mis on peidetud vilja sees ja kaitstud väliskeskkonna mõjude eest.
Eostaimede elutsükkel
Eostaimed ei õitse, seetõttu nimetatakse neid ka mitteõitsejateks. Neid on kahes kategoorias:
- kõrgemad (sõnajalad, hobused, samblad, samblad);
- madalam (vetikad, samblikud).
Eostaimede elutsüklid võivad olenev alt liigist kulgeda seksuaalselt või aseksuaalselt. Nad ei olevõimeline paljunema seksuaalselt ilma veekeskkonna osaluseta. Gametofüüti kasutatakse sugulisel paljunemisel ja sporofüüti mittesuguliseks paljunemiseks. Eostaimedel on kaks alarühma: haploidsed ja diploidsed. Haploidsesse alarühma kuuluvad samblad, korte ja sõnajalad, mille puhul on gametofüüt rohkem arenenud ja sporofüüt moodustub kasvu kujul. Haploidne alarühm erineb selle poolest, et sporofüüdil on selles allutatud staatus.
Taimede elutsüklid: skeemid
Sammald on kõrgemate taimede algeliste liikide esindajad. Neil on keha väga tinglik jagunemine varreks ja lehtedeks, juurte asemel - filamentsed risoidid. Nad kasvavad soistes, niisketes kohtades ja aurustavad niiskust väga tugev alt. Nad paljunevad sugulisel teel, sporofüüt sõltub gametofüüdist, eosed moodustuvad spetsiaalses kastis, mis asub gametofüüdi kohal ja on sellega seotud.
Sõnajalgade esindajatel on suured sulgjas lehed (eoslehekesed paiknevad alumisel küljel). Taimel on selgelt väljendunud juurestik ja leht on tegelikult harusüsteem, mida nimetatakse lehestikuks või võrseks. Sõnajalgade rühma taime elutsükkel koosneb kahest faasist: seksuaalne ja aseksuaalne.
Seksuaalne faas toimub sugurakkude ja aseksuaalsete eoste osalusel. Aseksuaalne põlvkond algab diploidse sügootiga ja seksuaalne põlvkond algab haploidse eosega. Nende faaside muutumine on peamine osasilmus.
