Голосеменные

Голосеменные — растения, которые, как и покрытосеменные, размножаются семенами, но семена у них лежат открыто (голо) на чешуях женских шишек, а не находятся внутри плода.

У голосеменных есть две особенности, отличающие их от  папоротникообразных:

        1. Независимость процесса оплодотворения от воды. Это стало возможным благодаря появлению опыления — переноса мужских спермиев по воздуху к женским семязачаткам.
        2. Появление семени, содержащего запас питательных веществ для зародыша, и плотную оболочку — семенную кожуру, защищающую его от неблагоприятных условий.

Благодаря этим особенностям голосеменные смогли селиться даже в засушливых районах, и окончательно завоевали сушу, где и господствовали в палеозойской и мезозойской эрах, вплоть до появления и расцвета покрытосеменных в начале мелового периода.

Некоторые из древних голосеменных сохранились и в наши дни — Гингко и Араукария:

ginkgo_boloba

Гингко

Араукария чилийская, ее листья живут до 40 лет!

Араукария чилийская, ее листья живут до 40 лет!

В настоящее время насчитывается около 700 видов голосеменных, причем большинство из них ( около 600 видов) — хвойные, имеющие многолетние (за исключением лиственницы) игловидные (хвоя) или чешуйчатые листья:

Листья сосны - хвоя

Листья сосны — хвоя

Листья можжевельника западного - чешуйчатые

Листья можжевельника — чешуйчатые

Среди хвойных есть деревья ( ель, сосна, кедр, пихта, кипарис), есть кустарники ( можжевельник). Встречаются гиганты более 100 м в высоту (секвойя), и карлики, стелющиеся по земле (кедровый стланик — сосна карликовая, можжевельник казацкий).

Хвойные образуют обширные леса в северном полушарии на территории Евразии, Северной Америки и островах Тихого океана, являясь средой обитания для птиц и животных. Они  выполняют важную водоохранную роль и широко используются в промышленности (древесина, смолы) и медицине (эфирные масла).

Рассмотрим строение и размножение голосеменных на примере сосны.

Сосна

Сосна

Сосна — высокое светолюбивое дерево с мощной стержневой корневой системой, позволяющей ей извлекать воду с большой глубины и выдерживать сильные ветра. Благодаря этому сосна растет на любых почвах — песчаных, каменистых и болотных.  При этом она  закрепляет зыбкие песчаные почвы, образуя на них, дополнительно к глубоким, еще и множество  поверхностных корней.

Нижние боковые ветви у сосны, растущей в лесу, быстро отмирают, так как не выносят тени от соседних деревьев. При благоприятных условиях сосна вырастает высотой до 30-40 метров, и живет до 150-800 лет.

Ствол сосны покрыт чешуйчатой корой, глубже идет слабо развитый луб, камбий и мощная древесина. И древесину, и кору пронизывают радиальные лучи и смоляные ходы. Сердцевина — не развита.

Листья сосны — иглы, собранные по две, живут 2-4 года.

Размножение у сосны происходит только семенами, вегетативного размножения у нее нет.

Весной на молодых побегах появляются шишки : на концах побегов — женские, а у основания других побегов — скопления мужских шишек.

Женские шишки сосны

Женские шишки сосны

Мужские шишки сосны

Мужские шишки сосны

На чешуях мужских шишек развивается по два пыльника (микроспорангия), в которых образуются споры. Прямо в пыльниках споры прорастают, образуя мужское поколение ( гаметофит) — пылинку, несущую два спермия. У пылинки сосны имеется два воздушных пузырька, облегчающие ее перенос ветром

pilca

Пылинка сосны

На верхней стороне чешуек женской шишки образуется по два семязачатка (мегаспорангия). В них образуются споры, одна из которых прорастает, образуя женский гаметофит , несущий две яйцеклетки. Для того, чтобы образовалось семя, необходимо опыление и оплодотворение. Опыление — это перенос пылинки ветром на лежащий открыто (голо) семязачаток. После этого женская шишка зеленеет, ее чешуи разрастаются,  плотно смыкаются и запечатываются смолой. Пылинка  до следующего лета остается в состоянии покоя.

Женская шишка после опыления

Женская шишка после опыления

Через год пылинка начинает прорастать — у нее образуется пыльцевая трубка, по которой спермии перетекают к яйцеклетке, и один из них сливается с ней. Образуется зигота, из которой развивается зародыш. Ткани женского гаметофита, окружающие зародыш, накапливают питательные вещества и превращаются в эндосперм, а  весь семязачаток — в семя. semasosni

Сверху семя покрыто плотной оболочкой — семенной кожурой, под ней — пленчатой оболочкой. Семя сосны имеет легкое крылышко. После созревания семян шишка раскрывается, и семена разносятся ветром.

Зрелая раскрывшаяся шишка через 12-13 месяцев после оплодотворения.

Зрелая раскрывшаяся шишка через 12-13 месяцев после оплодотворения.

Схематично жизненный цикл сосны представлен ниже:

Жизненный цикл сосны

Жизненный цикл сосны

Подобным способом размножаются все голосеменные.

У разных представителей класса хвойных листья, шишки и семена выглядят по-разному:

У ели листья — хвоинки короткие, жесткие, сидят на ветвях по одной, живут до 7-10 лет

Женские (фиолетовые) и мужские (зеленые) шишки ели

Женские (фиолетовые) и мужские (зеленые) шишки ели

Ветка ели с женскими зрелыми шишками

Ветка ели с женскими зрелыми шишками

У сосны сибирской — кедра, семена крупные, с большим запасом питательных веществ — кедровые орешки:

Кедр - сосна сибирская

Кедр — сосна сибирская

Кедровые орешки

Кедровые орешки

В тропическом и субтропическом климате северного полушария растут высокие (до 30 м) стройные кипарисы с чешуйчатыми листьями:

Кипарис

Кипарис

Зрелые шишки кипариса

Зрелые шишки кипариса

У родственника кипариса — можжевельника, листья могут быть игловидными или чешуйчатыми, шишки созревают на второй год и представляют собой шишкоягоды — нераскрывающинся, с мясистыми плотно сомкнутыми чешуями, внутри — от 1 до 10 семян:

Можжевельник с шишкоягодами

Можжевельник с шишкоягодами

 

 

 

 

 

 

Если вам понравился материал, нажмите, пожалуйста, кнопку "Мне нравится" или "G+1". Нам важно знать ваше мнение!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.