Голосеменные
Голосеменные – это группа растений, которая включает в себя несколько отделов, в том числе Отдел Хвойные (Сосновые). Многие из ранее существовавших голосеменных на сегодняшний день вымерли. Несмотря на относительно небольшое число сохранившихся видов, голосеменные широко распространены, особенно в северном полушарии, где образуют обширные массивы хвойных лесов. Голосеменные представлены кустарниками и деревьями, редко встречаются лианы.
Рис. 1. Секвойя. Лесорубы Калифорнии 1915 г. Секвойя – крупнейшее голосеменное.
NB! Далеко не все голосеменные являются хвойными. Подавляющее большинство не хвойных голосеменных вымерло, однако некоторые из них сохранились и до наших дней. Эндемичным голосеменным растением с листьями, например, является гинкго билоба.
Рис. 2. Гинкго билоба.
В природе и в жизни человека хвойные занимают второе место после цветковых растений. Их насчитывается около 560 видов. К хвойным относятся ель, сосна, пихта, кипарис, можжевельник и многие другие растения. Корневая система у хвойных обычно стержневая, от главного корня отходит небольшое число боковых. Впрочем, например, при произрастании сосны на зыбучих почвах (пески) у сосны развиваются мощные боковые корни, удерживающие растение в грунте. Хвойные растения часто образуют микоризу.
Стебель включает кору, древесину и слабо выраженную сердцевину. Древесина содержит очень мало паренхимы и практически полностью состоит из проводящей ткани. Как в коре, так и в древесине многих хвойных имеются смоляные ходы (каналы). Они состоят из удлинённых межклеточных пространств, заполненных эфирными маслами и смолой.
Рис. 3. Побеги сосны.
1. Лист, из пазухи которого
развивается укороченный побег;
2. Укороченный побег;
3. Удлинённый побег;
4. Хвоина.
Сосна обыкновенная – это дерево, достигающее 50 метров в высоту. На концах ветвей располагаются почки, которые дают начало новым побегам. Побеги у сосны двух типов: удлинённые и укороченные. На удлинённых побегах находятся коричневатые чешуйчатые листья, из пазух которых развиваются укороченные побеги. Каждый укороченный побег несёт два листа – хвоины. У других видов сосны на одном укороченном побеге может располагаться другое количество хвоинок. Хвоины живут 1,5-2 года, а затем опадают вместе с побегом. Хвоины покрыты толстой кутикулой, проводящие пучки в хвоинах не ветвятся, устьиц немного, поэтому сосна экономно расходует воду и способна обитать в засушливых условиях.
Рис. 4. Мужские шишки сосны обыкновенной.
Сосна – это однодомное ветроопыляемое растение. Весной у основания её молодых побегов формируются пучки зеленовато-желтых мужских шишек. Каждая шишка состоит из оси, одетой многочисленными чешуйками. На нижней стороне чешуек располагаются два пыльцевых мешка, в которых развиваются гаплоидные микроспоры. Из них образуются пыльцевые зерна, несущие две неподвижные мужские половые клетки – спермии.
NB! Пыльца – это скопление пыльцевых зёрен семенных растений. То есть пыльца состоит из множества пыльцевых зерен. И каждое из этих зёрен может участвовать в оплодотворении.
Рис. 5. Схема строения мужской шишки сосны.
1. Ось. 2. Чешуйки.
3. Воздушный мешок (способствует распространению семян).
Пыльцевые зёрна у сосны обыкновенной могут переноситься с помощью ветра на огромные расстояния (вплоть до нескольких тысяч километров!). Дополнительную "парусность" пыльце придают два воздушных мешка, благодаря которым пыльцевое зерно сосны становится похожим на Чебурашку.
Рис. 6. Электронная микрофотография пыльцевого зерна сосны.
Красноватые женские шишки развиваются на концах побегов текущего года в количестве 1–2 штук. Они также состоят из оси, и расположенных вокруг нее чешуек. 
Однако в отличие от мужских, чешуйки женских шишек – двух типов: наружная (кроющая) и внутренняя (семенная). Обе чешуйки срастаются между собой и между ними формируются два семязачатка. В каждом из них развивается гаплоидная мегаспора. В результате серии делений в ней образуются яйцеклетка и гаплоидный эндосперм. Эндосперм (от греч. эндос - внутри и сперма - семя) – это ткань, содержащая запас питательных веществ. Эндосперм окружает зародыш.
Рис. 7. Женские шишки сосны.
Рис. 8. Схема строения женской шишки.
1. Кроющая чешуя. 2. Семенная чешуя.
3. Семязачаток. 4. Ось.
Опыление у сосны происходит в конце весны или начале лета. Опыление – это процесс переноса пыльцы на семязачатки. Семенные чешуйки женской шишки раздвигаются. Пыльца, разносимая ветром, попадает в щели между семенными чешуйками. На верхушке семязачатка в виде капли выделяется «опылительная жидкость», которая улавливает пыльцевые зёрна. Пыльцевые зёрна погружаются в неё, после чего семенные чешуи смыкаются и остаются в таком состоянии до созревания семян. Оплодотворение у сосны происходит только на следующий год (через 12-14 месяцев) после опыления. Пыльцевое зерно прорастает, и спермии достигают яйцеклетки. Один из двух спермиев сливается с яйцеклеткой, другой погибает. Наличие второго, резервного, спермия позволяет повысить надёжность оплодотворения. Из зиготы развивается зародыш. Зародыш состоит из нескольких семядолей, зародышевого корешка, стебелька и почечки. Из покрова семязачатка образуется семенная кожура. После созревания семян чешуйки шишки расходятся и семена высыпаются. Семена сосны распространяются при помощи ветра, поэтому у них имеются особые выросты – крылышки, которые способствуют лучшему распространению семян ветром.
Семена у голосеменных ничем не защищены, лежат открыто, словно голые. Поэтому данная группа растений так и называется – голосеменные.
Рис. 9. Схема: пыльцевые зерна проникают в семязачатки. Вид семенной чешуи с верхней стороны.
Рис. 10. Семена в шишке. Вид семенной чешуи с верхней стороны.
1. Семенная чешуя.
2. Крылья семян (способствуют перемещению семян).
3. Семена.
| Мужские | Женские |
| Зеленовато-жёлтые | Красноватые |
| Расположены у основания молодых побегов | Располагаются на концах побегов текущего года |
| Имеют один тип чешуй | Два типа чешуй: семенные и кроющие |
| Образуют пыльцу | Образуют семена |
Рис. 11. Жизненный цикл сосны.
1. Семя. 2. Мужская шишка. 3. Пыльцевой мешок. 4. Пыльца.
5. Женская шишка. 6. Созревающая шишка. 7. Зрелая шишка.
Ель – ещё один важный представитель голосеменных. Она теневынослива, растёт на богатых почвах. Сосна не может расти под пологом ели, а ель не может расти под пологом сосны. У ели корневая система располагается вблизи поверхности земли, хвоя существует 6-8 лет, пробка тонкая, поэтому ель плохо переносит пожары.
Рис. 12. Ель обыкновенная.
Лиственница широко распространена на территории России. В отличие от других хвойных, произрастающих в нашей стране, она единственная сбрасывает хвоинки на зиму. Древесина лиственницы твёрдая, тяжёлая и почти не гниёт в воде. Поэтому её часто используют для строительства мостов, штолен в шахтах. По некоторым данным именно лиственницу использовали для строительства домов на сваях в Венеции.
Рис. 13. Лиственница зимой.
Появление голосеменных во многом обусловлено изменениями климата, происходившими на Земле. Благодаря наличию пыльцы голосеменным не требуется жидкая среда для оплодотворения (в отличие от мхов и папоротников), поэтому по мере того, как как климат становился менее влажным, голосеменные получили преимущество в размножении.
Значение Голосеменных огромно. голосеменные дают животным пищу – лоси питаются молодыми побегами сосны; белки, клесты – семенами кедровой сосны. Древесина Голосеменных используется человеком в качестве топлива, строительного материала, в бумажной промышленности.
Голосеменные растения вырабатывают смолу. И иногда в силу случайных обстоятельств в эту смолу попадали различные другие организмы, например, насекомые. Затем смола застывала, образуя янтарь. Время от времени исследователи находят такие необычные фрагменты застывшей смолы с насекомыми или другими членистоногими внутри. Такие фрагменты янтаря называются инклюзами. Благодаря наличию инклюзов удаётся исследовать древних животных.
Рис. 14. Инклюз. Источник.
Решить тест по теме "Голосеменные" || Вернуться в раздел "Теория и практика"
