Голосеменные относятся к семенным растениям. В отличие от покрытосеменных они не образуют цветков и плодов, а их семена лежат «голо» на внутренних сторонах чешуек шишек. Шишка является видоизмененным побегом с чешуевидными листьями.
Живущих в настоящее время голосеменных растений насчитывается более 1000 видов. Среди них большинство принадлежит хвойным, представителями которых являются хорошо нам известные сосна и ель.
Среди жизненных форм голосеменных почти нет трав. В основном это деревья, редко кустарники (например, можжевельник).
Часто, давая характеристику голосеменным, описывают именно хвойные растения. Хотя в настоящее время голосеменные рассматривают как группу растений, включающую четыре отдела: хвойные, гинкговые, гнетовые и саговниковые.
Для хвойных характерны особенные листья, которые называют хвоей. Они похожи на иголки, покрыты кутикулой, а устьица глубоко погружены в ткань листа. Всё это служит приспособлением для уменьшения испарения. В среднем каждая хвоинка живет несколько лет.
Ткани стебля голосеменных лучше дифференцированы, чем у папоротников. Есть кора и древесина, однако сердцевина слабо выражена, а проводящая ткань состоит из трахеид. У голосеменных развит камбий и вторичная древесина, поэтому их стволы достигают существенных размеров.
У хвойных деревьев в стволах есть смоляные ходы. Это межклеточные полости, в которые выстилающими их клетками выделяются смолы и эфирные масла. Эти вещества препятствуют проникновению насекомых и бактерий.
Для голосеменных характерна стержневая корневая система. Их боковые корни достаточно короткие, поэтому часто деревья вступают в симбиоз с грибами, т. е. образуют микоризу.
В отличие от высших споров растений, высшие семенные растения (голосеменные и покрытосеменные) в процессе эволюции дальше зашли на сушу. Их процесс размножения не зависти от наличия воды. Так пыльца голосеменных растений переносится ветром, а оплодотворение происходит при помощи пыльцевой трубки.
Сосна
Сосна широко распространена в Северном полушарии, особенно в умеренном климате. Это нетребовательное к почве дерево, но требовательное к свету (является светолюбивым). Сосну можно встретить не только в хвойных лесах, но и на болотах, скалах, песках. При этом в зависимости от условий произрастания, сосна выглядит по-разному. Так в лесу у сосны сильно развивается главный корень, он уходит вглубь. На открытой местности развиваются боковые корни, занимая большую площадь у поверхности. Сосны, растущие в лесу, выше, чем растущие на открытой местности, они достигают высоты около 40 метров. Однако в лесу у сосен нижние ветви отмирают из-за недостатка света. Сосна, растущая на открытой местности, имеет более раскидистую форму, ее ветви начинаются в нижней части ствола.
Длительность жизни сосны около 300 лет.
Размножение сосны
На побегах сосны весной образуются мужские и женские шишки.
Мужские шишки собраны в группы, напоминающие соцветия, имеют желтовато-зеленый цвет и вырастают у основания побегов. В группе мужские шишки находятся близко рядом друг с другом. На нижней стороне каждой чешуйки развивается 2 пыльцевых мешка. В них происходит созревание пыльцы. Пыльца голосеменных гаплоидная, т. е. имеет одинарный набор хромосом. У пыльцевого зерна сосны есть два воздушных мешка. Это является приспособлением для переноса пыльцы ветром.
Женские шишки сосны более крупные, имеют красноватый цвет, растут по отдельности, а не группами. Женские шишки вырастают на верхушках побегов. На каждой чешуйке шишки развивается по 2 семяпочки. Семяпочки по-другому называют семязачатками.
В конце весны или начале лета происходит опыление. Пыльца высыпает из мужских шишек и разносится ветром. При этом некоторые из пыльцевых зерен попадают на чешуйки женских шишек. После этого чешуйки смыкаются и склеиваются смолой.
После опыления женская шишка растет и одревесневает. При этом оплодотворения не происходит. Лишь через год пыльца прорастает и дает начало мужскому гаметофиту. Одна его клетка называется вегетативной, она развивается в пыльцевую трубку. Другая клетка называется генеративной, из нее образуются два спермия. Пыльцу называют микроспорой .
Семяпочка представляет собой макроспору, которая развивается в женский гаметофит, состоящий из яйцеклетки и эндосперма.
Читайте также: Ткань футер с полиэстером это
По пыльцевой трубке один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, в результате образуется зигота. В дальнейшем из нее развивается зародыш, имеющий корешок, стебелек, несколько семядолей и почечку. Из семязачатка формируется семя.
К концу созревания семени шишки сосны становятся темно-коричневыми. Семена созревают только к осени следующего года. Зимой чешуи шишек расходятся и семена выпадают из них.
Семена сосны имеют крыловидные отростки. Благодаря этому они легко разносятся ветром на большие расстояния.
В отличие от сосны, ель является теневыносливым растением. Ее крона растет от самого низа ствола и имеет пирамидальную форму. Поэтому еловые леса темные, травы в них почти не растут из-за недостатка света у поверхности земли.
Ель растет на плодородны почвах, в местах с достаточной влажностью.
Корневая система ели располагается ближе к поверхности почвы, хуже развита, чем у сосны. Поэтому ели не выносят сильных ветров, которые могут вырывать из почвы целые еловые посадки.
Если у сосен каждая хвоинка живет несколько лет, то у елей они живут до 9 лет. Хвоинки ели располагаются по одиночке.
Шишки ели более крупные, чем у сосны. Достигают 15 см в длину. Кроме того, от начала появления шишки до ее созревания проходит один год.
Значение хвойных
Там, где много хвойных и смешанных лесов, существенна их роль в образовании кислорода и органического вещества.
Задерживая таяние снега, хвойные леса обогащают почву влагой.
Сосна выделяет особые летучие вещества, обладающие антибактериальным свойством, — фитонциды.
Велико значение хвойных и в жизни человека. С древних времен человек использует их древесину как строительный материал. Из древесины сосны изготавливали корабли. Древесину секвойи (красное дерево) используют как отделочный материал. Древесина лиственницы отличается устойчивостью к гниению. Из древесины ели изготавливают бумагу.
Хвойные используются в химической промышленности. Так из них получают скипидар, пластмассы, канифоль, лаки, спирты.
Семена сибирской кедровой сосны похожи на орешки. Они употребляются в пищу и из них изготавливают масло.
Шишки можжевельника похожи на ягоды. Их используют как лекарственное средство.
Растения отдела «Голосеменные растения»: признаки, особенности строения, примеры
Растения играют очень важную роль в природе, так как они способны к фотосинтезу. Это процесс, в результате которого растение из углекислого газа, воды и солнечной энергии получает для себя питательные вещества и выделяет в атмосферу кислород. Поэтому именно благодаря растениям на Земле могут существовать животные и мы с вами.
Классификация растений
Все царство растений делится на десять отделов:
- Бурые водоросли.
- Зеленые водоросли.
- Сине-зеленые водоросли.
- Красные водоросли.
- Моховидные.
- Папоротниковидные.
- Хвощевидные.
- Плауновидные.
- Покрытосеменные.
- Голосеменные.
Среди этих растений в зависимости от сложности строения можно выделить две группы:
К низшим относятся все отделы водорослей, так как у них отсутствует дифференциация тканей. Тело не имеет органов. Оно называетя талломом.
Высшие растения в зависимости от способа размножения можно разделить на:
К споровым относятся папоротниковидные, плауновидные, моховидные, хвощевидные.
К семенным причисляют отделы голосеменные и покрытосеменные.
О голосеменных мы и поговорим подробнее в этой статье.
Классификация голосеменных
Следующий таксон, который выделяется во всех отделах царства «Растения» — это класс. Голосеменные делятся на четыре класса:
- Гнетовые.
- Гинкговые.
- Саговниковые (Цикадовые).
- Хвойные.
О представителях и особенностях каждого класса мы поговорим позже. А сейчас будут рассмотрены общие черты всех голосеменных, их физиология и биология.
Голосеменные: строение растения
Данный отдел относится к высшим растениям. Это значит, что их тело состоит из органов, которые построены из разных типов тканей.
Органы голосеменных растений
В зависимости от расположения органов, их можно разделить на подземные и наземные. Учитывая их функции и строение, можно выделить вегетативные и генеративные органы.
Вегетативные органы: строение и функции
К этой группе органов относится подземная корневая система и наземный побег.
Корневая система состоит из множества корней, среди которых можно выделить один главный и много боковых корней. Кроме того, растение может обладать и дополнительными корешками.
Читайте также: Шаблоны цветков для изготовления из ткани
Корень обладает такими функциями:
- Закрепление растения в почве.
- Поглощение воды с растворенными в ней микро- и макроэлементами.
- Транспортировка воды и растворенных в ней минералов к наземным органам.
- Иногда — запасание питательных веществ.
Побег — это также система органов. Он состоит из стебля, листьев и почек.
- Стебель: опорная и транспортная функции, обеспечение связи между корнями и листьями.
- Листья: фотосинтез, дыхание, газообмен, регуляция температуры.
- Почки: из них образуются новые побеги.
Голосеменные и покрытосеменные растения обладают одинаковыми вегетативными органами, а вот генеративные органы у них различны.
Генеративные органы голосеменных
Генеративные органы — это те, которые обеспечивают размножение организма. У покрытосеменных растений это — цветок. А вот растения отдела «Голосеменные растения» в большинстве своем обладают такими генеративными органами, как шишки. Самыми яркими наглядными примерами являются еловые и сосновые шишки.
Строение шишки
Она является видоизмененным побегом, покрытым чешуйками. Существуют мужские и женские шишки, в которых формируются мужские и женские половые клетки (гаметы) соответственно.
Мужские и женские сосновые шишки в качестве примера можно увидеть на фото ниже.
Существуют такие представители голосеменных, у которых и мужские, и женские растения находятся на одном и том же растении. Они называются однодомными. Также есть двудомные голосеменные. У них мужские и женские шишки находятся на разных видах. Однако растения отдела «Голосеменные растения» в большинстве своем однодомные.
На чешуйках женских шишек расположены по две семяпочки, на которых образуются женские гаметы — яйцеклетки.
На чешуйках мужских шишек находятся пыльцевые мешки. В них формируется пыльца, в которой содержатся спермии — мужские половые клетки.
Когда мы уже рассмотрели строение голосеменных, поговорим об их размножении.
Как из шишки вырастает сосна
Размножение голосеменных происходит с помощью семян. Они, в отличие от семян цветковых растений, не окружены плодом.
Размножение голосеменных начинается с того, что у растений в определенный период из почек формируются видоизмененные побеги — мужские и женские шишки. Далее на них формируется пыльца и яйцеклетки соответственно.
Опыление женских шишек происходит с помощью ветра.
После оплодотворения из семяпочек, которые располагаются на чешуйках женских шишек, развиваются семена. Из них затем и образуются новые представители голосеменных.
Из каких тканей состоят органы?
Растения отдела «Голосеменные растения», как и все высшие, состоят из различных тканей.
Существуют такие типы растительных тканей:
- Покровные. Эти ткани выполняют защитную функцию. Они делятся на эпидерму, пробку и корку. Эпидерма покрывает все части растений. Она обладает устьицами для осуществления газообмена. Также она может быть покрыта дополнительным защитным слоем из воска. Пробка формируется на стволе, корнях, ветках и почечных чешуйках. Корка — это покровная ткань, состоящая из мертвых клеток с одеревеневшими оболочками. Из нее состоит кора голосеменных.
- Механическая. Эта ткань обеспечивает прочность стебля. Она делится на колленхиму и склеренхиму. Первая представлена живыми клетками с утолщенными оболочками. Склеренхима же состоит из мертвых клеток с одеревеневшими оболочками. Механические волокна входят в состав проводящих тканей, содержащихся в стеблях голосеменных.
- Основная ткань. Именно она составляет основу всех органов. Самый важный вид основной ткани — ассимиляционная. Она составляет основу листьев. В клетках этой ткани находится большое количество хлоропластов. Здесь и происходит фотосинтез. Также в органах голосеменных растений присутствует такой вид основной ткани как запасающая. В ней собираются питательные вещества, смолы и т.п.
- Проводящая ткань. Делится на ксилему и флоэму. Ксилема еще называется древесиной, а флоэма — лубом. Они находятся в стволе и ветвях растения. Ксилема голосеменых состоит из сосудов. Она обеспечивает транспортировку воды с растворенными в ней веществами от корня до листьев. Флоэма голосеменных видов представлена ситовидными трубками. Луб предназначен для транспорта веществ от листьев к корню.
- Образовательные ткани. Из них формируются все остальные ткани голосеменных, из которых затем строятся все органы. Они делятся на верхушечные, боковые и вставочные. Верхушечные располагаются на вершине побега, а также на кончике корня. Боковые образовательные ткани еще называются камбием. Он находится в стволе дерева между древесиной и лубом. Вставочные образовательные ткани находятся в основании междоузлий. Также существуют раневые образовательные ткани, которые возникают на месте повреждений.
Читайте также: Эндосперм это запасающая ткань в семени растений
Вот мы и рассмотрели строение голосеменных. Теперь перейдем к их представителям.
Голосеменные: примеры
Когда мы уже знаем, как устроены растения данного отдела, давайте рассмотрим их разнообразие. Далее будут описаны представители различных классов, которые входят в отдел «Голосеменные».
Класс «Гнетовые»
Растения отдела «Голосеменные растения» класса «Гнетовые» делятся на три семейства
- Семейство «Вельвичиевые».
- Семейство «Гнетовые».
- Семейство «Хвойниковые».
Давайте рассмотрим самых ярких представителей этих трех групп растений.
Итак, вельвичия удивительная.
Семейство гнетовых содержит примерно 40 видов. Это в основном кустарники, лианы, реже — деревья. Растут они в тропических лесах Азии, Океании, Центральной Африки. Своим видом гнетовые больше напоминают покрытосеменные растения. Примерами представителей данного семейства являются мелинжо, гнетум широколистный, гнетум ребристый и др.
Семейство хвойниковых включает в себя 67 видов растений. По жизненной форме это кустарники и полукустарники. Они растут в Азии, Средиземноморье и Южной Америке. Представители этого семейства обладают чешуйчатыми листьями. Примерами хвойниковых можно назвать эфедру американскую, хвойник хвощевый, хвойник шишконосный, хвойник зеленый и т.д.
Класс «Гинкговые»
Данная группа включает в себя одно семейство. Единственным представителем данного семейства является гинкго двулопастный. Это высокое дерево (до 30 метров) с большими веероподобными листьями. Это реликтовое растение, которое появилось на Земле 125 миллионов лет назад! Экстракты из гинкго часто применяются в медицине для лечения болезней сосудов, в том числе атеросклероза.
Класс «Саговниковые»
Это тоже голосеменные. Примеры растений этого класса: саговник Румфа, саговник поникающий, саговник Туара и т.д. Относятся они все к одному семейству — «Саговниковые».
Растут они в Азии, Индонезии, Австралии, Океании, на Мадагаскаре.
Эти растения внешне напоминают пальмы. Их высота составляет от 2 до 15 метров. Ствол, как правило, толстый и короткий, если сравнивать с толщиной. Так, у саговника поникающего его диаметр достигает 100 см, в то время как высота — 300 см.
Класс «Хвойные»
Это, пожалуй, самый известные класс отдела голосеменных растений. Он также является и самым многочисленным.
Данный класс состоит из одного порядка — «Сосновые». Раньше на Земле существовало еще три порядка класса хвойных, однако их представители вымерли.
Упомянутый выше порядок состоит из семи семейств:
- Головчатотисовые.
- Тисовые.
- Сциадопитисовые.
- Подокарповые.
- Араукариевые.
- Сосновые.
- Кипарисовые.
В семейство головчатотисовых входят 20 представителей. Это вечнозеленые кустарники и деревья. Хвоя расположена по спирали. От тисовых головчатотисовые отличаются тем, что их шишки намного дольше созревают, а также они обладают большими по размеру семенами.
Семейство тисовых включает в себя около 30 видов кустарников и деревьев. Все растения данного семейства двудомные. Примерами представителей этого семейства можно считать тихоокеанский тис, флоридский, канадский, европейский тисы и др.
В семейство сциадопитисовые входят вечнозеленые деревья, которые часто используются в качестве декоративных.
Примерами представителей семейства подокарповых можно назвать дакридиум, филлокладус, подокарп и т.д. Они произрастают во влажной местности: в Новой Зеландии и Новой Каледонии.
Семейство араукариевых объединяет около 40 видов. Представители данного семейства существовали на Земле уже во время юрского и мелового периодов. Примерами можно считать южный агатис, агатис даммара, бразильская араукария, чилийская араукария, воллемия благородная и др.
Семейство сосновых включает в себя такие всем известные деревья, как ель, сосна, кедр, лиственница, тсуга, пихта и т.д. Все растения, входящие в данное семейство, растут в Северном полушарии в умеренном климате. Голосеменные растения данного семейства часто используются человеком в медицине и других отраслях промышленности благодаря своим смолам и эфирным маслам.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом