Огородник
Назад

Голосеменные растения: примеры самых распространенных, их жизненный цикл

Опубликовано: 30.03.2020
Время на чтение: 10 мин
0
2

Что такое голосеменные растения

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.

Голосеменные растения: примеры самых распространенных, их жизненный цикл

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.

Растительное царство подразделяется на низших и высших представителей. Последние делятся на споровые и семенные. Первые можно часто встретить в лесу (папоротник), они обращают на себя внимание большой формой и не имеют ярких цветов. Вторые — являются господствующей, самой распространенной группой среди высших растений. Различаются они по способу образования органа размножения и бывают голосеменными и покрытосеменными.

Признаки

Эти растения не образуют плодов, являются наземными. Если классифицировать их по жизненным формам, то чаще это деревья.

Самые многочисленные представители — хвойные:

  • сосна,
  • ель,
  • можжевельник,
  • пихта,
  • лиственница и другие.

У большинства растений листья имеют игольчатую форму, а сверху покрыты восковой кожицей, благодаря чему получили название — хвоя. Такая форма не позволяет влаге испаряться, поэтому растения могут произрастать в неблагоприятных условиях. Хвойные образуют леса в зонах с умеренным климатом.

В качестве самостоятельного органа лист впервые появился у голосеменных. Он обладает определенными характеристиками, специфическими для этого отдела.

Виды листьев:

  • чешуйки (кипарис),
  • иголки (пихта),
  • перистый (саговник),
  • двулопастный (гинкго),
  • длинный до 8 м (вельвичия).

В целях снижения объемов испаряемой жидкости устьица глубоко погружены в ткань, сами листья покрыты кутикулой. Дерево не обновляет их ежегодно. Каждая хвоинка способна прожить от трех до пяти лет, а листья вельвичии существуют, пока живет само растение, высыхая на концах и вновь отрастая у основания.

Стебель или ствол покрыт корой, имеются четкие годичные кольца. Большинство выделяют смолу — фитонциды, губительные для бактерий. Шишки являются видоизмененными побегами.

Функции

Это группа высших семенных, следующая за папоротниками и хвощами, она предшествует покрытосеменным на пути эволюционного развития растений. Способность гамет сливаться без участия воды — важное приобретение голосеменных, которое способствовало их широкому расселению и продвижению вглубь материков.

Развитие семени внутри стробилы за счет запаса питательных веществ обеспечило его сохранность и жизнестойкость. Таким образом голосеменные демонстрируют новые, по сравнению со споровыми, механизмы выживания и расселения по суше.

Основным отличием, по которому представители этого отдела растительного царства получили свое название, является отсутствие околоплодника.

Голосеменные растения: примеры самых распространенных, их жизненный цикл

Завязь семян развивается в пазухах чешуек шишек или шишкоягод (можжевельник). Опыление происходит с помощью ветра. Семена лежат открыто на чешуйках, после созревания высыпаются.

Предлагаем ознакомиться  Проекты домов в стиле лофт под ключ, с гарантией

Происхождение

Голосеменные произошли от древних папоротниковидных, которые не имеют деления на листья и стебель как самостоятельные органы. То, что выглядит у них как лист, является веткой, которая развивается в одной плоскости, образуя пластину (вайю).

Появление голосеменных относят к девонскому периоду палеозойской эры, 350 млн лет назад. В мезозойскую эру расселение представителей этого отдела происходило наиболее активно. Начиная с середины мелового периода, лидерство переходит к покрытосеменным.

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.

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.

голосеменные растения примеры (главный ключ)

Семена сосны имеют крыловидные отростки. Благодаря этому они легко разносятся ветром на большие расстояния.

Строение

Растения этой группы представляют собой кустарники и деревья, чаще вечнозеленые. Реже встречаются лианы и виды, сбрасывающие листву. Они имеют четко выраженную, более сложную, чем у папоротниковых, структуру.

Морфология голосеменных:

  1. Корневая система. Стержневая. Хорошо развит основной корень, имеются многочисленные боковые побеги, которые часто вступают в симбиоз с грибком мицелием и образуют микоризу, утолщения. Такие корневые шишки накапливают фосфор и другие минеральные вещества, что важно для видов, произрастающих на бедных почвах.
  2. Ствол. Имеет моноподиальное ветвление, то есть рост происходит за счет верхушечного побега.
  3. Крона. Впервые происходит разделение на лист и стебель, которые выступают в качестве самостоятельных органов. У вечнозеленых листья жесткие, игловидные, у остальных — мягкие, плоские, расположены спиралью или пучками.

Голосеменные относятся к сосудистым растениям. Слои и ткани их ствола пронизаны сосудисто-волокнистой системой. По ней полезные вещества и вода циркулируют от коры к сердцевине и обратно.

Особенности древесины:

  1. Кора. Состоит из пробковой части и лубяной. Пробка формируется из отмерших клеток, предохраняет ствол от повреждений. Для осуществления газообмена имеет чечевички (бугорки с отверстиями). Луб составляют живые клетки с ситовидными трубками, по которым происходит перемещение органических веществ, и лубяные волокна, выполняющие опорную функцию.
  2. Камбий. Образовательная ткань в стеблях голосеменных и двудольных, которая формирует вторичные проводящие слои древесины и обеспечивает рост ствола. Об активности камбия можно судить по частоте и количеству колец на срезе дерева.
  3. Сердцевина с ядром. Формируется из отмирающих клеток. В молодых побегах сердцевина накапливает органические вещества, нужные для роста. С его прекращением необходимость в клетках сердцевины отпадает, они отмирают, их место заполняет воздух. На поперечном срезе хорошо просматривается ядро, оно темнее остальных слоев.

Древесина голосеменных на 90 % состоит из трахеид. Их длина составляет несколько миллиметров, а ширина исчисляется десятыми и сотыми долями миллиметра. Одревесневшая, утолщенная оболочка этих клеток содержит множество окаймленных пор, по которым циркулируют питательные вещества и вода. Формирование трахеид происходит в тканях верхушечной меристемы (ткани, отвечающей за рост) и камбия.

Трахеиды доставляют полезные вещества продольно и горизонтально. Они имеют водопроницаемые боковые стенки, через которые снабжают ближние элементы необходимыми веществами. Кроме того, клетки выполняют опорную функцию за счет утолщений стенок. Это наделяет их, при наличии большого числа пор, эластичностью и прочностью.

Предлагаем ознакомиться  Трава можжевельника в аптеке

Для сосудистых характерно наличие паренхимы — ткани, которая также выполняет опорные функции. Из ее клеток состоят лучи сердцевины, окаймленные слоем поперечных трахеид. По ним также осуществляется транспортировка воды и полезных соединений. Зимой эти проходы выполняют функцию хранения питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности дерева.

Большинство голосеменных обладает хорошо развитой системой смоляных ходов. У многих хвойных они появляются как реакция на повреждение ствола. У араукариевых смола образуется в окаймляющих сердцевидные лучи трахеидах. Это клейкое вещество играет роль антисептика, препятствующего развитию инфекции. Различные виды семейства Сосновых дают примеры стебля голосеменных с постоянными смоляными ходами во вторичной древесине.

Значение в экологии

Голосеменные растения играют существенную роль в образовании почвы и кислорода. Хвойные вырабатывают особые вещества с антибактериальным действием — фитонциды. Тайгу, обширный лес в северном полушарии Евразии, называют легкими планеты.

Хвойники удерживают снега и тем самым обеспечивают влагой почву. Они предоставляют лесным обитателям пищу и кров. Так, клюв клеста приобрел форму, удобную для расщепления семян ели и других хвойных. Жизнь птицы, периоды ее гнездования полностью зависят от присутствия этих деревьев в экосистеме.

В жизнедеятельности человека больше всего востребованы хвойные породы деревьев. Их применяют в деревообрабатывающей и целлюлозной промышленности. В химической отрасли используют смолы. В медицинских целях применяют шишки можжевельника, из семян кедра изготавливают масло.

Там, где много хвойных и смешанных лесов, существенна их роль в образовании кислорода и органического вещества.

ель в отличие от папоротника

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.

Среди хвойных есть декоративные растения.

Размножение

Все голосеменные представляют собой разноспоровые растения. Их способ опыления существенно отличается от того же процесса у покрытосеменных. Он имеет значительную протяженность во времени и две фазы. Так, жизненный цикл сосны в среднем составляет три года и череду двух поколений.

Фазы развития сосны обыкновенной:

  1. Спорофит (неполовое поколение). Диплоидная (двойной набор хромосом) многоклеточная фаза, развивается из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) и создает споры .
  2. Гаметофит (половое). Гаплоидная (содержит одинарный хромосомный набор) многоклеточная фаза, которая развивается из спор и производит половые клетки .

Взрослые представители являются спорофитами. Они генерируют микро- или мегаспоры (мужские или женские) в семяпочках.

Женская находится в мегаспорангии, который защищен специальным покровом, интегументом, и образует семязачаток. Здесь из нее развивается гаметофит, производящий половые репродуктивные клетки.

Предлагаем ознакомиться  Можно ли давать курицам морковь

Семязачаток развивается на мегаспорофиллах, а микроспорангии — на микроспорофиллах. И те, и другие у хвойных собраны в стробилы. Мужская шишка яркого цвета имеет укороченную ось и небольшие микроспорофиллы. Они развиваются из видоизмененных укороченных побегов в пазухах чешуек. Микроспоры содержат две воздушные клетки, помогающие ветру доставить их на женские стробилы весной.

жизненный цикл сосны

Шишки красного цвета — женские. Они появляются на удлиненных побегах. На основной оси мегастробил развивается кроющая чешуя и семенная, содержащая семязачатки. Мегаспоры не покидают шишки, а прорастают в спорангиях, образуя заросток с двумя архегониями (женский орган, в котором развиваются яйцеклетки). На данном этапе начинается гаплоидная многоклеточная фаза. Мужской гаметофит — это пыльца, из которой образуются спермии.

Можжевельник обыкновенный, или верес (Juniperus cominunis)

Растет обычно как подлесок в сосняках и редкостойных ельниках, встречается также в лиственных и смешанных лесах. Хорошо развивается на подзолистых, преимущественно сухих и бедных песчаных почвах лесной зоны европейской части России, в Сибири — до бассейна реки Лены.

Лучший рост и развитие наблюдается у тех растений, которые поселяются на открытых участках леса, на опушках, но и затенение этот вид переносит неплохо, достаточно морозостоек.

Можжевельник обыкновенный — небольшое дерево высотой до 15 м, может иметь форму куста. Крона конусовидная, ствол покрыт серебристо-бурой корой. Колючие, игловидные хвоинки длиной 1–1,5 см с широкой белой полосой вдоль средней линии сохраняются на побегах в течение четырех лет.

Синевато-черные, с восковым налетом шаровидные шишкоягоды, созревающие на второй год после опыления, содержат много сахара, эфирное масло, органические кислоты, смолы. Используются в медицине, а также в кондитерской промышленности для приготовления морса, конфет, пряников. Образовываться шишкоягоды у можжевельника обыкновенного начинают с 5–10 лет, предельный возраст — 600 лет.

Продолжительность жизненного цикла

Ранней весной ветер разносит пыльцевые зерна открывшихся микростробил. После попадания пыльцы на семязачаток, шишка закрывается, чешуйки плотно склеиваются смолой. Оплодотворение происходит через год после образования гамет, которые созревают в шишках до того времени, когда зигота (оплодотворенная яйцеклетка) разовьется в зародыш, а семязачаток — в семя.

Яйцеклетка не покидает спорангия на протяжении обеих фаз. Гаметофит развивается внутри стробилы. Зародыш имеет зачаточные побег и корень, вокруг него накапливаются питательные вещества и оболочка.

Через три года мегастробила становится коричневой, раскрывает чешуйки и дает возможность созревшим семенам покинуть свое убежище. Попав в благоприятную почву, они дадут начало новому спорофиту.

Эволюция видов

В эволюционной цепи развития голосеменные занимают промежуточное место между папоротниками и покрытосеменными. Этот отдел отличается более сложными и жизнеспособными вегетативными органами. Генеративные процессы значительно ускорились и перестали зависеть от наличия воды.

Заросток получил защиту в виде материнской шишки и запас питательных веществ, что позволило голосеменным достаточно быстро и широко распространиться по суше. Однако, по сравнению с покрытосеменными, две фазы их развития являются слишком длительным процессом, а вегетативные способности несовершенными. Тем не менее это важное связующее звено в истории растительного царства.

Тест

Вопрос 1. На схеме дан жизненный цикл сосны. Соотнесите правильно его этапы:

  1. Взрослый спорофит.
  2. Женская шишка.
  3. Микроспорофилл.
  4. Мужской гаметофит (микроспора).
  5. Мужская шишка.
  6. Семя.
  7. Молодой спорофит.
  8. Закрытая женская шишка.
  9. Женский гаметофит (заросток).
  10. Открытая женская шишка.

Ответ:

  1. Взрослый спорофит.
  2. Мужская шишка.
  3. Микроспорофилл.
  4. Мужской гаметофит (микроспора).
  5. Женская шишка.
  6. Женский гаметофит (заросток).
  7. Закрытая женская шишка.
  8. Открытая женская шишка.
  9. Семя.
  10. Молодой спорофит.

Вопрос 2. Как происходит опыление хвойных:

  1. Птицами.
  2. Ветром.
  3. Самоопыление.
  4. Водой.

Ответ: 2

Вопрос 3. Что представляет собой лист Гинкго:

  1. Хвоя.
  2. Чешуйки.
  3. Двулопастная кожистая пластина.
  4. Вайя.

к голосеменным относятся

Ответ: 3

Вопрос 4. Что такое жизненный цикл голосеменных:

  1. Период развития заростка.
  2. Смена фаз спорофита и гаметофита.
  3. Образование заростка.
  4. 10 лет жизни.

Ответ: 2

Вопрос 5. Укажите, какие пункты в таблице перепутаны:

    1. 1,2,5,7.
    2. 3,4,6,7.
    3. 2,4,6,7.
    4. 2,5,6,7.

https://www.youtube.com/watch?v=8kmdQxWOWhw'

Ответ: 3

Голосеменные

Покрытосеменные

1

Образуют семена

Образуют семена

2

Развивают цветок

Не развивают цветок

3

Не имеют плодов

Имеют плоды

4

Семязачатки развиваются в завязи пестика

Семязачатки крепятся к чешуе стробилы

5

Опыляются ветром

Опыляются ветром, водой, животными, самостоятельно

6

Пыльца попадает на рыльце пестика

Нет специального органа, улавливающего пыльцу

7

Имеют древовидную и травянистую форму

Только древовидную

, ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector