Отдел голосеменные

Голосеменные — древняя группа растений, появившая­ся еще в девоне. По сравнению с высшими споровыми, го­лосеменные представляют собой более высокий уровень ор­ганизации растений, т.к. средством для расселения вида является семя. Половой процесс у них не связан с капельножидкой средой. Благодаря такой независимости семен­ные растения получили возможность расселиться по всей Земле и стать господствующей группой растений.

В отличие от высших споровых растений, семенные про­изводят семена, являющиеся многоклеточными образова­ниями, в то время как споры одноклеточны. Большинство систематиков считают группу голосеменных естественной группой. По их мнению, все голосеменные произошли от одной из боковых ветвей разноспоровых древнейших папо­ротниковых растений.

Отдел голосеменные включает шесть классов, из них че­тыре представлены ныне живущими растениями. В школь­ном курсе рассматривается только один класс — хвойные, в котором насчитывается около 560 современных видов. Голо­семенные — древесные, кустарники и одревесневшие лианы.

К хвойным относятся такие широко известные роды, как сосна, ель, пихта, лиственница, можжевельник, кипа­рис, и менее известные гиганты растительного мира — секвойи и др. У хвойных прямостоячие стволы покрыты чешуйчатой коркой. На поперечном разрезе стеб­ля хвойных растений видна относительно тонкая кора, затем расположен массивный древесинный цилиндр и в центре стебля едва различима сердцевина. Древесинный цилиндр образован главным образом трахеидами, которые образуют ярко выраженные годичные кольца прироста. По ним можно определить возраст дерева.

В коре и древесине многих хвойных имеются смоляные ходы, в которых находятся эфирные масла, смолы и баль­замы.

Игловидные листья, называемые хвоей, у большинства хвойных растений плотные, кожистые и жесткие, не опа­дающие ежегодно (вечнозеленые), однако есть и листопадные формы, например лиственница. Хвоинки покрыты толстым слоем кутикулы, клетки кожицы мелкие, с утол­щенными стенками. Устьица погружены в углубления, ко­торые заполнены воском. Все это способствует уменьше­нию испарения воды.

Наиболее широко распространенными представителя­ми хвойных в средней полосе европейской части страны являются сосна обыкновенная и ель обыкновенная, или европейская. У ели укороченных побегов нет, листья рас­положены поодиночке на обычных, удлиненных побегах. Взрослое растение сосны является спорофитом. В мае у ос­нования ее молодых побегов образуются пучки желтоватых мужских шишек. Каждая шишка имеет ось, к которой спи­рально прикрепляются микроспорофиллы (гомологи ты­чинок), имеющие с нижних сторон по два пыльцевых меш­ка — микроспорангия.

Вначале в них имеются диплоидные материнские клет­ки, из которых весной в результате мейоза образуются гап­лоидные микроспоры. При этом из одной диплоидной материнской клетки образуются четыре гаплоидные мик­роспоры. Микроспора одноядерная, покрыта двумя оболоч­ками: внутренней и наружной и несет два воздухоносных мешка. Воздухоносные камеры позволяют микроспоре долго удерживаться в воздухе и легко переноситься ветром. Ядро микроспоры делится, образуя антеридиальную (мужскую) и вегетативную клетки, первая в дальней­шем дает два спермия, вторая участвует в росте пыльцевой трубки. Таким образом, у сосны и других голосеменных муж­ской заросток, образующийся внутри пыльцевого зерна, сильно редуцирован и представляет мужской гаметофит.

Женские шишки образуются на верхушках молодых побегов. Женская шишка — это группа укороченных видо­измененных боковых побегов, состоящих из наружных кроющих, под которыми располагаются семенные чешуи. У основания семенной чешуи располагаются два семяза­чатка (семяпочки). Около вершины, обращенной к оси шишки, есть отверстие, называемое пыльцевход.

Через него попавшая на семяпочку пыльца втягивается внутрь, где и прорастает, образуя пыльцевую трубку. Обра­зовавшиеся к тому времени спермии проникают по пыльцевой трубке к архегониям. Один из спермиев сливается с одной из яйцеклеток, другой погибает.

Образовавшаяся зи­гота начинает делиться, постепенно формируется зародыш семени, а вся семяпочка превра-щается в семя. Семена у сосны созревают на второй год. У зрелого семени сосны обыкновенной имеется крыло-видный придаток. Он отсла­ивается от семенной чешуи. У сосны сибирской (кедр) семе­на бескрылые. Неверно называть их орешками, ведь орех — плод, а у голосеменных плодов нет. К моменту со­зревания семян чешуи шишки, до того плотно сомкнутые, раздвигаются, семена легко высыпаются и, подхваченные ветром, могут переноситься на значительные расстояния от материнского растения.

Хвойные леса определяют ландшафт огромных терри­торий, служат основой многих биоценозов, играют значи­тельную водоохранную роль. Наибольшую площадь таеж­ных лесов России занимают лиственница, сосна, ель, пихта. Хвойные используют как строительный материал, топливо; они являются сырьем для огромного числа ве­ществ, применяемых практически во всех отраслях народ­ного хозяйства (смолы, эфирные масла, лекарственные средства и др.).

ü С1. Семена сибирской сосны называют кедровыми орешками. Объясните, справедливо ли такое название с научной точки зрения1) орешек - плод покрытосеменных растений: 2) у голосеменных, к которым принадлежит сибирская сосна, нет плодов, поэтому название «кедровые орешки» условно из-за плотного деревянистого покрова.

ü С3. Чем отличается семя сосны от споры папоротника и в чём их сходство?