Семенные растения Отдел Голосеменные

В отделе Голосеменные выделяют 6 классов: Семенные папоротники, Беннеттитовые, Саговниковые, Гнетовые, Гинкговые и Хвойные. Из них семенные папоротники и беннеттитовые вымерли. Ныне живущих голосеменных начитывается около 720 видов. Они широко распространены в северном полушарии. Голосеменные представлены кустарниками и деревьями. Наиболее распространены хвойные, занимающие в природе второе место после цветковых растений. Хвойных насчитывается около 560 видов (сосна, ель, пихта, кедр, кипарис, можжевельник, туя и др.).

Корень у хвойных стержневой, с мощными боковыми и придаточными корнями, которые часто содержат микоризу. Стебель на поперечном срезе включает кору, древесину и сердцевину. В коре и древесине многих видов имеются смоляные каналы. Клетки, выстилающие эти каналы, выделяют смолу и эфирные масла, которые накапливаются в этих каналах. У большинства хвойных в стебле имеются кольца ежегодного прироста древесины. По числу колец можно определить возраст дерева. Листья у многих хвойных в виде вечнозеленых жестких иголочек – хвоинок, располагающихся попарно и покрытых плотной кожицей с кутикулой (у сосны). Устьица немногочисленные и глубоко погружены в ткань листа. Это позволяет экономно расходовать влагу. У листопадных хвойных (лиственница) листья мягкие, плоские. Располагаются пучками. У ели хвоя сидит отдельными иглами, оставаясь на ветвях 5-7 лет. Хвоинки ели короткие и остроконечные.

Размножение хвойных рассмотрим на примере сосны. В процессе размножения сосны бесполое поколение сменяется половым. На одном растении образуются мужские и женские шишки. Мужские шишки состоят из оси и мелких чешуек и располагаются у основания побегов. В пазухах чешуек находятся по два микроспорангия, где образуются гаплоидные микроспоры, созревающие в пыльцу. Ядро пылинки делится митозом, образуя две клетки: одна из них в дальнейшем формирует два спермия, другая – пыльцевую трубку.

Женские шишки формируются на верхушках молодых побегов. Они окрашены в красно-бурый цвет и состоят из оси и чешуек. Чешуйки подразделяются на сухие и сочные. Сухие –бесплодные, кроющие; сочные – семенные. У их основания образуются два семязачатка, которые затем делятся мейозом и дают четыре гаплоидные клетки – макроспоры. Три из них рассасываются, а одна прорастает в женский заросток, на котором образуются два архегония с яйцеклетками. Заросток с архегониями представляет собой женский гаметофит.

Весной пыльца ветром переносится на женские шишки и попадает на пыльцевход семязачатка. Чешуйки опыленной шишки склеиваются смолистым веществом. В течение года яйцеклетка созревает, и только после этого происходит оплодотворение. Пылинка прорастает в пыльцевую трубку, по которой продвигаются два спермия. Один из них погибает, второй участвует в оплодотворении. Из зиготы образуется зародыш, состоящий из корешка, почечки и зародышевых листьев. Ткань женского заростка становится эндоспермом, а покровы семязачатка – кожурой семени. Таким образом, семязачаток превращается в семя спустя год после оплодотворения, т. е. цикл развития у сосны длится 2 года.

Хвойные имеют большое значение в природе. Вместе с другими растениями они образуют органическое вещество в процессе фотосинтеза, усваивая углекислый газ и выделяя кислород; естественное заселение лесных вырубок и пожарищ начинается с появления на них светолюбивой и неприхотливой сосны. Поселяясь на сыпучих песках, сосна закрепляет их. Хвойные леса задерживают таяние снега, что обогащает почву влагой.

Хвойные широко используются человеком: это строительный материал (особенно прочная и долговечная древесина лиственницы), сырье для целлюлозно-бумажной промышленности. Древесина ели, тисса, секвойи (красное дерево) используется для изготовления мебели, музыкальных инструментов. Из хвои сосны получают скипидар, душистое масло, канифоль, витамин С. Сосна выделяет летучие вещества – фитонциды, губительно действующие на многих бактерий. Поэтому воздух, где растут сосны, всегда чистый. Из ветвей хвойных готовят витаминную муку для животных. Представители класса саговниковых издавна использовались человеком в пищу. Например, «хлебное дерево» – сердцевина саговниковых служит источником крахмала для приготовления особого продукта – саго. Употребляются в пищу семена саговниковых и хвойных (кедровые орехи), из семян сибирского кедра готовят масло.