Отдел Голосеменные растения, Биология

Отдел Голосеменные растения, Биология

Отдел Голосеменные

Отдел Голосеменные растения, Биология

Сегодня на Земле господствующее положение занимают семенные растения. В отличие от мхов и папоротников, они размножаются семенами, а не спорами.

Голосеменные – более древняя группа семенных растений.

Отдел Голосеменные растения, Биология

  • Важный результат эволюции растений – возникновение семени.
  • Семя имеет ряд преимуществ перед спорой.
  • Параметры
  • Спора
  • Размер
  • Семя
  • Очень мелкие, неразличимы невооружённым глазом
  • Строение
  • Защита от внешних условий
  • Одноклеточное образование
  • От нескольких миллиметров до десятков сантиметров, различимы невооружённым глазом
  • Многоклеточное образование
  • Нет
  • Наличие запаса питательных веществ
  • Хорошо защищено плотной кожурой
  • Нет
  • Есть

Отдел Голосеменные растения, Биология

  1. Яйцеклетки у семенных растений находится в семязачатке, где происходит оплодотворение.
  2. Мужские гаметы семенных растений – это переносимые ветром неподвижные спермии.
  3. Поэтому для оплодотворения семенных растений капельно-жидкая среда не нужна.
  4. Это важнейшее эволюционное приобретение способствовало широкому распространению семенных растений на Земле.

Отдел Голосеменные растения, Биология

В жизненном цикле семенных растений преобладает бесполое поколение. Оно представлено растением с хорошо развитым корнем, стеблем и листьями.

Отдел Голосеменные растения, Биология

У голосеменных растений на ветвях развиваются шишки – укороченные побеги.

В шишке под защитой чешуек формируются половые клетки, происходит оплодотворение и образуются семена. Располагаются семена на чешуйках шишек открыто (голо). Отсюда и название – голосеменные.

Голосеменные не образуют плодов.

Отдел Голосеменные растения, Биология

К голосеменным относят около 660 видов растений. В основном это древесные формы, реже кустарники. Травянистых форм у голосеменных нет.

Отдел Голосеменные растения, Биология

Хвойные включают несколько семейств, самое многочисленное из них – семейство Сосновые.

Отдел Голосеменные растения, Биология

Сосна обыкновенная – светолюбивое вечнозеленое дерево высотой до 40 м.

Листья сосны – хвоинки – собраны по две на укороченном побеге. Они богаты витаминами. Хвоинки сохраняются зелеными зимой и летом в течение нескольких лет.

В связи с этим листья имеют приспособления к уменьшению испарения (узкая листовая пластинка, восковой налет, небольшое число устьиц).

Отдел Голосеменные растения, Биология

В лесу корневая система сосны уходит вглубь почвы. Сосны здесь стройные и высокие.

В неблагоприятных условиях (на горных склонах, болотах) корни располагаются поверхностно. Поэтому сосны вырастают здесь низкими, с тонкими стволами.

Сосна – однодомное растение.

Весной на ветвях образуются шишки двух видов – мужские и женские .

Мужские шишки крупные, желтого цвета, располагаются у основания молодых веток группами. Состоит из оси , на которой расположены чешуйки . На нижней стороне каждой чешуйки находятся два пыльцевых мешочка , в которых созревает пыльца . В пылинках находятся спермии .

Женские шишки образуются на концах побегов. Они маленькие (около 5 мм), красноватого цвета. Состоят из оси и чешуй . На верхней стороне каждой чешуи находится по два семязачатка . Внутри семязачатков образуются яйцеклетки .

Когда пыльца попадает на семязачатки, происходит опыление . Семенные чешуи после опыления смыкаются и склеиваются смолой. Но, оплодотворение происходит только на следующий год, летом . Из зиготы развивается зародыш , а из всего семязачатка – семя .

За время созревания женские шишки из красноватых становятся зелеными, а затем бурыми, деревянистыми. Они увеличиваются в размерах в несколько раз.

Наконец, чешуи раскрываются и семена высыпаются из шишек. Происходит это еще через пол года, в конце зимы.

Семена сосны мелкие и имеют крылышко, благодаря которому распространяются с помощью ветра.

В чем отличие?

В чем отличие?

Что является важнейшим результатом эволюции?

В чем отличие?

Семейство Сосновые

Семейство Сосновые ( Pinaceae ) – одно из самых крупных семейств. Число видов 240 (10 родов). Распространены в умеренной и субтропической (преимущественно горы) зонах Северного полушария.

Некоторые виды произрастают высоко в горах и за Полярным кругом. В Южном полушарии встречаются лишь в Индонезии и на Филиппинах. Преимущественно деревья, реже кустарники.

Многие виды – основные лесообразующие породы хвойных лесов.

Ель

Сосна

Пихта

Кедр

Семейство Кипарисовые

В семейство входит 19 родов и около 130 видов, широко распространенных как в южном, так и в северном полушарии. Из 19 родов только три включают в себя много видов (от 15 до 55) -это кипарис, каллитрис и можжевельник.

Кипарисовые – вечнозеленые деревья и кустарники. Деревья чаще всего средних размеров и низкорослые, хотя некоторые могут быть очень высокими, до 70 м высотой, со стволом, достигающим иногда 6 м в диаметре.

Среди кустарниковых кипарисовых встречаются и стелющиеся формы. Листья мелкие, чешуевидные или игловидные. Микростробилы обычно одиночные.

Женские шишки состоят из нескольких деревянистых, кожистых или сочных чешуй.

Среди кустарниковых кипарисовых встречаются и стелющиеся, прижатые к земле, например дальневосточная микробиота. Трахеиды кипарисовых в большинстве случаев имеют однорядную поровость. Древесинная паренхима у многих видов обильная, но у некоторых она отсутствует совершенно.

Лучи большей частью однорядные, а лучевые трахеиды в большинстве случаев имеются, но обычно трудно различимы. Смоляные каналы отсутствуют, но имеются многочисленные смоляные клетки — идиобласты. В целом по анатомическому строению древесины кипарисовые во многом сходны с таксодиевыми.

Листья чешуевидные или игловидные, мелкие, расположены супротивно, перекрестно-парно или в мутовках по три, редко по четыре.

У многих кипарисовых листья диморфные: ювенильные — линейные или игловидные, нередко мягкие, более крупные, чем взрослые, и лучше развитые; листья, образующиеся позднее (у взрослых растений), часто мелкие, чешуевидные, налегающие друг на друга, низбегающие.

В листе имеется один проводящий пучок, под которым обычно проходит смоляной канал. Семейство кипарисовых делят на 2 подсемейства и 6 триб. Подсемейство каллитрисовых (Callitroideae) содержит 12 родов, которые распространены, за исключением тетраклиниса и калоцодруса, в южном полушарии. Подсемейство кипарисовых (Cupressoideae) состоит из 7 родов, обитающих в северном полушарии.

Кипарис

Туя

Можжевельник

Семейство Тисовые

За исключением двух видов тисовые распространены в северном полушарии, где у семейства обширный, но разорванный ареал. Они встречаются и в Северной Америке, и в Европе, и в Азии. Геологическая история семейства начинается с юрского периода.

Тисовые – вечнозеленые деревья или кустарники. В древесине более или менее отчетливо выражены годичные слои прироста. Листья ланцетовидные или линейные, иногда на коротких (1-2 мм) черешках.

Представители семейства тисовых характерны для северного полушария. К ним относятся такие роды, как тис – Taxus, торрея – Тоrrеуа, цефалотаксус – Cephalotaxus. Тычинки их имеют 3 – 6 пыльников. Наиболее распространенным родом является тис. Его виды растут на всех континентах северного полушария.

Это деревья второй величины или кустарники, с темно-зеленой мягкой хвоей длиной до 2,5 см, которая живет до 8 лет, стебли несколько ребристые, угловатость заметна и на стволах, кора тонкая, красноватая, древесина тоже красная.

Ярко-красный присеменник охватывает нижнюю половину семени, которое находится как бы в сочной чашечке.

Тис

Торрея

Цефалотаксус

Семейство Эфедровые Семейство включает в себя 1 род Эфедра, или Хвойник (Ephedra), и более 40 видов, распространенных в крайне ксероморфных условиях (пустыни, полупустыни, горные местообитания). Эфедры — невысокие, сильноветвистые кустарники, реже древовидного облика, высотой до 6—8 м. Молодые стебли ребристые, зелёные, выполняют функцию фотосинтезирующих органов.

Листья редуцированы, опадают или имеют вид чешуек, расположенных в узлах членистых побегов. Растения чаще всего двудомные, стробилы однополые, образуются по 3—4 в узлах побегов. Каждый макростробил несет 1 семяпочку, окружённую мешочкообразным покровом, который при созревании семени становится сочным, красным или оранжевым.

Поэтому зрелые семена внешне напоминают ягоду, иногда именуемую степной малиной, которую используют для приготовления варенья, а само растение применяют в медицине (кузьмичева трава). В Российской Федерации и сопредельных государствах насчитывается 19 видов эфедры, распространенных в сухих степях, полупустыне и пустыне, в горах Кавказа, Средней Азии и Западной Сибири (эфедра двуколосковая — Е.

distachya, эфедра хвощовая — Е. equisetina, эфедра промежуточная — Е. intermedia и др.).

Эфедра

Древние голосеменные

В мезозое голосеменные занимали господствующее положение. Этому способствовало изменение климата, который становился все суше и холоднее. Живые свидетели того времени представители класса Саговниковые. В настоящее время сохранилось около 100 видов саговников.

Класс Саговниковые включает один порядок Саговники и одно семейство Саговниковые, объединяющие около 130 видов тропических и субтропических вечнозеленых невысоких деревьев, иногда кустовидных или эпифитных форм Юго-Восточной Азии, Средней Америки.

Современные виды саговников — это остатки когда-то пышной саговниковой флоры мезозойской яры. Появились они в пермском периоде палеозоя. Они непосредственно связаны с семенными папоротниками, давшими начало двум линиям эволюции — микро- и мегафильной группам голосеменных растений.

Внешне они напоминают древовидные папоротники или пальмы. Для них характерно наличие стержневого корня, типичной эустелы стебля, камбиального кольца со вторичными камбиальными элементами коры.

Однако, как и у папоротников, у саговников имеется сильно развития крупноклеточная сердцевина, богатая крахмалом. Листья саговников крупные, перистораздельные, жесткие.

  • Саговник
  • Саговники – двудомные растения. Оплодотворение происходит
  • с помощью подвижных сперматозоидов (как у папоротников).
  • Семена крупные, сочные, съедобные.
  • В стволах многих саговников накапливается крахмал, из которого местные племена изготавливают ценный продукт – саго.
  1. Гинкговые
  2. В мезозое был широко распространён класс Гинкговые.
  3. В современной флоре гинкговые представлены одним семей­ством с единственным видом — Гинкго двулопастный.

Это — красивое крупное (до 30 м) древесное растение с вееровидны­ми листьями. Оплодотворе­ние происходит посредством жгутиковых сперматозои­дов. Дошедшие до нас эк­земпляры гинкго сохрани­лись лишь около храмов в Китае и Японии.

Гинкго

  • Рефлексия
  • Я все понял (а) и могу объяснить товарищу.
  • Я усвоил (а) тему, но объяснить не могу.
  • Эта тема для меня трудная.

Домашнее задание: П. 17 – учить, пересказывать

Голосеменные растения

Отдел Голосеменные растения, Биология Отдел Голосеменные растения, Биология

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 2841.

Обновлено 2 Октября, 2020

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 2841.

Обновлено 2 Октября, 2020

Среди высших представителей растительного царства находится отдел Голосеменных растений. В этой статье вы узнаете, каковы особенности строения голосеменных растений, познакомитесь с их признаками, найдёте интересные факты о них.

Особенностью строения данного отдела растений является наличие семязачатков, которые в дальнейшем преобразуются в семя, но при этом цветок и плод отсутствуют.

Голосеменные растения являются одними из древнейших на планете. Произошли они от папоротников и первые представители данного отдела датируются поздним девонским периодом. Наибольшего пика развития они достигли уже в конце палеозойского периода.

Читайте также:  Биогеоценоз, его состав и структура - биология

Жизненные формы данного отдела, в основном, составляют деревья и кустарники. Отличительной характеристикой их является то, что все они вечнозеленые растения. Хотя встречаются виды листопадных деревьев и лиан.

Такой орган, как лист, у данных растений имеет разнообразные формы:

  • чешуевидные;
  • игольчатые;
  • перистые;
  • двулопастные;
  • разветвленные.

Семяпочки располагаются свободно внутри чешуевидных листьев. У семейства Хвойных они формируют спиралевидную шишку, в которой созревают семена.

Шишки хвойных растений бывают мужские и женские. В мужской шишке формируются пыльцевые зёрна, которые с помощью ветра переносятся на женскую шишку.

Отдел Голосеменные растения, БиологияРис. 1. Строение голосеменных растений.

Голосеменные разделяются на четыре класса:

  • хвойные (55 родов, 560 видов);
  • гнетовые (3 рода, 70 видов);
  • саговниковые (20 видов);
  • гинкговые (1 вид).

Самым распространённым классом являются Хвойные. Растут они на всех континентах планеты. У таких деревьев и кустарников листья чешуевидные или игольчатые. Сосуды в древесине отсутствуют, зато есть трахеиды (удлинённые древесные клетки). У всех представителей класса Хвойных выделяется смола, которая помогает заживлять древесные повреждения.

Класс Хвойных имеет семь семейств, самым распространённым из которых является семейство Сосновых. Примером голосеменных растений данного семейства выступают сосна, ель, пихта, лиственница. Не менее известно семейство кипарисовых (кипарис, можжевельник, туя).

Отдел Голосеменные растения, БиологияРис. 2. Многообразие голосеменных.

Широко известны два вида данного семейства: сосна обыкновенная и ель европейская. Далее предлагаем вам описание самых известных деревьев, относящихся к сосновым.

Сосна обыкновенная– светолюбивое растение. Его крона расположена, в основном, на самой верхушке дерева. Высота достигает 50 метров. Листья игловидные, расположенные на укороченных побегах.

Продолжительность жизни хвоинок – 2–3 года, после чего она опадает, сменяясь новой хвоей. Сосны неприхотливы к почве, могут произрастать в любых условиях, приспосабливаясь к ним.

Так, на песчаных почвах корни дерева уходят в глубину, в болотистой местности – располагаются на поверхности.

Ель обыкновенная растёт в европейской части России. Для кроны характерна конусообразная форма. Это теневыносливое дерево, обитающее на глинистых почвах. Хвоя короткая, располагается на удлиненных побегах. Продолжительность жизни хвои – 7–9 лет, после чего происходит обмен.

Лиственница – хвойное дерево с опадающей хвоей. Она плоская, достаточно мягкая, поэтому на зиму опадает.

Пихта очень похожа на ель, но имеют хвоинки длиннее и не такие колючие. Шишки растут вертикально, как свечи.

Сосна сибирская кедровая – в народе “кедр”, может достигать 2 м в диаметре ствола, семена сосны кедровой являются ценным высококалорийным пищевым продуктом.
Отдел Голосеменные растения, Биология

Рис. 3. Представители семейства хвойных.

Чтобы детально разобраться со значением данных растений, предлагаем следующую таблицу:

Название Значение в природе Значение для человека
Сосна
  • – поглощают углекислый газ, выделяя при этом кислород;
  • – выполняют климатообразующую функцию;
  • – защищают почвы от эрозии;
  • – источник питания и местожительства многих животных.
Изготовление мебели, используют в фармакологии, обустройство рекреационных зон.
Ель Строительный материал, ландшафтный дизайн.
Пихта Изготавливают бумагу, источник витамина С, лекарственное растение, используют в ландшафтном дизайне.
Лиственница Изготовление скрипок, строительный материал, ландшафтный дизайн.

Голосеменные растения являются самыми древними на планете. От покрытосеменного отдела их отличает отсутствие цветка и защитного покрытия вокруг семени. Жизненные формы представлены древесными культурами и кустарниками. Самым многочисленным классом являются Хвойные.

Листья у них видоизменены на хвою, которая является вечнозеленой. Представители семейства Сосновых широко используются как строительный материал и в фармакологии. Они отлично очищают воздух, обогащая его кислородом.

С помощью данного материала можно вспомнить изученные темы по биологии за 6 класс, подготовиться к проверочной работе.

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 2841.

А какая ваша оценка?

Гость завершил

Тест Зона степейс результатом 9/10

Гость завершил

Тест на тему “Подлежащее”с результатом 4/5

Гость завершил

Тест «Отцы и дети»с результатом 13/15

Гость завершил

Тест «Молчалин»с результатом 4/5

Не подошло? Напиши в х, чего не хватает!

Замечательные растения

Голосеменны́е, древняя группа (отдел ) семенных растений, у которых имеются семяпочки (в отличие от папоротников), но отсутствуют плодолистики (в отличие от цветковых). Произошли в девоне от примитивных папоротниковидных. Ок. 600 видов, деревья и кустарники, распространены широко.

Первые голосеменные растения появились еще в конце палеозоя. В мезозое они сменили древовидные папоротники и хвощи, чему во многом способствовал более засушливый климат.

При половом размножении голосеменных на взрослом растении образуются половые органы – шишки. Через год после опыления происходит оплодотворение, и в шишках развиваются семена. Попадая в почву, семя прорастает и из него в дальнейшем вырастает взрослое растение.

Отдел Голосеменные растения, Биология

Широко распространена в Евразии. Высокое (до 50 м) светолюбивое вечнозеленое растение. Сосна неприхотлива к почвам: растет и на песках, и на болоте. Продолжительность жизни — до 400 лет.

Корневая система хорошо выражена, уходит в почву на большую глубину. Анатомическое строение корней сосны и покрытосеменных растений сходно. Корни вступают в симбиотические отношения с грибами, образуя микоризу. Корневые волоски развиты слабо и локализованы в узкой зоне верхушки корня.

Сосны имеют хорошо развитый, одревесневающий, моноподиально ветвящийся стебель. Основную массу стебля составляет древесина, кора и сердцевина развиты слабо. В древесине и коре имеется большое количество смоляных ходов (каналов).

У сосны различают два типа побегов: удлиненные и укороченные.

Удлиненные (ростовые) побеги покрыты видоизмененными бурыми чешуевидными листьями, в пазухах которых располагаются сильно укороченные побеги, несущие игловидные листья — хвоинки.

Сизо-зеленые хвоинки сосны длинные, жесткие, заостренные, сидят попарно на укороченных побегах, опадают обычно через 2-3 года. Эпидерма покрыта толстым слоем кутикулы. Под ней располагается несколько слоев толстостенной гиподермы. Устьица располагаются в углублениях на поверхности листа. В центре листа проходит два проводящих пучка. Листья, как кора и древесина, пронизаны смоляными ходами.

Сосна — однодомное растение. На 30-40-м году жизни (у отдельно стоящих — на 15-20) она начинает давать семена. Весной на молодых побегах появляются шишки: мужские — у основания, женские — на верхушках годичных побегов.

Зеленовато-желтая мужская шишка длиной 4-5 см представляет собой побег, к оси которого спирально прикреплены чешуи — микроспорофиллы, на нижней стороне которых формируется по два микроспорангия.

Мужские шишки собраны в группы. Красноватые женские шишки крупнее  мужских  и  располагаются  одиночно.

На  главной  оси  женской шишки располагаются кроющие чешуи, в пазухах которых сидят семенные, несущие по два семязачатка.

На мужской шишке внутри микроспорангиев развивается большое количество материнских клеток микроспор. Они мейотически делятся и образуют многочисленные тетрады  гаплоидных микроспор.  Каждая  микроспора одета наружной плотной оболочкой (экзиной), под которой позже формируется внутренняя оболочка (интина).

У сосны экзина отстает от интины, и образуется два воздушных мешка, увеличивающих поверхность пыльцы и способствующих ее распространению ветром. Еще в микроспорангиях  начинает формироваться сильно редуцированный мужской гаметофит. Ядро микроспоры дважды делится митотически.

При этом происходит образование двух мелких проталлиальных клеток, которые быстро разрушаются.    Оставшаяся   крупная клетка еще раз делится, образуя более мелкую антеридиальную и крупную сифоногенную клетку (клетку трубки). Позже из антеридиальной клетки образуются спермии, а сифоногенная клетка образует пыльцевую трубку.

Покровы микроспоры становятся покровами пыльцы.

В конце весны или начале лета пыльца созревает, микроспорангии вскрываются и пыльца высыпается наружу.

К этому времени чешуи женских шишек раздвигаются, и пыльца с помощью ветра попадает в промежутки между семенными чешуями, где задерживается, благодаря выделяющейся здесь жидкости. После опыления семенные чешуи смыкаются.

Оплодотворение происходит лишь спустя 20 месяцев после опыления, так как в момент опыления ни мужской, ни женский гаметофиты еще не сформированы. Развитие мужского гаметофита заканчивается уже после опыления внутри семязачатка.

Лишь через месяц после опыления в женских шишках начинается мегаспорогенез. Семязачаток состоит из мегаспорангия — нуцеллуса (центральная многоклеточная часть семязачатка) и интегумента (покров семязачатка).

В средней части нуцеллуса обособляется одна материнская клетка мегаспоры. Делясь мейотически, она образует четыре гаплоидные мегаспоры, три из которых дегенерируют.

Ядро оставшейся клетки многократно делится митотически и дает начало женскому гаметофиту -гаплоидному эндосперму с двумя архегониями.

Приблизительно за 12 месяцев до образования яйцеклетки пыльцевое зерно начинает прорастать. За счет сифоногенной клетки происходит образование пыльцевой трубки,  врастающей в ткань нуцеллуса и продвигающейся по направлению к развивающемуся архегонию. Прежде чем пыльцевая трубка достигнет женского гаметофита, антеридиальная клетка дает начало двум спермиям.

Через 15 месяцев после опыления пыльцевая трубка достигает архегония. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой дегенерирует, разрушается и второй архегоний. Полноценный зародыш развивается лишь из одной зиготы. Зрелый зародыш состоит из корешка, стебелька, нескольких семядолей и почечки.

Семена у сосны обыкновенной созревают лишь на второй год после опыления. Они состоят из семенной кожуры (образованной из интегументов семязачатка), зародыша и запаса питательных вещества (гаплоидного эндосперма). Семя снабжено крылышком, формирующимся из тканей семенной кожуры.

В период формирования семян женские шишки сильно разрастаются, одревесневают и из зеленых становятся бурыми. Лишь через полтора года после опыления происходит созревание семян. В конце зимы в солнечные дни шишки растрескиваются, их чешуи раздвигаются и семена высыпаются.

Благодаря наличию крыловидных придатков, семена разносятся на большие расстояния.

Весной, попав в благоприятные условия, зрелые семена прорастают, образуя сначала проросток, а затем молодое растение.

Отдел Голосеменные растения, Биология

Сосна обыкновенная: 1 — раскрывшаяся шишка; 2 — ветвь с зимующей шишечкой (а) и сформировавшейся шишкой (б); 3 — семя с крылышком.

Хвойные являются ландшафтообразователями. Имеют водоохранное и противоэрозионное значение. Хвоя и молодые побеги составляют основу питания лосей и глухарей в зимнее время, семенами кедра сибирского питаются многие животные.

Велико значение голосеменных в хозяйственной деятельности человека. Хвойные растения дают основную массу строительной древесины, используются как топливо, являются сырьем для деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности.

Из них получают вискозу, шелк, целлюлозу, штапель, бальзамы и смолы, сосновую шерсть и камфару, спирт и уксусную кислоту, дубильные экстракты, скипидар и канифоль, деготь и древесный уголь, сосновое эфирное масло и т.д., а также пищевые продукты и витамины.

Читайте также:  Отряд приматы - биология

Древесина хвойных является хорошим поделочным материалом.

Используются голосеменные и в медицине. Они служат исходным сырьем для получения витаминов, шишкоягоды можжевельника входят в состав мочегонных сборов.

Эфедру используют для получения эфедрина — средства, возбуждающего нервную систему и использующегося для лечения аллергических заболеваний дыхательных путей.

В народной медицине хвойные используются для лечения туберкулеза, нервных расстройств, болезней почек, мочевого пузыря, глухоты.

Из семян сибирской сосны получают кедровое масло.

И.И. Шишкин. Утро в сосновом лесу. 1889 год. Третьяковская галерея.

Читать Голосеменные растения онлайн (полностью и бесплатно)

Пособие подготовлено в комплект к учебнику В. Б. Захарова, Н. И. Сонина “Биология. 7 класс. Многообразие живых организмов”. Содержит более развернутое, чем в учебнике, изложение темы “Отдел Голосеменные растения” и дополнительную информацию о многообразии растений этой группы. Текст сопровождают иллюстрации.

  • Содержание:
  • Общая характеристика голосеменных – (Pinophyta, или Gymnospermae) 1
  • Класс Гинкговые 1
  • Класс Хвойные – (Pinopsida) 2
  • Класс Саговниковые, или Цикадопсиды (Cecadopsida) 9
  • Класс Гнетовые (Gnetopsida) 9

Т. А. Козлова, В. И. Сивоглазов Голосеменные растения

Общая характеристика голосеменных (Pinophyta, или Gymnospermae)

Голосеменные – очень большая и древняя группа растений. Они появились на нашей планете около 370 млн лет назад, в период изменения климата: от теплого и влажного – к холодному и сухому.

Такие климатические изменения стали неблагоприятными для жизнедеятельности и особенно для размножения папоротниковидных, которые господствовали тогда во флоре Земли.

Для распространения голосеменных похолодание климата и уменьшение влажности не было препятствием.

Голосеменные – это настоящие сухопутные растения, для размножения которых не нужна водная среда.

Голосеменные растения не имеют цветков и плодов, их семена располагаются открыто (голо), лишь у некоторых они покрыты чешуйками. Такие особенности строения и расположения семян послужили причиной возникновения их общего названия – “голосеменные”. От неблагоприятных факторов среды зародыш семени голосеменных защищен прочными семенными покровами.

У голосеменных, не имеющих цветков, тем не менее семена образуются. Это происходит в результате оплодотворения, которому предшествует опыление. Пыльца из созревших пыльцевых зерен рассеивается с помощью ветра и попадает на семязачатки, в результате чего и происходит оплодотворение.

Пыльцевые мешки и семязачатки формируются в специальных шишках – мужских и женских. Шишка состоит из участка укороченного спороносного побега – оси, к которой прикрепляются чешуйки.

На нижней стороне каждой чешуйки тех шишек, которые называются мужскими, образуются пыльцевые мешки с пыльцевыми зернами, несущими половые клетки – спермии.

Между чешуйками шишек, которые называются женскими, развиваются семязачатки. В результате многократного деления клеток семязачатка формируются яйцеклетка и эндосперм, который впоследствии питает зародыш.

Большинство голосеменных – это прямостоячие растения (деревья, кустарники). Некоторые представители голосеменных имеют шпалерную форму. Однако есть и лианы.

Стволы древесных голосеменных покрыты довольно тонкой корой, под которой располагается древесина. В центре стволов находится нечетко выраженная сердцевина. В стволах старых деревьев сердцевина едва различима.

Более древнее происхождение голосеменных (по сравнению с покрытосеменными) подтверждают особенности строения древесины, которая состоит в основном из мертвых веретенообразных клеток с толстыми оболочками. Такие клетки называют трахеидами.

Они выполняют опорную и проводящую функции.

У многих видов голосеменных, особенно у хвойных, в коре и древесине располагаются особые смоляные каналы, которые заполняются эфирными маслами и другими биологически активными веществами. Когда в жаркий летний день эфирные масла испаряются, воздух елового или соснового леса наполняется живительным, бодрящим ароматом.

У голосеменных форма листьев разнообразна. Так, у всех хвойных листья превратились в узколинейные или узколанцетные вечнозеленые, реже опадающие к концу лета хвоинки. Они располагаются на ветках спирально, супротивно, мутовчато или собраны в пучки от 2 до 50 в каждом. Хвоя выделяет особые биологически активные вещества – фитонциды.

У других голосеменных (саговниковые и гинкговые) листья имеют хорошо развитые листовые пластинки, которые похожи на листья пальм и других цветковых растений.

Класс Гинкговые

Этот класс содержит одно семейство Гинкговые с одним видом.

Гинкго двулопастное (Ginkgo biloba)

Гинкго двулопастное, до конца XVII века неизвестное европейцам, представляет собой листопадное дерево высотой до 30–40 м. Побеги гинкго несут необычные веерообразные листья, листовые пластинки, которые рассечены на две половины, как бы на две лопасти. Отсюда произошло видовое название этого древнейшего и интересного растения – гинкго двулопастное.

Однако встречаются на побегах и листья с цельными листовыми пластинками. Жилки всех листьев разветвлены надвое. Такое жилкование, характерное только для гинкго, называется дихотомическим.

Осенью листья гинкго желтеют и опадают, что необычно для голосеменных. И эта особенность еще раз подтверждает уникальность гинкго.

  1. Гинкго – растения двудомные.
  2. На верхушках укороченных побегов среди листьев развиваются особые органы, содержащие либо семязачатки (на женских экземплярах), либо пыльцу (на мужских экземплярах).
  3. Удивительно у гинкговых и развитие зародыша, которое может происходить, представьте себе, в уже опавших с дерева семязачатках!
  4. Ни у каких других растений такого не бывает.

Прорастание семян гинкго может начинаться сразу же, как только зародыш достигает максимального развития. Это происходит потому, что семена гинкго не имеют периода покоя, а такой период свойствен почти всем семенам большинства растений. Семена гинкго съедобны. В Японии их назвали словом “гинкго”, что означает “серебряный абрикос”.

Такие “серебряные абрикосы”, а точнее – семена живого гинкго в 1690 году прислал в Европу из Японии врач голландского посольства Э. Кемпфер. Именно он первым из европейцев обнаружил это незнакомое ему растение и заинтересовался. Он же и предложил в качестве его научного названия японское слово.

Гинкго – древнейшее растение. Ученые установили, что первые гинкго появились на Земле около 300 млн лет назад. Они – современники динозавров.

Представьте себе рощи гинкговых деревьев, обильно растущих по всему тогдашнему умеренному поясу нашей планеты, в которых обитали разные виды динозавров. Очень жаль, что почти одновременно с динозаврами гинкго стали вымирать.

Согласно палеонтологическим находкам, это происходило около 80 млн лет назад. Гинкго могут быть вполне обоснованно названы живыми ископаемыми.

Находки остатков гинкговых деревьев находили даже на Шпицбергене и Аляске, в Монголии и в Аргентине, на Урале и на Украине. В настоящее время дикорастущие гинкго произрастают на небольших территориях в Восточном Китае. Не случайно гинкго упоминается в китайских книгах, которые были написаны еще в VII веке.

И с незапамятных времен в Японии, Китае и Корее гинкго почитали как священное дерево и выращивали возле храмов и гробниц. Одно из деревьев гинкго, растущее в Японии, имеет возраст около 1200 лет. Своеобразным деревом-рекордсменом является дерево гинкго высотой 41 м и более 3 м в обхвате ствола, произрастающее в Корее, ему 1400 лет.

Как ценные и живописные декоративные растения гинкго начали разводить в Европе с 1730 года. Сначала их выращивали в ботанических садах Голландии, а затем и в открытом грунте субтропических областей других европейских государств, а также в Восточной Азии, Северной Америке и в России.

И что замечательно, произрастая в районах, насыщенных промышленными предприятиями, гинкго не поражаются вирусами и грибками, они не угнетаются от повышенного задымления и редко повреждаются насекомыми. Установлено, что листья этого дерева, содержащие особые вещества, выделяют специфический запах, который отпугивает вредителей.

Люди с давних пор используют эту особенность гинкго для зашиты книг и некоторых вещей от насекомых-вредителей, помещая листья между страницами или распределяя их между вещами. Используют листья гинкго и для защиты рыборазводных водоемов от малоценной и хищной рыбы в водоемах, где собираются разводить ценные породы и виды. От веществ, выделяемых листьями, хищные рыбы погибают.

В настоящее время гинкго используют как лекарственное сырье. Из листьев и семян гинкго получают препараты, повышающие иммунитет, усиливающие обмен веществ, которые помогают людям излечиться от многих болезней. О медицинских свойствах “живого ископаемого” давно знают в Японии, где семена считаются ценным лекарственным средством и очень дорогим деликатесом.

Таким образом, древнейшее голосеменное растение – гинкго двулопастное имеет не только научное значение, но и большое практическое значение, а также является красивым декоративным растением, отличным украшением любых парков, скверов, ботанических садов.

Не случайно великий немецкий поэт Иоганн Вольфганг Гете, восхищаясь красотой этих оригинальных деревьев и отдавая дань их большому практическому значению, написал в честь гинкго поэму.

Голосеменные – Википедия Переиздание

Голосеменны́е расте́ния (лат. Gymnospérmae) — древняя группа семенных растений, появившаяся в верхнем девоне, около 370 млн лет назад[источник не указан 998 дней].

Название указывает на главную отличительную черту этих растений, a именно на то, что семяпочки, а затем и развивающиеся из них семена не имеют, в отличие от покрытосеменных, замкнутого вместилища. Завязь обычно имеет вид простой чешуи, на которой сидит одна или несколько семечек; иногда же и эта чешуя не развивается.

Термин «gymnospérmae» предложен в 1825—1827 годах шотландским ботаником Робертом Броуном (открывателем «броуновского движения»)[1], впервые подробно остановившимся на принципиальных различиях между голосеменными и покрытосеменными. Русскоязычный термин «голосеменные» введён в практику, вероятно, проф. А. Н. Бекетовым[2].

Голосеменные включают более 1100 современных видов.

Классификация

Ранее голосеменные растения выделялись в специальный класс Gymnospermae, вначале в рамках семенных растений (в составе отдела Spermatophyta, 1882—1952), позже — в составе сосудистых растений (в составе отдела Tracheophyta, 1950—1981). Этот класс включал хвойные и подобные им растения, в том числе несколько групп вымерших растений, известных только по ископаемым остаткам.

Несмотря на то, что голосеменные растения явным образом отличны от других групп высших растений (папоротникообразных и цветковых), ископаемые остатки длительное время служили доказательством того, что покрытосеменные произошли от голосеменных предков, что делало таксон голосеменных парафилетичным (современная кладистика пытается определять лишь такие таксоны, которые являлись бы монофилетическими — с прослеживающейся привязкой к общему предку и включающие всех потомков этого общего предка). Вместе с тем, некоторые исследования ДНК показывают, что голосеменные, возможно, являются монофилетической группой[3].

Современные семенные растения обычно разделяют на пять таксонов одного ранга (в современных публикациях чаще в качестве такого ранга используют класс), при этом по отношению к совокупности четырёх групп нецветковых растений для отделения их от группы цветковых (покрытосеменных) растений применяют термин «голосеменные», не рассматривая при этом его в качестве таксона[3]:

Читайте также:  Энергетический обмен

Последняя классификации голосеменных, представленных в современной флоре Земли, приводится в работе Christenhusz et al. (2011).[4] В работе представлены 12 семейств, сгруппированные в 83 рода с общей численностью группы в 1080 видов (Christenhusz & Byng 2016[5]).

Подкласс Cycadidae[en]

Подкласс Ginkgoidae[en]

  • Порядок Гинкговые
    • Семейство Ginkgoaceae: Ginkgo

Подкласс Gnetidae[en]

Подкласс Pinidae[en]

  • Порядок Сосновые
    • Семейство Сосновые: Cedrus, Pinus, Cathaya, Picea, Pseudotsuga, Larix, Pseudolarix, Tsuga, Nothotsuga, Keteleeria, Abies
  • Порядок Araucariales
    • Семейство Араукариевые: Araucaria, Wollemia, Agathis
    • Семейство Подокарповые или Ногоплодниковые: Phyllocladus, Lepidothamnus, Prumnopitys, Sundacarpus, Halocarpus, Parasitaxus, Lagarostrobos, Manoao, Saxegothaea, Microcachrys, Pherosphaera, Acmopyle, Dacrycarpus, Dacrydium, Falcatifolium, Retrophyllum, Nageia, Afrocarpus, Podocarpus
  • Порядок Cupressales
    • Семейство Сциадопитисовые: Sciadopitys
    • Семейство Кипарисовые: Cunninghamia, Taiwania, Athrotaxis, Metasequoia, Sequoia, Sequoiadendron, Cryptomeria, Glyptostrobus, Taxodium, Papuacedrus, Austrocedrus, Libocedrus, Pilgerodendron, Widdringtonia, Diselma, Fitzroya, Callitris (включая Actinostrobus и Neocallitropsis), Thujopsis, Thuja, Fokienia, Chamaecyparis, Callitropsis, Cupressus, Juniperus, Xanthocyparis, Calocedrus, Tetraclinis, Platycladus, Microbiota
    • Семейство Тисовые: Austrotaxus, Pseudotaxus, Taxus, Cephalotaxus, Amentotaxus, Torreya

К голосеменным относят также несколько групп вымерших растений, в том числе:

Устаревшие или упрощенные классификации

Иногда современные семенные растения рассматриваются как группа, состоящая из двух таксонов в ранге отдела[6][7]:

  • Отдел Голосеменные (Pinophyta, или Gymnospermae), состоящий из четырёх указанных выше классов
  • Отдел Цветковые (Покрытосеменные) (Magnoliophyta)

Иногда голосеменные рассматриваются как группа, состоящая из четырёх таксонов в ранге отдела:[источник не указан 1321 день]

Современные голосеменные

До настоящего времени сохранилось очень мало видов голосеменных (по информации базы данных The Plant List (2013) — немногим более 1100[8]), лишь представители хвойных являются доминирующими в некоторых типах растительности[3].

См. также

Примечания

  1. C.M.Goveil. Gymnosperms. — Meerut: Krishna Prakashan Media, 2007. — С. 7. — ISBN 8182830540.
  2. Бекетов А. Н. Голосеменные // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  3. 1 2 3 Страсбургер, 2007.
  4. Christenhusz, M.J.M.

    ; Reveal, J.L.; Farjon, A.; Gardner, M.F.; Mill, R.R.; Chase, M.W. A new classification and linear sequence of extant gymnosperms (англ.) // Phytotaxa : journal. — 2011. — Vol. 19. — P. 55—70.

  5. Christenhusz, M. J. M.; Byng, J. W. The number of known plants species in the world and its annual increase (англ.) // Phytotaxa : journal. — Magnolia Press, 2016.

     — Vol. 261, no. 3. — P. 201—217. — doi:10.11646/phytotaxa.261.3.1.

  6. 1 2 3 4 Фёдоров (ред.), 1978.
  7. 1 2 3 4 Яковлев и др., 2008.
  8. ↑ Gymnosperms // The Plant List (2013). Version 1.1. (англ.

    ) (Проверено 15 февраля 2015)

Литература

  • Кадерайт Й. В. Система Spermatophytina // Ботаника. Учебник для вузов: в 4 т. = Lehrbuch der Botanik für Hochschulen. Begründet von E. Strasburger, F. Noll, H. Schenck, A. F. W. Schimper. / 35. Auflage neubearbeitet von Peter Sitte, Elmar W. Weiler, Joachim W. Kadereit, Andreas Bresinsky, Christian Körner / П. Зитте, Э. В. Вайлер, Й. В. Кадерайт, А. Брезински, К. Кёрнер; на основе учебника Э. Страсбургера [и др.]; пер. с нем. Е. Б. Поспеловой, К. Л. Тарасова, Н. В. Хмелевской. — 35-е немецкое издание. — М. : Издательский центр «Академия», 2007. — Т. 3. Эволюция и систематика / под ред. А. К. Тимонина, И. И. Сидоровой. — С. 399—415. — 576 с. — 3000 экз. — ISBN 978-5-7695-2741-8. — ISBN 978-5-7695-2746-3 (Т. 3) (рус.), ISBN 3-8274-1010-X (Elsevier GmbH) — УДК 58(075.8)
  • Козубов Г. М., Муратова Е. Н. Современные голосеменные. — Л.: Наука, 1986
  • Яковлев Г. П., Челомбитько В. А., Дорофеев В. И. Ботаника: учебник для вузов / под ред. Р. В. Камелина. — 3-е издание испр. и доп. — СПб. : СпецЛит, 2008. — С. 44—45, 365—384. — 687 с. — 3000 экз. — ISBN 978-5-299-00385-7.
  • Жизнь растений. В 6-ти т. / Гл. ред. Ал. А. Фёдоров. — М. : Просвещение, 1978. — Т. 4. Мхи. Плауны. Хвощи. Папоротники. Голосеменные растения. Под ред. И. В. Грушвицкого и С. Г. Жилина. — С. 257—420. — 447 с. — 300 000 экз.

Ссылки

  • База данных по голосеменным растениям (англ.)

Эта страница в последний раз была отредактирована 27 апреля 2021 в 04:32.

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2. Обычно почти сразу, изредка в течении часа.

Голосеменные

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 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.

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

Ель

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.

Ели живут до 500 лет.

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.

Среди хвойных есть декоративные растения.

plustilino © 2019. All Rights Reserved

Ссылка на основную публикацию