Размножение
Голосеменные - разноспоровые растения (мужские - микроспоры, женские-мегаспоры). Процесс оплодотворения у голосеменных в отличие от бессемянных высших растений не зависит от воды. Единственная мегаспора семенных растений постоянно заключена внутри мегаспорангия, где происходят развитие женского гаметофита и процесс оплодотворения. Мегаспорангий окружен особым защитным покровом - интегументом. Мегаспорангий с окружающим его интегументом называется семязачатком или семяпочкой. После оплодотворения из семяпочки развивается семя. Микроспорангии развиваются на микроспорофиллах, а семязачатки - на мегаспорофиллах. Микро- и мегаспорофиллы у большинства хвойных собраны в более или менее компактные стробилы. Строение их у голосеменных разнообразно. Они бывают женские, мужские, реже обоеполые. Микростробил ("мужской колосок") состоит из укороченной оси, на которой расположены сильно редуцированные микроспорофиллы. Мегастробил (шишка) состоит из центральной оси, с расположенными на ней кроющими чешуями, в пазухах которых находится так называемая семенная чешуя, на верхней стороне которой находятся семязачатки. Хвойные - растения ветроопыляемые.
Сосна обыкновенная
Это дерево высотой около 5 м. На концах веток находятся почки, которые ежегодно дают начало новым побегам. Побеги бывают двух типов - удлиненные и укороченные. Укороченные побеги несут на своих верхушках по два листка - хвоины.
Спорообразование начинается на 30-40-м году жизни. Спорофиллы собраны в шишки двух видов - мужские ("колос") и женские (одиночные). Сосна - однодомное растение. Мужская шишка, длиной 4-5 мм, диаметром 3-4 мм, имеет эллипсообразную форму. Это побег с хорошо развитым стержнем, на котором спирально расположены микроспорофиллы - редуцированные спороносные листья. Микроспорофиллы имеют яйцевидную форму, они тонкие, плоские, с двумя параллельными микроспорангиями (пыльниками) с нижней стороны. Микроспора (пыльца) - одноядерная клетка, покрытая двумя оболочками (внутренней - интиной - и внешней- экзиной). Вследствие их расхождения со стороны микроспоры образуются два воздушных пузыря, с помощью которых пыльца разносится ветром. Женская шишка образуется на верхушке молодых побегов. Она больше, чем мужская. На главной оси расположены мелкие бесплодные чешуйки. В пазухах покровных чешуек образуются толстые семенные чешуйки с двумя семенными зачатками.
Семенной зачаток состоит из нуцеллуса и интегумента - покрова. Нуцеллус - это мегаспорангий, он имеет яйцевидную форму и срастается с интегументом. На верхушке, которая обращена ко всей шишке, интегумент имеет отверстие (семявход). В средине мегаспорангия образуется мегаспора, которая много раз делится и образует эндосперм. Из двух клеток эндосперма, расположенных возле семявхода, образуются два архегония - женские половые органы. В архегониях развивается яйцеклетка. Эндосперм и архегонии - это женский гаметофит.
Пыльца разносится ветром, попадает на женские шишки и прилипает к густой жидкости, выделяющейся через семявход. Жидкость подсыхает и затягивает пыльцу внутрь семенного зачатка. Семявход зарастает. Чешуйки женской шишки смыкаются. Пыльца продолжает свое развитие на мегаспорангии: экзина разрывается, образуется пыльцевая трубка, растущая в направлении архегония, через шейку которого она доходит до яйцеклетки. Через пыльцевую трубку к яйцеклетке доставляются два спермия. Пыльцевая трубка разрывается, один из спермиев сливается с яйцеклеткой, другой отмирает. От опыления до оплодотворения у сосны проходит 12 месяцев. Из оплодотворенной зиготы начинает развиваться сначала зачаточный зародыш, а затем настоящий.
Развитие зародыша происходит за счет эндосперма. Зародыш состоит из корешка, стебелька, нескольких (5-12) семядолей и почки. Интегумент образует твердую кожицу семени. Семя имеет прозрачные крылышки, с помощью которых оно переносится ветром. Созревают семена осенью, на второй год после опыления. Шишки их в это время имеют длину 4-8 см, чешуйки одревесневают, цвет их становится бурым. Следующей зимой шишки раскрываются и семена высыпаются. Они могут долго находиться в состоянии покоя и прорастают только в благоприятных условиях.
|
Таблица 9. Распространение, биология и хозяйственное значение хвойных | ||
|
Растение |
Распространение и биология |
Хозяйственное значение |
|
Сосна (около 100 видов) |
Распространена в умеренной зоне северного полушария, в субтропиках (главным образом в горах), в европейской части СССР, в Сибири, доходит до Охотского моря. Светолюбивое, быстрорастущее дерево. Нередко формирует чистые леса (боры) или растет совместно с другими хвойными (елью, пихтой), на юге - с дубом, липой. Образует леса на песчаных почвах, реже - на сфагновых болотах. Живет до 400 лет |
Древесину используют в кораблестроении, вагоностроении, в авиационной промышленности, для изготовления мебели. Из живицы получают корабельную смолу, канифоль, скипидар. Хвоя содержит много витамина С. Из молодых побегов изготавливают лекарства. Пыльцу применяют в медицине вместо спор плауна. Семена кедровой сосны съедобны |
|
Ель (около 50 видов) |
Распространена в Западной Европе, в европейской части СССР, в Западной Сибири, в Карпатах. Образует чистые леса или с примесью березы, сосны; на юге растет с кленом, липой, дубом. Живет около 300 лет. |
Древесину используют как строительный материал, топливо, сырье в бумажной промышленности. При перегонке древесины получают смолу, канифоль, вар, скипидар. Корка содержит дубильные вещества |
|
Пихта (около 40 видов) |
Распространена в Северной Америке, Юго-Восточной Азии, Средиземноморье, Средней Европе, Гималаях, на Кавказе, в Сибири. Теневыносливая, холодостойкая. Нижние ветки легко укореняются. Образует большие леса. Растет на равнинах, в горах |
Древесина - строительный, поделочный материал, сырье для изготовления бумаги. Из хвои получают эфирное масло, из молодых веток - борнеол (камфору), бальзам (для лечения ран). Красивое декоративное дерево (пихта кавказская) |
|
Лиственница (свыше 20 видов) |
Распространена в Азии, Европе, Северной Америке, в северных и восточных районах европейской части СССР, в Западной Сибири, в Карпатах. Единственное хвойное растение умеренной полосы, которое на зиму сбрасывает хвою. Светолюбива, холодостойка |
Древесина красноватая, богатая смолой, крепкая, устойчивая к разрушению в воде. Из нее изготавливают шпалы, крепления для шахт, бумагу. Используется также в кораблестроении |
|
Кедр (4 вида) |
Распространен в Средиземноморье, Западных Гималаях, СССР (Сибирь) Высокое дерево о развесистой кроной |
Древесина очень крепкая, используется в кораблестроении |
|
Тис (около 8 видов) |
Распространен на Кавказе, в Крыму, Западной Европе, в горах Северной Америки, Малой Азии. Чистых лесов не образует. Древесина желто-красная. Единственное хвойное растение, которое не образует смолу |
Древесина ценится за твердость и устойчивость к гниению, используется для строительных, столярных и токарных работ, изготовления мебели, в зеленом строительстве |
|
Кипарис (свыше 15 видов) |
Распространен в умеренно теплых областях Европы, Азии, Северной Америки; в культуре - в Крыму и на Кавказе. Деревья с пирамидальной или развесистой кроной |
Древесина мягкая, легкая, используется для изготовления мебели и как поделочный материал |
|
Мож-жевельник (около 60 в) |
Распространен в северном полушарии (от Арктики до субтропиков). Небольшие деревья или кустарники, образуют светлые леса |
Древесина используется для различных изделий. Побеги содержат ядовитое эфирное масло саниболь, которое используется в медиц |
|
Э К О Л О Г И Я Г О Л О С Е М Е Н Н Ы Х |
|
Голосеменные - древние семенные растения. Господствовали в палеозое и мезозое и представлены как в прошлом, так и в настоящем вечнозелеными древовидными формами. Тропические виды имеют листья крупные, перистые, как у пальм, у более удаленных от тропиков видов листья мелкие, игольчатые или чешуевидные, что определяется обитанием в условиях пониженного увлажнения. Обычно это лесообразующие породы. Их размножение не связано с водой, поэтому среда обитания более разнообразна по сравнению со споровыми растениями. В умеренной зоне господствуют хвойные деревья, образующие таежные леса северного полушария. Хвойные леса - среда обитания многих животных разных систематических групп: это и пища, и защита, и место выведения и выращивания потомства для птиц, млекопитающих как растительноядных, так и всеядных и хищных. Древние гигантские голосеменные дали залежи каменного угля, особенно в Сибири. В настоящее время хвойные леса в значительной степени истреблены в результате лесозаготовок, лесных пожаров, а также вследствие строительства железных и шоссейных дорог, промышленных предприятий, городов. Немаловажную роль в сокращении площади лесов играют осушение болот, затопление, добыча нефти, угля и других полезных ископаемых. Хвойные деревья плохо переносят загазованность воздуха, копоть, так как их хвоинки многолетние и в них накапливаются ядовитые вещества, а устьица забиваются копотью, что вызывает пожелтение и отмирание хвои на 1-2 года раньше. Потеря лесных богатств - одно из экологических бедствий нашей страны. В Красную книгу СССР занесено 25 видов, а в Красную книгу РСФСР - 11 видов голосеменных растений.
|
