79) Отдел сосновые, цикл развития сосны обыкновенной. Семейство сосновые и его характеристика.

Сем. Сосновые – см. № 80.

• Средство расселения вида – семя

• Семя – многоклет.образование, а споры – одноклеточные.

• Полов.проц. – не связан с капельно жидкой средой.

Более высокий уровень развития, появляется семя, половой процесс не зависит от воды, производят семена. Все семенные растения - разноспоровые, споры 2 типов - микроспоры (мужские) и мегаспоры (женские).

Сосна обыкновенная —однодомное растение (рис. 9.3). В мае у основания молодых побегов сосны образуются пучки зеленовато-желтых мужских шишек длиной 4—6 мм и диаметром 3—4 мм. На оси такой шишки расположены многослойные чешуйчатые листочки, или микроспорофиллы. На нижней поверхности микроспорофиллов находятся два микроспорангия — пыльцевых мешка, в которых образуется пыльца. Каждое пыльцевое зерно снабжено двумя воздушными мешками, что облегчает перенос пыльцы ветром. В пыльцевом зерне имеются две клетки, одна из которых впоследствии, при попадании на семязачаток, формирует пыльцевую трубку, другая после деления образует два спермия.

На других побегах того же растения образуются женские шишки красноватого цвета. На их главной оси располагаются мелкие прозрачные кроющие чешуйки, в пазухах которых сидят крупные толстые, впоследствии одревесневающие чешуи. На верхней стороне этих чешуй расположено по два семязачатка, в каждом из которых развивается женский гаметофит — эндосперм с двумя архегониями с крупной яйцеклеткой в каждом из них. На верхушке семязачатка, снаружи защищенного интегументом, имеется отверстие — пыльцевход, или микропиле.

Поздней весной или в начале лета созревшая пыльца разносится ветром и попадает на семязачаток. Через микропиле пыльца втягивается внутрь семязачатка, где и прорастает в пыльцевую трубку, которая проникает к архегониям. Образовавшиеся к этому времени два спермия по пыльцевой трубке попадают к архегониям. Затем один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой отмирает. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) формируется зародыш семени, а семязачаток превращается в семя. Семена у сосны созревают на второй год, высыпаются из шишек и, подхваченные животными или ветром, переносятся на значительные расстояния.

Рис. 9.3. Цикл развития сосны обыкновенной: а — ветка с шишками; б— женская шишка в разрезе; в — семенная чешуя с семязачатками; г — семязачаток в разрезе; д —мужская шишка в разрезе; е — пыльца; ж — семенная чешуя с семенами; 1 — мужская шишка; 2 — молодая женская шишка; 3 — шишка с семенами; 4 — шишка после высыпания семян; 5 — пыльцевход; 6 — покров; 7 — пыльцевая трубка со спермиями; 8 — архегоний с яйцеклеткой; 9 — эндосперм.

80) Общая характеристика отдела сосновые. Деление на классы. Представители отдельных классов и их особенности.

О. Pinophyta или Gymnospermae - Голосеменные.

Голосеменные являются разноспоровыми, микроспоры образуются в микроспорангиях, расположенных на микроспорофиллах, а мегаспоры в мегаспорангиях на мегаспорофиллах, отличаются внешним видом, размерами, строением. У многих спорофиллы собраны в стробилы - собрания спорофиллов на оси, обособленной от вегетативной части. Ось - более менее укороченный спороносный побег - стебель со спороносными листьями гаметофиты сильно редуцированы, женский не порывает связи с материнским растением, развиваясь внутри семязачатка, редуцированные мужские гаметофиты достигают своего полного развития в микроспорангии, мужские гаметофиты лишены антеридиев. Голосеменные представлены исключительно древесными формами: деревьями, кустарниками и лианами, листья варьируют по морфологии и анатомии, прямостоячие, число видов около 700.

Отдел включает 6 классов, первый и третий из которых вымерли:

• семенные папоротники/птеридиоспермы (Lyginopteridopsida/Pteridospermae)■

• саговниковые (Cycadopsida)

• беннеттитовые (Bennettitopsida)■

• гнетовые (Gnetopsida)

• гинкговые (Ginkgopsida)

• хвойные (Pinopsida)

Кл. Lyginopteridopsida или Pteridospermae- Семенные папоротники или птеридоспермы. Были похожи на настоящие папоротники не только строением листьев, но и внешним обликом, размножение с помощью семян, остатки семенных папоротников играют роль в сложении каменного угля.

Кл. Cycadopsida- Саговниковые или Цикадовые. Тропические и субтропические голосеменные, насчитывающие 120 видов. Древовидные, реже низкорослые растения, похожие на пальмы, на вершине ствола расположены большие перисто-рассеченные листья, от папоротниковидных и семенных папоротников отличаются стержневым корнем. Двудомные растения с подвижными сперматозоидами. Наиболее распространен из сем саговниковые (Cycadaceae). Некоторые виды используют как источник пищевых продуктов.

Кл. Bennettitopsida - Беннеттитовые. Большинство имело обоеполые стробилы, напоминающие цветок покрытосеменных. Микроспорофиллы с большим количеством микроспорангиев располагается на периферии стробилов, редуцированные мегаспорофиллы - в центральной части, каждый имел по 1 семязачатку, опыления осуществлялось с помощью ветра и насекомых, в семенах был развитые зародыш, семена с 2 развитыми семядолями. Сильно напоминали саговниковых по внешнему виду.

Кл. Gnetopsida - Гнетовые.

Относятся 3 изолированных порядка

• эфедровые (Ephedrales)

• вельвичиевые (Welwitschiales)

• гнетовые (Gnetales).

Объединяют в 1 класс на основе супротивного листорасположения, дихазиального ветвления собраний однополых стробилов, похожий на околоцветник покров вокруг них, двусемядольные зародыши, длинные микрополярные трубки, образованные вытянутым интегументом, наличие сосудов во вторичной ксилеме, отсутствие смоляных каналов.

Пор. Эфедровые включает cемейство эфедровые (Ephedraceae)

с 1 родом эфедра (Ephedra), насчитывающем 40 видов, представленных сильно ветвистыми вечнозелеными безлистными кустарниками. Эфедра двудомное растение, реже однодомное, стробилы однополые, но у эфедры средней (Ephedra intermedia) - двуполые. Собрание микростробилов шаровидное, короткая ось с 2-8 парами супротивных кроющих листьев, нижние 1-2 пары - бесплодные, остальные несут 1-8 микроспорангиев. Женские стробилы состоят из короткой оси с несколькими супротивными парами чешуек и одиночного верхушечного семязачатка, окруженного толстым мясистым мешочкообразным покровом, женский гаметофит представлен гаплоидным эндоспермом, в который погружены архегонии, оплодотворяется яйцеклетка одного из архегониев, появляется семя, окруженное мясистым околоплодником, такой плод называют фруктификацией, он обычно краснеет и напоминает ягоду. Эфедра хвощевая (Ephedra equisetina) служит источником сырья для получения алкалоида эфедрина - средство возбуждения ЦНС, при лечения заболеваний аллергического характера, из ягод эфедры двуколосковой готовят варенье.

Пор. Вельвичиевые

содержит 1 сем вельвичиевые (Welwitschiaceae), представленное 1 видом вельвичией удивительной (Wewitschia mirabilis) - ксерофит, приспособленный к условиям пустынного климата, дерево-карлик, имеет длинный корень и толстый короткий ствол, 2 крупных листа, сохраняющихся всю жизнь, достигают длины 2-3м и постоянно нарастают у основания, отмирая с конца, почти единственный источник влаги - туман, влагу из которого растение поглощает многочисленными устьицами с обеих сторон листа. Разветвленные стробилы однополые, растение двудомное, архегониев нет, образуется несколько женских половых клеток одна из которых участвует в оплодотворении и образует двудольное семя.

Пор гнетовые

включает 1 сем гнетовые (Gnetaceae)

с 1 родом гнетум (Gnetum), содержащим 30 видов. Это лианы, деревья, кустарники, имеют большие кожистые супротивные листья на коротких черешках, двудомные.

Гнетум ула (Gnetum ula) - источник съедобного масла, предположительно антиревматического действия и используемого для массажа.

Гнетум гнемон (Gnetum gnemon) - молодые листья, стробилы и зародыши употребляют в пищу.

Кл. - Гинкговые.

Современный представитель гинкго двулопастной (Ginkgo biloba) - живое ископаемое, высокое листопадное дерево 40 м в высоту и 4.5м в диаметре, долговечен, доживает до 2000 лет, листья имеют вееровидную лопастную пластинку на тонком черешке, двудомное растение, оплодотворение осуществляется подвижными сперматозоидами, декоративное растение, семена съедобны.

Кл.Pinopsida – Хвойные (Сосновые)

Включает 2 подкласса к

ордаитиды (Cordaitidae)

хвойные или пиниды (Pinidae).

П/к Cordaitidae- Кордаитиды■

содержит 1 пор. Кордаитовые (Cordatiales) с 1 сем. Кордаитовые - давно вымерли, были представлены древовидными формами высотой 30м, толщиной 1м, а длина листьев 1м при ширине от нескольких до 20 см.

Название происходит от имени немецкого ботаника А. Корда.

П/к Pinidae - Хвойные.

Наиболее многочисленный п/к. Произошли, по-видимому, от кордаитов.

Характерная особенность – наличие шишек, за исключением тиссовых и некоторых других представителей.

Хвойные представлены преимущественно высокими (до 112 м) и долгоживущими (до 4-6 тысяч лет) деревьями, реже кустарниками. Самые высокие деревья принадлежат к семейству таксодиевые: секвойя и метасеквойя.

Секвойя может достигать до100 м высоты и 9 м в диаметре, возраста до 2000 л.

Мамонтово дерево, или  секвойядендрон, до h=120 м, Ø 10-12 м (3000-4000 лет).

Сосновые - вечнозеленые растения, но встречаются и листопадные, такие как лиственница, псевдолиственница и метасеквойя. У некоторых форм опадают целиком ветки.

Листья, как правило, игловидные (хвоя), но известны ланцетовидные и чешуевидные. Они расположены на укороченных побегах одинарно или пучками. Листья вечнозеленые, плотные, кожистые и жесткие.

Жилкование параллельное и параллельно-дихотомическое, число жилок от одной до множества.

Листорасположение спиральное (очередное), реже супротивное или мутовчатое, в большинстве имеют выраженное ксероморфное строение: покрыты толстым слоем кутикулы, эпидермальные клетки мелкие с сильно утолщенными стенками, устьица в углублениях, заполненных воском, под эпидермой развита своеобразная механическая ткань - гиподерма, состоящая из 1-3 слоев удлиненных толстостенных клеток, у многих в мезофилле - крупные смоляные каналы.

Стробилы раздельнополые, растения однодомные, реже двудомные

В древесине образуются смоляные ходы схизогенного типа. В меловом и палеогеновом периодах известны массовые захоронения ископаемой смолы – янтаря.

Насчитывают 10 семейств. В северном полушарии наиболее распространены семейства Сосновые, Тиссовые, Кипарисовые, в южном – Араукариевые и Подокарповые.

сосны (Pinus).,