Отдел голосеменные, или пинофиты. Классификация голосеменных Голосемянные растения

Растения, относящиеся к отделу голосеменных (как и к отделу цветковых или покрытосеменных), отличаются от всех остальных растений тем, что производят семена. Внутреннее оплодотворение, развитие зародыша внутри семязачатка и появление семени - главные биологические преимущества семенных растений, давшие им возможность приспособиться к наземным условиям и достигнуть более высокого развития, чем бессемянные высшие растения.

Строение

Все известные до сих пор голосеменные растения, вымершие или современные, представляют собой древесные формы - деревья или кустарники. Нередко они достигают oгромных размеров (некоторые хвойные), а иногда имеют карликовые формы. Почти все они прямостоячие, за исключением некоторых хвойных, принимающих шпалерную форму; род гнетум и некоторые виды эфедры имеют форму лиан. Наиболее многочисленная группа среди современных голосеменных - класс хвойные. Хвойные по своему значению занимают второе место после цветковых растений. Русское название хвойные происходит от слова "хвоя", которым обычно обозначают игловидные листья таких их представителей, как сосна, ель, пихта. Однако не у всех хвойных листья представляют собой "хвою". Хвойные насчитывают около 560 видов. Они образуют леса на обширных пространствах Северной Евразии и Северной Америки, в умеренных областях Новой Зеландии, Австралии, Южной Америки, много эндемичных родов и реликтовых видов сосредоточены вдоль бассейна Тихого океана.

Э К О Л О Г И Я Г О Л О С Е М Е Н Н Ы Х

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.

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.

У многих хвойных листья бывают двух типов: зеленые фотосинтезирующие и коричневые чешуевидные; обычно сидячие, иногда - с коротким черешком. Узкие листья имеют одну неразветвленную жилку, широкие снабжены несколькими параллельными жилками, причем средняя выделяется. Длина листьев различная. Кроме нескольких листопадных форм (лиственница, таксодиум), листья хвойных вечнозеленые, плотные, жесткие и кожистые. Листорасположение обычно спиральное, реже супротивное или мутовчатое (кипарисовые).

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
Можжевельник (около 60 видов)	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 медицине

К голосеменным относится около 700 видов деревьев и кустарников, размножающихся семенами. Голосеменные возникли в девонском периоде палеозойской эры от первичных разноспоровых папоротников, вымерших в начале каменноугольного периода. Наивысшего расцвета голосеменные достигли в конце палеозойской и в мезозойскую эру. К концу мезозоя многие группы голосеменных вымерли. Голосеменные - это растения имеют семя, не защищенное околоплодником, а лишь прикрытое до времени семенной чешуёй.

Процесс оплодотворения у голосеменных не зависит от присутствия воды. В спорангиях образуются два вида спор - микроспоры (мужские споры) и мегаспоры (женские споры). Микроспоры дают начало мужскому гаметофиту, состоящему всего из нескольких клеток. Мегаспора находится внутри спорангия, она образует женский гаметофит. Мегаспорангий вместе с окружающим его покровом называется семязачатком или семяпочкой . После оплодотворения яйцеклетки из семязачатка развивается семя. Перенос пыльцы ветром и образование пыльцевой трубки, по которой спермий проникает в яйцеклетку, обеспечивают независимость оплодотворения от наличия капельно - жидкой влаги.

В стебле на поперечном разрезе различают тонкую кору, хорошо развитую древесину и плохо выраженную сердцевину. В старых стволах сердцевина едва заметна. Древесина голосеменных устроена проще, чем у цветковых растений, она состоит в основном из трахеид. Паренхимы в древесине очень мало или она совсем отсутствует. У многих видов в коре и древесине имеются смоляные каналы, заполненные смолой, эфирными маслами и другими веществами.

Листья у большинства хвойных жесткие, игольчатые (хвоя) и не опадают в неблагоприятное время года. Они покрыты толстым слоем кутикулы, устьица погружены в ткань листа, что снижает испарение воды.

Появление семени - важный ароморфоз в эволюции голосеменных растений. Запас питательных веществ в семени обеспечивает жизнь и развитие зародыша в самом уязвимом - начальном периоде онтогенеза. Прочные семенные покровы защищают зародыш от неблагоприятных факторов среды. Эти эволюционные приобретения и независимость оплодотворения от присутствия воды послужили причиной широкого распространения голосеменных на суше.

Голосеменных растения играют важную роль в хозяйственной деятельности человека. Многие из них - прекрасный строительный материал. Сердцевина некоторых тропических форм (например, саговниковых) употребляются в пищу.

Семенные растения (Spermatophyta )

Вымершие :

1.Беннеттитовые (Bennettitophyta)

2.Семенные папоротники (Pteridospermatophyta)

Ныне живущие: более 700 видов:

3. Гинкговидные (Ginkgophyta )

4. Гнетовидные (Gnetophyta )

5. Саговниковидные, или Цикадовые (Cycadophyta )

6. Хвойные, или Сосновые (Pinophyta )

У Гинкговых в настоящее время сохранился только один представитель - гинкго двулопастной (Ginkgo biloba ) – реликтовое растение (живое ископаемое), эндемик Восточного Китая.

Это листопадное двудомное растение

Листья гинкго имеют своеобразную вееровидную лопастную пластинку, сидящую на тонком черешке.

Разводят гинкго в культуре уже около 150 лет. Семена его съедобны, но выращивают это дерево благодаря декоративности и устойчивости к загрязнению воздуха, кроме того, этот вид является источником для производства лекарственного средства Танакана.

К классуГнетовых, или оболочкосеменных (Gnetopsida ) относятся три изолированных друг от друга порядка: эфедровые (Ephedrales ), вельвичивые (Welwitschiales ) и гнетовые (Gnetales ).

Они обладают рядом общих признаков :

Двусемядольные зародыши

Дихазиальное ветвление собраний стробилов

Похожие на околоцветник покровы вокруг стробилов

Общие черты в строении оболочки пыльцевых зёрен

Отсутствие смоляных каналов

Супротивное листорасположение

Хво́йник , или эфе́дра (лат.Éphedra ) - единственный род в порядке Эфедровые (Ephedrales ). Эти растения встречаются в районах с сухим климатом на большей части Северного полушария.

Чаще кустарники высотой от 2-7 см до 1,5-5 м, с чле-нистыми, зелёными побегами. Листья очень маленькие, редуцированные до чешуевидных влагалищ.

Некоторые виды эфедры, в основном эфедра хвощевая (E. equisetina ), служат источником сырья для получения алкалоида эфедрина . Эфедрин обладает эффектом, возбуждающим центральную нервную систему.

Вельвичия растёт на юге Анголы и в Намибии -

в каменистой пустыне Намиб, тянущейся вдоль побережья Атлантического океана. Растение редко встречается далее, чем в ста километрах от берега, - это примерно соответствует тому пределу, которого достигают туманы, являющиеся для вельвичии основным источником влаги.

Скорость роста листьев - 8-15 см в год. Длина каждого листа составляет 2-4 м (иногда до 8 м) при ширине около метра.

Вельвичия - двудомное растение.

Цвет стробилов - сначала зелёный, затем от рыжего до тёмно-малинового.

Гнетум – единственный род порядка, класса. Лианы, реже кустарники или деревья, своими вегетативными органами похожие на покрытосеменные растения. Около 40 видов, растущих во влажных тропических лесах Юго-Восточной Азии, Океании, Западной Африки и Южной Америки.

Вид Гнетум гнемон, или Мелинжо распространён в тропических странах Азии (Индия, Камбоджа, Мьянма,

Таиланд, Вьетнам, Индонезия, Малайзия, Папуа Новая Гвинея) и тихоокеанских островах. Семена в спелом состоянии приобретают цвет от жёлтого до тёмно-красного. Семена, молодые листья и соцветия мелинжо используют в пищу как овощи. Мука из поджаренных семян используется для приготовления тонких сухих лепёшек, которые затем обжаривают в масле, получая что-то вроде чипсов. Кора, как и у некоторых других видов гнетума, применяется для получения прочного волокна, из которого делают нитки и верёвки.

Саговниковидные - древняя группа, шире всего представленная в мезозое. Это небольшая и очень обособленная группа тропических и субтропических голосе-менных, которая ранее состояла только из одного семейства, в настоящее время разде-лена на семейства:

Саговниковые,

Стангериевые и

Замиевые.

Сейчас выделяют 305 описанных видов в 10-12 родах и 2-3 семействах.

Это древовидные двудомные растения, напомина-ющие внешним обликом пальмы. Наиболее крупные представители достигают высотой 20 м и имеют ствол толщиной 1 м.

Хвойные - наиболее обширный и представительный отдел (класс) среди голосеменных (55 родов, 560 видов), семена которых развиваются в шишках. Все современные виды - древесные растения, преобладающее их боль-шинство - деревья, есть и кустарники. Типичные предста-вители - кедр, кипарис, пихта, можжевельник, листвен-ница, ель, сосна, секвойя, тис и каури (агатис).

Хвойные растения произрастают в дикорастущем виде почти во всех частях света. Часто они преобладают над другими растениями, например, в таких биомах, как тайга. Хвойные растения имеют неоценимое экономическое значение, в основном в качестве лесоматериала и сырья для производства бумаги.

Хвойные включает в себя один ныне существующий
и три вымерших порядка. Вымершие – Кордаитовые, Войновскиевые, Вольциевые.
Настоящие хвойные - Сосновые (Pinales ) .

Большинство хвойных - растения вечнозеленые, но встречаются и листопадные (например, лиственница).

Хвойные бывают однодомные и двудомные. Стробилы всех хвойных раздельнополые.

Семейства хвойных : сосновые, араукариевые, подокарповые, кипарисовые, тисовые, сциадопитисовые, головчатотисовые.

Сосновые (Pinaceae ) включают 10 родов и около 250 видов. Распространены представители семейства преимущественно в Северном полушарии.

Единственный вид, пересекающий экватор и заходящий в Южное полушарие - сосна Меркуза (Pinus merkusii ).

Самый большой род в порядке - Pinus (сосна) - около 100 видов.

Кроме сосен широко распространены ели (Picea ),

лиственницы (Larix ), пихты (Abies ). Род кедр (Cedrus ) имеет 4 вида. Три из них встречаются в странах Средиземноморья (кедр ливанский, к. атласский, к. коротко-хвойный), один обитает в Гималаях (кедр гималайский).

Кроме перечисленных родов, к семейству относятся роды кетелеерия (Keteleeria ), тсуга (Tsuga ), псевдотсуга (Pseudotsuga ), катайя (Cathaya ) и др.

Псевдотсуги на западе США и Канады образуют обширные величественные леса и имеют там наибольшее значение.

Араукаривые (Araucariales ) - в ечнозелёные, очень высокие (75 м, до 90 м) деревья. Для них характерен веткопад - опадение в жаркий период лета или осенью однолетних побегов растений. Семейство состоит из трёх родов - Каури, или Агатис (Agathis ), Араукария (Araucaria ) и Воллемия (Wollemia ), объединяющих 41 вид.

Семена многих араукариевых съедобны, их смолу применяют для изготовления натуральных лаков.

Подокарповые (Podocarpaceae ) включают 9 родов
и 140 видов, которые распространены главным образом
в Южном полушарии.

В основном подокарповые представлены кустарни-ками и небольшими деревьями.

Кипарисовые. По результатам филогенетических исследований семейство Кипарисовые (Cupressaceae ) было увеличено за счёт включения в него растений из семейства Таксодиевые (Taxodiaceae ), ранее рассма-триваемого как отдельное.

Кипарисовые - кипарис, кипарисовик, туя, можжевель-ник, микробиота.

Таксодиевые - секвойя, секвойядендрон, таксодиум – исполины растительного мира.

Тисовые (Taxaceae ) распространены в тропических и теплоумеренных областях Северного полушария.

Это вечнозеленые кустарники и деревья с двурядно расположенными ланцетными и линейными листьями. Большинство видов вечнозелёные и лишь немногие теряют на зиму листья. Насчитывают 5 родов и 24 вида.

Шишки мелкие, однополые. Микростробилы в виде небольших колосков на концах побегов или по бокам их; мегаспорофилл крайне редуцирован и состоит иногда лишь из одного (или двух) семязачатков. При семени иногда развивается мясистое, яркое образование - ариллус.

Тисс ягодный - самое тепловыносливое дерево из хвойных.

Сциадопитисовые (Sciadopityaceae ). Единственный вид - Сциадопитис мутовчатый (Sciadopitys verticillata ). В естественных условиях растёт только в Японии, где он сохранился во влажных горных лесах на высоте от 500 до 1000 метров над уровнем моря в защищенных от ветра местах. В другие геологические эпохи ареал этого рода был огромен: остатки сциадопитиса найдены в меловых отложениях в Гренландии, Норвегии, на Урале, в Якутии.

Представляет собой вечнозелёное дерево с пирами-дальной кроной; в Японии достигает сорока метров в высоту со стволом до четырёх метров в обхвате. Растёт очень медленно. Растение примечательно своей хвоей, уникальной для представителей отдела Хвойные: уплощённые иголки длиной до 15 см образуют ложные мутовки (по 10-30 в каждой) и раздвинуты в стороны подобно спицам зонтика.

Головчатотисовые (Cephalotaxaceae ) - небольшое семейство хвойных растений, состоящее из трёх родов и около 20 видов. Головчатотисовые являются близкими родственниками тисовых, отличаются от них строением семян и длительным временем их созревания (18-20 месяцев против 6-8).

Распространены в основном в Восточной Азии.

Представители: тис головчатый (Cephalotaxus ),

аментотаксус (Amentotaxus ) и

торрея (Torreya ).

Хвойные - наиболее многочисленная группа голосеменных растений. Мужские стробилы образованы микроспорофиллами, на нижней стороне которых находятся по два микроспорангия - пыльцевых мешка , в которых образуется пыльца. Пыльцевые зерна разносит ветер.

Мегастробилы имеют две чешуи - семенную чешую , на верхней поверхности которой располагаются два семязачатка и стерильную кроющую чешую . В центре каждого семязачатка развивается эндосперм, или заросток (женский гаметофит). В верхней части эндосперма закладываются два архегония с крупными яйцеклетками.

У многих хвойные кроющие и семенные чешуи срастаются и образуют более или менее плотные собрания, которые часто называютженскими шишками .

Процесс развития шишек у хвойных занимает до 2 лет. Семязачатки к моменту созревания выделяют каплю клейкой жидкости, которая улавливает пыльцевые зерна. Пыльца попадает в микропилярную камеру и там продолжает свое развитие. Оплодотворение же происходит много позже.

Зародыш хвойных развивается из зиготы. Параллельно образованию зародыша из ткани женского гаметофита формируется гаплоидный эндосперм, а из покрова семязачатка - кожура семени. Таким образом, весь семязачаток превращается в семя.

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.

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.

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

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.

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.

Общая характеристика

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.

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

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

чешуевидные;
игольчатые;
перистые;
двулопастные;
разветвлённые.

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

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

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

Классификация

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).

Семейство Сосновые

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

Сосна - 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, заменяясь 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 удлинённых 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.

Секвойя - самое высокое хвойное дерево, произрастающее в Северной Америке. Его высота может достигать 112 метров.

Рис. 3. Представители семейства хвойных.

Значение голосеменных растений

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

*Название*	*Значение в природе*	*Значение для человека*
	– 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.
		Строительный материал, ландшафтный дизайн.
		Изготавливают бумагу, источник витамина С, лекарственное растение, используют в ландшафтном дизайне.
Лиственница		Изготовление скрипок, строительный материал, ландшафтный дизайн.

Что мы узнали?

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 вечнозелёной. 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.