Пальма покрытосеменное или голосеменное
Обновлено: 30.06.2024
Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов
Сертификат и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
Семенные растения Голосеменные Покрытосеменные
Споры – мелкие гаплоидные клетки, содержат мало питательных веществ и часто имеют малую жизнеспособность. В связи с этим для прорастания и последующего развития необходимо сочетание многих благоприятных условий. У семенных растений имеется пыльцевая трубка, по которой мужская гамета движется к женской. В семени содержится запас питательных веществ , необходимый на первых этапах его развития. Семенная кожура защищает семя от неблагоприятных природных факторов. Половой процесс у семенных растений не связан с капельно-жидкой средой, что позволило семенным растениям широко распространиться по Земле. Для осуществления полового процесса (оплодотворения) споровым растениям необходима вода. Это ограничивает распространение споровых растений. В чем преимущества семенного размножения над споровым?
Отдел Голосеменные Насчитывают более 700 видов. Впервые появились в девоне, расцвет - в мезозое. Жизненные формы: деревья или кустарники и очень редко - лианы; травянистых растений среди них нет. Хвойные леса называются тайгой. Реликтовые виды: гинкго, секвойя, мамонтово дерево.
? ? ? Органы Голосеменных Стебель Деревянистый Ветвление моноподиальное Проводящая ткань – трахеиды Много смоляных ходов Листья игловидные - хвоя Корень Стержневой Корень часто с микоризой
Листья голосеменных игловидные - хвоя. Листья вечнозеленые, продолжительность их жизни различна: у ели – 5-12 лет, у сосны – 2 года, у лиственницы – 1 вегетационный период. Хвоя разной длины (до 45 см). Листья располагаются поодиночке (у ели), по два (у сосны) или несколько в пучках (у лиственницы). Укороченный побег Хвоя Листья жесткие, покрыты толстым слоем кутикулы. Устьица погружены в углубления, заполненные воском (что уменьшает испарение).
Шишка – видоизмененный побег Половые клетки голосеменных созревают в специальных органах - шишках. Женские шишки располагаются на верхушках побегов, имеют красноватый цвет. Мужские шишки располагаются у основания побегов, мелкие, овальные. зеленовато - желтые Шишки хвойных раздельнополые
На чешуйках мужских шишек развиваются по 2 пыльцевых мешочка. В них созревает пыльца. Пыльца - пыльцевое зерно, состоит из вегетативной и генеративной клеток и 2-х воздушных мешочков, которые придают легкость пыльце. Пыльца легко может переноситься ветром. Вегетативная клетка при попадании на семязачаток, формирует пыльцевую трубку. Генеративная клетка после деления образует два спермия. вегетативная и генеративная клетки воздушный мешочек Мужские шишки Мужской гаметофит крайне редуцирован и представлен пыльцевым зерном.
Женские шишки Состоят из чешуй (1), на которых находятся 2 семязачатка. В семязачатках располагается по одной крупной яйцеклетке (2). На верхушке семязачатка имеется отверстие - пыльцевход, или микропиле (3). 2 3 1 Женский гаметофит крайне редуцирован
Созревшая пыльца разносится ветром и попадает на семязачаток - опыление. После опыления чешуи женских шишек смыкаются и склеиваются смолой. Оплодотворение происходит через 12-14 месяцев после опыления. В оплодотворении участвует только один спермий, второй погибает. В результате оплодотворения образуется зигота. Из зиготы формируется зародыш семени, а семязачаток превращается в семя. В адаптивном отношении чрезвычайно важно, что впервые в эволюции растений процесс оплодотворения становится независимым от капельно-жидкой водной среды. В цикле развития Голосеменных преобладает спорофит.
Семена сосны созревают через полтора года после опыления, а высыпаются из шишек почти через 2 года. Каждое семечко снабжено крылышком – приспособление для распространения ветром. Семена сосны
Сравнение строения сосны и ели
Сравнение строения сосны и ели Сравниваемые признакиСоснаЕль 1. Отношение к светуСветолюбиваТеневынослива 2. Требовательность к почве и влагеНеприхотлива Увлажненная почва, богатая пит. в-вами 3. КронаНа вершине стволаПирамидальная 3. Время жизни хвои2 – 3 года5 – 7 лет 4. Расположение хвои на побегахПо 2 По 1 5. Строение стержневой корневой системыРазвит главный кореньГлавный корень слабый, боковые развиты хорошо
Ответьте на вопросы 1. Почему в лесу нижние ветки сосны отмирают? 2. Почему у ели в лесу сохраняются нижние ветви? 3. Почему ураганный ветер обычно не выкорчевывает сосны, а ломает их стволы? 4. Почему во время бури ветер выкорчевывает ели? 5. Как располагается хвоя на побегах сосны? 6. Как располагается хвоя на побегах ели? 7. Что такое хвоинка? 8. Что такое шишка?
ОТДЕЛ ГОЛОСЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ Класс Гинкговые Класс Гнетовые Класс Саговниковые Класс Хвойные 1 вид Гинкго двулопастное Семейства: Эфедровые Араукариевые Вельвичиевые Семенные папоротники Беннетиты Саговники Семейства: Таксодиевые Тиссовые Кипарисовые Сосновые
Гинкго двулопастный называют живым ископаемым, т.к. его ближайшие виды вымерли десятки миллионов лет назад. Расцвета достигли в меловом периоде мезозойской эры. Реликтовые голосеменные Гинкго Гинкго в дикорастущем виде встречается сейчас только в горах Западного Китая. Это высокое листопадное дерево, достигающее 40 м высотой и 4,5 м в диаметре. Гинкго очень долговечен, доживает до 2000 лет. Класс Гинкговые
Декоративные голосеменные Араукария Класс Гнетовые Семейство Араукариевые Шишки шаровидные до 35 см. максимальный возраст 2000 лет.
Декоративные голосеменные Класс Гнетовые Семейство Вельвичиевые Листья достигают 2–3 м в длину и постоянно нарастают у основания. На верхушке расщепляются и отмирают. Влагу поглощают из густого тумана через многочисленные устьица на обеих сторонах листьев. Вельвичия удивительная
Отпечаток семенного папоротника Декоративные голосеменные Класс Саговниковые Семенные папоротники, в отличие от папоротников обыкновенных, размножаются не спорами, а семенами. Представляют собой промежуточный этап эволюции между папоротниками и цикадовыми растениями, похожими на современные пальмы.
Реликтовые голосеменные Секвойя Секвойи. Их называют мамонтовыми деревьями, так как они вполне могли быть современниками мамонтов. Продолжительность их жизни достигает 5 000 лет! Семейство Таксодиевые Класс Хвойные
Декоративные голосеменные Тисс ягодный Класс Хвойные Семейство Тиссовые
Декоративные голосеменные Кипарис Можжевельник Класс Хвойные Семейство Кипарисовые Туя
Декоративные голосеменные Ель голубая Класс Хвойные Семейство Сосновые Характерная особенность пихт: шишки у них, в отличие от других хвойных, растут вверх, а хвоя плоская. Пихта
Сосна кедровая (Кедр) Отдел голосеменные Лиственница Класс Хвойные Семейство Сосновые
Значение голосеменных В природе: Формируют сообщества, называемые хвойными лесами. Имеют водоохранное и противоэрозийное значение. Хвоя, молодые побеги, семена шишек – пища многим животным. Для человека: Древесина – ценное сырье для целлюлозно-бумажной промышленности. Древесина - сырье для получения канифоли, скипидара, спирта, бальзамов, эфирных масел для парфюмерной промышленности. Древесина лиственницы используется на шпалы и телеграфные столбы. Хвоя – источник витаминов, эфирного масла. Имеют декоративное значение.
Краткое описание документа:
Презентация "Классификация растений. Голосеменные" представляет собой электронное учебное пособие, которое можно использовать при изучении ботаники, подготовке к ГИА, подготовке к единому государственному экзамену, подготовке к предметной олимпиаде. Презентация раскрывает характерные особенности строения, жизнедеятельности и цикла развития голосеменных. Особое внимание уделено преимуществам семенного размножения над споровым. Представленный материал о многообразии и значении голосеменных способствует развитию познавательных интересов обучающихся.
На юге Черноморского побережья Кавказа, в Батумском ботаническом саду можно увидеть интересное вечнозеленое растение. Внешне оно напоминает низкорослую пальму с толстым стволом, не превышающим человеческий рост. Верхушку ствола венчает пучок торчащих в разные стороны длинных, перистых, с темно-зеленой, как бы лакированной поверхностью листьев. Несмотря на внешнее сходство, к пальмам это растение отношения не имеет, а относится к совсем другой группе – классу саговниковых (Cycadopsida) отдела голосеменных растений.
В настоящее время на Земле существует 120–130 видов саговниковых. Встречаются они в Африке, Америке, Юго-Восточной Азии, на островах Индийского и Тихого океанов и в Австралии. В каждом районе произрастают в основном эндемичные растения – африканские роды саговников не встречаются в Америке, а австралийские – в Африке.
Растут саговниковые преимущественно в прибрежных областях, вблизи океана, встречаются даже на коралловых рифах. Интересно, что при этом их семена, попадая в соленую воду, быстро теряют всхожесть и поэтому не могут распространяться по морю, как у многих цветковых растений, произрастающих в тех же районах. Чистых зарослей саговниковые почти нигде не образуют, встречаясь обычно поодиночке или небольшими группами среди кустарниковых зарослей, образованных другими растениями. Только саговник поникающий на побережьях островов Рюкю в Японии образует более или менее однородные заросли.
Внешний облик саговниковых многообразен. Многие из них похожи на пальмы – прямой неразветвленный ствол высотой обычно от 1 до 7 м с розеткой листьев на вершине. В дождевых лесах на северо-востоке Австралии саговниковые представлены крупными деревьями высотой до 20 м.
Если у пальм верхушку стебля венчает одна воронковидная крона из нескольких десятков крупных листьев, то у некоторых саговниковых, например у саговника поникающего (Cycas revoluta), на стебле можно наблюдать до 5 крон одновременно. Причем в каждой такой кроне может быть до 100–150 листьев. Некоторые саговниковые образуют подобие куста, когда ствол ветвится у основания, образуя целую заросль. Такая форма роста характерна, например, для энцефаляртоса превосходного (Encephalartos princeps), растущего в Африке.
Саговник поникающий
Листья саговниковых перистые, плотные, покрытые толстым слоем кутикулы. Их центральные стержни часто снабжены острыми шипами, нередко колючкой заканчиваются и листовые лопасти. Листья карликовых замий имеют 5–6 см в длину, у крупных саговников они могут достигать 3 м, а у растений рода энцефаляртос – 5–6 м.
Растут саговниковые очень медленно. Сведения о продолжительности их жизни несколько противоречивы. Высказываются предположения, что они могут жить до нескольких тысяч лет. А продолжительность жизни одного листа составляет от 3 до 10 лет.
Стебли саговниковых отличаются мощной сердцевиной и многослойной корой, древесина же представлена узким, едва заметным слоем. Прочность стеблям придает только кора, наружные слои которой состоят из мертвых клеток, пропитанных воскоподобным веществом – суберином. Сердцевина занимает примерно 1/3 объема стебля и состоит из крупных, тонкостенных клеток, заполненных крахмалом. Между ними проходят слизевые каналы, содержащие водянистые слизистые вещества, превращающиеся при высыхании в прозрачную кристаллическую массу.
Местные же жители использовали сок из семян саговников и необработанный крахмал как сильнодействующий яд, а также в медицинских целях – при различных кожных заболеваниях, ранах, опухолях, как местное раздражающее, болеутоляющее и рвотное средство. Считается, что некоторые саговниковые являются хорошим противоядием при укусах ядовитых змей. Но в официальной медицине препараты из саговников не применяются из-за их высокой токсичности.
Мужские гаметы в пылинках саговниковых образуются только спустя несколько месяцев после опыления, т.е. попадания пылинки на семязачаток. Они носят название сперматозоидов, а не спермиев, так как сохранили подвижность, необходимую предковым формам голосеменных для оплодотворения в воде. Сперматозоиды саговниковых – самые крупные мужские гаметы из всех до сих пор известных не только в растительном мире, но и среди всех живых организмов вообще. У замии флоридской сперматозоиды имеют размер около 325 мкм и видны невооруженным глазом!
В общей сложности между моментом опыления и оплодотворением у саговниковых проходит около полугода. В течение этого времени семязачатки растут и достигают размеров зрелого семени. Как и у всех семенных, сперматозоид саговниковых достигает яйцеклетки по пыльцевой трубке, которая образуется из разросшейся сперматогенной клетки пылинки.
Семена саговниковых крупные (у некоторых замий и представителей рода собственно саговников они достигают в длину до 8 см) и покрыты мощной двуслойной кожурой. Семена обычно имеют яркую окраску разных оттенков желтого и красного и распространяются различными животными – медведями, дикими свиньями, обезьянами, грызунами и даже слонами. В Австралии семена саговников переносятся летучими лисицами.
В классе саговниковых имеется только один порядок и три семейства или, по мнению других ботаников, три подсемейства одного семейства.
Женские и мужские растения замии карликовой
Подсемейство (или семейство) собственно саговниковых включает единственный род саговник (Cycas) и от 8 до 20 видов, произрастающих в Австралии, Юго-Восточной Азии и на островах Индийского и Тихого океанов. Некоторые из них достигают высоты 10–15 м. Стволы саговников, как и стволы пальм, одеты в чехлы из оснований отмерших листьев. Наиболее известный представитель рода – саговник поникающий, широко распространен как декоративное растение. Именно его можно увидеть в Батумском ботаническом саду. Родина саговника поникающего – субтропическая Южная Япония, где его листья в течение столетий используются для цветочных композиций. В настоящее время эти листья после специальной обработки и сушки экспортируются Японией в США и страны Западной Европы.
Не менее популярен в субтропических и тропических парках и ботанических садах саговник завитой (C.circinalis) – очень декоративное растение, распространенное в диком виде весьма широко – в пределах почти всей территории родового ареала. Интересно, что в культуре этот саговник размножают не семенами, а своеобразными отростками на стволах взрослых растений. Семенного же размножения стремятся избегать из-за того, что стробилы мужских экземпляров этого растения издают дурной запах.
В отдельное подсемейство (или семейство) саговниковых выделяют стангерию шерстистую (Stangeria eriopus) – растение, встречающееся только в прибрежной зоне Капской провинции Юго-Восточной Африки. Внешне стангерия скорее напоминает не пальму, а папоротник. Ее толстый, похожий на морковку, корень переходит в короткий подземный стебель, достигающий в диаметре 10 см. Над поверхностью почвы возвышается обычно два двухметровых листа. Семена стангерии поедают обезьяны.
Литература
Жизнь растений. Т. 4. – М.: Просвещение, 1978.
Петров В.В. Чудеса наших субтропиков. – М.: Наука, 1976.
1 Саго также получают из стволов некоторых настоящих пальм – корифы, кариоты и метроксилона. Делают и искусственное саго, особым образом скатывая шарики из картофельного крахмала.
2 Точнее – стробилы. Шишками в ботанике традиционно называют только стробилы (собрания спороносных листочков) растений из класса хвойных.
Живыми ископаемыми обычно называют отдельных животных и растения, чудом доживших до наших дней, хотя их ближайшие родственники, когда-то разнообразные и многочисленные, давно вымерли. Классический пример живых ископаемых — латимерия, представитель кистеперых рыб, известных ранее (до поимки живой латимерии и описания ее учеными) только по ископаемым остаткам с девона до верхнего мела (от 380 до 75 миллионов лет назад). Другой пример — членистоногое (из хелицеровых) мечехвост, родственники которого известны из отложений ордовика (см. также: Ordovician), 488–443 миллиона лет назад. Из растений обычно сразу вспоминают гинкго — особого представителя отдела голосеменных (к которым относятся сосны, ели и другие хвойные), а также своеобразную группу саговников (см. также: Cycad).
Внешне саговники напоминают пальмы, но пальмы — это покрытосеменные, цветковые растения, а саговники — голосеменные, дальние родственники гинкговых и вымерших семенных папоротников. Правда, в последнее время саговников чаще не относят к голосеменным, а считают самостоятельным отделом семенных растений, а иногда даже просто отдельным порядком (отрядом) саговниковых (Cycadales). Органы размножения саговников — стробилы (шишки) мужские и женские, причем образуются они на разных растениях. Пыльца разносится ветром и насекомыми, попадает на женские шишки, а потом прорастает, причем на определенной стадии формируются крупные подвижные сперматозоиды (сам по себе очень древний признак, напоминающий о водной среде обитания их далеких предков).
В настоящее время саговников насчитывается около 300 видов, представителей 11 родов. Распространены они в тропических и субтропических районах Австралии, Юго-Восточной Азии, Африки и Центральной Америки. Большинство видов, произрастающих в природе, нуждается в защите и включены в Красную книгу Международного союза охраны природы (The IUCN Red List of Threatened Species).
Хотя и ископаемые и современные саговники изучаются весьма интенсивно, остается неясным происхождение ныне живущих видов. Являются ли они представителями разных древних групп саговников или же потомками какой-то одной крайне небольшой группы, прошедшей через бутылочное горлышко низкой численности, но позднее давшей веер ныне существующих форм. Ответить на этот вопрос попытались недавно Натали Нагалингум (Nathalie Nagalingum) из Дендрария Арнольда (Arnold Arboretum) Гарвардского университета (Массачусетс, США) и ее коллеги из нескольких других научных учреждений США.
Чтобы оценить возраст ныне существующих видов, Нагалингум и ее соавторы воспользовались методом молекулярных часов. За основу были взяты данные по ядерному (то есть содержащемуся в ядре клетки) гену PHYTOCHROME P для 199 видов саговников из всех 11 родов. Кроме того, для ряда видов имелись сведения о генах в пластидах (см. также: Plastid), что давало возможность выборочной независимой проверки получаемых результатов. Для того чтобы расхождение тех или иных видов привязать к шкале времени (провести калибровку шкалы), необходимо иметь точку отсчета (репер). В качестве такой точки взяли возможный возраст общего предка саговников и гинкговых. Согласно палеонтологическим данным, расхождение этих двух групп семенных растений произошло 270 миллионов лет назад. Три дополнительные точки для калибровки дали ископаемые остатки представителей современных родов.
Филогенетическое древо саговников, построенное на основании анализа гена PHYTOCHROME P. Горизонтальная шкала внизу — миллионы лет. Справа (панель B) показаны в увеличенном масштабе последние 25 миллионов лет (миоцен, плиоцен). В качестве репера для калибровки шкалы времени использованы данные по гинкго (самая верхняя ветвь на дендрограмме). Расхождение ветвей гинкговых и саговниковых произошло еще в палеозое, более 250 миллионов лет назад. Хорошо видно, что видовое разнообразие ныне существующих родов саговников, произрастающих в разных районах Земного шара (карта внизу слева), сформировалось совсем недавно (10–5 миллионов лет назад), хотя в целом группа саговников процветала в юрском (Jurassic) периоде и начале мелового (Cretaceous), 200–65 миллионов лет назад. Рис. из обсуждаемой статьи в Science
Удивительно, но возраст всех ныне живущих саговников попадал в сравнительно небольшое временное окошко — от 13,4 до 5,2 миллионов лет назад, время, которое называют средним и поздним миоценом. Возрастание видового разнообразия современных саговников на всех четырех континентах происходило практически одновременно, свидетельствуя о том, что наиболее вероятная причина этого — крупномасштабные климатические сдвиги. Возраст самых старых из ныне существующих видов — не более 12 миллионов лет, процесс же диверсификации (возникновение веера форм) в пределах таких богатых видами родов как Cycas, Encephalartos, Macrozamia и Zamia занял не более 5 миллионов лет.
Немаловажную роль в эволюции саговников, видимо, играли и взаимоотношения с другими организмами, в первую очередь — с микоризообразующими грибами, опылителями и животными фитофагами. Некоторые саговники опыляются жуками, причем одна из таких специализированных групп жуков оказалась эволюционно молодой, то есть их коэволюция с саговниками происходила также недавно.
Пример саговников показывает, что прохождение какой-то группы организмов через бутылочное горлышко низкой численности, через состояние, близкое к вымиранию, на самом деле может быть пережито, а немногие оставшиеся организмы при наступлении более благоприятных условий могут снова породить разнообразие форм.
Источник: N. S. Nagalingum, C. R. Marshall, T. B. Quental, H. S. Rai, D. P. Little, S. Mathews. Recent synchronous radiation of a living fossil // Science. 2011. V. 334. P. 796–799.
См. также:
Susanne S. Renner. Living fossil younger than thought // Science. 2011. V. 334. P. 766–767.
47.387. Царство Растения (мхи, папоротники, голосеменные)
Общая схема жизненного цикла высших растений
Отдел Моховидные
Как мы уже сказали, мхи – тупиковая ветвь в развитии растений на Земле. Они являются одними из самых примитивных растений, однако распространены достаточно широко в регионах с влажными почвами. Зачем им нужна влага? Сейчас мы ответим на этот вопрос.
У этих растений отсутствуют корни. Функцию прикрепления к субстрату и всасывания необходимых веществ выполняют ризоиды (выросты эпидермиса). Тело мхов часто (однако не всегда) разделено на стебель и листья. Ткани у мхов развиты гораздо меньше, чем у других высших растений, а ксилема и флоэма (компоненты проводящей ткани) в принципе отсутствуют.
Ниже представлено изображение одного из самых знаменитых представителей моховидных – кукушкиного льна. Цифрой 1 обозначено мужское растение, 2 – женское, под цифрой 3 скрыта коробочка, которая несет в себе споры.
Спорофит мхов представлен коробочкой на ножке, которая внедряется в ткань гаметофита (взрослого мха) и доставляет спорофиту воду и питательные вещества. Таким образом, спорофит мха полностью зависим от гаметофита и не способен к самостоятельному существованию. На спорофите образуются споры, которые способны прорастать лишь в благоприятных условиях. Из них развивается протонема (зеленая нить), которая дает начало гаметофиту.
Важно отметить, что для размножения мхам необходима вода. Их сперматозоиды переносятся к яйцеклеткам только в капельно-жидкой среде. Именно этот факт ограничивает распространение мхов (и других споровых растений) по Земле.
Экология моховидных
Моховидные - одни из первых наземных растений, мало изменившиеся за время своего существования. Они обитают во влажных местах, часто под пологом леса, а также на болотах и на полях с кислыми почвами. В настоящее время в этом отделе выделяют около 15 тысяч видов.
Они способны впитывать и удерживать большое количество влаги, и поэтому способствуют поддержанию водного режима местности. Также они часто обеспечивают условия для сохранения и прорастания спор голо- и покрытосеменных растений.
Способность мхов всасывать и удерживать в себе жидкость ранее использовалась при наложении гемостатических повязок в случае отсутствия более надежных средств.
Сфагнум – один из самых известных представителей отдела – не гниет в толще отложений, поэтому в течение многих лет участвует в формировании торфа, который широко используется в качестве топлива и источника органических удобрений.
Также из мхов выделяют некоторые химические вещества, используемые как в домашнем хозяйстве, так и в промышленности.
Папоротниковидные
Папоротниковидные – более развитые споровые растения по сравнению со мхами. Этот отдел растений возник очень давно, еще в период Девона. К настоящему виду отдел насчитывает около 12 тысяч видов. Папоротники широко распространены во влажных тропических лесах, где до сих пор встречаются их древовидные формы.
Как и мхи, папоротники чувствительны к наличию влаги в окружающей среде, так как от нее зависит их размножение и распространение.
На обратной стороне листа расположены сорусы – скопления спорангиев.
В жизненном цикле папоротников преобладает спорофит. Он представлен взрослым растением, которое мы можем видеть в лесах. Гаплоидные споры у папоротников формируются на обратной стороне листа и распространяются на большие территории при помощи ветра, из них в благоприятных условиях вырастает гаметофит – заросток. Это небольшое (обычно около полусантиметра) зеленое растение, живущее недолго и формирующее гаметы. Заросток часто имеет сердцевидную форму. Гаметофиты обычно двуполые. При слиянии гамет (в водной среде!) формируется новое растение – диплоидный спорофит, развивающийся из зиготы.
Экология папоротниковидных
Папоротники, как и мхи, способны существовать в основном только во влажной среде обитания, это ограничивает их распространение по земному шару. Однако число видов этих растений достаточно велико.
Папоротники являются важными компонентами многих растительных сообществ, особенно в тропических и субтропических лесах.
Человек использует папоротники в различных сферах: некоторые папоротники выращиваются в декоративных целях, некоторые употребляются в пищу, из отдельных видов получают экстракты лекарственных веществ.
Голосеменные
Голосеменные – потомки древних папоротниковидных, впервые возникшие около 350 млн лет назад (в конце девонского периода). Своего расцвета эта группа растений достигла в мезозойскую эру. Этот период был связан с образованием гор, поднятием материков над уровнем мирового океана и, следовательно, иссушением климата. Позже, с приходом покрытосеменных, голосеменные утратили свое господство.
Ранее в отделе выделяли 6 классов, однако 2 из них (семенные папоротники и бенннетиговые) полностью вымерли. В настоящее время класс включает в себя всего 900 видов, но, несмотря на малое разнообразие, эти виды очень широко распространены по Земле. В частности, в умеренных широтах Северного полушария они формируют огромные хвойные леса – тайгу.
Внешний вид голосеменных достаточно характерен: в основном это деревья, реже – кустарники. Листья у них имеют специфическую форму – в основном они представлены иглами, расположенными попарно и поодиночке, эти листья называются хвоей. Однако иногда встречаются и чешуевидные листья, значительно различающиеся по форме и размерам.
Важным шагом в эволюции семенных растений стало появление возможности размножаться при помощи семян, которые развиваются из семязачатков. У голосеменных семязачатки расположены открыто (голо) на семенных чешуях. Семенные чешуи обычно собраны в шишки, которые бывают мужскими и женскими. Хотим обратить ваше внимание, что хоть в шишках и происходит оплодотворение, они являются частью спорофита. Гаметофит, образующийся на семенных чешуях (из споры), настолько редуцирован, что не различим глазом. Редукция гаметофита также привела к тому, что для развития мужских гамет не нужны половые органы, поэтому антеридий (мужской половой орган) у голосеменных также редуцирован.
Перед вами строение молодой и зрелой женской шишки, а также внешний вид зрелого семени, расположенного на поверхности семенной чешуи.
На курсе нам предстоит изучить особенности цикла развития голосеменных, более сложного, чем циклы споровых растений.
Экология голосеменных
Голосеменным для размножения не нужна вода, поэтому их среда обитания более разнообразна по сравнению со споровыми растениями. Некоторые виды встречаются даже в пустынях, существуют тропические виды, но наибольшего распространения получила группа растений из класса Хвойные.
По своему значению в биосфере и в хозяйственной деятельности человека Хвойные уступают только Покрытосеменным. В настоящее время насчитывается более 500 видов хвойных растений, которые образуют леса на обширных территориях Северной Евразии и Северной Америки, также они распространены вдоль побережья Тихого океана.
Хвойные леса – среда обитания для многих животных из самых разных систематических групп. Деревья дают им пищу, защиту, являются местом для выведения и выращивания потомства. Залежи каменного угля, занимающие обширные территории Сибири, образовались в результате жизнедеятельности древних голосеменных.
Человек активно использует хвойные растения в своей хозяйственной деятельности. В частности, он заготавливает древесину, получает сырье для изготовления канифоли, скипидара, различных эфирных масел для парфюмерной промышленности, использует хвою в процессе заготовки лекарственных препаратов, в пищу идут семена некоторых хвойных – кедра, сибирской, итальянской сосен, из этих семян также делают масло. Некоторые Хвойные выращиваются как декоративные.
Такое активное использование лесов ведет к стремительному уменьшению их количества. Истреблению Хвойных также способствует строительство железных и шоссейных дорог, промышленных предприятий, городов, добыча полезных ископаемых (угля, нефти). Хвойные очень плохо переносят загазованность воздуха, копоть: многолетние хвоинки накапливают в себе ядовитые вещества, из-за чего отмирают раньше положенного им срока на 1-2 года. Также эти деревья очень чувствительны к пожарам, даже низовым (когда горит только подложка – мех, кустарники, а сами деревья не затрагиваются), так как их корневая система расположена в значительной мере поверхностно. Угнетение Хвойных растений – одна из серьезных экологических проблем современности.
Хуже всего освоена тема размножения растений и чередования поколений спорофита и гаметофита, поэтому на ней мы остановимся более подробно.
Развитие растений
Самое сложное для понимания, и в тоже время ключ для решения проблемы, заключено в представленной ниже схеме:
Основные понятия по данной теме:
Гаметофит – заросток, гаплоидное половое поколение в цикле развития растения, дающее споры. У споровых растений заростки формируются из спор, выпадающих из спорангия на почву, и живут самостоятельно, на них имеются архегонии и антеридии. Обычно эти заростки обоеполые. У семенных растений споры не выпадают из спорангиев и раздельнополые заростки развиваются внутри них. У голосеменных женский заросток – первичный эндосперм с двумя архегониями, у покрытосеменных – восьмиядерный зародышевый мешок (без архегониев). Мужской заросток у семенных растений – пыльца (не имеет антеридиев).
Оплодотворение – слияние сперматозоида (спермия) с яйцеклеткой. У споровых растений для оплодотворения нужна воды, которая переносит сперматозоиды, у семенных растений спермии (обычно их два) доставляются по пыльцевой трубке. У голосеменных в оплодотворении принимает участие один из спермиев. Для покрытосеменных характерно двойное оплодотворение.
Семя – орган размножения и расселения голосеменных и покрытосеменных. Образуется из семязачатка в результате оплодотворения. Состоит из кожуры, зародыша и запасающей ткани – эндосперма.
Семязачаток – видоизмененный мегаспорангий семенных растений, в котором происходит образование мегаспор, развитие женскоро гаметофита и оплодотворение, в результате чего образуется семя. Семязачатки голосеменных открыто лежат на чешуе шишек, у покрытосеменных – внутри завязи.
Спорофит – бесполое диплоидное поколение в цикле развития растения, которое чередуется с гаплоидным поколением – гаметофитом. Спорофит развивается из зиготы, на нем образуются спорангии со спорами. У бурых водорослей, папоротников, хвощей, плаунов спорофит и гаметофит представляют собой разные особи, при этом гаметофит микроскопически мал. У мхов оба эти поколения находятся на одной особи и гаметофитявляется листостебельным растением, а спорофит – коробочка на ножке. У голо- и покрытосеменных оба поколения также находятся на одном растении, но преобладает спорофит, а гаметофиты редуцированы и микроскопически малы.
Запомните, что споры образуются путем мейоза, а гаметы – путем митоза. Это характерно не только для растений, но и для некоторых простейших, имеющих сходство с растениями (например, для хламидомонады).
Чтобы окончательно разобраться в циклах развития растений, стоит посмотреть на следующие схемы:
Читайте также: