Характеристика голосеменных таблица
Среди представителей мезозойской флоры голосеменных были широко представлены саговниковые: как низкие, с короткими шарообразными или бочковидными стволами, так и высокие древовидные со стройными стволами. Продолжать формировать навык работы с натуральными объектами, навык выполнения биологического рисунка. В чем состоит эволюционное преимущество семенных растений перед споровыми? У подавляющего большинства голосеменных верхушечная почка продолжает рост главного побега всю жизнь, а боковые ветви образовываются из боковых почек и обычно развиты хуже главного побега.
Большинство голосеменных — всем известные хвойные деревья. Но есть среди них и другие, отличные от хвойных, растения. Это теплолюбивые растения с неветвящимся стеблем. Предпочитают засушливые районы. Среди них есть и травянистые, и древесные растения. Из молодых стволов саговников получают саговую муку и крупу саго — ценный продукт, идущий на экспорт и широко используемый в кулинарии.
Класс представлен только одним видом. Гинкго двулопастный сохранился благодаря защите человека, т. Как культурное растение выращивается по всему миру. Эти растения нам хорошо знакомы, поэтому именно на их примере мы проводили изучение строения органов размножения голосеменных.
Класс включает около видов. Распространены во всём мире, кроме Арктики и Антарктиды.
Это древесные растения, для которых характерны мелкие листья в виде хвоинок, обильное ветвление и относительно медленный рост. Все эти роды различаются по условиям произрастания. Например, кипарисы теплолюбивы, а можжевельники морозостойки. Некоторые ценные виды вводятся в культуру. Это значит, что человек разводит их в районах, где климат схож с климатом мест их природного произрастания.
Примером являются секвойя и секвойядендрон, или мамонтово дерево, породы из Северной Америки. Они введены в культуру и успешно разводятся на Кавказе и в Крыму. Все хвойные имеют очень важное хозяйственное значение для человека. Их древесина высокого качества и очень ценится. Разнообразие голосеменных растений было бы большим, если бы не вымерли целые их группы, такие как:. Она ещё раз делится митозом, образуя два безжгутиковых спермия.
Пыльцевое зерно представляет собой мужской гаметофит. Красноватые женские шишки устроены сложнее. Их чешуи представляют собой видоизменённые укороченные побеги, где в пазухе стерильной кроющей чешуи находится семенная чешуя с двумя семязачатками на верхней стороне.
Чешуи расположены спирально вокруг оси шишки. Впоследствии чешуи разрастаются и одревесневают. Шишки сосны: а — мужские шишки; б — молодые женские шишки до опыления; в — женские шишки после опыления, второй год роста; г — созревшая раскрывшаяся женская шишка. Семязачаток имеет покровы с микропиле от др. Из четырёх образовавшихся гаплоидных клеток три отмирают, а одна несколько раз делится митозом и даёт начало женскому гаметофиту.
На каждой чешуе формируется один гаметофит, который образует два архегония. У других более примитивных хвойных могут быть десятки архегониев: у араукариевых — 25, у кипариса — до У сосны формирование женского гаметофита происходит с паузой — периодом покоя продолжительностью более года — и завершается уже после опыления. Для оплодотворения пыльцевое зерно должно попасть на семенную чешую женской шишки. У голосеменных пыльца переносится ветром.
Опыление происходит весной. При этом пыльца прилипает к капле жидкости, выделяемой семязачатком в области микропиле. После опыления кроющие чешуи шишки смыкаются, защищая развивающееся семя.
Попав на женскую шишку, пыльцевое зерно прорастает, образуя пыльцевую трубку. Трубка растёт в направлении архегониев, по ней перемещаются спермии. Когда пыльцевая трубка достигает архегония, её конец лопается, и спермии проникают в женский гаметофит.
В момент опыления мейоз в семязачатке ещё не произошёл. Он завершается примерно через месяц после опыления, и начинается развитие женского гаметофита.
Только примерно через 15 месяцев после опыления в женском гаметофите формируются архегонии. Теперь, наконец, всё готово к оплодотворению. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, второй погибает. Образовавшаяся зигота развивается в зародыш нового диплоидного растения.
Клетки женского гаметофита, разрастаясь, образуют гаплоидный эндосперм, содержащий запас питательных веществ для прорастания семени. Снаружи семязачаток имеет покровы из клеток материнского организма, и из этих покровов формируется оболочка семени, называемая семенной кожурой.
У большинства хвойных семя снабжается крылышком, помогающим переносить семя ветром на большое расстояние. Когда семя созревает, шишка раскрывается, и семя выпадает. Обычно это происходит к концу второго года, если считать с момента опыления.
Шишки устроены так, что раскрываются в сухую погоду — это способствует лучшему распространению семян. Попав в благоприятные условия температура, влажность , семя прорастает, образуя новое растение.
Таким образом, в жизненном цикле голосеменных преобладает диплоидный спорофит 2n. Женский гаметофит n представляет собой многоклеточный гаплоидный эндосперм с двумя или несколькими половыми органами — архегониями.
Мужской гаметофит n представлен пыльцевым зерном. Возникли в позднем девоне — раннем карбоне около — млн лет назад. В конце палеозоя климат поменялся с влажного на более сухой. На рубеже палеозоя и мезозоя в ходе массового вымирания с лица Земли исчезли каменноугольные леса, образованные гигантскими плаунами, хвощами и папоротниками. В растительном мире планеты произошли существенные изменения: споровые растения уступили место голосеменным.
Представители голосеменных быстро распространились по планете, так как не нуждались в капельно-жидкой влаге для оплодотворения. Возникновение семени, состоящего из зародыша будущего растения и эндосперма, содержащего питательные вещества для развития проростка, тоже явилось существенным преимуществом голосеменных перед споровыми.
Бурный расцвет голосеменных растений начался в начале мезозоя, в раннем триасе, и продолжался до конца середины мелового периода. Среди представителей мезозойской флоры голосеменных были широко представлены саговниковые: как низкие, с короткими шарообразными или бочковидными стволами, так и высокие древовидные со стройными стволами. В связи с новыми данными, полученными с помощью геносистематики, единство происхождения разных групп голосеменных от общего предка подвергается сомнению.
В современной систематике голосеменные считают внесистематической группой, включающей четыре современных и два вымерших отдела:. Всего известно около 1 видов голосеменных, относящихся к 14 семействам. Самым распространённым, многочисленным и отличающимся высоким видовым разнообразием является класс Хвойные — 7 семейств, приблизительно видов.
Многообразие голосеменных: а — гинкго двулопастный гинкговые ; б — саговник поникающий саговниковые ; в — гнетум гнемон, или мелинжо гнетовые ; г — вельвичия удивительная гнетовые ; д — эфедра двухколосковая гнетовые ; е — туя восточная хвойные ; ж — тис ягодный хвойные ; з — ель обыкновенная хвойные ; и — секвойядендрон гигантский хвойные.
Наиболее многочисленной группой голосеменных являются хвойные растения. Они широко распространены в умеренной и субтропической зонах.
Это крупные деревья лиственница, ель, сосна и кустарники можжевельник, туя. В древесине у хвойных отсутствуют сосуды, есть только трахеиды. Для этой группы растений характерно выделение смолы живицы. Листья представляют собой хвоинки ель, сосна, пихта или плоские чешуи туя, кипарис, тсуга. У хвоинки листовая пластинка сужена, её края загибаются вверх, образуя желобок, в котором находятся немногочисленные устьица.
Восковая кутикула толстая, в неё погружены отверстия устьиц. Эти особенности строения позволяют хвойным экономно испарять воду, что сделало их обитателями сухих субтропиков и северных лесов, где вода значительную часть года недоступна из-за низких температур.
У проростков сосны хвоинки расположены спирально по одному. У взрослых растений они собраны в пучки, каждый из которых содержит строго определённое число хвоинок, специфичное для вида — от 1 до 8. Каждый пучок хвоинок представляет собой укороченный побег. Органы размножения — шишки. У хвойных шишки однополые, то есть содержат либо мужские, либо женские генеративные органы.
У некоторых видов хвойных шишка в процессе развития семян разрастается, становясь сочной, её чешуи полностью срастаются, и образуется шишкоягода можжевельник, тис. К хвойным относятся самые высокие растения на Земле — секвойи и секвойядендроны или веллингтония, или мамонтово дерево.
Старейшая гигантская секвойя имеет возраст 3 лет, этот факт достоверно установлен по годовым кольцам. Предполагается, что возраст некоторых из ныне живущих деревьев может достигать 3 лет. Гинкго двулопастный — единственный ныне существующий вид класса, в природе встречается только в некоторых районах Китая, однако благодаря оригинальной форме листьев широко распространён в садах и парках субтропиков.
Гинкговые представляют древнюю группу голосеменных, которые господствовали на Земле в мезозойскую эру. Только гинкго пережил своих современников — динозавров, другие представители этого класса вымерли в ледниковый период.
Мужские шишки стробилы устроены так же, как шишки других голосеменных. Пыльцевые зёрна достаточно крупные, к тому же они лишены воздушных мешков, поэтому пыльца не способна переноситься ветром на большие расстояния.
Для гинкговых характерно наличие подвижных сперматозоидов, что считается примитивным признаком. Женские шишки имеют простое строение: два семязачатка, сидящих на длинной ножке. Семя развивается только из одного семязачатка.
Семя крупное, 1—3 см в диаметре, снаружи покрыто мясистой оболочкой, внутренняя оболочка твёрдая. Древняя группа голосеменных растений, 60 млн лет назад их предки образовывали леса по всей Земле. В настоящее время встречаются только в тропической и субтропической зонах. По внешнему виду саговники обычно похожи на пальмы. Высота взрослых растений — от 2 до 15 м. Ствол относительно толстый, например у саговника поникающего его толщина может достигать 1 м при высоте растения всего 3 м, одет в панцирь из оснований отмерших листьев.
Листья перистые или дважды перистые, растут пучком на верхушке ствола. Сегменты листьев этого рода имеют две отличительные черты:. Шишки стробилы мужских особей этого рода формируются подобно тому, как это происходит у других представителей отдела Голосеменные. Для саговников характерно наличие подвижных сперматозоидов, что считается примитивным признаком.
У многих видов саговников компактных женских стробилов нет: на верхушке стволов женских растений спирально располагаются яркие видоизменённые листья мегаспорофиллы , в основании которых формируются мегаспорангии с семязачатками.
Из семязачатков развиваются крупные семена, похожие на костянки цветковых растений, так как наружный слой семенной кожуры достаточно сочный и мясистый, а внутренний — твёрдый. Внутри семени заключён зародыш и, как правило, две семядоли.
Саговник поникающий: а — шишка на мужском растении; б — шишка на женском растении, мегаспорофиллы с семенами. В отличие от других голосеменных, у представителей этого класса есть сосуды в ксилеме.
К гнетовым относятся семейства Гнетовые, Вельвичиевые и Эфедровые. Гнетум — род голосеменных растений, единственный в семействе Гнетовые. Состоит примерно из 40 видов лиан, реже деревьев или кустарников, распространённых в тропических регионах по всему миру.
Стебли у гнетумов членистые, часто со вздутиями у узлов. Листья супротивные, на коротких черешках, крупные, кожистые, с сетчатым жилкованием, очень похожи на листья двудольных растений. Семена заключены в яркую красную, оранжевую или жёлтую сочную реже пробковую оболочку. Семена чаще всего распространяются птицами.
Самым известным из видов гнетума является мелинжо гнетум гнемон , выращиваемый в Юго-Восточной Азии ради съедобных плодов. Эфедра — растение, распространённое в засушливых областях Евразии, Северной Африки и отдельных областей Америки. Это безлистные кустарники с зелёными ветвистыми стеблями, экстракт которых содержит алкалоид эфедрин и используется в медицине.
Вельвичия удивительная — единственный вид семейства Вельвичиевые. Это реликтовое растение, встречающееся исключительно в африканской пустыне Намиб. Вельвичия имеет короткий конусовидный древесный стебель и два кожистых листа, которые растут очень медленно в течение всей жизни растения.
Вельвичия получает влагу почти исключительно из водяного пара окружающего воздуха, которую поглощает через устьица. Вельвичия имеет рекордное количество устьиц на единицу площади листа. Видимо, из-за такого режима поглощения влаги только из туманов растения этого вида не встречаются дальше км от морского побережья.
Вельвичия — двудомное растение, то есть мужские и женские стробилы возникают на разных растениях. Опыление происходит с помощью насекомых, а крылатые семена распространяются с помощью ветра. Голосеменные растения образуют огромные площади хвойных и смешанных лесов — места обитания многих животных, растений других видов, грибов, микроорганизмов.
Хвойные леса северного полушария тайга — крупнейшая природная зона суши. Значительную часть кислорода атмосферы выделяют именно таёжные леса. Голосеменные, как и все растения, — производители органического вещества. Некоторые растительноядные виды питаются хвоей и почками лоси, олени, зубры, тетерева, глухари , корой и древесиной жуки точильщики, усачи, долгоносики или семенами белки, бурундуки, кедровки, клесты голосеменных растений. Белокрылый клёст — обитатель таёжных лесов — гнездится в кронах хвойных деревьев и питается их семенами.
Древесина голосеменных используется как сырьё для изготовления бумаги, как стройматериал и материал для изготовления мебели, музыкальных инструментов. Из разных частей хвойных деревьев получают скипидар и канифоль, а также эфирные масла для применения в парфюмерии, кондитерской промышленности, медицине.
Из янтаря — окаменевшей смолы древних хвойных деревьев — изготавливают украшения и предметы интерьера. Иногда древесину хвойных пород используют как топливо. Семена сибирской сосны называют «кедровыми орешками» и употребляют в пищу.
Один из видов гнетума выращивается ради съедобных шишкоягод. Сушёные шишкоягоды можжевельника используются в кулинарии в качестве пряности. Сырьё для производства лекарственных препаратов. Настой хвои применяют для лечения цинги дефицита витамина С. Препараты, получаемые из эфедры, используют в медицине для лечения заболеваний дыхательных путей и в качестве заменителя адреналина. Орехи сосны сибирской съедобны, а её эфирное масло применяют в парфюмерии и медицине. Многие виды голосеменных используются в озеленении как декоративные парковые и комнатные растения сосны, ели, туи, кипарисы, кипарисовики, гинкго, саговники, араукарии.
Во многих странах существует традиция украшать хвойные деревца на Рождество и Новый год. Араукария разнолистная выращивается как декоративное комнатное растение. Голосеменные — это отдел высших семенных растений, представленный древесными формами. Имеют хорошо развитые стебли, корни и листья.
Листья, как правило, игольчатые хвоя или плоскочешуйчатые. Размножаются главным образом половым путём, распространяются семенами. Семена развиваются из семязачатков, лежащих открыто голо на чешуях женских шишек. Для оплодотворения не требуется вода — мужские половые клетки спермии достигают яйцеклеток, двигаясь по пыльцевой трубке.
Семена, защищённые семенной кожурой, содержат зародыш и запасную питательную ткань — эндосперм. Наиболее многочисленная группа голосеменных — хвойные растения. Они преобладают на больших территориях суши, образуя леса. Хвойные леса Северного полушария называют тайгой. Голосеменные растения, главным образом их древесина, имеют большое экономическое значение в жизни человека. Трахеиды от др. У папоротников, хвощей, плаунов и голосеменных растений трахеиды являются единственным видом проводящих элементов ксилемы.
У покрытосеменных цветковых растений кроме трахеид есть сосуды. Бесполое размножение — форма размножения без образования половых клеток — гамет. В нём участвует одна особь, а потомство является абсолютной копией материнского организма. Бесполое размножение организмов может проходить при помощи спор или специальных органов бесполого размножения выводковых почек, клубеньков и др. Половое размножение — форма размножения с образованием половых клеток — гамет. В процессе полового размножения новый организм образуется в результате оплодотворения — слияния гамет, а потомство, получившееся в результате полового размножения, не является точной копией родительских организмов, а имеет сходство с каждым из них.
При слиянии гамет оплодотворении образуется зигота — первая клетка нового организма. Митоз лежит в основе роста, развития и вегетативного размножения многоклеточных организмов. Благодаря митозу осуществляются процессы регенерации и замены отмирающих клеток.
