Отдел голосеменные
Голосеменные относятся к высшим семенным растениям. Число видов около 800. Голосеменные представлены деревьями и кустарниками. Травянистых форм среди них нет.
Подавляющее большинство голосеменных – вечнозеленые, реже листопадные (например, лиственница), одно- или двудомные растения с хорошо развитыми стеблем и стержневой корневой системой, образованной главным и боковым корнями. Размножаются семенами, но не имеют цветков и плодов. Видоизмененные побеги голосеменных, которые несут специализированные листья (спорофиллы), на которых формируются спорангии, называются стробилами (шишками). Семена образуются из семязачатков. Семязачатки лежат открыто на семенных чешуях женских шишек (голые – отсюда голосеменные). В цикле развития голосеменных наблюдается строгое чередование бесполого и полового поколений. В жизненном цикле преобладает спорофит. К бесполому поколению относятся корень, стебель, лист, ось женской и мужской шишек. Гаметофиты сильно редуцированы, причем мужские гаметофиты голосеменных не имеют антеридиев. Архегонии есть. Органы полового размножения многоклеточные.
Голосеменные включают 4 класса. Самый многочисленный – класс Хвойные. Листья у хвойных игольчатые (хвоя) или чешуевидные (например, у кипариса). Хвоя покрыта толстым слоем кутикулы – это приспособление хвойных к уменьшению испарения воды.Хвоинки сосны, имеют по одной жилке, расположены попарно, эпидермис покрыт слоем воска.
У хвойных прямостоячие стволы, покрытые корой. На поперечном разрезе стебля хорошо видны развитая древесина и менее развитые кора и сердцевина. Водопроводящая система (ксилема) хвойных образована трахеидами, механических волокон в древесине нет. Прочность древесине придают трахеиды. Корневая система стержневая с выраженным главным корнем.
В стебле имеются смоляные ходы. Смола препятствует проникновению внутрь растения болезнетворных бактерий.
Сосна обыкновенная – однодомное растение. Весной у основания молодых побегов сосны образуются зеленовато-желтые мужские шишки. На оси такой шишки расположены многослойные чешуйки, или микроспорофиллы. На нижней поверхности микроспорофиллов находятся два микроспорангия – пыльцевых мешка, – в которых образуется пыльца. Каждое пыльцевое зерно снабжено двумя воздушными мешками, для переноса пыльцы ветром. В пыльцевом зерне имеются две клетки: вегетативная при попадании на семязачаток формирует пыльцевую трубку, генеративная после деления образует два спермия.
На других побегах того же растения образуются женские шишки красноватого цвета. На их главной оси располагаются прозрачные кроющие чешуйки, в пазухах которых находятся крупные, впоследствии одревесневающие чешуи. На верхней стороне этих чешуй расположено по два семязачатка, состоящих из нуцеллуса и его покрова – интегумента. В семязачатке развивается женский гаметофит – эндосперм – с двумя архегониями с яйцеклеткой в каждом из них. На верхушке семязачатка имеется отверстие – пыльцевход, или микропиле.
В начале лета созревшая пыльца разносится ветром и попадает на семязачаток. Оплодотворение происходит через год. Через пыльцевход пыльца втягивается внутрь семязачатка, где и прорастает в пыльцевую трубку, которая проникает к архегониям. По пыльцевой трубке образовавшиеся два спермия движутся к яйцеклетке. Затем один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой отмирает. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) формируется зародыш семени, а покровы семязачатка образуют кожуру семени. Зимой семена сосны высыпаются из шишек и разносятся ветром.
Значение хвойных. Источник древесины, сырье для химической промышленности, сырье для получения лекарственных веществ. Декоративные растения (пихты, туи, кипарисы, кедры и др.). Семена ряда сосен употребляются в пищу.
Представители: сосна, ель, можжевельник, тисс, лиственница, кедр, пихта, кипарисы, туя, секвойя, самшит, псевдотсуги.
ЦИКЛ РАЗВИТИЯ СОСНЫ
Листостебельное растение (2 n)
Спорофит 2 n
↓ ↓
Мужская шишка Женская шишка
↓ ↓
на чешуйках расположены на чешуйках расположены по
по два пыльцевых мешка две семяпочки
↓ ↓
пыльцевой мешок семяпочка или семязачаток
(микроспорангий) (макроспорангий)
↓ ↓
микроспороциты (2n) макроспороцит (2n)
↓ ↓
мейоз мейоз
↓ ↓
4 микроспоры (n) 4 макроспоры (n)
(все жизнеспособны) (3 из них погибают)
↓ ↓
митоз митоз
↓ ↓
пыльцевое зерно (n) гаплоидный эндосперм с
(мужской гаметофит) двумя архегониями
состоит из двух клеток:(женский гаметофит)
вегетативной игенеративной. в архегониях яйцеклетки
Генеративная клетка делится
митозоми образуется
2 неподвижных спермия
↓
опыление ветром, оплодотворение через год,
один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой погибает
Зигота (2 n)
↓
Семя
↓
Листостебельное растение (2 n)