Главная >> Биология 7 класс. Пасечник

Глава 2. Многообразие растительного мира

§ 16. Голосеменные — отдел семенных растений

ВСПОМНИТЕ 1. Какой жизненный цикл имеют моховидные? 2. Чем характеризуется жизненный цикл папоротниковидных?

Общая характеристика голосеменных

Голосеменные исключительно наземные вечнозелёные, реже листопадные деревья, кустарники, лианы.

Голосеменные — это очень древняя группа высших семенных растений, появившаяся около 350 млн лет назад. Своего расцвета они достигли около 150 млн лет назад. Тогда они господствовали среди наземных растений нашей планеты. Из современных голосеменных наиболее известны хвойные. К ним относятся ель, сосна, пихта, лиственница, кедр, можжевельник, кипарис и др. Широкое распространение голосеменных связано с особенностями их жизненного цикла и наличием семени.

У голосеменных гаметофит развивается на спорофите. Спорофит голосеменных — жизнеспособное растение, хорошо приспособленное к условиям существования. Мужские и женские гаметофиты, развивающиеся на нём, в значительно меньшей степени зависят от различных неблагоприятных условий.

Очень важно, что у подавляющего количества видов голосеменных мужские гаметы доставляются к женским по специальному образованию — пыльцевой трубке. В связи с этим отпадает необходимость в капельно-жидкой среде, и голосеменные могут заселять территории с очень сухим климатом.

Наличие семян даёт этим растениям ещё одно огромное преимущество перед споровыми. В отличие от спор семена имеют запас питательных веществ, а зародыш будущего растения, находящийся внутри семени, хорошо защищён от неблагоприятных условий. Эти семена лежат открыто, прикрываясь иногда только чешуями, отсюда и название — голосеменные.

Жизненный цикл сосны

Весной на молодых ветвях сосны видны маленькие шишки двух видов: зеленовато-жёлтые, собранные тесными группами у оснований молодых побегов, и красноватые, расположенные поодиночке на их вершинах. Каждая шишка состоит из оси и сидящих на ней чешуй (рис. 33).

На чешуях зеленоватых шишек развиваются по два пыльцевых мешочка. В них созревает пыльца, представляющая собой мужской гаметофит. Оболочка каждой пылинки имеет два пузырька, наполненных воздухом. Такие пылинки ветер может переносить на большие расстояния. Красноватые шишки сосны расположены на тех же деревьях, что и зеленовато-жёлтые. На каждой чешуе развивается по два семязачатка, в которых находятся женские гаметы (яйцеклетки).

Созревшая пыльца разносится ветром и попадает на женские шишки, происходит опыление. На женских шишках пыльца прорастает в пыльцевую трубку, в которой образуются неподвижные мужские гаметы — спермии. В семязачатках происходит оплодотворение. Из зиготы развивается зародыш, из всего семязачатка — семя, а шишки растут и древеснеют. Сначала они зелёные, затем коричневые.

Семена сосны созревают через полтора года после опыления, а высыпаются из шишек почти через два года. В семенах голосеменных растений имеется ткань, содержащая запас питательных веществ. Это эндосперм (от греч. эндос — внутри и сперма), окружающий зародыш. Таким образом, у голосеменных зародыш будущего растения образуется внутри семени, находящегося на поверхности чешуй женской шишки.

Значение голосеменных

Как и другие зелёные растения, голосеменные образуют органические вещества, усваивают углекислый газ из воздуха и выделяют кислород.

В тайге нашей страны наибольшую площадь занимают леса из лиственницы, затем сосны и ели. Древесина лиственницы отличается особой прочностью и долговечностью, она устойчива к гниению. Древесину сосны и ели используют как ценный строительный и поделочный материал. С помощью химической обработки из древесины сосны получают искусственные волокна, подобные шёлковым нитям. Из древесины изготовляют бумагу, спирт, пластмассы и т. д. Голосеменные растения — ценное сырьё для многих отраслей промышленности. Так, кедровое масло, скипидар, канифоль, каротин, витамин С тоже продукты хвойных растений. Хвойные растения — лиственницу, ель, можжевельник, тую — широко используют в озеленении населённых пунктов и парков.

Моя лаборатория

Выполните задание Прочитайте текст и составьте план рассказа о древних голосеменных растениях.

Значительная часть древних голосеменных вымерла. Видовое разнообразие современных голосеменных незначительно — около 700 видов.

Семенные папоротники — вымершая группа голосеменных. Они были похожи на настоящие папоротники как по строению перистых листьев, так и по внешнему облику, за что и получили своё название. Но размножались они с помощью семян. Предполагают, что от семенных папоротников произошли примитивные группы голосеменных, такие, как саговниковые, гинкговые и вымершие беннеттитовые.

Саговниковые появились ещё в каменноугольном периоде. Их ошибочно называют саговыми пальмами. Растут они в тропических и субтропических районах земного шара. Это пальмовидные деревья, иногда до 20 м в высоту. У некоторых видов наземный стебель не формируется совсем и перистые листья непосредственно отходят от корневища (рис. 34). На верхушках стеблей развиваются огромные, иногда метровые разнополые шишки (по-научному шишки голосеменных называют стробилами). Оплодотворение происходит с помощью жгутиковых сперматозоидов; яйцеклетка огромна (до 6 мм). Жгутики помогают сперматозоидам двигаться в воде в направлении яйцеклетки. Сохранение столь примитивного признака показывает, что нет резкой грани между половым размножением папоротниковидных и голосеменных.

У большинства саговников семена крупные, сочные и употребляются местными жителями в пищу.

Единственный современный представитель класса Гинкговые — реликтовое растение гинкго двулопастный (рис. 35). Это растение называют живым ископаемым, так как его ближайшие родичи вымерли десятки миллионов лет назад. В дикорастущем состоянии он встречается только в горах Западного Китая. Гинкго — листопадное дерево, достигающее более 30 м в высоту, с диаметром ствола более 3 м. Его листья имеют характерную вееровидную лопастную пластинку на топком черешке.

Гинкго очень долговечен, доживает до 2000 лет. Растение это двудомное, т. е. есть мужские и женские экземпляры. Яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидами, что сближает гинкговые с саговниками. Семена гинкго с сочной оболочкой, похожие на сливы, съедобны и, несмотря на неприятный запах, высоко ценятся в восточной кухне.

Наши представления о беннеттитовых основаны исключительно на ископаемых остатках. Этот класс представляет особый интерес, так как беннеттитовые могли быть предками цветковых. Большинство беннеттитовых имели обоеполые шишки (стробилы), по типу строения напоминающие цветок наиболее примитивных из ныне живущих покрытосеменных. По внешнему виду они были сходны с саговниками.

Новые понятия

Пыльца. Голосеменные. Семязачаток. Семя. Эндосперм

Ответьте на вопросы

1. Почему голосеменные получили такое название? 2. Каковы основные признаки голосеменных растений? 3. Чем их строение отличается от строения папоротников? 4. В чём преимущества семян перед спорами? Каково значение голосеменных растений?

ПОДУМАЙТЕ!

Почему голосеменные получили более широкое распространение, чем высшие споровые растения?

Следующий параграф >>>