Лекарственные растения и травы

Меню сайта

Лекция 12. Отдел Голосеменные (Gimnospermae). Голосеменные растения это


Голосеменные

Появление семенных растений. В конце карбона (каменноугольного периода) палеозойской эры происходит глобальное изменение климата, влажный и теплый сменяется более сухим и холодным, характерным для всего пермского периода. Споровые растения, хорошо приспособленные к тропическому климату, в условиях дефицита воды начинают вымирать – у этих «земноводных» растений особенно уязвимыми были гаметофиты, маленькие растения, для развития которых и для оплодотворения нужна вода. Появляются папоротники, у которых гаметофиты развиваются не отдельно, а под защитой спорофита, на самом спорофите.

Но в этом случае опыление с помощью воды становится невозможным, единственный путь мужским гаметам попасть к женскому гаметофиту и женским гаметам – воздушный. Происходит редукция гаметофитов, им уже не нужны ризоиды, хлорофилл – все необходимые вещества они получают от спорофитов.

И после оплодотворения зигота развивается на спорофите и образуется семя, в котором есть зародыш, запас питательных веществ и покровы. Если в тропическом климате размножение спорами было выгодным – их много, они легкие и разносятся на большие расстояния, то в сухом климате сформированный зародыш с запасом питательных веществ и защитными покровами позволял осваивать сушу, растения перестали быть «земноводными». Семенные папоротники появились в карбоне, большинство ученых считает, что от них и произошли различные группы голосеменных растений. В сухом и более холодном пермском периоде вымирают папоротники и земноводные, начинают доминировать голосеменные растения и пресмыкающиеся животные.

Прогрессивными чертами голосеменных было: во-первых – развитие гаметофитов на спорофите; во-вторых – перенос пыльцы (мужских гаметофитов) по воздуху, для оплодотворения не нужна вода; в-третьих – размножение семенами, за счет сформированного зародыша и запаса питательных веществ которых происходило быстрое развитие молодого растения.

Голосеменные. В настоящее время голосеменные – отдел высших семенных растений, объединяющий около 800 современных видов, для которых характерно: широкое распространение по поверхности суши; они встречаются во всех климатических зонах – от тропиков до лесотундры; предпочитают местообитания с относительно прохладным или холодным климатом и достаточным количеством влаги. Жизненные формы – преимущественно деревья или кустарники с моноподиальным ветвлением.

Строение. Корни имеют обычное для деревьев и кустарников строение, очень часто для нормального развития голосеменным растениям необходим симбиоз с грибами и на корне развивается микориза (грибокорень).

За счет камбия происходит вторичное утолщение корня и стебля, образуется дополнительная вторичная ксилема и вторичная флоэма, древесина почти целиком состоит из трахеид, флоэма представлена ситовидными клетками, у многих образуется вторичная и третичная покровная ткань – перидерма и корка;

У большинства голосеменных листья игловидные (хвоя) или чешуевидные – приспособление к недостатку влаги, преимущественно вечнозеленые растения, приспособленные к суровому климату.

Размножение. В жизненном цикле преобладает спорофит, представляющий собой листостебельное растение. На спорофите происходит образование микро- и мегаспор, все голосеменные – разноспоровые растения. Из спор развиваются гаметофиты. Мужские гаметофиты редуцированы до микроскопически маленьких пыльцевых зерен, у которых отсутствуют даже антеридии. Пыльцевые зерна развиваются в микроспорангиях, расположенных на чешуйках шишек. Женские гаметофиты представлены первичным эндоспермом, в которых развиваются по два архегония. Образуются они в мегаспорангиях – нуцеллусах семязачатков. Голосеменные – разноспоровые растения;

Семязачатки располагаются открыто (голо) на семенных чешуях; из семязачатка развиваются открыто лежащие семена. Оплодотворению предшествует опыление, оплодотворение осуществляется мужскими гаметами без жгутиков – спермиями, доставляемыми к архегониям пыльцевой трубкой. Только некоторые голосеменные сохранили подвижные сперматозоиды (саговниковые и гинкговые). Среди современных голосеменных господствующее положение занимают хвойные.

Сосна обыкновенная. Высокое (до 50 м) светолюбивое вечнозеленое растение. Сосна неприхотлива к почвам: растет и на песках, и на болоте. Продолжительность жизни – до 400 лет. Корневая система хорошо выражена, уходит в почву на большую глубину, правда на болотистых почвах развивается поверхностно. Корни вступают в симбиотические отношения с грибами, образуя микоризу. Корневые волоски развиты слабо и локализованы в узкой зоне верхушки корня.

Сосны имеют хорошо развитый, одревесневающий, моноподиально ветвящийся стебель. Основную массу стебля составляет древесина, кора и сердцевина развиты слабо. В древесине и коре имеется большое количество смоляных ходов (каналов). Нарастание в толщину осуществляется за счет латеральных меристем – камбия и феллогена. В ксилеме – трахеиды, сосуды отсутствуют, во флоэме ситовидные клетки, ситовидные трубки с клетками спутницами появятся только у цветковых.

Листья – хвоинки, длинные, уплощенные, попарно располагаются на укороченных побегах и живут 2-3 года, но опадают постепенно, поэтому сосна – вечнозеленое растение. Эпидерма хвоинок покрыта толстым слоем кутикулы. Под ней располагается несколько слоев толстостенной гиподермы. Устьица располагаются в углублениях на поверхности листа. В центре листа проходит два проводящих пучка. Листья, как кора и древесина, пронизаны смоляными ходами.

Рис.Формирование мужского гаметофита: А – микроспора; Б,В,Г,Д – деления и образование двух проталлиальных и антеридиальной клеток; Е,Ж – образование генеративной и сифоногенной клеткок; З – прорастание пыльцы. 1 – ядро микроспоры; 2 – проталлиальные клетки; 3,4 – антеридиальная клетка и ее деление; 5 – генеративная клетка; 6 – сифоногенная клетка; 7 – клетка-ножка; 8 – спермагенная клетка.

Сосна – однодомное растение. Весной на молодых побегах появляются шишки: мужские, собранные в группы – у основания, женские – на верхушках годичных побегов (рис. 72). Зеленовато-желтая мужская шишка длиной 4-5 см представляет собой побег, к оси которого спирально прикреплены чешуи – микроспорофиллы, на нижней стороне которых формируется по два микроспорангия.

Красноватые женские шишки располагаются одиночно. На главной оси женской шишки располагаются боковые побеги, представленные кроющими чешуи, в пазухах которых сидят семенные чешуи, несущие по два семязачатка.

Размножение сосны. На мужской шишке в микроспорофиллах (листьях с микроспорангиями) внутри микроспорангиев развивается большое количество диплоидных материнских клеток микроспор. Они мейотически делятся и образуют многочисленные тетрады гаплоидных микроспор (спорическая редукция). Каждая микроспора одета наружной плотной оболочкой (экзиной), под которой позже формируется внутренняя оболочка (интина). У сосны экзина отстает от интины, и образуется два воздушных мешка, увеличивающих поверхность пыльцы и способствующих ее распространению ветром.

Мужской гаметофит начинает формироваться еще в микроспорангиях. Ядро микроспоры дважды делится митотически. При этом проис-

ходит образование двух мелких проталлиальных клеток и антеридиальной. Проталлиальные клетки быстро отмирают, а антеридиальная делится с образованием генеративной и сифоногенной (клетки трубки). В таком двухклеточном состоянии незрелые мужские гаметофиты называются уже пыльцой, которая переносится ветром на женские шишки. Позже из генеративной клетки образуются клетка-ножка и сперматогенная, которая митотически образует два спермия. Покровы микроспоры (экзина и интина) становятся покровами пыльцы.

Рис. 72. Цикл размножения голосеменных: 1 – женская шишка; 2 – семенная чешуя с двумя семязачатками; 3 – микропиле; 4 – мегаспоры; 5 – нуцеллус семязачатка; 6 – интегумент, один листочек; 7 – нуцеллус, образующий перисперм; 8 – архегоний; 9 – первичный эндосперм; 10 – мужская шишка; 11 – микроспорофилл с двумя микроспорангиями; 12 – антеридиальная клетка; 13 – сифоногенная клетка, клетка трубки; 14 – ядро спермагенной клетки; 15 – ядро клетки-ножки; 16 – клетка трубки; 17 – зародыш семени; 18 – первичный эндосперм; 19 – семенная кожура; 20 – шишка, возраст которой один год; 21 – шишка, возраст которой – два года.

В конце весны или начале лета пыльца созревает, микроспорангии вскрываются и пыльца высыпается наружу. К этому времени чешуи женских шишек раздвигаются, и пыльца с помощью ветра попадает в промежутки между семенными чешуями, где задерживается, благодаря выделяющейся здесь жидкости. После опыления семенные чешуи смыкаются. Оплодотворение происходит лишь спустя 12-14 месяцев после опыления, так как в момент опыления ни мужской, ни женский гаметофиты еще не сформированы. Развитие мужского гаметофита заканчивается уже после опыления внутри семязачатка.

Лишь через месяц после опыления в женских шишках начинается мегаспорогенез. Семязачаток состоит из мегаспорангия – нуцеллуса (центральная многоклеточная часть семязачатка) и одного интегумента (покров семязачатка).

В средней части нуцеллуса обособляется одна материнская клетка мегаспоры. Делясь мейотически, она образует четыре гаплоидные мегаспоры, три из которых дегенерируют. Ядро оставшейся клетки многократно делится митотически и дает начало женскому гаметофиту – гаплоидному (первичному) эндосперму, в котором формируются два архегония.

После опыления пыльцевое зерно начинает прорастать. За счет сифоногенной клетки происходит образование пыльцевой трубки, врастающей в ткань нуцеллуса и продвигающейся по направлению к развивающемуся архегонию. Около 15 месяцев растет пыльцевая трубка по направлению к семязачатку, затем через микропиле попадает в нуцеллус и проникает в архегоний. Прежде чем пыльцевая трубка достигнет женского гаметофита, антеридиальная клетка дает начало двум спермиям.

Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой дегенерирует, разрушается и второй архегоний. Полноценный зародыш развивается лишь из одной зиготы. Зрелый зародыш состоит из корешка, стебелька, нескольких семядолей и почечки. Семена у сосны обыкновенной созревают лишь на второй год после опыления. Они состоят из семенной кожуры (образованной из интегументов семязачатка), зародыша и запаса питательных вещества – гаплоидного (первичного) эндосперма. Семя снабжено крылышком, формирующимся из тканей семенной кожуры. В период формирования семян женские шишки сильно разрастаются, одревесневают и из зеленых становятся бурыми. Лишь через полтора года после опыления происходит созревание семян. В конце зимы в солнечные дни шишки растрескиваются, их чешуи раздвигаются и семена высыпаются. Благодаря наличию крыловидных придатков, семена разносятся на большие расстояния. Весной, попав в благоприятные условия, зрелые семена прорастают, образуя сначала проросток, а затем молодое растение.

Значение голосеменных. Хвойные являются ландшафтообразователями. Имеют водоохранное и противоэрозионное значение. Хвоя и молодые побеги составляют основу питания лосей и глухарей в зимнее время, семенами кедра сибирского питаются многие животные.

Велико значение голосеменных в хозяйственной деятельности человека. Хвойные растения дают основную массу строительной древесины, используются как топливо, являются сырьем для деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Из них получают вискозу, шелк, целлюлозу, штапель, бальзамы и смолы, сосновую шерсть и камфару, спирт и уксусную кислоту, дубильные экстракты, скипидар и канифоль, деготь и древесный уголь, сосновое эфирное масло и т.д., а также пищевые продукты и витамины. Древесина хвойных является хорошим поделочным материалом.

Используются голосеменные и в медицине. Они служат исходным сырьем для получения витаминов, шишкоягоды можжевельника входят в состав мочегонных сборов. Эфедру используют для получения эфедрина – средства, возбуждающего нервную систему и использующегося для лечения аллергических заболеваний дыхательных путей. В народной медицине хвойные используются для лечения туберкулеза, нервных расстройств, болезней почек, мочевого пузыря, глухоты. Из семян сибирской сосны получают кедровое масло.

Ключевые термины и понятия

1. Микроспорангии голосеменных. 2. Мегаспорангии голосеменных. 3. Мужские и женские гаметофиты голосеменных. 4. Первичный эндосперм. 5. Спермии.

Основные вопросы для повторения

  1. Причины и появления и прогрессивные черты голосеменных растений.
  2. Характеристика голосеменных растений.
  3. Микроспорогенез и микрогаметогенез сосны.
  4. Мегаспорогенез и мегагаметогенез сосны.
  5. Опыление, оплодотворение, образование семян у сосны.

    Автор: Пименов Анатолий Валентинович. (Учитель биологии МОУ «Физико-технический лицей №1», г. Саратов)

    sbio.info

    Отдел Голосеменные

    Общая характеристика. Первые голосеменные появились в конце девонского периода около 350 млн. лет назад; вероятно, они произошли от древних папоротниковидных, вымерших в начале каменноугольного периода. В мезозойскую эру — эпоху горообразования, поднятия материков и иссушения климата — голосеменные достигли расцвета, но уже с середины мелового периода уступили свое господствующее положение покрытосеменным.

    Отдел современных голосеменных насчитывает более 700 видов. Несмотря на относительно малую численность видов, голосеменные завоевали почти весь земной шар. В умеренных широтах Северного полушария они на огромных пространствах образуют хвойные леса, называемые тайгой.

    Современные голосеменные представлены преимущественно деревьями, значительно реже — кустарниками и очень редко —лианами; травянистых растений среди них нет. Листья голосеменных значительно отличаются от других групп растений не только по форме и размерам, но и по морфологии и анатомии. У большинства видов они игловидные (хвоя) или чешуевидные; у отдельных представителей они крупные (например, у вельвичии удивительной их длина достигает 2—3 м), перисторассеченные, двулопастные и др. Листья располагаются поодиночке, по два или несколько в пучках.

    Водопроводящая система (ксилема) голосеменных состоит преимущественно из трахеид, и лишь у некоторых групп имеются настоящие сосуды.

    Подавляющее большинство голосеменных — вечнозеленые, одно- или двудомные растения с хорошо развитыми стеблем и корневой системой, образованной главным и боковым корнями. Расселяются они семенами, которые формируются из семязачатков. Семязачатки голые (отсюда название отдела), расположены на мегаспорофиллах или на семенных чешуях, собранных в женские шишки.

    В цикле развития голосеменных наблюдается последовательная смена двух поколений — спорофита и гаметофита с господством спорофита. Гаметофиты сильно редуцированы, причем мужские гаметофиты голо- и покрытосеменных растений не имеют антеридиев, чем резко отличаются от всех разноспоровых бессеменных растений.

    Голосеменные включают шесть классов, два из которых полностью исчезли, а остальные представлены ныне живущими растениями. Наиболее сохранившейся и самой многочисленной группой голосеменных является класс Хвойные, насчитывающий не менее 560 видов, образующих леса на обширных пространствах Северной Евразии и Северной Америки. Наибольшее число видов сосны, ели, лиственницы встречается у побережий Тихого океана.

    Класс Хвойные. Все хвойные — вечнозеленые, реже листопадные (например, лиственница) деревья или кустарники с игольчатыми или чешуевидными {например, у кипариса) листьями. Игловидные листья (хвоя) плотные, кожистые и жесткие, покрыты толстым слоем кутикулы. Устьица погружены в углубления, заполненные воском. Все эти особенности строения листьев обеспечивают хорошее приспособление хвойных к произрастанию как в засушливых, так и в холодных местообитаниях.

    У хвойных прямостоячие стволы, покрытые чешуйчатой корой. На поперечном разрезе стебля хорошо видны развитая древесина и менее развитые кора и сердцевина. Ксилема хвойных на 90—95% образована трахеидами. Шишки хвойных раздельнополые; растения — чаще однодомные, реже — двудомные.

    Наиболее широко распространенными представителями хвойных в Беларуси и России являются сосна обыкновенная и ель обыкновенная, или европейская. Их строение, размножение, чередование поколений в цикле развития отражает характерные особенности всех хвойных.

    Сосна обыкновенная —однодомное растение (рис. 9.3). В мае у основания молодых побегов сосны образуются пучки зеленовато-желтых мужских шишек длиной 4—6 мм и диаметром 3—4 мм. На оси такой шишки расположены многослойные чешуйчатые листочки, или микроспорофиллы. На нижней поверхности микроспорофиллов находятся два микроспорангия — пыльцевых мешка, в которых образуется пыльца. Каждое пыльцевое зерно снабжено двумя воздушными мешками, что облегчает перенос пыльцы ветром. В пыльцевом зерне имеются две клетки, одна из которых впоследствии, при попадании на семязачаток, формирует пыльцевую трубку, другая после деления образует два спермия.

    Рис. 9.3. Цикл развития сосны обыкновенной: а — ветка с шишками; б— женская шишка в разрезе; в — семенная чешуя с семязачатками; г — семязачаток в разрезе; д —мужская шишка в разрезе; е — пыльца; ж — семенная чешуя с семенами; 1 — мужская шишка; 2 — молодая женская шишка; 3 — шишка с семенами; 4 — шишка после высыпания семян; 5 — пыльцевход; 6 — покров; 7 — пыльцевая трубка со спермиями; 8 — архегоний с яйцеклеткой; 9 — эндосперм.

    На других побегах того же растения образуются женские шишки красноватого цвета. На их главной оси располагаются мелкие прозрачные кроющие чешуйки, в пазухах которых сидят крупные толстые, впоследствии одревесневающие чешуи. На верхней стороне этих чешуй расположено по два семязачатка, в каждом из которых развивается женский гаметофит — эндосперм с двумя архегониями с крупной яйцеклеткой в каждом из них. На верхушке семязачатка, снаружи защищенного интегументом, имеется отверстие — пыльцевход, или микропиле.

    Поздней весной или в начале лета созревшая пыльца разносится ветром и попадает на семязачаток. Через микропиле пыльца втягивается внутрь семязачатка, где и прорастает в пыльцевую трубку, которая проникает к архегониям. Образовавшиеся к этому времени два спермия по пыльцевой трубке попадают к архегониям. Затем один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой отмирает. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) формируется зародыш семени, а семязачаток превращается в семя. Семена у сосны созревают на второй год, высыпаются из шишек и, подхваченные животными или ветром, переносятся на значительные расстояния.

    По своему значению в биосфере и роли в хозяйственной деятельности человека хвойные занимают второе место после покрытосеменных, далеко превосходя все остальные группы высших растений.

    Они помогают решать огромные водоохранные и ландшафтные задачи, служат важнейшим источником древесины, сырья для получения канифоли, скипидара, спирта, бальзамов, эфирных масел для парфюмерной промышленности, лекарственных и других ценных веществ. Некоторые хвойные культивируются как декоративные (пихты, туи, кипарисы, кедры и др.). Семена ряда сосен (сибирской, корейской, итальянской) употребляются в пищу, из них также получают масло.

    Представители других классов голосеменных (саговниковые, гнетовые, гинкговые) встречаются значительно реже и менее известны, чем хвойные. Однако почти все виды саговниковых декоративны и пользуются широкой популярностью у садовников многих стран. Вечнозеленые безлистные невысокие кустарники эфедры (класс гнетовых) служат источником сырья для получения алкалоида эфедрина, который применяется как средство, возбуждающее центральную нервную систему, а также при лечении заболеваний аллергического характера.

    Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы"

    sbio.info

    Классы голосеменных растений

    Голосеменные, древняя группа (отдел) семенных растений, у которых имеются семяпочки (в отличие от папоротников), но отсутствуют плодолистики (в отличие от цветковых). Произошли в девоне от примитивных папоротниковидных. Около 600 видов, деревья и кустарники, распространены широко.

    К голосеменным относятся классы саговниковых, гинкговых, хвойных и гнетовых, а также ископаемые семенные папоротники и беннеттиты. Хозяйственное значение имеют хвойные, особенно сосновые (сосна, лиственница, ель, пихта , кедр), а также представители семейства таксодиевых и кипарисовых.

    Голосеменные растения - эволюционные предшественники покрытосеменных и ведут своё начало с каменноугольного периода от одной из боковых разноспоровых ветвей папоротниковидных растений.

    Всего известно 6 классов голосеменных, из которых до настоящего времени сохранились 4: саговниковые, гинкговые, гнетовые и хвойные, а 2 класса - семенные папоротники (Pteridospermae) и беннеттитовые (Bennettitopsida) вымерли. Все это древесные растения, роль которых в образовании древесной растительности далеко неравнозначна. Так, гинкговые и саговниковые — классы реликтовые и, по существу, вымирающие. Гнетовые также имеют сравнительно ограниченное распространение, а вот хвойные захватили обширные пространства, содержат много родов и видов, в том числе важнейших образователей лесов земного шара. Общее число видов голосеменных около 800, из них на долю хвойных приходится свыше 560.

    Голосеменные — преимущественно деревья, в отдельных случаях в высоту превышающие 100 м (секвойя вечнозеленая), реже кустарники (виды эфедры и можжевельника), стланцы (сосна кедровая стланиковая), иногда эпифиты (некоторые виды саговника) или даже древовидные лианы (ряд представителей гнетовых). Для морфологической организации голосеменных характерна выраженная спиральность. Листья у них чаще игловидные (виды пихты, ели, сосны, кедра и др.), но могут быть очень мелкими чешуевидными (виды кипариса и кипарисовика) или очень крупными — до 6—8 м длиной, как у вельвичии удивительной. Обычно листья цельные, однако бывают и лопастными или перисто-раздельными, как у саговниковых.

    Голосеменные — растения одно-, дву- или многодомные. Их микростробилы (мужские генеративные побеги) могут быть очень мелкими, как у лиственницы (около 5 мм), или достигать 25— 30 см, как у араукарии. Еще более изменчивы по размерам макростробилы (женские генеративные побеги): от 0,5 см у сосны обыкновенной до 1 м у видов саговника. Семязачатки (семяпочки) голосеменных лежат открыто на семенных чешуйках макростробилов или на концах стеблей; соответственно и семена не заключены в плод, а содержатся в шишках или шишкоягодах. В семени всегда имеется питательная ткань — эндосперм, образующийся до оплодотворения (простое оплодотворение). При прорастании семени подсемядольное колено зародыша вытягивается и выносит на поверхность почвы от 2 до 18 (у представителей разных родов) семядолей, выполняющих фотосинтезирующие функции листьев до их развития из зародышевой почки.

    Класс Саговниковые Cycadopsida

    Класс Саговниковые содержит 1 семейство — Саговниковые (Cycadaceae Rich), включающее в себя до 130 видов. Это тропические вечнозеленые невысокие деревья розеточного типа, иногда кустообразные, или эпифиты. Обычно они внешне напоминают древовидные папоротники или пальмы. Листья у них крупные, перисто-раздельные, жесткие. Стробилы на концах ветвей (стволов), семена красные или оранжевые, с сочным покровом, съедобные. У некоторых родов класса (саговник, макрозамия и др.) каждому периоду роста в толщину предшествует заложение нового камбиального слоя, иногда незамкнутого, который внутрь откладывает слои ксилемы, а наружу - флоэму. Из сердцевины, которая может занимать до трети объема ствола, коры и эндосперма добывают крахмал — саго. Поэтому саговники часто называют «саговой пальмой».

    Саговники декоративны и ценятся в озеленении. Некоторые из них (саговник поникающий — Cycas revoluta Thunb.) культивируют на Черноморском побережье Кавказа.

    Класс Гинкговые Ginkgoopsida

    Класс Гинкговые представлен всего 1 видом — гинкго двулопастный (Ginkgo triloba L.) семейства Гинкговые (Ginkgoaceae Engl.). Листопадное двудомное дерево первой величины, в естественных условиях растущее в Китае. Ствол прямой, кора темно-коричневая, листья очередные, веерообразные, с выемкой на конце и дихотомическим жилкованием. Стробилы на укороченных побегах, макростробилы несут 2 семяпочки на ножке. Оплодотворение, как и у саговниковых, осуществляют снабженные жгутиками сперматозоиды. Опыление происходит одновременно с облиствением, а оплодотворение через несколько месяцев, часто в уже опавших семезачатках. Семена созревают через три месяца после оплодотворения и сразу прорастают или во влажном холодном субстрате до года могут сохранить всхожесть. Внешне семена напоминают желтую сливу, имеют внешнюю оболочку с неприятным запахом.

    Семена гинкго дают масло, ядра семян едят в жареном виде. В древесине гинкго отсутствуют смолоносные ткани, она жёлтоватая, мягкая, лёгкая, годится для разных поделок.

    Вид характеризуется высокой дымо- и пылеустойчивостью, не поражается вредителями и болезнями, требователен к влажности почвы и воздуха. В дендрарии ГБС растёт медленно и в возрасте 20 лет достиг высоты 2 м, на территории ВВЦ 40-летние деревца имеют высоту 4—5 метров.

    В России встречается довольно редко, в частности, в ботанических садах Москвы, Санкт-Петербурга, Калининграда, Ростова, Омска, Владивостока. Но как оригинальное декоративное дымо- и газоустойчивое дерево заслуживает более широкого применения в озеленении южных и юго-западных районов страны. Ценится в медицине (препараты на его основе укрепляют сосудистую систему). Размножают гинкго семенами, побеговыми и корневыми черенками.

    Класс Гнетовые Gnetopsida

    Включает в себя 3 семейства, насчитывающие свыше 70 видов. Наряду с реликтовыми, проявляют ряд прогрессивных свойств, в частности, у стробилов (особенно у вельвичии) имеются остаточные признаки обоеполости, а в древесине, наряду с трахеидами, присутствуют сосуды. Как известно, в смежных стенках трахеид имеются так называемые «поры», представляющие собой углубления, перекрытые клеточной мембраной. В сосудах в аналогичных участках -сквозные отверстия (перфорации), что существенно облегчает движение жидкости.

    Семейство Гнетовыв Gnetaceae Blume

    Крупные деревья, мощные древовидные лианы, реже кустарники, обитающие во влажных тропиках. Листья простые, эллиптически-яйцевидные до 10 см длиной, супротивные, по краям иногда образуют выводковые почки. Стебли членистые, в древесине наряду с трахеидами имеются сосуды. Колосовидные стробилы в пазушных пучках. Растения двудомные, семена ярко-розовые. Из прочного волокна гнетума изготавливают рыболовные снасти, веревки, бумагу. Молодые листья и стробилы идут в пищу.

    Семейство Вельвичиевые Welwitschiaceae Markgraf

    Семейство представлено 1 видом — вельвичией удивительной (Welwitschia mirabilis Hook.). Это совершенно уникальное дерево-карлик высотой не более 0.5 м, но с диаметром ствола (больше похожего на пень) свыше 1 м. Вельвичия образует в течение жизни всего 2 листа, которые за счет интеркалярной меристемы (расположенной в основании листьев) могут достигать 1,8 м в ширину и более 8 м в длину. Известны экземпляры вида 2000-летнего возраста. Для радиального утолщения каждый раз, как у некоторых саговниковых, образуется камбиальное кольцо. В древесине есть сосуды. Растения двудомные, стробилы образуют в основаниях листьев ветвистые 'собрания. Растёт в каменистых пустынях юго-западной тропической Африки с годовым количеством осадков около 25 мм. Но вельвичия приспособилась поглощать воду из атмосферы за счет конденсации тумана (около 50 мм жидкости в год) на поверхности своих огромных листьев.

    Семейство Эфедровые Ephedraceae Wettst

    Семейство включает в себя 1 род Эфедра, или Хвойник (Ephedra), и более 40 видов, распространенных в крайне ксероморфных условиях (пустыни, полупустыни, горные местообитания).

    Эфедры — невысокие, сильноветвистые кустарники, реже древовидного облика, высотой до 6—8 м. Молодые стебли ребристые, зелёные, выполняют функцию фотосинтезирующих органов. Листья редуцированы, опадают или имеют вид чешуек, расположенных в узлах членистых побегов. Растения чаще всего двудомные, стробилы однополые, образуются по 3—4 в узлах побегов. Каждый макростробил несет 1 семяпочку, окружённую мешочкообразным покровом, который при созревании семени становится сочным, красным или оранжевым. Поэтому зрелые семена внешне напоминают ягоду, иногда именуемую степной малиной, которую используют для приготовления варенья, а само растение применяют в медицине (кузьмичева трава).

    В Российской Федерации и сопредельных государствах насчитывается 19 видов эфедры, распространенных в сухих степях, полупустыне и пустыне, в горах Кавказа, Средней Азии и Западной Сибири (эфедра двуколосковая — Е. distachya, эфедра хвощовая — Е. equisetina, эфедра промежуточная — Е. intermedia и др.).

    

    biofile.ru

    Отдел Голосеменные растения | Биология

    Общая характеристика голосеменных. Голосеменные — исключительно древесные растения. Это деревья (сосны, ели, пихты, лиственницы, секвойи, кипарисы) и кустарники (можжевельник, кедровый стланик). Известно около 800 видов голосеменных.

    ГолосеменныеГолосеменные

    Голосеменные растения — высшие растения, не имеющие цветков и плодов, но способные к образованию семян. Они имеют незащищенные семязачатки, располагающиеся открыто на семенных чешуях шишек. В цикле развития, как и у папоротникообразных, преобладает бесполое поколение (спорофит). Половые поколения (гаметофиты: мужской и женский) сильно упрощены: гаметофит мужской представляет собой пылинку, а женский — заросток.

    Первые голосеменные появились на Земле около 370 млн лет назад, а 150–250 млн лет назад они заняли господствующее положение в растительном мире.

    Среди современных голосеменных подавляющее большинство составляют хвойные растения (600 видов). Они произрастают в разнообразных условиях, но наиболее многочисленны в областях с умеренным климатом, где образуют леса на огромных площадях.

    Сосна обыкновеннаяСосна обыкновеннаяОбщие признаки класса хвойных. Хвойные — преимущественно вечнозеленые древесные растения. Листья у них игольчатые или чешуевидные. В древесине отсутствуют настоящие сосуды, а имеются трахеиды — сильно удлиненные клетки со скошенными концами. У всех хвойных образуется смола. Благодаря ее свойствам происходит быстрое заживление повреждений у деревьев. На побегах хвойных образуются мужские и женские шишки.

    Сосна сибирская, или кедроваяСосна сибирская, или кедровая

    К классу хвойных относятся 7 семейств. Из них наиболее широко распространены растения семейств сосновых (сосны, ели, пихты, лиственницы), кипарисовых (кипарис, туя, можжевельник).

    Семейство сосновых. Из растений этого семейства широко распространены сосны и ели, а из них — сосна обыкновенная и ель европейская.

    Сосна обыкновенная произрастает в европейской части, в Сибири и на Кавказе. Ее высота может быть до 40–50 м, а продолжительность жизни — до 400 лет.

    Сосны — светолюбивые деревья. Поэтому в лесах их кроны сосредоточены только на самой верхушке. На открытых пространствах сосны бывают обычно более низкие, «коренастые», с раскидистыми кронами.

    У молодых сосен наиболее крупные ветви сближены в мутовки, по числу которых можно определить возраст дерева.

    Листья у сосны, как и у всех хвойных, игловидные (хвоинки длиной 3–4 см). Они расположены по две на сильно укороченных побегах (рис. 286). Сосны — «вечно-зеленые» растения, их хвоя не опадает на зиму. Хвоинки у обыкновенной сосны живут 2–3 года, а затем опадают вместе с укороченными побегами.

    Сосны неприхотливы к почве. Они растут на песках, скалах и болотах. В зависимости от местообитания меняется их корневая система. У растений, растущих на песках, корни глубоко уходят в землю, а на болоте — они располагаются в поверхностном слое почвы.

    В лесах Сибири и Дальнего Востока произрастает сибирская сосна, которую часто называют кедровой сосной и даже кедром (рис. 286). Семена этой сосны крупные, с плотной кожурой и без крыловидных придатков. Обычно их называют «кедровыми орешками».

    Ель обыкновенная широко распространена в европейской части России. Как и другие виды елей, она является теневыносливым растением. Для нее характерна конусовидная крона с мутовками ветвей. Ель обитает на богатых перегноем глинистых почвах с близко расположенными грунтовыми водами и образует мощную поверхностную корневую систему. Хвоя у ели короткая, сидячая на удлиненных побегах; живет 7–9 лет, а затем опадает.Широко распространена в нашей стране и ель сибирская.

    Ель европейскаяЕль европейская

    Большие площади в России занимают леса с лиственницами и пихтами. Лиственницы — листопадные хвойные деревья, у которых хвоя опадает на зиму. Эта хвоя мягкая и плоская. На удлиненных побегах она располагается спирально, а на укороченных в виде пучков.

    Пихты внешне похожи на ели. В нашей стране они произрастают в Сибири, на Урале и Северном Кавказе. Хвоинки у пихт более длинные, чем у елей, и менее колючие. Шишки у пихты торчат вертикально как свечи.

    Пихта сибирскаяПихта сибирская

    Одними из самых высоких хвойных деревьев считаются секвойи. Их стволы достигают в высоту 112 м. Секвойи растут в горах на западе Северной Америки.

    СеквойяСеквойя

    Голосеменные, хвойные, хвоя, шишки, семенные чешуи, незащищенные семязачатки, пылинки.

    blgy.ru

    ГОЛОСЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ ЭТО... признаки, отдел, размножение, покрытосеменные

    Сосна и ель — однодомные растения. Отдел голосеменных растений включает 4 класса: хвойные, гинкговые, гнетовые, саговниковые. Голосеменные — разноспоровые растения (мужские — микроспоры, женские-мегаспоры).

    Голосеменные (Gymnospermae) – наиболее древняя и до сих пор процветающая группа семенных растений, занимающая промежуточное положение между папоротниками и цветковыми растениями. Ранее исследователи выделяли все семенные растения, не образующие цветков, в отдельный отдел либо даже в класс отдела семенных растений (Spermatophyta).

    Все голосеменные – деревья либо кустарники, нередко достигающие огромных размеров. Одни голосеменные сильно ветвятся и несут множество мелких (нередко чешуевидных) листьев.

    У большинства голосеменных в ксилеме отсутствуют сосуды, а в флоэме – клетки-спутницы. С другой стороны, ткани голосеменных устроены более сложно, чем ткани папоротникообразных.

    Отдел Голосеменные

    У наиболее примитивных семенных папоротников они свободно росли на обычных побегах; у всех остальных голосеменных они находятся на укороченных побегах – стробилах, как правило, раздельнополых. Микроспоры у семенных растений развиваются в пыльцевом мешке и называются пыльцевыми зёрнами или пылинками.

    Голосеменные известны с верхнего девона. Ещё одним вымершим отделом голосеменных, известным с карбона, являются беннеттитовые (Bennettitophyta или Cycadeoideophyta). Некоторые исследователи относят эти растения к саговникам, от которых они отличаются органами размножения. В настоящее время сохранилось около 600 видов голосеменных.

    Это главные признаки голосеменных. Наиболее древние и примитивные представители этого отдела появились в позднем девонском периоде от одного из видов папоротников. В конце палеозойского периода голосеменные достигли расцвета, при этом в процессе эволюции вытеснив споровые растения.

    Строение семян голосеменных сходно. У этих растений семязачатки (семяпочки), состоящие из мегаспорангия и защитной оболочки, расположены открыто на внутренней стороне чешуевидных листьев. У хвойных есть мужские и женские шишки, к примеру, у однодомной сосны они расположены на одном растении. Значение голосеменных в природе очень велико. Эти растения образуют огромные площади хвойных и смешанных лесов, обогащая воздух кислородом.

    Древесина растений вышеописанной группы типа «мягких» пород используется как сырье для изготовления бумаги и как лесоматериал, из которого производят мебель, шпалы, столбы, мосты, т.д. Хорошо известные сосна, ель, пихта, лиственница, кедр (сибирская сосна), кипарис, можжевель­ник относятся к хвойным или голосеменным растениям. Сосны, растущие на болотистых почвах, имеют только поверхностные корни. Ель с пихтой образуют темнохвойную тайгу, под деревьями нет подлеска и очень мало травянистых растений.

    Кедровое масло, скипидар, канифоль, витамины тоже получают из семян, древесины и хвои многих представителей голосеменных растений. Всем известен желтый янтарь — окаменевшая смола древних хвойных растений, в которой встречаются замуро­ванные хвоинки. Все известные до сих пор голосеменные растения, вымершие или современные, представляют собой древесные формы — деревья или кустарники. Хвойные по своему значению занимают второе место после цветковых растений.

    Их размножение не связано с водой, поэтому среда обитания более разнообразна по сравнению со споровыми растениями. Древние гигантские голосеменные дали залежи каменного угля, особенно в Сибири. В Красную книгу СССР занесено 25 видов, а в Красную книгу РСФСР — 11 видов голосеменных растений.

    Другие разветвлены слабо и имеют крупные перистые листья. Все голосеменные – разноспоровые растения; микроспорофиллы и макроспорофиллы сильно различаются по форме, размерам и строению. В карбоне и перми встречаются представители большинства порядков, а на мезозой приходится их расцвет. Они сочетали в себе эволюционно продвинутое строение стебля с примитивными боковыми побегами, мало чем отличавшимися от побегов псилофитов.

    Беннеттитовые вымерли в конце мелового периода вместе с динозаврами. Наиболее распространены из них растения отдела хвойных; леса из хвойных деревьев (тайга) растут, в основном, в умеренных широтах и составляют треть всех лесов планеты. Почти 95% лесов Земли состоят только из хвойных деревьев или являются смешанными. Оплодотворение женского гаметофита мужским и начальные этапы развития спорофита осуществляются внутри семязачатка.

    Зрелое семя окружено защитной оболочкой и содержит зародыш, состоящий из корешка, почечки и зародышевых листьев (семядолей), а также запас питательных веществ, которые необходимы при прорастании. Хвойные деревья выделяют в воздух большое количество фитонцидов – летучих веществ, подавляющих развитие болезнетворных микроорганизмов.

    Строение женской шишки сосны

    Из частей хвойных деревьев получают лекарственные препараты — активированный уголь, камфору, а также эфирные масла для применения в парфюмерии, кондитерской промышленности, медицине. Они далеко расходятся в стороны от дере­ва. Игловидные листья сосны и ели называют хвоей. Листья — хвоинки сосны — длинные, развивающиеся по два на очень коротких побегах. Они держатся на дереве 2—3 года. Хвоя ели короткая, четырехгранная, не опадает до 8 лет. Среди хвойных есть и листопадные — например, лиственница.

    Образуются 2 вида шишек — мужские и женские. Созревание семян происходит на второй год после опыления. Следую­щей зимой шишки раскрываются; и семена уносятся ветром на большие расстояния.

    Ели и сосны могут быть синоптиками. Основную массу древесины заготавливают в хвойных лесах. Это не только строительный материал, но и сырье для многих производств (бумага, искусственный шелк, спирт, пластмассы). Древесина лиственницы твердая и тяжелая, долго не поддается гниению в почве и в воде. Из этого дерева издавна делали сваи для мостов, фундамент для построек, телеграфные столбы.

    Распространена в Азии, Европе, Северной Америке, в северных и восточных районах европейской части СССР, в Западной Сибири, в Карпатах. Растения, относящиеся к отделу голосеменных (как и к отделу цветковых или покрытосеменных), отличаются от всех остальных растений тем, что производят семена. Все голосеменные размножаются семенами. В настоящее время многие учёные склоняются к тому, чтобы разделить группу голосеменных растений на несколько самостоятельных отделов.

    Смотрите также:

    Похожие публикации:

    • Метеорология и климатологияМетеорология и климатология Но она меняется и нерегулярно, непериодически, в связи с воздушными течениями, направленными из одних мест Земли в другие. Поднося к полюсам магнитной стрелки магнит, можно заметить, что […]
    • Сайт города ДобропольеСайт города Доброполье Сегодня 29.07.2012 воды так и нет. что нам делать в этой ситуации? По адресу: г.СПб,центральный район 6-ая Советская д.4 ПРОБЛЕМЫ игнорируются ГОДАМИ организацией Жилкомсервис № 3 […]
    • Северный Ледовитый океанСеверный Ледовитый океан Это и есть главное поверхностное течение в Северном Ледовитом океане. Основная часть Северного Ледовитого океана — это Арктический бассейн. В северной части этого моря оно сливается с […]

    nachaton.ru

    Голосеменные растения. Хвойные и другие.

    Голосеменные растения

    Общие сведения о голосеменных растениях

    Голосеменные растения (лат. Gymnosprmae), древняя группа семенных растений, у которых имеются семяпочки (в отличие от папоротников), но отсутствуют плодолистики (в отличие от цветковых). Произошли в девоне от примитивных папоротниковидных. Около 600 видов, деревья и кустарники, распространены широко. К голосеменным относятся классы саговниковых, гинкговых, хвойных и гнетовых, а также ископаемые семенные папоротники и беннеттиты. Хозяйственное значение имеют хвойные, особенно сосновые (сосна, лиственница, ель, пихта, кедр), а также представители семейства таксодиевых и кипарисовых.

    Ботаническая классификация. Выражение «голосеменные», впервые использованное ботаником Бекетовым, указывает на главную отличительную черту этих растений, a именно на то, что семяпочки, а затем и происшедшие из них семена не имеют замкнутого вместилища, как то замечается у всех скрытносемянных. Завязь здесь имеет вид простой чешуи, на которой сидит одна или несколько семяпочек; иногда же и эта чешуя не развивается. Было время, когда голосеменные выделяли в специальный класс Gymnospermae, вначале в рамках семенных растений (отдел Spermatophyta, 1883—1950), позже — в составе сосудистых растений (отдел Tracheophyta, 1950—1981). По существу этот класс включает хвойные и подобные им деревья, в том числе несколько групп вымерших растений, известных только по ископаемым останкам. Несмотря на то, что голосеменные растения явным образом отличны от других классов высших растений (то есть папоротников и цветковых), ископаемые останки служат доказательством того, что покрытосеменные произошли от голосеменных предков, что делает таксон голосеменных парафилетичным. Современная кладистика пытается определить такие таксоны, которые являлись бы монофилетичными, с прослеживающейся привязкой к общему предку и включающими всех потомков этого общего предка. Итак, пока термин голосеменные по прежнему широко используется для отделения четырёх нецветковых, семенных растений от класса покрытосеменных, виды растений, трактованные как голосеменные, распределены между следующими четырьмя группами одного уровня — отделами.

    Отдел гинкговидные (Ginkgophyta) Отдел гнетовидные (Gnetophyta) Отдел саговниковидные (Cycadophyta) Отдел хвойные (Pinophyta)

    medgrasses.ru

    Голосеменные растения. Полезные свойства эфедры и гинкго

    Одним из символов нашей страны является такое растение, как береза, это известно всем. Если спросить практически любого жителя России, какое дерево чаще всего встречается на территории нашей страны, то большинство так и ответит, что это береза. Хотя на самом деле это не так. Большую часть деревьев, которые произрастают в России, представляют собой хвойные растения. И чаще других встречается лиственница. Например, таежные леса, практически на 70 % состоят из этого хвойного голосемянного растения. Про полезные свойства голосеменных растений и пойдет речь в этой статье.

    Голосеменные – древняя группа семенных растений, не образующих настоящих плодов.

    Их семяпочки, а затем и семена не прикрыты стенками завязи. Среди голосеменных растений выделяют четыре группы: гинкговые, гнетовые, саговниковые и хвойные. На территории нашей страны широко распространены в основном представители хвойных.

    Голосеменные растения - это очень древняя группа растений, возникли они на нашей планете много миллионов лет назад, примерно в девонский период. Самый рассвет их пришелся на многим известный каменноугольный период или карбон. Предками голосеменных были споровые растения, которые размножались с помощью спор, такие как, например, папоротники, хвощи. А вот у голосеменных появилось очень серьезное новообразование, это, собственно говоря, семена. Семена голосеменных растений расположены под чешуями шишек. Шишки могут быть совершенно различного вида и даже иногда напоминать по своему строению ягоды; их так и называют шишкоягоды. Эти семена расположены открыто и ни чем не защищены, отсюда и название - голосеменные. В отличие от них, у более эволюционно продвинутых цветковых или покрытосеменных растений, семена защищены стенками плода.

    Большинство людей считает, что к голосеменным относятся только хвойные растения, то есть те, у которых листья видоизменены в хвоинки (в иголочки), хотя на самом деле это не так. К голосеменным относятся и растения лиственные. Например, в пустынях Кении встречается такое голосеменное растение, как Вельвичия удивительная. У этого растения два огромных листа, которые могут достигать длины 8 метров. А на территории нашей страны встречается ее родственник, это растение под названием Эфедра.

    Эфедра – крупный ветвистый кустарник, относящийся к классу Гнетовые. В нашей стране встречается около 10 видов. Растет в сухих степях, на каменистых склонах гор на высоте до 1500 метров. Широко используется в фармакологии для получения алкалоида эфедрина.

    К роду эфедра относится несколько видов растений. По-другому их еще называют хвойник, и все они встречаются на юге нашей страны. Надо сказать, что это растение в медицине используется довольно давно и из него получают алкалоид, который называется эфедрин и алкалоид псевдоэфедрин. Оба этих алкалоида способны расслаблять гладкую мускулатуру бронхов. Это очень важно при бронхиальной астме, при ситуации, когда происходит спазм этой мускулатуры. Препараты эфедры обладают способностью сужать кровеносные сосуды, а это приводит к повышению артериального давления, что тоже бывает иногда очень важно. И, самое главное – эфедрин действует возбуждающе на центральную нервную систему. Соответственно, это способствует борьбе с сонливостью и восстановлению общего тонуса организма.

    Если съесть всего две псевдоягоды эфедры, то вы не сможете заснуть в течение двух суток - настолько сильным тонизирующим свойством обладает алкалоид эфедрин. Поэтому будьте осторожны, препарат очень сильный.

    Еще одно необычное растение, которое относится к голосеменным, но не является хвойным - это Гинкго. Гинкго – реликтовое листопадное голосеменное растение. Единственный сохранившийся вид класса Гинкговых. Растение сохранилось главным образом в культуре. В странах Восточной Азии растение выращивают как священное возле буддистских храмов, в Европе часто используют для озеленения. Входящие в состав растения гинкгозиды широко используются в фармакотерапии.

    Гинкго - это растение древнее, реликтовое, то есть оно сохранилось на нашей планете с древних доледниковых эпох. Сейчас в диком виде оно встречается только в некоторых горных провинциях Китая, но чаще всего его можно увидеть в ботанических садах или на территориях каких-нибудь храмов. Растение считалось культовым и высаживалось там специально. В последнее время, поскольку растение очень популярно, очень красиво и необычно, его даже стали использовать в озеленении. Конечно, это возможно только в тех районах, где позволяет климат, потому что растение достаточно теплолюбивое. Самым северным городом, где растение встречается на улицах, является город Рига.

    Из листьев гинкго получают такое вещество, как гинкгозит. Это вещество обладает свойством улучшать микроциркуляцию крови в клетках и тканях. Именно поэтому его чаще всего используют при таких заболеваниях, как атеросклероз, при нарушении кровоснабжения головного мозга, для улучшения памяти, при варикозном расширении вен. Наверно, именно поэтому гинкго считалось растением священным и выращивалось на территории многих храмов. В последнее время, в связи с тем, что препараты гинкго стали очень популярными, были выявлены и некоторые не желательные эффекты. Например, было замечено, что препараты гинкго могут повышать риск возникновения инсультов.

    Гинкго является растением долгожителем, возраст некоторых экземпляров достигает 2500 и даже 3000 лет. Мало какие растения отличаются такими сроками жизни. Такое необычное и полезное растение вы можете посадить у себя дома. Для этого вам нужно попросить или купить в ботаническом саду побег (веточку) гинкго. Они очень хорошо укореняются, практически 70% черенков дают корни, растение будет долго-долго расти и радовать вашу семью.

    Гинкго и эфедра это растения голосеменные, но достаточно экзотические и у нас за окном они просто так не растут. Но полезными свойствами обладают и такие всем знакомые растения, как хвойные: ель, сосна и можжевельник.

    indasad.ru