Описание жизненного цикла голосеменных растений

Главный орган размножения покрытосеменных растений

Главный репродуктивный орган покрытосеменных — цветок. Он представляет собой видоизмененный побег, приспособленный для проведения полового процесса. Образование плода с семенами — его итог.

От шишек цветы отличаются тем, что во время опыления пыльца попадает на пестик, а не на семязачаток. Опыление бывает двух видов:

1. Самоопыление — пыльца с тычинок попадает на пестик того же цветка.
2. Перекрестное опыление — пыльца с тычинок попадает на пестик другого растения.

Примечание

Несмотря на единую функцию, цветы разнообразны по строению, размерам и окраске. Самый маленький цветок из семейства Рясковых имеет диаметр 1 мм. Самый крупный — у раффлезии Арнольда 91 см, его масса достигает 11 кг.

Цветок состоит из частей:

1. Стеблевой: цветоножка, цветоложе.
2. Листовой: чашелистики, лепестки.
3. Генеративной: тычинки, один или несколько пестиков.

Генеративная часть цветка принимает участие в процессе размножения.

Тычинка — мужской орган. Все тычинки одного цветка называют андроцеем. Они могут отличаться по форме и длине. Количество тычинок зависит от вида. У орхидных — одна, у мимозовых — несколько сотен.

Пестик — женский орган. Состоит из одного или нескольких сросшихся плодолистиков. В его полости находятся семязачатки (семяпочки). Совокупность пестиков называют гинецеем. Этот орган, как и сам цветок, есть только у покрытосеменных, поэтому группу еще называют пестичными.

Что такое голосеменные растения

Растительное царство подразделяется на низших и высших представителей. Последние делятся на споровые и семенные

Первые можно часто встретить в лесу (папоротник), они обращают на себя внимание большой формой и не имеют ярких цветов. Вторые — являются господствующей, самой распространенной группой среди высших растений. Различаются они по способу образования органа размножения и бывают голосеменными и покрытосеменными

Различаются они по способу образования органа размножения и бывают голосеменными и покрытосеменными.

Признаки

Эти растения не образуют плодов, являются наземными. Если классифицировать их по жизненным формам, то чаще это деревья.

Самые многочисленные представители — хвойные:

• сосна,
• ель,
• можжевельник,
• пихта,
• лиственница и другие.

У большинства растений листья имеют игольчатую форму, а сверху покрыты восковой кожицей, благодаря чему получили название — хвоя. Такая форма не позволяет влаге испаряться, поэтому растения могут произрастать в неблагоприятных условиях. Хвойные образуют леса в зонах с умеренным климатом.

В качестве самостоятельного органа лист впервые появился у голосеменных. Он обладает определенными характеристиками, специфическими для этого отдела.

Виды листьев:

• чешуйки (кипарис),
• иголки (пихта),
• перистый (саговник),
• двулопастный (гинкго),
• длинный до 8 м (вельвичия).

В целях снижения объемов испаряемой жидкости устьица глубоко погружены в ткань, сами листья покрыты кутикулой. Дерево не обновляет их ежегодно. Каждая хвоинка способна прожить от трех до пяти лет, а листья вельвичии существуют, пока живет само растение, высыхая на концах и вновь отрастая у основания.

Стебель или ствол покрыт корой, имеются четкие годичные кольца. Большинство выделяют смолу — фитонциды, губительные для бактерий. Шишки являются видоизмененными побегами.

Функции

Это группа высших семенных, следующая за папоротниками и хвощами, она предшествует покрытосеменным на пути эволюционного развития растений

Способность гамет сливаться без участия воды — важное приобретение голосеменных, которое способствовало их широкому расселению и продвижению вглубь материков

Развитие семени внутри стробилы за счет запаса питательных веществ обеспечило его сохранность и жизнестойкость. Таким образом голосеменные демонстрируют новые, по сравнению со споровыми, механизмы выживания и расселения по суше.

Отличие от других видов

Основным отличием, по которому представители этого отдела растительного царства получили свое название, является отсутствие околоплодника.

Завязь семян развивается в пазухах чешуек шишек или шишкоягод (можжевельник). Опыление происходит с помощью ветра. Семена лежат открыто на чешуйках, после созревания высыпаются.

Теория возникновения семенных растений

Пример голосеменных растений

Давайте рассмотрим каким образом споровые растения превратились в семенные.

Папоротники размножаются спорами. Их бесполые органы называются спорангиями. Спорангии бывают двух видов: микроспорангии (мелкие споры) и мегаспорангии (крупные споры). Группа тесно расположенных спорангий — сорусы. Вайи — это листья папоротника, на них размещаются сорусы со спорами разного размера.

Ученые предполагают, что голосеменные произошли от разноспоровых папоротников, на листьях которых размещались сорусы со спорами разного размера. Созревшие споры высыпаются и разносятся ветром и водой. Попав в благоприятные условия, спора прорастает в заросток. На нижней стороне заростка образуются половые клетки: сперматозоиды и яйцеклетки. Когда под заростком скапливается вода, сперматозоид может подплыть к яйцеклетке и оплодотворить ее. Половая стадия без воды невозможна.

Засушливые условия палеозойской эры заставили споровые растения искать способ приспособления. Из спор, которые не выпадали на землю образовался мужской гаметофит, под его оболочкой формировались половые мужские гаметы (пыльца). Пыльцевые зерна были небольшого размера и легкие, чтоб ветер мог их свободно разносить. Таким образом вода уже не играла важную роль для полового размножения папоротника.

Из макроспор образовался женский гаметофит (семязачаток), из которого сформировалась яйцеклетка. Вайи со спорами стали сгущаться и появилась шишка. В свою очередь и вайи с мегаспорангием тоже образовали шишку. Таким образом у разноспорового папоротника возникло два типа шишек: женская и мужская.

Процесс размножения

Процесс размножения чаще всего рассматривают на примере сосны. У этого дерева семена начинают формироваться примерно в 12−15 лет. Они созревают в шишках вместе с пыльцевыми зёрнами. Эти органы образовались из-за изменения побегов, которые стали короче, а листья трансформировались в чешуйки.

Сосна является однодомным растением, то есть у неё есть и мужские, и женские половые органы. Женские шишки отличаются слабым красноватым оттенком. Их оплодотворение является начальным этапом цикла развития сосны.

Процесс опыления происходит следующим образом:

1. Весной пыльца переносится на семязачатки при помощи ветра.
2. После этого чешуйки шишки начинают закрываться, тем самым полностью скрывают орган от внешней среды.
3. Попавшая пыльца способствует прорастанию пыльцевой трубки.
4. Шишка оплодотворится только через года, когда внутри семязачатков образуются эндосперм и яйцеклетка.
5. Из семенного зачатка появляется семя.

ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ, или ЦВЕТКОВЫЕ

Покрытосеменные (Цветковые) – отдел высших растений, отличительной особенностью которых является; 1) наличие цветка в качестве органа полового размножения 2) замкнутого вместилища у семяпочки (а затем и у происшедшего из неё семени, откуда и появилось название покрытосеменные), 3) двойное оплодотворение.

Покрытосеменные представлены: деревьями, травами и промежуточными формами – кустарниками и кустарничками.

Общая характеристика Цветковых растений:

• древесные, кустарниковые и травянистые формы
• однолетние, двулетние и многолетние растения
• более 250 000 видов
• повсеместное распространение (на всех континентах и во всех средах обитания)
• семенное и вегетативное размножение
• генеративные органы – цветки
• после двойного оплодотворения происходит развитие семени с запасом питательных веществ; семя защищено околоплодником и находится внутри плода

Широкое распространение и разнообразие строения цветковых растений обусловлено приобретением ими в процессе эволюции ряда прогрессивных черт:

1. наличие цветка – органа, совмещающего функции полового и бесполого размножения;
2. образование в составе цветка завязи, заключающей в себе семязачатки и предохраняющей их от действия неблагоприятных условий среды;
3. двойное оплодотворение, в результате которого образуется триплоидный (а не гаплоидные, как у голосеменных) эндосперм;
4. редукция гаметофита: мужской гаметофит – пыльцевое зерно состоит из двух клеток: вегетативной и генеративной (генеративная делится, образуя два спермия). Женский гаметофит состоит из 8 клеток зародышевого мешка.

Классы Покрытосеменных (Цветковых)

Выделяют два класса цветковых растений: однодольные и двудольные.

Признаки двудольных растений:

1. Зародыш имеет 2 семядоли, прорастающие надземно, с 3 проводящими пучками.
2. Лист на черешке с сетчатым или ветвящимся жилкованием.
3. Проводящая система состоит из одного кольца проводящих лучков, с камбием; во флоэме присутствует паренхима; кора и сердцевина дифференцированы.
4. Корневая система стержневая, зародышевый корешок развивается в славный корень.
5. Жизненные формы древесные и травянистые.
6. Цветок имеет число элементов, кратное 5 или 4.

Признаки однодольных растений:

1. Зародыш с одной семядолей, прорастающей подземно, имеет два главных проводящих лучка.
2. Лист без черешка, с параллельным или дуговым жилкованием, с влагалищным основанием.
3. Проводящая система состоит из многих отдельных пучков; камбий отсутствует; паренхима во флоэме отсутствует; кора и. сердцевина не имеют четкой дифференциации.
4. Корневая система мочковатая, зародышевый корешок рано отмирает, заменяясь системой придаточных корней.
5. Жизненные формы травянистые, некоторые древесные формы вторичны.
6. Цветки имеют число элементов, кратное 3, реже 4.

Основные различия между Двудольными и Однодольными

Цикл развития. Нажми для увеличения картинки!

Семейства Покрытосеменных (Цветковых)

Таблица «Покрытосеменные» кратко

Это конспект по теме «Покрытосеменные, или Цветковые». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту: Царство Животные
• Вернуться к списку конспектов по Биологии.
• Проверить знания по Биологии.

Значение в природе и жизни человека

Во времена палеозойской и мезозойской эр голосеменные растения были доминирующими среди всех других представителей флоры. Виды, которые распространены в тропических зонах, имеют большие рассечённые листья, похожие на пальмовые. В северных широтах произрастают растения с иголками или чешуйками. Это обусловлено низким уровнем влажности.

Большая часть тайги состоит из голосеменных. Эта зона является домом для многих видов живых организмов. Особенно это касается млекопитающих и птиц. Благодаря лесу у них есть укрытие, защита, питание, условия для размножения.

Сейчас площадь лесных насаждений быстро уменьшается. Среди основных причин выделяют вырубку, пожары, расчистку участков под застройку. Для тайги наиболее губительным является добыча полезных ископаемых, осушение или затопление территорий.

Голосеменные имеют важное значение в процессе обогащения воздуха кислородом и удаления из него углекислого газа. Люди очень небрежно к этому относятся

Каждый год в атмосфере увеличивается количество копоти и вредных веществ, что приводит к их накоплению на листовой пластине. Хвойные растения не меняют листву ежегодно, поэтому срок их жизни снижается. Уменьшение площади лесов — одна из важнейших проблем планеты.

Применение голосеменных в хозяйстве началось давно. Бытовая сфера и многие отрасли производств не могут без них существовать. Хвойники используют в следующих целях:

1. Строительная. Древесина применяется в качестве материала для создания прочных конструкций и отделки.
2. Пищевая. Из саговника изготавливают крупу, в кулинарии используются кедровые орехи (точнее, орехи сосны сибирской кедровой).
3. Топливная. В частных домах используется сухая древесина.
4. Медицина. Эфирные масла голосеменных являются основой многих лекарственных препаратов.
5. Химическая. Изготавливается смола, вар, скипидар, эфирное масло.
6. Эстетическая. Среди этих растений есть декоративные виды, которые высаживают на приусадебных участках, вдоль дорог и полей.

Это только малая часть сфер, где применяются голосеменные растения. Из них также производят бумагу, мебель, музыкальные инструменты, изготавливают подводные сооружения. Многие виды хвойных пород помогают в лечении бронхитов, болезней печени, применяются в качестве дезинфицирующего средства. Поэтому человечеству нужно научиться заботиться о лесах, так как без них не существовало бы современного мира.

Развитие семени

После оплодотворения из зиготы начинает развиваться зародыш, а из семязачатка формируется семя.

Зигота содержит диплоидный набор хромосом. Зародыш, который образуется из зиготы, сочетает в себе признаки как отцовского, так и материнского организма. Вокруг него располагаются питательные вещества, которые необходимы для роста и развития. Снаружи находится защитная оболочка, которая оберегает внутреннее содержимое от воздействий окружающей среды. Зародыш со всеми образованиями (корешки, почечки, стебельки, семядоли) называют семенем.

Созревание семени занимает приблизительно полтора года. Изначально зелёные шишки со временем начинают деревенеть и приобретают коричневый цвет. Шишка с созревшими семенами раскрывается, и они выпадают наружу. Раскрытие происходит через 2–3 года после опыления. У сосны для их распространения имеются крылышки, которые легко подхватываются ветром и разносятся на более дальние расстояния.

В отличие от папоротников и мхов для оплодотворения голосеменным растениям не нужна вода. Это объясняет их широкое распространение на планете.

Сосновые шишки обычно небольшого размера 4–5 сантиметров, еловые длиннее – 10–15 сантиметров. В отличие от сосны, созревание семян у ели происходит осенью того же года, что и опыление. В конце зимы – начале весны они высыпаются и разносятся по окрестностям. Семена сибирской сосны (кедра) называют кедровыми орешками, их употребляют в пищу.

Рис. 3. Разновидности шишек.

Что мы узнали?

Основным способом размножения голосеменных растений является размножение семенами. Для этого на деревьях и кустарниках формируются шишки двух видов (мужские и женские). В мужских организмах зреют пыльцевые зёрна, которые ветром переносятся в женские шишки. После попадания пыльцы шишка склеивается и начинается процесс созревания семени. Весь процесс от опыления до созревания длится около 18 месяцев. Созрев, шишка раскрывается, и семена высыпаются наружу. Отличительной чертой голосеменных растений от цветковых представителей является то, что их семя не защищено околоплодной оболочкой. Поэтому отдел данных растений и получил такое название – голосеменные.

Тест по теме

1. Вопрос 1 из 10

Начать тест(новая вкладка)

Классификация голосеменных

Эти растения широко распространены по всей планете. Но классификация до сих пор полностью не стабилизирована. Зачастую их подразделяют на 6 классов:

1. Гнетовые.
2. Беннетитовые.
3. Семенные папоротники.
4. Саговниковые.
5. Хвойные.
6. Гинкговые.

В класс саговников входит примерно 20 видов. Они распространены в Америке, Африке, Австралии и Восточной Азии. Это медленнорастущие деревья, высота которых может достигать 20 метров. Длительность жизни — до 1000 лет. У этих растений обычно крупные листья, длина которых доходит до 3 метров.

Представители класса беннетитовых тоже полностью вымерли. У них были обоеполые шишки. Своим строением напоминали саговники.

В класс гинкговых входит только один вид растений — гинкго двулопастный. Это вечнозелёное дерево. В природе его высота может достигать 40 метров. Имеет пирамидальную, густую и ветвистую крону. Опыление происходит при помощи ветра.

Семена довольно большие. Если описать их кратко, то форме они напоминают костянку. Их часто используют в пищу. Ценность древесины приравнивается к хвойным породам. Гинкго двухлопастный широко распространён на юге Китая. К тому же его считают священным деревом, поэтому высаживают во всех ботанических садах. Это растение применяется и для изготовления лекарственных препаратов.

Наиболее многочисленным является класс хвойных. Он представлен 600 видами. Распространены в северном полушарии, образуя огромные хвойные леса. Самыми типичными представителями являются ель, сосна, пихта. Хвойные растения появились задолго до формирования современного рельефа.

https://youtube.com/watch?v=5N4rShidSaQ

Особенности репродукции

Описываемая группа растений относится к разноспоровым растениям. По сравнению с покрытосеменными они не имеют цветков и плодов, а также не размножаются вегетативным (бесполым) способом, что является главным отличием голосеменных. Размножение делится на несколько циклов и происходит с помощью стробил или шишек, которые представляют собой репродуктивные органы.

Чаще всего органы размножения делятся на мужские и женские. Иногда они располагаются на двух деревьях, называемых двудомными или на одном, то есть однодомном растении. Шишка мужского пола (микростробила) окрашена в желтовато-зелёный оттенок и крепится к молодым побегам. Женская шишка (макростробила) имеет красноватый цвет и располагается ближе к вершине.

Стробилы состоят из основной оси, на которой крепятся чешуйки. У макростробил в чешуйках образовывается семязачаток с яйцеклетками, а у микростробил — мешочки с пыльцой. Созревшая пыльца с помощью ветра попадает на женскую стробилу и опыляет её. После опыления она закрывается. Оплодотворение голосеменных начинается только после того, как сформируется пыльцевая трубка, в которой образуются 2 мужских клетки — спермии.

Одна из клеток оплодотворяет яйцеклетку, вторая при этом погибает. Оплодотворённая клетка превращается в зиготу, а из семязачатка образуется семя, в котором имеется запас питательных элементов. В процессе созревания шишки меняют цвет и становятся очень плотными. Созревшие семена покидают ее через раскрывшиеся чешуйки, после чего переносятся ветром.

Значение в природе

Обширное царство голосеменных представителей флоры играет важную роль в жизни планеты. В северных широтах хвойные и смешанные леса образуют тайгу, обеспечивающую Землю кислородом. С помощью хвойных деревьев удерживается снежный покров, что предохраняет почву от пересыхания. Благодаря голосеменным поддерживается жизнь многочисленных видов фауны.

Интересные факты

Среди представителей растительного мира планеты голосеменные являются самыми распространёнными, среди них встречаются долгожители и гиганты. К таким рекордсменам относится секвойя. Некоторые из них живут больше тысячи лет, а в высоту достигают 100 метров.

Хвойные деревья вырабатывают летучие эфирные вещества — фитонциды. Они имеют свойства антибиотиков и служат для поддержки иммунитета. Выраженными антибактериальными свойствами обладают сосна, можжевельник, ель, кипарис.

К исчезающим видам относится тис. Это интересное растение заслуживает краткого описания. Тис отличается медленным ростом, в некоторых странах, где поддерживается искусственное выращивание растения, используется в качестве живых изгородей. Любопытным является тот факт, что у тиса имеется 2верхушки.

Характерные свойства

В большинстве случаев голосеменные представители флоры произрастают в северных широтах, где преобладает влажный климат, но встречаются и отдельные представители, приспособившиеся к жизни на южных территориях Африки, в жарких пустынях. Общие черты, позиции:

• наличие хвои;
• голосеменные представлены только кустарниками и деревьями;
• довольно развитая древесина;
• идентичный метод размножения.

Некоторые сосновые сорта способны сохранять хвою несколько десятков лет, лиственница же сбрасывает ее ежегодно. В сравнении с папоротниками и мхами, процесс размножения представлен созреванием семян, не нуждающихся во влаге. Опыление осуществляется в природных условиях посредством ветра, для чего не нужна вода.

Многие разновидности смогли выжить и акклиматизировались в засушливых регионах. Семена развиваются из семяпочек открытым способом, чем и объясняется их повышенный организационный уровень в сравнении со споровыми высшими организмами.

Древесина довольно прочная в отношении внешних негативных факторов, отличается особенным строением. Структурно она представлена омертвелыми и мелкими клетками ксилемы. Внутренняя часть с корой изрезана многочисленными каналами, по которым перемещается смола.

Жизненный цикл

Цикл развития голосеменных состоит из чередования бесполой фазы (спорофита) и половой (гаметофита). Доминантное положение в нем занимает первый. Голосеменные являются разноспоровыми, как и другие семенные растительные организмы. Они способны создавать два типа спор:

• женские (мегаспоры);
• мужские (микроспоры).

Образование мужских спор

В конце весны в основании молодых побегов появляются мужские шишечки. Они имеют желтый оттенок и небольшие размеры. Чешуйки стробил являются микроспорофиллами — они гомологичны тычинкам и прикреплены к оси каждой шишечки спирально. В их нижней части расположены 2 пыльцевых мешочка — микроспорангии.

В микроспорангиях из материнской клеточки методом мейоза образуются 4 микроспоры, имеющих следующее элементы:

• наружную оболочку — экзину;
• внутреннюю оболочку — интину;
• 2 воздухоносных мешочка.

Воздушные мешочки появляются благодаря отслоению внешней оболочки от внутренней. В результате между ними формируется полость. Оставаясь в спорангии, микроспора делится и превращается в заросток.

Из второй клетки методом митоза создается еще 2 клеточки:

• антеридиальная — из нее затем формируются спермии (мужские половые клетки);
• вегетативная — отличается большими размерами и предназначенная для создания пыльцевой трубки.

У гаметофита мужского типа отсутствуют антеридии. Он создается внутри микроспоры. У голосеменных мужским гаметофитом является пыльцевое зерно. Совокупность этих элементов называется пыльца. После нарушения целостности микроспорангия (пыльцевого мешка), пыльца попадает во внешнюю среду и оказывается на женских шишечках. Благодаря этому происходит их опыление. Дальнейшее развитие гаметофита мужского типа протекает внутри семязачатка.

Женские гаметофиты

Гаметофиты женского типа появляются на тех же деревьях, где находятся мужские. Они располагаются на верхушках молодых побегов и имеют красноватый оттенок. Женские стробилы состоят из стержня, на котором находится 2 чешуйки:

• семенная;
• кроющая.

На верхней части семенной расположено два семязачатка. В женских гаметофитах каждая чешуйка является гомологом всей шишечки мужского типа. Семязачаток состоит из нескольких элементов:

• фуникулуса — соединяет семязачаток с семенными чешуйками;
• нуцеллуса — центральный отдел семяпочки;
• интегумента — оболочка семяпочки, формирующаяся из нуцеллуса и в созревшем семени превращающаяся в семенную кожуру.

Рядом с вершиной интегумента находится пыльцевход или микропиле. Именно через него после завершения процесса оплодотворения пыльцевая трубка проникает центральный отдел семяпочки. На микропиле образуется жидкость, имеющая густую консистенцию. После подсыхания она затягивает в семязачаток осевшую пыльцу.

Процесс развития

На первом этапе в микроспорангиях создаются микроспоры, которые затем превращаются в пыльцевые зерна. Благодаря ветру они оказываются на женских шишечках и улавливаются особой жидкостью, находящейся на микропиле. С ее помощью пыльцевые зерна проникают в нуцеллус. Как только процесс опыления завершается, микропиле зарастает, а чешуйки закрываются и запечатываются смолой.

Однако процесс оплодотворения у сосны начинается лишь через 13 месяцев после опыления. На этом временном отрезке создается эндосперм, и размеры женской шишечки увеличиваются примерно на 4 см. Кроме этого, они меняют цвет на зеленый. Описание дальнейшего процесса развития сосны имеет следующий вид:

• Попав на мегаспорангии, целостность наружной оболочки пыльцевого зерна нарушается.
• Из вегетативной клеточки начинает прорастать пыльцевая трубка.
• Одновременно с этим протекает процесс деления антеридиальной клетки на спермагенную и клетку-ножку.
• С помощью пыльцевой трубки спермагенная клеточка проникает в архегоний и делится на 2 спермия. Один из них погибает, а второй объединяется с яйцеклеткой.
• Благодаря их слиянию происходит образование зиготы, из которой затем формируется и развивается зародыш.

Полное созревание семян сосны обыкновенной происходит лишь осенью на второй год с момента опыления. Женские шишечки снова увеличиваются в размерах, а их цвет меняется на серый. Когда семена полностью созрели, чешуйки шишки раскрываются. Семечки попадают в почву и прорастают во взрослое растение.

В сравнении с покрытосеменной флорой жизненный цикл голосеменных существенно увеличен. Однако он протекает быстрее хвощей и плаунов. У голосеменных заросток надежно защищен от погодных факторов. Это весьма серьезное преимущество перед споровыми растениями.

История происхождения

Массовое вымирание гигантских каменноугольных лесов, произошедшее на исходе палеозойской эры и начале девонского периода, привело к кардинальным изменениям в биосфере планеты. На месте исчезнувших хвощевидных и плауновидных споровых представителей древней флоры появились голосеменные виды. В раннем периоде развития семенной растительности необходима была влажная среда, что отрицательно сказывалось на расселении в других частях суши.

По предположениям учёных, предками голосеменных считаются папоротники, которые размножались с помощью спор. Их листья были оснащены споровыми сорусами, имеющими разный размер. По мере созревания они разносились водой и ветром, а в благоприятной среде прорастали и становились заростком. В нижней части формировались яйцеклетки и сперматозоиды. Оплодотворение было возможно только в случае скопления влаги.

Наступление засушливого периода способствовало образованию у споровой флоры приспособлений, более адаптированных к окружающей среде. Не попадающие на почву споры преобразовывались в мужской орган — гематофит, под оболочкой которого формировалась пыльца. Она была очень лёгкой и свободно разносилась ветром.

Макроспоры формировали женскую гамету или семязачаток, в котором вырабатывалась яйцеклетка. Сгущение побегов и спор женских и мужских гаметофитов преобразовалось в плотные чешуйчатые разнополые соцветия — шишки. С появлением пыльцы и семени растения перестали зависеть от воды, а проростки были обеспечены питательными веществами и защищены семенной кожурой. Эти преимущества вызвали бурное развитие и заселение обширных участков суши.

Общее описание

Представители голосеменной флоры в большинстве случаев представляют собой вечнозелёные кустарники либо деревья. Гораздо реже в природе встречаются листопадные и лиановые растения. Их сложная, чётко выраженная структура имеет следующую морфологию:

1. Крона имеет разделённые стебли и листья, которые являются самостоятельными органами.
2. Ствол с моноподиальным ветвлением или верхушечным побегом, с помощью которого осуществляется рост. Через сосудисто-волокнистую структуру, которая пронизывает ткани и слои ствола, перемещается вода и необходимые вещества.
3. Корневая система представляет собой стержневую фактуру с развитым основным корнем и многочисленными побегами. Иногда вступают в симбиотические отношения с мицелием, накапливая минеральные элементы, которые используются в случае обеднения почвы.
4. Сердцевина — её основу составляют отмирающие клетки. Орган используется в процессе роста молодого побега. Когда рост прекращается, сердцевина отмирает, на её месте остаётся хорошо видимое на фоне остальной древесины тёмное ядро.
5. Камбий является образовательной тканью, расположенной в стебле и выполняющей функцию формирования вторичных проводящих слоёв, служит для роста ствола. В нем образуются трахеиды, отвечающие за доставку полезных для дерева элементов.
6. Кора представлена двумя отделами — лубяным и пробковым. Первый отдел представлен живыми клетками, снабжёнными ситовидными трубками и лубяными волокнами. Через трубки перемещаются органические вещества, а волокна служат для опорной функции.

Деревьям голосеменных видов характерно присутствие опорной ткани — паренхимы. В зимний период с их помощью сохраняются нужные для жизни питательные вещества.

Классификация видов

В природе существует около 700 разновидностей группы. Некоторые представители класса являются вымершими. Оставшаяся часть расселилась на всех континентах, кроме Антарктиды. Они приспособились к любой климатической зоне, включая тропические и северные широты. К основным видам относятся:

• хвойные;
• гингковидные;
• саговниковые;
• гнетовидные.

Гингковидные относятся к листопадному виду. У молодых деревьев пирамидальная крона, листва имеет веерообразную форму. Поверхность листьев кожистая с рисунком в виде мелких прожилок. Самым популярным является Гингко Билоба, известный своими целебными свойствами. Произрастают в странах восточной Азии и на Японских островах.

Саговниковые являются древнейшими двудомными растениями, внешне напоминающими пальму, имеют жёсткие перистые листья, покрытые восковой плёнкой. Ствол может быть клубневидным или колоновидным. Произрастают в тропических и субтропических широтах. Состоят из двух семейств — замиевых и саговников.

Гнетовидные включают в себя оболочкосеменные и гнетовые классы. Строение половых органов сближает их с цветковыми видами растений.

Циклическое развитие

Жизненный цикл сосны берет свое начало в материнских клетках, когда появляются маленькие споры в результате редукционного разделения. В них формируется пыльца, переносимая ветром к женским шишкам и проникающая внутрь семяпочек. Когда завершается процесс опыления, на стробиле чешуйки склеиваются посредством смолы.

От начала опыления и до окончания оплодотворения обычно проходит 1 год, чуть больше. Продолжительное время необходимо для появления эндодерма в семяпочке и достижения позеленевшей почкой размера в 3−4 см. Непосредственно перед оплодотворением происходит деление спермагенного образования на 2 спермия, один из них сливается с яйцеклеткой.

На выходе создается зигота, дающая начало зародышу, питающемуся эндоспермом. На протяжении следующего года стробилы женского пола достигают 6 см с окончательным созреванием семян. В этот период наступает разделение чешуек, после чего семена высыпаются. Из последних прорастают молодые побеги, чем и завершается циклическое развитие.

Голосеменные растения характеризуются довольно сложным жизненным циклом. Поколения гаметофита и спорофита различны между собой. Из-за особенностей всего поэтапного развития такие представители флоры проходят быстрый процесс размножения в сравнении с аналогичными споровыми растениями.

Строение и размножение

Что касается цикла развития голосеменных представителей флоры, он представлен ротацией спорофита и гаметофита. Проще говоря, происходит природное чередование поколений полого и бесполого типа. Преимущество остается за спорофитом — взрослым растением.

Голосеменные растения являются разноспоровыми, этим они и похожи на все семенные аналоги.

Шишки мужского пола

С наступлением лета у основания молодых побегов образуются мелкие мужские стробилы. У них имеются мелкие чешуйки в виде спороносных листков, которые разделены на два микроспорангия. Когда в спорангиях материнские клетки делятся редукционным методом, получается 4 мелких споры. По отдельности они покрыты внутренними и внешними оболочками, разделены между собой двумя воздухоносными полостями.

Микроспора, вернее, ее ядро, разделяется на 2 одинаковые клетки. Одна дает начало заростковым образованиям, которые практически сразу же отмирают. Подобная особенность до конца не изучена. Вторая клетка делится на антеридиальную (неподвижные спермии) и вегетативную (начало трубчатого пыльцевого выроста). Исходя из описанного процесса, мужской гаметофит голосеменных появляется в мелкой споре, в результате чего получается полноценное пыльцевое зерно.

Образование женского гаметофита

В весеннее время на кончиках сосновых побегов зарождаются небольшие шишки. Они женского пола, характеризуются красным цветом. Структурно в таких шишках содержится центральный стержень с семенной и кроющей чешуйками, которые создают боковой и преобразованный побег. Здесь же присутствует две семяпочки. Они не закрыты, откуда и походит название — голосеменные.

Каждая из обозначенных чешуек по структуре соответствует шишкам мужского пола. Семяпочки состоят из следующих элементов:

• центральная часть семязачатка — нуцеллус;
• покрывная часть — интегумент;
• семяножка, связывающая чешуйки с семязачатками — фуникулус.

Спорогенная клетка подвергается делению в самом центре с последующим образованием спороцитов. Далее происходит формирование 4 гаплоидных и достаточно крупных спор. Из них выживает только одна и создает эндодерм, соответствующий гаметофиту женского пола.