Основная единица размножения и расселения сосны

Обновлено: 18.09.2024

Сосна — светолюбивое растение, внешний вид которой зависит от условий произрастания. В густом лесу деревья сосны прямые, стройные, с гладким стволом, достигают 35-40м в высоту. Прозрачная крона располагается на самой вершине.

Нижние боковые ветви не выносят затенения и рано отмирают. На открытых местах сосны имеют раскидистую крону. Сосновые леса встречаются в самых различных условиях, в том числе на песчаных почвах, болотах, меловых горах, голых скалах.

Строение сосны

Корневая система сосны стержневая, очень хорошо развита. Кроме длинных корней, главных или боковых, есть короткие мелкие и сильно ветвящиеся боковые, как правило, с микоризой. Придаточных корней нет. Форма корневой системы зависит от типа почв. Так, на песке у сосны кроме глубоко уходящих корней разрастаются многочисленные поверхностные корни. На болотах у нее только поверхностные корни.

Ствол сосны имеет тонкую кору и массивную древесину, состоящую из трахеид. Паренхимы в древесине очень мало. Она располагается вокруг смолянистых ходов — удлиненных межклеточных пространств в виде каналов, наполненных эфирными маслами, смолой, бальзамом. Все эти вещества выделяются клетками однослойного эпителия, выстилающими смоляной ход.

В стволах сосны ярко выражены годичные кольца прироста древесины. Они образуются, как и у цветковых растений, в результате сезонной периодичности деятельности камбия.

Листья сосны — сизо-зеленые иголки (хвоя) — живут 2-3 года. Располагаются они попарно на молодых ветвях. Поверхность хвоинок покрыта толстым слоем кутикулы, под которой находятся мелкие клетки эпидермиса с сильно утолщенными стенками.

Устьица погружены в углубления, заполненные зернышками воска. Такое размещение устьиц является приспособлением для уменьшения испарения воды. Благодаря этому в зимнее время сосна при наличии хвои испаряет воды в десятки раз меньше, чем оголенные покрытосеменные.

Ранней весной на ветвях сосны из зимующих почек появляются новые побеги. Различают два типа побегов:

Удлиненные, покрытые буроватыми чешуйками;
сидящие в пазухах этих чешуек укороченные, несущие по две хвоинки.

Молодые хвоинки новых побегов мягкие, имеют ярко-зеленую окраску. Во второй половине лета на концах побегов закладываются почки, надежно защищенные плотно прилегающими друг к другу тонкими чешуйками, покрытыми слоем смолы. Это зимующие почки.

Размножение сосны. Строение шишки

Размножается сосна семенами. Образование семян начинается на 30-40 году жизни. К этому времени на деревьях формируются шишки двоякого рода:

Красноватые женские шишки вырастают на верхушках побегов этого года в конце весны. На оси такой шишки расположено 2 вида чешуй:

Наружные — кроющие;
внутренние — семенные.

У основания семенной чешуи открыто расположено два семязачатка (семяпочки) с пыльцевходами на верхушках. Внутри каждого семязачатка из макроспоры после мейоза формируется гаплоидный женский заросток с двумя архегониями. В каждом архегонии находится крупная яйцеклетка и 2-4 мелких шейковых клетки.

Мужские шишки, созревающие на верхушках побегов прошлого года, также имеют ось с чешуйчатыми листочками. Каждый листок с нижней стороны имеет два микроспорангия, в которых созревают микроспоры — пыльцевые зерна.

Опыление

Сосна, как и все голосеменные растения, опыляется ветром. Поздней весной или в начале лета семенные чешуи женских шишек несколько раздвигаются. Большое количество пыльцы, принесенной ветром, попадает между семенными чешуями и задерживается расширениями пыльцевхода семязачатка. К этому времени или несколько раньше на поверхности пыльцевхода выделяется капля жидкости, которая смачивает пыльцевые зерна и засасывает их внутрь семязачатка примерно в течение 10 минут.

После опыления семенные чешуи сближаются и остаются плотно прижатыми до созревания семян. У сосны между опылением и оплодотворением проходит 12-14 месяцев. Оплодотворение начинается с прорастания пыльцевой трубки, которая медленно продвигается к яйцеклетке. Слияние женских и мужских ядер также происходит очень медленно.

Таким образом, у голосеменных растений мужские клетки достигают женских благодаря наличию пыльцевой трубки и не нуждаются в наличии воды, что является важным приспособлением к обитанию на суше.

Формирование, созревание и прорастание семян сосны

После образования диплоидного ядра зиготы начинается развитие зародыша и формирование семени. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш семени, который состоит из корешка, стебелька, нескольких семядолей (15-12) и почки, из покровов семязачатка формируются покровы семени.

Созревают семена в конце второго лета после опыления или в начале осени. По мере созревания женская шишка сильно разрастается, из красной становится зеленой, а затем — коричневой. У зрелой коричневой шишки зимой или ранней весной чешуи раскрываются, семена, снабженные крылышками, высыпаются и разносятся ветром. Это происходит через 1,5 года после опыления.

Семена сосны прорастают на любой почве: песчаной, каменистой, болотистой, даже на голых скалах. Молодые проростки могут выдержать заморозки, недостаток влаги, но погибают в тени. Сосенки быстро растут, увеличиваясь за год на 30-40см. Начиная со второго года жизни дерево образует ежегодно мутовку веток. По числу мутовок можно сосчитать, сколько лет сосне.

Презентация на тему: " Особенности организации У голосеменных появляются семена. Это более совершенные, чем споры, единицы размножения и расселения, так как в них есть зародыш." — Транскрипт:

2 Особенности организации У голосеменных появляются семена. Это более совершенные, чем споры, единицы размножения и расселения, так как в них есть зародыш и запасные питательные вещества, необходимые на первых этапах его развития. Плотные оболочки защищают семя от неблагоприятных факторов, многие из которых губительны для спор. Семенные растения приобрели преимущества в борьбе за существование, что и определило их расцвет при иссушении климата.

3 Предки Голосеменных: древнейшие представители отдела папоротниковидных. Именно среди них есть разноспоровые древовидные формы с вторичной древесиной, которые могли дать начало голосеменным. Голосеменные произошли не от настоящих (типичных) папоротников, но от одной из боковых разноспоровых ветвей древнейших папоротниковидных растений.

4 Голосеменные имеют стебель, корень и листья. Они образуют семена, с помощью которых размножаются и распространяются. Голосеменные – ветроопыляемые растения, их размножение не зависит от воды. Благодаря этому семенные растения в настоящее время являются завоевателями суши. У голосеменных в коре и древесине имеются смоляные каналы, заполненные смолой и эфирными маслами. Игольчатые или чешуйчатые листья покрыты жесткой кутикулой. Устьица погружены в ткань, что снижает испарение воды.

6 Наиболее распространены в России Ель Сосна

8 Лиственница сибирская и даурская

9 Пихта и сосна сибирская

10 Эфедра – низкорослый кустарничек

11 Кипарис – дерево Средиземноморья

12 Там же растёт туя

14 Криптомерия любима китайцами и японцами

15 Хвойные южного полушария. Араукария

16 Вельвичия удивительная из пустыни Намиб

20 Рассмотрите шишки сосны и пихты. Почему эти растения называют голосеменными?

21 Мужские шишки Женские шишки

22 Применение хвойных Из древесины хвойных изготавливают мебель, бумагу; её используют при строительстве зданий, изготовлении музыкальных инструментов, карандашей. Живица хвойных используется для получения канифоли, скипидара. Отдушки хвойных используются при изготовлении кремов, шампуней, мыла. Лиственница даёт человеку древесину, не гниющую в воде и не уступающую по крепости металлу.

23 Эти растения образуют обширные лесные массивы (тайгу), а также украшают улицы, парки городов. Малоустойчивы к загрязнению воздуха.

Семена

Семена – очень интересная структура, о которой стоит поговорить чуть подробнее. Они выполняют ту же функцию, что и споры, но при этом гораздо лучше приспособлены к выживанию.

Помните спороносный колосок у хвощей и плаунов? Шишки у голосеменных растений представляют собой примерно такой же колосок, но более развитый. Кроме того, у голосеменных растений образуются шишки двух типов – мужские и женские.

Шишка – видоизменённый побег, развивающийся на концах веток голосеменных растений (хвойных и некоторых других) в виде маленьких образований, покрытых чешуйками.

В мужских шишках образуются споры, но никуда не улетают. Они продолжают развиваться до мужских гаметофитов – носителей мужских половых клеток. Получившиеся гаметофиты называются пыльцевыми зёрнами, а их скопление – пыльцой.

Так же и в женских шишках созревают женские гаметофиты. Затем при помощи ветра происходит опыление, то есть перенос пыльцы на женские органы растения, и в них начинают развиваться семена.

Каждое из семян покрыто плотной оболочкой и содержит, помимо зародыша будущего растения, запас питательных веществ. Важно и то, что семена могут находиться в состоянии покоя, пока не попадут в благоприятные условия.

Семя — особая многоклеточная структура со сложным строением, служащая для полового размножения и расселения покрытосеменных и голосеменных растений. Семя содержит зародыш (зачаток) нового растения.

Прорастание сосен из семян

Общая характеристика голосеменных растений

Среди голосеменных растений нет трав: только деревья и, в редких случаях, лианы и кустарники. Большинство из них вечнозелёные.

Почему голосеменные получили такое название?

Семена голосеменных растений развиваются в видоизменённых побегах – шишках. Они лежат на чешуйках шишек открыто, не спрятанные в плодах. Именно поэтому такие растения называются голосеменными.

К голосеменным относят хвойные растения. Листья большинства хвойных растений – хвоинки –узкие и жёсткие. Они покрыты восковидным веществом. Благодаря своему строению хвоинки испаряют меньше влаги. Поэтому хвойные растения очень выносливы, могут выдерживать и засуху, и морозы.

Хвоинки и шишки ели

Каковы основные признаки голосеменных растений? Чем их строение отличается от строения папоротников?

У голосеменных растений есть стебель, корни и листья (хвоинки), а у папоротников – корневище, короткий стебель и вайи. У папоротников на вайях располагаются спорангии, в которых развиваются споры (специализированные клетки, служащие для размножения). А у голосеменных растений размножение осуществляется при помощи семян – сложных многоклеточных структур.

Когда-то, около 150 миллионов лет назад, голосеменные растения отвоевали место на планете у споровых. Климат в то время стал холоднее и суше.

Споровые растения очень зависимы от влаги, и они не могли хорошо расти и развиваться на расстоянии от водоёмов. Голосеменные растения приспособились к холоду. Их развитая корневая система обеспечивала как лучшее прикрепление к грунту, так и лучшее питание. А благодаря семенам, разносимым ветром, они хорошо распространялись и завоёвывали всё большие территории.

Среди современных известных голосеменных растений можно назвать такие, как сосна, ель, лиственница, кедр, можжевельник и другие. Хвойные растения широко распространены в России.

Какие голосеменные растения вы знаете?

Показать возможный ответ

Широко распространены хвойные голосеменные растения: сосна, ель, лиственница, можжевельник, пихта, кедр, туя.

Сосна

Молодые сосны пушистые, ветки у них растут густо, на стволе тоже есть иголки.

Если же дереву больше десяти лет, оно выглядит по-разному в зависимости от места произрастания. Если сосна растёт на открытом месте, то ветки растут раскидисто, привольно. А если в роще или лесу, то крона у неё меньше, ветки растут только на верхушке дерева. Таким образом они пропускают много света, а сосна – светолюбивое дерево.

Сосновый лес

У сосен развитая коневая система, также приспосабливающаяся к разным условиям. Так, на плотных почвах у сосен хорошо развит главный корень, уходящий глубоко в почву. Если же грунт песчаный, то под поверхностью развиваются боковые корни. На болотистых почвах главный корень развит слабо. На твёрдых почвах корни иногда стелются по поверхности земли.

Корни сосны

Мужские шишки сосны зеленовато-жёлтые, растут группами у оснований молодых побегов. Женские – одиночные, красноватого или зеленоватого цвета, растут на вершинах молодых веток.

Шишки сосны: 1 – мужская шишка, 2 – оплодотворённая женская шишка, 3 – созревшая шишка, из которой вылетели семена

Из семян прорастают молоденькие побеги. На молодых сосновых ветках развиваются мелкие чешуйчатые бурые листочки, а в пазухах листочков образуется короткий побег. Из него, в свою очередь, вырастает пара видоизменённых листьев – хвоинок. Когда хвоинки опадают (а живут они 2-3 года), они опадают вместе с побегом и остаются соединёнными по две.

Что же касается самой сосны, она при благоприятных условиях может жить до 3,5-4 сотен лет.

В отличие от сосны, ель – теневыносливое дерево. Поэтому в густом лесу, где у сосен нижние ветки отмирают из-за недостатка света, у елей они остаются. Ветви елей растут густо, сквозь них плохо проникает солнечный свет. Поэтому в еловом лесу нелегко живётся другим растениям. Подлеска под елями почти нет, трав тоже. А вот мхи вполне могут произрастать и в таких условиях, им тень не помеха.

Для того, чтобы ель хорошо росла, ей нужна влажная и богатая питательными веществами почва. Боковые корни развиты у елей лучше, чем главный корень; они располагаются неглубоко под почвой. Крона ели имеет пирамидальную форму. Хвоинки короче, чем у сосны (около 3 сантиметров), растут поодиночке и живут 5-7 лет.

Как и у сосен, у елей два типа шишек. Женские шишки имеют зеленоватый или фиолетово-красный оттенок. Они появляются весной на концах годовалых побегов, созревают поздно осенью и опадают после высеивания семян. Мужские шишки желтовато-бурые, мелкие.

На этом фото хорошо видны еловые шишки: маленькие желтоватые — мужские, розовые вертикальные — женские. Крупная бурая шишка — женская, уже созревшая.

Ель живёт до 2,5 сотен лет.

Другие представители хвойных: можжевельник, пихта, лиственница

Можжевельник – хвойный кустарник. Его можно встретить в сосновых и еловых лесах. Листочки можжевельника игольчатые, а шишки необычные – шишкоягоды. Их чешуйки сочные и мясистые, сросшиеся вместе. Шишкоягода созревает два года. А сам можжевельник по праву может называться долгожителем – куст живёт до 2 тысяч лет, если, конечно, его не вырубят. Можжевельник – редкое растение, многие виды которого занесены в Красную книгу.

Куст можжевельника. Его шишки часто принимают за настоящие ягоды

Пихта распространена в Сибири. Она похожа на ель своей пирамидальной кроной и короткими иголочками. Но хвоинки у пихт не колючие. На каждой хвоинке можно заметить две светлые полоски. Когда в начале осени семена в шишках созревают, чешуйки тоже осыпаются и на ветках остаются только стержни шишек. Пихта достигает 30 метров в высоту, а живёт до 200 лет.

Ветка и шишки пихты. На фото хорошо видны полоски на хвоинках

Лиственница светолюбивая и морозостойкая, к почве не требовательна. Она необычна тем, что ежегодно сбрасывает хвою и отращивает новую. Крона у лиственницы овальной или яйцевидной формы. Хвоинки лиственницы мягкие, светло-зелёные, короткие – до полутора сантиметров. Растут они пучками по 20-40 хвоинок. Шишки у лиственницы мелкие и овальные. Живут лиственницы 4-5 сотен лет.

Лиственница осенью. Иголки желтеют перед тем, как опасть

Сравнительная характеристика хвойных

Признаки сравнения	Ель	Сосна	Лиственница
Отношение к почве	Растёт на влажной и плодородной почве	Приспособлена к росту на разных типах почвы	Не требовательна к почве
Отношение к свету	Теневынослива	Светолюбива	Светолюбива
Форма кроны	Пирамидальная	Стройная в лесах, раскидистая — если дерево растёт на открытой местности	Овальная (яйцевидная)
Продолжительность жизни хвоинок	5-7 лет	2-3 года	меньше года
Способ распространения семян	переносятся ветром	переносятся ветром	переносятся ветром

Каково значение голосеменных растений?

Хвойные леса – дом для многих диких зверей, птиц и мелких животных. Они создают условия для существования многих растений.

Семенами хвойных деревьев питаются белки, бурундуки, дятлы, клесты, сойки и многие другие. Зимой, когда источники пищи ограничены, животные и птицы легко добираются до висящих на ветках шишек. Но они не только поедают семена, но и помогают распространять их по лесу.

Белки с удовольствием лакомятся семенами хвойных растений

Падающие на землю шишки разлагаются и обогащают почву полезными веществами.

Хвоя тоже может быть источником пищи для травоядных животных, например, оленей, лосей, зубров. Любят хвою рябчики и глухари.

Помимо этого, деревья укрепляют почву и, конечно, выделяют кислород, а также поглощают углекислый газ.

Люди используют древесину хвойных деревьев как поделочный и строительный материал, а также как сырьё для разных отраслей промышленности.

Например, из древесины елей изготавливают бумагу. Из целлюлозы, полученной из древесины сосны, пихты и ели, вырабатывают искусственные волокна, похожие на шёлк, – вискозу. Лиственницу используют для изготовления мебели, для строительства домов, мостов и так далее. Древесина лиственницы устойчива к гниению.

Дом из брёвен деревьев хвойных пород

Покрытосеменные растения используются и в пищевой промышленности. Из шишкоягод можжевельника делают приправы, сиропы, морсы. Семена кедровой сосны известны как кедровые орешки. Они очень вкусные, содержат много витаминов и микроэлементов. Их добавляют в салаты, выпечку и другие блюда. Также из семян кедровой сосны делают кедровое масло.

Хвою деревьев используют как подкормку для домашних животных — коз, свиней, коров.

Также покрытосеменные растения используются для приготовления лекарств.

Лекарственные свойства голосеменных

Почему многие санатории и дома отдыха расположены в сосновых борах, а на территории лечебных заведений высаживают хвойные растения?

Многие деревья и кустарники полезны для людей, так как вырабатывают большой объём кислорода. Хвойные же деревья, помимо этого, выделяют в воздух фитонциды, подавляющие болезнетворные бактерии. Таким образом, они делают воздух не только свежим, но и целебным. Это свойство используется при лечении людей, страдающих заболеваниями дыхательных путей, и в период восстановления пациентов после операций и различных болезней.

В фармацевтической промышленности используют кору и древесину хвойных растений, их хвою, шишки и семена, и даже пни.

Например, из коры сосны делают активированный уголь, из корней и пней получают дёготь, из древесины – метиловый спирт и уксусную кислоту. Сосновые почки богаты аскорбиновой кислотой, хвоя – минеральными веществами и витаминами.

Еловая хвоя также содержит витамины и эфирные масла. Из неё делают экстракты для лечебных ванн и ополаскивателей рта.

Не отстаёт от хвойных деревьев и можжевельник. Его шишкоягоды содержат эфирное масло, которое действует как противовоспалительное средство. Его применяют при лечении заболеваний многих внутренних органов.

Это только некоторые из голосеменных растений, используемых в качестве лекарственных.

Читайте также: