Семена у сосны обыкновенной созревают в течение примерно

Обновлено: 20.02.2024

Сосна обыкновенная. Семена развиваются в шишках, которые созревают поздно осенью следующего года, после цветения. Поэтому во время зимних сборов мы встречаем на деревьях однолетние и двухлетние шишки.

Однолетние шишки бывают величиной с горошину, двухлетние — 4—6 см. Зрелая сосновая шишка имеет серовато-бурый цвет. Под каждой чешуйкой обычно находятся два семени с крылатками, иногда одно семя.

Длина крылатки сосновых семян 1—1,5 см, в зависимости от размера шишек, ширина около 0,5 см. Крылатки тонки. Почти прозрачны, бледножелтоватого-бурого цвета.

При отделении семян от крылатки на месте прикрепления образуется кольцо. Отделенный от крылаток сосновые семена величиной в 3—4 мм имеют различную окраску, специфическую для данного района: совершенно белую, черную, коричневую, сероватую.

Семя яйцевидно-овальной формы, с притупленным кончиком, с обеих сторон выпуклое; со стороны, прилегающей к крылатке, слегка или сильно блестящее, с противоположной — матовое.

Сосна крымская. Семена развиваются в шишках, которые созревают в ноябре на третьем году после цветения и раскрываются весною. Зрелые шишки буро-желтые, крупнее, чем у сосны обыкновенной (5—10 см).

Семена длиной около 6 мм, крупнее и светлее, чем у обыкновенной сосны, но также с щипцеобразными причлененными крылышками. Сбор производится осенью и зимой.

Ель обыкновенная. Семена развиваются в шишках, которые созревают в течение одного вегетационного периода и бывают готовы для сбора в октябре — ноябре.

Длина шишки 10—15 см и толщина 3—4 см. Шишки имеют форму веретенообразно-цилиндрическую. Под каждой ромбической формы чешуйкой у основания находится по 2 семени с крылатками.

Крылатки семян кирпично-красного цвета, длиной 1—1,5 см, шириной 0,4—0,7 см. При отделении семени от крылатки в том месте, где было семя, получается углубление овальной формы. По крылаткам легко отличить семена ели от семян сосны.

Семена ели темнокоричневого цвета с кирпично-красноватым оттенком, матовые с обеих сторон, снизу плоские, сверху выпуклые, граненые, веретенообразной формы.

Лиственница сибирская. Шишки созревают в течение одного вегетационного периода; бывают готовы к сбору в Алтайском Крае в августе—сентябре, в более северных районах ее распространения — в октябре.

Длина шишек 2,5—4 см. Шишки темнокоричневого цвета, чешуйки шишек в верхней части округленные, цельнокрайние, спинки чешуек ложковидно-выпуклые, как бы с продольной штриховкой, край несколько загнут вниз.

Крылатка длиной 10—13 мм, коричневато-красноватого, кирпичного цвета, неотделима от семени.

Семя 3—6 мм длины и 2—4 мм ширины, с одной стороны плоское, с другой выпуклое, серовато-желтого или коричневато-бурого цвета, с плоской стороны блестящее, с выпуклой — матовое. Крылатки от семян не отделяются и при заготовках обычно обламываются, поэтому у семян видны остатки обломанных крылаток.

Оболочка семян твердая и Толстая. При очистке их на веялках пустые семена лиственницы трудно отделяются от полнозерных, вследствие чего всхожесть семян лиственницы бывает пониженная.

Пихта сибирская. Шишки созревают в течение одного вегетационного периода: в сентябре—октябре их уже можно собирать. Зрелые шишки — прямостоящие, овально-цилиндрические, светлокоричневого цвета, часто покрыты смолой. Длина 5—9 см, ширина 2—4 см. После созревания шишки чешуйки опадают вместе с семенами и на дереве остается один стержень, поэтому сбор шишек производят до наступления их полной зрелости. Крылатка неправильной четырехугольной формы, длиной 1—1,5 см, светложелтая, почти полностью охватывает семя, за исключением узкой полоски. При заготовках семян сибирской пихты обычно крылатки обламываются, но не полностью.

Семена сибирской пихты светложелтого цвета, полностью освобожденные от крылаток имеют обратно-яйцевидную или клиновидную форму с тупыми гранями и скошенной вершинкой. Величина 2—7 мм. Свежие семена имеют резкий скипидарный запах; у лежалых (хранившихся 1—2 года) этот запах чувствуется лишь после перетирания семян между пальцами.

Кедр сибирский. Шишки кедра развиваются в течение 18 месяцев, как у сосны, и созревают в октябре — ноябре следующего года после цветения. Однолетние шишки величиной с небольшой лесной орех, двухлетние зрелые шишки имеют в длину около 5—8 см в толщину около 4—6 см. Зрелые шишки темнокоричневато-красновато-бурого цвета, широко-яйцевидной формы. Чешуйки крупные, с продольными бороздками, с коротким треугольным, на вершине несколько изогнутым щитком, отграниченным от остальной части чешуйки утолщенным краем. Под чешуйкой в углублениях сидят два орешка. Орешки 8—12 мм длины и 4—8 мм ширины, яйцевидной формы, темнокоричневого или красно-бурого цвета с толстой плотной оболочкой, внутри которой находится ядро белого или слегка желтоватого цвета. Крылышко развивается слабо и имеет вид пояска, клещевидно охватывающего орешек. После созревания шишки вскоре опадают, не раскрываясь, вместе с семенами. К зиме на деревьях не остается ни одной шишки. Теплый и сухой воздух и ветер способствуют более раннему опаданию шишек, и, наоборот, сырое, холодное лето и осень задерживают этот процесс.

Схема жизненного цикла сосны обыкновенной

Сосна обыкновенная является одним из самых известных представителей Голосеменных растений. Существует большое количество различных видов этого дерева, которые встречаются преимущественно на территории России, Европы и Северной Америки, а жизненный цикл сосны состоит из нескольких фаз. Подробная ботаническая характеристика дерева и описание всех этапов его развития представлено далее в статье.

Биологическое описание сосны

Сосна принадлежит к царству Растения, отделу Хвойные и семейству Сосновые. Она обладает характерным ароматом и является вечнозелёным деревом, которое особенно активно растёт в высоту на протяжении одного века.

Знаете ли вы? Древесина сосны используется не только в деревообрабатывающей промышленности. Из неё также изготавливают заменитель натуральной кожи и искусственный шёлк.

  1. Дерево достигает высоты 35–40 м, но некоторые экземпляры могут вырасти и до 50 м.
  2. Сосновые корни отличаются пластичностью. В сухой почве они могут уходить в грунт на глубину до 8 м, а в условиях повышенной влажности располагаются параллельно поверхности земли в радиусе 10 м от ствола дерева.
  3. Диаметр прямого ствола сосны составляет 0,6–1,2 м. Верхняя его часть разветвлённая.
  4. Поверхность нижней части ствола покрыта коричневой корой с мелкими трещинами. На верхней части дерева кора более тонкая и окрашена в светло-коричневый цвет.
  5. Ветки сосны образуют толстую крону, имеющую форму конуса.
  6. Боковые побеги дерева густо усеяны заострёнными зелёными иголками, которые являются заменой листьев. Они плотные и имеют длину до 7 см и располагаются попарно.
  7. Плод сосны — шишка, созревающая на второй год после появления. Она имеет форму конуса, диаметр которого составляет около 2–4 см.









Этапы жизненного цикла

Каждая сосна проходит полный жизненный цикл, который начинается с семян и заканчивается взрослым деревом. В процессе такого развития из семян сначала образуется проросток, который через 2-3 года становится молодым деревом, растущим в высоту на протяжении многих лет.

Чтобы обеспечить дальнейшее размножение, ежегодно на сосне образуются шишки с пыльцой и семенными зачатками. В результате опыления происходит оплодотворение, которое завершается образованием новой порции семенного материала и весь цикл сосны повторяется сначала. Каждый этап этого процесса подробно описан далее в статье.

Семена

Семена сосны находятся внутри женских шишек и созревают на протяжении 20 месяцев после опыления. С их помощью происходит размножение дерева.

Важно! Семенной материал сосны сохраняет всхожесть на протяжении 7 лет. Лучше всего он прорастает на умеренно влажной и плодородной почве.

Семена сосны обыкновенной

Проросток

Попадая в почву, созревшие семена прорастают с наступлением весеннего тепла, давая жизнь новому дереву. Сначала из семени образуется проросток.

Знаете ли вы? Самым высокорослым представителем сосновых деревьев является сосна Ламберта. Эти деревья могут достигать высоты 70 м и растут на территории США и Канады.

  1. Попавшее в землю семя сосны активно впитывает воду и набухает.
  2. Внешняя кожура разрывается, а находящийся на нижней части семени зачаток корня направляется в сторону грунта.
  3. Зачаточный побег начинает удлиняться. В результате этого, находящиеся на его верхушке, семядоли приподнимаются над поверхностью почвы.
  4. Оставшийся в семени запас питательных веществ полностью расходуется на рост и развитие молодого проростка.
  5. Формируется вертикальный молодой побег с молодыми игловидными листами, расположенными по спирали.
  6. После достижения двухлетнего возраста на побегах сеянца можно заметить мелкие бесцветные чешуйки. В их пазухах формируются укороченные побеги, на которых растёт по две хвоинки. Такое строение характерно и для взрослых экземпляров сосны.

Проросток сосны обыкновенной

Шишки

Весной на взрослом дереве образуются шишки: женские и мужские. Они отличаются друг от друга внешним видом и содержат особые органы, производящие споры, — спорангии. Здесь протекает формирование женских и мужских спор, принимающих в дальнейшем участие в процессе оплодотворения. Описание каждого вида сосновых шишек представлено ниже.

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris)

1 - ветвь с шишкой и собранием микростробилов; 2 - молодая шишка; 3 - зрелая шишка; 4 - семена; 5 - ветвь с молодыми побегами.

Женские

Второе название женских сосновых шишек — макростробилы. Они растут группами по 2-3 шт. в верхней части веток или по одиночке и содержат женские споры, которые остаются внутри после оплодотворения, образовывая семена.

  1. Форма макростробилы конусовидная, а её длина составляет около 3–7 см.
  2. Каждая шишка имеет ось, вокруг которой находятся чешуйки двух видов — покровные и семенные. Они называются мегаспорофиллами и расположены по спирали.
  3. На наружной поверхности широких семенных чешуек (возле основания) расположена пара семенных зачатков. Сверху они прикрыты более мелкими покровными чешуями.
  4. Каждый семенной зачаток состоит из нуцеллуса (мегаспорогенной ткани) и покровной ткани (интегумента).
  5. На верхнем краю семенного зачатка находится микропиле — небольшое отверстие, предназначенное для прохождения мужской пыльцы.
  6. В течение первого года женские шишки окрашены в красный цвет, а на второй год становятся зелёными. К моменту созревания и выброса семян шишки становятся бурыми и опадают с дерева.

Цикл развития сосны

Мужские

Мужские шишки расположены преимущественно возле основания молодых побегов сосны и называются стробилами. Внутри них содержится пыльца, которая используется для оплодотворения.

Важно! Сосна начинает плодоносить с 15-летнего возраста. Обильные урожаи шишек наблюдаются каждые 5–7 лет.

  1. мужской стробил (микростробил — побег со спорангиями) в форме колоска окрашен в жёлтый цвет, его размеры составляют 8–12 мм.
  2. Мужская шишка представляет собой ось, вокруг которой по спирали располагаются микроспорофиллы (спороносные листья).
  3. На нижней части поверхности каждого микроспорофилла находится пара особых камер с пыльцой — микроспорангии.
  4. Внутри пыльцевых камер содержатся микроспоры. В результате процесса митоза (непрямого деления) они образуют пыльцу.
  5. Каждое отдельное пыльцевое зерно состоит из четырёх клеток — вегетативной, генеративной и двух проталлиальных. Последние нужны исключительно для развития вегетативной и генеративной клеток, поэтому исчезают после того, как отдадут свой ресурс.
  6. Клетка пыльцы содержит две оболочки. Внутренняя — более тонкая и называется интиной, а плотный внешний покров выполняет защитную функцию и называется экзиной.
  7. На каждом пыльцевом зерне присутствуют воздушные мешки. Они облегчают перенос пыльцы ветром и представляют собой вздутия, образованные в местах, где экзина клетки отделена от интины.

Мужские шишки сосны обыкновенной

Опыление и оплодотворение

Процесс опыления протекает в мае. При этом в микроспорангиях мужских шишек созревает пыльца, а чешуи женских шишек широко открываются, готовясь принять её.

  1. Когда пыльца в мужских шишках созрела, микроспорангии лопаются и пыльцевые зёрна высыпаются наружу.
  2. Ветер легко разносит пыльцевые зёрна, в результате чего часть из них попадает между чешуёй женских шишек.
  3. Из микропиле женской шишки выделяется особая клейкая жидкость. Попавшие между чешуями пыльцевые зёрна прилипают к ней и затягиваются в нуцеллус в результате подсыхания жидкости.
  4. Микропиле смыкается, а все чешуи женской шишки плотно прилегают друг к другу. Для обеспечения высокой герметичности поверхность макростробилы при этом заливается смолой.

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.

После попадания пыльцевого зерна на нуцеллус начинается процесс прорастания вегетативной клетки с образованием пыльцевой трубки. При этом генеративная клетка пыльцы перемещается внутрь вегетативной и медленно врастает в нуцеллус на протяжении одного календарного года.

  1. Через 30 дней после опыления происходит деление археспориальной клетки нуцеллуса.
  2. Образуются 4 мегаспоры, из которых выживает только одна, расположенная на самом большом расстоянии от микропиле.
  3. Оставшаяся мегаспора начинает расти через 6 месяцев после опыления. При этом количество её ядер в результате митотического деления увеличивается до 2 000 штук.
  4. Через 13 месяцев после опыления внутри мегаспоры образуются клеточные стенки. Происходит цитокинез — каждое из образованных ядер локализуется в отдельной клетке.
  5. В результате цитокинеза формируется особая гаплоидная ткань — эндосперм. Ещё через 2 месяца из его клеток, расположенных возле микропиле, формируется 2-3 архегония, которые содержат внутри по одной женской яйцеклетке.
  6. Эндосперм и архегонии образуют заросток (женский гаметофит). К моменту его образования пыльцевая трубка достигает нуцеллуса и проникает в один из архегониев с яйцеклеткой.
  7. Внутри пыльцевой трубки происходит деление генеративной клетки на стерильную и сперматогенную (клетку тела).
  8. Клетка тела делится на пару спермиев, которые в совокупности с пыльцевой трубкой образуют мужской гаметофит.
  9. В результате проникновения пыльцевой трубки внутрь архегония происходит разрушение клеточной стенки. При этом происходит оплодотворение — один из спермиев соединяется с яйцеклеткой и образует зиготу, а второй погибает.

Важно! Продолжительность процесса опыления зависит от погодных условий. При достаточном количестве солнца пыльца полностью разлетается за 3-4 дня, а во время дождя этот процесс занимает не менее недели.

Созревание женской шишки

После оплодотворения начинается процесс созревания женской шишки. Этот процесс заканчивается формированием семени и длится полгода с момента оплодотворения.

Женские шишки сосны обыкновенной

  1. В процессе деления оплодотворённой зиготы формируется зародыш, имеющий зачаточные органы — корень и побег. На верхушке последнего расположены мелкие семядоли, являющиеся зачатками будущих листьев.
  2. В качестве питательной оболочки, необходимой для развития зародыша, используется эндосперм.
  3. Происходит формирование внешней оболочки семени из покровной ткани семенного зачатка.
  4. В конце зимы шишки раскрываются и семена свободно высеваются наружу, разносясь на большие расстояния вместе с ветром. Созревшие шишки осыпаются на землю.

Жизнь каждой сосны начинается из мелкого семени, проросшего в почве. После этого дерево растёт на протяжении многих лет, образуя ежегодно новые порции шишек. Сложный процесс оплодотворения и созревания семян длится на протяжении 20 месяцев с момента опыления, обеспечивая дальнейшее распространение сосны по окружающей территории.

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.

Сосна обыкновенная

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:

  1. Наружные — кроющие;
  2. 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.

Как завязываются, растут и созревают шишки и семена сосны обыкновенной (фото)

Шишки сосны обыкновенной, как и большинства других видов сосен, развиваются в течение двух лет - благодаря этой особенности сосен, урожайные на их семена годы можно в первом приближении предсказать заранее, за два летних сезона до созревания семян. В самом начале роста молодых побегов сосны (приростов текущего года) в их основании у взрослых деревьев образуются мужские шишки, в изобилии дающие пыльцу, а на концах этих побегов - женские шишки, в которых после опыления завязываются семена. Мужские шишки после рассыпания пыльцы (которое происходит, в зависимости от региона, в период от начала мая до конца июня) засыхают и осыпаются, женские - очень медленно растут и развиваются, достигая к концу первого года своего развития размера крупных горошин. В таком виде они переживают зиму, и весной следующего года начинают быстро расти. К началу зимы следующего года женские шишки полностью одревесневают, а семена в них созревают, и в таком виде переживают зиму (в висящих на дереве шишках). Весной, в теплую и сухую погоду, чешуи шишек приподнимаются, растопыриваются, семена освобождаются и выпадают, а ветер разносит их на довольно большие расстояния (основная часть семян разлетается на расстояние примерно до ста метров от старых деревьев, но некоторые могут уноситься ветром на сотни метров и даже на километры). Сосновые шишки, особенно у молодых деревьев, раскрываются и высвобождают семена очень постепенно - иногда этот процесс занимает несколько недель. Пустые шишки постепенно, в течение всего следующего сезона роста сосновых побегов, опадают на землю.

Вот так выглядит ветвь сосны обыкновенной с мужскими шишками и женскими шишками всех возрастов (мужские шишки - мелкие, желтые, собранные в большую группу, видны на молодом побеге в верхней левой части снимка; в верхней части побега в правой части снимка, на конце прироста текущего года, видны только что завязавшиеся женские шишки; в основании этого прироста видна ярко-зеленая женская шишка, завязавшаяся прошлой весной и сейчас быстро растущая; в середине нижней части снимка видна зрелая и уже в основном пустая женская шишка - ее чешуи прижаты, поскольку снимок сделан в сырую погоду):



Только что завязавшиеся женские шишки (вверху) и шишки второго года развития (в центре):


Только что завязавшиеся женские шишки крупным планом:


Молодой побег сосны с завязавшимися шишками и развивающейся молодой хвоей:

Все снимки сделаны 1 июня 2014 года на северо-западе Вологодской области.

Читайте также: