Лиственница голосеменное растение или покрытосеменное растение

Обновлено: 04.10.2024

Общая характеристика голосеменных

(Pinophyta, или Gymnospermae)

Голосеменные — очень большая и древняя группа растений. Они появились на нашей планете около 370 млн лет назад, в период изменения климата: от теплого и влажного — к холодному и сухому. Такие климатические изменения стали неблагоприятными для жизнедеятельности и особенно для размножения папоротниковидных, которые господствовали тогда во флоре Земли. Для распространения голосеменных похолодание климата и уменьшение влажности не было препятствием.

Голосеменные — это настоящие сухопутные растения, для размножения которых не нужна водная среда.

У голосеменных, не имеющих цветков, тем не менее семена образуются. Это происходит в результате оплодотворения, которому предшествует опыление. Пыльца из созревших пыльцевых зерен рассеивается с помощью ветра и попадает на семязачатки, в результате чего и происходит оплодотворение.

Пыльцевые мешки и семязачатки формируются в специальных шишках — мужских и женских. Шишка состоит из участка укороченного спороносного побега — оси, к которой прикрепляются чешуйки.

На нижней стороне каждой чешуйки тех шишек, которые называются мужскими, образуются пыльцевые мешки с пыльцевыми зернами, несущими половые клетки — спермии.

Между чешуйками шишек, которые называются женскими, развиваются семязачатки. В результате многократного деления клеток семязачатка формируются яйцеклетка и эндосперм, который впоследствии питает зародыш.

Большинство голосеменных — это прямостоячие растения (деревья, кустарники). Некоторые представители голосеменных имеют шпалерную форму. Однако есть и лианы.

Стволы древесных голосеменных покрыты довольно тонкой корой, под которой располагается древесина. В центре стволов находится нечетко выраженная сердцевина. В стволах старых деревьев сердцевина едва различима. Более древнее происхождение голосеменных (по сравнению с покрытосеменными) подтверждают особенности строения древесины, которая состоит в основном из мертвых веретенообразных клеток с толстыми оболочками. Такие клетки называют трахеидами. Они выполняют опорную и проводящую функции.

У многих видов голосеменных, особенно у хвойных, в коре и древесине располагаются особые смоляные каналы, которые заполняются эфирными маслами и другими биологически активными веществами. Когда в жаркий летний день эфирные масла испаряются, воздух елового или соснового леса наполняется живительным, бодрящим ароматом.

У голосеменных форма листьев разнообразна. Так, у всех хвойных листья превратились в узколинейные или узколанцетные вечнозеленые, реже опадающие к концу лета хвоинки. Они располагаются на ветках спирально, супротивно, мутовчато или собраны в пучки от 2 до 50 в каждом. Хвоя выделяет особые биологически активные вещества — фитонциды.

У других голосеменных (саговниковые и гинкговые) листья имеют хорошо развитые листовые пластинки, которые похожи на листья пальм и других цветковых растений.

Этот класс содержит одно семейство Гинкговые с одним видом.

Гинкго двулопастное (Ginkgo biloba)

Гинкго двулопастное, до конца XVII века неизвестное европейцам, представляет собой листопадное дерево высотой до 30–40 м. Побеги гинкго несут необычные веерообразные листья, листовые пластинки, которые рассечены на две половины, как бы на две лопасти. Отсюда произошло видовое название этого древнейшего и интересного растения — гинкго двулопастное.

Однако встречаются на побегах и листья с цельными листовыми пластинками. Жилки всех листьев разветвлены надвое. Такое жилкование, характерное только для гинкго, называется дихотомическим.

Осенью листья гинкго желтеют и опадают, что необычно для голосеменных. И эта особенность еще раз подтверждает уникальность гинкго.

Гинкго — растения двудомные.

На верхушках укороченных побегов среди листьев развиваются особые органы, содержащие либо семязачатки (на женских экземплярах), либо пыльцу (на мужских экземплярах).

Удивительно у гинкговых и развитие зародыша, которое может происходить, представьте себе, в уже опавших с дерева семязачатках!

Ни у каких других растений такого не бывает.

Гинкго — древнейшее растение. Ученые установили, что первые гинкго появились на Земле около 300 млн лет назад. Они — современники динозавров. Представьте себе рощи гинкговых деревьев, обильно растущих по всему тогдашнему умеренному поясу нашей планеты, в которых обитали разные виды динозавров. Очень жаль, что почти одновременно с динозаврами гинкго стали вымирать. Согласно палеонтологическим находкам, это происходило около 80 млн лет назад. Гинкго могут быть вполне обоснованно названы живыми ископаемыми.

Находки остатков гинкговых деревьев находили даже на Шпицбергене и Аляске, в Монголии и в Аргентине, на Урале и на Украине. В настоящее время дикорастущие гинкго произрастают на небольших территориях в Восточном Китае. Не случайно гинкго упоминается в китайских книгах, которые были написаны еще в VII веке.

И с незапамятных времен в Японии, Китае и Корее гинкго почитали как священное дерево и выращивали возле храмов и гробниц. Одно из деревьев гинкго, растущее в Японии, имеет возраст около 1200 лет. Своеобразным деревом-рекордсменом является дерево гинкго высотой 41 м и более 3 м в обхвате ствола, произрастающее в Корее, ему 1400 лет.

Как ценные и живописные декоративные растения гинкго начали разводить в Европе с 1730 года. Сначала их выращивали в ботанических садах Голландии, а затем и в открытом грунте субтропических областей других европейских государств, а также в Восточной Азии, Северной Америке и в России.

И что замечательно, произрастая в районах, насыщенных промышленными предприятиями, гинкго не поражаются вирусами и грибками, они не угнетаются от повышенного задымления и редко повреждаются насекомыми. Установлено, что листья этого дерева, содержащие особые вещества, выделяют специфический запах, который отпугивает вредителей.

Люди с давних пор используют эту особенность гинкго для зашиты книг и некоторых вещей от насекомых-вредителей, помещая листья между страницами или распределяя их между вещами. Используют листья гинкго и для защиты рыборазводных водоемов от малоценной и хищной рыбы в водоемах, где собираются разводить ценные породы и виды. От веществ, выделяемых листьями, хищные рыбы погибают.

Мир растений очень разнообразен. Вы уже познакомились со споровыми растениями, которые размножаются спорами. Теперь перейдем к изучению семенных растений. Размножаются семенные растения с помощью семян, которые являются многоклеточными образованиями, в то время как споры состоят из одной клетки. В семенах содержится много запасных питательных веществ и многоклеточный зародыш. Семена способствуют распространению растений на Земле.

Семенные растения подразделяются на голосеменные (размножаются семенами, но плодов не образуют) и покрытосеменные (семена расположены внутри плода). Свое название голосеменные получили потому, что семена у них образуются не в завязи (цветков и плодов у них нет), а в семяпочках, лежащих на чешуйках шишек (рис. 2). На Земле насчитывается около 600 видов голосеменных растений (рис.1).

Рис.1 Классы голосеменных растений

Особенности строения голосеменных. Размножение семенами является их основным отличием от споровых. Голосеменные растения представлены в основном деревьями и кустарниками, редко — лианы. Травянистых форм нет. Большинство голосеменных растений являются вечнозелеными (покрыты листьями в течение всего года), реже — листопадными (лиственница, гинкго). Основным ныне существующим классом в отделе голосеменных является класс хвойные. Типичные представители класса хвойных: сосна, ель, пихта, можжевельник, лиственница, кипарис и др. Всего их 560 видов. Игловидные листья хвойных растений называют хвоей. Хвоя сохраняется на побегах от 2 до 7 лет. Многие хвойные долговечны, живут сотни лет.

У некоторых листопадных видов (лиственница) хвоя имеет большую площадь и располагается группами. Хвоя секвойи широкая, имеет форму ланцета. У туи довольно широкие чешуйчатые листья. Кедр похож на ель, но его игольчатые листья мелкие, незаостренные, поэтому они не колются. У сосны обыкновенной тонкие заостренные хвоинки располагаются попарно на очень коротких побегах.

Одной из особенностей хвойных растений является то, что в коре, а также в сердцевине ствола у них имеются смоляные канальцы. Клетки и межклеточные пространства коры и сердцевины заполнены смолой и эфирными маслами.

Происхождение голосеменных растений.Голосеменные растения образовались в те далекие времена (около 300 млн. лет назад), когда Земля была покрыта лесами из гигантских папоротников и других споровых растений. В то время образовалась группа папоротников, которые смогли образовывать не только споры, но и семена. Их так и называли семенные папоротники. Сейчас эти растения полностью вымерли. Именно они были предками всех голосеменных.

Сосна обыкновенная — однодомное растение. (Вспомните, что означает этот термин.) Она светолюбива — хорошо растет на освещенных солнцем местах. В лесах сосны растут высокими и стройными, а на открытой местности и в степи у них ствол потолще и высота меньше. Сильно разветвленная корневая система уходит на большую глубину.

Рассмотрим процесс образования семян у сосны. Весной на ее молодых ветках появляются маленькие шишки (рис. 2). Мужские шишки — зеленовато-желтого цвета — собраны тесными грушами у оснований молодых побегов. На чешуях мужских шишек развиваются по два пыльцевых мешочка, в которых созревает пыльца. Красноватые женские шишки расположены одиночно на концах молодых веток тех же деревьев. На чешуйках красноватых шишек развиваются семязачатки, по два на каждой чешуйке.

Рис.2 Ветка сосны обыкновенной с шишками

При разрыве оболочки пыльцевых мешочков созревшая пыльца высыпается, и ее подхватывает ветер. Опыление производят те пылинки, которые попадают па пыльцевходы семязачатков. После опыления семязачатков чешуйки красноватых шишек смыкаются и склеиваются смолой. В пылинках образуются мужские гаметы, а в семязачатках — женские. Оплодотворение происходит в семязачатках. Из зиготы развивается зародыш, из всего семязачатка — семя, после чего размер женских шишек увеличивается, они растут и древеснеют. Сначала они бывают неявными, затем коричневыми. Семена у сосны созревают через полтора года после опыления, а высыпаются из шишек — через два года. Они легко разносятся ветром, потому что оснащены пленчатыми крылышками (рис.3).

Рис.3 Размножение сосны

Зеравшанский можжевельник, или арча, — хвойное вечнозеленое дерево высотой 10-12 м с толстым стволом (рис.4). В Казахстане встречается на юге Каратау и в Таласском Алатау. Арча страдает от пожаров, схода снежных лавин, выпаса скота, в связи с чем занесена в Красную книгу Казахстана. Лучшие арчовые леса охраняются в заповеднике Аксу-Жабагылы. Растет арча очень медленно и в природе живет до 1000 лет.

Рис.4 Можжевельник (арча)

Шишки можжевельника обыкновенного мягкие, шарообразные и похожи на ягоды. Поэтому их называют шишкоягодами. От темно-синего или темно-красного цвета. Мякоть их сладкая и ароматная. Используются в медицине, кулинарии и парфюмерии.

Эфедра (хвойник) тоже относится к голосеменным растениям. По внешнему виду это безлистное растение похоже па хвощ. Достигает высоты 15-40 см. Листья видоизменены в мелкие чешуйки. Фотосинтезируют молодые побеги. Эфедра обладает лечебными свойствами, применяется в медицине.

Стланиковая форма ели Шренка относится к двудомным. Это голосеменной кустарник, является очень медленно растущим горным растением. Ель растет, наклоняясь к земле, поэтому ее называют стелющейся. Толщина основного ствола до 15 см, высота достигает 10 м. Хвоя ели Шренка четырехгранная. Семена не успевают развиваться, поэтому эта ель размножается вегетативным способом. В природе живет до 300 лет.

Значение голосеменных растении. Большинство голосеменных — хвойные растения. Их хорошо развитая, мощная корневая система предотвращает эрозию почв, не допуская смыва ливневыми дождями и сноса ветром плодородного слоя. Хвойные имеют огромное значение как лесообразующие породы. Растущие в лесах ели, сосны, лиственницы, кедры поглощают из воздуха углекислый газ и обогащают его кислородом. Вместе с другими растениями регулируют круговорот воды в природе, образуют органические вещества. Отдых в сосновых или арчовых лесах благотворно влияет на здоровье людей. Ведь хвойные выделяют особые летучие антибактериальные вещества — фитонциды, которые убивают или подавляют рост и развитие других организмов, главным образом — микробов. Ценнейшая древесина хвойных используется в строительстве и служит сырьем для многих отраслей промышленности. Из нее изготавливают бумагу и музыкальные инструменты, получают смолу, дёготь, скипидар, канифоль, древесный уксус, витамин С и мн. др. Семена хвойных употребляют в пищу, получают из них масло.

Отдел голосеменных растений объединяет около 600 видов растений. В отличие от споровых они размножаются семенами. У них не бывает цветков и плодов. Семена располагаются открыто. Большинство голосеменных — хвойные, чаще высокие деревья, редко — кустарники.

В основном голосеменные — вечнозеленые растения, реже листопадные. Их игольчатые листья называют хвоей. У всех хвойных образуется смола. Их шишки бывают мужскими и женскими.

Самое крупное семейство — сосновые. Оно объединяет кроме сосен ель, пихту, кедр, лиственницу и др.

Хвойные имеют огромное значение как лесообразующие породы. Их ценнейшая древесина широко используется, в связи с чем хвойные леса хищнически вырубаются, а восстанавливаются они очень долго. Особенно медленно растет арча. В Казахстане она охраняется в заповеднике Аксу-Жабагылы.

Задание 4 № 1255

Известно, что лиственница — голосеменное хвойное растение. Используя эти сведения, выберите из приведённого ниже списка два утверждения, относящиеся к описанию данных признаков растения. Запишите в ответе цифры, соответствующие выбранным ответам.

1) Лиственница произрастает в умеренных и холодных областях Евразии и Северной Америки.

2) Листья лиственницы представлены тонкими игольчатыми образованиями — хвоей.

3) Живёт лиственница до 400−500 лет, достигая 30 м в высоту.

4) Семена лиственницы лежат открыто на поверхности чешуи шишек.

5) Лиственница очень светолюбивая и холодостойкая порода.

Лиственница — голосеменное хвойное растение:

2) Листья лиственницы представлены тонкими игольчатыми образованиями — хвоей.

Представлен одним единственным реликтовым видом - двулопастным гинкго, его также называют живым ископаемым. Реликтовый вид - пережиток флоры и фауны прошлых геологических эпох, находящийся в некотором несоответствии с современными условиями существования. Расцвет гинкговых пришелся на юрский период.

Имеют заостренную форму пыльцевых зерен, которые лишены воздушных мешков - это плохо влияет на процесс опыления. Несовершенство этого процесса рассматривается как одна из ключевых причин их вымирания. Как и у саговниковых, сперматозоиды гинкговых имеют большое количество жгутиков.

Древняя группы голосеменных, их расцвет пришелся на мезозой. По внешнему виду напоминают пальмы, имеют крупные листья - вайи. На данный момент широко распространены в тропических областях Земли. Хорошо развита кора, сердцевина. Представители - саговник (цикас), семейство бовениевые.

Растет в пустыни Намиб. Напоминает древесный пень, из верхушки которого растут два лентовидных листа. Возраст растения может достигать 2000 лет. Отличается исключительным количеством устьиц - 22 тысячи на 1 см 2 . Это связано с тем, что основной источник воды для растения - густой туман, который конденсируется на листьях. Такая конденсация равна 50 мм осадков, что помогает вельвичии адаптироваться к засушливым условиям внешней среды.

Внешне напоминает многие двудольные растения, обитает в тропических регионах по всему миру. Гнетумы - вечнозеленые деревянистые лианы.

Единственный представитель семейства Эфедровые. Кустарники, иногда лазающие, реже небольшие деревья. Семена с эндоспермом. Листья маленькие, редуцированы до чешуевидных влагалищ.

Одна из основных лесообразующих пород, обитает в умеренном поясе Северной Америки и Евразии. Обладает прямым стволом и конусовидной кроной. Хвоя четырехгранная, шишки свисают.

В диком виде встречается на Урале, Кавказе, в Сибири. Напоминает ель, но отличается плоской хвоей. Шишки стоят, подобно свечам на рождественской елке)

Произрастает в Сибири, где образует светлохвойные лиственничные леса. Часто лиственницу можно встретить в городах. Ее хвоя мягкая, собрана в пучки, сменяется ежегодно.

Произрастает на Кавказе и в Крыму. Хвоя не игольчатая, а в виде чешуек.

Медленнорастущее и во многих районах находящееся под угрозой исчезновения растение. Шишки с очень сочными чешуями, похожи на ягоды. Древесина обладает специфическим ароматом.

В диком виде обитает в средних широтах, известны множество декоративных видов. Внешне напоминает кипарис, побеги кажутся сплюснутыми.

Рекордсмен среди голосеменных. Продолжительность ее жизни почти 3-4 тысячи лет. Дерево достигает 120 метров в высоту, диаметр ствола 10-12 метров.

Самое высокое дерево в России, достигает в высоту 60-70 м.

Растет в США, Калифорнии. Это самое долгоживущее из всех деревьев в мире. Продолжительность жизни достигает 5000 лет!

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также: