Поперечный разрез хвоинки ели строение

Обновлено: 05.10.2024

Геологическая история хвойных деревьев составляет примерно триста семьдесят миллионов лет. Это одни из самых древнейших растений нашей планеты. На протяжении стольких лет хвойным невероятным образом удалось сохранить своё особенное строение с тех времён, когда они только появились.

Главная особенность хвойных деревьев, знакомая нам c детства — листья-иголочки, не опадающие ни зимой, ни летом. Однако то, что иголки на ёлках и соснах вечные — неверное утверждение.

Зачем деревьям иголки, когда опадает хвоя и чем отличаются хвойные деревья друг от друга — узнаем вместе в нашей статье.

Ёлки-иголки

Все мы прекрасно знаем, что осенью лиственные деревья избавляются от своей кроны (зачем они это делают — читайте здесь). На фоне этих деревьев с голыми ветками особенно ярко выделяются нарядные ели и сосны, чья хвоя дерзко зеленеет даже под снегом. Почему же хвойные деревья не сбрасывают свои иголки зимой?

Строение иголки

За слоем эпидермиса находится гиподерма, или подкожица. Она представляет собой клетки с толстыми стенками, защищающие иголки от повреждений. Если провести параллель со стволом дерева, то у него такую же защитную функцию выполняет древесина.

Следом за гиподермой располагается следующий слой — паренхима. Это важнейшая ткань иголочки, именно в паренхиме содержатся хлоропласты. Благодаря содержащемуся в них хлорофиллу в ткани протекает фотосинтез. Также в паренхиме находятся особые, окружённые плотными клетками ткани смоляные ходы, имеющиеся не у всех хвойных растений. Клетки ходов вырабатывают смолу.

Зимой и летом одним цветом

Чтобы листок-иголка имел возможность дышать, в хвое есть специальные устьица. Они спрятаны под эндодермой. Глубина их залегания обеспечивает низкий расход испарения влаги в зимнее время, а также в летнее в засушливые периоды.

Из-за особой оболочки хвоинок, глубины залегания устьиц, хвойные деревья испаряют небольшое количество влаги, и это позволяет им перенести долгое время непогоды. Например, живущий в засушливых районах эвкалипт спасается только благодаря своим иголочкам, которые помогают ему сохранить драгоценную влагу.

Обновление хвои происходит не сразу, а постепенно. Причём происходит это не в один год. Часто каждая иголочка на дереве находится несколько лет, пока не опадёт и на её месте не появится новая.

Такие непохожие хвойные

Хвойные не столь разнообразны, как лиственные растения, однако и они различаются по величине, форме, цвету — не только в целом всё растение, но и их иголочки.

Ель является самым распространённым хвойным деревом. Все мы прекрасно знаем, как она выглядит, хотя некоторые люди путают ель с сосной. Хвоинки у ели вырастают по одной и располагаются на всей поверхности ветвей. По форме иголки четырехгранные, хотя это не особо заметно, кажется, будто хвоинка плоская, с заострением на конце. Особая конструкция иголки придаёт ей жёсткость. А за прочность отвечают два клеточных слоя с твёрдыми оболочками, которые находятся под эпидермисом хвоинки.

Восковой слой у ели очень толстый, особенно этим могут похвастаться канадские виды, имеющие хвою голубого оттенка. Воск выполняет настоящую защитную функцию, так как именно в этом слое растворяются продукты сгорания автомобильного топлива, выбрасываемые в атмосферу. Если уровень загрязнения в атмосфере высок, ель начинает утолщать защитный слой, хвоя становится ярче. Но это не может происходить до бесконечности, и однажды слой распадается, иголки теряют свой яркий цвет, становясь блёклыми и сероватыми, а затем и вовсе опадают.

Иголочки разных елей отличаются друг от друга. Например, у канадской ели хвоя достигает всего сантиметр-полтора длины, тогда как у обычных елей длина иголок, в среднем, составляет три сантиметра.

Сосна

Больше интересных материалов:

Случается, что угрозу для сосен составляют не только неблагоприятные погодные условия и природные катаклизмы, но и настоящие птичьи нападения. Например, хвоя вейтмутовой сосны очень нравится воронам. Тонкая, богатая витаминами, она является настоящим спасением для пернатых в зимнее время года. После подобных вороньих атак сосны часто стоят с обломанными ветками и в городе, и в лесной зоне.

Пихта

Своим внешним видом от елей и сосен отличается пихта. Более тридцати видов этого дерева произрастает в Америке и Азии. Сибирскую пихту можно встретить на Урале и в Сибири, а вот на Кавказе растёт пихта Норманна. Также есть отдельные виды, растущие на Дальнем Востоке.

Пихтовая хвоя имеет плоскую форму, иголочки мягкие. Хвоинки строятся на веточке в два ряда. По цвету иголок среди пихт существует разнообразие: есть деревья с беловатыми иголками, есть и с серовато-зелёными. Цвет зависит от расположения и размера устьиц.

Среди хвойных деревьев пихта имеет самые ароматные веточки. Именно из-за этого хвою пихты активно используют в косметической и фармацевтической промышленности.

Какое хвойное дерево сбрасывает зимой иголки?

Особого упоминания заслуживает лиственница. Именно она, в отличие от своих хвойных собратьев, избавляется от колючей кроны в зимний период.

Сбрасывание хвои в городских условиях помогает лиственнице очиститься и от вредных веществ, которые накопились в восковом слое её иголок. В неэкологичных районах, где не выдерживают ели и сосны, лиственница спокойно продолжает существовать.

Сегодня приготовим новогодний хвойный чай☕ и, конечно, посмотрим на препараты ёлки🌲 и сосны под микроскопом. Но, для начала, давайте разберёмся что же такое хвоя.

Хвоя - это просто кладезь макро- и микроэлементов, а также важных витаминов группы В. А ещё в хвое огромное количество витамина С, большое содержание каротиноидов (кстати, про них можно почитать в моей интересной статье про кровавый снег ). да и в целом, что только в хвое нет! Да почти половина периодической таблицы Менделеева есть⚗🔥! Но не всё так просто. Посмотрите на фотографию хвоинки в поперечном разрезе - отчётливо видны смоляные ходы. Вот тут и загвоздка. Смолистые вещества тяжело удалить из хвои, практически не возможно❗👩‍🔬.

Хвоинка сосны в поперечной разрезе под микроскопом. Хорошо видно эпидерму, гиподерму, мезофилл, смоляные ходы. Какая красота!

Ботанику я изучала в университете целых два года, а потом ещё год ушёл на познание физиологии растений. Кстати, очень сложная наука. ОЧЕНЬ🤦‍♀️. Как сейчас помню. первый раз первая пара физиологии растений. взяла в библиотеке огромный учебник Якушкиной, прихожу в лабораторию, сажусь за стол, опускаю глаза и на столе высечены слова (дословно) "ЩАС СДОХНУ". О, сколько в них боли! 🤣 Я просекла это сразу, просто я прямо представляла как такой же студент как и я, утираясь слезами, кровью и потом, высекал это на столе. И да, потом я сто раз была готова подписаться под этой фразой. А если бы вы знали, сколько было бессонных ночей, когда началась практика по этому предмету. Короче, идёшь на физиологию вроде как растений, думаешь, что основой для будущих знаний будут твои знания, умения и навыки по ботанике. На деле же основой служит дикое переплетение физики, биохимии с прочими чудесными науками. в общем, цветочками тут и не пахнет! Это я всё к чему - что такое хвоя и что с ней делать, я могу рассказывать часами😉😂. Но как завещал Антон Павлович - надо помнить про краткость.

✔Хвоинка - это удивительное создание природы! Это многолетний лист в виде иглы. Вот выше👆 вы уже убедились какая красивая и острая эта иголочка. Особенность анатомии хвоинки во многом связанны со способностью голосеменных растений неоднократно успешно перезимовывать❄. Покрыта хвоинка эпидермой, которая в свою очередь снаружи покрыта толстой кутикулой. Стенки её клеток толстые и одревесневшие. Под эпидермой располагается ещё один защитный слой клеток - гиподерма. Тут стенки аналогичны эпидермы - равномерно утолщаются и тоже одревесневают. И вот эта сладкая парочка эпидерма и гиподерма, как раз и придают хвоинке жесткость и прочность, и главное - надежно защищают её ткани от потери воды. Про подобное приспособление с помощью кутикулы у животных я описывала в своей статье про всем известную "бессмертную" тихоходку . Идём далее, внутрь🔎 хвоинки - там будет мезофилл. В нём под гиподермой находятся схизогенные смоляные ходы, которые выстланы эпителиальными клетками, вырабатывающими смолу. Вот и она!

Ну, хватит на этом ботаники😁, суть строения я объяснила, под микроскопом мы на это всё посмотрели, теперь о нашем мирском! Хвойный чай!☕ Одна из важных особенностей❗: чем дальше от жизнедеятельности человека вы соберете хвою - тем лучше! Чем глубже в лес - тем больше пользы. Так как хвоя накапливает экологические токсины. Вспомните, что голосеменные - это не листопадные, а вечнозелёные, поэтому накопит, например, соли тяжёлых металлов не только за прошедший год, но и за все прошлые года! Оно вам надо? Не-а. Хвоинка может жить от 2 до 7 лет. Это зависит от вида, места и прочих экологических условий.

Рассматриваем форму хвои, расположение её на стебле. Измеряем длину и обращаем внимание на окраску.

Пользуясь представленным ниже описанием признаков хвойных деревьев, определяем, какому дереву принадлежит рассматриваемая ветка.

Рассматриваем форму, размеры, окраску шишек. Заполняем таблицу.

Отделяем одну чешуйку. Ознакомимся с расположением и внешним строением семян. Такие хвойные растения, как сосна, пихта, ель и лиственница являются голосеменными, так как их семена лежат на поверхности чешуек шишек. У шишки ели нижняя сторона чешуйки вогнутая и содержит два семени. Семенные чешуи шишки сосны на конце имеют утолщения, из-за чего внешне напоминают щиток. Сами семена крылатые и размещены в семенной чешуе парами. У лиственницы семенные чешуи округлой или яйцевидной формы, неплотно прилегают. Кроющие чешуйки практически незаметны, а семя имеет крылышко, благодаря чему легко разносится ветром. У пихты семена трапециевидной формы, чешуйки плоские.

Вывод:

Рассмотрев шишки и семена пихты, лиственницы, ели и сосны, можем сделать вывод, что все эти растения голосеменные, потому что их семена расположены на поверхности чешуек шишек. Листья таких растений видоизменены в хвою, что существенно снижает количества испаряемой влаги и не дает растению засохнуть в условиях засушливого климата. Корневая система образована главным корнем и боковым корешками. Стебель плотный, хорошо развит. Размножение голосеменных растений происходит семенами, которые формируются и развиваются в семязачатках.

При изучении голосеменных растений стоит подробнее остановиться на том, как отличается хвоя и шишки разных хвойных деревьев.

Как живут хвойные растения в течение года

Еловая ветка под снегом

Хвойные деревья приспособлены к тому, чтобы выдерживать низкие температуры. Оказывается, зимой одна из главных проблем, с которыми сталкиваются деревья, — это недостаток воды. Почва промерзает, и добывать из неё воду становится сложно.

Хвойные деревья обладают развитой корневой системой, но дело не только в этом. У хвоинок небольшая площадь, к тому же они покрыты восковым налётом. Это уменьшает площадь испарения и позволяет задерживать и экономить воду. Кроме того, между иголками задерживается воздух, создавая теплоизолирующий слой.

Здесь нужно заметить, что лиственница, хоть и является хвойным деревом, сбрасывает на зиму свои хвоинки. По строению они отличаются от хвоинок той же ели и других хвойных деревьев.

Хвоинки лиственницы мягкие, они содержат много воды, а вот защитный слой на них тонкий. Поэтому испарение воды с поверхности хвоинок такое же, как с поверхности листьев. Вот и приходится лиственнице ежегодно расставаться со своей хвоей, иначе она может погибнуть в холода.

На этом фото изображены лиственницы и ели. Обратите внимание, как отличаются их ветви

Что касается остальных хвойных деревьев, они тоже сбрасывают хвоинки, но делают это постепенно, в течение года, и поэтому их ветки всегда покрыты хвоей.

Установите, в какие месяцы года происходит созревание и рассеивание семян сосны и ели в вашей местности.

Показать возможный ответ

У сосны созревание семян происходит только через полтора года после опыления. Пыльца созревает и рассеивается в мае-июне, следовательно, в ноябре-декабре созревают семена, опылённые годом раньше. Из-за того, что разные шишки опыляются в разные годы, на сосне обычно можно увидеть шишки различного возраста и размера.

В ноябре, а тем более в декабре земля уже промёрзшая, воздух холодный, света мало. Таким образом, время для прорастания семян неблагоприятное. Поэтому семена сосны остаются в шишках и рассеиваются в марте или апреле.

Что касается ели, то обычно семена созревают в первый год жизни шишек, уже в октябре. У разных видов рассеивание семян происходит в разное время. У ели европейской (очень распространённый вид) семена остаются в шишках до середины зимы и рассеиваются с января по март.

В мае-июне понаблюдайте за развитием из почек молодых побегов сосны и ели. Обратите внимание на расположение шишек на побегах.

Показать возможный ответ

У сосны и ели в конце весны и в начале лета растут новые побеги. Они светлее, чем прошлогодние, иголки на них мягче и короче, растут близко друг к другу. У сосны мужские шишки растут группами у основания молодых побегов, а женские находятся в верхней части веток.

У ели женские шишки образуются на концах прошлогодних побегов. Молодые шишки торчат вверх, в отличие от старых, свисающих с веток. Мужские шишки жёлтовато-бурые, растут на ветках немного ниже женских.

Молодые побеги ели напоминают пушистые кроличьи лапки

Строение хвои хвойных растений

Для того, чтобы определить, какому из хвойных растений принадлежит отдельная ветка, рассмотрите форму хвои и расположение её на стебле. Измерьте длину и обратите внимание на окраску.

Пользуясь представленным ниже описанием признаков хвойных деревьев, определите, какому дереву принадлежит рассматриваемая вами ветка.

Описание хвои	Название дерева
Хвоинки длинные (до 5—7 см), острые, выпуклые с одной стороны и округлые с другой, сидят по две вместе	Сосна обыкновенная
Хвоинки короткие, жёсткие, острые, четырёхгранные, сидят одиночно, покрывают всю ветку	Ель
Хвоинки плоские, мягкие, тупые, имеют две белые полоски с одной стороны	Пихта
Хвоинки светло-зелёные, мягкие, сидят пучками, как кисточки, опадают на зиму	Лиственница

Попробуйте определить, где какая ветка.

Рисунок 1. Ветки различных хвойных деревьев

Строение шишек хвойных растений

Каждая шишка обладает стержнем (также называют осью), к которому крепятся чешуйки. На чешуйках мужских шишек развиваются пыльцевые мешочки, а на чешуйках женских — семязачатки, а позднее — семена.

Мужские шишки сосны (на верхушке ветки) и женские (немного ниже)

Чтобы найти созревшие семена шишек, можно рассмотреть шишку поздней осенью или зимой. Чтобы плотно сомкнутые чешуйки раскрылись, нужно положить шишку в тепло.

Отделите одну чешуйку. Ознакомьтесь с расположением и внешним строением семян.

Почему изученное растение называют голосеменным?

Семена лежат на чешуйках открыто, голо, а не находятся внутри плода.

Если сравнить чешуйки между собой, можно увидеть, что чешуйки сосны не плоские, а как бы трёхгранные. У ели, пихты и лиственницы чешуйки шишек плоские. Отличаются они и по форме: у ели — ромбовидные, а у пихты и лиственницы — округлые. Если попробовать сжать шишку, то чувствуется, что самая мягкая — у лиственницы, а самая твёрдая — у сосны.

Рассмотрите форму, размеры, окраску шишек различных хвойных деревьев. Заполните таблицу.

Рисунок 3

Название растения	Длина хвои	Окраска хвои	Расположение хвои на ветке	Размер шишек	Форма чешуек шишек	Плотность шишек
Ель
Сосна
Лиственница
Пихта

Показать заполненную таблицу

Итак, можно сделать вывод, что голосеменные хвойные растения очень хорошо приспособились к холоду и сложным условиям, в том числе к недостатку воды.

Видоизменённые листья, хвоинки, сдерживают влагу и замедляют её испарение. В отличие от споровых растений, хвойные не нуждаются в воде для оплодотворения споровых колосков: опыление происходит при помощи ветра, а затем семена развиваются в шишках. Семена, готовые к рассеиванию и прорастанию, разносятся ветром благодаря специальным крылышкам.

Хвойный лес

Читайте также: