|
В отделе голосеменных
растений выделяют шесть классов: семенные папоротники, саговниковые,
беннеттитовые, гнетовые, гинкговые, хвойные. Из них классы семенных
папоротников и беннеттитовых полностью вымерли.
Наиболее широко голосеменные растения были распространены
в конце палеозойской и в мезозойскую эру. К. концу мезозоя многие группы
голосеменных вымерли. Ныне живущих голосеменных насчитывается около 720
видов. Несмотря на относительно небольшое число видов, они широко распространены,
особенно в северном полушарии, где образуют большие массивы хвойных лесов.
Голосеменные представлены кустарниками и деревьями.
Поскольку из всех голосеменных наиболее распространены хвойные, то в
умеренной зоне — это почти единственные представители отдела.
И в природе и в жизни человека хвойные занимают второе
место после цветковых растений. Их насчитывается около 560 видов. Такие
хорошо известные растения, как сосна, ель, пихта, лиственница, кедр,
кипарис, можжевельник, относятся к хвойным. Корень у хвойных обычно
стержневой, от которого отходят боковые. Кроме длинных корней имеются
короткие, сильно разветвленные корни Они часто содержат микоризу.
Стебель включает кору, древесину и слабо выраженную
сердцевину. В старых стволах сердцевина едва различима Древесина содержит
очень мало паренхимы и на 90— 95 % представлена проводящей тканью —
трахеидами. Трахеиды — мертвые клетки с толстыми стенками
длиной 1—4 мм, а шириной — десятые и сотые доли миллиметра.
Фильтрация жидкости с помощью трахеид осуществляется через
поры, наибольшее число которых сосредоточено на концах трахеид, в местах
соединения клеток. Как в коре, так и древесине многих хвойных имеются
смоляные ходы (каналы). Они состоят из удлиненных межклеточных пространств,
заполненных эфирны ми маслами, смолой, выделяемыми выстилающими канал
клетками.
У большинства хвойных в стволе имеются кольца прироста
древесины, обусловленные сезонной периодичностью активности камбия. По числу
колец на распиле дерева можно определить его возраст.
Листья хвойных очень своеобразны. У листопадных видов
(лиственница и некоторые другие) листья мяг кие, плоские, располагаются
спирально или пучками. У большинства хвойных листья вечнозеленые, жесткие,
игольчатые по форме и очень разной длины. Так, у североамериканской сосны
болотной они достигают 45 см в длину. Они покрыты слоем кутикулы, клетки
эпидермы имеют сильно утолщенные стенки.
Под эпидермой лежат 1—3 слоя толстостенных клеток,
играющих роль своеобразного наружного скелета. Устьица глубоко погружены в
ткань листа, что уменьшает испарение воды.
Размножение хвойных рассмотрим на примере сосны.
Сосна — обоеполое (однодомное) растение. Весной у
основания ее молодых побегов образуются пучки мужских шишек. Каждая шишка
состоит из оси, одетой многочисленными чешуйками. На нижней стороне чешуек
располагаются два микроспорангия (пыльцевых мешка). В них в результате
митотических делений возникают гаплоидные микроспоры, где развивается сильно
редуцированный гаметофит, состоящий из нескольких клеток. В результате последовательных
делений формируется пыльцевое зерно. Оно состоит из оболочек, из вегетативной
клетки, образующей пыльцевую трубку, и генеративной клетки (из нее
формируется спермий).
Женские шишки также состоят из оси, на
которой расположены семенные чешуйки. Женские шишки воз никают на концах
побегов текущего года. Чешуи состоят из двух частей: наружной — кроющей и
внутренней — семенной. На семенных чешуях формируются по два семязачатка.
Семязачаток включает мегаспорангий, который одет оболочкой и имеет канал для
проникнове ния пыльцевой трубки. В мегаспорангии возникает крупная мегаспора,
которая путем ряда клеточных деле ний превращается в женский гаметофит.
В гаметофите образуется яйцеклетка, а сам он превращается
в гаплоидный эндосперм.
Опыление у сосны происходит в конце весны или
начале лета. Семенные чешуйки женской шишки разд вигаются. Пыльца, разносимая
ветром, попадает в щели между семенными чешуйками. Через канал мегаспоран-
гия выделяется так называемая «опылительная жид кость», выступающая на
верхушке семязачатка в виде капли.
Пыльцевые зерна погружаются в нее, после чего семенные
чешуи сближаются и остаются сомкнутыми до созревания семян. Оплодотворение у
сосны происходит только на слудующий год — через 12—14 мес. после опыления.
Пыльца прорастает, пыльцевая трубка проникает через канал
мегаспорангия и достигает яйцеклетки. Один из двух спермиев сливается с
яйцеклеткой, другой погибает. Из зиготы развивается зародыш. Из покрова
семязачатка образуется кожура семени. После созревания семян чешуйки шишки
расходятся и семена высыпаются.
Хвойные широко используются в хозяйственной деятельности
человека, прежде всего как строительный материал и сырье для
целлюлозно-бумажной промышленности. При этом наибольшую площадь таежных лесов
занимает лиственница, затем сосна и ель. Особой прочностью и долговечностью
отличается древесина лиственницы, которая устойчива к гниению.
Очень прочна и красива древесина тисса, не содержащая
смоляных ходов, и кипариса. К кипарисовым относится секвойя, или мамонтово
дерево, отличающаяся исключительной долговечностью. Некоторые деревья
достигают высоты 80— 100 м, их возраст насчитывает 3—4 тыс. лет. Секвойя
обладает самой ценной древесиной («красное дерево») и употребляется как
строительный и столярный материал.
Представители класса саговниковых издавна использовались
человеком в пищу.
Название «хлебное дерево» отражает употребление сердцевины
саговниковых как источника крахмала для приготовления особого продукта —
саго. Употребляются в пищу и семена саговниковых.
|
