Характеристика, особенности строения и примеры голосеменных растений

Голосеменные растения Биология

На планете существует много растительных организмов. Все они отличаются внешним видом, строением, свойствами и другими нюансами. Особый интерес учёные проявляют к голосеменным растениям. Особенности строения и примеры видов этой группы следует рассмотреть подробнее. Представители флоры появились ещё в древности и сегодня имеют важное значение для окружающего мира.

История происхождения

Появление растительных организмов, способных размножаться семенным способом, стало значительным событием в эволюции мира флоры. Голосеменные возникли больше 300 млн лет назад. Древнейшая группа существует с конца девонского периода.

Разноспоровые папоротники

Первыми представителями голосеменных были разноспоровые папоротники. Засушливый климат палеозоя заставил споровые растения искать иные пути размножения. Из спор, которые не падали на землю, образовывался мужской гаметофит, формировавший пыльцу. Поскольку пыльцевые зёрна были мелкие, ветер мог быстро их разносить. С этого момента водоёмы перестали играть важную роль для размножения папоротников.

Из крупных спор формировался женский гаметофит (семяпочка), из которого затем возникала яйцеклетка. Когда побеги со спорами сгущались, появлялась шишка. Она стала одновременно плодом и соцветием голосеменных. У разноспоровых папоротников возникло 2 типа шишек: женская и мужская.

В процессе эволюции у организмов сформировалось сложное строение. Кроме того, они приспособились существовать на суше. От этих растений произошли современные разновидности голосеменных.

Сегодня представители группы относятся к наземным организмам. Они занимают промежуточное место между папоротниками и отделом цветковых. Название «голосеменные» растениям дал русский ботаник А. Н. Бекетов. Этим термином он подчеркнул главную особенность группы: отсутствие замкнутых вместилищ для семян.

Общая характеристика

Голосеменные выступают прародителями покрытосеменных, которые имеют более совершенное строение. Древняя группа в основном представлена хвойными растениями. На примере этих организмов можно рассмотреть признаки, характерные для большинства голосеменных:

Видоизменённые листья представлены хвоинками

  1. Группа включает древесные формы, как деревья и кустарники.
  2. Хвоя. Видоизменённые листья представлены хвоинками. Игловидные образования сохраняются у растений долгие годы. У некоторых представителей голосеменных хвоя ежегодно опадает.
  3. Древесина характеризуется высокой прочностью. Она состоит из трахеид с окаймлёнными порами, отличается слаборазвитой паренхимой и отсутствием древесных волокон и сосудов. Однако в организмах есть каналы, содержащие смолу.
  4. Растения размножаются семенным методом. Вегетативное размножение у голосеменных встречается очень редко.
  5. Семя состоит из семенной кожуры, которая защищает его от пересыхания и отрицательных факторов окружающей среды. Оболочку образует разросшийся интегумент.
  6. Зародыш включает корешок, стебелёк и почечку. Количество семядолей варьируется в пределах 2−15 штук.
  7. Питательные вещества накапливаются в гаплоидном эндосперме.

Растительные организмы распространены в регионах с холодным и влажным климатом. Но есть немало разновидностей, которые можно найти в жарких странах.

Нюансы размножения

Схема размножения голосеменных довольно простая. Когда в мужских шишках сформировывается достаточный объём пыльцы, она разносится ветром на огромные расстояния. У каждого зерна имеется приспособление в виде пыльцевого мешка. С потоками воздуха пыльца переносится и попадает на семязачатки женских шишек.

Опыление голосеменных растений

Опыление происходит в конце весны или начале лета, когда наступает тёплая погода. Пыльца достигает яйцеклетку по пыльцевой трубке, которая потом разрывается. После этого происходит оплодотворение.

Когда оно завершается, чешуйки женских шишек складываются, а промежутки заполняются смолой. Затем происходит процесс оплодотворения. Сначала 2 половые клетки сливаются, потом появляется зигота с защитной кожурой и большим запасом питательных веществ. Из неё образуется зародыш, который образует семена. Они полностью сформировываются через один или два года после опыления. Женские шишки увеличиваются, меняют свою окраску и становятся сухими. Чешуйки расходятся, и семена высыпаются, разносясь ветром. Из них образуются новые растения — спорофиты.

Одним из исключений выступает тис ягодный. Ядовитое растение не образует женских шишек. Семена чёрного цвета находятся в центре чашевидного красного придатка. Своим ярким видом дерево привлекает птиц, которые и распространяют семенной материал.

Семейства и виды растений

Голосеменные имеют не так много разновидностей. Когда-то их рассматривали как один общий таксон. Сегодня учёные выделяют около 1000 разновидностей этой группы, которые объединены в 4 крупных отдела:

Гинкговые деревья

  1. Хвойные. Считается самой большой группой голосеменных и включает 7 семейств. Основные представители хвойных — ель, пихта, кедр, кипарис, тис, лиственница, сосна. Растения встречаются практически в любом уголке мира. Много хвойных экземпляров произрастает в тайге Сибири, лесах Евразии и Америки. В основном они представлены деревьями. Среди хвойных очень мало кустарников. Некоторые разновидности деревьев могут достигать 100 м в высоту. У большинства хвойных имеются иглообразные хвоинки, однако у некоторых видов листья характеризуются чешуйкообразной формой.
  2. Гинкговые. Когда-то этот отдел включал множество видов, но сегодня он представлен лишь одной разновидностью — двухлопастным гинкго. Древние растения существовали в позднем палеозое. Гинкговые выступают двудомными растительными организмами, которые имеют однополые репродуктивные органы. Вымирание видов обусловлено несовершенным способом опыления. Поскольку пыльцевые зёрна обладают заострённой формой и не имеют воздушных мешков, ветер практически не помогает размножению растений.
  3. Саговниковые. Отдел включает 2 семейства и более 300 видов. Растения произрастают в тропических и субтропических регионах. Саговниковые возникли позже хвойных, хотя некоторые специалисты считают, что эти 2 отдела сформировались практически в одно время. Растения напоминают строением пальм. Они отличаются толстым и невысоким стволом, который покрыт опавшими листьями, образующими своеобразную чешую. Крупные листья образуют розетковидную крону.
  4. Гнетовые. Эта группа включает 3 рода. По особенностям репродуктивной системы они напоминают представителей покрытосеменных, а по жизненному циклу — хвойные растения. Из главных признаков следует выделить наличие сосудов в древесине, стробилов и покрова вокруг них, который напоминает околоцветник. У гнетовых растений 2 семядоли.

Хвойные обычно встречаются только в дикой природе. Представители остальных отделов часто выращиваются в качестве декоративных растений.

Значение для природы и человека

Хвойные леса насыщают воздух большим объёмом кислорода, поглощая углекислый газ. Высокие деревья способны уменьшить силу ветра, регулировать уровень воды и таяния снега. Практически все представители голосеменных служат домом или источником пищи для различных видов животных. Многие растения защищают почву от эрозии и благоприятно влияют на климат региона, в котором они произрастают.

Применение гинкго билоба в фармацевтике

Голосеменные играют значимую роль в жизни человека. В растениях содержатся фитонциды и эфирные масла, которые широко применяют в сфере медицины и косметологии. Среди голосеменных есть уникальный вид под названием гинкго билоба. Его листья используют для создания лекарств, которые помогают улучшить память. Из смолы хвойных деревьев производят мази для лечения ран и ожогов. Камфорное масло используется при болезнях сердца.

Хвойные растения служат отличным лесоматериалом. Из их древесины делают бумагу, мебель, музыкальные инструменты и другие предметы. Из смолы деревьев производят лаки, скипидар и канифоль.

Семена некоторых видов используют в пищевой промышленности, например, кедровые орехи. Многие растения используются в ландшафтном дизайне и при создании рекреационных зон.

Интересные факты

Несмотря на небольшое разнообразие, голосеменные представляют большой интерес для учёных. Об этих растениях имеется много занимательных фактов:

Сосна Мафусаил

  1. Самым высоким деревом среди хвойных является секвойя вечнозелёная. В высоту она достигает 115 м.
  2. Самым долговечным хвойным растением выступает сосна остистая межгорная. В 2011 году старейшим деревом считалась сосна Мафусаил, которой исполнилось 4852 года. Однако через год специалисты отыскали ещё более старое дерево: его возраст составляет 5068 лет.
  3. Обычно у листьев хвойных растений тёмно-зелёный оттенок. Такой окрас позволяет деревьям поглотить много солнечной энергии. Это важно для регионов, где слабо светит солнце. В жарких областях листва растений имеет желтоватый цвет; у некоторых видов хвоинки покрыты специальным налётом, который защищает их от ультрафиолета.
  4. Смола необходима растениям для защиты от насекомых-паразитов и грибков. Материал ископаемых деревьев преобразуется в янтарь.
  5. По строению главных органов гинкговые напоминают кордаитовые. Некоторые специалисты считают, что эти группы произошли от общего предка и развивались параллельно.

Голосеменные растения полезны не только для природы, но и для человечества. Они освежают и очищают воздух от вредных веществ, помогают справиться со многими проблемами здоровья человека и животных. Зная, каково значение этих растений для планеты, люди должны позаботиться об оставшихся видах и не допустить их исчезновения.

Оцените статью
Na5.club
Добавить комментарий

Adblock
detector