Голонасінні: розмноження і будова. Особливості розмноження голонасінних рослин

Голонасінні - це найдавніші насіннєві рослини нашої планети. Вони зіграли важливу роль у розвитку живої природи і продовжують займати значиму позицію в житті Землі. Добре відомі нам ялина, сосна, ялиця, туя, тис або модрина і маловідомі вельвичия, сага або гінкго - все це представники групи, що називається "голонасінні рослини". Будова і розмноження їх ми і розглянемо далі в статті.

Відео: Голонасінні. Урок біології №75.

Походження і вік

Вік голонасінних - 350 млн років. Вони з`явилися у верхньому девоні (Палеозой) і до початку мезозойської ери вже досягли розквіту. Імовірно їх походження пов`язують з поступовою еволюцією спорових - папоротей. У порівнянні з ними, новий вид рослин вже мав семяпочки і пилкові зерна, які безпосередньо брали участь у формуванні насіння. У наявності був ряд переваг, якими володіли голонасінні:

• розмноження відбувалося без участі води;
• насіннєва шкірка і запас поживних речовин забезпечували збереження проростка.

З цих причин через короткий час зелений покрив планети вже становили здебільшого голонасінні, будова і розмноження яких сприяло успішному освоєнню нових територій і екологічних ніш.

Відео: Подвійне запліднення квіткових рослин. Урок біології №61.

особливості будови

В основному названі рослини ростуть у формі дерев і чагарників, частіше - вічнозелених, і рідко - листопадних. Іноді вони можуть досягати величезних розмірів (секвойя, кедр). Листя в переважній більшості у них голковидні або мають вигляд лусочок. Вони називаються хвоєю і містять смоляні ходи.

Деревина становить більшу частину стовбура. У ній містяться порожнисті омертвілі клітини з перфорованими стінками - трахеіди. Їх наявність - ознака, специфічний для цієї групи рослин. Саме по ним здійснюється висхідний струм води від кореня до листя.

Крім трахеид, деревина голонасінних містить також смоляні ходи. Тому представників рослин цієї групи легко дізнатися по запашного хвойному запаху. Смола просочує деревину, що перешкоджає її загнивання. Завдяки цьому, серед хвойних дерев дуже багато довгожителів. Наприклад, вік деяких секвой налічує близько 3 тис. Років.

Найбільш важливе еволюційне перевага, якою володіють голонасінні, - розмноження без участі крапельної вологи і наявність утворень, що виконують роль органів розмноження.

Органи розмноження голонасінних рослин

Відсутність квітів - ключова особливість, якою володіють голонасінні. Розмноження цих рослин відбувається за участю шишок, або стробіл. Ці утворення легко розпізнати на сосні, їли, ялиці, модрини та інших представників хвойних. Їх можна назвати органами статевого розмноження.

Відео: Голонасінні

Зазвичай шишки різностатеві - вони можуть бути чоловічими і жіночими і розташовуватися або на одному рослині (однодомні), або на різних (дводомні), відрізняючись розмірами і забарвленням.

Чоловічі шишки називають мікростробіли, а жіночі - мегастробіли. Стробіла є укорочений і видозмінений пагін, на якому розташовуються спорофілли - видозмінені листки. У Мікростробіли дозріває пилок. У Мегастробіли - семязачатки.

Особливості розмноження голонасінних

Зазвичай процес розмноження голонасінних рослин розглядають на прикладі сосни звичайної. Це однодомна рослина, т. Е. Чоловічі та жіночі шишки у нього розвиваються на одному дереві. Перші з них більші, червонуватого забарвлення. Другі - дрібні, зеленуваті або сизі.

Схема розмноження голонасінних рослин досить проста. Коли в Мікростробіли дозріває пилок, вона висипається, поширюється вітром і може долати великі відстані. Для цього кожне пилкові зерно забезпечено спеціальними пристосуваннями - пилковими мішками. Порошинки потрапляють на семязачатки, що розвиваються на Мегастробіли. Так відбувається запилення.

Зазвичай воно припадає на кінець весни або початок літа. Обпиляться жіночі шишки змикаються, їх лусочки склеюються смолою. Запліднення відбувається в насінних зачатках всередині зімкнулися шишок.

Як відбувається процес запліднення

Усередині семязачатка знаходиться жіночий гаметофіт, або зародковий мішок, який попередньо проходить кілька стадій дозрівання. Пилок потрапляє на пилковхід семязачатка, вона починає проростати в пильцевую трубку у напрямку до архегоніях (від грецького arche - "початок", Gone - "материнська утроба"). Дане освіту містить в собі яйцеклітину. Всього в семязачатки їх розвивається два, але запліднення піддається тільки один.

Відео: Розмноження голонасінних. ОГЕ. ЄДІ. Біологія.

До того моменту в пилкової зерні вже дозріли два спермія і почали просування по зростаючої трубці. Коли один з сперміїв досягає яйцеклітини, відбувається запліднення. Другий спермій при цьому відмирає. Після злиття двох статевих клітин утворюється зародок насіння - зигота. Сам же семязачаток перетворюється в сім`я. Проростаючи, воно буде користуватися запасом поживних речовин.

Саме так відбувається розмноження голонасінних рослин. Схема цього процесу приведена на фотографії.

Дозрівання і поширення насіння

Після того як відбулося запліднення, починається дозрівання насіння. У сосни звичайної обидва ці процеси тривають протягом 2 років. Дозріваючи, шишки дерев`яніють і змінюють забарвлення. Поступово їх лусочки розмикаються, і з них висипаються насіння.

Голонасінні рослини не утворюють плодів. Але для того щоб поширяться на великі відстані, насіння мають спеціальні пристосування - крилоподібні плівчасті вирости, легко переносяться вітром. Якщо зовнішні умови не сприяють проростанню, насіння може тривалий час спочивати до настання оптимального температурного режиму. Саме ці особливості дозволили голосеменним досягти високої чисельності видів і поширитися на великих територіях.

Чисельність видів та представники

Описувана група налічує близько 600-700 видів. Не всі з них збереглися до наших днів, деякі представники існують тільки в викопному вигляді. наприклад:

• кордаітовие;
• беннетитові;
• насінні папороті.

Решта представників поширені по всій земній кулі і виростають у всіх кліматичних зонах: від південних тропічних (сагові пальми) до холодних північних широт (кедр, модрина, ялина, сосна).

Найдавніший представник голонасінних, існуючий донині, - Гінкго білоба (дволопатеве). Ця рослина названо живим викопним, так як воно росте на планеті з мезозойської ери, про що свідчать численні відбитки у відкладеннях древніх гірських порід.

еволюційний розвиток

Перші голонасінні, що виникли в Палеозойської ері, володіли цілим рядом переваг, які давали можливість їм в той час зайняти домінуючу позицію на планеті. Ці еволюційно нові ознаки звуться ароморфозов і дозволяють вийти на новий рівень в освоєнні нових територій і екологічних ніш. Виділяють кілька таких особливостей, якими володіють голонасінні:

1. Розмноження здійснюється без участі водного середовища. Це дозволило заселити великі території на суші.
2. Запліднення відбувається всередині семязачатка і захищене від зовнішніх впливів - такі особливості розмноження голонасінних рослин забезпечують більшу безпеку майбутнього рослини.
3. Поява насіння дозволило забезпечити майбутній зародок захисними покривами (насіннєва шкірка) і запасом харчування (ендосперм), що, в свою чергу, збільшило чисельність рослин цієї групи.

Саме ці риси вирізняли їх від предків - папоротеподібних. Наступним, і на сьогоднішній день останнім, етапом еволюційного розвитку рослинного світу є поява покритонасінних рослин.

значення голонасінних

Роль голонасінних рослин важко переоцінити. Саме вони наповнюють близько третини лісів земної кулі, що беруть участь в очищенні повітря і постійному оновленні кисню. Крім того, поява і широке поширення на планеті рослин, які продукують велику кількість кисню, призвело до появи інших організмів, здатних використовувати цей газ в процесі свого дихання.

Хвойні - основні постачальники деревини для різних сфер життя людини. Ця сировина активно використовують у виготовленні меблів, будівництві, виробництві суден і в інших стратегічно важливих галузях господарської діяльності. Волокна деревини ялини особливо цінні при виготовленні високоякісних сортів паперу.

Голонасінні знайшли широке застосування в медицині. Особливі речовини - фітонциди, які виділяються практично всіма хвойними деревами, здатні очищати повітря від хвороботворних мікробів. З цієї причини більшість санаторіїв і здравниць будують на території хвойних лісів. Така терапія здатна значно полегшити або усунути багато легеневі захворювання.