Почему голосеменные получили такое название: особенности строения. Плоды голосеменных растений

Почему голосеменные получили такое название: особенности строения

Каждый таксон растений имеет свои характерные особенности, которые отличают его от остальных. По какой причине невозможно увидеть цветы и попробовать плоды сосны? Почему Голосеменные получили такое название? Кратко и максимально ясно на эти вопросы мы ответим в нашей статье.

Почему Голосеменные получили такое название: ответ

Голосеменными эти растения назвал известный ботаник Андрей Николаевич Бекетов. Являясь основоположником географии растительности России, он написал первый учебник по систематике. Признаком, положенным в основу этого названия, является особенность расположения семян. Они располагаются на генеративных органах открыто, "голо". В отличие от цветковых растений, у которых семена надежно защищены стенками завязи.

Особенности строения

Жизненные формы данных растений представлены кустарниками или деревьями, поскольку в их стеблях формируется боковая образовательная ткань - камбий. Голосеменные произошли от высших споровых. Однако процесс оплодотворения у них уже не зависит от воды, что является прогрессивной чертой строения. Листья голосеменных растений называются хвоинками. Они имеют игольчатую форму, что уменьшает поверхность, с которой испаряется вода.

Почему Голосеменные получили такое название, еще объясняет и строение самой завязи. Она представляет собой чешуйку, которая совсем не способна укрыть зародыш от холода и засухи.

Есть ли плоды у Голосеменных?

Многие считают, что шишки - это плоды голосеменных растений. Но это мнение является ошибочным. Дело в том, что плоды формируются только после развития цветков. У растений, которые являются представителями данного отдела, такие генеративные органы отсутствуют. Они представлены женскими и мужскими шишками, в которых и находятся половые клетки - гаметы.

Процесс опыления у Голосеменных происходит при помощи ветра. Так из мужских шишек спермии попадают в женские, где и происходит оплодотворение и формирование семян. Когда последние созревают, чешуйки шишки открываются. Происходит это только спустя 18 месяцев. В этот период можно невооруженным взглядом рассмотреть семена, которые лежат прямо на чешуйках. Вот почему голосеменные растения получили такое название. Таким образом, шишки являются видоизмененными побегами, выполняющие функцию полового размножения.

Зимой и летом...

Детская загадка о елочке известна всем еще с детства. Большинство Голосеменных действительно не сбрасывают листву на зиму. Почему? Голосеменные получили такое название по типу строения генеративных органов. А вот их способность оставаться вечнозелеными связана с вегетативными: листьями и стеблем. Первые, благодаря своей форме и небольшой поверхности, защищают растения от избыточной транспирации.

На зиму устьица запечатываются смолой, юдагодаря чему в этот период испарение практически прекращается. Защита дополняется тем, что хвоинки покрыты кутикулой. Но это не значит, что Голосеменные совсем не меняют листву. Хвоинки могут жить до 7 лет, после чего отмирают и заменяются новыми. Исключением является только лиственница. Это растение меняет свой наряд каждый сезон.

Классификация

Несмотря на ряд общих признаков, в данном отделе различают несколько классов. Самым многочисленным из них являются Хвойные. Ель, сосна, пихта, кипарис, тис, кедр, лиственница - типичные представители класса. Свое название они получили по типу листьев - хвоинок.

К классу Гнетовые относится вельвичия удивительная. Это растение с самыми крупными листьями, достигающими нескольких метров в длину. Они никогда не опадают. При этом самого ствола, который практически полностью находится в земле, не видно. Вельвичия растет в пустыне, где постоянно дует сильный ветер. Он разрывает листья вдоль, поэтому они напоминают клубок змей.

А вот представителей класса Саговниковые можно перепутать с пальмой. Их стебель не ветвится. Он характеризуется наличием развитой сердцевины и слабой древесины. Когда листья Саговниковых опадают, черешки остаются на стебле.

Следующий класс представлен единственным видом - двулопастным гинкго. Это растение является эндемиком Китая и Японии. Гинкго достигает в высоту 30 метров, а диаметр ствола - трех и имеет раскидистую крону. Его листья напоминают веер с выемкой посредине. В переводе с японского языка название этого растения значит "утиные лапки", что также соответствует их форме. Осенью листья приобретают ярко-красный цвет, после чего опадают. В странах, где произрастает гинкго, они считаются священными растениями и охраняются законом.

Итак, мы рассмотрели, почему Голосеменные получили такое название. Причиной этого является расположение семян на чешуйках генеративных органов. Они не защищены стенками завязи и лежат там голо, открыто. Характерными чертами этих растений являются отсутствие цветков и плодов, сосудов в древесине. Опыление у Голосеменных происходит при помощи ветра, а листья называются хвоей.

Чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Основные отличия

Голосеменные (лат. Gymnospérmae) и покрытосеменные, или цветковые (лат. Magnoliophyta) - это две различные группы царства растений (подцарство Высшие растения), появлявшиеся последовательно в эволюционном развитии природы. Они играют важную роль в жизнеобеспечении планеты, составляя ее зеленый покров.

Некоторые представители этих групп в настоящее время являются полностью вымершими и относятся к разряду ископаемых отложений. Сейчас на Земле существуют и голо-, и покрытосеменные растения. Есть основные отличия, характеризующие обе группы.

Происхождение

Происхождение и возраст - это основное, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. Голосеменные - очень древняя группа растительных организмов. Они существуют на Земле с Девонского периода (Палеозойская эра), это около 370 млн лет назад. Считается, что они были потомками семенных папоротников (лат. Pteridospermae) - полностью вымерших растений, многочисленные отпечатки которых часто находят в отложениях позднего девона и раннего мела.

Цветковые или покрытосеменные растения появились 120-150 млн лет назад на границе юрского и мелового периода (Мезозойская эра) и быстро заняли господствующее положение на планете. Считается, что их предками были древние голосеменные растения.

Разнообразие видов и форм жизни

Голосеменные растения насчитывают примерно 1 000 видов, существующих в данный момент в природе. Другие представители этой группы являются полностью вымершими и часто обнаруживаются палеонтологами в ископаемом виде. Формы жизни - вечнозеленые деревья и кустарники, а также редковстречаемые лианы. Отдел голосеменных представлен несколькими классами:

1. Саговниковые: саговник поникающий, стангерия шерстистая, бовения и др.
2. Беннеттитовые: вильямсония, нильсониоптерис (полностью вымерший класс).
3. Гнетовые: эфедра хвощевая, веливичия мирабилис.
4. Гинкговые: гинкго билоба.
5. Хвойные: ель, пихта, сосна, можжевельник, кедр и др.

Значительно большее видовое разнообразие - это то, чем отличаются покрытосеменные от голосеменных. Покрытосеменных насчитывается около 300 тыс. видов - это более половины всех растений планеты. Они существуют в форме деревьев, кустарников, многолетних и однолетних трав, лиан. Их классификация отличается большим разнообразием и сложностью, а именно:

• Класс Однодольные:

Семейства:

Злаки: рожь, овес, пшеница и др.

Лилейные: лилия, тюльпан, чеснок, лук и др.

• Класс Двудольные:

Семейства:

Пасленовые: картофель, табак, паслен, дурман, белена и др.

Астровые: подсолнечник, полынь, одуванчик, топинамбур и др.

Бобовые: соя, нут, горох, фасоль и др.

Крестоцветные: капуста, редька, редис, репа и др.

Розоцветные: роза, шиповник, рябина, вишня др.

Органы размножения

Основное отличие покрытосеменных и голосеменных растений - орган полового размножения. У первой группы это цветок, в завязи которого формируются семена (плод) после оплодотворения. Он состоит из тычинок - мужских половых органов, пестика - женского полового органа (из него будет развиваться плод), венчика с лепестками, цветоложа и цветоножки. Цветок различается по форме, окраске и цвету в зависимости от вида растения.

У голосеменных растений эту функцию выполняет видоизмененный побег - шишка, которая может быть мужской или женской, о чем легко судить по ее размерам. Именно на ее чешуйках развиваются семязачатки, и впоследствии образуется семя.

Оплодотворение

Процесс оплодотворения - это ключевое, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У голосеменных он достаточно прост. В пыльцевых мешках происходит постепенное созревание пыльцевых зерен, которые затем переносятся на женский гаметофит. Один спермий (мужская гамета) оплодотворяет только одну яйцеклетку, после чего образуется семя. Процесс протекает в семязачатках или мегаспорангиях.

У цветковых происходит иначе. Здесь имеет место двойное оплодотворение, это то, чем покрытосеменные растения отличаются от голосеменных. Кратко этот процесс был описан отечественным ученым С.Г. Навашиным в 1898 году. Происходит он следующим образом: из пыльцевого зерна внутрь завязи прорастают два спермия, один из них оплодотворяет яйцеклетку, из которой развивается семя, второй - центральную клетку, дающую начало эндосперму - запасу питательных веществ для зародыша.

Образование плода

После оплодотворения цветковые растения образуют плоды - то, чем отличаются покрытосеменные от голосеменных. Образование плода с семенем внутри происходит путем видоизменения стенок завязи. Но иногда в его формировании принимают участие околоцветник, тычинки и чашечка, все зависит от вида растения. В это время движение минеральных и органических веществ в растении направлено в сторону плода, что может истощить другие ткани. Плоды, как и видовой состав покрытосеменных, характеризуются разнообразием форм.

Голосеменные растения отличаются от покрытосеменных отсутствием плодов. Их семена располагаются открыто на чешуйке шишки и ничем не защищены. Однако они имеют специальные приспособления, позволяющие распространяться на большие расстояния.

Распространение

Способ распространения семян - важное обстоятельство, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У первой группы это происходит единственным путем - при помощи ветра. Поэтому семена снабжены выростами, придатками крыловидной формы и перепончатого строения. Движения воздуха способны распространять такие семена на значительные расстояния, чем обеспечивается расширение ареала того или иного растения.

У покрытосеменных растений способы распространения семян более разнообразны. Это происходит при участии ветра, насекомых, птиц, млекопитающих, людей. Некоторые семена имеют прицепки и выросты, способные цепляться за одежду или шерсть животных и так преодолевать большие расстояния. Многие плоды имеют сладкую сочную мякоть, съедобную для людей и животных, что также обеспечивает распространение семян.

Строение проводящих тканей

Устройство проводящей системы - это то, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных. У более древних растений движение воды и питательных веществ в тканях не является интенсивным. Жидкость двигается медленно по трахеидам - полым трубкам с толстыми одревесневшими стенками и перфорированными перегородками. Они входят в состав ксилемы и обеспечивают восходящий ток жидкости - от корней к листьям. Трахеиды хорошо заметны при рассмотрении их под микроскопом.

Проводящая система покрытосеменных более совершенна. У этих растений трахеиды преобразовались в сосуды. Это очень длинные трубки (у некоторых лиан они достигают десятки метров), по которым осуществляется усиленный ток жидкости и питательных веществ. Эта особенность строения способствует более активному протеканию многих важных физиологических процессов в растении: образование хлорофилла, фотосинтез, дыхание.

Эволюционные преимущества

Голосеменные растения существуют на Земле гораздо дольше, чем покрытосеменные. Но, несмотря на это, они не достигли разнообразия видов и форм, свойственного более молодым цветковым растениям. Чем отличаются покрытосеменные от голосеменных? Какие преимущества позволили им занять господствующее положение в растительном мире планеты? Есть несколько моментов, определивших это, а именно:

• появление цветка, привлекательного для насекомых, позволило повысить шансы растения на опыление;
• разнообразие вариантов опыления;
• завязь защищает семязачаток от возможных повреждений;
• двойное оплодотворение позволяет зародышу семени получать достаточно питания для своего развития;
• сочный плод обеспечивает сохранность находящегося внутри него семени;
• увеличение способов распространения семян;
• разнообразие форм жизни (деревья, травы, кустарники) позволяет заселить больше экологических ниш;
• проводящая система усилена сосудами, что активизирует многие необходимые физиологические процессы растительного организма.

Основные отличия. Краткий итог

Итак, чем отличаются голосеменные растения от покрытосеменных? Коротко основные отличия представителей обоих групп представлены в таблице.

Возникшие эволюционным путем, такие приспособления, как защита семени, двойное оплодотворение, опыление насекомыми, а также более совершенная проводящая система, позволили покрытосеменным растениям занять доминирующее положение на планете в мире флоры.

fb.ru

Биология в классе

Голосеменные — это растения, которые не имеют цветков, размножаются семенами, но не образуют плодов. Семена их располагаются открыто на внутренней стороне чешуевидных листьев, которые образуют шишку. Расцвет голосеменных растений относится к палеозойской и мезозойской эрам. В настоящее время голосеменных растений насчитывают около 720 видов. Наиболее обширную группу составляют хвойные, к которым относятся сосна, кедр, ель, можжевельник, лиственница, кипарис и др.

Внешний вид сосны обыкновенной:1 — Шишка, 2 — Хвоя, 3 — Стебель

Голосеменные представлены деревьями или кустарниками. В северном полушарии они образуют крупные лесные массивы. Сосна и ель наиболее часто встречаются в умеренной зоне.

Листья хвойных мелкие, чешуйчатые или игловидные, называются хвоей. Обычно они держатся на дереве 2- 3 года. Хвоя покрыта кутикулой. Устьица глубоко погружены в ткань листа, что уменьшает испарение воды. Стебель включает кору, древесину и слабо выраженную сердцевину. Проводящая ткань представлена трахеидами. В коре и древесине хвойных имеются смоляные ходы — межклеточные пространства, заполненные эфирными маслами и смолой, которые выделяются клетками, выстилающими канал. Смола защищает растение от проникновения микроорганизмов и насекомых. Корневая система обычно стержневая. Короткие боковые корни часто содержат микоризу.

Голосеменные приспособлены к жизни на суше во многих отношениях лучше, чем споровые растения. Их размножение не связано с наличием влаги, так как пыльца переносится ветром с мужского спорофита на женский. Оплодотворение совершается при помощи пыльцевой трубки. Благодаря развитию камбия и вторичной древесины многие голосеменные растения достигают больших размеров.

Сосна — светолюбивое растение, нетребовательное к почве. Она растет на песках, на скалах, на болотах. В зависимости от места произрастания у нее развивается преимущественно либо главный корень, либо система боковых корней. Растущая в лесу сосна может достигать 40 м в высоту. Она имеет прямой ствол, покрытый красно-бурой корой. Низкий тонкий ствол встречается у сосны, растущей на болоте. Срок жизни сосны — 350 — 400 лет.

Сосна — однодомное растение. Весной на некоторых ее побегах образуются двоякого рода шишки — мужские и женские. Шишка представляет собой видоизмененный побег. Мужские шишки сосны зеленовато-желтого цвета собраны в густые колосовидные «соцветия» у основания удлиненных молодых побегов. Каждое «соцветие» состоит из отдельных плотно сидящих друг около друга шишек. На нижней стороне их чешуек располагаются по 2 пыльцевых мешка, в которых созревает гаплоидная пыльца. Пыльцевое зерно имеет овальную форму. Его оболочка образует 2 воздушных пузырька, что облегчает перенос пыльцы ветром на большие расстояния. Красноватые женские шишки, более крупные, чем мужские, располагаются поодиночке на верхушках молодых побегов. На их чешуйках (по 2 на каждой) развиваются семяпочки (семязачатки).

Опыление у сосны происходит в конце мая — начале июня. Созревшая пыльца разносится ветром и попадает на семенные чешуйки, после чего они смыкаются и склеиваются смолой. Чешуйки одревесневают по мере разрастания шишки. От опыления до оплодотворения у сосны проходит 12 месяцев. Пыльцевое зерно — микроспора — прорастает и дает начало мужскому гаметофиту. Его , вегетативная клетка образует пыльцевую трубку, а генеративная — 2 спермия. Макроспора развивается из семяпочки (макроспорангий) и посредством ряда клеточных делений образует женский гаметофит, в котором формируются яйцеклетка и эндосперм. Образовавшаяся после слияния половых клеток зигота дает начало зародышу, а семязачаток — семени. Шишки вначале имеют зеленый цвет, позже становятся коричневыми. Развивающийся зародыш содержит корешок, стебелек, несколько семядолей и почечки. Семена у сосны созревают к осени следующего года. Обычно зимой одревесневшие семенные чешуйки расходятся, и семена, имеющие крыловидные придатки, разносятся ветром. Попав в благоприятные условия, семена прорастают, давая начало спорофиту — крупному листостебельному растению.

Цикл развития голосеменных:1 — Зигота, 2 — Зародыш семени, 3 — Спорофит (2n), 4 — Женская шишка, 5 — Мужская шишка, 6 — Семенная чешуя с семяпочками, 7 — Микроспора (n), 8 — Прорастание микроспоры

У сибирской сосны, называемой кедровой, семена не имеют крылышек. Они известны под названием «кедровые орешки», но таковыми не являются. Настоящие кедры растут в горах Северной Африки, на восточном побережье Средиземного моря и в Гималаях. Их семена несъедобны.

Ель в отличие от сосны теневыносливое растение. Ель развивает густую пирамидальную крону. Нижние ее ветви обычно не отмирают, а сохраняются, поэтому еловые леса темные. Ель более требовательна к природным условиям и растет на более плодородных и достаточно увлажненных почвах. Ее корневая система менее развита, чем у сосны, и расположена более поверхностно, поэтому сильные ветры могут «вырвать» дерево с корнями. Листья ели — хвоя — игольчатые, расположены поодиночке на побегах и сохраняются на дереве 7-9 лет. Если шишки сосны имеют длину 4 — 5 см, то у ели они 10 — 15 см длиной и развиваются в течение одного года. Размножение у ели происходит так же, как у сосны. Срок ее жизни 300 — 500 лет.

В средней полосе наиболее распространены два вида ели — ель обыкновенная (европейская) и ель сибирская.

К хвойным относится также лиственница. Она выдерживает суровые морозы в Сибири и Якутии. Ее хвоя на зиму опадает. Исключительной долговечностью отличается секвойя, или Мамонтове дерево. Длительность ее жизни — 3 — 4 тыс. лет. В сосновых и смешанных лесах, на сухих холмах встречается можжевельник обыкновенный — вечнозеленый кустарник с игольчатыми листьями. Его своеобразные шишки имеют нераскрывающиеся чешуи и напоминают мясистые синеватые ягоды.

Значение хвойных

Как и все зеленые растения, они образуют органические вещества, поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Хвойные леса задерживают таяние снега и обогащают почву влагой. Сосна выделяет фитонциды — летучие вещества, обладающие антибактериальным действием.

Человек использует хвойные как ценный строительный и поделочный материал («корабельные сосны», «красное дерево» — древесина секвойи, устойчивая к гниению древесина лиственницы). Древесина ели идет на изготовление бумаги. Зеленую хвою используют как лекарственное сырье. Из смолы хвойных получают скипидар, канифоль, сургуч, лаки, спирт, пластмассы. Из семян сибирской кедровой сосны вырабатывают пищевое масло. «Шишки» можжевельника применяют в качестве лекарственного средства. Многие хвойные культивируют как декоративные растения.

biologiyavklasse.ru

Смотрите также

• 
  Растение картофель описание
• 
  Комнатные душистые растения
• 
  Зачем растениям вода
• 
  Зачем вода растениям
• 
  Душистые комнатные растения
• 
  Бонсай комнатные растения
• 
  Орхидеи описание растения
• 
  Горшечные декоративные растения
• 
  Болотное растение багульник
• 
  Багульник болотное растение
• 
  Голосеменное растение сосна