Признаки характерные для хвойных растений: «Каковы характерные признаки хвойных растений?» — Яндекс Кью

Характерные признаки хвойных растений | fizika-ili-himija.ru

Какие общие признаки класса хвойных?

Попробуем выделить характерные признаки хвойных растений

Характерные признаки хвойных растений

Хвойные растения имеют ряд общих признаков:

а) жизненные формы — деревья, кустарники, нет трав;

б) листья видоизменены в виде хвоинок (ель, сосна) или чешуеобразные (кипарис, туя)

в) хорошо развита древесина.

Стебель хвойных имеет тонкую кору и массивную древесину, которая на 90% состоит из трахеид и в отличие от покрытосеменных включает очень мало паренхимы.

г) В большинстве хвойных развит крепкий стержневой корень, от которого отходят длинные боковые корни.

Кроме длинных корней является короткие мелкие корни, сильно ветвятся и выполняют функцию всасывания и часто бывают Микоризные.

д) размножаются семенами, но семена располагается открыто, нет завязи, поэтому хвойные относят к голосеменных растений;

ж) хвойные имеют большое хозяйственное значение.

Древесина используется в деревообрабатывающей, бумажной промышленности, при изготовлении мебели, музыкальных инструментов.

Хвойные выделяют вещества — фитонциды, обладающие полезными свойствами, поэтому многие санатории располагаются в хвойных лесах.

разнообразие хвойных

Примерно 1/3 всех видов хвойных составляют сосны.

Сосны отличаются друг от друга количеством хвоинок и их длиной.

Например, в сибирской сосны, дает кедровые орешки, пять хвоинок.

В Сибири и на Дальнем Востоке, где они растут, население называет их кедрами, что неправильно.

Ель.

В диком виде растет в умеренном поясе Евразии и Северной Америки.

Это важнейшая лесными породами.

Ствол прямой, крона конусообразная.

Хвоя четырехгранная, острая.

Шишки свисающие, длиной до 15 см.

Пихта.

В диком виде растет в Сибири, на Урале, Кавказе, Карпатах.

Немного похожа на ель, но хвоя плоская (у ели четырехгранная), а шишки стоят, как свечи (у ели свисают).

Лиственница.

В диком виде встречается только в Сибири, где образует лиственничные леса.

Хвоя собрана в пучки, мягкая, ежегодно меняется.

Лиственница часто разводится в городах.

Можжевельник обыкновенный.

Охраняемая, медленно растущая и во многих районах исчезающая древесина.

Шишки с очень сочными чешуйками, похожие на ягоды.

Ароматная древесина.

Кипарис.

Хвоя в виде чешуек.

Растет в Крыму и на Кавказе.

Туя.

Встречается в диком виде в средних широтах, но также распространены культурные и декоративные виды.

Похожа на кипарис, но побеги кажутся сплюснутыми.

Интересные факты о хвойные растения

Среди хвойных есть настоящие рекордсмены.

Так, секвойя вечнозеленая (США, районы вблизи Тихого океана) — самое высокое дерево мира — достигает 120 м, диаметр ствола 10-12 м), продолжительность жизни — 3-4 тысячи лет.

Пихта Нордманна (Кавказ) — самое высокое дерево в России, до 60-70 м.

Сосна остистая (США. Калифорния) — дерево-долгожитель, продолжительность жизни почти 5000 лет.

Болезни хвойных растений: как распознать и вылечить

Все мы любим хвойные деревья за их круглогодичный зеленый наряд и неприхотливость в уходе. Но никто не застрахован от болезней, поэтому сегодня мы расскажем Вам, чего стоит опасаться и как привести в форму вечнозеленых друзей если их постиг недуг.

Часто возникает вопрос откуда берутся заболевания хвойных растений?

Нередко хвойные деревья и кустарники страдают из-за неблагоприятных условий окружающей среды.

В густой кроне с недостаточным доступом кислорода или в периоды зимней оттепели может развиться грибок. Также источником болезней может послужить плохая почва или даже нарушение правил транспортировки саженца.

Для начала стоит сказать, что болезни хвойных растений делятся на 2 типа:

— Неинфекционные заболевания

— Инфекционные заболевания

Неинфекционный тип заболеваний не передается другим растением и исправляется путем ухода и создания благоприятной среды для саженца. Механические повреждения саженца, солнечные ожоги в весенний период, когда корневая система еще не приспособилась к изменению погодных условий, избыточная влага и застой воды, вот основные причины возникновения неинфекционных заболеваний.

Как побороть этот тип недуга? Дополнительный уход и обработка биологическими препаратами быстро приведут растение в форму и повысят его устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды. Для этого подойдут такие препараты как корневин, циркон, силиплант.

Инфекционные заболевания передаются естественным или искусственным путем и могут привести к гибели растения. Делятся на почвообитающие грибные и бактериальные. Давайте подробнее рассмотрим эти заболевания и как с ними бороться.

Начнем с заболевания, свойственного исключительно для хвойного типа растения.

Шютте

Самая опасная болезнь хвойных деревьев разделяется на бурое, снежное и настоящее шютте, итог всех этих видов один: дерево останавливается в развитии, свежие ветви отмирают и дерево погибает. Начинается поражение деревьев в мае, далее на следующий год после таяния снегов, на зараженном растении можно разглядеть черные, блестящие, вытянутые точки или черно – серый налет. Болезнь прогрессирует в условиях высокой влажности и в густых посадках.

Как избежать этого заболевания и побороть его в случае возникновения?

1. Свободная посадка хвойный растений и своевременная уборка опавшей хвои и веток.

2. Обработка почвы и надземной части средствами защиты от болезней, например: «Фитоспорином» (паста или порошок), «Гамаиром» и другие.

3. Уборка снега с нижних веток и приствольных кругов.

4. В лечебных целях, опрыскивание растения медьсодержащими и серными препаратами в летний период, например, «Чистоцвет», «Хорус», «Абига – Пик» или «Ордан»

Бактериоз и Фузариоз

Многие путают бактериоз и фузариоз, но у них есть отличия. Фузариозная гниль корней – поражение грибкового порядка, а бактериоз – заражение бактериями. При фузариозе хвоя краснеет, приобретая ржавый окрас, а при сосудистом бактериозе хвоя опадает, не меняя своего цвета, а только тускнеет. Если запустить это состояние болезни, со временем хвоя осыпается и растение погибает, потому, если вы уже обнаружили характерные признаки недуга, приступайте к незамедлительному лечению.

Бактериоз.

Фузариоз.

Как защитить дерево и вылечить его в случае заражения?

1. Отвод воды после схода снега и проливных дождей, для поступления кислорода к корням.

2. Пролив грунта Картоцидом или Фундазолом.

3. В случае выявления заболевания, обработка почвы Фундазолом, через три дня фитоспорином, через два дня цирконом и так до полного выздоровления дерева.

Ржавчина.

Грибок ржавчины имеет несколько подвидов, но они почти не отличаются друг от друга. На заболевшем растении появляются пятна желтовато – оранжевого цвета, после чего образуются бурые наросты и спороносные сумки. В итоге растение теряет свой эстетический вид и со временем замедляет свой рост и развитие. Поначалу грибок развивается на травянистых растениях и переносится на хвойные растения с помощью ветра и при высоком уровне влажности. 

Как избежать этого заболевания хвойных растений и вылечить его в случае обнаружения?

1. Удалять поврежденные иголки и побеги для предотвращения развития болезни.

2. Обработка растения иммуностимуляторами и микроудобрениями для повышения сопротивляемости к грибку.

3. Для профилактики и лечения заболевания при необходимости опрыскивать дерево  «Фитоспорином – М», «Аббига – Пик», Скор или Топаз

4. Своевременное удаление сорняков для предотвращения развития и передачи грибка на травянистых растениях.

Если Ваши хвойные деревья и кустарники регулярно подвергаются различным заболеваниям, стоит задуматься о смене условий обитания или месторасположения. Если дереву недостаточно кислорода, под ветви можно подложить крупные камни или пересадить на возвышенность. Не забывайте производить весенние и осенние профилактические обрызгивания фунгицидами, ведь как и любое культурное растение хвойные деревья и кустарники нуждаются во внимании.

И помните, чтобы избежать неприятных хлопот, связанных с лечением вышеперечисленных заболеваний, необходимо максимально ответственно отнестись к выбору посадочного материала и приобретать его исключительно в проверенных садовых центрах и питомниках.

Будьте здоровы Вы и Ваши любимые хвойные растения!

Поделиться в социальных сетях:

Гортензия для сада

02.05.2019
Статьи

Читать предыдущую статью

Дёрен в садоводстве

02.05.2019
Статьи

Читать следующую статью

26.12.2022
Статьи

Выбираем растения по знаку зодиака для любимого сада

Что полезно посадить на своем участке горячим овнам, а что творческим рыбам?

Мы собрали подборку растений-талисманов для каждого знака зодиака.

Заходите, чтобы узнать свое

Читать далее

21.12.2022
Статьи

Растения-рекордсмены нашей планеты: интересные факты о растениях

Подборка растений, которые могут вас удивить. Какая трава считается самой высокой в мире? На каком растении можно кататься по реке? И какой цветок остался всего в двух экземплярах на планете?

Подготовили для вас подборку растений, возглавляющих топ-списки по разным критериям. Заходите удивиться!

Читать далее

20.12.2022
Статьи

Актуальные цвета 2023 года в ландшафтном дизайне сада

В этой статье разберем, на что ориентироваться и как применить трендовые колеры в оформлении сада

Читать далее

07. 12.2022
Статьи

Лиственные декоративные деревья для сада с компактной кроной

Планирование небольшого участка — искусство. Что делать, когда хочется разместить и постройки, и огород, и красивую зону отдыха с привычными лиственными растениями? Правильно выбрать подходящие сорта.

В этой статье поговорим, какие саженцы декоративных растений выбрать для компактного участка и как их лучше разместить

Читать далее

21.11.2022
Статьи

Дерен в ландшафтном дизайне: лучшие сорта и применение

Очаровательный дерен — растение, которое можно рекомендовать каждому садоводу. Кустарник любят за неприхотливость, сортовое разнообразие и уникальный окрас коры и листьев. В этой статье рассказываем, какой дерен выбрать и куда его посадить

Читать далее

Подпишись на новости:

Основные характеристики хвойных

Содержание

ЛИСТЬЯ

Хвойные имеют листья, известные как: «хвоя» или «чешуя».

Внешний вид хвои варьируется в зависимости от вида.

Линейные листы

Могут быть короткими или длинными, с заостренным кончиком, как у швейной иглы.

Игольчатые листья

Более или менее плоские, с тупым концом.

Чешуйчатые листья

Чешуйки, как правило, плоские и очень короткие, плотно прилегают друг к другу.

Texte

Большинство хвойных деревьев являются вечнозелеными. Они остаются зелеными в любое время года, потому что листья живут несколько лет и осенью не опадают одновременно, в отличие от широколиственных деревьев.

Эти хвойные деревья заменяют свои листья, постепенно сбрасывая их в течение года и отращивая новые иголки или чешуи.

Однако некоторые виды (например, лиственница) имеют «лиственные» листья, такие как дощатые деревья. Осенью их листья желтеют и все опадают одновременно, оставляя дерево без листьев на всю зиму. Эти хвойные растения обновляют свои листья каждый год.

Цветок

Цветок может быть мужским или женским, без лепестков.

Их можно найти на одном растении (однодомные виды) или на двух разных растениях (двудомные виды).
 
Большинство хвойных – однодомные виды.

Женские соцветия 

Состоят из мягких чешуек, перекрывающихся друг с другом ярких цветов и образующих своего рода незрелый  конус (известный как стробил), который содержит органы размножения (яйцеклетки). Семязачатки не заключены в яичник.

Мужские шишки

Обычно меньше женских шишек, они содержат порошкообразную пыльцу, переносимую ветром.

После оплодотворения женские шишки развиваются в зрелые шишки, содержащие настоящие семена, в то время как мужские соцветия высыхают и опадают после высвобождения пыльцы.

Texte

Шишки

Шишки, часто называемые «плодами» хвойных деревьев, строго говоря, не являются настоящими плодами. В ботанике плод — это орган, содержащий семена и являющийся результатом развития завязи после оплодотворения. Однако голосеменные растения не имеют завязи.

Большинство зрелых шишек имеют деревянистые чешуйки с семенами у основания. Однако размер, форма и цвет значительно варьируются от одного вида к другому.

Чешуя может быть мясистой, что придает плоду вид ягоды (например, можжевельник). У тиса семена изолированы и окружены оболочкой, известной как «арил».

Texte

Достигнув определенной стадии зрелости, шишки раскрываются, распуская чешуйки (например, у сосны) или расчленяясь, чешуя за чешуей (например, у пихты, кедра), позволяя семенам падать и распространяться.

Семена часто имеют крылья для лучшего рассеивания ветром. Другие проглатываются животными и выделяются с их экскрементами.

Texte

Древесина

Хвойные – это деревянистые или «древесные» растения.

Их древесина часто содержит смолу, сложное химическое вещество, помогающее бороться с паразитами и заживлять раны. Отсюда их общее название «résineux» (смолистый) на французском языке.
Хвойные породы используются в коммерческих целях из-за их мягкой древесины, которая обеспечивает большую часть древесины для строительства и бумажной массы.
 
Посмотреть больше уроков

7.2.2: Хвойные и гнетофиты — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• Мелисса Ха, Мария Морроу и Камми Алжир
• Колледж Юба, Колледж Редвудс и Колледж Вентура через Инициативу открытых образовательных ресурсов ASCCC

Цели обучения

• Использовать морфологические особенности и особенности жизненного цикла, чтобы отличать хвойные деревья от других растений.
• Соединяют приспособления хвойных деревьев с сухим и/или холодным климатом.
• Определить структуры и этапы в Pinus жизненный цикл; знать их плоидность.
• Используйте морфологические особенности и особенности жизненного цикла, чтобы отличить гнетофиты от других растений.
• Опишите общие черты гнетофитов с покрытосеменными растениями.

Хотя местонахождение гнетофитов было трудно определить с точки зрения филогенеза, недавние генетические исследования относят их к сестрам сосновых (семейство сосновых, возникших из хвойных деревьев). См. эту статью в открытом доступе, где представлены недавние генетические исследования, посвященные эволюционным взаимоотношениям между голосеменными растениями.

Хвойные

Хвойные – самая богатая видами линия голосеменных растений. Судя по летописи окаменелостей, мы думаем, что существовало более 20 000 видов хвойных. Однако их разнообразие уменьшилось вместе с динозаврами. В настоящее время насчитывается около 600 сохранившихся видов. Эти удивительные растения представляют собой одни из самых старых, самых высоких и самых массивных организмов на планете. Хотя в настоящее время их разнообразие невелико, эти удивительные растения составляют 30% лесов Земли.

Хвойные растения являются наиболее широко известными и экономически важными среди голосеменных растений. К хвойным относятся самые крупные и самые древние из всех живых организмов. Одно красное дерево ( Sequoia sempervirens ), растущая в Калифорнии, имеет высоту почти 400 футов (122 метра). Остроконечные сосны ( Pinus longaeva, Figure \(\PageIndex{1}\)), растущие в горах восточной Калифорнии, некоторым из них более 5000 лет. Секвиоги гигантские ( Sequiadendron giganteum ) Большинство из них являются вечнозелеными деревьями умеренного пояса, но некоторые лиственные, такие как лиственница ( Larix ) и красное дерево рассвета ( Metasequoia ). Стебель имеет большое количество ксилемы, небольшую пробку и мелкую сердцевину. Семена распространяются ветром и животными.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Остроконечная сосна в Белых горах Калифорнии. Gnarly, CC BY-SA 2.0, через Wikimedia Commons

Примечание. Сосновые в настоящее время являются самым большим семейством хвойных, поэтому многие примеры этой группы голосеменных относятся к роду типа Pinus (сосны).

Ксерофитные листья хвойных деревьев

Ксерофитные листья приспособлены к засухе. У хвойных мы видим широкий спектр ксерофитных листьев с различной морфологией, которые могут формироваться в зависимости от окружающей среды. Рассмотрим листья прибрежной секвойи и гигантской секвойи (рис. \(\PageIndex{2-3}\)). Хотя эти два дерева принадлежат к разным родам… Sequoia и Sequoiadendron соответственно — родственные таксоны. Тем не менее, прибрежная секвойя приспособилась к жизни на побережье, где гигантская секвойя развилась во внутренних, высокогорных лесах с гораздо более экстремальными климатическими условиями. Как это видно по строению их листьев?

Рисунок \(\PageIndex{2}\): На изображении слева показана адаксиальная (верхняя) сторона, а на изображении справа показана абаксиальная (нижняя) сторона листьев прибрежной секвойи. Обратите внимание, что, особенно на фотографии слева, листья выглядят блестящими. Это связано с наличием толстой кутикулы. Устьица также сосредоточены на нижней стороне листа, как показано черной стрелкой на изображении справа. Они собраны в два серебристых ряда на каждом листе, что называется устьичным налетом. Однако для ксерофитных листьев они относительно плоские, с довольно стандартным соотношением площади поверхности к объему. Фотографии Марии Морроу, CC-BY 4.0. Рисунок \(\PageIndex{3}\): Эти гигантские листья секвойи были извлечены из дерева, посаженного в прибрежной среде, поэтому различия здесь представляют собой только историю эволюции. Подобно прибрежному секвойе, эти блестящие листья имеют толстую кутикулу. Следует отметить большую разницу в толщине этих листьев, сохраняя гораздо более низкое отношение площади поверхности к объему, чем у секвойи побережья. Второе, на что следует обратить внимание, это ориентация листьев. Они удерживаются гораздо ближе друг к другу, уменьшая воздействие более широкой окружающей среды. На изображении указаны два устьица, хотя их много. Они присутствуют как на адаксиальной, так и на абаксиальной поверхности листа. Фото Марии Морроу, CC-BY 4.0.Рис. \(\PageIndex{4}\)), толстая кутикула окружает снаружи, покрывая эпидермис. Под эпидермисом находится несколько слоев плотно упакованных мелких клеток: гиподерма. Устьица вдавленные, расположены в гиподерме. Под гиподермой располагаются сильно инвагинированные клетки мезофилла. Далее внутрь находится опробковевшее кольцо клеток, называемое эндодермой, точно так же, как и в корне, которое окружает сосудистую ткань. Трансфузионная ткань располагается между эндодермой и сосудистой тканью.

Имеются также смоляные каналы, которые окружают иглу и выглядят как отверстия, окруженные мелкими клетками. Они выделяют смолу для защиты растения. Смола представляет собой липкую жидкость, богатую соединениями, защищающими растение. Он протекает через каналы в стеблях, корнях и листьях и может спешить, чтобы заполнить рану. Смола может склеивать части рта травоядных насекомых, обеспечивать химическую защиту от патогенных бактерий и грибков и затвердевать, закрывая рану (во многом подобно парше).

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Большинство сосновых иголок, которые вы видите в ботанике, имеют плоскую форму с одной стороны, однако они также бывают круглыми. Ткани этого ксерофитного листа отмечены на схеме. Эпидермис снаружи однослойный, покрыт толстой кутикулой. Под эпидермисом находится несколько слоев таких же мелких, плотно упакованных клеток (гиподерма). В области гиподермы имеются впалые устьица. Смоляные каналы выглядят как большие отверстия и периодически присутствуют на поперечном срезе около гиподермы. Между гиподермой и эндодермой находятся сильно инвагинированные клетки мезофилла. Энтодерма представляет собой одиночное кольцо клеток, которое окружает сосудистую ткань. Внутри эндодермы имеется один сосудистый пучок, окруженный трансфузионной тканью. Изображение Fayette A. Reynolds MS, Public Domain с метками, добавленными Марией Морроу.

Размножение хвойных

В отличие от других голосеменных, хвойные однодомные , что означает, что мегастробилы и микростробилы производятся на одном и том же растении. Как правило, мегастробилы крупнее и живут дольше, а микростробилы меньше и эфемерны и распадаются после рассеивания пыльцы (см. рисунок \(\PageIndex{5-6}\)). Некоторые хвойные, такие как можжевельник ( Juniperus ) и тис ( Taxus ), не имеют одревесневших шишек и имеют мясистые чешуи. В целом жизненный цикл хвойных занимает до двух лет. Хвойные не имеют жгутиковых сперматозоидов; их неподвижные мужские гаметы (спермии) движутся внутри длинной быстрорастущей пыльцевой трубки.

Рисунок \(\PageIndex{5}\): На двух изображениях выше показаны стробилы рода Pinus . На первом изображении семенная шишка сосны Джеффри не имеет видимых прицветников, но демонстрирует заостренную макушку (B) на кончике яйценосной чешуи (A). Двойные отметины, при которых на каждой чешуе развиваются два семени (С). Сосны, как правило, образуют деревянистые мегастробилы (семенные шишки), которые медленно разлагаются, изображённому растению, вероятно, больше года. Напротив, второе изображение показывает скопление микростробилов. Они маленькие с бумажными чешуйками, которые отпадают после рассеивания пыльцы. Первое фото Марии Морроу, CC-BY 4.0. Второе фото Beentree, CC BY-SA 3.0.

Женские шишки крупнее мужских и расположены ближе к вершине дерева; маленькие мужские шишки расположены в нижней части дерева. Поскольку пыльца сбрасывается и разносится ветром, такое расположение затрудняет самоопыление голосеменных растений.

Рисунок \(\PageIndex{6}\): На этом изображении показан жизненный цикл хвойного дерева. Пыльца с мужских шишек взмывает на верхние ветки, где оплодотворяет женские шишки. Показаны примеры женских и мужских шишек. Описательный текст: Жизненный цикл хвойных начинается со зрелого дерева, которое называется спорофитом и является диплоидным (2n). На нижних ветвях дерева образуются мужские шишки, а на верхних – женские. Мужские шишки производят пыльцевые зерна, которые содержат два генеративных (сперматозоида) ядра и трубчатое ядро. Когда пыльца попадает на женскую чешуйку, пыльцевая трубка прорастает к женскому гаметофиту, который состоит из семязачатка, содержащего мегаспору. При оплодотворении образуется диплоидная зигота. Полученные семена рассеиваются и вырастают в зрелое дерево, завершая цикл. И мужская, и женская шишка состоят из рядов чешуек, но мужская и женская шишка круглая и широкая, а мужская шишка длинная и тонкая с более тонкими чешуйками. (кредит «женщина»: модификация работы «Geographer»/Wikimedia Commons; кредит «мужчина»: модификация работы Роджера Гриффита)

Семенные шишки

Мегастробил, или семенная шишка, состоит из спирально расположенных мегаспорофиллов, называемых яйценосными чешуями (рис. \(\PageIndex{7}\)). Каждая чешуя образует два мегаспорангия, которые содержат диплоидный мегаспороцит (также называемый материнской клеткой мегаспоры). Каждый мегаспороцит подвергается мейозу. Только одна из четырех образовавшихся клеток выживет и превратится в гаплоидный мегагаметофит, а остальные три погибнут. Мегагаметофит является частью семяпочки и содержит архегонии, каждая из которых содержит яйцеклетку внутри (рис. \(\PageIndex{8}\)). Мегагаметофит сохраняется внутри мегаспорангия, который становится нуцеллусом. Окружает нуцеллус интегумент, который первоначально непрерывен с яйценосной чешуей и имеет небольшое отверстие, называемое микропиле.

Рисунок \(\PageIndex{7}\): Микрофотография продольного среза годовика Pinus megastrobilus, помеченного следующим образом: A = яйценосная чешуя, B = мегаспорангий, C = ось конуса. Ось конуса окружает множество яйценосных чешуек. Каждая чешуя имеет в основании мегаспорангий, где он соединяется с осью. Масштаб=1,0 мм. Изображение Джона Хаусмана, CC BY-SA 4.0, с Wikimedia Commons.
Рисунок \(\PageIndex{8}\): Первое изображение представляет собой микрофотографию семязачатка Pinus , помеченного следующим образом: A = гаметофит, B = яйцеклетка, C = микропиле, D = покров, E = мегаспорангий. Покровы выстланы снаружи небольшим отверстием на конце (микропиле). Внутри покровов находится мегаспорангий. Мегаспорангий окружает гаметофит, внутри которого находятся две яйцеклетки, на конце, ближайшем к микропиле. Масштаб=0,8 мм. Второе изображение представляет собой увеличенный вид, показывающий яйца внутри мегагаметофита, помеченные следующим образом: A = яйцеклетка, B = ядро ​​​​яйца. Яйца крупные, у одного видно ядро. Масштаб=0,31 мм. Изображения Джона Хаусмана, CC BY-SA 4.0, через Wikimedia Commons.

Пыльцевые шишки

Микростробилы (пыльцевые шишки) образуются из перекрывающихся микроспорофиллов, несущих множественные микроспорангии. Внутри микроспорангиев есть микроспороциты (также называемые материнскими клетками микроспор), диплоидные клетки, которые подвергаются мейозу с образованием гаплоидных микроспор. Микроспоры вырастают путем митоза в микрогаметофиты, также называемые пыльцой, внутри микроспорангиев. Микрогаметофит голосеменных растений представляет собой четырехклеточное «крылатое» пыльцевое зерно.

Внутри пыльцевого зерна (рис. \(\PageIndex{9}\)) имеется генеративная клетка , трубчатая клетка и две проталлиальные клетки . По обе стороны от пыльцевого зерна две крыловидные структуры, называемые воздушными мешочками , могут помочь ориентировать пыльцевое зерно по направлению к семязачатку.

Рисунок \(\PageIndex{9}\): первое изображение представляет собой длинный срез микростробила сосны, внутри которого виден микроспорангий. Каждый микроспорангий образуется на листообразной структуре, называемой микроспорофиллом, которая выходит из оси конуса. Внутри микроспорангиев видно много зрелых пыльцевых зерен. Вы можете сказать, что пыльцевые зерна созрели при таком увеличении по наличию воздушных мешочков. На втором изображении мы видим более близкое изображение пыльцевых зерен. Два ушных воздушных мешка обрамляют четыре клетки, заключенные в центре: трубчатую клетку, генеративную клетку и две проталлиальные клетки. Трубчатая клетка занимает большую часть внутреннего пространства, а ее ядро ​​примерно такого же размера, если не чуть больше, чем вся генеративная клетка. Две проталлиальные клетки прижаты к краю, противоположному воздушным мешкам, и на этом изображении их практически невозможно различить. Фото Марии Морроу, CC-BY 4.0.

Зерно пыльцы будет перенесено ветром и, если повезет, упадет на семенную шишку. Семенная шишка имеет каплю сладкой жидкости ( капля пыльцы ), которую он выделяет, затем втягивается, втягивая пыльцу к семязачатку. Это стимулирует трубчатую клетку к прорастанию пыльцевой трубки , в то время как генеративная клетка делится митозом с образованием двух сперматозоидов (без жгутиков). Эти спермии перемещаются вместе с пыльцевой трубкой через микропиле в архегоний, где происходит оплодотворение яйцеклетки (рис. \(\PageIndex{10-11}\)). Пыльцевой трубке требуется около года, чтобы вырасти и мигрировать к женскому гаметофиту! Когда происходит оплодотворение, микропиле закрывается, и интегумент становится 9-й. 0048 семенная оболочка .

Рисунок \(\PageIndex{10}\): На этой серии микрофотографий показаны мужские и женские гаметофиты голосеменных растений. (а) Эта мужская шишка, показанная в поперечном сечении, имеет примерно 20 микроспорофиллов, каждый из которых производит сотни мужских гаметофитов (пыльцевых зерен). (б) В этом единственном микроспорофилле видны пыльцевые зерна. (c) На этой микрофотографии показано отдельное пыльцевое зерно. (г) На этом поперечном сечении женской шишки видны части примерно из 15 мегаспорофиллов. (e) В этом единственном мегаспорофилле видна семяпочка. (f) Внутри этой единственной семяпочки находятся материнская клетка мегаспоры (MMC), микропиле и пыльцевое зерно. Описательный текст: Часть а показывает поперечное сечение мужского конуса, который имеет овальную форму с уплощенным дном. Посередине проходит стеблевидная структура, а с обеих сторон расходятся продолговатые микроспорофиллы. На мигограмме б видно увеличенное изображение микросфорфилла, заполненного округлыми пыльцевыми зернами. На микрофотографии С показано увеличенное изображение пыльцевого зерна, которое имеет овальную форму с двумя лепестками и напоминает Микки Мауса. Часть D показывает поперечное сечение женской шишки, которая похожа по форме на мужскую шишку, но с более широкой центральной структурой. Мегаспорофиллы расходятся по обеим сторонам этой структуры. У основания мегапрофиллы узкие, а расширяются в форме ромба. В части E показано увеличенное изображение мегаспрофилла, у основания которого есть овальная семяпочка. В части F показано увеличенное изображение яйцеклетки. Материнская клетка мегаспоры находится в центре. Отверстие, называемое микропиле, позволяет проникать пыльцевой трубке от основания. (кредит: модификация работы Роберта Р. Уайза; данные масштабной линейки от Мэтта Рассела) Рисунок \(\PageIndex{11}\): мегастробил до (слева) и после (справа) оплодотворения. В неоплодотворенной шишке слева на вершине каждой семязачаточной чешуи находится семязачаток. В оплодотворенной шишке справа семязачаток превратился в семя, шишка стала более деревянной, а стерильный прицветник уменьшился. Изображение Nefronus, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Зигота будет расти и развиваться как зародыш внутри семени, питаясь тканью мегагаметофита, а также нуцеллусом (Рисунок \(\PageIndex{12}\)). Чешуйки шишек закрыты во время развития семени. Развитие семян занимает еще один-два года. Как только семена готовы к рассеиванию, прицветники женских шишек открываются, позволяя семенам рассеиваться; образования плодов не происходит, так как семена голосеменных растений не имеют оболочки. Семя будет рассеяно ветром или животными и прорастет, чтобы снова вырасти в диплоидную сосну.

Рисунок \(\PageIndex{12}\): Продольный срез оплодотворенного семени сосны. Зародыш развивается внутри покровов, обозначенных следующим образом: A = корневой чехлик, B = покров, C = ось гипокотиля-корня, D = апикальная меристема побега, E = семядоли. Покровы образуют наружный слой, окружающий зародыш. Зародыш имеет корневой чехлик на одном конце, соединенный с апикальной меристемой побега осью гипокотиль-корень. Верхушечная меристема побега окружена двумя рукавообразными семядолями. Масштаб=1,3 мм. Фото Джона Хаусмана, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons.

Полный жизненный цикл

Видео \(\PageIndex{1}\) — чрезвычайно полезная анимация о жизненном цикле сосны. Прежде чем пытаться интерпретировать сложную диаграмму (рис. \(\PageIndex{13}\)), вам следует посмотреть это видео или какое-либо другое пошаговое руководство по жизненному циклу сосны.

Видео \(\PageIndex{1}\): видео о жизненном цикле сосны, взятое с Youtube.

Рисунок \(\PageIndex{13}\): Это иллюстрированная диаграмма жизненного цикла сосны. Начиная с нижней части изображения, есть сосна. Это зрелый спорофит (2n). Он будет производить как семенные шишки, так и шишки пыльцы, потому что он однодомный. Семенные шишки образуют по два мегаспорангия на каждой яйценосной чешуе, каждый из которых окружен покровом. В мегаспорангии материнская клетка мегаспоры (2n) подвергается мейозу с образованием четырех мегаспор (n). Три погибают и один остается, развиваясь путем митоза в мегагаметофит. Мегагаметофит производит два архегония, каждый с яйцом. Эта траектория проходит через центр диаграммы. Возвращаясь к пыльцевому конусу, микроспорангии образуются на каждом микроспорофилле пыльцевого конуса. Первоначально они заполнены материнскими клетками микроспор (2n), которые затем подвергаются мейозу с образованием микроспор (n). Эти микроспоры вырастают путем митоза (хотя и только в два раунда) в 4-клеточные микрогаметофиты: пыльцу. Каждое пыльцевое зерно состоит из двух колосовидных воздушных мешочков снаружи, большой трубчатой ​​клетки, маленькой генеративной клетки и двух крошечных проталлиальных клеток. Зрелые пыльцевые зерна разносятся ветром к семенным конусам, где трубчатая клетка образует пыльцевую трубку в мегагаметофит, проникая через щель в наружном покрове, называемую микропиле. Генеративная клетка делится на сперматозоиды, которые перемещаются по пыльцевой трубке для оплодотворения яйцеклетки. После оплодотворения покровы закрываются, образуя семенную кожуру. Эмбрион развивается внутри семени, потребляя мегагаметофит и мегаспорангий (теперь называемый нуцеллусом) по мере своего роста. Семя рассеивается, и при правильных условиях зародыш выходит из семенной кожуры и развивается в зрелый спорофит. Диаграмма Никки Харрис CC BY-NC с добавленными метками.

Gnetophytes

Gnetophytes представляют собой небольшую группу, состоящую всего из трех родов, которые, за исключением супротивных листьев, кажутся совсем не похожими: Ephedra , Welwitschia и Gnetum . Ephedra  — пустынные безлистные кустарники, похожие на хвощи, Gnetum  – тропические деревья, а Welwitschia  – странные пустынные растения, образующие два больших, постоянно растущих листа (рис. \(\PageIndex{14}\)). Гнетофиты представляют собой анатомически и генетически трудную для классификации группу. У них есть несколько общих черт с покрытосеменными, такие как элементы сосудов в ксилеме, двойное оплодотворение и покрытие семян. Даже листья у них похожи на покрытосеменные, с сетчатым жилкованием. Однако эти черты развились конвергентно, а это означает, что покрытосеменные и гнетофиты развили эти черты по отдельности. Генетически недавние исследования поместили гнетофиты в сестринскую группу сосновых (семейство сосновых) среди хвойных. Это означало бы, что сосны, пихты и ели более тесно связаны со странными гнетофитами, такими как Эфедра , чем другие хвойные деревья, такие как секвойи, кедры и тихоокеанский тис. Однако истинная природа этих эволюционных отношений остается туманной и спорной.

Рисунок \(\PageIndex{14}\): Эти три рода растений представляют гнетофиты: Ephedra (слева), Gnetum (два в центре) и Welwitschia (справа). Эфедра имеет тонкие стебли с чешуйчатыми листьями. Gnetum имеет большие плоские листья на растениях, очень похожих на покрытосеменные. Welwitschia имеет только два листа, расположенных напротив друг друга, стебель не виден.

Ephedra имеет архегонии, но у Gnetum и Welwitschia они редуцированы. С другой стороны, Ephedra и Gnetum имеют двойное оплодотворение , процесс, который вы увидите у покрытосеменных растений, где оба мужских ядра сливаются с клетками одного женского гаметофита. Двойное оплодотворение у гнетофитов приводит к возникновению двух конкурирующих зародышей, и только один из них выживает в будущем семени.

И Gnetum , и Welwitschia имеют элементы сосудов (как у покрытосеменных). Gnetum также имеет покрытосеменные супротивные листья с сетчатым жилкованием, как и у кофейного дерева (однако, вероятно, это результат модификации дихотомического жилкования). Семяпочки одиночные, покрыты дополнительным наружным покровом; мужские гаметы представляют собой спермии, движущиеся вместе с пыльцевой трубкой, а не плавающие (жгутиков нет).

Welwitschia , пожалуй, самый выдающийся среди гнетофитов. Существует только один вид, и встречается он только в пустыне Намибии. Лучший способ описать это растение — «переросший саженец». Имеет небольшой ствол с двумя широкими листьями, имеющими параллельное жилкование. Вторичное утолщение аномальное, в древесине имеются сосуды. Это растение опыляется насекомыми, а его крылатые семена разносятся ветром. Оплодотворение не двойное, но наряду с пыльцевыми трубками участвует несколько интересных структур: проталлий трубки, которые вырастают из женского гаметофита и встречаются с пыльцевыми трубками.

Характеристики гнетофитов

• Покрытосеменные признаки: сосудистые элементы, двойное оплодотворение, плодоподобные оболочки семяпочек
• Раздельнополые . Женские растения имеют закрытые семязачатки, а мужские растения имеют пыльцевые конусы.
• Листья ксерофитные с супротивным расположением
• В основном опыляется насекомыми; ярко окрашенные семена разносятся птицами

Welwitschia mirabilis

Это странное растение растет в пустыне Намибии. У него два больших листа, которые растут из базальной меристемы . По мере взросления растения листья расщепляются и приобретают вид многочисленных длинных щупалец (рис. \(\PageIndex{15}\)). Кончики листьев рваные, так как это самые старые части. Листья блестящие, а оправа сухая, что указывает на их ксерофитную природу. В центре, где встречаются два листа, растения будут производить либо мегастробилы, либо микростробилы (рис. \(\PageIndex{16}\)).

Рисунок \(\PageIndex{15}\): A Welwitschia в окаменелом лесу, к западу от города Хориксас, Намибия. Фото Nanosanchez, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons.
Рисунок \(\PageIndex{16}\): Стробилы Welwitschia mirabilis . Мегастробилы (первое фото) крупнее и круглее, состоят из плотно перекрывающихся мегаспорофиллов. Микростробилы (второе фото) мельче и тоньше мегастробилов. Первое изображение CT Johansson, CC BY-SA 3.0, через Wikimedia Commons. Второе изображение Кшиштоф Зиарнек, Kenraiz, CC BY-SA 4.0, через Wikimedia Commons.

Эфедра

Эфедра spp. имеют чешуйчатые супротивные листья, образующиеся на жестких фотосинтезирующих стеблях. Они производят набухшие мегастробилы, которые выглядят как плоды (Рисунок \(\PageIndex{17}\)), а микростробилы имеют выдавленные микроспорангии, что делает их похожими на сережки (тип соцветия, образуемый некоторыми покрытосеменными растениями, (Рисунок \(\PageIndex{18)). }\)) Некоторые виды Ephedra производят алкалоиды, которые были извлечены для использования в качестве стимуляторов, включая эфедрин и псевдоэфедрин.

Рисунок \(\PageIndex{17}\): Тонкий стебель Ephedra с противоположным расположением двух чешуйчатых листьев. Мегаспорофиллы набухшие и красные, что делает мегастробилы похожими на плоды. Внутри этих структур образуются семена. Описательный текст: Тонкие зеленые стебли оканчиваются вздутыми красными структурами, которые кажутся разделенными на несколько разных сегментов. Два крошечных, похожих на чешуйки листа, выходящих с обеих сторон узла. Фото Хермана Эскорзы, CC BY-SA 4.0, с Wikimedia Commons. Рисунок \(\PageIndex{18}\): Микростробилы самца Эфедра виридис . Эти небольшие структуры выглядят как соцветия с выходящими пыльниками. Между микроспорофиллами возникают ветвящиеся структуры, увенчанные микроспорангиями, выделяющими пыльцу. Фото Стэна Шебса, CC BY-SA 2.5, с Wikimedia Commons.

Gnetum

Gnetum spp. легко спутать с цветущими растениями. Образуют листья с сетчатым жилкованием и плодовидные мегастробилы. Эти растения распространены только в тропических районах и обычно имеют древовидную привычку.

Рисунок \(\PageIndex{19}\): Gnetum стробили. Листья имеют более крупную центральную жилку с более мелкими ветвящимися боковыми жилками (сетчатое жилкование). На первом фото «женское» растение у мегастробила покрыто вздутыми структурами, похожими на ягоды. Со временем они покраснеют, увеличивая сходство ягод. На втором фото тонкий микростробил показан на «мужском» растении. Эти растения очень похожи на покрытосеменные и очень мало на голосеменные.