Отдел Голосеменные

Голосеменные — распространенная древняя группа растений, включающая небольшое число видов. Главной особенностью данной группы являются «голо» (то есть открыто) лежащие семяпочки и, в дальнейшем, развивающиеся из них семена. Таким образом, семена лежат открыто на чешуях шишек. Среди голосеменных наиболее распространенными жизненными формами являются деревья, реже встречаются кустарники и лианы, травянистых форм среди голосеменных нет.

Для оплодотворения семенным растениям вода не нужна. В основном, это вечнозеленые растения (исключение-лиственница), листья у них видоизменены в хвою, которая, как правило, покрыта восковым налётом. В древесине и коре имеются каналы, заполненные смолой, препятствующей росту бактерий. Однако, есть исключения — у гинкго смола не образуется вовсе.  Проводящие элементы ксилемы - трахеиды, во флоэме отсутствуют клетки-спутницы. Голосеменные растения образуют шишки-укороченный видоизмененный побег для образования семян. У можжевельника - шишкоягоды.

Хвойные выделяют фитонциды - Летучие биологически активные вещества, подавляющие рост и развитие болезнетворных бактерий.

Голосеменные являются растениями разноспоровыми, у них мужские и женские споры развиваются на разных шишках. Сосна — однодомное растение, следовательно, на одном дереве вырастают как женские шишки, так и мужские.

Размножение сосны обыкновенной

К концу весны у основания молодых побегов образуются мужские шишки (стробилы) — мелкие, собранные в тесные группы, желто-зеленого цвета. Чешуи мужских шишек представляют собой микроспорофиллы. Микроспорофиллы — гомологи тычинок, которые крепятся к оси каждой шишки спирально, с нижней стороны, и имеют два пыльцевых мешка — микроспорангия. 

В пыльцевых мешках образуются путем мейоза   микроспоры, которые прорастают в пыльцевое зерно (мужской гаметофит), состоящий из вегетативной и генеративной клеток. Перед оплодотворением генеративная клетка делится митозом и образует два спермия.

На тех же самых соснах, где расположены мужские шишки, лежат и женские.  Весной на верхушке молодого побега появляются мелкие (около 5 мм) красноватые шишки — это женские шишки (стробилы). Состоят они из оси (стержня), на котором располагаются две чешуи: кроющая и семенная. На верхней стороне у основания семенной чешуи лежат два семязачатка.

В семязачатках  путем мейоза образуются мегаспоры, три из которых отмирают, а одна после ряда митотических делений преобразуется   в гаплоидный эндосперм с двумя крупными архегониями и яйцеклетками в них (женский гаметофит).

Пыльца (пыльцевые зерна (n)) с помощью ветра попадает в женские шишки, где улавливается густой жидкостью. Жидкость засасывает пыльцу внутрь семязачатка. После того, как опыление произошло, чешуи шишки смыкаются и склеиваются смолой.

Семязачатки в этот момент еще не готовы к оплодотворению, так что от момента опыления до оплодотворения проходит около 13 месяцев. За это время в семязачатке формируется эндосперм, женская шишка увеличивается до 3-4 см и приобретает зеленую окраску.

Оплодотворяет яйцеклетку только один спермий, второй отмирает. Окончательно созревают семена к осени на второй год после опыления, к этому моменту женские шишки увеличиваются в размерах до 6 см. Зеленая окраска меняется на серую, чешуйки расходятся, и семена, образовавшиеся из семязачатков, высыпаются. Из семени прорастает взрослое растение — спорофит (2n). Цикл замыкается. 

Строение семени

Семя голосеменных состоит из:

1. Семенной кожуры

Семенная кожура, защищающая семя от пересыхания и неблагоприятных факторов внешней среды, образована разросшимся интегументом.

2. Зародыша

Зародыш (2n) формируется в результате митотического деления образовавшейся зиготы. Состоит из зародышевого корешка, стебелька и почечки.

3. Семядолей

Число семядолей у голосеменных различается — от 2 до 15. Семядоли имеют доступ к запасным питательным вещества (эндосперму).

4. Запас питательных веществ

Запасные питательные вещества накапливаются в эндосперме (n). Особенностью в строении семени голосеменных, по сравнению с семенем покрытосеменных (цветковых) является наличие гаплоидного эндосперма (n).

Значение:

Голосеменные — источники высококачественной древесины, продуктов ее переработки. Являются звеном в цепи питания (продуцентами), основой многих биоценозов. Хвойные растения в больших количествах выделяют фитонциды, имеющие медицинское значение. Из смолы хвойных получают канифоль, скипидар, лаки. Кедровых орехи — это семена нескольких видов растений из рода сосна, которые употребляют в пищу.

Представители: сосна, ель, тисс, туя, можжевельник, кедр, секвойя, эфедра, кипарис.