Лекция 5 Систематика растений. Голосеменные

Семенные растения
Семенные растения – это высшие растения, у которых образуются семена. Они обитают в любых природных зонах Земли и заняли все основные среды обитания (почвенную, водную и наземно-воздушную). Образуют все жизненные формы (деревья, кустар­ники, травы и т.д.). Основные признаки: наличие семян; оплодотворение не зависит от наличия воды; в жизненном цикле доминирует спорофит, гаметофит сильно редуцирован; проводящие ткани состоят из более совершенных элементов. Существует две группы семенных растений: голосеменные и покрытосеменные.

Отдел Голосеменные   Около 700 видов.
Особенности строения (на примере класса хвойные). Деревья, реже встречаются кустарники (можжевельник). Есть все вегетативные органы: корень, стебель, лист и почка. Появляется главный корень, корневая система хорошо развита, обычно стержневого типа, но у некоторых видов главный корень довольно рано отмирает и формируется мочковатая корневая система (ель). Для многих хвойных характерна микориза. Побеги удлиненные и укороченные. Стебель с тонкой корой, слабо развитой сердцевиной и мощно развитой древесиной. Древесина состоит из трахеид, настоящие сосуды отсутствуют. Во флоэме нет клеток-спутниц. Между древесиной и лубом расположен камбий. У многих есть смоляные ходы.
Листья у большинства видоизменены в иглы или чешуйки. Они расположены на удлиненных (ель) или на укороченных (сосна) побегах. Листья многолетние (искл. – лиственница), покрыты эпидермой с хорошо развитой кутикулой, устьица глубоко погруженные. Размеры листьев составляют обычно 2-10 см. Листья в среднем живут 2-5 (светолюбивые) и 10-15 лет (теневыносливые).
Цикл развития (на примере сосны обыкновенной)
Все голосеменные – разноспоровые растения. Сосна – однодомное растение: на одном растении формируются и мужские шишки (содержат микроспорофиллы, в которых развиваются микроспорангии), и женские шишки (содержат мегаспорофиллы, в которых развиваются мегаспорангии). Мужская шишка зеленовато-желтого цвета расположена в основании удлиненных побегов и состоит из оси и сидящих на ней микроспорофиллов. Мужские шишки располагаются группами.
В микроспорангиях мейозом формируются микроспоры, которые начинают прорастать под оболочкой, образуя при этом мужские гаметофиты (это пылинки; совокупность пылинок называют пыльцой). Каждая пылинка имеет 2 воздушных мешка. Затем в пылинке развиваются мужские гаметы (спермии).
Женские шишки находятся на концах удлиненных побегов, обычно по одиночке или группой из 2-3 штук. Женская шишка состоит из укороченной оси с расположенными на ней кроющими чешуями, в пазухах которых развиваются семенные чешуи, содержащие по 2 семязачатка. Молодые шишки окрашены в буро-красный цвет, через год они приобретают зеленую окраску, а при созревании – бурую. В семязачатке мейозом возникает 4 мегаспоры. Из них 3 погибают, а одна образует женский гаметофит.
Опыление происходит с помощью ветра (май – начало июня в средней полосе России), пылинки попадают непосредственно на семязачаток. После этого образуется пыльцевая трубка, но оплодотворение сразу не происходит: и в мужском, и в женском гаметофите гаметы еще не сформировались. Оплодотворение происходит лишь после зимы. Из двух спермиев в этом процессе участвует только один, второй обычно погибает. Для оплодотворения влага не нужна. После оплодотворения из семязачатка развивается семя: из зиготы появляется зародыш, а из окружающих тканей – эндосперм (эндосперм голосеменных – гаплоидная ткань, возникающая до оплодотворения). Зрелые семена находятся на семенных чешуях открыто. После созревания семена разлетаются с помощью ветра, падают на землю и после периода покоя прорастают, формируя новое растение (спорофит). Другие представители голосеменных растений
1. Можжевельник – чаще всего это кустарник высотой 1-2,5 м, реже встречаются деревья. Светолюбивые растения. Женские шишки после оплодотворения становятся сочными, похожими на ягоды.
2. Ель – обитает только в Северном полушарии. Это теневыносливые деревья, достигающие в высоту 30-40 м. Корневая система поверхностная. Листья заостренные, расположены поочередно на удлиненных побегах.
3. Лиственница – один из самых обычных видов Северного полушария. Светолюбива, образует светлохвойные леса. Иголки мягкие, живут один год, т.е. это листопадное растение. Древесина устойчива к гниению.

Значение голосеменных
1) Лесообразующее (90% лесов России – хвойные и смешанные).
2) Древесина: строительство, кораблестроение, вагоностроение, производство мебели, бумаги.
3) Декоративное (можжевельник, туя, голубая ель).
4) Выделение кислорода и фитонцидов, убивающих бактерии.
5) Смола (живица) – получение канифоли, скипидара, камфоры.
6) Пищевое (сосна сибирская).
7) Производство музыкальных инструментов.