Отдел Голосеменные, общая характеристика и происхождение.

Первые голосеменные появились в конце девонского периода около 350 млн. лет назад; вероятно, они произошли от древних папоротниковидных, вымерших в начале каменноугольного периода. В мезозойскую эру — эпоху горообразования, поднятия материков и иссушения климата — голосеменные достигли расцвета, но уже с середины мелового периода уступили свое господствующее положение покрытосеменным. В составе голосеменных выделяют классы: Гинкговидные (Ginkgophyta); Гнетовидные (Gnetophyta); Саговниковидные (Cycadophyta); Хвойные, или Сосновые.

Отдел современных голосеменных насчитывает более 700 видов. Несмотря на относительно малую

численность видов, голосеменные завоевали почти весь земной шар. В умеренных широтах Северного полушария они на огромных пространствах образуют хвойные леса, называемые тайгой.

Современные голосеменные представлены преимущественно деревьями, значительно реже — кустарниками и очень редко —лианами; травянистых растений среди них нет. Листья голосеменных значительно отличаются от других групп растений не только по форме и размерам, но и по морфологии и анатомии. У большинства видов они игловидные (хвоя) или чешуевидные; у отдельных представителей они крупные (например, у вельвичии удивительной их длина достигает более 2—3 м), перисторассеченные, двулопастные и др. Листья располагаются поодиночке, по два или несколько в пучках.

Водопроводящая система (ксилема) голосеменных состоит преимущественно из трахеид, и лишь у некоторых групп имеются настоящие сосуды.

Подавляющее большинство голосеменных — вечнозеленые, одно- или двудомные растения с хорошо развитыми стеблем и корневой системой, образованной главным и боковым корнями. РаПодавляющее большинство голосеменных — вечнозеленые, одно- или двудомные растения с хорошо развитыми стеблем и корневой системой, образованной главным и боковым корнями. Расселяются они семенами, которые формируются из семязачатков. Семязачатки голые (отсюда название отдела), расположены на мегаспорофиллах или на семенных чешуях, собранных в женские шишки.

В цикле развития голосеменных наблюдается последовательная смена двух поколений —спорофита и гаметофита с господством спорофита. Гаметофиты сильно редуцированы, причем мужские гаметофиты голо- и покрытосеменных растений не имеют антеридиев, чем резко отличаются от всех разноспоровых бессеменных растений.

Голосеменные включают шесть классов, два из которых полностью исчезли, а остальные представлены ныне живущими растениями. Наиболее сохранившейся и самой многочисленной группой голосеменных является класс Хвойные, насчитывающий не менее 560 видов, образующих леса на обширных пространствах Северной Евразии и Северной Америки. Наибольшее число видов сосны, ели, лиственницы встречается у побережий Тихого океана.

86. Особенности размножения голосеменных. Жизненный цикл на примере сосны обыкновенной.

Весной на молодых побегах появляются шишки. В основании одних побегов собраны мужские шишки. На верхушках других расположены 1-2 женские шишки. На чешуях мужских шишек развиваются по два пыльника (микроспорангия). В них, в результате мейотического деления, образуются гаплоидные микроспоры. Каждая микроспора, не покидая пыльника, прорастает в мужской гаметофит – пыльцу. Пыльца имеет два воздушных пузырька, что облегчает её перенос ветром. На верхней стороне чешуй женских шишек находятся по два семязачатка. В каждом из них, в результате мейотического деления образуется четыре мегаспоры. Одна из них прорастает в женский гаметофит с двумя женскими половыми органами – архегониями, три оставшихся отмирают. Для того, чтобы семязачаток развился в семя, сначала должно произойти опыление, затем оплодотворение. При опылении пыльца попадает на семязачатки, расположенные открыто на женской шишке. Шишка зеленеет, чешуи срастаются, деревенеют. Пыльца же остаётся в состоянии покоя до следующего лета, когда она начинает прорастать. Образуется пыльцевая трубка, которая доносит спермии до архегониев, где один из них сливается с яйцеклеткой. Из зиготы развивается зародыш. Весь семязачаток превращается в семя. Зародыш погружен в ткань женского гаметофита, который к этому времени накапливает запасные питательные вещества. Эту ткань называют первичным эндоспермом, следовательно эндосперм голосеменных гаплоидный. Семя сосны снабжено лёгким крылышком. Семена созревают через 1,5 года после опыления. К этому времени шишки из зелёных становятся бурыми, в конце зимы в солнечные дни чешуи раздвигаются, и семена высыпаются. Благодаря крылышкам они разносятся ветром на большие расстояния.
87. Основные порядки класса Хвойные: Сосновые, Тисовые, Кипарисовые. Распространение и важнейшие представители. Использование представителей хвойных фармации.

Подкласс хвойные. Порядок сосновые. Семейство сосновые. Род сосна.

Род сосна включает около 100 видов и является самым большим родом в семействе сосновых. Обычно это стройные вечнозелёные деревья (50-75м, 1,2 м в диметре). Побеги двух типов. Длинные побеги покрыты бурыми листьями – чешуйками, в пазухах которых располагаются сильно укороченные побеги, несущие пучки из 2,3,5 (реже 4 и 8) хвоинок. Сосна сибирская (кедровая) несёт на укороченных побегах 5 хвоинок (у сосны обыкновенной 2). Виды рода ель – высокие стройные деревья, отличающиеся теневыносливостью и достигающие высоты 60-70м и 1-2м в диаметре. Они очень долговечны (500-600 лет). Листья расположены спирально, они четырёхгранные или плоские, на концах заострённые, держатся на дереве 5-7лет (у сосны – 2-3 года, у лиственницы – 1 год). На глинистых почвах ель обычно вытесняет другие виды хвойных.

Порядок тиссовые. Семейство тиссовые. Род тиссовые.

 Тисс ягодный (Кавказ) – большое дерево (35м, в диаметре 1м), живёт 3-4.000 лет. Хвоя плоская, широкая, направлена вверх. Древесина тяжелее воды, очень красива, прочна и не содержит смоляных ходов. Древесина, кора и хвоя тисса ядовиты. Порядок кипарисовые. Семейство кипарисовые. Род можжевельник. Наиболее богатый видами род. Небольшие вечнозелёные деревья или кустарники, иногда стелющиеся. Характерная черта рода состоит в том, что у всех молодых растений листья игловидные, а у взрослых особей разных видов могут быть или игловидными или чешуйчатыми. М о жжевельник обыкновенный. Вечнозеленые деревья или кустарники (от 2 до 12м), известны деревья в возрасте 2.000 лет. Листья многолетние, игловидные, собраны по 3 в мутовке. Мужские шишки мелкие, желтые, собранные группами в пазухах листьев. В женской шишке нижние чешуи являются кроющими, а три верхние – плодущими и имеют по семяпочке. После опыления и оплодотворения плодущие чешуи разрастаются, становятся сочными, окружают созревающие орешковидные семена и образуют шишкоягоду, имеющую черный с сизым налетом цвет. Созревают шишкоягоды к осени на второй год после опыления.

Использование голосеменных растений в фармакологии и медицине. Из сосны получают: 1. бальзамы, эфирные масла 2. получения душистое сосновое масло 3. «сосновую шерсть», из которой вяжут белье, рекомендуемое при ревматизме 4. сосна выделяет летучие вещества – терпены, которые угнетают многие микробы, поэтому воздух в сосновых лесах всегда чист от них.85 Шишкоягоды можжевельника применяют в составе мочегонных сборов

88.Отдел Покрытосеменные – вершина эволюции царства растений. Общая характеристика отдела. Крупнейшие ароморфозы в репродуктивной и вегетативной сфере цветковых растений. Покрытосеменные образуют один из наиболее крупных отделов царства растений — в нем насчитывается более 240000 видов. Они составляют основную часть растительной массы в биосфере. Покрытосеменные растения — это дуб, береза, яблоня, пшеница, рожь, капуста, пальма, подорожник и др. Многие виды покрытосеменных вошли в число культурных растений.

Представители покрытосеменных произрастают повсеместно: в сухих и влажных местах, в холодных и жарких районах Земли. Одни живут очень недолго — несколько дней. Например, эфемеры крупка весенняя, проломник Турчанинова живут 35-60 дней и дают семена. Другие живут сотни лет. Например, платан восточный, или чинар, живет до 2000 лет, достигает 50 м в высоту, а его ствол — около 18 м в окружности.

У растений, относящихся к этому отделу, семена покрыты тканями плода, который образуется из завязи пестика цветка. Благодаря этим особенностям отдел получил название Покрытосеменные или Цветковые.

 

Покрытосеменные (цветковые) растения чрезвычайно разнообразны по форме, по требованиям к условиям обитания, но всем им свойственны общие признаки строения, размножения и развития.

Основные ароморфозы покрытосеменных растений: 1. появление цветка – особого видоизменённого побега, специализация которого связана с половым размножением, формированием женских и мужских гаметофитов, а также с развитием семян

2. появление плодов, которые выполняют функцию распространения семян и обеспечивают семенам дополнительную защиту. Плоды позволили покрытосеменным захватывать новые территории и побеждать в конкурентной борьбе.

3. более сильная редукция гаметофитов по сравнению с голосеменными растениями, что обеспечивает ускорение развития цветковых растений

 4. дальнейшее совершенствование проводящей системы. Тип строения стели – эустель, в котором проводящими элементами являются более совершенные сосуды в составе ксилемы и ситовидные трубки в составе флоэмы. Совершенствование проводящей системы интенсифицировало обмен веществ и позволило освоить места обитания с более жёсткими условиями, в том числе сильно засушливые и холодные.

89. Общая характеристика класса Однодольные и Двудольных.

Двудольные (418 семейств).: Зародыш обычно с 2 семядолями, которые при прорастании семени чаще выносятся над землей. Листья простые или сложные, обычно разделены на черешок и пластинку. Жилкование листьев обычно перистое или пальчатое. Характерно вторичное утолщение стебля, в результате деятельности камбия. Проводящая система стебля в виде цилиндра. Кора и сердцевина дифференцированы. Имеется флоэмная паренхима. Первичный корешок зародыша обычно развивается в главный корень, от которого отходят боковые корни. Корневая система однолетников стержневая. Древесные и травянистые растения приобретают возможность к половому размножению. Цветки чаще 5-членные или 4-членные, реже 3-х. Оболочка пыльцевых зерен преимущественно 3- бороздная. Однодольные (122 семейства): Зародыш с одной семядолей, которая при прорастании семени обычно остается под землей. Листья простые, не разделены четко на черешок и пластинку. Жилкование параллельное или дуговое. Камбий и вторичный рост отсутствуют. Проводящая система в виде отдельных закрытых пучков. Флоэмная паренхима отсутствует. Нет ясно выраженной коры и сердцевины. Первичный корешок рано отмирает. Корневая система однолетников мочковатая. Травы и вторично древовидные формы, первичные древесные растения отсутствуют. Цветки в своей основе чаще всего 3- членные. Редко 4,2,5-членные. Оболочка пыльцевых зерен 1-бороздная.