Отдел Голосеменные
В этот отдел входят только древесные формы. Большинство голосеменных имеет прямостоячий побег, но иногда встречаются формы со стелющимся побегом (гнетум, эфедры). Все представители отдела ведут наземный образ жизни, водные формы отсутствуют
Особенности голосеменных:
1) В жизненном цикле преобладает спорофит. Спорофитом у голосеменных является взрослое растение с хорошо выраженными корнями, стеблем и листьями
2) Гаметофит сильно редуцирован. женский гаметофит представляет собой эндосперм с архегониями. мужской гаметофит представлен пыльцевым зерном.
3) Листья видоизменены в иголки
4) Стебель деревянистый. Хорошо развиты трахеиды и ситовидные клетки.
5) Хорошо выражен главный корень, от которого отходят боковые. Придаточные встречаются крайне редко
6) Преимущественно вечнозеленые растения
7) размножение в основном семенное, редко вегетативное — черенками и отводками
8) семязачатки располагаются открыто на семенных чешуях
Самый многочисленный класс – хвойные
Строение листьев голосеменных
У большинства видов листья представлены иголками (хвоинками). Некоторые (саговники) имеют крупные листья. Большинство растений являются вечнозелеными. Листья-иголки существуют около 5 лет и опадают только частично, поэтому дерево кажется вечнозеленым. Есть и листопадные растения (лиственница)
Снаружи листья покрыты кутикулой. Под кутикулой располагается слой эпидермы с утолщенными стенками. Под эпидермой лежат 1-3 слоя толстостенных клеток. Устьица погружены глубоко в ткань листа для того, чтобы уменьшить испарение воды.
Цикл развития голосеменных растений на примере сосны обыкновенной
Стадии:
1) микроспорогенез
2) мегаспорогенез
3) опыление и оплодотворение
4) формирование семени
Микроспорогенез
Взрослое растение сосны является однодомным. Преобладает спорофит.
Весной у основания молодых побегов образуются пучки желтоватых мужских шишек. Каждая шишка имеет ось, к которой прикрепляются чешуи (микроспорофиллы). На нижней стороне чешуй находится по 2 микроспорангия (пыльцевых мешка). Из микроспорангиев (2n) в результате мейоза образуются микроспоры (n). Микроспоры покрыты двумя оболочками: внутренней (интиной) и наружной (экзиной).
Далее из микроспоры (n) путем митоза образуются 2 клетки – вегетативная и генеративная (антеридиальная). Из вегетативной образуется пыльцевая трубка, из генеративной (путем митоза) – 2 спермия.
Зрелая микроспора – это пыльцевое зерно, или мужской гаметофит.
Макроспорогенез
Красноватые женские шишки образуются на концах молодых побегов.
Каждая шишка имеет ось, от которой отходят чешуи двух типов: кроющие и семенные (с двумя семязачатками)
Внутри семязачатков (2n) находится мегаспорангий (2n). Мегаспорангий делится мейозом с образованием 4 гаплоидных мегаспор (n). Три из них отмирают. Ядро оставшейся мегаспоры многократно делится митозом с образованием ГАПЛОИДНОГО ЭНДОСПЕРМА!!!
В ткани эндосперма образуются 2 архегония. В каждом из них формируется яйцеклетка.
Эндосперм и 2 архегония – это женский гаметофит.
Опыление и оплодотворение
Пыльца переносится ветром на семязачаток.
Между опылением и оплодотворением у сосны проходит 1 год. В течение этого года вегетативная клетка образует пыльцевую трубку, которая прорастает до архегония.
По пыльцевой трубке начинают идти спермии. Спермии не имеют жгутиков. Один из них оплодотворяет яйцеклетку, другой отмирает. Второй архегоний также отмирает
Формирование зародыша и семени
После оплодотворения образуется зигота, из которой формируется зародыш, состоящий из корешка, стебелька и нескольких семядолей.
Семя формируется осенью, на второй год после опыления. Семя состоит из кожуры, ГАПЛОИДНОГО эндосперма и зародыша (2n).
После созревания семян чешуи шишек раскрываются, семена высыпаются наружу и переносятся ветром. Семена сосны имеют прозрачное крылышко.
Значение голосеменных
• Являются «легкими» планеты
• Выделяют фитонциды, обладающие антибактериальным действием, а также угнетают рост других растений
• Древесина хвойных деревьев используется в качестве строительного материала, также в качестве топлива
• Из хвои получают витамин С и кератин
• Смола используется для получения лаков, канифоли итд
• Семена сосны используются в пищу, также из них получают масла
• Шишки можжевельника используют в медицине
• Многие хвойные растения используются как декоративные растения в парках