Половое размножение. Мегаспора прорастает в женский заросток внутри мегаспорангия

Мегаспора прорастает в женский заросток внутри мегаспорангия. При делении мегаспоры возникает сначала большое количествоядер, которые располагаются в постенном слое плазмы мегаспоры. Затем между ядрами одновременно появляются перегородки, и таким образом возникают клетки(так назваемое свободное образование клеток).Так формируется женский заросток =эндосперм = гаметофит (рис.26 – 5гф).

На заростке, в верхней его части образуются архегонии (рис.26 – 5я), большой частью их два.Каждый из архегониев (рис.26 – 6) содержит по 1 крупной яйцеклетке (рис.26 – 6я), одной маленькой, быстро исчезающей брюшной канальцевой клетке (рис.26 – 6бк) и по 2–4 шейковые канальцевые клетки (рис.26 – 6шк).

Прорастание микроспоры начинается в микроспорангиях. Прив результате делений ядра микроспоры (рис.26 – 13) возникают 2 маленькие, быстро исчезающие клеточки, являющиесяостатком вегетативной части мужского заростка и называемые, поэтому проталлиальными(слово «проталлиум» означает «заросток»)(рис.26 – 14рн,15рн,16рн). Затем при дальнейшем делении (рис.26 – 15) ядра микроспоры (рис.26 – 14ям) возникают ещё 2 клетки: крупная вегетативная (рис.26 – 16вк) и маленькаяантеридиальная или генеративная (рис.26 – 16ан). В таком двуклеточном состоянии пыльца выпадает из вскрывающегося микроспорангия и разносится ветром. Попав на семязачатки, пыльца длительное время находится в состоянии покоя. Только через год её развитие продолжается. При этом из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка (рис.26 – 17), разрывающая экзину и внедряющаяся в ткань нуцеллуса.

Ядро вегетитивной клетки продвигается в конец пыльцевой трубки (рис.26 – 17явк). Генеративная = антеридиальная кдетка в это время деоится, образуя базальную клетку = сестринскую клетку = клетку-ножку антеридия(рис.26 – 17н), которая соответствует ножке или клетке стенки антеридия и сперматогенную клетку = спермагенную клетку (рис.26 – 17спч).Базальная клетка также опускается в конец пыльцевой трубки, а сперматогенная клетка делится и дает начало двум неподвижным мужским элементам – спермииям. Дорастая до архегониев, пыльцевая трубка вскрывается на конце, ядра базальной и вегетативной клеток разрушаются, а один из спермиев (рис.26 –18сп) достигает архегония и оплодотворяет ядро яйцеклетки (рис.26 – 18яя),адругой спермий отмирает. Таким образом, у сосны, как и у других хвойных, пыльцевая трубка являетсяорганомпродвижения неподвижных спермиев к архегониям.

Сразу же после оплодотворения зиготы начинается её деление (рис.26 – 19). Ядро её, опускаясь на дно архегония, делится дважды, с образование 4 ядер (рис.26 – 20), которые делятся ещё раз (рис.26 – 21), образуя два этажа по 4 ядра в каждом.

Клетки нижнего этажа делятся далее. При первом их делении образуется 8 клеток. После этого нижние клетки делятся ещё раз. Возникают ещё 4 клетки. В результате формируется 4 этажа по 4 клетки в каждом. Перед нами так называемый предзародыш= проэмбрио(рис.26 – 22)

Далее из нижнего этажа клеток начинает развиваться зародыш (рис.26 – 23). Клетки втого этажа вытягиваются, образуя подвесок (рис.26 – 23пл). Клетки третьего этажа остаются без изменения, а клетки 4 этажа (камеры) способствуют передаче питательных веществ из эндосперма к зародышу. Затем клетки подвеска сильно удлиняются (рис.26 – 24пд), продвигая формирующийся зародыш во всё новые слои эндосперма и выделяя при этом энзимы, растворяющие содержимое клеток эндосперма.

Зрелый зародыш (рис.26 – 26) состоит из зачаточного корешка (рис.26 –25к,26к), стебелька= подсемядольное колено (рис.26 – 25пс,26пс), семядолей (рис.26 – 25с,26с), их у сосновых от 3 до 15 и почечки = точки роста зародыша (рис.26 – 25тр,26тр). У большинства хвойных сохраняется подвесок (рис.26 – 25пд).

По мере превращения семяпочки в семя (рис.26 – 25) происходит изменение всех её частей. Интегумент (рис.26 – 25и) образует твёрдый (большей частью) покров семени. Из остатков нуцеллуса (рис.26 – 25нц) образуется тонкая плёнка, окружающая эндосперм (рис.26 – 25эд). Семяпочка плотно прирастает к семенной чешуе, из тканей которой у сосны образуется около верхнегоконца семени легкое прозрачное крылышко (рис.26 – 28кр), способствующее распространению семян ветром. Шишки сосны после оплодотворения сильно разрастаются (рис.26 – 1в), меняют цвет и становятся сначала желтовато–бурыми, а затем коричневыми.Семенные чешуи деревенеют, а кроющие не растут и становятся малозаметными. Полностью созревают шишики на второй год.Зрелые шишки (рис.26 – 27) широкояйцевидной формы, длиной 2–7 и толщиной 2–3 см, повислые. Чешуи их подсыхают, развигаются, и семена (рис.26 – 28) свободно выпадают. Зрелые семена имеют легко отделяющиеся крылышки и разносятся ветром, особенно в зимнее время по снегу и льду, а также животными. Семена содержат до 30% масла и обладают высоко всхожестью (до 96%).

Сохраняют жизнеспособность 8 лет. Спороношения и семена у свободно растущей сосны образуются в возрасте 10–15 лет, а в насаждениях – с 25–40 лет.

После периода покоя семена прорастают (рис.26 – 29). При прорастании семени первым появляется главный корень (рис.26 – 29гк), на котором вскоре образуются боковые корешки (рис.26 – 29бк). Семядоли (рис.26 – 29с) некоторое время находятся внутри семени, всасывая из эндосперма питательные вещества. Затем благодаря разрастанию подсемядольного колена = гипокотиля (рис.26 – 29гпк) и самих семядолей проросток освобождается от кожуры семени (рис.26 – 29ск), остатки которой постепенно сдвигаются к концу семядолей и, наконец, сбрасываются.

Доживают деревья до 300–350 лет (по некоторым данным до 500 лет). Сосна очень требовательна к свету, холодостойка. Хорошо растет на песчанных и супесчанных почвах, но часто встречается и на заболоченных местах, по известковым склонам и на меловых обнажениях. Достаточно ветроустойчива, так как большей частью обладает глубокой корневой системой.

Ель, сосна, лиственница, пихта, можжевельник и все другие голосеменные растения имеют большое значение в природе и жизни человека.Вместе с другими зелеными растениями в безбрежных просторах тайги, сосновых и смешанных лесов они образуют органические вещества, усваивая углекислый газ из воздуха, и пополняют запас кислорода.

Естественное заселение лесных вырубок и пожарищ, заброшенных полей начинается с появления на этих участках светолюбивой, неприхотливой сосны, березы и осины. Поселившись на сыпучих песках, сосна закрепляет почву. По склонам оврагов и обрывов корни сосен препятствуют размыву почвы весенней водой.

В сосновых лесах приятно пахнет смолой. Сосны выделяют особые летучие вещества. Эти вещества убивают много вредных бактерий (даже туберкулёзные палочки) не только в лесу, но и в его окрестностях. Поэтому санатории, дома отдыха часто располагают в сосновых лесах.

Хвойные леса, как и лиственные, задерживают таяние снега. Вся снеговая вода в лесу успевает проникнуть в почву. Зеленая стена леса задерживает горячие, сухие ветры, называемые суховеями.

Велико значение голосеменныех растений и в народном хозяйстве любой страны мира.

Вся деревообрабатываящая промышленность большей частью занимается древесиной хвойных деревьев. Древесина сосны и ели – ценный строительный и поделочный материал. Равнослойная древесина ели используется для изготовления музыкальных инструментов. Из неё делают штукатурную и кровельную дранки, изготовляют решета, лукошки, детские игрушки и другие предметы. Из древесины сосны делают шпалы, телеграфные столбы, различные строительные материалы.

Путем химической обработки древесины сосны получают тончайшие волокна, подобные шелковым, нитям. А из древесины ели изготовляют бумагу. Канифоль, мыло, сургуч, спирт, целлулоид, пластмассы, фотопленка, кинолента, лаки для автомобилей – вот далеко не полный перечень того, что получают из древесины голосеменных растений. Из древесных опилок можно получить пищевые продукты: сахар–глюкозу и ванилин.

Хвоя ели содержит один из важнейших для человека витаминов – витамин С. Из хвои сосны и ее смолы получают душистое сосновое масло, употребляемое в медицине.Отвар молодых побегов сосны, называемый сосновыми «почками» применяют при хроническом бронхите, водянке, ревматизме, рахите, как желчегонное,противоцинготное, «кровоочистительное» средство при нарушенном обмене веществ.Спиртовую настойку «почек» в виде капель с водой применяют при туберкулёзе легких.Сосновые «почки» применяются также для ингаляций и ванн.

Из древесины сосны получают скипидар, который используют как раздражающее кожу средство при постуде,ревматизме, подагре,невралгии и как противопаразитное средство. Из скипидара вырабатывают терпингидрат, эффективно применяемый при кашле.

Из хвои делают хвойную хлорофилло-каротиновую пасту, используемую при ожогах, язвах и кожных заболеваниях. Спиртовой раствор эфирного масла известен под названием «лесной воды», ею обрызгивают жилые, больничные и школьные помещения для оздоровления и освежения воздуха.

Всем хорошо известны кедровые орешки. Это семена сибирской кедровой сосны, называемой в народе кедром. Настоящие кедры у нас в стране в лесах не встречаются. Они растут в горах Северной Африки и на Гималаях. Из орешков сибирского кедра получают хорошее пищевое кедровое масло.

В северном полушарии насчитывается около 100 видов сосен. В культуре выращивают чуть более 50 видов и декоративных форм.

Красивые декоративные формы хвойных, в том числе и сосны, растут в парках, скверах, ими озеленяют улицы. Невозмно предствить себе культурный ландшафт без использования голосеменных растений.

Вместе со спорами папоротникообразных и мхов, а также пыльцой различных покрытомсеменных растений микроспоры хвойных имеют огромное значение для различения и определения ископаемых растений. Оболочки спор и пыльцы, содержащие оченьстойкие вещества, спорополленины, прекрасно сохраняются в ископаемом состоянии. Изучая последовательно различные геологические напластования (залежи торфа, озёрные отложения, песчаные и глинистые отложения) с содержащейся в них пыльцой и спорами, устанавливают состав и характер растительности прежних эпах, что позволяет судить о климатическихусловиях в данной местности в момент отложения пыльцы и спор. Этот метод называется методом спорово-пыльцевого анализа. Полученные при этом материалы необходимы для определения возраста изучаемых слоёв земли и имеет большое практическое значение при поисках полезных ископаемых, строительстве промышленных сооружений и т. д.

В связи с таким большим значением хвойных редкие и исчезающие растения этого семейства требуют к себе бережного отношения и охраны. Это микробиота перекрёстнопарная, лиственница ольгинская, сосна меловая, сосна пицундская, сосна густоцветковая, можжевельник высокий, можжевельник Саржента, можжевельник твёрдый, тисс остроконечный, тисс ягодный и другие.

Этот метод называется методом спорово-пыльцевого анализа. Полученные при этом материалы необходимы для определения возраста изучаемых слоёв земли и имеет большое практическое значение при поисках полезных ископаемых, строительстве промышленных сооружений и т. д.

*****

Исходя из анализа всех описаний голосеменных нашего занятия можно сказать, что в цикле развития этих растений, как и у папортникообразных преобладает спорофит. Это само взрослое растение. Гаметофиты, как мужской, так и женский, сильно редуцированы. При этом женский гаметофит не теряет связи с материнским растением, развиваясь внутри семяпочки. Иногда говорят, гаметофит паразитирует на спорофите, но нам кажется, что это не совсем правильно.

В пределах отдела хорошо прослеживается появление и совершенствование пыльцевой трубки, наиболее развитой у Хвойных. Очень интересным и важным является