2013-12-31
773
Схема двойного оплодотворения в цветке покрытосеменного растения.
Оплодотворение цветковых растений.
Жизненный цикл сосны: 1-мужские шишки; 2- пыльца; 3-женские шишки; 4-смязачаток; 5-семенная чешуя; 6-шишка 1-го года; 7-созревшая шишка второго года; 8-семя; 9-проросток.
Рис. 165. Строение вегетативных и генеративных частей сосны обыкновенной.
Рис. 159. Строение пыльцы голосеменных.
Корень голосеменных стержневой. В стебле различают тонкую кору, хорошо развитую древесину, состоящую из трахеид, выполняющих двойную функцию: проводящую и механическую. Сердцевина в стволе едва заметна.
Весной у основания молодых побегов образуются рыхло расположенные пучки мужских шишек зеленовато-желтого цвета. На чешуйках стробилов находятся пыльцевые мешки, в которых созревает пыльца. Красноватые мелкие (2-5 мм) женские шишки располагаются поодиночке на концах побегов. Опыление перекрестное, с помощью ветра.
Пыльца, благодаря воздушным мешкам, может подниматься на высоту 3 км. После опыления чешуи женских шишек смыкаются и склеиваются смолой. Из пыльцевого зерна вырастает пыльцевая трубка, но растет она очень медленно, поэтому оплодотворение происходит лишь весной следующего года, а шишка увеличивается до 2-3 см и становится зеленой.
Один из спермиев (без жгутиков) сливается с яйцеклеткой, образуя зародыш, а другой гибнет. Созревание семян происходит к зиме, а шишка (4-6 см) становится коричневой с одревесневшими чешуйками. Высевание семян происходит в конце зимы, когда чешуйки раздвигаются.
Семена сосны невелики по размеру и имеют крылышки (распространяются ветром).
У сосны сибирской (ошибочно называемой кедром) семена крупные, без крылатки, и с большим запасом питательных веществ, поэтому являются ценным пищевым продуктом, лекарственным и техническим сырьем.
Таким образом, от опыления до образования семян у сосны обыкновенной проходит 2 года (у сосны сибирской – 3 года ).
Все представители рода сосна - светолюбивые растения, имеют длинные хвоинки в пучках (от 2 до 5-7).
Значение хвойных. Многие хвойные дают прекрасный строительный материал, из них получают бумагу, из смолы вырабатывают канифоль, скипидар, сургуч. Из хвои получают эфирные масла, концентрат витаминов. Из древесины вырабатывают пластмассы, лаки, дубильные вещества. Еловая древесина идет для изготовления музыкальных инструментов. Семена некоторых видов используются в пищу. Смоляная древесина лиственницы используется для подводных сооружений (в воде не загнивает), шпал, рудничных стоек.
После того как пыльца попала на рыльце пестика, она начинает прорастать. Ее прорастание зависит от жизнеспособности рыльца, которое способно воспринимать пыльцу в течение 2 – 5 дней. Эпидермальные (покровные) клетки рыльца выделяют особые вещества (жиры, сахара), стимулирующие прорастание пыльцы. Пыльцевое зерно набухает, экзина разрывается, а интина выпячивается в виде узкой «пыльцевой трубки», которая быстро растет вниз внутри столбика к завязи и подходит к пыльцевходу семязачатка (рис.233).
Ее рост регулируется ядром пыльцевой трубки (вегетативным), а направление – специальными сигнальными веществами, выделяемыми зародышевым мешком (пример хемотропизма). Пыльцевая трубка проходит либо по специальным проводящим каналам между ослизняющимися клетками, либо по межклетникам рыхлой паренхимной ткани. Обычно одновременно развиваются несколько пыльцевых трубок, но «успех» зависит от индивидуальной скорости роста.
Во время роста пыльцевой трубки ядро вегетативной клетки рассасывается и исчезает, а генеративная клетка делится митозом на 2 мужские гаметы – спермии (неподвижны и могут добраться до яйцеклетки только по пыльцевой трубке). Проникнув через пыльцевход (микропиле) в зародышевый мешок, конец пыльцевой трубки лопается, и спермии попадают внутрь. Один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу; другой спермий соединяется с диплоидным ядром – центральной клеткой, образуя триплоидное ядро (первичное ядро эндосперма). Этот процесс называется двойным оплодотворением и свойствен только цветковым растениям. Открытие и описание этого процесса в 1898 г. Принадлежит русскому ученому Сергею Гавриловичу Навашину (1857 – 1930).
Из зиготы развивается зародыш семени, а из оплодотворенной центральной клетки – вторичный триплоидный эндосперм ( питательная ткань зародыша). Вся семяпочка после оплодотворения превращается в семя. Из ее покровов образ уется оболочка семени, а из стенок завязи образуется стенка плода – околоплодник (перикарпий ). Микропиле сохраняется в семенной кожуре. Через него поступает вода и кислород при прорастании семян.
