Теоретическая часть. В отличие от споровых растений, единицей размножения и распространения у семенных растений служат не споры

В отличие от споровых растений, единицей размножения и распространения у семенных растений служат не споры, а семена.

Важнейшее эволюционное приобретение семенных растений - внутреннее оплодотворение. Для всех семенных растений характерна редукция гаметофита. Женский гаметофит никогда не покидает родительское растение, т.е. спорофит. Мужской гаметофит помещается в пыльцевом зерне (пыльце). Пыльца разносится ветром или другими агентами, достигает женского гаметофита и происходит оплодотворение. В адаптивном отношении очень важно, что впервые в эволюции растений процесс оплодотворения становится независимым от капельно—жидкой воды.

Семенные растения включают 2 отдела: голосеменные и покрытосеменные. Их основное отличие друг от друга состоит в том, что семязачатки голосеменных располагаются открыто, ничем не защищены. А мегаспорофиллы покрытосеменных, срастаясь краями, образуют плод.

Семязачаток у семенных растений - это стадия, предшествующая семени. Внутри семязачатка развивается женский гаметофит.

Мегаспорофилл — это лист или листоподобный орган, на котором развивается семязачаток.

Отдел голосеменные включает 6 классов:

1) семенные папоротники;

2) беннеттитовые папоротники;

3) саговниковые;

4) гнетовые;

5) гинкговые;

6) хвойные.

Классы семенные и беннеттитовые папоротники полностью вымерли. Ныне живущие голосеменные насчитывают около 700 видов и относятся к классам саговниковые, гнетовые, гинкговые и хвойные.

Особенности размножения (цикл, развития) хвойных мы рассмотрим на примере Сосны обыкновенной.

Весной на молодых побегах образуются собрания мужских шишек - стробилов. В мужской шишке формируются пыльцевые зерна. Пыльцевое зерно состоит из двух клеток – генеративной и вегетативной. Вегетативная клетка развивается в пыльцевую трубку, а генеративная клетка дает начало двум спермиям.

Женские шишки называются мегастробилами. Они имеют семенные чешуи, на которых с внутренней стороны формируются по 2 семязачатка. Снаружи семязачаток имеет покровы – интегумент, края которого не срастаются, образуя пыльцевход. В центре семязачатка (нуцеллусе) развивается женский гаметофит, а в нем - 2 архегония с крупными яйцеклетками. Происходит опыление. Перенос пыльцы осуществляется при помощи ветра. Пыльца попадает на семязачаток и прорастает в пыльцевую трубку, проникая в семязачаток через пыльцевход. По пыльцевой трубке 2 спермия доставляются к архегониям. Оплодотворение и развитие зародыша обычно происходит в одном архегонии. Период между опылением и оплодотворением длится около года! В результате оплодотворения образуется диплоидная зигота, а из нее - зародыш. Весь семязачаток превращается в семя. В семени содержится зародыш - очень маленький спорофит. У него есть корешок, почечка и зародышевые листья (семядоли). Достаточный запас питательных веществ семени обеспечивает первые стадии развития зародыша. Т.о., семена обеспечивают более надежное расселение растений, чем споры.

Класс гинкговые. Этот класс включает в себя только 1 вид - Гинкго двулопастной (Ginkgo biloba). Это листопадное дерево до 40 м в высоту и более 4.5 м в диаметре. Доживает до 2000 лет. Гинкго является самым древним видом семенных деревьев, сохранившихся на Земле. Это растение появилось около 250 млн. лет назад. С 12 века гинкго выращивают в Японии, где оно известно под названием «серебряный абрикос». Семена гинкго съедобны, а листья - очень декоративны, похожи на веера. А в диком состоянии гинкго встречается только в горах Западного Китая. В настоящее время его разводят как декоративное растение в ботанических садах.

Класс хвойные. В настоящее время этот класс насчитывает не менее 560 видов и является самым крупным таксоном в отделе голосеменные. Все хвойные - деревья или кустарники с игольчатыми или чешуевидными листьями, но у ряда представителей (например, араукарии) листья более широкие - ланцетные. Араукарии, возникшие 150 - 240 млн. лет назад, сохранились только в тропических областях южного полушария. Многие араукарии доживают до 2000 лет. Это разнополые деревья; причем женские экземпляры достигают высоты 60 м, а мужские - только 20м. Сейчас араукарии, используют в декоративном садоводстве, благо растут они очень медленно.

Род Сосна (Pinus) включает около 100 видов. Житель наших лесов Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) может расти и на открытых пространствах. Причем в лесу сосна начинает давать семена через 35 лет жизни, а на открытом месте - уже через 15. Сосна кедровая (Pinus sibirica) кроме ценной древесины, дает съедобные семена - кедровые орешки. Кедровое масло используют в технике. Сосна кедровая (род Pinus) и Кедр (род Cedrus) совсем не одно и то же. Кедр - это отдельный род с 4 видами. 3 из них встречаются в Средиземноморье, а 1 обитает в Гималаях. У кедров ценная древесина, имеющая красивую окраску и приятный аромат.

Широко распространены виды рода Ель (Picea). Латинское название рода происходит от слова «Pix», что означает «смола». Особенно ценна древесина ели. Итальянские мастера Страдивари, Амати, Гварнери скрипки и виолончели делали из ели. Дерево подсекали и на три года оставляли на корню. Оно постепенно теряло влагу, древесина уплотнялась, приобретала легкость, а инструменты получали особую силу звучания.

Виды рода Пихта (Abies) - крупные, иногда огромные деревья. Их плоские, мягкие листья-хвоинки шириной до 3-х мм позволяют легко отличать пихту от других хвойных. В южных районах Западной Сибири обычна Пихта сибирская (Abies dbirica), а самым высоким хвойным деревом, встречающимся на территории России, является Пихта кавказская, достигающая в высоту 75 м при диаметре ствола свыше 1,5 м.

Самой большой поросшей лесом территорией в мире являются обширные хвойные леса (тайга) евроазиатской части России (между 55° с.ш. и полярным кругом). Общая площадь тайги достигает 1 млрд. 100 млн. га, что составляет 28% всех лесных запасов мира Основной лесообразующей породой сибирской и дальневосточной тайги является Лиственница сибирская (Larix sibirica). Живет лиственница 400 - 500 лет, а ее древесина хорошо сохраняется много сотен и даже тысяч лет.

Зрелищные сооружения и амфитеатры в Древнем Риме строились с применением лиственницы, которая плохо поддается гниению. На лиственничных сваях стоит Венеция и Петербург. Двери и оконные рамы Зимнего Дворца, Московского Кремля, собора Василия Блаженного изготовлены из лиственницы.

Самыми крупными деревьями среди хвойных (и вообще голосеменных) являются представители родов Секвойя (Sequoia) и Секвойядендрон (Sequciadendron), растущие в Америке. Древесина секвойи не гниет в воде, ее не поражают грибы и насекомые из-за большого содержания дубильного вещества танина. Поджечь её древесину очень трудно и, хотя молния часто попадает в огромные секвойи, пожаров практически не бывает.

В отложениях третичного периода в разных районах Земли часто встречались остатки деревьев, представляющих собой нечто среднее между секвойей и болотным кипарисом из рода Taxodium. Это дерево назвали Метасеквойей («meta» означает между). В 1944 г. произошло сенсационное для ботаников открытие: оказалось, что этот вид и сейчас произрастает в горных лесах китайской провинции Сычуань. Больше нигде в мире эти 30-метровые деревья не встречаются. Распространена метасеквойя на площади всего в 750 км².

Значительная роль среди хвойных принадлежит семейству Кипарисовые. Жителям Тульской области знаком Можжевельник обыкновенный (Juniperus communis) (встречается в Алексинском районе). Сочные шишки можжевельника используются в пищу в качестве приправы. Входят они и в состав ряда лекарственных сборов. Неповторимый облик южных городов России и Украины создают пирамидальные формы Кипариса вечнозеленого (Cupressus sempetyirens), происходящего из Малой Азии и Восточного Средиземноморья. В Крыму кипарис появился только после присоединения Крыма к России в 18 веке.

Из семейства Тиссовых самым известным растением является Тисс ягодный (Taxus baccata), широко распространенный в Европе и встречающийся на Кавказе. В народе его называют негной-деревом, так как оно может пролежать в земле сотни лет, не поддаваясь гниению. Растет тисс очень медленно, на несколько см в год, и к 10 годам едва достигает высоты 1 м. А вообще тисс живет 3-4 тысячи лет, достигая высоты 35 м.

С экологической точки зрения хвойные необыкновенно полезны. Они выделяют летучие вещества - фитонциды круглый год. Поэтому воздух в сосновом лесу почти стерилен: в нем содержится всего 200 - 300 бактерий на м³ воздуха. А такой же объем воздуха в городе содержит приблизительно 30 000 бактерий.