Что такое голосеменные?

Голосеменные – это растения без цветков, дающие шишки и семена. Термин голосеменное растение буквально означает «голое семя», поскольку семена голосеменных не заключены в завязь. Скорее, они сидят обнаженными на поверхности листоподобных структур, называемых прицветниками. Голосеменные – это сосудистые растения подцарства Embyophyta , включающие хвойные деревья, саговники, гинкго и гнетофиты. Некоторые из самых узнаваемых примеров этих древесных кустарников и деревьев включают сосны, ели, ели и гинкго. Голосеменные растения широко распространены в лесах умеренного пояса и в биомах северных лесов с видами, которые могут переносить влажные или сухие условия.

В отличие от покрытосеменных, голосеменные не дают цветов или плодов. Считается, что они были первыми сосудистыми растениями, населявшими землю, появившимися в триасовом периоде около 245-208 миллионов лет назад. Развитие сосудистой системы, способной транспортировать воду по всему растению, сделало возможным заселение земли голосеменными. Сегодня насчитывается более тысячи видов голосеменных, относящихся к четырем основным подразделениям: Coniferophyta , Cycadophyta , Ginkgophyta и Gnetophyta .

Coniferophyta

Раздел Coniferophyta содержит хвойные , которые имеют наибольшее видовое разнообразие среди голосеменных. Большинство хвойных деревьев вечнозеленые (сохраняют свои листья в течение года) и включают одни из самых больших, самых высоких и старых деревьев на планете. Примеры хвойных пород включают сосны, секвойи, ели, болиголов и ели. Хвойные породы являются важным экономическим источником пиломатериалов и таких продуктов, как бумага, которые производятся из древесины. Древесина голосеменных растений считается мягкой древесиной, в отличие от лиственных пород некоторых покрытосеменных.

Слово хвойное дерево означает «шишковидный», характерный признак, свойственный хвойным. В шишках находятся мужские и женские репродуктивные структуры хвойных пород. Большинство хвойных деревьев однодомны , что означает, что на одном дереве можно найти и мужские, и женские шишки.

Еще одна легко узнаваемая черта хвойных пород – их игольчатые листья. . Различные семейства хвойных, такие как Pinaceae (сосны) и Cupressaceae (кипарисы), различаются по типу присутствующих листьев. Сосны имеют одиночные игольчатые листья или заросли игольчатых листьев вдоль стебля. У кипарисов плоские чешуевидные листья вдоль стеблей. У других хвойных растений рода Agathis толстые эллиптические листья, а у хвойных растений рода Nageia широкие плоские листья.

Хвойные деревья являются заметными членами таежного лесного биома и имеют приспособления к жизни в холодной среде бореальных лесов.. Высокая треугольная форма деревьев позволяет снегу легче падать с веток и предотвращает их разрушение под тяжестью льда. Хвойные хвойные деревья также имеют восковой налет на поверхности листьев, что помогает предотвратить потерю воды в засушливом климате.

Cycadophyta

Cycadophyta деление голосеменных растений включает саговники. Цикады встречаются в тропических лесах и субтропических регионах. Эти вечнозеленые растения имеют структуру листьев, напоминающую перышки, и длинные стебли, которые распространяют большие листья по толстому древесному стволу. На первый взгляд саговники могут напоминать пальмы, но между ними нет никакого отношения. Эти растения могут жить много лет и имеют медленный процесс роста. Например, пальме King Sago может потребоваться до 50 лет, чтобы достичь 10 футов.

В отличие от многих хвойных деревьев, саговники производят только мужские шишки (производят пыльцу) или женские шишки (производят семяпочки). . Саговники, производящие женские шишки, будут давать семена только в том случае, если поблизости находится самец. Саговники в основном полагаются на насекомых для опыления, а животные помогают разносить свои большие красочные семена.

Корни саговников колонизируются фотосинтезирующими бактериями цианобактериями. Эти микробы производят определенные яды и нейротоксины, которые накапливаются в семенах растений. Считается, что токсины обеспечивают защиту от бактерий и грибковых паразитов. Семена цикад могут быть опасны для домашних животных и людей при проглатывании.

Ginkgophyta

Ginkgo biloba – единственные сохранившиеся растения подразделение голосеменных Ginkgophyta . Сегодня растения гинкго, выращиваемые в естественных условиях, доступны только в Китае. Гинкго могут жить тысячи лет и характеризуются веерообразными листопадными листьями, которые осенью желтеют. Гинкго билоба довольно большие, самые высокие деревья достигают 160 футов. У старых деревьев толстые стволы и глубокие корни.

Гинкго процветает в хорошо освещенных солнцем областях, которые получают много воды и имеют много дренажной почвы. Подобно саговникам, растения гинкго производят мужские или женские шишки и имеют сперматозоиды, которые используют жгутики, чтобы плыть к яйцеклетке в женской яйцеклетке. Эти прочные деревья огнеупорны, устойчивы к вредителям и болезням, и они производят химические вещества, которые, как считается, имеют лекарственное значение, в том числе несколько флавиноидов и терпенов . с антиоксидантными, противовоспалительными и противомикробными свойствами.

Gnetophyta

Подразделение голосеменных насчитывает небольшое количество видов (65), встречающихся в пределах трех роды: , Gnetum и Welwitschia . Многие виды из рода Ephedra представляют собой кустарники, которые можно найти в пустынных регионах Америки или в высоких прохладных регионах Гималаи в Индии. Некоторые виды эфедры обладают лечебными свойствами и являются источником противоотечного препарата эфедрина. У видов эфедры тонкие стебли и чешуевидные листья .

Gnetum виды содержат некоторые кусты и деревья, но большинство из них представляют собой древесные лозы, которые вьются вокруг других растений. Они населяют тропические дождевые леса и имеют широкие плоские листья, которые напоминают листья цветущих растений. Мужские и женские репродуктивные шишки содержатся на отдельных деревьях и часто напоминают цветы, хотя на самом деле это не так. Структура клеточной ткани этих растений также похожа на структуру цветковых растений.

Welwitschia имеет один вид, W. . mirabilis . Эти растения обитают только в африканской пустыне Намибии. Они очень необычны тем, что у них большой стебель, который остается близко к земле, два больших изогнутых листа, которые по мере роста разделяются на другие листья, и большой, глубокий стержневой корень. Это растение может выдерживать экстремальную жару пустыни с максимумами до 50 ° C (122 ° F), а также недостаток воды (1-10 см в год). Мужчина W. mirabilis ярко окрашены, и мужские и женские колбочки содержат нектар для привлечения насекомых.

Gymnosperm Жизненный цикл

В жизненном цикле голосеменных растения чередуют половую фазу и бесполую фазу. Этот тип жизненного цикла известен как смена поколений. Производство гамет происходит в сексуальной фазе или генерации гаметофитов цикла. Споры образуются в бесполой фазе или спорофитах . В отличие от несосудистых растений, доминирующей фазой жизненного цикла сосудистых растений является поколение спорофтиев.

У голосеменных растений спорофит считается основной частью самого растения, включая корни. , листья, стебли и шишки. Клетки спорофита растения диплоидны и содержат два полных набора хромосом. Спорофит отвечает за производство гаплоидных спор в процессе мейоза. Имея один полный набор хромосом, споры развиваются в гаплоидные гаметофиты. Гаметофиты растений производят мужские и женские гаметы, которые при опылении объединяются, образуя новую диплоидную зиготу. Зигота превращается в новый диплоидный спорофит, завершая цикл.. Голосеменные проводят большую часть своего жизненного цикла в фазе спорофита, и выживание гаметофита полностью зависит от поколения спорофитов.

Размножение голосеменных

Женские гаметы (мегаспоры) образуются в структурах гаметофитов, называемых архегониями , расположенных в конусах овуляции. Мужские гаметы (микроспоры) образуются в пыльцевых шишках и развиваются в пыльцевые зерна. У некоторых видов голосеменных есть мужские и женские шишки на одном дереве, в то время как у других есть отдельные мужские или женские шишки, дающие деревья. Чтобы опыление произошло, гаметы должны соприкасаться друг с другом. Обычно это происходит через ветер, перенос животных или насекомых.

Оплодотворение голосеменных происходит, когда пыльцевые зерна контактируют с женской семяпочкой и прорастают. Сперматозоиды попадают в яйцеклетку внутри семяпочки и оплодотворяют яйцеклетку. У хвойных и гнетофитов сперматозоиды не имеют жгутиков и должны достигать яйцеклетки посредством образования пыльцевой трубки . У саговников и гинкго жгутиковые сперматозоиды плывут к яйцеклетке для оплодотворения. После оплодотворения образовавшаяся зигота развивается в семени голосеменных и образует новый спорофит.

Ключевые моменты

  • Голосеменные – это семена без цветков. Они принадлежат к субцарству Embophyta .
  • Термин «голосеменные» буквально означает «голое семя». Это потому, что семена голосеменных растений не заключены в завязь. Вместо этого семена голосеменных сидят обнаженными на поверхности листоподобных структур, называемых прицветниками.
  • Четыре основных подразделения голосеменных растений – это Coniferophyta, Cycadophyta, Ginkgophyta и Gnetophyta.
  • Голосеменные часто встречаются в лесах умеренного пояса и в биомах северных лесов. Распространенными типами голосеменных являются хвойные деревья, саговники, гинкго и гнетофиты.

Источники

Asaravala, Manish, et al. «Триасовый период: тектоника и палеоклимат». Тектоника триасового периода , Музей палеонтологии Университета Калифорнии, www.ucmp.berkeley.edu/mesozoic/triassic/triassictect.html.

Фрейзер, Дженнифер. «Саговники – социальные растения?» Сеть блогов Scientific American , 16 октября 2013 г., blogs.scientificamerican.com/artful-amoeba/are-cycads-social-plants/.

Палларди, Стивен Г. «Тело древесного растения». Физиология древесных растений , 20 мая 2008 г., стр. 9–38., DOI: 10.1016/b978-012088765-1.50003-8.

Вагнер, Армин и др. «Лигнификация и манипуляции с лигнином у хвойных растений». Достижения ботанических исследований , т. 61, 8 июня 2012 г., стр. 37–76., DOI: 10.1016/b978-0-12-416023-1.00002-1.

Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий