Загальна характеристика вiддiлу голонасiнних Бiологiя хвойних Чергування поколiнь у сосни звич
На тему:
Голонасiннi дiстали таку назву тому, що їхнє насiння розвивається на споролистках вiдкрито, не обгорнуте стiнкою зав'язi ("голе"). Поява насiння, яке має запас поживних речовин i захищене шкiркою, — значний ароморфоз, що зумовив широке й швидке поширення голонасiнних рослин на сушi. В процесi еволюцiї насiнина з'явилась ранiше, нiж квiтка й плiд. У голонасiнних насiння не захищене стiнками плоду i лежить вiдкрито на спорофiлоносних листках. Не менш важливим пристосуванням до життя на сушi є можливiсть внутрiшнього заплiднення (без води). Пилок голонасiнних рослин переноситься повiтряними течiями. Потрапляючи на розмiщений вiдкрито насiннєвий зачаток (насiннєву бруньку), вiн утворює пилкову трубку, яка досягає яйцеклiтини i забезпечує злиття гамет. Пiсля заплiднення з насiннєвих зачаткiв формується насiння. В насiнинi вже є зародок з корiнцем, бруньками i зародковими листками (сiм'ядолями), вкритими насiннєвою шкiркою i забезпеченими запасом поживних речовин.
рослинам.
Сучаснi голонасiннi подiляють на чотири класи: саговники, гiнкговi, гнетовi i хвойнi. Найбiльше значення з них мають хвойнi.
рослин, що перебуває в розквiтi. За зовнiшнiм виглядом — це дерева i кущi рiзних розмiрiв: вiд карликових сосен (соснапiгмей гiрських i субальпiйських торфовищ заввишки до 1 м) до гiгантських дерев (секвоя — 100 м заввишки i 11 м у дiаметрi, мамонтове дерево — до 12 м у дiаметрi). Трав'янистих рослин серед хвойних не виявлено.
Назву рослинам дали через голчастi (лускоподiбнi) листки — хвою, яка розмiщена на вкорочених пагонах поодинцi або зiбрана в пучки. У бiльшостi хвойних листки багаторiчнi, однак у деяких видiв вони обпадають щороку (модрина).
Типовими представниками хвойних є сосна звичайна i ялина — основнi лiсоутворювальнi породи лiсової зони.
Сосна — свiтлолюбна рослина, зовнiшнiй вигляд якої залежить вiд умов життя. В густому лiсi дерева сосни прямi, стрункi, з гладеньким стовбуром, досягають 35—40 м заввишки. "Прозора" крона розмiщується на самiй верхiвцi. Нижнi бiчнi гiлки не витримують затiнення i рано вiдмирають. На вiдкритих мiсцевостях сосни мають крислату крону. Сосновi лiси зустрiчаються в найрiзноманiтнiших умовах, у тому числi на пiщаних ґрунтах, болотах, крейдяних горах, голих скелях.
Коренева система сосни стрижнева, дуже добре розвинена. Крiм довгих коренiв, головних або бiчних, є короткi дрiбнi i дуже галузистi бiчнi, як правило, з мiкоризою. Додаткових коренiв немає. Форма кореневої системи залежить вiд типу ґрунту. Так, на пiску у сосни крiм глибоких коренiв розростаються численнi поверхневi, на болотах — лише поверхневi коренi.
Стовбур сосни має тонку кору (флоема голонасiнних не мiстить клiтин супутникiв) i масивну деревину, яка складається з трахеїд. Паренхiми в деревинi дуже мало. Вона розмiщена навколо смоляних ходiв — видовжених мiжклiтинних просторiв у виглядi каналiв, заповнених ефiрними олiями, смолою, бальзамом. Усi цi речовини видiляються клiтинами одношарового епiтелiю, який вистилає смоляний хiд.
У стовбурах сосни чiтко вираженi рiчнi кiльця приросту деревини. Вони утворюються, як i у квiткових рослин, у результатi сезонної перiодичностi в дiяльностi камбiю.
Сосна — вiчнозелене дерево, її листки — сизо-зеленi голки (хвоя) — живуть 2—3 роки. Розмiщуються попарно на молодих гiлках на верхiвках укорочених пагонiв. Поверхня хвої вкрита товстим шаром кутикули, пiд якою знаходяться дрiбнi клiтини епiдермiсу з сильно потовщеними стiнками. Продихи мiстяться глибоко в мезофiлi i заповненi зернами воску. Таке розмiщення продихiв є пристосуванням для зменшення випаровування води. Завдяки цьому взимку сосна за наявностi хвої випаровує води в десятки разiв менше, нiж оголенi покритонасiннi.
хвоїни. Молодi хвоїни нових пагонiв м'якi, мають яскраво-зелене забарвлення. У другiй половинi лiта на кiнцi видовжених пагонiв закладаються бруньки, що надiйно захищенi щiльно притисненими одна до одної тонкими лусками, вкритими Шаром смоли. Це зимуючi бруньки.
Мал. Розвиток сосни:
а — гiлка спорофiта з жiночими (1) І чоловiчими (2) шишками; б — жiноча шишка в розрiзi (фрагмент); в — насiннєва луска з насiннєвими зачатками; г — насiннєвий зачаток у поздовжньому розрiзi; д — частина чоловiчої шишки в поздовжньому розрiзi; е — мiкроспорангiй; е — пилкове зерно; ж — насiнина в поздовжньому розрiзi; з — насiннєва луска з двома насiнинами; 3 — сьогорiчний пагiн, 4 — минулорiчний пагш (видовжений), 5 — вкорочений пагiн
Розмножується сосна насiнням (мал. 70). Плодоношення розпочинається на 30—40х роках життя. До цього часу на деревах формуються шишки двох видiв: дрiбнi чоловiчi, до 2,5 см завдовжки, i великi жiночi (у деяких видiв до 45 см завдовжки).
Червонуватi жiночi шишки утворюються на верхiвках сьогорiчних пагонiв наприкiнцi весни. На осi такої шишки розмiщено 2 види лусок: зовнiшнi — покривнi — i внутрiшнi — насiннi. На зовнiшньому боцi насiннєвої луски розмiщенi два насiннi зачатки з пилковходами на верхiвках. Всерединi кожного насiннєвого зачатка з макроспори пiсля мейозу формується гаплоїдний жiночий заросток з двома архегонiями. В кожному архегонiї знаходяться велика яйцеклiтина i 2—4 дрiбнi шийковi клiтини.
Сосна, як i всi голонасiннi рослини, запилюється вiтром. Пiзньої весни або на початку лiта насiннєвi луски жiночих шишок дещо вiдхиляються. Велика кiлькiсть пилку (полегшеного завдяки наявностi двох повiтряних мiшкiв мiж екзиною та iнтиною), принесеного вiтром, потрапляє мiж насiннєвi луски i затримується, прилипаючи до густої рiдини, що видiляється через пилковхiд. Рiдина змочує пилковi зерна i всмоктує їх усередину насiннєвого зачатка приблизно впродовж 10 хв.
пилкової трубки, яка повiльно просувається до яйцеклiтини. Злиття жiночих i чоловiчих ядер також вiдбувається повiльно. Ендосперм голонасiнних гаплоїдний.
Отже, у голонасiнних рослин чоловiчi клiтини досягають жiночих завдяки наявностi пилкової трубки i не потребують для цього процесу води, що є важливим пристосуванням до життя на сушi.
Пiсля утворення диплоiдного ядра зиготи розпочинаються розвиток зародка i формування насiнини. Із заплiдненої яйцеклiтини розвивається зародок насiнини, який складається з корiнця, стебельця, кiлькох сiм'ядоль (5— 12) i бруньки, з покривiв насiннєвого зачатка формуються покриви насiнини.
Дозрiває насiння наприкiнцi другого лiта пiсля запилення або на початку осенi. У мiру дозрiвання жiноча шишка дуже розростається, з червоної вона стає зеленою, а потiм — бурою. У дозрiлої бурої шишки взимку або напровеснi луски вiдхиляються, насiння висипається. Насiнина сосни має прозорi крильця, за допомогою яких переноситься вiтром. Висипання насiння вiдбувається через 1,5 року пiсля запилення.
Насiння сосни проростає на будьякому грунтi: пiщаному, кам'янистому, болотному, навiть на голих скелях. Молодi паростки можуть витримувати заморозки, нестачу вологи, але гинуть у тiнi. Сосонки швидко ростуть, збiльшуючись за рiк на 30—40 см. Починаючи з другого року життя, дерево щороку утворює кiльце (мутовку) гiлок. За їх числом можна пiдрахувати, скiльки рокiв соснi.
Ялина — вiчнозелене високе струнке дерево з конусоподiбною кроною. На вiдмiну вiд сосни ялина тiньовитривала, у зв'язку з цим нижнi гiлки живуть довго. Хвоя ялини коротка, жорстка, сидить поодиноко, вкриваючи всю гiлку, живе на деревi вiд 5 до 9 рокiв. Коренева система поверхнева, тому сильнi вiтри можуть вивернути дерево з коренями. До грунту вибагливiша, нiж сосна.
Розмножується ялина, як i сосна, насiнням, але шишки у неї бiльшi, насiння дозрiває пiзно восени того ж року. Стиглi шишки розкриваються, вивiльняючи насiння тiєї ж осенi або взимку, пiсля чого вiдпадають цiлком. Насiння проростає навеснi наступного року на вологому поживному грунтi в тiнi дерев. Першi 15 рокiв ялина росте повiльно, щорiчний прирiст становить 5—15 см, пiсля чого вона починає рости швидше i переганяє сосну.
Крiм сосни (близько 100 видiв) i ялини (до 50 видiв) широко вiдомi такi хвойнi, як модрина, смерека, кедр, кипарис, ялiвець, туя, тис.
Хвойнi рослини поряд з покритонасiнними мають велике значення в природi i для людини. У хвойних лiсах нагромаджується велика бiомаса. Україна належить до малолiсних країн. Лише 13,9 % її територiї зайнято лiсами, але їх основу становлять рослини класу хвойних (47,8 %), серед яких поширенi представники родiв: тис, ялиця, ялина, сосна (23 види), модрина, ялiвець. У лiсах рiзних районiв пiвнiчної пiвкулi головними утворювачами ландшафтiв є хвойнi. Так, сосни утворюють свiтлi сухi сосновi бори, можуть рости разом з ялиною i в мiшаних лiсах. На пiщаних грунтах сосна затримує рух пiскiв, закрiплює грунт ярiв i урвищ. Ялина разом iз смерекою утворюють темнохвойну тайгу. В Українi — на Полiссi І на пiщаних терасах рiчок лiсостепової та степової зон — ялина входить до складу суборiв (природних соснових лiсiв з домiшками берези, дуба, осики, ялини тощо).
iнших рослин, тварин i людини.
Лiси й парки мiст очищують повiтря, збагачують його киснем. Багато дерев, особливо хвойнi, видiляють фiтонциди — речовини, якi вбивають мiкроорганiзми, тому сосновi лiси є чудовим мiсцем для вiдпочинку i оздоровлення людей. Деревину голонасiнних широко використовують як будiвельний матерiал, сировину для целюлознопаперової промисловостi. Сухою перегонкою деревини соснових, а також iз живицi (прозорої ароматної смоли, що видiляється з ран сосни) добувають скипидар, канiфоль. Хвою використовують у медицинi, оскiльки вона мiстить аскорбiнову кислоту (вiтамiн С), каротин. Насiння деяких соснових використовують у їжу (кедровi горiшки). Багато представникiв хвойних є декоративними рослинами (туя, тис, модрина, кипарис).
У соснових лiсах живе багато рiзних тварин i птахiв.
|
