Отдел красные водоросли, или багрянки
Около 4 000 видов морских обитателей, таллом которых розово-красного цвета. Для них характерно отсутствие жгутиковых стадий в развитии. Они могут жить на очень больших глубинах, что очень важно для поддержания жизни других живых существ в этих условиях.
66. Строение и жизнедеятельность одноклеточных и многоклеточных водорослей.
По строению тела водоросли делятся на одноклеточные, колониальные и многоклеточные. Клетки многих водорослей по своему строению похожи на растительные, то есть у них имеются клеточная стенка, вакуоль с клеточным соком и хлоропласты, которые у водорослей называются хроматофорами. В хроматофорах находятся пигментные системы, в состав которых входят хлорофиллы и каротиноиды. Комбинации этих пигментов обусловливают окраску талломов водорослей. Некоторые водоросли утратили способность к фотосинтезу и полностью перешли на гетеротрофный тип питания.
Размножение у водорослей может происходить тремя способами: вегетативным (деление клетки пополам, фрагментами колоний и нитей, специализированными структурами), бесполым (подвижными зооспорами и неподвижными апланоспорами) и половым путем с участием гамет. Половой процесс у водорослей бывает трех типов: изогамия, при которой происходит слияние подвижных гамет одинаковых по размеру и форме; гетерогамия, при которой сливаются подвижные гаметы, имеющие одинаковую форму, но отличающиеся по размерам; оогамия, когда сливается неподвижная крупная женская гамета (яйцеклетка) с мелким подвижным сперматозоидом. Отдельным типом полового процесса является конъюгация. При конъюгации сливаются протопласты двух гаплоидных вегетативных клеток и образуется диплоидная зигота.
Строение и жизнедеятельность одноклеточных водорослей могут быть рассмотрены на примере хламидомонады и хлореллы.
Хламидомонада — зеленая водоросль, которая обитает в лужах и других мелких водоемах. По форме клетки эта водоросль напоминает каплю. Снаружи клетка хламидомонады покрыта клеточной стенкой, состоящей из пектина. Водоросль передвигается в воде с помощью двух одинаковых жгутиков, расположенных на переднем конце клетки. Большую часть клетки занимает чашевидный хроматофор. Ближе к переднему концу в нем расположен красный глазок, который воспринимает свет. В хроматофоре происходит процесс фотосинтеза и откладывается запасной полисахарид — крахмал. В цитоплазме клетки расположено ядро и две сократительные вакуоли. Вакуоль с клеточным соком у хламидомонады отсутствует. Размножение у хламидомонады бесполое и половое. Бесполое размножение осуществляется с помощью зооспор, которые формируются внутри материнской клетки. Чаще всего формируется 2-4-8 двужгутиковых зооспор, каждая из которых после выхода в воду дорастает до размеров взрослой особи. При половом размножении под оболочкой материнской клетки образуются двужгутиковые гаметы, которые попарно сливаются и образуют зиготу. Зигота покрывается толстой оболочкой и зимует. Весной ядро в ней мейотически делится, и в результате формируются четыре молодые гаплоидные хламидомонады. Таким образом, большая часть жизненного цикла хламидомонады протекает в гаплоидной стадии, диплоидной у нее является только зигота.
В пресных и соленых водоемах, а также в почве и на ее поверхности встречается одноклеточная зеленая водоросль хлорелла. Ее клетка имеет шаровидную форму, покрыта плотной целлюлозной оболочкой. В цитоплазме находится ядро и крупный чашевидный хроматофор. Хлорелла размножается только бесполым путем с помощью округлых неподвижных апланоспор. Хлорелла — удобный объект для научных исследований, с ее помощью активно изучаются многие процессы, происходящие в фотосинтезирующих клетках. Ее использовали на космических кораблях для регенерации воздуха и утилизации органических остатков в замкнутых системах жизнеобеспечения.
67. Роль водорослей в природе и народном хозяйстве, их охрана.
Значение водорослей. Водоросли играют огромную роль в природе. Они являются гигантским (древнейшим на Земле!) поставщиком кислорода в атмосферу. Для гетеротрофных организмов, живущих в водной среде, водоросли являются источником органических питательных веществ и энергии. Это связано с тем, что водоросли, усваивая на свету углекислый газ, образуют при этом органические вещества и выделяют кислород. Многие водоросли люди используют в пищу.
начение водорослей в природе и хозяйстве многообразно. Водоросли способны синтезировать органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза. В водных экосистемах они чаще всего выполняют роль продуцентов, то есть несут ту же функцию, что и зеленые растения на суше. Это начальное звено в цепях питания.
В процессе фотосинтеза они выделяют большое количество кислорода. Кислород растворяется в воде и используется для дыхания другими организмами.
Заросли водорослей служат местом обитания, укрытия и размножения многих животных, то есть водоросли формируют разнообразные водные биотопы.
При наступлении благоприятных внешних условий некоторые водоросли способны массово размножаться и вызывать цветение воды. Зеленое цветение воды в канавах, лужах и ямах чаще всего обусловлено размножением эвгленовых водорослей. Большой урон рыболовству наносят красные приливы — цветение морей, вызванное рядом микроскопических одноклеточных водорослей (отсюда название — Красное море). Водоросли, вызывающие «красные приливы», выделяют вещества, токсичные для животных и человека.
Почвенные водоросли участвуют в формировании структуры почвы, обеспечивают частично ее плодородие, насыщают почву кислородом, принимают участие в формировании ряда горных и осадочных пород.
Водоросли вступают в различные отношения с другими организмами, например, являются внутриклеточными симбионтами некоторых беспозвоночных (простейших, губок, кишечнополостных). С грибами входят в состав лишайников — особый тип симбиотических организмов. Встречаются и водоросли-паразиты, в разной степени зависящие в своем питании от хозяина. Водоросли могут паразитировать на других водорослях, на высших растениях, на беспозвоночных животных.
Водоросли широко употребляют в пищу (виды рода порфира, ламинария). Ряд видов успешно культивируют.
Красные водоросли используют для получения агара. Он обладает желирующими свойствами и используется для изготовления желе, пастилы, суфле, ряда конфет и других продуктов, а в микробиологии для приготовления сред, на которых выращиваются микроорганизмы.
Бурые водоросли — единственный источник получения альгинатов — соединений альгиновой кислоты, которые используют в пищевой промышленности.
Ряд водорослей (ламинарии, фукусы, аскофиллум) идет на корм скоту и получение удобрений.
Водоросли применяются в медицине при лечении ряда заболеваний. В последние годы препараты из водорослей применяют для выведения радионуклидов.
Некоторые водоросли используют в качестве индикаторных организмов для определения степени загрязнения водоемов. Используют их и для очистки сточных вод.
Многие водоросли служат хорошими модельными объектами для научных исследований.
68. Мхи.
Мхи относятся к высшим растениям. Однако это наиболее древняя и просто устроенная группа. При этом моховидные очень разнообразны и многочисленны и уступают по количеству видов только цветковым растения. Насчитывается около 25 тысяч видов мхов.
Подавляющее число мхов являются многолетними растениями, их высота от нескольких миллиметров до 20 см. Мхи растут только в хорошо увлажняемых местностях.
Мхи имеют подобие корней — ризоиды, которые поглощают воду и закрепляют растение в почве. Кроме основной и фотосинтезирующей ткани мхи не имеют других тканей. Так у мхов нет покровных, механических, проводящих и запасающих тканей.
Отдел Мхи (Моховидные) делится на два класса — Печеночные мхи и Листостебельные мхи.
Печеночники являются наиболее древними мхами. Их тело представлено разветвленным плоским слоевищем. Много печеночников в тропиках. Мох маршанция растет во влажных местах, которые не заросли травой. Маршанция имеет стелющееся слоевище, которое похоже на листовую пластинку. В верхней части ее слоевища находится фотосинтезирующая ткань, в нижней — основная. Другим представителем мхов является риччия. У листостебельных мхов тело имеет побеги, состоящее из стеблей и листьев. Типичный представитель — кукушкин лен, который часто встречается в хвойных лесах и тундре, около сфагновых болот и в сырых местах. Он представляет собой растение больше 10 см высотой.
У мхов есть бесполое и половое размножение. Бесполое представлено как вегетативным размножением, когда растение размножается частями слоевища, стеблей или листьев, так и размножением спорами.
При половом размножении у мхов вырастают специальные органы в верхней части тела. В них образуются гаметы — подвижные сперматозоиды и неподвижные яйцеклетки. По воде сперматозоиды передвигаются к яйцеклетке и оплодотворяют ее. После оплодотворения на растении вырастает так называемая коробочка со спорами. После созревания споры рассыпаются и разносятся на большие расстояния.
Спора, попав в благоприятную среду развивается в многоклеточную зеленую нить протонему, на которой потом вырастают талломы или побеги.
Кукушкин лен может приводить к заболачиванию почвы, так как он создает на почве плотные покровы, что приводит к накоплению воды. Там, где растет кукушкин лен, может появляться другой представитель моховидных — сфагнум (белый мох). В его листьях клетки с хлорофиллом чередуются с большими клетками, содержащими воздух и воду. Сфагнум может быстро накапливать в теле воду и еще больше способствовать заболачиванию почвы. Отмершие части сфагнума входят в состав торфа.
69. Строение и размножение (на примере местных видов).
Мхи – невысокие растения, их высота может колебаться от 1 мм до нескольких сантиметров. Мхи можно встретить на стволах деревьев, на почве, на стенах домов, в болотах и в пресных водоемах. Из-за непереносимости соли, мхи не растут только на засоленных почвах и в морях.
Зачастую тело мхов имеет стебли и листья, однако у некоторых видов (маршанция), оно представлено талломом. У мхов отсутствуют корни. Полезные вещества и воду мхи впитывают при помощи ризоидов.
Некоторые разновидности мхов обладают возможностью впитывать воду не только ризоидами, но и всем телом. В результате адаптации к наземному образу жизни, у мхов присутствуют механические и покровные ткани, а также клетки, которые выполняют проводящую функцию.
Размножение мхов
В жизненном цикле мхов половое поколение преобладает над бесполым. Непосредственно на теле мха образуются органы размножения - архегонии и антеридии. В архегониях формируется и развивается одна неподвижная женская гамета, в антеридиях – множество мужских гамет.
После оплодотворения женской гаметы (при котором обязательным является наличие воды), начинается развитие бесполого поколения – спорофита. Спорофит представляет собой коробку на ножке, которая крепиться к телу мха.
В коробке спорофита содержится большое количество спор, которые при благоприятных условиях прорастают, формируя новые мхи.
Некоторые виды мхов размножаются вегетативным способом – от взрослого организма отделяется часть таллома, которая закрепляется в непосредственной близости от мха и начинает свое самостоятельное существование.
70. Образование торфа, его значение.
Отмершие нижние части медленно разлагаются при малом доступе О2. В слое торфа постоянно поддерживается низкая температура, развивается высокая кислотность поэтому процессы гниения идут медленно, что способствует длительному сохранению растительных остатков. Так образуется торф, он накапливается очень медленно: слой в 1м - за 1000 лет и более.
Торф используется как топливо, в качестве ценного химического сырья. При сухой перегонке торфа получают воск, парафин, фенолы, уксусную кислоту и др. вещества. Используется в качестве хорошего удобрения, идет на подстилку скоту, для приготовления компостов, для сохранения плодов и семян. Используют в строительстве - для изготовления изоляционных плит, в химической промышленности - для приготовления пластмасс, в медицине и ветеринарии - как гигроскопический материал. Сфагновые мхи обладают бактерицидным свойствами, т.к. содержат особое противогнилостное вещество сфагнол. Из мхов получают древесный спирт, карболовую кислоту. Они обладают способностью аккумулировать многие вещества (в том числе радиоактивные), быстро впитывать влагу и прочно ее удерживать. Моховая дерновина медленно вовлекается в процесс почвообразования. Мхам отводится особая роль в регулировании водного баланса континентов.
По запасам торфа наша страна занимает 1 место. Площадь торфяных болот превышает 150 млн. га. Хотя торф и служит хорошим топливом и ценным сырьем, однако заболачивание обширных территорий - явление отрицательное, т.к. препятствует росту и возобновлению лесов и делает невозможным с/х освоение угодий.
71. Средообразующее и ресурсное значение мхов в сообществе болота.
72. Папоротники.
Папоротниковидные – одна из наиболее древних групп высших растений. В каменноугольном мире Земли, образуя обширные леса. Процветает эта группа и сейчас.
В жизненном цикле папоротника чередуется бесполое и половое поколение – спорофит и гаметофит. Преобладает фаза спорофита. У растения стебель короткий, находится в почке и представляет из себя корневище. В стебле хорошо развита проводящая ткань, между пучками которой располагаются клетки основной – паренхимной ткани; имеются придаточные корни. Листья вырастают из почек корневища и развертываются над поверхностью почвы. Они обладают верхушечным ростом, достигают больших размеров и выполняют две функции: фотосинтеза и спорообразования.Папоротники размножаются бесполым путем – спорами, вегетативным путем – с помощью корневищ и половым путем. В благоприятных условиях спора прорастает, образуя заросток. Это гаметофит. На нем образуются женские и мужские половые органы, в которых образуются яйцеклетки и сперматозоиды. Оплодотворение происходит в воде. Из зиготы формируется зародыш, после его закоренения заросток отмирает. Зародыш развивается в спорофит.
Молодые сочные листья некоторых видов папоротников употребляют в пищу, используют их как лекарственное сырье, удобрение.
Папоротники широко распространены по всему земному шару и встречаются в самых разнообразных местах. Наиболее разнообразны они во влажных тропических лесах, где их можно встретить на почве под деревьями. Широко известны древовидные формы, лиановидные папоротник, эпифитные папоротники. Существуют плавающие многолетние папоротники.
73. Строение и размножение, роль в природе и жизни человека.
Строение папоротника щитовника мужского. Щитовник мужской растет в тенистых лиственных и смешанных лесах поодиночке или небольшими группами. Его подземный стебель - корневище. От корневища отходят придаточные корни и листья.
С внешней стороны стебель покрыт эпидермисом, состоящим из тесно прилегающих друг к другу клеток. Оболочки клеток с внешней стороны утолщаются и становятся непроницаемыми для воды и газов.
Под эпидермисом располагается упругая ткань из толстостенных клеток, которая выполняет механическую функцию. Средняя часть корневища состоит из паренхимной ткани и слагается из прочных тонкостенных клеток. В середине корневища расположена проводящая ткань, залегающая вдоль продольной оси. Середина заполнена удлиненными мертвыми клетками с неравномерно утолщенными стенками, сквозь которые проходит вода. Это трахеиды, образующие ксилему. Вода по трахеидам проходит значительно быстрее, чем по проводящей ткани мхов, и поэтому папоротники имеют большие размеры. Во внешней части проводящего пучка располагаются живые тонкостенные клетки, которые образуют флоэму. По флоэме передвигаются органические вещества - продукты фотосинтеза. Проводящие ткани имеются также в листьях и корнях.
Листья щитовника мужского крупные, с перисто-рассеченной пластинкой. Черешки листьев покрыты характерными буроватыми чешуйками. Молодые, еще не распустившиеся листья папоротника улиткообразно закручены и закрыты пленкой. Они пробиваются на поверхность почвы только на третий год жизни. Листья папоротников растут верхушкой, как и побег. Мы привыкли к тому, что распустившиеся листья больше уже не растут. В самом деле, листья дуба или липы в августе такие же, как и в июне. А листья папоротников растут дольше. В тропиках у некоторых папоротников листья растут несколько лет. Длительный рост свойствен всему побегу, а не листьям. Листья папоротников соответствуют целым веточкам и их называют вайи. Листья покрыты эпидермисом с устьицами на нижней стороне и пронизаны жилками. В основной ткани листа находятся хлоропласты.
Щитовник мужской - многолетнее растение. Осенью его листья отмирают, а корневище с зачатками новых листьев перезимовывает под снегом. Весной на верхушке стебля появляются новые листья.
Размножение папоротников. Если рассмотреть нижнюю сторону листа папоротника во второй половине лета, на ней можно увидеть буроватые маленькие бугорки. Каждый такой бугорок представляет собой группу мелких мешочков-спорангиев, покрытых общим покрывальцем, похожим на зонтик. В спорангиях развиваются споры. Если встряхнуть лист папоротника над белой бумагой, она покроется мельчайшей буроватой пылью. Это споры, высыпавшиеся из спорангиев.
В сухую жаркую погоду спорангии раскрываются, споры высыпаются и разносятся потоками воздуха.
Упав на влажную почву, споры, если достаточно тепло, прорастают. Из споры путем ее деления образуется заросток - тонкая зеленая многоклеточная пластинка сердцевидной формы, которая укрепляется в почве ризоидами. На его нижней поверхности формируются органы полового размножения. Таким образом, заросток - это половое поколение папоротника - гаметофит.
В антеридиях образуются многожгутиковые сперматозоиды, а в архегониях - яйцеклетки. Во время дождя или обильной росы сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и сливаются с ними. Происходит оплодотворение. Образуется зигота. Из зиготы путем деления развивается зародыш. Постепенно из зародыша вырастает молодое растеньице папоротника - спорофит с корневищем, корнями и мелкими листьями. Развитие идет медленно, и пройдет довольно много лет, пока папоротник будет в состоянии дать крупные листья и первые спорангии со спорами. Споры затем дадут новые заростки и т.д. Так у папоротника осуществляется чередование поколений - бесполого и полового.
Нетрудно заметить, что в цикле развития папоротника, по сравнению с мхами, преобладает спорофит, который представлен мощным растением с корневищем, корнями и листьями. Гаметофит живет самостоятельно и представляет собой маленькую пластинку величиной в несколько миллиметров.
Роль папоротников в природе. Они являются компонентами многих растительных сообществ, особенно тропических и субтропических лесов. Многие папоротники, как и мхи, являются индикаторами определенного типа почвы и леса. Например, орляк предпочитает песчаные и сухие подзолистые почвы, в то время как щитовник мужской, папоротник женский, страусник обыкновенный поселяются на плодородных и влажных почвах.
Многие виды папоротников выращивают в садах, оранжереях и других помещениях, поскольку они легко переносят условия, неблагоприятные для большинства цветковых растений. Наиболее часто в декоративных целях выращивают папоротники из рода адиантум (например, адиантум "венерин волос"). В открытом грунте обычно высаживают страусник.
Молодые побеги папоротника орляка можно использовать в пищу. Экстракт щитовника мужского применяется в качестве эффективного и относительно безопасного глистогонного средства.
74. Хвощи.
Представители этой группы — жители Северного полушария. В каменноугольном периоде (более 300 млн лет назад) эта группа растений была представлена гигантскими особями высотой 10-20 м с мощными стволами (до 50 см в диаметре). В настоящее время большинство из современных хвощей. В настоящее время большинство из современных хвощей — невысокие жесткие травы, с мутовчатым расположением мелких, чешуевидных листьев. Стебли пропитаны кремнеземом, поэтому их используют для шлифовки металлических и деревянных изделий. Растут они на болотах, лугах, в лесу и в неглубоких водоемах. Служат кормом для оленей и кабанов.
Хвощ полевой — лекарственное растение, а на полях и пастбищах — злостный корневищный сорняк, показатель кислой почвы, которая нуждается в известковании. Его спороносные побеги, появляющиеся ранней весной, на Руси употребляли в пищу.
75. Плауны. Среди высших споровых растений — это самая древняя группа. Современные плауны представляют собой многолетние травянистые растения, обычно вечнозеленые, имеющие простые некрупные узкие листья. Споры развиваются в спорангиях, собранных в колоски. Все виды плаунов находятся под охраной как древние, вымирающие растения.
В таежных лесах России, среди мхов и трав, во влажных местах встречается баранец обыкновенный (или плаун-баранец). На сухих, светлых местах еловых и сосновых лесов произрастает плаун булавовидный. Оба вида используются как лекарственные растения. Например, споры плауна булавовидного и других плаунов применяются как детская присыпка).
76. Голосеменные.
77. Строение и размножение (на примере сосны, ели и других хвойных).
78. Распространение хвойных, их значение в природе, народном хозяйстве.
Общая характеристика. Растения, относящиеся к отделу Голосеменные, так же как и цветковые, характеризуются тем, что производят семена.
К голосеменным растениям относятся ель, сосна, гинкго, лиственница, кедр, эфедра и др. Все они с давних пор широко используются человеком для его нужд.
Голосеменными эти растения называются потому, что их семена лежат открыто (голо) на поверхности чешуй шишек, а не в плодах, как у цветковых растений.
С помощью семян голосеменные размножаются и расселяются по земной поверхности. Семена голосеменных развиваются из семязачатков после того, как произойдет оплодотворение (слияние спермия с яйцеклеткой). Напомним, что семязачаток — это многоклеточное образование, в котором развивается яйцеклетка.
Оплодотворение внутри семязачатка, развитие там зародыша и формирование семени у взрослого растения — главное биологическое преимущество голосеменных растений перед споровыми в условиях жизни на суше.
В семенах (в отличие от спор) есть запас питательных веществ, они защищены семенной кожурой, и в них формируется зародыш нового растения. Как вы помните, зародыш семени состоит из зародышевого корня и зародышевого побега с зародышевыми листьями (семядолями). Семя — более надежный орган размножения и расселения, чем спора. Как только семя в благоприятных условиях прорастает, появившийся корешок легко укореняется. Семядоли проростка расправляются, и растение начинает самостоятельную жизнь.
Голосеменные — древесные растения: деревья, кустарники, редко лианы; трав среди голосеменных нет. У большинства из них имеются хорошо развитые ткани: фотосинтезирующие, проводящие, покровные, механические, запасающие и образовательные. Стебель голосеменных способен расти в толщину вследствие деления клеток камбия. Листья у большинства представителей голосеменных чешуевидные или игольчатые (хвоя).
Среди растений отдела Голосеменные много древних видов, как вымерших, так и современных. Наиболее знакомые и важные представители голосеменных растений — класс Хвойные.
Хвойные растения и их значение. Хвойные — самая многочисленная группа голосеменных растений. Их насчитывается свыше 550 видов. Они играют важную роль в природе: образуют леса, создавая тем самым условия жизни разнообразным представителям живого мира.
Хвойные растения участвуют в почвообразовании и имеют большое водорегулирующее и почвозащитное значение; широко используются их древесина, хвоя, семена, смолы, кора. Задача людей — сохранить биологическое разнообразие голосеменных растений.
Хвойные появились на Земле более 350 млн лет назад в Северном полушарии. Около 150 млн лет назад они стали господствующими в растительном покрове планеты. Хвойные — самые древние из всех ныне живущих семенных растений.
Среди хвойных есть низкорослые и стелющиеся формы (например, кедровый стланик — сосна карликовая или сосна горная, можжевельник казацкий), кустарники (можжевельник, эфедра) и растения-гиганты (секвойя вечнозеленая достигает 112 м в высоту и 11 м в диаметре). Такие крупные деревья, как ель, сосна, лиственница, пихта, кипарис, кедр, обычно живут по 200-400 лет, достигая в высоту 35-40 м.
Многообразие хвойных. Наиболее распространенные хвойные растения в нашей стране — ель, сосна, пихта, лиственница и можжевельник.
Сосна — светолюбивое высокоствольное дерево, произрастающее на любых почвах: песчаных, каменистых, болотных. Хвоинки сосны длиной 4-5 см по две или по пять сидят на очень кротких боковых побегах, расположенных на ветвях. Хвоинки живут 2-4 года, что определяет вечнозеленость сосны. У сосны сибирской (ее часто неправильно называют кедром) на укороченных побегах сидят по пять хвоинок. Это очень красивое дерево с белой, легкой и мягкой древесиной.
Ель в отличие от сосны — теневыносливое растение, произрастающее на плодородных почвах с достаточным увлажнением. Хвоинки ели — короткие, колючие, одиночно сидят на ветвях (рис. 100, 1), они живут 7-9 лет, некоторые виды, например ель шренка, - 13 лет. Ель — вечнозеленое растение. Ее древесина, как и у сосны, прочная и душистая. Она используется как строительный материал, как сырье для изготовления бумаги. Из хвои получают витамин C. Еловые леса значительно темнее сосновых боров. Они занимают в нашей стране огромные территории.
Ветки с шишками хвойных растений: 1 — ель; 2 — пихта; 3 — лиственница; 4 — можжевельник
Пихта похожа на ель, но имеет более темные, мягкие и плоские хвоинки, гладкую кору на стволе. Нижние ветви, соприкасаясь с почвой, могут укореняться и образовывать новое, дочернее растение. Поэтому в некоторых местах пихтовые леса труднопроходимы.
Улиственницы хвоинки мягкие, собраны пучками по 20-40 штук на укороченных побегах. Ежегодно осенью лиственница сбрасывает хвою как листопадное растение. Древесина лиственницы очень тяжелая (тонет в воде), долговечная, красивая, розоватого или светло-коричневого оттенка, но трудно обрабатываемая из-за твердости. На территории России лиственничные леса занимают самые большие территории.
Можжевельник не образует лесов, но как низкорослое деревце произрастает в сосновых борах и ельниках. Хвоя у можжевельника обыкновенно игольчатая, древесина очень прочная и твердая. Шишки у него сочно-мясистые, шаровидные, созревающие на 2-3-й год. Растение это медленно растет и долго живет, оно широко используется в медицине, пищевой промышленности, парфюмерии и как декоративное.
Развитие семян у хвойных. Весной можно увидеть, что на верхушках молодых побегов сосны появляются маленькие (около 5 мм) зеленые женские шишки. У основания других молодых побегов среди хвои располагается скопление овальных мелких мужских шишек. На чешуях женских шишек ничем не защищенные, как голые, лежат семязачатки, в каждом из них образуется яйцеклетка. В мужских шишках развивается пыльца — совокупность пылинок, в которых позже образуются мужские половые клетки — спермии.
Сосна обыкновенная и ветка с шишками первого и второго рода; мужские (1) и женские (2) шишки
Спермии у голосеменных — неподвижные клетки, без жгутиков. Появление такого типа мужских половых клеток — значительный этап в эволюции растений, обусловленный жизнью и развитием организмов на суше. Оплодотворение у голосеменных происходит без помощи воды. Благодаря этому голосеменные оказались способными освоить на Земле различные места обитаний, в том числе и в засушливых районах.
Пылинки разносятся ветром и попадают на семязачатки, голо лежащие на чешуйках женской шишки. После опыления чешуи шишки смыкаются, склеиваются смолой и начинается процесс подготовки к оплодотворению. При этом пылинка, прорастая, образует спермии и пыльцевую трубку, которая доставляет их к семязачатку, несущему яйцеклетку. Оплодотворение происходит в семязачатке лишь через 13 месяцев после опыления. У сосны шишки и семена созревают на второй год после опыления, а у ели — в тот же год.
После оплодотворения из зиготы развивается зародыш и формируются семена. Когда созреют семена, чешуи шишки раздвигаются и семена выпадают из нее. На семенах имеется пленчатое "крыло", которое позволяет им с помощью ветра далеко отлетать от материнского растения. Похожим образом размножаются все хвойные растения.
Способность голосеменных образовывать пыльцевую трубку, осуществляющую доставку неподвижных мужских гамет (спермиев) к яйцеклетке, - прогрессивный биологический шаг в эволюции растений, обусловленный жизнью в наземно-воздушной среде.
У сосны сибирской семена крупные, тяжелые, с большим запасом питательных веществ (их называют кедровыми орешками). У них нет "крыла", и распространяются они животными (кедровкой, бурундуком, белкой). Кедровые орешки — очень ценный пищевой продукт.
Регулирование численности хвойных.
Восстановление хвойных лесов.
79. Покрытосеменные (цветковые).
Особенности строения и жизнедеятельности покрытосеменных как наиболее высокоорганизованной группы растений, их господство на Земле.
Общая характеристика. Покрытосеменные образуют один из наиболее крупных отделов царства растений — в нем насчитывается более 240000 видов. Они составляют основную часть растительной массы в биосфере. Покрытосеменные растения — это дуб, береза, яблоня, пшеница, рожь, капуста, пальма, подорожник и др. Многие виды покрытосеменных вошли в число культурных растений.
Представители покрытосеменных произрастают повсеместно: в сухих и влажных местах, в холодных и жарких районах Земли. Одни живут очень недолго — несколько дней. Например, эфемеры крупка весенняя, проломник Турчанинова живут 35-60 дней и дают семена. Другие живут сотни лет. Например, платан восточный, или чинар, живет до 2000 лет, достигает 50 м в высоту, а его ствол — около 18 м в окружности.
У растений, относящихся к этому отделу, семена покрыты тканями плода, который образуется из завязи пестика цветка. Благодаря этим особенностям отдел получил название Покрытосеменные или Цветковые.
Цветущая яблоня и ветка с плодами
Покрытосеменные (цветковые) растения чрезвычайно разнообразны по форме, по требованиям к условиям обитания, но всем им свойственны общие признаки строения, размножения и развития.
Преимущества покрытосеменных перед остальными представителями царства растений. Сравните особенности покрытосеменных и голосеменных растений, приведенные в таблице.
Сравнительная характеристика покрытосеменных и голосеменных
| № | Покрытосеменные растения | Голосеменные растения |
| Образуют семена | Образуют семена | |
| Развивают цветок | Цветков не образуют | |
| Развивают плоды | Плодов не развивают | |
| Имеют семязачатки. Они находятся в завязи пестика | Имеют семязачатки. Они лежат открыто (голо) на чешуе шишки | |
| Опыление производится животными, ветром, водой; возможно самоопыление | Опыление производится ветром | |
| Пыльца падает на рыльце | Пыльца попадает прямо на семязачаток | |
| Есть рыльце, способствующее улавливанию и прорастанию пыльцы | Нет специального органа, улавливающего пыльцу | |
| В семязачатке при малом количестве делений (2-3) идет ускоренное развитие зародышевого мешка с одной яйцеклеткой | В семязачатке при большом количестве делений (более 8) образуется многоклеточный орган с несколькими яйцеклетками | |
| Двойное оплодотворение | Оплодотворение одним спермием одной яйцеклетки | |
| Древесина представлена сосудами и трахеидами | Древесина (ксилема) представлена исключительно трахеидами | |
| Ситовидные трубки сложного строения | Ситовидные трубки имеют простое строение | |
| Имеются древесные, кустарниковые и травянистые формы | Преобладают древесные формы, травянистых нет |
Сопоставление этих признаков убеждает, что покрытосеменные растения достигли более высокого уровня эволюционного развития, чем голосеменные и все другие представители царства растений. Покрытосеменные смогли произрастать в самых разных условиях обитания. Они оказались способными заселять различные почвы (кислые, соленые, плодородные, неплодородные), жить на камнях, стволах других растений, на стенах домов, произрастать в разных климатических зонах — от жаркого тропического пояса до холодных тундр. Произрастание в неодинаковых условиях способствовало образованию огромного разнообразия жизненных форм и экологических групп покрытосеменных растений. Среди них есть деревья, кустарники, кустарнички, полукустарники, травы. Среди трав имеются стержнекорневые, луковичные, корневищные, лианы, эпифиты, ползучие, клубнеобразующие и многие другие формы. Есть покрытосеменные влаголюбивые и сухолюбивые, светло- и тенелюбивые. Преобладающее число цветковых — настоящие автотрофные растения. Но среди них есть питающиеся гетеротрофно, например, растения-паразиты и растения-хищники (насекомоядные). Благодаря такому разнообразию цветковые заняли разные местообитания на Земле: от пустынь до болот и водоемов, от соленых морских побережий до высокогорных скал.
Примеры жизненных форм семенных растений: деревья (1), кустарники (2), кустарнички (3), полукустарники (4) и травы (5)
Способность приспосабливаться к различным условиям обеспечила покрытосеменным большое биологическое разнообразие и господствующее положение в растительном мире.
Покрытосеменные растения размножаются и расселяются семенами, но у них широко представлено и вегетативное размножение.
У многих видов цветковых растений в процессе эволюции сформировались специализированные для вегетативного размножения органы: клубни, луковицы, усы, столоны, выводковые почки и др.
Все растения отдела Покрытосеменные подразделяются на два класса: Двудольные и Однодольные.
Характерные признаки двудольных (А) и однодольных (Б) растенийСравнение двудольных и однодольных растений. Основные различия между ними показаны в таблице 3. Однако многие признаки могут встречаться у представителей обоих классов.
Сравнительная характеристика двудольных и однодольных
| № | Двудольные | Однодольные |
| Зародыш семени с двумя семядолями | Зародыш семени с одной семядолей | |
| Запасные питательные вещества семени находятся в зародыше или в эндосперме | Запасные питательные вещества семени у большинства видов находятся в эндосперме | |
| Листья обычно имеют перистое или пальчатое жилкование | Листья обычно имеют параллельное или дуговое жилкование | |
| Черешок листа редко бывает влагалищным | Черешок листа слабо выражен, но часто представляет собой листовое влаг Наши рекомендации |